Вeсoвaя функция. Звeздa бoйцoвскoгo чeмпиoнaтa UFC Пaтрик Кaмминс в aппaрaтe Bod Pod, oпрeдeляющeм сoстaв тeлa, включaя сooтнoшeниe мышц и жирa
Суббoтним утрoм в исслeдoвaтeльскoй лaбoрaтoрии Кaлифoрнийскoгo унивeрситeтa в Фуллeртoнe дoктoр Энди Гэлпин цeлится пoлoй иглoй в мoю чeтырexглaвую мышцу. Oщущeния, обещает он, будут как при биопсии. Поскольку биопсию мне никогда не делали, c равным успехом он мог бы сообщить, например, что лось на вкус похож на лося — информация малополезная для всех, кроме опытных любителей мяса сохатых. Однако доктор утверждает, что другого способа описать предстоящее нет. Ему виднее: за годы работы в университетском Центре спортивных достижений Гэлпину многое довелось испытать и на собственной шкуре. В случае с биопсиями — а их, как он утверждает, было не меньше сорока — и на мясе тоже.
Сначала доктор внедряет мне в ляжку хирургический эквивалент ручного бура, и я вспоминаю школьного хулигана из прошлого и то, как больно в младших классах он давил на мою ногу костяшками пальцев. Ощущения меняются на противоположные, пока игла выходит. Затем Гэлпин переносит добытый фрагмент моей vastus lateralis из иглы в пробирку, а аспирант накладывает повязку на оставшуюся после интервенции полусантиметровую дырку. Спустя несколько минут мне показывают полученный материал: четыре полоски, каждая размером около сантиметра вдоль и миллиметра поперек. Под микроскопом они похожи на четыре стейка из тунца. По словам Гэлпина, в состав каждого входит не меньше 500 волокон. Скоро они перестанут вызывать аппетитные ассоциации. Кусочки моей плоти проведут неделю в специальном растворе, теряя цвет, и тогда Гэлпин сможет отделить единичные волокна от общей массы.
Волокна жизни.
Фрагмент извлеченного методом биопсии и обработанного мышечного волокна
Я готовлюсь узнать, из чего сделан. Или, по крайней мере, из чего сделаны мои квадрицепсы. Что тоже существенно, во-первых, потому, что четырехглавые мышцы — одни из самых больших в теле человека и участвуют во всех движениях, от бега и прыжков до элементарного подъема со стула, а во-вторых, потому, что тест на силу разгибания ног — функцию квадрицепсов — может помочь выявить риск ранней смерти и даже ее причины. Сочетание волокон может много рассказать о том, в каком состоянии ваше тело сейчас и чего стоит ожидать от него в будущем.
Апгрейд1. Старая версия
Врожденное соотношение быстрых и медленных мышечных волокон останется с тобой навсегда.
2. Новая версия
Мышцы пластичны. Упорные силовые тренировки будут стимулировать рост быстро сокращающихся волокон, а занятия на выносливость поспособствуют увеличению процента медленных волокон в мышцах.
3. Твои действия
Планируй надолго. Вместо постановки интенсивных краткосрочных целей, задай себе постоянную нагрузку, которой будешь придерживаться годами.
До недавнего времени ученые делили мышечные волокна на три типа: I — медленно сокращающиеся окислительные, IIв — быстро сокращающиеся гликолитические и IIа — быстро сокращающиеся окислительные. Кроме того, они были убеждены, что распределение волокон в мышцах неизменно. То есть если человек стал великим марафонцем, значит, был рожден с девяностопроцентным перевесом в пользу мышечных волокон медленного типа.
А великий спринтер унаследовал от родителей в основном волокна типов IIа и IIв. Ускорение исследовательских процессов и сверхмощные микроскопы открыли ученым глаза на то, что на самом деле существует шесть типов волокон, отличающихся уровнями сокращения. Собственно, и само понятие «тип» в этом контексте теперь считается устаревшим. Новый термин — «тяжелые цепи миозина». Миозин — это белок, инициирующий мышечные сокращения. Медленные волокна содержат больше митохондрий — генераторов клеточной энергии. Быстрые волокна сжигают гликоген и способны уставать за считаные минуты.
В теле нетренированного мужчины со средними генетическими данными может быть 40% волокон I, 30% волокон IIa и 30% гибридных — комбинаций медленных и быстрых (I/IIa), быстрых и супербыстрых (IIa/IIx) или всех трех сразу (I/IIa/IIx). Эти последние три бездействуют в ожидании повода определиться, который может дать им хозяин, начав заниматься спортом.
