И все же, согласитесь, полезно иметь представление о том, как именно ваше тело реагирует на упражнения и что означают различные физические ощущения, которые вы при этом испытываете. Сегодня одна из наиболее захватывающих областей исследований связана с появлением усталости: пресловутая молочная кислота, издавна считавшаяся врагом номер один, реабилитирована, и ученые всё больше склоняются к мысли, что границы физиологической выносливости регулируются головным мозгом. Тем временем понимание причин таких распространенных неприятных явлений, как мышечная боль после тренировок, мышечные судороги или внезапная острая боль в боку, поможет вам избежать всего этого в будущем.
Как мозг влияет на чувство усталости?
Представьте, что вы участвуете в забеге на 10 км (или в велосипедных гонках, или в соревнованиях по любому другому виду спорта, который заставляет вас выкладываться по максимуму) и пересекаете финишную линию. Вы задыхаетесь, у вас бешено колотится сердце. Ноги горят, вам жарко, с вас градом катится пот, а уровень «топлива» в вашем организме близок к нулю. Все эти факторы участвуют в формировании чувства усталости, но который из них действительно настолько важен, что не позволяет вам бежать дальше или быстрее? На протяжении всего ХХ столетия ученые пытались решить этот вопрос. Однако, согласно радикально новой теории, получившей распространение в последние несколько лет, ответа на него в принципе не существует. Почему? Да потому, что сам вопрос поставлен неправильно.
Исследователи тестируют предел выносливости спортсменов на беговой дорожке, постепенно увеличивая скорость до тех пор, пока они не будут вынуждены остановиться (или пока не свалятся с тренажера). А теперь сравните это с тем, что происходит на настоящих спортивных соревнованиях. Когда человек участвует в забеге, то такого момента, когда он в буквальном смысле падает от переутомления, попросту не наступает (я не рассматриваю сейчас исключительные случаи). Напротив, он все время приспосабливает уровень затрачиваемых усилий к конкретной цели — пробежать данное расстояние как можно быстрее. Поэтому, какая бы из причин ни оказалась решающей, когда испытуемый во время эксперимента падает от усталости с беговой дорожки, она наверняка не совпадает с той причиной, по которой участник забега на 10 км после финиша не может бежать дальше еще быстрее.
До этого ученые не учитывали роль головного мозга. Ограничения выносливости диктуются вовсе не «периферийным» утомлением — истощением запаса мышечной силы в ногах, слишком высокой частотой пульса или переработкой легких. Тим Ноакс, ученый из ЮАР, предположил, что именно мозговой «центральный пульт управления» регулирует физическую усталость. Ваш «пульт управления» собирает физиологические данные по всему телу (сюда входят температура, насыщенность крови кислородом, интенсивность мышечных сокращений и прочее), сопоставляя их с другими данными, основанными на предыдущем опыте и знании о том, как долго вы можете продержаться. Действуя на бессознательном уровне, такой «пульт» регулирует, сколько мышечной силы вы способны активировать. Он делает это, чтобы вы не дошли до такого состояния, которое может повредить сердцу или другим органам.
Это не означает, что усталость всего лишь плод нашего воображения. Физические возможности человеческого организма действительно имеют определенные пределы, но если теория о «центральном пульте управления» верна, то выходит, что мозг редко позволяет нам достичь этих пределов. Самый простой пример: финишный рывок — универсальное явление, которое присутствует практически во всех видах спорта, где важную роль играет выносливость. Не важно, как сильно, на ваш взгляд, вы выложились: перед самым финишем вы вдруг обнаруживаете, что можете бежать еще быстрее. Причем это в равной степени справедливо как для новичков, так и для тех, кто ставит мировые рекорды. Так что же происходит на этом этапе? С точки зрения физиологии ничего не изменилось, но «центральный пульт управления» позволяет спортсмену увеличить скорость, как только финиш появляется в зоне видимости.
Другой пример. Если посадить испытуемых в помещение, где очень жарко, и попросить их максимально быстро крутить педали велотренажера, то интенсивность в данном случае окажется ниже, чем в прохладной комнате, причем с первого же оборота. Снижение скорости происходит задолго до того, как жара начинает оказывать реальное воздействие на организм спортсмена, что лишний раз доказывает: мозг незаметно навязывает человеку безопасный «оптимальный режим». Вопрос о том, где же все-таки формируется усталость — в «центре» или на «периферии», является одним из наиболее противоречивых в современной спортивной физиологии. Однозначных выводов до сих пор нет, но широко распространено убеждение, что головной мозг при этом играет более важную роль, чем считалось ранее. Причем все происходит на бессознательном уровне, поэтому человек не может просто «решить», что вот сейчас он будет действовать на пределе своих физических возможностей (и так, вероятно, лучше). Однако вы способны постепенно научить свой мозг, объяснить ему, каковы возможности вашего организма. Например, если вы будете тренироваться на том уровне интенсивности, на котором нужно выступать на соревнованиях, это не только улучшит вашу физическую форму, но и позволит мозгу привыкнуть к физиологическим реакциям, сопровождающим такие занятия. Выключить «пульт» нельзя, но, если запастись терпением, можно поменять настройки.
Вызывает ли молочная кислота ощущение мышечной усталости?
Долгое время считалось, что молочная кислота (или лактат) — корень зла для спортсменов. Когда вы занимаетесь настолько интенсивно, что у вас образуется «дефицит кислорода», именно молочная кислота вызывает в мышцах чувство жжения и заставляет вас в конце концов остановиться. И как раз из-за избытка в организме молочной кислоты вы испытываете боль и напряжение в мышцах на следующий день — по крайней мере так думали физиологи на протяжении последнего столетия. Сегодня мы знаем, что это не соответствует действительности. На самом деле молочная кислота — важнейшее топливо для мозга, нервной системы и мышц во время физической нагрузки, а вовсе не вызывающий неприятные ощущения остаточный продукт метаболизма.
Миф о молочной кислоте уходит корнями в эксперименты над лягушками, проводившимися в 1907 году. Исследователи тогда обнаружили, что при воздействии на изолированные мышцы (которые были отделены от кровеносной системы лягушки и потому не обогащались кислородом) электрическим разрядом образуется лактат. Однако, когда они повторили эксперимент с подачей кислорода, этого не произошло. В течение нескольких следующих десятилетий физиологи исходили из гипотезы, что мышцы производят лактат, когда вынуждены сокращаться без присутствия кислорода, и что именно накопление кислотности вызывает мышечную усталость.
Эти идеи не подвергались критике до тех пор, пока в 1970-е годы Джордж Брукс из Калифорнийского университета в Беркли не провел серию экспериментов, подтвердивших ведущую роль молочной кислоты в углеводном обмене и важность ее как топлива для метаболизма. (Однако, к сожалению, вплоть до начала XXI века его взгляды не получили широкого распространения.) Брукс доказал, что лактат образуется не только во время кислородного голодания. На самом деле мы постоянно превращаем свои запасы углеводов в лактат, даже когда находимся в состоянии покоя. Примерно половина этого лактата немедленно трансформируется в АТФ — основное топливо для сокращения мышц. Доля лактата, используемого таким образом, достигает 75–80 % во время тренировки, потому что кислород для данного процесса не нужен. Остальное же количество лактата отправляется в кровеносную систему и становится «топливом» для сердца или перерабатывается печенью в глюкозу (еще один источник энергии для работающих мускулов).
