Большинство тренирующихся прекрасно знают, что для снабжения мышц энергией необходимо хорошо питаться. Многие даже ориентируются в схемах приема пищи, которые способствуют сжиганию жира или, скажем, повышению силовых качеств спортсменов. Однако для более глубокого понимания данных вопросов необходимо представлять себе биохимическую картину, которая наблюдается в нашем организме при выполнении физической работы. Её рассмотрением я и предлагаю заняться сейчас.
Основным "бензином" для клеточных механизмов, требующих энергии, является АТФ. Использование АТФ сводится к отщеплению от него фосфатной группы, которое сопровождается выделением достаточно большого количества энергии:
АТФ —--> АДФ + фосфат + энергия
Запас АТФ в мышце, приступившей к выполнению физической работы, сводится на нет практически мгновенно, что приводит к необходимости ресинтезировать (т.е. получать заново) этот источник энергии. И оказывается, что путей для ресинтеза АТФ у клетки несколько, каждый из них "включается" на определенном этапе и расходует совершенно конкретные виды первичного сырья.
Последовательность включения такова:
1. Креатинфосфатный путь ресинтеза.
Используется примерно первые 10 секунд от начала работы. Он достаточно прост: креатинфосфат(КФ) превращается в креатин (Кр) одновременно с превращением АДФ в АТФ:
КФ + АДФ —-> Кр + АТФ
Запас креатина быстро истощается, поэтому поддерживать уровень АТФ только за счет креатина мышца может лишь короткое время после начала высокоинтенсивного подхода. Дополнительный прием креатина может способствовать повышению уровня свободного креатина в мышцах и, тем самым, повышению уровня креатинфосфата. Показано, что повышение уровня креатина в мышцах при "загрузках" было более выражено у мужчин, чем у женщин, как предполагается, из-за изначально более высокого уровня креатина у женщин. В некоторых исследованиях показано, что повышенный уровень креатина повышает эффективность последних повторений в подходе и эффективность следующих за первым подходов, что означает возможность использовать бОльшее отягощение при выполнении упражнения.
После истощения запаса креатина "в ход" идут углеводы (по другим данным - одновременно с креатинфосфатным путем). Начинается все с реакции анаэробного превращения, которая называется гликолизом.
2. Гликолитический путь.
Суть гликолиза состоит в распаде 1 молекулы глюкозы с образованием 2 молекул АТФ. В данный процесс в скелетных мышцах на определенном этапе "вместо" глюкозы может вовлекаться также гликоген мышц (гликогенолиз) или фруктоза. Глюкоза и фруктоза попадают в мышцу из крови, гликоген запасен в некотором количестве в самой мышечной клетке. Его запас расходуется примерно 30-40 минут, в зависимости от типа нагрузки и того, употребляли вы богатую углеводами пищу перед тренировкой или нет (если нет, то гликоген будет истощен быстрее. Однако стоит сказать про один интересный факт. Чем больше запас гликогена на момент начала тренировки, тем интенсивнее его расход. Это значит, что использование углеводной загрузки, насыщающей мышцы гликогеном, перед тяжелой тренировкой может сильно повысить её продуктивность. Суть загрузки состоит в том, чтобы перед такой тренировкой сначала провести разгрузку путем ограничения углеводов, а затем за 1-2 дня - провести восстановление запасов гликогена путем потребления большого числа углеводов в пищу. Параметры загрузки и разгрузки обычно подбираются индивидуально. Разгрузка повышает "желание" мышцы забирать глюкозу из крови и несколько увеличивает количество запасаемого гликогена, что в итоге сказывается на последующей силовой тренировке). Таким образом, при наличии перечисленных источников именно с них начинается "расход" в работающей мышце.
Сама глюкоза распадается на молекулы пировиноградной кислоты, которая в условиях недостатка кислорода (а в высокоинтенсивно работающей мышце создаются именно такие условия) превращается в лактат - именно в этой последней реакции образуется молочная кислота, закисляющая мышцы и вызывающая жжение (Лактат при этом очень быстро вымывается кровью).
Однако примерно на этом уровне пути получения энергии различными мышечными волокнами начинают расходиться. Я напомню, что в человеческом организме есть 3 типа волокон.
- Гликолитические волокна работают "на гликолизе", они крайне бедны митохондриями (структуры клетки, позволяющие использовать кислород при получении АТФ), поэтому их энергообеспечение построено на упомянутом в пункте 2 процессе. Это значит, что они не могут использовать другие источники, кроме гликогена и некоторых простых углеводов для ресинтеза своего запаса АТФ. Именно эти волокна работают при высокоинтенсивных нагрузках.
- Окислительно-гликолитические волокна - это нечто среднее между гликолитическими и аэробными. Их очевидным плюсом является то, что они вполне себе работают при высокоинтенсивных нагрузках, но при этом содержат достаточно большое число митохондрий и могут использовать кислород (преимущества этого вы поймете чуть позже).
- Последний тип волокон - аэробные. Эти волокна способны сохранять работоспособность продолжительное время за счет использования кислорода в процессе получения АТФ и некоторых других факторов. Именно они работают при выполнении длительной работы низкой интенсивности.
Итак, мы остановились на гликолитических волокнах. Их судьба была определена выше - гликолиз с использованием подходящих для него ресурсов с накоплением лактата как конечного продукта. Что же происходит в тех волокнах, которые способны вовлекать в работу кислород?
