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科学家摸到人类耐力“天花板”

时刻:2019-06-14 08:37来历:科学网 作者:赵熙熙
马拉松运动员好像有使不完的劲,可是事实证明,他们最大的妨碍恰恰是自己的身体。
  人类在具有特殊耐力的进程中,其代谢活动的峰值遭到生物学特性的约束。图片来历:ISTOCK.COM
  马拉松运动员好像有使不完的劲,可是事实证明,他们最大的妨碍恰恰是自己的身体。一项新研讨初次量化了长间隔跑和自行车等耐力运动不可逾越的“上限”,一起发现,怀孕的代谢量与一场超级马拉松类似。
  “这是一项十分酷的数据。”并未参加该项研讨的美国哈佛大学进化生物学家Daniel Lieberman说,“这是一个十分有说服力的比如,阐明人类忍耐力的极限存在一个硬边界。”
  长期以来,生理学家和运动员都对人体本身的极限很感兴趣。很多依据标明,当运动超越几个小时后,大多数人——包含哺乳动物——耗费的能量是其基础代谢率(BMR)的5倍。BMR指在天然温度环境中,人的身体在安静状态下保持生命所需耗费的最低能量代谢率。北卡罗来纳州达勒姆市杜克大学进化人类学家Herman Pontzer说,人类如安在更长时刻的耐力活动中运用能量则完全是另一个问题。
  2015年,当印第安纳州西拉法耶特市普渡大学耐力运动员、前人类学家Bryce Carlson组织了一项横跨美国的竞赛时,Pontzer以为找到了答复这一问题的时机。运动员被要求在20周的时刻里跑完从加利福尼亚洛杉矶市到华盛顿哥伦比亚特区的一系列马拉松,共4957公里。
  为了找出参加研讨的运动员焚烧了多少卡路里,Pontzer、Carlson及其搭档用无害、不常见的氘和氧-18同位素替换了运动员饮用水中正常的氢和氧。经过用化学办法追寻这些同位素在尿液、汗液和呼出废气中的排出状况,科学家就可以计算出一名运动员产生了多少二氧化碳——这一目标与他们焚烧了多少卡路里直接相关。
  Pontzer的团队丈量了6名跑步者——5名男性和1名女人的初始BMR。然后他们搜集了竞赛进程中的能量耗费数据,以便了解运动员每天耗费了多少卡路里。研讨人员制造了这些数据随时刻改变的图表,并对其连同之前从其他耐力项目中搜集的代谢数据进行了剖析。这些耐力项目包含铁人三项、160公里超长马拉松、环法自行车赛等长间隔自行车竞赛以及北极探险。
  研讨人员发现,无论什么竞赛,能量耗费在20天后会敏捷稳定下来,终究保持在运动员BMR值的2.5倍左右。他们指出,到那个时段,人体焚烧卡路里的速度超越了吸收食物并将其转化为能量的速度,这代表了由生物学决议的人类体现的一个上限。当运动员到达这个“天花板”后,身体有必要耗费脂肪储藏来取得能量。研讨显现,即使最优异的耐力赛选手终究也无法打破这一约束。研讨人员以为,这阐明身体在一段时刻的高水平能量耗费后会进行自我调理。
  研讨人员说,存在耐力运动极限的一个原因是身体消化食物和吸收卡路里的才能有限。研讨发现,不管在隆冬里拖拽雪橇或是在夏天参加自行车赛,全部耐力运动都契合这个规矩,这不同于此前研讨中耐力相关体表温度调理才能的观点。
  “这是一个美丽的发现,作为一个科学家,这是值得的。”Pontzer说,“咱们终究找到了人类耐力的极限,人类所能做到的极限。”
  科学家在6月5日出书的《科学开展》杂志上陈述了这一研讨效果。
  并未参加该项研讨的米苏拉市蒙大拿大学运动生理学家Brent Ruby说,这一新发现解说了耐力超强的运动员如安在不减重的状况下长时刻耗费能量。
  在第二项发现中,作者陈述说,人类怀孕——其能量耗费已在前期研讨中得到丈量——需求的能量水平与一项长时刻运动耐力项目差不多。这一进程也面对相同的代谢约束。Pontzer说:“用咱们看待环法自行车赛和铁人三项运动员的思想方法看待怀孕,会让你意识到怀孕对身体的要求是多么的难以置信。”
  包含Lieberman在内的一些研讨人员假定,人类进化出可以长间隔奔驰的身体,以便获取大型、富含卡路里的动物,而这些代谢适应才能也或许让母亲生下具有更大大脑的更大婴儿。Pontzer以为,考虑到怀孕和耐力活动是在相同的代谢规矩下进行的,所以状况也或许正好相反——或许人类进化出脑容量更大的婴儿,这给了人类更多的耐力。
  关于这一点,Lieberman并不认同。“这是一个相当大的腾跃,需求更多的依据来支撑。”他说,“让咱们一步一步来,就像跑马拉松那样。”



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