Заметим, что митохондрии тренированного бегуна не просто гипертрофируются, а увеличиваются количественно. Важнейшим является также то, что они качественно совершенствуют свою работу, используя в качестве источника энергии промежуточные продукты обмена.
Если у нетренированного человека основным энергетическим субстратом[8] служат углеводы (в первую очередь глюкоза и гликоген), то по мере развития тренированности митохондрии начинают все больше и больше включать в свой «рацион» аминокислоты и жиры. Человек становится сухим и поджарым. Вслед за аминокислотами и жирами митохондрии начинают утилизировать молочную кислоту. А поскольку, молочная кислота — это основной токсин усталости, то “усваивая” ее, митохондрии отодвигают развитие утомления по времени. Усиление утилизации молочной кислоты — один из основных механизмов увеличения выносливости. Особенно активно используют молочную кислоту на энергетические нужды митохондрии клеток печени, почек и кишечника. (Кстати, любой фармакологический препарат, улучшающий функцию печени, автоматически приводит к увеличению выносливости[9]).
У высококвалифицированных спортсменов митохондрии успешно утилизируют кетоновые тела (продукты недоокисленных жирных кислот), которые в обычных условиях утилизируются очень плохо, а также альдегиды, спирты (в т. ч. и этиловый спирт). То, что для «обычного, нетренированного организма является ядом, например этиловый спирт, для квалифицированного спортсмена является источником энергии (на клеточном уровне конечно). Спортсмены по этой причине хорошо переносят алкоголь. У них намного реже по сравнению с обычными людьми бывает головная боль после всего выпитого накануне. Похмельный синдром у них также менее выражен и легче переносится. К сожалению, по этой же причине спортсмены легко спиваются, и алкоголизм у них с самого начала приобретает злокачественный, трудноизлечимый характер. Ведь алкоголь на спортсмена действует так же как наркотики на обычного человека.
Гормональная сфера
Что происходит с гормональной сферой человека при больших (тренировочных) физических нагрузках? Происходит выброс в кровь гормонов катаболического действия. Это в первую очередь гормоны щитовидной железы, гормоны надпочечников, глюкагон (гормон поджелудочной железы). Все эти гормоны вызывают распад гликогена до глюкозы, белков до аминокислот, жиров до жирных кислот и глицерина. Такой «рабочий» катаболизм призван обеспечить организм как можно большим количеством энергетических субстратов для компенсации того энергетического дефицита, который возникает в процессе тренировки.
Помимо вышеперечисленных гормонов происходит также «выброс» в кровь половых гормонов и соматотропина (гормона роста). Они не вызывают расщепления белковых структур, наоборот, выброс этих гормонов препятствует чрезмерному распаду белка. Однако усиливается разложение гликогена до глюкозы, и, еще в большей степени — нейтрального жира из подкожно-жировых депо до жирных кислот и глицерина. Жирные кислоты и глицерин, уже, в свою очередь, включаются в энергетический обмен.
После окончания тренировки картина уже несколько другая. Снижается содержание в крови гормонов щитовидной железы, надпочечников, глюкагона. Содержание половых гормонов и соматотропина почти не изменяется, но резко увеличивается содержание в крови инсулина. Инсулин в совокупности с соматотропном и половыми гормонами вызывает значительное усиление анаболизма и торможение катаболизма. Мышечная ткань, печень, сердечная мышца начинают накапливать белковые структуры, углеводы (гликоген) и в некоторой степени жиры. Если количество соматотропного гормона достаточно велико, то выброс инсулина способствует в основном синтезу белка. Если же количество соматотропина недостаточно, то инсулин вступает на «жировой путь» и может привести к усилению синтеза жировых молекул.
Наибольшие сдвиги гормонального фона наблюдаются именно при беговых нагрузках, т. к. именно в этом случае энергетический дефицит наиболее выражен. (Не будем забывать, что все гормональные сдвиги подчинены одной большой цели — компенсации энергетического дефицита).
Интересно, что выраженные гормональные сдвиги в ответ на значительную физическую нагрузку происходят лишь на начальных этапах тренировок. В дальнейшем, по мере развития тренированности организм приспосабливается к нагрузкам таким образом, что увеличивает не выброс гормонов, а выброс внутриклеточных посредников гормонального сигнала, которые повышают чувствительность клеток к гормонам. Таким образом, достигается большая экономия энергетических ресурсов. Вместо того чтобы вызывать «гормональную бурю», организм просто повышает чувствительность клеток к уже имеющимся в крови гормонам. Тренировочный эффект тот же, а расход энергии значительно сокращается. Это позволяет организму приспосабливаться к все большим и большим физическим нагрузкам даже тогда, когда гормональная перестройка уже исчерпала все свои возможности. Идет очень своеобразным «экономизация» приспособления организма ко всем без исключения экстремальным внешним факторам. И эта экономизация позволяет достигнуть таких результатов, которые даже не снились «обычным людям».
8
Энергетический субстрат — вещество, которое подвергается окислению в митохондриях с образованием энергии.
9
На этом основании тибетские лекари считали печень центральным органом человеческого организма и большинство болезней пытались лечить путем назначения растений, улучшающих функцию печени. Хоть это и неверный, в целом, подход, но «какое-то рациональное зерно в таком подходе было. По крайней мере, состояние больных улучшается всегда, независимо от того, какой болезнью они были больны.