Studie zeigt Stoffwechselgrenze für Eliteathleten

Eliteathletinnen und Eliteathleten können ihren Körper bis an die äußerste Belastungsgrenze bringen. Doch selbst sie können die Grenzen der menschlichen Natur nicht überschreiten, wie eine neue Studie nahelegt.

Forschende haben weitere Hinweise darauf gefunden, dass der menschliche Körper unabhängig von Fitnesszustand oder Training begrenzt ist: Über längere Zeiträume kann er nicht mehr als das 2.5-Fache des Ruheumsatzes an Kalorien verbrennen.

Diese Marke bei einer Trainingsdauer von mehr als 30 Wochen zu überschreiten, ist zwar möglich, kommt jedoch selten vor.

Stoffwechselgrenze bei Extremausdauer

Frühere Untersuchungen hatten bereits eine vergleichbare „metabolische Obergrenze“ für die menschliche Ausdauer ermittelt, die bei etwa dem 2.5-Fachen des Ruheumsatzes liegt. Die aktuelle Studie nutzte jedoch eine Messmethode nach Goldstandard zur Bestimmung des Kalorienverbrauchs und bezog doppelt so viele Sportlerinnen und Sportler ein.

Ausgewertet wurden Daten von 14 hochtrainierten Weltklasseathletinnen und -athleten, darunter Läuferinnen und Läufer, Radfahrende sowie Triathletinnen und Triathleten. Nur zwei der Teilnehmenden waren Frauen, die meisten waren zwischen 30 und 44 Jahre alt.

Zunächst bestimmten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler den gesamten Energieverbrauch der Probandinnen und Probanden, also die Kalorienmenge, die sie bei einzelnen Trainingseinheiten und Wettkämpfen verbrannten. Dafür tranken die Teilnehmenden eine Flasche Wasser, die mit zwei Stoffwechselmarkern angereichert war. Deren Konzentration ließ sich im Urin messen und zur Berechnung des während körperlicher Belastung abgegebenen Energieverbrauchs nutzen.

Mithilfe dieser Berechnung wurde anhand detaillierter Trainingsaufzeichnungen die maximale individuelle „metabolische Kapazität“ über einen Zeitraum von 52 Wochen prognostiziert.

Kalorienverbrauch über 52 Wochen

Im Durchschnitt verbrannten die Athletinnen und Athleten der Studie nur selten mehr als 4.000 Kalorien pro Tag. Das entspricht dem 2.4-Fachen ihres Ruheumsatzes.

Über kurze Zeitspannen konnten sie diesen Wert allerdings übertreffen. Die höchste gemessene metabolische Kapazität lag bei mehr als dem Siebenfachen des grundlegenden Stoffwechselumsatzes einer Person. Erfasst wurde dieser Wert während eines beinahe 24 Stunden dauernden Laufs auf dem Appalachian Trail. Einige weitere Ultramarathonläuferinnen und -läufer überschritten bei bestimmten mehrtägigen Rennen ihren Grundumsatz ebenfalls um mehr als das 4-Fache.

Über ein ganzes Jahr betrachtet erwiesen sich diese energetischen Spitzenleistungen jedoch als kurzlebig.

Der menschliche Körper kann gelegentlich mehr als das 2.4-Fache seines Grundumsatzes verbrennen. Nach etwa 30 Wochen Training und Wettkämpfen ist es jedoch unwahrscheinlich, dass er die durchschnittliche Obergrenze übersteigt.

Nach 30 Wochen oder mehr lagen nur vier Athletinnen und Athleten der Untersuchung über dieser vorhergesagten metabolischen Grenze. Sie stellen allerdings eine Ausnahme dar, zudem fiel die Abweichung gering aus: Ihre metabolische Kapazität betrug rund das 2.7-Fache ihres Ruheumsatzes.

„Die Athletinnen und Athleten dieser Studie überschritten die vorgeschlagene metabolische Obergrenze nicht in bedeutsamem Maße“, folgern die Autorinnen und Autoren.

„Weltrekordleistungen im Ultra-Ausdauerlauf legen nahe, dass in Ausnahmefällen deutlich höhere Energieumsätze möglich sein könnten.“

Ohne direkte Messungen bei einer größeren Zahl von Eliteathletinnen und Eliteathleten bleiben die Grenzen der menschlichen Ausdauer jedoch bestenfalls unscharf.

Die zunehmenden Belege deuten auf eine feste Grenze für extreme menschliche Ausdauer hin. Dennoch besteht immer die Möglichkeit, dass eine künftige Athletin oder ein künftiger Athlet diese Annahme widerlegt.

Die Studie wurde in Current Biology veröffentlicht.