HOMO MITOCHONDRIUS

«Он шел и думал: и чего она ко мне привязалась, митохондрия какая-то просто. Тут он сказал себе: стоп, а почему именно митохондрия? И стал как-то это себе объяснять. Ну с "ми" все понятно, с виду она очень даже мимимишная, но вот это "ндр" представляло собой какую-то угрозу, причем угрозу непонятную, от которой очень хотелось избавиться, и у него даже был способ, "красная кнопка". Вот он шел так и думал и только одного не знал, что митохондрия давно сидела у него внутри и тихо посмеивалась, являясь единственным источником, поставляющим энергию в его клетки».

 

Лью из Кэрролла

Если вам за 40, то для того, чтобы сохранить молодость, вам, скорее всего, нужны не деньги, а мозги. Мозги, чтобы понять, что такое митохондрия.

Митохондрия — это маленькая, очень маленькая органелла, внешне напоминающая зернышко фасоли, а под микроскопом и в разрезе лодку, наполненную лабиринтами загадочных нитей. Ее впервые увидели в микроскоп в середине XIX века. Но толку от этой находки было не так много. Лишь спустя 110 лет после открытия в 1962 году молекулы ДНК теория митохондрий получила новые смыслы. Оказалось, что все в нас зависит от этих маленьких, дышащих кислородом электростанций, перерабатывающих питательные вещества в чистую энергию, дающую нам силу, выносливость, а значит, жизнь. Их разрушение несет нам слабость, болезнь и смерть.

 

Митохондрии обладают собственной ДНК, они способны автономно делиться и даже перемещаться. Можем ли мы управлять ими? Могут ли эти знания помочь нам реализовать свой потенциал в беге? Могут ли современные знания в области биологии стать фундаментом новой науки, которая поможет не только профессиональным спортсменам, но и любителям раскрыть свой потенциал, продлить спортивную карьеру и показывать результаты независимо от возраста, пола и генетики.

 

С этими вопросами я поехала в город Долгопрудный, на кафедру спортивной адапталогии Московского физико-технического института. Заведующего кафедрой Виктора Николаевича Селуянова спортивной общественности представлять не надо. Для несведущих: это человек, который впервые применил научный подход к физкультуре и спорту. Он первый дал строгое научное объяснение тому, что происходит в нашем организме в результате упражнений, и рассказал, как эти знания стоит применять, чтобы прогрессировать в спорте и улучшать свое здоровье.

 

Все это он сделал, взяв на себя труд посмотреть, что происходит на клеточном уровне. Теперь, имея знания об идеальной модели и взяв на вооружение современные математические методы анализа данных, ученые под руководством Селуянова создают тренировочные схемы и методики в самых разных видах деятельности: от спорта высших достижений в индивидуальных видах (плавание, бег, борьба) до командных дисциплин (футбол, хоккей, волейбол). Эти же знания позволили создать уникальную систему оздоровления «Изотон».

 

Долгопрудный встретил меня грязным снегом, серым небом и замечательной атмосферой институтского городка. Молодые студенты, бегущие из общаги за шаурмой в ларек, на котором выведены все главные уравнения оптики, термодинамики и еще чего-то там, в чем разобраться мне не суждено, таблички на зданиях с очень научными названиями и какой-то особый воздух. «Может, институтский реактор фонит?» — подумала я, вдохнув.

 

Старое, местами обшарпанное трехэтажное здание хитро маскирует современную спортивную лабораторию. Чем-то это мне напомнило сериалы про секретные разведслужбы, прячущиеся за невзрачными вывесками в странных домах.

 

В лаборатории вас сначала спросят, зачем вы, собственно, пришли и что вы, собственно, хотите. У меня сегодня к спортивной науке три вопроса.

 

1) Гипотетически можно ли человека с моими данными натренировать так, что он выбежит марафон из двух часов? Да-да, из двух. А что, чем мы хуже ребят из Nike, заявивших, что они наняли все лучшие умы спортивного мира для проекта Breaking2? Расскажите мне, каким должен быть марафонец, который первым преодолеет планку в два часа? В чем здесь ограничения у женщин, а может, у них есть какие-то преимущества?

 

2) Чего я могу достичь в беге? Каков мой потенциал? Где мой максимум и как мне его реализовать?

