长期锻炼耐力能无限增长吗?研究发现体能消耗的极限值

时间:2019-07-27 来源: 国内新闻

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  本文经药明康德微信公众号“医学新视点”授权转载。

  在长时间持续的运动中,人体最大的持续能量消耗大约等于2.5倍的静息代谢率。

  越来越多的人喜欢在结束一天的学习工作之后去一趟健身房或者来一段夜跑。与没有运动习惯的人群相比,坚持运动的人往往体能和耐力有显著提高;而长跑等耐力项目运动员的体力更是让常人望尘莫及。

  长期锻炼真的能让人的体能和耐力无限增长吗?Science Advances期刊近期发表的一篇研究提出了新的证据。

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  图片来源:Science Advances官网

  这项研究指出,人体耐力确有其极限,在长时间(数日、周、甚至月)持续的运动中,人体最大的持续能量消耗大约等于2.5倍的静息代谢率,平均约每天4000千卡。(静息代谢率指维持保持体温和呼吸等基本生理需求时,身体所消耗的热量。)

  更“神奇”的是,根据目前的研究结果,这个持续能量消耗的极限值似乎与是否坚持运动无关,人人平等,即便是专业的马拉松选手也无法突破这个极限。

  为了观察人体耐力的极限情况,研究团队将目标放在了世界上最极限的耐力运动之一:横跨美国长跑接力赛上。这项赛事持续数月,运动员将沿着3000英里的赛道(约4828公里)从加利福尼亚一路接力跑到美国首都华盛顿哥伦比亚特区。通过测量运动员比赛开始和结束的尿液样本,研究团队发现,经过5个月持续的长跑赛程,运动员的能量消耗已经显著低于比赛初期:如果按所跑过路程计算理论能量消耗,实际测量的能量消耗值已经每天平均偏低600千卡。

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  图片来源:pexel

  不仅如此,研究团队在比较其他已经发表的研究数据时发现,在马拉松、游泳、极地徒步、环法自行车大赛,以及早年的横跨美国长跑接力赛这些运动项目中,赛事时间越长,运动员消耗能量的速度就越低。

  在持续时间较短的活动,如单次马拉松中,人体持续消耗能量的平均水平能达到静息代谢率的15.6倍;环法自行车大赛的23天赛程中,参赛者的能量消耗约等于其静息代谢率的4.9倍;而横跨南极的95天极地徒步,徒步者的能量消耗约等于其静息代谢率的3.5倍。

  而随着持续时间的延长,人体长期运动的能量消耗水平将越来越趋近于2.5倍静息代谢率的极限水平。

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  图A:短时间(<0.1天,蓝线)的运动代谢率基本维持在15-20倍基础代谢率水平,而长期(≥0.5天,红线)的运动代谢率显著衰减。

  图B:无论骑自行车(绿色)、极地徒步(蓝色)、横跨美国长跑比赛(黑色)还是怀孕和哺乳期(黄色),人体长期运动/负荷的能量消耗水平都将稳定在大约2.5倍静息代谢率的极限水平(图片来源:参考资料[1])

  除了各种长时间运动,研究团队还将研究范围扩展到常人“长期负重”的另一种形式:孕期。研究发现,怀孕女性的持续能量消耗约为其静息代谢率的2.2倍,略低于运动员参加长跑的数字(2.5)。

  这一发现也佐证了研究结论:人类长期能量消耗水平确有其极限,无论是铁人三项运动员还是怀胎十月的孕妇,这一极限几乎是相同的。

  究其原因,研究者发现,消化系统每天能消化食物和吸收卡路里的量似乎是耗能极限的决定因素之一。在维持长期运动的情况下,人体除了能够智能“降档”,调低每日能量消耗;更会由于“入不敷出”,而开始分解自身组织和细胞以维持最低水平的供能。在到达极限水平之后,人体虽然不会立刻崩溃,但这种燃烧自身组织和细胞供能的方式显然不可能永远持续下去。

  截至发稿时为止,研究团队还没有发现有人能突破2.5倍静息代谢率的极限值。但论文共同撰稿人,杜克大学进化人类学助理教授Herman Pontzer指出,“科学就是在不断证伪中演进。也许有一天能有打破这一耐力天花板的人出现,向我们展现尚未发现的理论。”

  参考资料:

  [1]Caitlin Thurber et al. (2019). Extreme events reveal an alimentary limit on sustained maximal human energy expenditure Science Advances. 05 Jun 2019: Vol. 5, no. 6, eaaw0341 doi: 10.1126/sciadv.aaw0341

  [2]Scientists Just Found the Limits to Human Endurance Retrieved June 21, 2019, from

  [3]Is there a limit to human endurance? Science says yes Retrieved June 21, 2019, from

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