当超级马拉松（简称“超马”）跑者踏上长达数百英里、持续数日的赛程时，他们不仅是在挑战自己的意志力和肌肉力量，更是在探索人类生物学的极限。科学家发现，即使是最顶尖的极限运动员，其持续能量消耗也无法突破平均2.5倍基础代谢率（BMR）的代谢上限。相关研究10月20日发表于《当代生物学》。

代谢上限代表着人体能够消耗的最高卡路里数值。早期研究曾指出，人们可以在短时间内燃烧高达10倍的基础代谢率，即休息时所需的最低能量。

“每种生物都存在代谢上限，但关键问题在于具体数值及其限制因素。”论文第一作者、美国马萨诸塞文理学院人类学家Andrew Best表示。他本人也是一名耐力运动员，“为探究这个问题，我们设想，若召集一群‘巅峰状态’的超级运动员，他们能否突破这一假设的代谢极限？”

研究人员招募了14名“超马”、自行车和铁人三项运动员，在赛事期间及训练阶段对其进行追踪监测。为精确测量能量消耗，受试者饮用含有氘和氧-18同位素（即质量稍重的氢氧同位素）的标记水。通过检测随尿液排出的这些同位素分子，科研人员得以计算出运动员呼出的二氧化碳总量及消耗的卡路里数值。

在为期数日的比赛中，部分运动员的能量消耗达到了自身基础代谢率的6~7倍，相当于每日消耗7000至8000卡路里。但研究团队通过计算运动员在30周、52周等更长期阶段的能量消耗后发现，其代谢率大多会回归到预测上限值，平均约为基础代谢率的2.4倍。研究人员指出，这些结果表明即便最顶尖的运动员也会触及代谢上限，想要突破这一极限异常困难。

“短期突破代谢上限并无大碍，后续可以通过代偿机制恢复。”Best解释道，“但长期超限将导致身体开始分解自身组织，引发机体衰退，这种状态是不可持续的。”

这项研究还揭示了人体应对极限耐力活动的代偿机制。当运动员将更多能量分配给跑步、骑行和游泳时，身体会无意识地减少其他活动的能量消耗。

“大脑会通过多重机制调控能量分配——包括控制无意识小动作、支配身体活动的意愿，甚至通过增强小憩的欲望来实现。”Best解释道，“我们感到的所有这些疲劳都节省了卡路里。”

研究团队指出，相关结果很大程度上受运动员个体差异的影响，可能遗漏了某些能突破该代谢上限的特殊个体。尽管这项发现对运动员竞技表现具有启示意义，更重要的是它促使科研人员深入探究人体能量上限如何影响其他重要生理功能。

Best说：“对大多数人而言，我们永远无需担心触及这个代谢上限。若要达到2.5倍基础代谢率的能耗水平，相当于全年每天坚持奔跑约17.7公里。包括我在内的大多数人，恐怕在触及任何能量极限之前，身体就已经出现损伤了。”

相关论文信息：

http://doi.org/10.1016/j.cub.2025.08.063