 

3) А может, не надо бежать к максимуму? Что достаточно делать женщине в 43 года, чтобы если не остановить, то хотя бы замедлить процесс старения, стать немного здоровее, бодрее и увереннее в завтрашнем дне?

 

Сначала за меня взялась Ольга Чигиринцева, ведущий специалист лаборатории. Она провела тестирование.

 

Тест состоит из нескольких этапов. Сначала вас будут долго и кропотливо измерять. Видимо, ученым нужно знать, сколько митохондрий может поместиться у вас на икроножной мышце или бицепсе. Ну, конечно, не обошлось без взвешивания и выяснения процента жировой массы. Самый грустный показатель, так как в середине января, после бурных новогодних каникул, у меня именно жир на пике формы.

 

Затем вас заставят надеть маску с газоанализатором и покрутить педали велоэргометра. После этого вам придется в такой же примерно маске побегать на дорожке, а под конец еще — на другом велотренажере. Примерно за час науке станет известно о ваших митохондриях достаточно, чтобы сделать выводы и дать рекомендации.

Ну что же в этом особенного, спросите вы? Такой анализ на газоанализаторе вам сделают в любой спортивной лаборатории. В общем, да. В любой. Но самого анализа, самих кривых недостаточно. Вам важно, как их расшифруют и что вам посоветуют. У физтеховцев есть научная база, опыт работы и большое количество исследований. Отменяет ли это необходимость продолжать работу с вашим привычным тренером? Совсем нет. На основе полученных данных тренер сможет более грамотно организовать ваш тренировочный процесс и контролировать ваш прогресс, в нужный момент вернувшись к лабораторным тестам для корректировки планов.

Через несколько дней результаты готовы, и вместе с Артемом Васильевым, ведущим специалистом лаборатории, мы обсуждаем полученные данные.

Как «выйти из двух» и можно ли?

 

Артем Васильев:

Для показания рекордного результата необходимо успешное сочетание ряда факторов, которые можно условно разделить на:

- факторы внешней окружающей среды (рельеф трасы, климатические условия, высота трасы над уровнем моря);

- уровень физической подготовленности спортсмена (генетические, биохимические, физиологические и антропометрические показатели);

- уровень психологической подготовленности.

 

Так как на факторы внешней среды мы повлиять не можем, то рассмотрим, какие показатели физической подготовленности спортсмена необходимы для сверхрезультата.

 

Стоит отметить, что наличие высокого показателя по одному из критериев не сделает вас потенциальным рекордсменом, важно сочетание приведенных показателей в их совокупности.

 

Всем любителям бега уже знакомы такие показатели, как аэробный порог (АэП) и анаэробный (АнП), а также максимальное потребление кислорода (МПК). Очень часто уровень МПК приравнивают к уровню подготовленности спортсмена, хотя это не совсем верно. Существует ряд исследований, показывающих низкую корреляцию этого показателя с соревновательным результатом в марафонском беге. Для марафонского бега наиболее значимыми являются показатели потребления кислорода на уровне АнП и коэффициент экономичности бега на уровне АнП. Почему именно АнП? Выше уровня АнП в организме начинает накапливаться молочная кислота, и в зависимости от интенсивности и продолжительности нагрузки спортсмен рано или поздно будет вынужден снижать темп. Лучшие бегуны способны удерживать темп на уровне АнП не более часа. А у элитных марафонцев АэП составляет 85–90% от АнП.

 

Сравнение ваших показателей и моделирование данных для получения рекордного результата — в этой таблице.

Желтым цветом выделены расчетные показатели, розовым — заданные параметры, красным — модельные вводные.

 

 

ЧСС АнП (уд/мин) — частота сердечных сокращений, или пульс (количество ударов в минуту).

ПК АнП — потребление кислорода на уровне анаэробного порога.

МПК (мл/мин/кг) — максимальное потребление кислорода.

КЭБ (мл/кг/км) — коэффициент экономичности бега.

 

Вариант 1

 

Задаем время преодоления дистанции, равное двум часам, при сохранении текущей массы тела и коэффициента экономичности бега. Потребление кислорода на уровне АнП составит 84 мл/кг/мин. Стоит отметить, что у элитных бегунов МПК составляет порядка 85–90 мл/мин/км, а в наших расчетах получается МПК 101 мл/кг/мин. Поэтому данный сценарий является абсолютно нереалистичным и мы идем дальше — работаем над антропометрическими показателями.

