Sapiens на диете. Всемирная история похудения, или Антропологический взгляд на метаболизм

Чрезмерное употребление углеводов может привести к тому, что тело станет ослабленным и вялым.

Одна из причин, почему скорость влияет на усталость, заключается в типе топлива, которое тело сжигает во время тренировки. Когда мы отдыхаем и занимаемся малоинтенсивной деятельностью (читаем эту книгу или прогуливаемся по парку), организм сжигает жир в качестве основного топлива. С биологической точки зрения эта стратегия имеет смысл: у вас есть практически неограниченная энергия, хранящаяся в виде жира, и, хотя требуется больше времени для его переработки и сжигания, чтобы сделать АТФ, при низких уровнях затрат нам не нужно, чтобы этот процесс ускорялся. По мере увеличения интенсивности упражнений в смесь топлива добавляется больше глюкозы. Одна часть поступает из сахара в крови, другая — из запасов гликогена в мышцах. По сравнению с жиром, глюкоза легче и быстрее сжигается (даже если образуется из гликогена). Эта лучшая доступность помогает «спонсировать» мышцы АТФ по мере роста интенсивности физических упражнений и потребности в энергии.

Зависимость от глюкозы при высокоинтенсивных тренировках также является причиной того, что гонщики говорят об «углеводной нагрузке» и очень тщательно выбирают напитки и еду во время подготовки к гонке. Если у нас недостаточно углеводов, которые можно сжечь, то это может привести к тому, что тело станет ослабленным, вялым и будет вынуждено подпитывать себя медленно сгорающими жирами. Вы можете обучить организм, чтобы он приспособился к смеси сжигаемого жира и глюкозы, и некоторые гонщики поступают именно так. Они тренируются при недостатке углеводов, чтобы тело научилось сжигать больше жира и экономить драгоценную глюкозу (пути сжигания жира, показанные на Рис. 2.1, активизируются, частично за счет производства большего количества необходимых ферментов). Однако даже у этого процесса есть пределы. В день гонки все зависят от топлива из углеводов.

В какой-то момент, когда скорость бега и расход энергии продолжают увеличиваться, митохондрии не могут производить АТФ достаточно быстро, чтобы удовлетворить спрос, даже при постоянном поступлении глюкозы. Если мы измерим потребление кислорода в лаборатории, когда вы достигнете этой стадии, то увидим, что потребление газа вышло на плато, и показатели больше не изменятся, даже если скорость и потребность в энергии будут продолжать расти. Вы не сможете терпеть такое состояние долго. Эта точка разрыва — максимальное потребление кислорода — предел ваших аэробных возможностей. Цепочка поставок, которая доставляет кислород и глюкозу в клетки, а затем преобразует их в АТФ в митохондриях, достигла предела. Она просто не может поставлять ее быстрее.

При максимальной аэробной (кислородной) выработке АТФ мышцы вынуждены полагаться на анаэробный метаболизм (Глава 2). Поскольку он ускоряется, производство CO₂ продолжает расти, даже когда потребление кислорода остается неизменным. pH крови становится более кислым. Глюкоза в крови расщепляется на пируват, молекулу, которая попадает в митохондрии, превращается в ацетил-КоА и питает цикл Кребса, в итоге окупаясь тоннами АТФ (Рис. 2.1). Но в митохондрии образуется пробка, и избыток пирувата превращается в лактат, а затем в молочную кислоту. Мышцы начинают гореть. Сколько еще вы сможете продержаться? Последнее слово остается за мозгом. Темный бесформенный голос, знакомый любому бегуну, начинает стонать в глубине сознания, умоляя остановиться. Его громкость и интенсивность растут, а потом он поглощает вас целиком. В конце концов вы сдаетесь. Просто невозможно бежать дальше. Вы замедляетесь или падаете без дыхания.

Расход энергии и максимальное потребление кислорода (VO₂ max) — это только одна часть головоломки, которая устанавливает предел выносливости, но именно эти два фактора являются ключевыми. Мозг внимательно слушает, как тело переключается с чистого аэробного метаболизма на более сложную смесь аэробного и анаэробного. Когда профессиональные бегуны достигают точки максимального потребления кислорода, выносливость резко падает (Рис. 8.1). Марафонец мирового класса может поддерживать скорость 2:65 километров в минуту — как раз на грани достижения VO₂ max — чуть более двух часов. Увеличьте этот показатель всего на 5 %, до 2:56 километров в минуту, и период времени, которое он может поддерживать этот темп, сокращается вдвое. Он пересек порог VO₂ max, и зависимость от анаэробного метаболизма сигнализирует мозгу, чтобы пора остановиться, прежде чем будет нанесен какой-либо ущерб. Еще немного, и его выносливость — максимальное количество времени, которое он может пробежать, прежде чем упасть, — будет продолжать стремительно падать, поскольку тело все больше полагается на анаэробный обмен веществ.