科技日報記者 張佳欣
人類身體仿佛一臺精密機器，但即便是頂級的“人體機器”，其代謝也存在一個無法逾越的上限?？茖W家發現，這個極限就像一道“天花板”，即使是最頂尖的耐力運動員也無法突破。
基礎代謝率是身體在靜止狀態下，維持心跳、呼吸、體溫等基本生命活動所需的最低能量。在短時間內，人體可以爆發出高達基礎代謝率10倍的能量。此前有研究者推測，人體存在一個無法超越的能耗極限，運動者最終都只能以大約為基礎代謝率2.5倍的水平燃燒卡路里，但是這個假說一直缺乏實際數據的驗證。
為了解開這個謎題，美國馬薩諸塞文理學院科學家進行了一項開創性的研究。他們招募了14名超級馬拉松、自行車和鐵人三項的頂尖運動員，讓他們飲用了含有氘（氫的重同位素）和氧-18（氧的重同位素）的水。人體在排泄尿液和出汗時會排出氘和氧-18，而部分氧-18還會以二氧化碳的形式通過呼吸排出。
通過精確追蹤這些同位素的排出量，科學家可估算運動員的能量消耗：在持續多日的激烈比賽中，一些運動員每天能燃燒掉高達9000卡路里的驚人能量。然而，當把觀察周期拉長到30周甚至52周時，他們的平均每日能量消耗便穩定在基礎代謝率的2.4倍左右。而無論運動員如何挑戰自我，他們的身體在長期內都無法超越極限了。
那么身體是如何維持這一“天花板”的呢？科學家發現：當運動員在訓練或比賽中投入更多能量時，身體會自動在其他方面“省著用”，比如減少走動、說話或無意識的小動作。這種“能量平衡”機制，似乎是身體為了防止過度透支形成的自我保護策略。
這也解釋了為何這個極限難以突破。一個關鍵因素在于營養攝入。此前已有研究顯示，人體消化系統能夠處理的食物能量上限，大致也是基礎代謝率的2.5倍。如果長期能量支出超過這個門檻，吃進去的食物能量將無法填補消耗的缺口，身體就不得不開始分解自身的儲備，甚至分解肌肉來維持運轉。
換句話說，人類的體能極限，并不是意志或訓練的邊界，而是生理系統的自然設防。科學家發現，這個看似微妙的平衡點，正是進化賦予人類的、能使人在極端挑戰中堅持許久而不崩潰的秘訣。
