Зачем мы бежим, или Как догнать свою антилопу. Новый взгляд на эволюцию человека

Не во всем мясе есть миоглобин. Как мы все знаем, у курицы есть белое и темное, или красное, мясо. Поэтому на каждом пикнике можно услышать спор из-за того, кто получит грудку (белое), а кто – ножку (темное). Лично я обычно выбираю темное из-за железа в миоглобине, которое нужно всем бегунам. Белое мясо состоит в основном из быстросокращающихся анаэробных мышечных волокон, способных к взрывной спринтерской силе; в красном мясе преобладают медленносокращающиеся волокна, требующие кислорода. Они сокращаются с меньшей силой, но при этом обладают большей выносливостью. У тетерева, как и у курицы, есть белые грудные мышцы, и он словно взрывается при взлете подобно петарде. Но он неспособен к долгому полету. После нескольких таких взрывных перелетов подряд тетерев уже не может летать. С другой стороны, при помощи темных мышц своих ног он может бегать вечно. Летунам на дальние расстояния, так же как и марафонцам, нужно темное мясо. Перелетные птицы, например гуси, кулики, многие певчие виды имеют очень темные мышцы груди (то есть мышцы крыльев).

Мышцы ног человека содержат как быстро-, так и медленносокращающиеся волокна. Это сочетание делает наши мышцы не белыми и не темно-красными, а, можно сказать, розовыми. Мышцы ног марафонцев содержат от 79 до 95 % (у первоклассных бегунов) медленносокращающихся волокон. В среднем у человека их порядка 50 %, а у лучших спринтеров – около 25 %. Они сжигают жир и требуют постоянной подачи кислорода для работы, чтобы избежать появления молочной кислоты, которая быстро вызывает усталость.

У разных людей разное соотношение быстро- и медленносокращающихся волокон, что предрасполагает их либо к спринту, либо к выносливости. Считается, что мы рождаемся с индивидуальными соотношениями типов мышц и волокон. Однако нет исследований, которые проследили бы динамику развития мышечных волокон от малыша до взрослого спринтера или бегуна на большие расстояния; мы не знаем, является ли тип мышечных волокон предопределенным при рождении или же оформляется в раннем возрасте в связи с его образом жизни.

Исследователи определяют процентное соотношение типов волокон (относительно безболезненно, как мне сказали) с помощью биопсии наших мышц, а затем окрашивая и под микроскопом подсчитывая клетки различных видов, чтобы определить потенциал человека для спринта и выносливости. В какой-то мере на изменения типов волокон влияют тренировки. Совсем недавно установили, что есть два типа быстросокращающихся волокон, называемых a и b

. Быстросокращающиеся волокна типа a немного более аэробны, чем b, и их можно тренировать. В среднем быстросокращающиеся волокна распределяются между типами

a и b поровну, но у лучших марафонцев b

-волокна почти полностью отсутствуют. Считается, что тип волокна определяется его иннервацией. Один нейрон активирует множество волокон одновременно в так называемой моторной единице. Быстросокращающиеся моторные единицы обычно включают один нейрон, иннервирующий от трехсот до восьмисот волоконных клеток, в то время как медленносокращающиеся моторные единицы состоят из нейрона и от десяти до ста волоконных клеток. Тренировка включает не только биохимическую адаптацию волокон, но и их нейронную координацию в работе.

Имея оба типа волокон в одной мышце, мы обретаем гибкость. Мы получаем и силу, и выносливость. Однако такая гибкость – компромисс. Первоклассный спринтер неизбежно теряет выносливость, а первоклассный стайер лишается взрывной силы. Тогда почему же мышца, созданная для выносливости, жертвует силой? Ответ, вероятно, связан с тем, что для обеспечения большого количества сокращений нужно пожертвовать ценным пространством, доступным для мышечных волокон, в пользу митохондрий, обширной капиллярной сети, мембран и миоглобина и, конечно, системы кровообращения. Анаэробная быстросокращающаяся мышца не требует немедленной подачи кислорода и топлива, удаления отходов и регуляции температуры. Это похоже на гоночный автомобиль, который предназначен для очень быстрой езды по кругу, в отличие от внедорожника, которому предстоит пересечь пустыню.

Многие факторы, от комбинации которых зависит устойчивая мощность на средних и длинных дистанциях, более точно измеряются способностью обрабатывать большие объемы кислорода для обеспечения аэробного метаболизма на клеточном уровне. Максимальный уровень постоянного и устойчивого поглощения кислорода зависит от переменных, которые мы только что рассмотрели, и много от чего еще. Этот уровень кислорода называют VO₂max, и он, очевидно, должен быть достаточно высоким у любого бегуна на дальние дистанции, который надеется попасть в Высшую лигу.