Quelle est la limite énergétique du corps humain dans le sport ?

Lorsqu’un passionné d’automobile décide de mettre une belle somme dans une nouvelle voiture, il compare souvent les statistiques entre les différents modèles: quelle quantité de carburant utilise-t-elle ? À quelle vitesse peut-elle aller ? Combien de temps lui faut t’il pour accélérer de 0 à 100 ?

Pendant des décennies, les scientifiques ont posé les mêmes questions sur le corps humain. Puis très récemment, certains ont annoncé qu’ils avaient déterminé la dépense énergétique maximale du corps humain, à savoir le temps que nous pouvons monter dans un effort avant de stabiliser et régresser.

La conclusion ? La grossesse n’est pas si différente d’un ultramarathon…

Quel est votre moteur ?

Les corps ne sont pas des voitures de sport, donc nos statistiques sur la vitesse et la consommation de carburant sont un peu plus difficiles à obtenir.

Les scientifiques peuvent trouver certaines de ces réponses en étudiant des athlètes de classe mondiale comme Usain Bolt, qui détient le record de vitesse de course chez l’homme à près de 28 miles à l’heure (45 kilomètres/heure).

Usain Bolt peut aider la science à estimer la limite du corps humain

Mais jusqu’à présent, l’équivalent humain en énergie dépensée par kilomètre a été délicat, car nous utilisons différentes quantités d’énergie en fonction de la difficulté de la tâche à accomplir.

Par exemple, la plupart des gens savent que l’être humain brûle toujours des calories, même lorsqu’il reste assis à un bureau. Le taux auquel votre corps utilise l’énergie au repos s’appelle le taux métabolique de base (métabolisme de base) et varie d’une personne à l’autre en fonction de son sexe, de son poids et d’autres caractéristiques.

Le taux d’utilisation de votre énergie augmente avec votre niveau d’activité. Le rapport entre votre taux métabolique actif à un moment donné et votre taux métabolique de base est appelé votre “portée métabolique”.

Plus ce chiffre est proche de 1, plus vous êtes proche de votre taux de repos. Plus ce nombre est élevé, plus vous utilisez d’énergie. Les humains atteignent généralement un métabolisme maximal de 5, mais certaines espèces peuvent atteindre 7.

Pour cette étude, publiée dans la revue “Science”, les chercheurs voulaient trouver la portée métabolique soutenue maximale du corps humain. En d’autres termes, le point où le taux de consommation énergétique du corps l’emporte sur sa capacité d’absorber les aliments et de les transformer en énergie.

Pour ce faire, ils devaient trouver un groupe d’humains et les soumettre à des demandes surhumaines vis-à-vis de leurs systèmes métaboliques. Ils l’ont trouvé dans un événement d’endurance appelé “Race Across the USA” en 2015: une course de 20 semaines sur 4 957 kilomètres entre Los Angeles, Californie et Washington DC.

Les scientifiques ont trouvé un groupe à étudier dans la course Race Across the USA

Six coureurs ont accepté d’être leur servir de cobayes pour cette expérience intéressante.

Tenir la distance

L’équipe a commencé par mesurer les taux métaboliques de base des six coureurs, puis leur a fait boire de l’eau “doublement marquée”. C’est H2O qui a été remplacé par des isotopes inoffensifs mais rares d’hydrogène et d’oxygène, en particulier du deutérium et de l’oxygène 18.

Lorsque les isotopes sont apparus dans la sueur, l’urine et l’haleine des coureurs, les chercheurs ont pu mesurer la quantité de dioxyde de carbone qu’ils produisaient et, par conséquent, le nombre de calories brûlées. L’équipe a effectué ces mesures avant le début de la course, la première semaine, puis la dernière semaine.

Ce qu’ils ont trouvé, c’est que l’ampleur métabolique des coureurs est passée de 1,8 avant la course à 3,8 après une semaine de course. Mais à la 20ème semaine, il s’était stabilisé à 2,8.

D’après les données, les scientifiques pourraient dire que le plateau était dû au fait que les corps des coureurs utilisaient simplement moins d’énergie. Cela était dû en partie à la perte de poids et à la diminution du nombre de kilomètres parcourus chaque jour.

Mais le reste, environ 600 calories par jour, ne pouvait pas être expliqué par des facteurs aussi évidents. Il semblait que leurs corps s’adaptaient pour pouvoir couvrir la longue route qui les attendait.

Les chercheurs ont écrit que s’ils avaient conservé leur consommation d’énergie initiale, les coureurs auraient été physiquement incapables d’atteindre les 10 semaines. Heureusement, le corps s’est adapté à l’effort.

L’équipe a analysé les données des coureurs aux côtés de données recueillies lors d’événements d’endurance d’une longueur similaire, notamment le “Tour de France”, des triathlons, des ultramarathons plus courts et des expéditions dans l’Arctique.

Dans tous les cas, la portée métabolique des participants a commencé haut, puis a atteint un plateau après environ 20 jours pour s’établir autour de 2,5. Après ce plateau, le corps humain doit se tourner vers d’autres sources d’énergie que les aliments, à savoir ses propres réserves de graisse.

Mais la grande surprise est arrivée quand ils ont comparé ces événements sportifs difficiles à un défi plus quotidien: la grossesse. Bien que les femmes enceintes ne connaissent pas cette augmentation initiale de la portée métabolique, il s’avère que leur corps brûle de l’énergie à peu près au même rythme qu’un athlète d’ultra-endurance tard dans son épreuve.

La grossesse montre de façon surprenante la limite énergétique du corps humain

Herman Pontzer, anthropologue de l’évolution à la “Duke University” de Durham, en Caroline du Nord, et auteur correspondant de l’étude, a confié à “Science”: “Réfléchir à la grossesse de la même façon que nous pensons aux cyclistes et triathlètes du Tour de France vous fait réaliser à quel point l’impact de la grossesse sur le corps est important”.

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