Парадокс упражнений. Научный взгляд на физическую активность, отдых и здоровье

Больше всего поразила меня сосредоточенность Мэри. Выбравшись из своего кресла на пешеходную дорожку, оборудованную по обеим сторонам поручнями, она полностью сконцентрировалась на элементарной, но трудной для нее задаче: переставить вперед ногу, удерживая вес тела на другой. Ее левая нога явно была повреждена, зато правая, с виду здоровая, просто отказывалась подчиняться. При каждом шаге Мэри должна была сознательно отдавать команду непослушным раскоординированным мышцам выполнить очередное базовое движение, для здоровых людей инстинктивное: согнуть тазобедренный сустав, затем согнуть колено, разогнуть колено и т. д. Приставленный к Мэри физиотерапевт следил за ее упражнением, при каждом шаге подбадривал и подсказывал, на что обратить внимание. Спустя некоторое время походка Мэри сделалась увереннее и физиотерапевт начал постепенно усложнять ей задачу, добавляя препятствия на ее пути в виде барьерчиков высотой около восьми сантиметров, чтобы Мэри вернула утраченный навык базовых движений. В остальное время сеанса она под наблюдением врача проделала серию упражнений для укрепления конкретных групп мышц и восстановления контроля над ними, а затем они с доктором обсудили упражнения, которые ей следовало выполнить в качестве домашнего задания. «Ты делаешь прогресс», — заключил физиотерапевт, желая ободрить Мэри, но оба хорошо понимали, что придется еще очень много поработать, прежде чем она восстановит способность ходить без посторонней помощи.

Если у вас не случай Мэри, вы, должно быть, никогда не задумывались над актом ходьбы со времен, когда где-то в год научились хотя бы ковылять[431]. Сама способность передвигаться без участия сознания — замечательное достижение нашей нервной системы, которая в динамике управляет работой многих десятков мышц, позволяющих переставлять одну ногу впереди другой по самым разнообразным, а иногда малоустойчивым и коварным поверхностям вроде горных троп и обледеневших тротуаров. Жаль только, что лишь после серьезной травмы или инсульта мы по достоинству оцениваем циклически повторяемые при ходьбе структурированные стереотипные движения и мышечные рефлексы, у которых двоякая роль: поступательно перемещать вас вперед и не давать вам падать.

Поступательное перемещение тела вперед при ходьбе — не особое свойство человека. Передвигаетесь ли вы на двух ногах или на четырех, главная функция ноги в том, чтобы служить маятником. Это проиллюстрировано на рис. 19, но если лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать, то попробовать самому — много лучше, чем сто раз увидеть. Поэтому я попросил бы вас встать и сделать несколько шагов, а все внимание сосредоточить на движении своей правой ноги. Заметьте: когда вы опираетесь на левую ногу, правая совершает нечто вроде маха вперед, совсем как маятник в дедовых ходиках, а центром вращения является тазобедренный сустав. Это так называемая фаза переноса, она производится в основном за счет действия мышц бедра. Маятниковое движение ноги прекращается с завершением фазы переноса, когда ваша нога сталкивается с поверхностью опоры. В этот момент нога превращается в перевернутый, или обратный, маятник с центром вращения в голеностопном суставе (у обратного маятника центр масс выше точки его опоры). В сущности, в этой фазе шага, которую называют опорной, ваша нога распрямляется и работает практически как ходуля.

Рис. 19. Биомеханика ходьбы. При опоре на землю нога действует как обратный маятник, запасая в первой половине опорной фазы потенциальную энергию, которая во второй ее половине частично преобразуется в кинетическую

Ходульное движение ног в опорной фазе дает ключ к пониманию, как мы при ходьбе расходуем энергию. В первой половине опорной фазы мышцы заставляют тело приподняться и перенести тяжесть на эту опорную ногу, при этом ваш центр масс поднимается примерно на пять сантиметров. Это восходящее движение расходует калории, но запасает потенциальную энергию, как если бы вы подняли эту книгу. Во второй половине опорной фазы ваше тело преобразует потенциальную энергию в кинетическую, опускаясь вперед, как если вы бросите только что поднятую книгу. Наконец, ваша маховая нога соударяется с опорной поверхностью, замедляя падение тела и начиная следующий цикл шага. Таким образом, при ходьбе калории расходуютcя на то, чтобы поднять ваш центр масс в первой половине опорной фазы и перенаправить его вверх и вперед от одного шага до следующего, а также обеспечивать маятниковые движения рук и ног[432]. Хотя во время нормальной ходьбы по крайней мере одна нога находится на опорной поверхности, ключевой энергетический принцип, двигающий вас вперед, заключается в том, что ноги используются как маятники для преобразования потенциальной энергии в кинетическую. Точно так же используют для локомоции свои конечности собаки, шимпанзе и прочие четвероногие[433].