3. Аэробный ресинтез.
В митохондриях реализована достаточно эффективная схема получения АТФ. Используя кислород, клетка получает возможность не только синтезировать большое число "топливных молекул", но и включать в этот процесс не только углеводы (как в гликолиз), а и другие соединения - продукты распада жиров и превращений аминокислот. Именно этот путь (аэробный) "жжет" жир. Как показывают исследования, аэробный путь ресинтеза используется мышцей практически всегда, даже в условиях высокоинтенсивной работы, потому что любая мышца образована всеми типами волокон сразу (правда, в разных соотношениях). Однако максимальное включение именно аэробного пути наблюдается тогда, когда мышечная работа характеризуется продолжительностью. Поэтому первое правило жиросжигания - лучше 60 минут, чем 30 (с точки зрения вовлеченности аэробного пути в синтез АТФ).
Стоит сказать, однако, что тип нагрузки также важен. Естественно то, что чем выше её интенсивность (поддерживаемая в течение достаточно продолжительного времени), тем большее количество "топлива" можно сжечь - сравнение 60 минут ходьбы, и 60 минут силовой тренировки (по программе, позволяющей использовать аэробный путь) будет говорить в пользу силовой. Этим объясняется эффективность круговых тренировок для жиросжигания, а также силовых, построенных на выполнении подходов в течение более 60 с, например, суперсетами, трисетами. Именно в течение такого времени выполнения упражнения анаэробная энергопродукция снижается примерно вдвое и вклад аэробного ресинтеза становится большим 20% (которые характерны для работы продолжительностью до 30 сек). Другое дело, что не следует отождествлять аэробный путь ресинтеза со "сжиганием жиров". Помните, что в этот путь могут включаться и углеводы, и продукты распада жира в жировых клетках, и аминокислоты. Поэтому эффективное "сжигание жира" должно также включать в себя дополнительные параметры.
Первый из них - пониженное содержание углеводов (но не предельно низкое. При сильном углеводном истощении использование жиров в данном пути также сокращается), в том числе, мышечного гликогена. Одна лишь диета не способна пассивно истощить запасы мышечного гликогена до необходимого уровня, вам все равно придется использовать физическую нагрузку. Проще всего эффективно пустить гликоген в расход при помощи предшествующей силовой нагрузки.
Второй из факторов - мобилизация жиров из жировой ткани (липолиз). Этот процесс находится под четким гормональным контролем. Инсулин подавляет липолиз (отсюда правило - избегать его повышения перед нагрузкой, в которой вы планируете "сжигать жир", по крайней мере, за час-два), катехоламины, которые вырабатываются в том числе в ответ на физическую нагрузку - активируют. При этом повышение уровня катехоламинов пропорционально величине нагрузки (этот факт объясняет возможность использования привычных схем силовой тренировки при жиросжигании, если после силовой тренировки вы выполняете низкоинтенсивное кардио. Силовая тренировка при этом "вырабатывает" ваши запасы углеводов и приводит к эффективной мобилизации жиров из жировой ткани, обеспечивая выраженный гормональный отклик, а кардио "дожигает" продукты распада жиров).
Исходя из всего вышесказанного, можно сделать несколько важных выводов относительно метабилизма энергетических источников в процессе тренировки:
1. Углеводы - важнейший источник энергии для мышечных волокон, единственный источник энергии для гликолитических волокон, обладающих обычно наибольшей силой и размерами. Отсюда вывод - не ждите повышения силовых результатов при ограничении углеводов в питании. И отсюда же - углеводная загрузка, которая использует принцип суперкомпенсации запасов гликогена после его истощения, может быть хорошим способом повышения силовых результатов.
2. Использование аэробных путей ресинтеза возможно не только во время кардио (как полагают некоторые). Любая, даже высокоинтенсивная нагрузка в течение 30 секунд, уже дает 20% аэробного ресинтеза АТФ (поэтому если вы работаете не в режиме менее 6 повторений , определенный вклад аэробного пути существует). Увеличение длительности подхода либо объединение подходов в суперсеты, трисеты, круговую тренировку значительно увеличивает вклад аэробного пути вплоть до 75% при продолжительности нагрузки более 120 секунд.
3. Аэробный путь не равносилен "жиросжиганию". В него могут включаться многие соединения и их наличие будет ограничивать степень использования продуктов распада жиров в этом пути (однако стоит помнить, что некоторое количество углеводов все равно необходимо для успешного включения жирных кислот в аэробный ресинтез АТФ). Успешность сжигания жира при активации аэробного пути будет зависеть от :
а) наличия доступных для окисления углеводов. Выше определенного порога именно они будут преимущественно идти в расход. Поэтому уменьшение их количества (но не полное исчезновение), достигающееся при помощи диеты и расхода мышечного гликогена, является важным фактором усиленного использования продуктов распада жиров.
б) гормонального статуса человека. Выброс катехоламинов, которым сопровождается интенсивная нагрузка, чрезвычайно важен для извлечения жиров из жировой ткани. Поэтому для многих людей вполне подойдет использование обычной схемы силовой тренировки (возможно, с некоторым снижением силовых показателей на фоне диеты со снижением углеводов), которая приведет к необходимому гормональному отклику, если после такой тренировки человек будет выполнять простую низкоинтенсивную работу в течение еще 30-40 минут.
По материалам книги "Метаболизм в процессе физической деятельности: Монография" (под ред. Харгривса М.).
