Генри Лодж - Следующие 50 лет. Как обмануть старость
Способность к свободному передвижению обеспечивает мускулатура, обладающая свойством сократимости. Каждая мышца – настоящий завод, и на каждом таком заводе имеются миллионы крошечных топок, производящих энергию для удовлетворения любых нужд организма. Эти «топки» – клеточные органоиды под названием митохондрии; именно в них жир и глюкоза при наличии кислорода расщепляются с выделением энергии. Работу митохондрий вполне возможно сравнить с работой двигателя внутреннего сгорания в вашем автомобиле; единственное отличие – отсутствие настоящего пламени. Если мы хотим разобраться в эволюции двигательной активности живых существ, нам необходимо изучить структуру и функционирование митохондрий.
Митохондрии впервые появились у бактерий примерно два миллиарда лет назад. Их функцией было удаление кислорода, как раз в то время появившегося в атмосфере Земли, который был токсичен для живых клеток. О выработке энергии тогда еще речь не шла. Надо сказать, что жизненно необходимый теперь для нас кислород продолжает в то же самое время оставаться ядом из-за своей способности взрываться, неся разрушения на молекулярном уровне. Если жертвой такого «микровзрыва» оказывается молекула ДНК, это ведет к гибели клеток и развитию таких болезней, как сердечная недостаточность и рак. Научившись сжигать кислород внутри самих клеток, животные получили возможность двигаться. Но из-за того, что держать свободный кислород в клетках настолько опасно, им пришлось построить сложную систему для его обезвреживания, которая работает днем и ночью, не выключаясь ни на минуту. Содержащиеся во фруктах и овощах антиоксиданты впитывают остатки свободного кислорода (поэтому-то и необходимо их есть), и когда весь этот механизм работает слаженно и упорно, с организмом все в порядке. У бактерий ничего подобного нет. Вместо этого они расходуют кислород на сжигание сахара в митохондриях, получая в результате безвредные воду и углекислый газ.
Пятьсот миллионов лет назад бактериальные митохондрии каким-то образом сумели попасть в клетки наших примитивных животных предков, которые нашли для них место в мышечной ткани, что положило начало аэробному метаболизму. Благодаря ему животные получили дешевый и практически неограниченный источник энергии, который и обеспечил эволюционный взрыв высших форм животной жизни. Все они обязаны своим существованием бактериальным митохондриям, и они по сей день продолжают жить в мышечных клетках всех без исключения животных на Земле, и в ваших тоже. Все наши движения возможны лишь благодаря митохондриям, полученным в наследство от бактерий. ДНК, содержащаяся в этих органоидах, остается бактериальной, не человеческой. Это древнейшее наследие наших предков, передающееся из поколения в поколение на протяжении миллиардов лет в неизменном виде. Растения подобным же образом унаследовали от примитивных водорослей способность к фотосинтезу, а значит, вся энергия живых существ на Земле сегодня происходит от механизмов, развившихся давным-давно у водорослей и бактерий.
Вперед, к силе и бодрости
Теперь, оглянувшись мельком на несколько миллиардов лет истории, давайте вернемся в день сегодняшний и поговорим о том, как сохранить форму. Все упражнения, попадающие в разряд аэробики, всегда направлены на повышение выработки энергии мышцами. Иными словами, на построение новых митохондрий и снабжение их большим количеством топливного материала и кислорода. Митохондрии могут использовать как жиры, так и сахар (глюкозу). Это можно сравнить с автомобилем, двигатель которого способен работать и на дизельном топливе (жиры), и на бензине (глюкозе). Все зависит от ваших потребностей: для длительных поездок больше подходит дизельное топливо, а для быстрого разгона и скоростных рывков – высокооктановый бензин. Большую часть времени ваши мышцы предпочитают работать на жировом топливе, так как его сжигание более эффективно, но при больших нагрузках – для быстроты и мощи – в дело идет глюкоза.
В покое и при небольших нагрузках вы сжигаете 95 % жира и 5 % глюкозы. Большая часть жира не хранится в мышечной ткани; он накапливается у вас в области живота, бедер и в некоторых других местах. К мышцам он должен доставляться с током крови. Это сложнее, чем может показаться, так как кровь состоит преимущественно из воды, а жиры в воде нерастворимы. Приходится транспортировать их в форме специальных белков – триглицеридов – о которых, возможно, вам приходилось слышать от своего врача. С точки зрения мышц самая большая проблема здесь в том, что капилляры могут проводить только по несколько молекул триглицеридов одновременно. Так что каждый капилляр доставляет к митохондриям мышц только небольшое количество жира. При постоянных тренировках в организме образуется огромное число новых капилляров, снабжающих жирами мышечную ткань. Постепенно, однако, достигается предел, и если вам требуется работать быстрее или напряженнее, в энергетический цикл включается другое топливо – глюкоза.