Если приступить к тренировкам с весами, многие гибриды постепенно превратятся в быстрые волокна. Процесс запускается в первые несколько недель, а в течение года регулярных тренировок до 20% гибридных волокон имеют шанс перейти в класс быстро сокращающихся, что сделает их хозяина сильнее и мощнее. Если же в фитнес-программе преобладают аэробные нагрузки, гибриды станут переходить в медленно сокращающийся тип. И здесь нет единственного правильного варианта: мышечные клетки послушно направятся туда, куда их направляют. Не существует и идеального соотношения типов мышечных волокон в теле, к которому стоило бы стремиться.
Важно учитывать, что процесс превращения работает и в обратную сторону: в случае прекращения тренировок волокна первого и второго типа перейдут в класс гибридов, просто сядут на скамейку запасных в ожидании следующего вызова. Согласно результатам изучения физической формы космонавтов, в космосе такое может произойти всего за 11 дней.
Ноги вверх.
Энди Гэлпин тестирует силу разгибания ноги Камминса. Результаты теста способны определять уровень риска смертности. Задача — два раза подряд одолеть вес вдвое больше собственного
К результатам исследований Гэлпин шел долго и последовательно. В 1959 году в Каролинском институте в Швеции — том самом, где выбирают и награждают лауреатов Нобелевской премии в области физиологии и медицины — побывал профессор Государственного университета Болл. Он приехал изучить новейшую методику подкожной биопсии, а вернувшись домой, поделился обретенным знанием с Гэлпином и его коллегой доктором Джимми Бэгли. За годы работы Гэлпин и Бэгли вывели овладение предметом на новый уровень и теперь изучают структуру и принципы работы мышечных волокон у людей с разными показателями физической формы — от высококлассных спортсменов до пациентов с почечной недостаточностью в терминальной стадии.
Не слишком идентичные близнецы
Где-то посредине между этими крайними примерами находятся Пол и Пит МакЛеланд — идентичные близнецы 54 лет, которые в смысле физических нагрузок живут совершенно по-разному. Благодаря сочетанию этих фактов братья представляют уникальный предмет исследования для Гэлпина и Бэгли: по ним можно проследить, как эволюционируют одни и те же генетически данные, если с ними по-разному обращаются. Пол работает учителем и тренером в школе и, сколько себя помнит, бегает. В колледже он был среди лучших в штате, а во взрослой жизни годами бегал ежедневно. «Я настоящий маньяк, до последнего буду выжимать из себя лишнюю милю или минуту пробежки», — говорит сам Пол.
Пит, который благодаря трехминутному преимуществу считает себя старшим братом, всегда предпочитал велосипед и когда-то исколесил всю страну вдоль и поперек. Однако работа менеджера по продажам противоречит подвижному образу жизни, а полученная 12 лет назад серьезная травма лодыжки практически положила конец привычке к регулярным физическим нагрузкам вне офиса.
Результаты первичных исследований предсказуемы: Пол меньше весит, а его пульс в спокойном состоянии ниже. В крови у Пола меньше холестерина и триглицеридов, уровень сахара тоже в его пользу. Однако мышечной массы у Пита ровно столько же, сколько у Пола. А в тесте на силу хвата и толчка он и вовсе обошел брата-бегуна. Биопсия мышц выявила предопределенные стилем жизни отличия адаптационных процессов. В мышцах Пола большинство волокон перешли на сторону медленно сокращающихся — согласно режиму его нагрузок. А у Пита в результате снижения активности обнаружилось 25% не примкнувших ни к одной определенной группе гибридов. Все это, по словам Гэлпина, свидетельствует о невероятной пластичности человеческих мышц. «При наличии времени и определенных усилиях человеку подвластно все», — говорит он.
Каково волокно.
Биохимик Айрин Тобиас разделяет доли мышечных волокон
Результаты исследований Гэлпина указывают возможность пропорционально значительных переходов мышечных волокон из типа в тип — до 25% от общего количества в теле. Между тем доктор Кевин Марач, исследователь физических упражнений из Университета Кентукки, утверждает, что куда больше распространены перевоплощения менее масштабные, а именно — переход из быстрого типа в медленный и, наоборот, охватывающий около 10% мышечных волокон. «Мы имеем достаточно четкое представление о том, какие побудители провоцируют те или иные трансформации, но детали молекулярных процессов пока не очевидны. Скорее всего, переходы волокон из типа в тип провоцируются комбинацией сразу нескольких причин». Он также считает открытым вопрос о том, насколько влияет на эти процессы генетическая предрасположенность.
По мнению Гэлпина, со временем тренеры смогут разрабатывать программы тренировок, исходя из индивидуального сочетания типов волокон у спортсмена, или даже подстраивать план клеточных трансформаций под определенный вид спорта и его особенности. Сам он уже делает первые шаги в этом направлении и работает с профессиональными спортсменами, орудуя при этом куда более тонкой иглой, чем со мной, — чтобы помогать им достичь пика формы. «Применяя биопсию, мы перестанем гадать, как следует тренироваться, и сможем основываться на фактах».
