У всех есть свой предел — и у любителей побегать на выходных, и у олимпийцев. По-научному этот предел называется лактатным порогом: как только вы его перешагнули, начинаются неприятные ощущения. Наверное, каждому знакомо это чувство: сердце бешено колотится, вы хватаете ртом воздух, усталость в мышцах нарастает снежным комом, а потом они просто отключаются. Тем не менее на свете есть по крайней мере один человек, который избежал этой участи, несмотря на интенсивные тренировки. Его зовут Дин Карназес. 

Найти фотографию стоящего Дина Карназеса было непросто. (Фото Philip Anema/Zozi.) Калифорниец справлялся с самыми тяжёлыми испытаниями: он бегал марафон до Южного полюса при температуре -25 °C и участвовал в знаменитом сахарском Marathon des Sables. И он ни разу не чувствовал ни жжения в мышцах, ни судорог, даже пробежав полторы сотни километров. «На определённой скорости я могу бежать очень долго, не уставая», — признаётся ультраспортсмен. Ему приходится ограничивать себя сознательно.

Во время физической работы организм расщепляет глюкозу, извлекая таким образом необходимую ему энергию. Побочным продуктом этих реакций и дополнительным источником энергии становится молочная кислота (лактат). При достижении определённого порога организм уже не способен расщеплять лактат так быстро, как он производится, и молочная кислота начинает накапливаться в мышцах. Тем самым тело даёт вам знать, что пора остановиться. Г-н Карназес ни разу в жизни не получал такого сигнала. 

«В конце концов я просто засыпаю, — говорит он. — Однажды я бежал трое суток без сна, и на третью ночь пережил что-то вроде психоза. Бывало, я засыпал прямо на ходу и только силой воли заставлял себя бежать дальше». 

Железная сила воли — общая черта всех сверхмарафонцев, но в 2006 году во время подготовки к тому, чтобы пробежать 50 марафонов за 50 дней, г-н Карназес обнаружил, что у него есть не только это. Аэробные тесты не показали ничего экстраординарного: обыкновенный высококвалифицированный спортсмен. Но тест на лактатный порог принёс сенсацию. «Мне сказали, что он займёт 15 минут максимум, — вспоминает атлет. — Но прошёл час, им пришлось остановить тестирование, и они признались, что никогда не видели ничего подобного». 

Как поясняет Лоран Мессонье из Савойского университета (Франция), аэробный тест определяет возможности сердечно-сосудистой системы, а лактатный порог (его ещё называют анаэробным) имеет отношение к способности удалять молочную кислоту из крови и преобразовывать её в энергию. «Если взять перспективного бегуна и тренировать его в течение длительного времени, его сердечно-сосудистая система улучшится до определённого момента, после которого добиться прогресса будет уже трудно, — рассказывает специалист. — Этот предел зависит от физиологии сердца и сосудов. Тем не менее дальнейшие тренировки, хотя и не улучшат аэробную способность, заметно повысят спортивные показатели, ибо лактатный порог определяется не состоянием сердечно-сосудистой системы, а качеством мышц». 

Организм выводит молочную кислоту из крови путём ряда химических реакций, обусловленных митохондриями в клетках мышц. Эти реакции преобразуют лактат обратно в глюкозу. Процесс ускоряется специфическими ферментами, а также зависит от размеров митохондрий (чем больше их ёмкость, тем активнее они смогут использовать молочную кислоту в качестве топлива). 

Годы тренировок приведут к тому, что ваши ферменты и митохондрии станут работать более эффективно. А если к тому же вы унаследовали способность к выработке особенно полезных ферментов и созданию митохондрий особенно большого размера, ваш личный лактатный порог будет намного выше, чем у других. 

Г-н Карназес влюблён в бег с раннего детства. Ещё в средней школе он демонстрировал такие успехи, которые намного превосходили показатели сверстников. На одном благотворительном мероприятии лучшие из его товарищей смогли сделать только 15 кругов по стадиону, а он — 105. Вскоре он по какой-то причине перестал бегать, но ближе к тридцати годам его вдруг захлестнуло, и он отправился в ночь. 

Большинство из нас, пропустив 15 лет тренировок, не убежали бы далеко, но г-н Карназес остановился только через 50 км! Мозоли болели, как проклятые, но мышцы не выказывали никаких признаков усталости. 