 

Вариант 2

 

Убираем часть жировой и мышечной массы, снижая общую массу тела до 48 кг, и делаем корректировку экономичности бега. Приводим этот показатель к равному КЭБ действующей мировой рекордсменки Полы Рэдклифф. Для достижения данного результата мне необходимо снизить массу тела на 13,4 кг, увеличить скорость бега на уровне АнП в два с половиной раза в основном за счет увеличения силы и мощности окислительных мышечных волокон (ОМВ). Волокна типа ОМВ позволяют выполнять нагрузку «безгранично» долго, главное в этом случае — чтобы хватало «питания» мышцам. В ОМВ наибольшая масса митохондрий по сравнению с другими типами мышечных волокон, и поэтому процесс закисления мышцы не возникает — образуемая молочная кислота в ходе физической нагрузки успевает утилизироваться, что не приводит к ее накоплению. Также необходимым условием является и высокий показатель экономичности бега, сравнимый с показателем действующей мировой рекордсменки на данной дистанции. Если со снижением массы тела больших проблем не возникнет, то увеличение функционального состояния до столь высокого уровня — задача непростая, и результативность будет зависеть не только от грамотно спланированного тренировочного процесса.

Именно поэтому тот же Nike набирает группу специалистов. Они работают с высококвалифицированными атлетами, которые уже прошли так называемый селективный отбор (предрасположенность к видам спорта, связанным с выносливостью). Их задача — систематизировть тренировочный процесс по принципу big data, учитывая большое количество факторов, так или иначе связанных с тренировочным процессом, для персонализации рекомендаций. Ведь известно, что одинаковая тренировочная нагрузка не дает одинаковый физиологический отклик у различных атлетов. Существуют индивидуальные особенности: ферментативная, метаболическая и гормональная активность, экспрессия генов. Аналогичная картина и с питанием, восстановлением — когда речь идет об улучшении результата на 2% у спортсмена, находящегося на столь высоком уровне, учет индивидуальных особенностей играет очень важную роль.

 

Скорее всего, абсолютный рекорд мира лучше себе в план не ставить. Однако уже на этом этапе мне совершенно четко ясно: чем больше митохондрий, тем лучше.

 

Какая цель может быть для меня достаточно сложной, но в то же время выполнимой?

 

Артем Васильев:

Степень амбициозности цели зависит прежде всего от ваших желаний, на момент прохождения тестирования ваше функциональное состояние позволяет вам преодолеть марафонскую дистанцию за 4 часа 41 минуту, но при коррекции массы тела за счет снижения жировой массы и сохранении текущих функциональных показателей время прохождения дистанции может быть улучшено до 3 часов 52 минут. Если цель — выбежать из 3 часов, то тут коррекции только массы тела недостаточно.

 

В вашем случае важно будет уделять внимание как мышечному аппарату, так и сердечно-сосудистой системе. На текущий момент сердечно-сосудистая система обладает резервом в 10–12%, что позволит сместить акцент в тренировках в сторону увеличения массы ОМВ за счет специальных силовых упражнений и интервальных беговых тренировок различного типа.

 

Максимальный ударный объем сердца на момент прохождения тестирования составляет 101 мл, но при повышении скорости прохождения дистанции будет расти потребление кислорода и, как следствие, потребность мышц в кровоснабжении. При сохранении УОС на текущем уровне будет повышаться пульс на уровне АнП, что при прохождении марафонской дистанции может оказывать пагубное воздействие на миокард и из этих соображений необходимо будет увеличивать УОС, а это процесс длительный. На это может потребоваться не один сезон. В данном случае необходимо выполнять нагрузку на уровне аэробного порога длительный промежуток времени — 60–120 минут с высоким венозным возвратом. Для данных тренировок лучше подойдут средства в виде велосипеда, эллиптического тренажера, ходьбы в горы с палками, ходьбы на беговых лыжах.

ВЕРДИКТ

Чтобы мне «выйти из четырех», надо похудеть на 5,6 кг. Продолжать тренироваться в текущем режиме и вести здоровый образ жизни. Чтобы «выйти из трех» — несколько лет крутить педали велотренажера по два часа три-четыре раза в неделю или переехать в Альпы и гулять по горам с палками. Такой сценарий мне тоже очень нравится.