Укол науки.
Игла для биопсии по Бергстрему
Такой подход к планированию нагрузок пока недоступен широкому кругу пользователей, но есть способы калибровки тренировок, которые ты можешь начать применять самостоятельно. Если ты новичок в фитнесе или возвращаешься к тренировкам после перерыва, спроси себя: к чему ты стремишься, что твоя основная цель — сила или скорость? Как ты увеличиваешь нагрузку: продлевая тренировки, добавляя интенсивность, увеличивая вес или количество подходов? Если ты опытный спортсмен, задумайся, как ты достигаешь максимального результата: поддерживая рекордные показатели или пытаясь их превзойти? Стараешься ли поддерживать минимальную продолжительность и интенсивность занятий на протяжении долгого времени?
Сам Гэлпин тоже в некотором смысле гибрид. В 34 года он, компактный и плотный, выглядит совсем как в 2004 году, когда в составе команды Колледжа Линфилд по американскому футболу выиграл чемпионат третьего дивизиона. За тот успех Гэлпин расплатился пятью операциями на левом колене, лишившими его возможности прыгать, бегать и приседать с прежним рвением или выполнять жим штанги с привычной амплитудой. «Для работы это полезно: я все время в поиске новых вариантов нагрузки, такой, которая будет отвечать моим запросам, не нанося вреда».
Творческий поиск приводит доктора к самым разным воплощениям. Помимо исследований Гэлпин увлекается бразильской версией джиу-джитсу и тренирует профессиональных борцов (боксеров, рестлеров), бейсболистов и игроков в американский футбол. Он также ведет серию подкастов «Тело знания» (Body of Knowledge), где рассказывает об истории научных исследований в сфере физических упражнений и о новейших достижениях в этой области. Найти подкасты можно на сайте andygalpin.com. Еще Гэлпин выступил соавтором книги под названием «Отключенный», где пропагандирует отказ от применения техники в жизни и в физических тренировках.
Апгрейд1. Старая версия
Объем мышечной массы в теле не влияет на здоровье в целом.
2. Новая версия
Мышцы — твой стратегический запас, поставляющий белок во все части тела.
3. Твои действия
Прикладывай усилия, чтобы поддерживать объем мышечной массы. Без этого с возрастом доля мышц будет сокращаться. Лучший способ добиться желаемого — придерживаться преимущественно белковой диеты (0,7 до 1 грамма на каждый фунт желаемого веса тела) и выполнять стабильный объем силовых упражнений.
Может показаться, что суть книжного высказывания противоречит его научным разработкам, но это не так. На самом деле, чем больше времени Гэлпин рассматривает в микроскоп человеческие мышцы, тем больше ценит их участие во всем, что приносит человеку радость, роль их состояния в том, как долго нам доведется пользоваться собственным телом. Здоровье и поддержание формы для него — самые естественные и понятные стремления. «Если суммировать все данные, прогнозирующие жизнеспособность, — а я очень люблю такие исследования за определенность, ведь в конце всегда смерть, — так вот, получается, что дольше живут те, кто сильнее».
Разумеется, сила не единственный параметр физической формы, влияющий на продолжительность жизни. При составлении прогноза учитываются также показатели работы кардиореспираторной системы и общее состояние. Исследования Гэлпина дают внятные и однозначные результаты, однако возможностей при желании или по незнанию искажать их суть не исключают. Как правило, критики просто не способны отказаться от традиционного взгляда на физические нагрузки и связанные с ними внутренние процессы.
Большинство врачей и фитнес-экспертов посоветуют новичку начать тренировки с равномерной нагрузки, например ходьбы, и постепенно довести объем до 10 000 шагов в день. Это хорошо, но недостаточно. Нужно подспорье. «Важнейшая составляющая здоровья — сила, — говорит Гэлпин. — Чем больше мощности в теле, тем больше способности к движению». Сильные мышцы позволяют сердцу работать с меньшим усердием, а значит, облегчают любую физическую нагрузку, от ходьбы и скалолазания до перетаскивания мешков с собачьей едой из машины в квартиру. «Ведь что на самом деле мешает нам выполнять все это с легкостью? — продолжает Гэлпин. — Дело не только в сердечной функции. Есть еще элементарная слабость».
И вот что прописывает от этого недуга наш доктор: комбинируй упражнения с большим весом, нагрузку на повышение пульса и равномерную продолжительную нагрузку. «Да, звучит не слишком эффектно, зато работает». Для программы с тренировками три раза в неделю Гэлпин рекомендует вот такой режим:
День 1. Максимальный вес
Выполни не менее одного упражнения из каждого блока: приседания, штанга, выжимание (жим лежа или на плечи, отжимания), тяга (к подбородку, сверху блока вниз, в наклоне) и
ношение (взять что-то тяжелое обеими руками и походить так). В одном-двух упражнениях за тренировку возьми максимальный вес, позволяющий сохранить технику выполнения. Если представить, что твой максимум — это 10 баллов, то для выполнения упражнений скорее всего подойдет уровень от 7 до 9. Жертвовать техникой в пользу веса не стоит.
