Как выносливость меняет тело: от сердца до мышц

Высокоинтенсивные тренировки на выносливость радикально меняют организм — от сердца до работающих мышц и способа использования энергии. У большинства людей эти изменения начинаются с сердечно-сосудистой системы, затем распространяются на скелетные мышцы, позволяя телу эффективнее доставлять и использовать кислород. Но масштаб и скорость этих изменений зависят от текущего уровня подготовки и интенсивности новых нагрузок.

Тренировки на выносливость улучшают доставку кислорода

Самые заметные адаптации у новичков — увеличение сердечного выброса и максимального потребления кислорода. В одном обзоре классических тренировок на выносливость учёные отметили рост ударного объёма — количества крови, выбрасываемой за одно сокращение. Это следствие утолщения сердечной мышцы и повышения эффективности её работы. В результате тренированное сердце способно снабжать мышцы кислородом с большей скоростью.

Но изменения касаются не только сердца. У тренированных людей повышенный пульс поддерживается с меньшими усилиями. В физиологическом обзоре отмечалось, что упражнения на выносливость увеличивают плотность капилляров в мышцах. Эти мельчайшие сосуды доставляют кислород от сердца к отдельным клеткам, позволяя им работать дольше до наступления усталости.

Этот "сдвиг вправо" в показателях выносливости также зависит от улучшенного использования кислорода. В одном исследовании описано, как тренировки вызывают profound адаптации кардиореспираторной и нервно-мышечной систем. Эти изменения критичны, поскольку кислород — не главный лимитирующий фактор во многих дисциплинах. Большинство спортсменов ограничены метаболизмом, мышечными волокнами или даже нервно-мышечной передачей.

Мышцы тоже адаптируются к нагрузкам на выносливость

Тренировки меняют и сами мышечные клетки. Первые значительные улучшения связаны с ростом количества митохондрий и дыхательной способности скелетных мышц. Это означает, что клеточные "электростанции" эффективнее преобразуют кислород и топливо в движение. Как отмечалось в обзоре Американского физиологического общества, одна и та же нагрузка вызывает меньшие нарушения гомеостаза в тренированных мышцах.

Но изменения митохондрий не затрагивают всё тело. Только работающие мышцы становятся больше, плотнее и аэробнее. Исследования спортсменов часто показывают преобладание медленных волокон — тех, что используют окислительный метаболизм и предназначены для длительных сокращений. В обзоре APS описано, как локальные адаптации меняют внутренние свойства митохондрий. Со временем они также становятся устойчивее к повреждениям, позволяя телу дольше поддерживать работу.

Это не значит, что существующие митохондрии замирают при начале тренировок. В том же отчёте учёные отметили, что упражнения изменяют их внутренние свойства. Они также начинают иначе производить активные формы кислорода и лучше сопротивляются повреждениям и апоптотическим сигналам. То есть тело не просто увеличивает количество митохондрий — оно улучшает их работу.

Метаболические изменения облегчают нагрузку

Эти изменения сильно влияют на использование энергии. В одном исследовании отмечалось, что адаптация замедляет расход мышечного гликогена и глюкозы крови, увеличивает окисление жиров и снижает выработку лактата. По сути, тело учится экономнее использовать топливо. Оно тратит меньше быстрых, но ограниченных углеводных запасов и больше медленных, но обильных жировых.

Эти метаболические сдвиги — ключ к росту выносливости. Исследователи описали эффект тренировок как "сдвиг вправо" кривой "скорость-время". То есть тело дольше выдерживает высокую скорость до изнеможения. Но этот сдвиг происходит на многих уровнях, а не только в VO2max — самом известном показателе выносливости.

В одном обзоре учёные заявили, что предел производительности зависит от "способности транспортировать и использовать кислород для выработки АТФ, а также устойчивости сократительных белков и актин-миозиновых мостиков к усталости". АТФ (аденозинтрифосфат) — основная энергетическая "валюта" организма. Тренировки улучшают его производство и использование.

Зрители могут считать, что "форма" — это скорость. Но во многих дисциплинах решающий фактор — способность долго поддерживать усилие, а не скорость сама по себе. А это зависит от доставки кислорода, контроля глюкозы и химии мышечных волокон — всего, что меняется при тренировках выносливости раньше максимальной скорости.

Как показывает статья APS, первые улучшения связаны с сердечно-сосудистой системой, мышечными волокнами и митохондриями. Можно развить высокую выносливость без большого роста скорости или силы. Многие специалисты считают, что раздельная тренировка этих компонентов эффективнее "универсальной" аэробной подготовки.

Адаптация к выносливости происходит быстро, сильно снижает сердечно-сосудистые риски и может сохраняться всю жизнь — но только при продолжении тренировок. Физическая нагрузка — это стимул, а не решение. Без неё тело вернётся к прежнему состоянию.