Hoe ver kun je het menselijk lichaam pushen? Wetenschappers hebben ontdekt dat zelfs de beste topatleten tegen een fundamenteel plafond aanlopen.
Hoeveel calorieën kun je op een dag verbranden? En kun je dat tempo weken, maanden of zelfs een jaar lang volhouden? Die vragen houden wetenschappers al jaren bezig. Onderzoekers van Duke University en het Massachusetts College of Liberal Arts hebben het nu onderzocht aan de hand van de prestaties van veertien topatleten in sporten waarbij uithoudingsvermogen tot het uiterste wordt getest.
Een metabolisch plafond
Hun bevindingen? Er bestaat inderdaad een soort ‘metabolisch plafond’. De onderzoekers ontdekten met name dat het maximale energieverbruik van een atleet afneemt naarmate de inspanning langer duurt. Voor activiteiten van ongeveer één dag kun je tot tien keer je rustmetabolisme (het energieverbruik in rust) volhouden. Bij langere inspanningen daalt deze grens flink, tot ongeveer 2,5 keer het rustmetabolisme na zo’n 28 weken.
Geen doorsnee sporters
De veertien atleten in het onderzoek waren geen doorsnee sporters. Het waren twaalf mannen en twee vrouwen die actief waren in sporten als triathlons en ultramarathons. Een ultramarathon wordt doorgaans gedefinieerd als een race van meer dan 50 kilometer, maar de meeste zijn veel langer. Alle deelnemers presteerden op het hoogste niveau.
De onderzoekers maten hun energieverbruik tijdens intensieve wedstrijden en trainingsperioden. Gedurende een jaar hielden de atleten ook gedetailleerde trainingslogboeken bij. Met deze gegevens konden de onderzoekers berekenen wat het maximale energieverbruik was over periodes van een week tot een heel jaar.
Bijna niemand overschrijdt de grens
Alle veertien atleten bleven tijdens wedstrijden onder het voorspelde plafond. De hoogst gemeten waarde tijdens een wedstrijd was 7,08 keer het rustmetabolisme. Dit werd gemeten tijdens een 23,5 uur durende loopwedstrijd. Verschillende atleten bereikten tijdens meerdaagse races waarden boven de vier keer hun rustmetabolisme.
Voor langere periodes daalde het maximale energieverbruik zoals voorspeld. Het groepsgemiddelde na 30 weken was 2,43 keer het rustmetabolisme (nog altijd zo’n 4.085 kilocalorieën per dag) en na 52 weken 2,39 keer (ongeveer 4.020 kilocalorieën per dag).
Vier atleten overschreden wel de 2,5-grens. Zij bereikten een maximum van 2,74 keer het rustmetabolisme over een periode van 30 weken en 2,70 gedurende een heel jaar. Maar zoals de onderzoekers opmerken: het voorspelde plafond is gebaseerd op groepsgemiddelden, dus enige variatie is te verwachten.
Uitzonderingen mogelijk
Nog extremere afwijkingen zijn niet uitgesloten. Dat blijkt uit de geschiedenis. In 1999 liep ultramarathoner Pat Farmer in 195 dagen rond het Australische continent. Hij legde een afstand van zo’n 15.000 kilometer af. Uit meting van zijn energieverbruik tijdens een deel van deze tocht bleek een waarde van 3,96 keer het rustmetabolisme. Dat is maar liefst 57 procent hoger dan het verwachte maximum voor die duur. Een andere ultraloper, Serge Girard, haalde het wereldrecord voor afstand in één jaar met 27.011 kilometer. Zijn energieverbruik zou neerkomen op 4,23 keer het rustmetabolisme. Dat is bijna 70 procent boven het plafond.
Deze cijfers moet je met een korrel zout nemen. De schattingen houden geen rekening met mogelijke veranderingen in het metabolisme van de atleten gedurende deze extreme prestaties. Zonder directe metingen is het dus moeilijk om te zeggen of deze uitzonderlijke prestaties daadwerkelijk het metabolische plafond doorbraken. De onderzoekers wijzen erop dat in een eerdere studie van een 140 dagen durende ultraloop het energieverbruik gaandeweg daalde. Dat resulteerde uiteindelijk in lagere waarden dan aanvankelijk werd voorspeld.