 

 

А если цель не соревновательная? Если я просто хочу жить долго и быть в хорошей физической форме?

 

Артем Васильев

Если же цель — в получении удовольствия от самого процесса и поддержании уровня текущего функционального состояния, то в данном случае рекомендуем уделить внимание специальным силовым тренировкам, достаточно одной в неделю в развивающем режиме. Ведь именно при выполнении силовых тренировок вырабатываются гормоны, способствующие росту и обновлению клеток, что также приводит к снижению жировой массы при соблюдении рационального питания и увеличению массы окислительных мышечных волокон, что особенно важно для видов спорта, связанных с выносливостью и общей работоспособностью в течение дня. Также данный режим тренировок способствует улучшению эндокринной системы и иммунитета.

Можно выполнять и одну-две беговые тренировки, одна из них кардио-аэробная, 30–60 минут на уровне аэробного порога, а вторая — аэробная интервальная, с чередованием нагрузки на уровне аэробного порога и выше анаэробного порога, для создания факторов увеличения митохондриальной массы в мышцах.

 

Я получила четкий, научно обоснованный вердикт. И теперь могу решить, что мне нужно, по какому сценарию я хочу и могу играть. И, главное, теперь я четко знаю «стоимость» каждой цели. Под «стоимостью» я понимаю временные затраты и морально-волевые усилия. Скажем прямо, худеть до 48 кг не входит в мои планы на лето. Я поняла, что митохондрии играют одну из главных ролей в каждом сценарии.

 

«Цель тренировки в циклических видах спорта — создавать митохондрии. Только митохондрии потребляют кислород, значит, спортивная форма растет по мере накопления митохондрий», — пишет В.Н. Селуянов в статье «Сердце — не машина».

 

Недостаточно только создать митохондрии, важно еще не убить их потом. Об этом рассказывает в своей книге «Наука о фитнесе» победитель Tour de France Грег Лемонд. Он был вынужден завершить карьеру в 1994 году. За несколько лет до этого на охоте в него случайно попали свинцовой дробью, чуть не убив спортсмена. Он нашел в себе силы вернуться и даже занял второе место в Tour de France, но затем все пошло не так. Независимо от формы и расписания тренировок его результаты постоянно ухудшались. Что только не пробовали, даже гормональную терапию. В конце концов, причина оказалась все в тех же маленьких, но очень сильных митохондриях. Некоторые свинцовые дробинки так и не удалось удалить из тела спортсмена. Свинец чрезвычайно токсичен. Во время интенсивных нагрузок, которые, казалось бы, должны были формировать новые митохондрии в теле Грега, все складывалось совсем наоборот. Свинец попадал в кровь и разрушал маленькие энергетические станции, поэтому от нагрузок Лемонду становилось только хуже. Он закончил карьеру, но продолжает вести активный здоровый образ жизни. А его случай привлек внимание врачей и ученых к тому, как не разрушать драгоценные митохондрии.

 

Вы наработали митохондрии, но что делать, чтобы не разрушать их?

 

1) Избегайте токсинов: тяжелых металлов, некоторых химических соединений, содержащихся в удобрениях и чистящих средствах.

2) Не курите и не дружите с курильщиками: сигаретный дым плохо влияет на митохондрии.

3) Не ешьте трансжиры и канцерогены. Забудьте про маргарин, пережаренное мясо.

4) Несколько раз подумайте, стоит ли употреблять медикаменты, контролирующие холестерин. Статины убивают митохондрии. Стоит попробовать питаться правильно, и холестерин придет в норму без лекарств.

5) Будьте аккуратны с антибиотиками: они разрушают митохондрии. Восстановление и возврат к прежней форме после применения антибиотиков потребует от вас времени и терпения.

6) Озон. Не надо бегать по МКАДу, не надо бегать в городе в жаркий, душный, безветренный день. Надышавшись парами автомобилей, вы не улучшите свою форму, а только ухудшите.

 

Великая маленькая клетка митохондрия помогла возникнуть человечеству. Она помогает амбициозным спортсменам выигрывать. И она же поможет вам жить долго и счастливо, если, конечно, вы поймете, как о ней заботиться.

ЭТО ВАМ МОЖЕТ БЫТЬ ИНТЕРЕСНО

мы в инстаграм