Limity lidského těla: Kde leží hranice lidské výkonnosti?

Při pohledu na vývoj některých atletických rekordů za posledních padesát let je sice patrný nárůst výkonnosti, ale zároveň zůstává zřejmé, že řady dodnes platných nejlepších výkonů se podařilo dosáhnout v 80. či 90. letech minulého století. Ačkoliv tu a tam dojde k prolomení nějakého rekordu i v současnosti, neděje se tak ani zdaleka tempem, jež by odpovídalo moderním tréninkovým metodám a materiálům uzpůsobeným atletice. Nabízí se proto otázka, zda se člověk pomalu neblíží svým biologickým limitům.

Narazili jsme do zdi?

V roce 2008 publikoval Mark Denny ze Stanford University výzkum, jehož cílem bylo stanovit maximální rychlost běhu některých živých tvorů, včetně lidí. Díky experimentům dospěl biolog k závěru, že se například Paula Radcliffeová svým maratonským časem z roku 2003 velmi přiblížila předpokládanému rychlostnímu maximu pro ženský vytrvalostní běh. U mužů ještě nějaký prostor zbývá, neboť by se teoreticky mohli dostat i pod dvě hodiny. Hranice jejich sprintu nicméně leží mnohem blíž: V případě trati na 100 metrů činí podle Dennyho 9,48 sekundy, přičemž aktuální rekord má hodnotu 9,58.

Odpověď na některé další otázky týkající se dlouhodobé lidské výdrže přinesl článek, který v časopise Science Advances zveřejnila letos v červnu skupina vědců z Duke University. Rozhodli se prozkoumat, jaké množství energie může člověk dlouhodobě vynakládat, aniž by tím ohrožoval své tělo. Zaměřili se na energetický výdej během různých sportovních disciplín, od několikahodinových maratonů přes vícedenní Tour de France po několik měsíců trvající putování Arktidou. Požadavky tělesné schránky následně srovnali s výdejem energie v době, kdy je tělo v klidu. A nakonec výsledky ještě pro zajímavost poměřili s energetickou zátěží těhotných žen.

Jak udržet výkonnost 

Výzkumy odhalily, že při několikahodinovém maratonu vydává člověk víc než 15násobek energie oproti setrvávání v klidu. S prodlužujícím se výkonem však maximální udržitelný energetický výdej klesá. Například cyklisté se během 23denního závodu Tour de France dostali na 4,9násobek klidového metabolismu. A během 95 dnů putování Arktidou klesla hodnota na 3,5násobek. 

Do výzkumu se dál zařadilo šest dospělých ve věku 34–73 let, kteří v roce 2015 v rámci transkontinentálního běhu po USA urazili za 20 týdnů celkem 4 957 km. Aby svého cíle v uvedeném čase dosáhli, museli šest dnů v týdnu uběhnout vzdálenost odpovídající klasickému maratonu, tedy přibližně 42 km. Hodnota spotřebované energie se u nich nakonec ustálila zhruba na 2,5násobku klidového výdeje. A právě tato hranice, odpovídající asi 16 740 kJ (kilojoulů) za den, představuje podle badatelů mez dlouhodobé lidské výdrže.

Těhotenský maraton

Trochu nepřekvapivě se tedy ukazuje, že extrémní výkony dokážeme podávat jen krátkodobě, a čím déle námaha trvá, tím menší množství energie můžeme udržitelným způsobem vynakládat. Zajímavá je však samotná hranice 2,5násobku klidového metabolismu. Limitující faktor pro její stanovení totiž podle vědců nepředstavuje ani tak kapacita plic, síla svalů či výkonnost srdce – ale spíš skutečnost, že náš organismus jednoduše nedokáže větší množství energie rychleji přijmout, zpracovat a využít. Z krátkodobého hlediska se nad zmíněnou úroveň může výdej výrazně vyhoupnout pouze díky spotřebovávání vlastních zásobních zdrojů, potažmo prostřednictvím spalování tuků či svaloviny (bílkovin). Dlouhodobě však tato hranice zůstává zatím neprolomitelná.

