Фрэнсис Эшкрофт - На грани возможного: Наука выживания Страница 45

К усталости могут приводить изменения непосредственно в клетках мышц. Самый очевидный механизм, вызывающий потерю энергии, – это невозможность сохранять баланс между потреблением энергии (т. е. АТФ) сокращающимися мышцами и ее воспроизводством. Однако, хоть уровень АТФ и падает во время интенсивной нагрузки, иссякнуть совсем она не может. Мышечные клетки, в которых АТФ истощается подчистую, вызывают мышечную ригидность, жесткость мышц, которая после смерти человека проявляется трупным окоченением. При жизни даже во время самой сильной нагрузки такой жесткости не возникнет. Возможно, усталость служит в таком случае защитным механизмом, заставляющим мышцы прекратить работу до того, как запасы АТФ истощатся до критического уровня.

Что же провоцирует мышечную усталость? Основных механизмов два, и оба связаны с ионами кальция, вызывающими сокращение мышц. При продолжительном непрерывном сокращении количество кальция, высвобождающегося из межклеточных пространств мышцы, постепенно снижается, и удерживать мышцу в сокращенном состоянии становится труднее. При серии коротких сокращений усталость вызывается другим механизмом. В этом случае мускульные запасы «устают» от постоянных выбросов кальция. Почему так получается, пока непонятно, возможно, это связано с накоплением продуктов метаболизма, возникающего при интенсивной нагрузке. Кроме того, эти продукты препятствуют работе сократительного белка.

В нагрузках на выносливость основной причиной усталости служит истощение запасов гликогена в мышцах. Именно из-за этого иссякают силы, а ноги словно наливаются свинцом. Расщепление жиров по скорости производства АТФ сильно уступает окислению гликогена.

Усталость вызывается также повышением температуры тела. В спринтерском забеге от вырабатываемого мышцами тепла легко избавиться, однако при более продолжительных нагрузках сделать это оказывается сложнее, особенно в жарком климате. Каждый год из-за теплового удара сходят с дистанции по несколько участников Лондонского марафона. Происходит это из-за конфликта между потребностями мышц и теплоотдачей: кровь направляется к кожным покровам для охлаждения и не может одновременно питать кислородом мышцы. Этим недостатком терморегуляции объясняется, почему усталость в жаркой среде наступает быстрее, чем в прохладной. В данном случае это не столько нехватка «топлива», сколько зарождающийся в мозге сигнал сбросить скорость или остановиться, чтобы избежать перегрева. Включается этот механизм, когда внутренняя температура организма поднимается выше 40° С.

И наконец, усталость и мышечная слабость возникают из-за повреждения тканей. Перегруженные мышцы воспаляются и распухают, тем самым теряя способность создавать усилие. Ощущения при этом болезненные. Этот тип усталости возникает после непривычно интенсивной нагрузки, и восстанавливаться приходится по несколько дней. После непривычных упражнений мышцы могут заболеть даже у тренированного человека – как часто случается со многими после первой поездки верхом.

Тренировки

Одним прекрасным летним утром я должна была ехать на автобусе до Лондона. Прособиралась я, как обычно, до последней минуты, поэтому, завернув за угол, увидела, что автобус уже стоит на остановке – до него оставалось метров сто. Поскольку он еще не отправился и к открытым передним дверям тянулась очередь, я решила добежать. Я неслась по тротуару, тяжело дыша, с бухающим в груди сердцем, разгоряченная, как паровоз, только что пар не шел. Непривычные к такому спринту мышцы взбунтовались, в боку закололо (это скопившаяся молочная кислота обожгла диафрагму). До автобуса добежала на последнем издыхании, хватая воздух ртом, с трясущимися, как желе, ногами, вся взмокшая и шатающаяся. Только к середине пути сердце наконец стало биться размеренно, дыхание восстановилось, икроножные мышцы перестали ныть, а я постепенно остыла. Двумя годами ранее, когда я посещала спортзал три раза в неделю, я пробежала бы ту же дистанцию, почти не запыхавшись. А тогда, сидя в автобусе, я чувствовала себя марафонцем на финише. В чем же кроется разница между тренированностью и нетренированностью? Как с помощью тренировок повысить скорость и выносливость?

