На грани возможного: Наука выживания

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.

Как ни жаль, достижения от тренировок не вечны. Стоит прекратить тренироваться, и уже через несколько недель сердечный ритм возвращается к прежним показателям. Набрать форму гораздо труднее, чем потерять, и плоды месячных трудов исчезают за какую-нибудь неделю. Однако это не повод вовсе отказаться от спорта, наоборот, знак, что расслабляться нельзя (так я себя уговариваю, по крайней мере).

Предел

В отличие от индивидуальных результатов, которые можно повысить тренировками, общие физические способности закладываются генетически. Гены, влияющие на физическую подготовку, еще только выявляются. Первый доклад о таком гене был опубликован в журнале Nature в 1998 г. Этим геном кодируется ангиотензин-превращающий фермент (АПФ), необходимый для регуляции кровеносной системы. У каждого человека имеется по две копии данного гена – по одной от каждого родителя. Ученые обнаружили, что новобранцы, имеющие по две копии определенного типа (типа I) гена АПФ, могут удерживать тяжести в 11 раз дольше, чем обладатели двух копий типа D. Имеющие по одной копии каждого типа показывали средние результаты. Интересно, что различия эти проявлялись только после десяти недель физической подготовки – до начала активных тренировок никакой разницы в способностях новобранцев не наблюдалось. Альпинисты, которым удавалось спокойно забираться выше 7000 м без кислородного оборудования, тоже имели по крайней мере по одной копии гена АПФ типа I. Этот тип связан с повышенной активностью ангиотензин-превращающего фермента, однако почему он улучшает показатели после тренировок, пока неясно.

В конечном итоге предел скорости и выносливости зависит от физических свойств мышц и сердечно-сосудистой системы. Частота и сила сокращений сердца и скелетных мышц имеют определенные физические ограничения. Максимальная частота сердечных сокращений у молодого человека в хорошей форме составляет около 200 ударов в минуту, независимо от степени тренированности{28}. Этот предел объясняется тем, что время наполнения у сердца конечно, а сокращаться в полупустом состоянии сердцу нецелесообразно. И может даже закончиться печально. При мерцании желудочков сердце бьется бесконтрольно быстро и несинхронно. Большие камеры не заполняются, и, если сердце не удается встряхнуть и заставить биться в обычном ритме, человек умирает. Максимальный объем крови, который может перекачать сердце за один удар, тоже ограничен – размером сердца. Чем крупнее сердце, тем сильнее спортсмен, и именно в увеличении объемов сердца состоит одно из преимуществ регулярных тренировок.

Максимальная сила, которую способны развить скелетные мышцы, составляет около 4–5 килограмм-сил на квадратный сантиметр площади поперечного сечения мышцы (кгс / см2). Таким образом, увеличение силы достигается за счет набора мышечной массы – чем толще мышца, тем она сильнее. При этом некоторые беспозвоночные преуспевают в этом куда больше человека. Двустворчатые моллюски типа мидий, защищаясь от хищников или просто во время отлива, закрывают створки своей раковины. Максимальная сила поперечного мускула, отвечающего за это действие, составляет 10–14 кгс / см2, то есть в 3–4 раза превышает силу мышц млекопитающих. Кроме того, двустворки не открывают раковину по многу часов, поскольку мускул обладает уникальным «запирающим» механизмом, позволяющим оставаться в сокращенном состоянии, не потребляя АТФ. Раскрыть створки, как пытаются делать морские звезды, крайне сложно. Из схватки между морской звездой и двустворкой почти всегда победительницей выходит последняя. У нее более выносливый мускул.