Краткая история тела. 24 часа из жизни тела: секс, еда, сон, работа

Помогает или нет ходьба обрести вдохновение и попасть в размер, мы, похоже, созданы для нее. Чтобы понять, что происходит с человеческим телом во время такого простого акта, ученые изучали движение конечностей и количество энергии, затрачиваемое людьми, которые идут или бегут по дорожке тренажера. В 2005 году я сама участвовала в таком эксперименте, который проводила лаборатория Дэна Либермана из Гарвардского университета. Меня заставляли бежать с разной скоростью. К моим ногам прикрепили сенсоры давления, чтобы регистрировать удары пятки и носка о поверхность дорожки. Электромиографические датчики фиксировали работу моих мышц, а акселерометры и гироскопы темпа, закрепленные на голове, определяли угол наклона туловища, равновесие и отклонения. Маленькие серебряные шарики, привязанные к моим суставам – на лодыжке, колене, бедре, локте и плече, – служили инфракрасными отражателями для трех видеокамер, фиксирующих в трех измерениях расположение сегментов моих конечностей. Затем на меня надели маску, соединенную с прибором, который определил, сколько кислорода я расходовала во время ходьбы и бега, чтобы подсчитать энергозатраты.

Все это оборудование было таким же удобным, как власяница, особенно шлем из резины, пенопласта и проводов. Но, чтобы раскрыть тайну движения, стоило помучиться.

Ходьба дается нам просто, потому что при этом потенциальная энергия тела легко преобразуется в кинетическую, объяснил Либерман. Идущий человек похож на перевернутый маятник. Туловище колеблется относительно жесткой и негибкой ноги; при этом расходуется совсем немного энергии: потенциальная энергия, полученная при движении вверх, примерно равна кинетической, теряемой при движении вниз. Таким способом тело сохраняет и возвращает столько использованной энергии, что рабочая нагрузка на него сокращается примерно на 65–70 %.

Просматривая на экране компьютера сведенные в таблицы результаты эксперимента, я поражалась гениальности конструкции движущегося тела, «часовой» точности сокращения и расслабления мышц, систематической «подкачивающей» работе рук и плеч, устойчивости походки. Для человека как биологического вида ходьба – очень эффективная форма движения, по крайней мере ходьба с оптимальной скоростью. Наиболее экономичный темп, говорит Р. Макнейл-Александр, биолог из Университета Лидса, около 1,28 метра в секунду, или чуть меньше 4,83 километра в час, поскольку при этом темпе достигается оптимальная работа мышц при заданных длине и частоте шагов[161]. Если темп отклоняется от этого оптимума в ту или другую сторону, тело начинает чувствовать нагрузку. Однако организм сам знает, как минимизировать потери энергии, даже если его заставляют двигаться в нежелательном темпе. В ходе одного эксперимента канадские ученые попросили спортсменов ходить маленькими семенящими шажками или волочить ноги[162]. Так вот, спортсмены автоматически компенсировали странность походки и минимизировали расход энергии за счет изменения длины и частоты шагов. Существует четкая связь, говорят исследователи, между скоростью ходьбы и длиной и частотой шага. Тело все время следит за походкой и вносит необходимые поправки – все это, разумеется, проходит мимо нашего сознания.

Но сейчас вы немножко опаздываете и поэтому прибавляете шагу. Стремление сэкономить энергию отступает перед необходимостью поддерживать скорость, и дыхание становится более частым и глубоким. В состоянии покоя вы делаете примерно 16 вдохов и выдохов в минуту, вдыхая около 7,6 литра воздуха. Но если вы ускоряете темп, чтобы успеть на работу или перебежать оживленный перекресток, потребность в кислороде возрастает в 15–20 раз[163].

* * *

Немного запыхавшиеся, но воодушевленные прогулкой, вы ныряете в туалетную комнату, чтобы освежить дыхание с помощью зубной щетки. Вот малоизвестный факт, который добавит вам энтузиазма: чистка зубов не только помогает удалить с них нежелательные отложения и остатки пищи, но и производит «социальную эволюцию», говорит Кевин Фостер, биолог из Гарварда[164]. Нравится вам это или нет, ваш рот служит прибежищем сонму бактерий, которые прячутся в особых нишах на языке, зубах и деснах. «Чистка зубов перемешивает бактерии, которые раньше находились в окружении себе подобных, с теми, которые живут в других участках ротовой полости», – рассказывает Фостер. Это перемешивание мешает развитию сообществ бактерий и тем самым спасает нас от кариеса или запаха изо рта.

То, что во рту у нас целый мир микроскопических существ, еще в XVII веке открыл голландский торговец мануфактурой и естествоиспытатель Антон ван Левенгук[165]. Однажды из любопытства Левенгук соскреб со своего зуба немного налета и положил под микроскоп. Он увидел «с огромным удивлением… множество крохотных анималькулей [зверушек], очень забавно двигающихся… и скучившихся так тесно, что их можно было бы принять за большой рой комаров или мух».