Ausdauer: Wo liegt das Leistungslimit?

Natürliches Limit: Forscher haben herausgefunden, warum Ausdauersportler nicht ständig neue Geschwindigkeitsrekorde brechen können. Wie ihre Studie zeigt, scheint es eine physiologisch bedingte Leistungsgrenze zu geben. Bei länger andauernden Aktivitäten fährt der Stoffwechsel demnach irgendwann herunter und pendelt sich auf einem konstanten Niveau ein. Dieses liegt offenbar nie höher als das 2,5-Fache der individuellen Grundstoffwechselrate.

Ob Tour de France oder Ironman: Sportwettkämpfe wie diese beweisen immer wieder, zu welch beeindruckenden Ausdauerleistungen der menschliche Körper fähig ist. Doch wo liegt die Grenze? Auch die besten Sportler können auf langen Distanzen nicht unbegrenzt neue Rekorde aufstellen, so scheint es. Gibt es womöglich ein natürliches Limit das bestimmt, wie viel Energie wir auf Dauer maximal verbrennen können – und somit auch, was wir zu leisten im Stande sind?

Ausdauersportler im Blick

Um dies herauszufinden, haben sich Caitlin Thurber vom Hunter College in New York und ihre Kollegen nun einem der härtesten Ausdauerrennen der Welt gewidmet: Beim Race Across the USA laufen die Teilnehmer die rund 4.800 Kilometer lange Strecke vom Huntington Beach in Kalifornien nach Washington D.C. Das bedeutet, sie absolvieren über einen Zeitraum von 20 Wochen fast jeden Tag einen Marathon.

Die Wissenschaftler sammelten während des Rennens im Jahr 2015 Daten zum täglichen Energieverbrauch der Sportler. Außerdem analysierten sie zusätzlich bereits publizierte Informationen zum Stoffwechsel der Teilnehmer anderer Ausdauer-Sportveranstaltungen – von der Tour de France bis hin zum Trekkingwettlauf durch die Arktis.

Einheitliche Obergrenze

Die Auswertungen ergaben: Bei allen länger andauernden Sportwettkämpfen zeigte sich dasselbe Muster. Während der Stoffwechsel der Sportler zu Anfang noch auf Hochtouren lief und sie relativ viele Kalorien verbrannten, sackte die Kurve des Energieverbrauchs im Laufe der Zeit ab und blieb dann für den Rest der Veranstaltung auf einem konstanten Niveau.

Die damit erreichte Obergrenze schien bei allen Sportlern bei maximal dem 2,5-Fachen ihrer Grundstoffwechselrate zu liegen, wie die Forscher berichten: „Wir haben keinen einzigen Fall gefunden, bei dem die Kurve über diese Grenze hinausgeht.“ Bei Wettkämpfen, die weniger als einen Tag dauerten, zeigte sich ihnen zufolge dagegen ein anderes Bild. „Bei solchen kürzeren Aktivitäten scheint es demnach eine andere Leistungsgrenze zu geben.“

Limit nicht nur im Sport

Diese Ergebnisse deuten nach Ansicht der Wissenschaftler daraufhin, dass der Organismus den Stoffwechsel ab einem bestimmten Punkt herunterregelt, um ein nachhaltiges Level zu erreichen. „Wir können nur 100 Meter sprinten, aber kilometerweit joggen. Dieser Zusammenhang trifft auch für den Metabolismus zu“, erklärt Thurbers Kollege Herman Pontzer.

Weil sich das nun beobachtete Muster bei ganz unterschiedlichen Sportarten zeigte, glauben die Wissenschaftler: Es gibt ein unabhängig von der Aktivität gültiges Maximum der Anstrengung, die ein Mensch auf Dauer beibehalten kann – auch in Bereichen jenseits des Sports.

Darm als begrenzender Faktor

So scheint diese Grenze zum Beispiel für die Anstrengung der Schwangerschaft ebenfalls zu gelten. Wie die Forscher herausfanden, war der maximal aufrecht zu erhaltende Energieverbrauch bei den Sportlern nur unwesentlich höher als die Stoffwechselraten, die bei schwangeren Frauen beobachtet werden. Derselbe Mechanismus, der Ironman-Teilnehmer am Erreichen immer neuer Rekordzeiten hindert, beeinflusst demnach womöglich auch, wie groß ein Baby im Mutterleib werden kann.

Doch welche physiologischen Faktoren bestimmen die Leistungsgrenze unseres Stoffwechsels? Thurber und ihre Kollegen fanden Hinweise darauf, dass unter anderem der Verdauungsprozess ein limitierender Faktor ist. „Unser Verdauungstrakt kann pro Tag nur eine begrenzte Kalorienmenge effektiv verwerten“, sagt Pontzer.

In Stein gemeißelt?

Weitere Studien müssen in Zukunft zeigen, welche weiteren Faktoren für diesen Zusammenhang eine Rolle spielen – und ob die von den Forschern dokumentierte Grenze wirklich nicht durchbrochen werden kann. „Ich sehe das als Herausforderung für alle Elite-Ausdauersportler. Vielleicht schafft es einer von ihnen ja doch, dieses Limit zu überschreiten und zeigt uns, dass wir etwas übersehen haben“, schließt Pontzer. (Science Advances, 2019; doi: 10.1126/sciadv.aaw0341)

Quelle: AAAS/ Duke University