части. Но эти части должны двигаться, выполнять свои функции и взаимодействовать между собой.
Наука, которая изучает это взаимодействие, называется физиология. На ней и основана такая область знаний, как фитнес.
Когда мы двигаемся, думаем, даже просто лежим, наш организм тратит энергию. Да-да, вы не ослышались – просто лежа на диване, абсолютно ничего не делая, даже моргая реже, чем обычно, мы потратим колоссальное количество энергии. То количество энергии, которое мы тратим в состоянии покоя, называется основной обмен. Давайте запомним это понятие, в дальнейшем оно еще не раз нам пригодится. И доля основного обмена в общих затратах энергии огромна.
График расхода энергии
Калория – единица измерения тепла. Мы привыкли считать его в килокалориях (ккал), то есть в тысячах калорий. Килокалория – количество энергии, необходимое для нагревания литра воды на 1 градус. За сутки мы выделяем столько тепла, что его хватит на доведение до кипения более 30 литров воды! Килокалория – привычная и понятная единица измерения, поэтому ее используют повсеместно. Делаются попытки перевести измерения на килоджоули (кДж), но пока они безуспешны.
Например, среднестатистический мужчина тратит около 2500 ккал в сутки. При этом на основной обмен у него будет приходиться в районе 1800 ккал. Примерно половину из этих 1800 ккал он выделит в виде тепла. Остальная энергия будет потрачена на те самые процессы распада и обновления тканей, примеры которых мы рассматривали в первой главе.
Когда мы начинаем думать или двигаться, мы тратим много энергии, но затраты на поддержание обмена веществ все равно больше.
Итак, возвращаясь к аналогии с биологической машиной, на все процессы жизнедеятельности нам требуется бензин. И такой бензин у нас есть! Его называют АТФ.
АТФ – аденозинтрифосфорная кислота, нуклеотид, состоящий из азотистого основания (аденита), сахара рибозы и трех остатков фосфорной кислоты.
Схема строения нуклеотида АТФ
Аденозинтрифосфат – вещество аденозин, сахар рибоза и три молекулы фосфатов.
Для получения энергии от АТФ отделяется одна молекула фосфата и в итоге мы получаем АДФ (АденозинДиФосфат – то есть аденозин плюс две молекулы фосфатов) и энергию.
Такова простейшая и очень быстрая реакция расщепления.
Схема строения нуклеотида АДФ
Проблема заключается в одной неприятной мелочи – наш «бензобак» очень мал. Энергии АТФ, содержащейся в теле человека, хватает всего на несколько секунд работы.
И вот тут мы выясняем, что наш организм – это не только машина, но и химическая фабрика. Он непрерывно присоединяет молекулу фосфатов обратно к АДФ, чтобы восстановить АТФ и не позволить нам остаться полностью обессиленными. А вот способов возврата, по-научному – ресинтеза АТФ, у организма несколько, а конкретнее – четыре, в зависимости от того, сколько и как быстро нам нужна энергия.
Если энергии нам требуется много и получить ее нужно максимально быстро, в дело вступает первая фабрика. В наших мышцах есть вещество креатинфосфат. Это вещество состоит из белка креатина и одной молекулы фосфата.
Несложно догадаться, что креатинфосфат просто отдает свою молекулу фосфата АДФ, после чего снова превращает его в АТФ. Максимально просто, максимально быстро, но очень неэкономно.
Запасов креатинфосфата в нашем организме хватит тоже ненадолго – всего на 10–20 секунд высокоинтенсивной работы. Так как запасов его мало, а производство неэкономно – один к одному, то и использует эту фабрику наш организм только в случаях предельной работы. Скажем, когда нам нужно поднять какой-то очень тяжелый вес в течение всего нескольких секунд.
Если продолжать аналогию с автомобилем, использование креатинфосфата похоже на драг-рейсинг [2]. Нужно выжать газ на полную и пронестись максимально быстро 400 метров.
Для таких гонок используют форсированные двигатели, увеличенной мощности и объема – так называемые мускулкары [3].
Один мой знакомый купил себе «Форд Мустанг» с очень мощным двигателем. В основном автомобиль стоял около дома. Мой приятель жаловался на его прожорливость, говорил: «Я когда на газ нажимаю, то буквально физически вижу, как движется стрелка падения уровня топлива». Это очень хорошая иллюстрация работы первой фабрики.
Что же делать? Существует два варианта: вы либо остановитесь, либо продолжите работу со сниженной мощностью. Если вы смотрели соревнования по бегу на короткие дистанции, то наверняка замечали, что, пробежав примерно 80 метров, спортсмен резко замедляется, как будто переключает скорость. Запасы его фосфатов практически истощились, и он вынужден перейти на более экономный, но менее мощный источник энергии.
Если тяжесть физической работы все еще высока, а продолжительность более 15–20 секунд, организм подключает еще один способ ресинтеза АТФ. Для его изготовления используется вещество гликоген – глюкоза, связанная с водой.
Получаем мы его из углеводов, потребленных вместе с пищей.
Хранится гликоген в наших мышцах (от 400 до 800 грамм, в зависимости от физической подготовки и объема мышц), а также в печени (около 150 грамм). Печеночный гликоген – это резерв, используемый организмом в качестве топлива для нервной системы. Для физической работы используется гликоген мышц.
Помните, в первой главе мы говорили о том, что, когда мы начинаем упражнение, мы еще не до конца понимаем, сколько раз мы способны поднять снаряд, но наш мозг уже все выяснил и отдал соответствующие приказы к использованию энергетических резервов.
Эта фабрика не только быстро дает энергию, но и обладает большой мощностью – так, из одной молекулы гликогена получается две молекулы АТФ. Но у нее есть одна очень неприятная особенность – большое количество побочных продуктов. В результате производства энергии выделяется вещество, которое мы знаем под названием молочная кислота. Состоит она из лактата и ионов водорода. Лактат – это углевод, и он достаточно неплохо используется в качестве источника энергии сердцем и нервной системой. А вот ионы водорода отравляют клетку, не давая сцепляться сократительным элементам клетки актину и миозину.
Если вы когда-нибудь выполняли упражнение без расслабления мышц, скажем, разгибание голени в тренажере, с весьма серьезными усилиями, то могли ощутить чувство жжения в мышцах – это и есть действие молочной кислоты. Для организма она является своего рода ядом, и он стремится избавиться от нее как можно скорее.
Кстати, вы наверняка ощущали, как буквально раздувает мышцы во время тренировки – организм открывает протоки в мышцы для скорейшего удаления молочной кислоты.
Вопреки устоявшемуся мнению, ошибочно связывать боль в мышцах, возникающую на следующий день после