Один из самых очевидных и наглядных результатов тренировок – развитие мышечной координации. При ходьбе в мышцах сокращаются лишь некоторые из волоконных пучков. При беге в работу включается все большее их число. Для максимальной эффективности пучки мышечных волокон должны сокращаться одновременно. Тренировкой синхронизация этих пучков достигается достаточно быстро, в свою очередь достаточно быстро повышая и скорость, и выносливость. Именно поэтому всего через неделю-две ежедневных тренировок катить на велосипеде в гору становится гораздо легче. Однако даже тренировками добиться одновременного сокращения всех пучков сразу невозможно – иначе от силы сжатия начнут ломаться кости. Скорее всего, именно полная синхронизация мышечных пучков позволяет спортсменам – а иногда и обычным людям – развивать сверхъестественную силу в моменты сильного стресса. Известно немало случаев, когда люди поднимали машину, придавившую жертву аварии, или когда спортсмен вдруг выдавал неповторимый результат, намного превышающий его личный рекорд. Однако синхронизация может быть и разрушительной. В 1995 г. один из участников состязаний за титул самого сильного человека в мире развил, борясь с соперником в армрестлинге, такую силу, что сломал собственную плечевую кость.

Кроме того, тренировки улучшают отработанные движения и способность к принятию решений. Метатель копья лучше понимает, когда отпустить копье; прыгун в длину – когда оттолкнуться, теннисист учится отбивать мяч в недосягаемый для противника угол.

Тренировки отодвигают порог наступления усталости, повышая силу и энергию мышц. В основном это происходит за счет изменений в сердечной и скелетных мышцах – улучшается доставка кислорода к мускулам и повышается КПД энергопроизводства. Улучшения в этих процессах можно добиться даже сравнительно несложными тренировками. Например, дистанция, которую человек способен пробежать, не падая от усталости, увеличивается через три-четыре недели регулярных тренировок более чем в два раза, а выносливость повышается еще разительнее. Спринтерские способности тоже улучшаются тренировками, однако происходит это в основном за счет возможности дольше бежать на максимальной скорости, чем за счет повышения самой скорости.

Самым кардинальным образом тренировки влияют на сердечную деятельность. У тренированного лыжного гонщика-олимпийца максимальный минутный объем сердца в два с лишним раза больше, чем у здорового, но малоподвижного человека того же возраста. Происходит это вовсе не за счет изменения пиковой частоты сердечных сокращений – она остается прежней. Зато повышается систолический объем (объем крови, перекачиваемый сердцем за один удар), тем самым позволяя сердцу спортсмена перекачивать больше крови за минуту, чем нетренированным собратьям. Как показала эхокардиография (метод ультразвуковой диагностики), у марафонцев сердце крупнее. С помощью регулярных аэробных упражнений размер сердца может увеличить и обычный человек.

На максимальную частоту сердечных сокращений тренировки не влияют, однако замедляют пульс в состоянии покоя. Происходит это потому, что при повышенном систолическом объеме сердце перекачивает прежний объем крови за меньшее количество ударов. Если у нетренированного человека пульс равен 70 ударам в минуту, то у ведущего спортсмена он может понижаться и до 50, и даже до 40 ударов. Чтобы понизить частоту сердечных сокращений в состоянии покоя, достаточно даже минимальных тренировок – например, пяти минут прыжков через скакалку ежедневно в течение месяца. Преимущество замедленного в состоянии покоя пульса состоит в том, что до максимального его учащения (около 200 ударов в минуту как у тренированного, так и у нетренированного человека) проходит больше времени. Таким образом, спортсмен повышает максимальный минутный объем и обеспечивает доставку к мышцам гораздо большего количества кислорода.

Влияют тренировки и на скелетные мышцы. В частности, повышается способность вырабатывать высокоэнергетичные молекулы АТФ. Увеличиваются запасы гликогена и эффективность метаболических процессов. В медленных мышечных волокнах, участвующих в нагрузках на выносливость, растет количество митохондрий, фабрик по производству АТФ, и развивается способность использовать жир в качестве топлива. В быстрых мышечных волокнах, работающих в спринте, сокращается накопление молочной кислоты при определенной нагрузке и повышается порог чувствительности к ее избытку. Увеличивается приток крови к мышцам обоих типов, повышается плотность капилляров, обеспечивая лучшее снабжение мышц кислородом. Растет мышечная масса, поскольку растут сами мышечные волокна, повышая мускульную силу. Однако изменения эти носят локальный характер, поскольку «накачиваются» отдельные, тренируемые мышцы. Когда я училась в Кембридже, мой колледж располагался в трех милях от центра города, и нас дразнили, что ежедневными поездками туда-обратно на велосипеде мы накачаем себе гигантские икры. Доля правды здесь есть, но крошечная (любители подразниться никогда не отличались наблюдательностью), поскольку от тренировок на выносливость мышцы растут весьма умеренно. Для того чтобы достичь геркулесовых пропорций Чарльза Атласа, нужна особая программа.