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

Основной способ, которым скорость влияет на расход энергии, прост: чем быстрее мы двигаемся, тем быстрее мышцы должны выполнять работу и тем быстрее мы сжигаем калории. Если за один км мы тратим 100 ккал, то за 6 км мы сожжем 600 ккал (километр мы будем пробегать за 10 минут) или 1000 ккал за 10 км. Другими словами, скорость, с которой мы сжигаем энергию (ккал в минуту или ккал в час), будет увеличиваться непосредственно со скоростью. Увеличение энергозатрат в минуту при ходьбе, беге, плавании и езде на велосипеде показано на Рис. 3.2.

Описанное выше, вероятнее всего, укладывается в вашу картину мира: чем выше скорость, тем больше расход энергии. Однако есть один интересный факт: независимо от скорости, вы будете сжигать одинаковое количество калорий за километр. Это означает, что вы потратите такое же количество калорий как при пробежке на три км в своем темпе, так и при беге трусцой — просто это происходит быстрее (и заканчивается раньше) при увеличении скорости. Быстро бегать труднее, потому что усталость связана с тем, как усердно мы работаем (например количество калорий в минуту), а не только с общим количеством сожженных калорий. Мы обсудим выносливость и усталость в Главе 8. На данный момент достаточно знать, что «расход топлива» для бега не меняется со скоростью.

Это не относится к плаванию, ходьбе и езде на велосипеде. Для этих видов деятельности скорость влияет на наш расход «топлива» — энергию, сжигаемую на километр. Этот эффект отчетливо виден на Рис. 3.2, где показано соотношение между скоростью и энергией на км. Рассмотрим, например, ходьбу. Если человек весом 70 кг будет идти в своем обычном темпе около 4 км/час, то будет сжигать примерно 50 ккал за 1,5 км. Мы можем рассматривать это как оптимальную скорость, поскольку она требует наименьшего количества энергетических затрат на километр. При более быстрой ходьбе, со скоростью 6,5 км в час, вы будет сжигать примерно на 40 % больше энергии, то есть около 70 ккал на 1,5 км. При скорости около 8 км в час «стоимость» ходьбы превышает энергетические затраты при беге. На самом деле бежать с такой скоростью «дешевле», чем идти пешком.

Благодаря эволюции мы очень чувствительны к изменению энергетических затрат при ходьбе. Поставьте кого-нибудь на беговую дорожку и медленно увеличьте скорость, и он, естественно, переключится с ходьбы на бег очень близко к скорости метаболического перехода, когда бег требует меньшего количества энергии[22]. Попросите испытуемых пройтись по дорожке в обычном темпе или понаблюдайте за людьми, идущими по тротуару, и вы обнаружите, что они держатся довольно близко к энергетически оптимальной скорости. Привычная скорость ходьбы также зависит от наших целей и окружающей среды. Скорость людей в больших быстро развивающихся городах или членов племени хадза, которые вынуждены быстро передвигаться, обычно выше, чем энергетически оптимальная. Видимо, при определенных обстоятельствах мы готовы тратить немного больше энергии на километр, чтобы сэкономить время и пройти больше. Как и других животных, эволюция научила нас стратегически подходить к тому, как мы тратим энергию.

Энергетические затраты на ходьбу (ккал/км) увеличиваются по мере ускорения из-за механики походки. Мы поднимаемся и опускаемся с каждым шагом, центр тяжести перемещается будто по американским горкам. Эти движения вверх-вниз становится все труднее выполнять по мере ускорения. Когда мы переходим на бег, ноги превращаются в пружинистые палки и мы как бы подпрыгиваем от шага к шагу. Мы все также поднимаемся и опускаемся при каждом шаге, но благодаря пружинной механике соотношение скорости и затрачиваемой энергии становится более уравновешенным.

Энергетическая «стоимость» езды на велосипеде и плавания на километр увеличивается со скоростью, однако уже по другим причинам. Дело в том, что, плавая или катаясь на велосипеде, вы как бы перемещаетесь сквозь жидкую субстанцию (воздух или воду) и энергия расходуется на противостояние сопротивлению. Чем быстрее вы двигаетесь, тем сильнее сопротивление. Этот эффект чрезвычайно силен и в плавании: увеличение скорости всего с 3 км/ч до 5 км/ч вызывает рост энергетических затрат за один км примерно на 40 % (Рис. 3.2). При езде на велосипеде энергетические затраты на борьбу с сопротивлением не так заметны, если ваша скорость ниже 16 км в час (одна из причин того, что сопротивление воздуха не является важным фактором при беге). Если скорость выше 16 км в час, то влияние сопротивления увеличивается. Велосипедист весом 70 кг потратит на 10 ккал больше за км, чтобы увеличить скорость с 15 до 30 км в час; увеличение с 30 до 50 км в час будет стоить на 15 ккал больше за километр (Рис. 3.2). Эти показатели актуальны при отсутствии ветра, который будет влиять на лобовое сопротивление, увеличивая или уменьшая поток воздуха относительно движущегося человека. Езда на велосипеде со скоростью 32 км в час при встречном ветре 16 км в час приведет к тому же сопротивлению, что и езда со скоростью 48 км в час при безветренной погоде.