【科普园地】

◎本报记者 张佳欣

人类身体仿佛是一台精密机器，但即便是顶级的“人体机器”，其代谢也存在一个无法逾越的上限。科学家发现，这个极限就像一道“天花板”，即使是最顶尖的耐力运动员也无法突破。

基础代谢率是身体在静止状态下，维持心跳、呼吸、体温等基本生命活动所需的最低能量。在短时间内，人体可以爆发出高达基础代谢率10倍的能量。此前有研究者推测，人体存在一个无法超越的能耗极限，运动者最终都只能以大约为基础代谢率2.5倍的水平燃烧卡路里，但是这个假说一直缺乏实际数据的验证。

为了解开这个谜题，美国马萨诸塞文理学院科学家进行了一项开创性的研究。他们招募了14名超级马拉松、自行车和铁人三项的顶尖运动员，让他们饮用了含有氘（氢的重同位素）和氧-18（氧的重同位素）的水。人体在排泄尿液和出汗时会排出氘和氧-18，而部分氧-18还会以二氧化碳的形式通过呼吸排出。

通过精确追踪这些同位素的排出量，科学家可估算运动员的能量消耗：在持续多日的激烈比赛中，一些运动员每天能燃烧掉高达9000卡路里的惊人能量。然而，当把观察周期拉长到30周甚至52周时，他们的平均每日能量消耗便稳定在基础代谢率的2.4倍左右。而无论运动员如何挑战自我，他们的身体在长期内都无法超越极限了。

那么身体是如何维持这一“天花板”的呢？科学家发现：当运动员在训练或比赛中投入更多能量时，身体会自动在其他方面“省着用”，比如减少走动、说话或无意识的小动作。这种“能量平衡”机制，似乎是身体为了防止过度透支形成的自我保护策略。

这也解释了为何这个极限难以突破。一个关键因素在于营养摄入。此前已有研究显示，人体消化系统能够处理的食物能量上限，大致也是基础代谢率的2.5倍。如果长期能量支出超过这个门槛，吃进去的食物能量将无法填补消耗的缺口，身体就不得不开始分解自身的储备，甚至分解肌肉来维持运转。

换句话说，人类的体能极限，并不是意志或训练的边界，而是生理系统的自然设防。科学家发现，这个看似微妙的平衡点，正是进化赋予人类的、能使人在极端挑战中坚持许久而不崩溃的秘诀。