День 2. Продолжительная тренировка
Любая равномерная нагрузка продолжительностью не менее 30 минут. Подойдут и бег, и велосипед, и ритмика. Интенсивность занятий должна быть достаточно высокой, чтобы почувствовать нагрузку, но не настолько, чтобы пришлось останавливаться и отдыхать.
День 3. Высокая интенсивность
На этот раз твоей задачей будет довести пульс почти до максимума с помощью коротких сверхинтенсивных усилий. Как и в других блоках, можно выбирать для достижения цели разные виды нагрузки. Можно заниматься на велотренажере, размахивать гирей или бегать в гору. Вариант тренировки — от 3 до 6 интенсивных интервалов с промежутками на восстановление по две-три минуты каждый.
Если будет День 4. Снова вес
Если ты готов и на четвертую тренировку подряд, лучшим вариантом станет повторение силовой тренировки, но с менее тяжелым весом — для стимуляции роста мышц.
Спустя два дня после моей биопсии мы сидим в комнате цокольного этажа Университета Калифорнии, и Бэгли орудует конфокальным лазерным микроскопом. Эта сверхновая штука стоимостью в полмиллиона долларов позволяет специалистам увидеть мышечные клетки с такой степенью трехмерной точности, какую еще совсем недавно даже представить себе было нельзя. Сегодня мы занимаемся сравнением двух клеток. Одна взята из тела молодой спортивной женщины, вторая принадлежит пожилому пациенту с почечной недостаточностью, участнику исследований Гэлпина и Бэгли.
Хвататься за жизнь.
Камминс проходит тест с гантелью, прогнозирующий продолжительность жизни. Задача: взять две гантели, каждая весом в половину массы тела, и походить с ними 30 секунд
Наглядность результатов ошеломляет. Ядра клетки здорового человека аккуратно расположены и имеют стандартную форму. Размещение и вид ядер больного напоминают пол в комнате институтского общежития, заваленный бесформенными горами грязной одежды. Это важно, потому что именно ядра хранят в себе ДНК человека, а значит, контролируют процессы роста и восстановления. Если ядрам не удается поддержать жизнь волокон, они погибают. «А мертвые волокна не имеют привычки возрождаться», — завершает мысль Гэлпин.
Нам не известно, что произошло раньше: отказ органов или смерть мышечных клеток, зато очевидно, что ежедневные ритуалы способны в конечном итоге серьезно влиять на исход событий. «Получается, что стиль жизни человека оказывает куда больше влияния на состояние его мышц, чем мы привыкли думать. Даже если тебе досталась скверная наследственность, правильно тренируясь, ты можешь избавиться от большинства ее изъянов». И это относится к каждому из нас, в любом возрасте.
Все это занимает мои мысли и через десять дней после возвращения из Калифорнии, когда приходят результаты биопсии. Расклад оказывается даже хуже, чем я ожидал: 38% волокон в моем теле относятся к гибридным — это те самые парни, что скучают на скамейке запасных в ожидании определенности, — и лишь 12% — к быстро сокращающимся (IIa), отвечающим за силу и мощь. «В вашем возрасте это не катастрофа», — уверяет Гэлпин. А мне шестьдесят. «Но, конечно, результат не блестящий», — добавляет он на случай, если я так ничего и не понял.
Не понять после всего услышанного и особенно увиденного в микроскоп я не мог. И теперь, несмотря на хронические боли в коленях, должен придумать способ согнать тунеядцев со скамейки и вернуть в игру.
Уже на следующий день я взялся за тренажер для разгибания ног, к которому не подходил лет двадцать. Несколько сократив амплитуду движения внизу, я, к собственному удивлению, даже смог сделать достаточное количество подходов без дискомфорта в коленных суставах. То же получилось и с жимом ногами, еще одним упражнением, которого я долгие годы избегал. Если не дам слабину, со временем смогу переквалифицировать часть своих гибридов в полноценные IIa.
Вторая часть моего возвращения к себе и возвращения себе моих сил — установки. Я провожу интервальные тренировки, занимаюсь с «санями» и дополнительным весом, но явно недотягиваю: чтобы перетянуть быстро-медленные волокна в просто медленные, тем самым придав мышцам выносливость, нагрузка должна быть куда больше.
И если раньше я мог изобретать бесчисленное количество предлогов, чтобы избегать тех видов тренировок, которые мне не по душе, то теперь, когда я собственными глазами видел последствия такого поведения, ни одно оправдание больше не годится.