Pozoruhodné bylo ovšem porovnání získaných hodnot s energetickým výdejem žen během těhotenství či laktace: Ukázalo se totiž, že se u nich jedná až o 2,2násobku klidového metabolismu, což se překvapivě blíží zmíněnému maximu u špičkových maratonců. Dle autorů citované studie může mít uvedená hranice vliv i na samotnou délku těhotenství – dítě v těle matky zkrátka nemůže růst o mnoho rychleji. Podle Hermana Pontzera, evolučního antropologa z Duke University a jednoho ze spoluautorů článku, vymezuje zjištěná hodnota lidské možnosti. Vědec nicméně nevylučuje, že v budoucnu někdo stanovené horní maximum překoná. 

Palčivé etické otázky

Uvedená omezení se však týkají pouze jedinců v „přirozeném stavu“. Přitom se samozřejmě nabízí možnost sportovce maličko popostrčit pomocí různých podpůrných látek, které tělu umožní například rychlejší syntézu adenosintrifosfátu, hlavního přenašeče chemické energie v buňkách; nebo třeba účinnější vstřebávání přijímaných živin, jež by udržitelným způsobem dovolilo prolomit denní hranici 2,5násobku klidového metabolismu; či kupříkladu zlepšení transportu kyslíku v těle. I taková pomoc však bude mít své limity, nehledě na důsledky pro zdraví člověka a na etické otázky. 

Jinou možnost – která dřív zůstávala ryze fantastická, ale s nynějšími pokroky v genetice se jeví zcela reálně – představuje genová terapie za účelem zvýšení výkonu člověka. Po ruce dnes máme například revoluční metodu manipulace s geny CRISPR/Cas9, díky níž dokážeme „vystřihnout“ části DNA, přemístit je do nových kombinací a tím proměnit její vlastnosti. Opět se sice jedná o proceduru překračující veškerá etická tabu, ale čistě teoreticky taková možnost existuje. A vzhledem k lidské povaze je téměř jisté, že ji dřív či později někdo využije. 

Nadnášejí a zrychlují

Doping se však nemusí týkat jenom těl atletů – ke slovu se může dostat také jeho technologická alternativa. K nejznámějším příkladům z poslední doby patří zřejmě závodní plavání: V roce 2008 se na trhu objevil nový typ plavek z polyuretanu, který dokázal překonat již tak vyspělou konkurenci. Díky novému materiálu se výrazně snížil odpor mezi závodníkem a vodou a plavky zároveň nadnášely, což v důsledku umožnilo mnohem rychlejší pohyb. Během krátké doby pak padly desítky světových rekordů, ale zásluhu na tom měly spíš plavky než samotní borci. 

TIP: Snídaně šampionů: Co snídají nejlepší sportovci planety?

Situace, v níž se závodní plavání posléze ocitlo, se samozřejmě mnohým nelíbila, a tak brzy následovalo zpřísnění pravidel: Bylo určeno, které části těla mohou plavky zakrývat, z jak silného materiálu se smějí vyrábět apod. Nové regule začaly platit už v roce 2009, nicméně rekordy z éry „superplavek“ se neanulovaly a dodnes zůstávají v mnoha případech nepřekonané. Obdobné změny výbavy se přitom netýkají pouze závodního plavání.

Příliš mužná žena

Tak či tak, v blízké budoucnosti čeká sportovní komise i podobné orgány mnoho zapeklitých otázek – a s vývojem technologií či detekčních metod jich bude jen přibývat. Dokazuje to mimo jiné aféra, která se v roce 2010 rozpoutala kolem Caster Semenyaové a dalších běžkyň se zvýšenou hladinou mužských hormonů, díky nimž jsou podle Mezinárodní atletické federace (IAAF) vůči soupeřkám ve výhodě. 

IAAF proto nařídila, že takové ženy musejí při závodech na středních a delších tratích zvýšenou úroveň testosteronu v těle uměle snižovat, nicméně v červnu švýcarský soud pravidlo dočasně zrušil. Jenže jak vůbec k podobným případům přistupovat? Kudy vést hranici, kdy je něco ještě podle pravidel, a kdy už je sportovec „abnormální“ a nezpůsobilý soutěžit s ostatními?