Интенсивно тренируясь, вы продолжаете понемногу сжигать жиры, но вся «сверхнормативная» энергия вырабатывается за счет сжигания глюкозы. Большая часть глюкозы хранится в самих мышцах, однако при больших нагрузках кровеносная система вынуждена выполнять двойную работу: вначале приносить к мышцам дополнительные резервы глюкозы и кислород, необходимый для ее сжигания, а затем выводить отходы, в первую очередь углекислый газ.
Как ни крути, кровеносная система оказывается основной структурой, обеспечивающей успех ваших тренировок. Постоянные занятия аэробикой на протяжении месяцев и лет обеспечивают исключительное улучшение состояния сердечно-сосудистой системы; это одна из граней работы по спасению вашей жизни. Занимаясь физкультурой, вы напрягаете мышцы, и они производят достаточное количество С-6, чтобы запустить производство С-10. Образование С-10 в процессе адаптивных микротравм при физических нагрузках, в свою очередь, ведет к образованию новых митохондрий, накоплению большего количества глюкозы в мышцах и росту новых капилляров для их питания. Когда вы поддерживаете стабильную спортивную форму, ваши мышцы остаются крепкими и сильными, потому что они постоянно обеспечиваются новыми митохондриями, капиллярами и избытком глюкозы. Прекрасная картина – крепнущие мускулы, не испытывающие недостатка ни в чем благодаря вашим усилиям.
Метаболизм охоты и собирательства
Любая разновидность регулярных интенсивных упражнений аэробики пойдет вам на пользу, но она будет еще большей, если вы поймете, в чем отличие процессов сжигания жира и глюкозы. В этом секрет по-настоящему эффективных тренировок, так как различные типы нагрузок вызывают в организме различные изменения.
Есть два варианта занятий аэробикой – легкий и интенсивный, – и каждый из них связан со специфическими метаболическими процессами в мышечной ткани в зависимости от используемого топлива. При небольших нагрузках сжигаются жиры, при интенсивных – глюкоза. Эта разница принципиальна, так как два типа нагрузок запускают два разных типа метаболических процессов, которые соответствуют двум врожденным ритмам функционирования человеческого организма, которые можно назвать ритмом охоты и ритмом собирательства. В естественной природной среде наши предки отдавали этим двум видам деятельности львиную долю всего времени бодрствования, и каждый из них требовал особой настройки функционирования тела и разума. В процессе эволюции для каждого ритма выработались свои уникальные шаблоны мышления, эмоций, энергетического снабжения, работы пищеварительной и иммунной системы и мышечного метаболизма. Наши тело и мозг приспосабливаются к повседневному ритму жизни, основываясь преимущественно именно на этих древних настройках, унаследованных нами от далеких человекообразных предков. С точки зрения этих настроек не имеет значения, что вы прогуливаетесь по парку, а не собираете травы и коренья, или крутите педали велотренажера, а не охотитесь: степень нагрузки продолжает служить главным контрольным сигналом для выработки С-6 и С-10, а также для огромного множества других физических и химических процессов в организме, в том числе и основополагающих аспектов деятельности мозга, создающих определенный поведенческий и эмоциональный фон.
Вот почему Крис будет так настойчиво советовать вам обзавестись сердечным монитором. Вы должны знать, какие нагрузки вам нужны для сжигания жира, а какие – для сжигания глюкозы, потому что от этого знания зависит ваше здоровье и жизнь. Сердечный ритм – единственная возможность для вас узнать наверняка, какой тип метаболизма включен в настоящий момент времени в вашей мышечной ткани и какие сигналы она рассылает всем остальным органам и системам. Монитор сердечных сокращений для вас – то же самое, что тахометр в гоночном автомобиле: вы должны знать, сколько оборотов в минуту совершает ваш двигатель, чтобы вовремя переключать передачи. Чем быстрее бьется сердце, тем больше крови оно гонит к мышцам, и они могут получать из нее все больше и больше жира. Так происходит до определенного предела – примерно до того момента, когда ваш сердечный ритм достигает 65 % от максимума. В следующей главе Крис познакомит вас с соответствующими формулами, но можно считать, что у среднестатистической пятидесятилетней женщины это значение равно примерно 110 ударам в минуту. В возрасте шестидесяти пяти лет оно составит около 100 ударов в минуту. Вы должны следить за этой отметкой на приборной доске; для большинства из вас такой уровень нагрузок соответствует бодрой ходьбе. Если вы продолжаете повышать интенсивность упражнений, ваш организм включает «вторую передачу».
