imago sportfotodienst

Van ultraloper tot zwangere vrouw: iedereen botst op dezelfde fysieke grens van wat ons lichaam aankan

Van de Ironman-triatlon op Hawai over de Tour de France tot een zwangerschap, het zijn allemaal prestaties die de grenzen van het menselijk lichaam opzoeken. Een onderzoek naar energieverbruik bij enkele van de meest uitdagende fysieke prestaties toont aan dat uiteindelijk iedereen op dezelfde grens botst. En die grens heeft niet te maken met je hersenen of je spieren, maar wel met je spijsvertering.

Triatlons, marathons, ultralopen, sleehondenraces, wielerrondes... het zijn evenementen die tot de verbeelding spreken. Niet alleen door hun duur, maar ook, en vooral, door wat ze van een mens vragen. Je vraagt je af tot hoe ver het lichaam kan gaan, en dat is ook iets waar de wetenschap zich mee bezighoudt. Er zijn al verschillende onderzoeken gevoerd naar die fysieke grens, en daar is er nu een bij gekomen.

Wetenschappers hebben het energieverbruik gemeten bij mensen in allerlei veeleisende fysieke prestaties, gaande van een ultramarathonloop tot een zwangerschap. Ze zijn erin geslaagd een objectieve fysieke grens te bepalen aan wat het menselijk lichaam aankan. Die wordt niet bepaald door je hart, je longinhoud of je spieren, maar wel door je spijsvertering. Om het met een moeilijker woord te zeggen, door het metabolisme: een reeks chemische processen in elke cel van je lichaam die de calorieën die je opneemt uit voedsel, omzet in brandstof.

De wetenschappers stelden vast dat de uiterste grens ligt op 2,5 keer het zogenoemde rustmetabolisme, het energieverbruik van je lichaam in rust, dus. Mensen kunnen maar calorieën verbranden aan 2,5 keer de capaciteit van hun rustmetabolisme. Die grens van 2,5 is voor iedereen hetzelfde, of je nu een ultramarathonloper bent, of een zwangere vrouw.

100 meter sprinten, maar kilometers lang joggen

Wetenschappers van Duke University (North Carolina, VS) en de University of Aberdeen (Schotland) onderzochten het dagelijkse calorieverbruik en het rustmetabolisme van atleten die deelnamen aan de Race Across the USA in 2015, een ultramarathonloop van Californië tot Washington D.C. Gedurende vijf maanden liepen ze zes marathons per week, wat neerkomt op een totale afstand van om en bij de 5.000 kilometer.

De resultaten toonden dat de atleten bij de aanvang van de Race Across the USA heel veel energie verbruikten, maar dat energieverbruik minderde snel en belandde uiteindelijk op 2,5 keer het rustmetabolisme. Het lichaam bleef dat niveau aanhouden voor de resterende duur van het evenement. Uitgetekend op een curve krijg je dan een soort "L" (de rode lijn op de afbeelding rechts onderaan).

De curve rechts zet verschillende duurprestaties naast elkaar. De rode lijn toont het energieverbruik bij marathonlopers, de groene bij profwielrenners tijdens het rondeseizoen, de blauwe bij trekkers in Arctische gebieden, en de gele lijn bij zwangere en borstvoedende vrouwen. Het energieverbruik bij de sportprestaties starten allemaal op een hoger niveau, maar eindigt op hetzelfde niveau. Bij zwangerschap en borstvoeding ligt de grens zowat de hele periode op datzelfde niveau. Science Advances/Duke University

Na 20 weken verbrandden de atleten 600 calorieën minder per dag dan je zou verwachten op basis van het aantal kilometers dat ze liepen. Die resultaten suggereren dat het lichaam zijn metabolisme naar beneden kan halen om binnen een voor het lichaam haalbaar en draaglijk niveau te blijven. Als de atleten hun race hadden doorgezet op het energieverbruik van bij de start, waren ze niet in staat geweest om meer dan de helft van de wedstrijd te lopen.

"Het is een perfect voorbeeld van beheerst energieverbruik, waarbij het lichaam beperkt is in zijn capaciteit om extreem hoge niveaus van energieverbruik voor een langere tijd aan te houden", zegt Caitlin Thurber, co-auteur van het onderzoek. "Je kan 100 meter sprinten, maar je kan kilometerslang joggen, weetjewel? Dat geldt ook hier", aldus mede-auteur Herman Pontzer.

Het ligt niet aan temperatuur, spieren, organen

De Race Across the USA was het langstdurende sportieve evenement in het onderzoek waarvoor het energieverbruik en metabolisme onderzocht werden, maar de wetenschappers zagen ook bij profwielrenners in het rondeseizoen en deelnemers aan sleehondenraces diezelfde afvlakking naar 2,5 keer het rustmetabolisme (wat ook te zien is op bovenstaande grafiek, nvr).

Temperatuur lijkt geen rol te spelen in wat het lichaam maximaal aankan, in tegenstelling tot wat wetenschappers tot nu dachten. Er is geen verschil tussen evenementen die in de zomer (Tour de France) en in de winter (sleehondenrace) plaatsvinden. Opvallend is ook dat het energieverbruik van aanstaande moeders op ongeveer 2,2 keer het rustmetabolisme ligt, nauwelijks lager dan dat van de atleten. Dat wijst erop dat de fysieke grens los staat van de spieren of organen die bij de activiteit betrokken zijn.

"Meer eten helpt niet om je prestaties te verbeteren"

De wetenschappers kijken naar de spijsvertering, simpelweg de capaciteit van je lichaam om calorieën op te nemen uit voedsel en om te zetten in brandstof. Cruciaal is die limiet van 2,5 keer ons energieverbruik in rust. Ons lichaam is niet in staat om genoeg calorieën op te nemen, te verwerken en om te zetten om gedurende lange tijd een hoger energieverbruik aan te houden.

Bij kortdurende prestaties zal je lichaam zijn eigen reserves aanspreken (vet, spieren) als het boven die grens van 2,5 gaat. Die tekorten zullen nadien weer aangevuld worden. Maar bij extreme prestaties -op de grens van menselijke uitputting-  moet het lichaam zijn energieverbruik goed uitbalanceren.

"Meer eten zal dan niet noodzakelijk helpen om je prestaties te verbeteren", zegt Herman Pontzer. "Dit bepaalt de grens voor wat mogelijk is voor mensen. Er zit gewoon een limiet op hoeveel calorieën onze spijsvertering effectief kan verwerken per dag."  

Meer lezen?