«Многие бегуны из спортивной элиты улучшают способность организма к выведению молочной кислоты за счёт долгих лет тренировок, но у всего есть предел, — говорит уникум. — Всё остальное, как мне сказали, это наследственность. Лучшее, что может сделать бегун на длинные дистанции, — это выбрать правильных родителей!» 

По-видимому, дело здесь не только в ферментах и митохондриях. Г-н Карназес считает, что определённую роль играют небольшое количество жира, низкая потливость, сильнощелочная диета, слабое воздействие экологических токсинов. Генетика действительно даёт некоторые преимущества, но гены выражаются по-разному в зависимости от окружающей среды и образа жизни. Г-н Мессонье согласен: если вырастить одного близнеца в Африке, а другого — в Северной Европе, их гены будут вести себя неодинаковым образом. 

Скорее всего, свет на загадку г-на Карназеса смог бы пролить эксперимент с его братом, который никогда не занимался спортом на износ и не знает своих истинных возможностей.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

При длительных подводных погружениях пингвины не тратят весь запасённый кислород. Вместо этого они переводят мускулатуру на особый, молочнокислый способ получения энергии, поэтому находящийся в крови и лёгких кислород достаётся другим органам и тканям.

Семья императорских пингвинов (фото Exodus Travels - Reset your compass)Охотясь за рыбой, пингвины могут провести под водой двадцать минут. Но, как оказалось, эти птицы очень экономно расходуют запасённый кислород. Начиная с шестой минуты мышцы пингвина переходят в особый тип получения энергии — анаэробный, когда кислород не нужен. Как это происходит, выясняли исследователи из Института океанографии Скриппса (США).

Анаэробный метаболизм пингвин использует в его молочнокислом виде, когда конечным продуктом расщепления глюкозы является лактат, или молочная кислота. Это менее эффективный способ добычи энергии, нежели сжигание питательных веществ кислородом, но в случае нехватки этого самого кислорода такой тип энергетического обмена приходится весьма кстати. Молочнокислое брожение вообще включается в мышцах при перегрузке, и образующийся в результате лактат отвечает за симптомы усталости и мышечного утомления. Пингвин, готовясь к нырку, глубоко дышит, запасая кислород в крови, лёгких и мышцах. Через какое-то время в крови птицы обнаруживается молочная кислота. Но при этом, как показали исследования, у вынырнувших пингвинов в лёгких и крови остаётся некий резерв кислорода.

То есть на анаэробный способ получения энергии у пингвинов переключаются именно мышцы. Мускулатура оказывается изолированной от прочих систем организма, она выбрасывает в кровь молочную кислоту, но при этом не забирает кислород.

Учёные вживляли в грудные мышцы императорских пингвинов, живущих в Антарктике, особый спектрофотометрический датчик, который оценивал уровень кислорода в мышцах. Кроме того, пингвинов снабжали таймером, который определял время, проведённое под водой, после чего птиц отпускали на волю. Через один–два дня датчики у пингвинов отбирали и анализировали полученные данные. Из 50 погружений, которые зарегистрировал таймер, около 30 длились дольше пяти с половиной минут, то есть того рубежа, когда у птиц включается анаэробный тип метаболизма. В этом случае уровень кислорода в мышцах плавно падал до нуля как раз ко времени включения молочнокислого брожения.

Но, как оказалось, пингвины могут использовать и другой способ, что делает их похожими на обычных ныряльщиков: они не перекрывают доступ кислорода к мышцам, и в этом случае он, снизившись в начале погружения, держится более или менее на плато, окончательно падая к моменту выныривания на поверхность. Запас кислорода в мускулатуре пополняется из лёгочных и кровяных резервов.

По словам одного из авторов работы, Кассондры Уильямс, расход кислорода во время подводной охоты у пингвинов небольшой и оценивается в одну десятую от объёма кислорода, который тратится при плавании на поверхности воды, когда птица может свободно дышать. Такой экономичности способствует их «умная» система переключения метаболизма с кислородного на бескислородный путь, а кроме того, удачные гидродинамические характеристики пингвинов, которые позволяют им хорошо плавать при минимуме физических усилий.

Статья с результатами исследований опубликована в издании Journal of Experimental Biology.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА