быстрее, чем последние могут от них избавиться. Когда количество пируватов достигает неприемлемого уровня, каждый из них под действием ферментов разделяется на лактат (соль молочной кислоты) и ион водорода (H+). Лактат сам по себе безвреден и в итоге расходуется на восстановление АТФ, зато свободные ионы водорода повышают кислотность клеток, что вызывает усталость и боль, а также снижает работоспособность мышц[248]. Примерно через тридцать секунд в ногах спринтера возникает болезненное ощущение, будто они горят огнем. Организму требуется довольно длительное время, чтобы медленно нейтрализовать кислоту и переправить избыток лактата для использования в третьем и последнем, но долгосрочном аэробном процессе производства энергии.
Для жизни необходим кислород, особенно если хочешь убежать далеко. В сущности, когда кислород используется для сжигания молекулы глюкозы, образуется в восемнадцать раз больше АТФ, чем при гликолизе. И опять же ради этого приходится кое-чем поступиться: аэробный метаболизм дает значительно больше энергии, но за гораздо большее время, поскольку требует длинной цепочки последовательных этапов и участия целой армии ферментов[249]. Эти процессы протекают в специализированных образованиях внутри клеток, называемых митохондриями (энергетическими станциями клеток), причем в них сжигаются не только образующиеся из глюкозы пируваты, но и жиры, а в экстренных случаях и белки. Однако сжигание глюкозы и жиров происходит разными темпами. Хотя в моем организме достаточно жировых запасов, чтобы я смог пробежать почти 2100 км, преобразование жиров в энергию требует большего числа этапов, а значит, и больше времени, чтобы расщепить их и сжечь, чем глюкозу. В состоянии покоя организм получает около 70% энергии от медленно сжигаемых жиров, но чем быстрее мы бежим, тем больше глюкозы должны потратить. При уровне нагрузки, соответствующей максимальному потреблению кислорода, мы сжигаем исключительно глюкозу.
Теперь мы понимаем, почему некоторые люди способны на больших расстояниях бежать быстрее остальных. Хотя Болт может в спринте достичь несравнимо большей скорости, чем я, за счет того, что в буквальном смысле сильно ударяет ногами о землю, чем дольше мы будем бежать, тем больше, вероятно, будет возрастать мое преимущество над ним, если вдруг мы решим посоревноваться. Причина в том, что аэробная система включается у каждого человека, когда он начинает физически упражняться, но максимальный уровень энергии, выдаваемый аэробной системой, очень индивидуален. Этот лимит крайне важен, он показан на рис. 12 и называется максимальным потреблением кислорода, МПК (англ. VO2 max). Процесс измерения МПК выглядит несколько пугающе. Вам надевают маску, подсоединенную к аппарату, который измеряет потребление кислорода (как описано в главе 2), а вы в это время работаете на беговом тренажере. С увеличением скорости движения дорожки вы бежите все быстрее и потребляете все больше кислорода, пока ваша способность потреблять дополнительный кислород не выйдет на плато и вы не начнете задыхаться. При достижении этого предела, вашего МПК, вам для подпитки мышц дополнительной энергией потребуется гликолиз. Скорость выше МПК вы сможете поддерживать только очень короткое время, поскольку мышцы забиваются молочной кислотой. К счастью, ваше МПК мало влияет на скорость во время кратких всплесков максимальной мышечной активности, как, например, при спринтерском забеге продолжительностью тридцать секунд, но чем длиннее дистанция, тем важнее МПК. На стометровке аэробное (клеточное) дыхание обеспечивает вам всего 10% расходуемой энергии; когда дистанция увеличивается до 400 м, за счет аэробного дыхания вы будете получать уже 30% энергии, на 800 м — 60%, а когда дистанция достигает 1,6 км — 80%[250]. Чем дальше вы бежите, тем больше ваша максимальная скорость выигрывает от высокого МПК (как мы увидим дальше, можно повысить свой МПК тренировками)[251].
Рис. 12. Как замеряют максимальное потребление кислорода. По мере ускорения бега человек неизбежно достигает максимального уровня потребления кислорода — МПК (VO2 max)
Итак, мы наконец понимаем, почему мы с Болтом, не говоря уже о гиене, неизбежно сталкиваемся с выбором, на что потратить наш конечный запас энергии: бежать либо быстрее, либо дальше.
Хотя в спринте Болт оставит меня далеко позади глотать пыль, вскоре оба мы растратим свои невеликие запасы АТФ и креатинфосфата, пока запустим на максимальные обороты наш гликолиз. И поскольку спринт мы бежим на уровне выше МПК, нам обоим через полминуты придется остановиться и оба мы будем дышать тяжело и часто, чтобы перезарядить наши молекулярные батарейки и выгнать кислоту из наших мышечных тканей[252]. Если, не дай бог, гиена продолжит преследовать нас, не дожидаясь, пока мы восстановимся, нам придется больше уповать на наши аэробные системы и мы будем убегать от нее медленнее, чем вначале. Чем дольше продлится преследование, тем лучше будут мои дела по сравнению с Болтом, поскольку я, думаю, буду повыносливее.
К счастью для Усэйна Болта, такого не случится, потому что если через тридцать секунд своего спринтерского бега он остановится перевести дыхание, то увидит, что гиена уже завтракает вашим покорным слугой. Вот вам важная зарубка на память: хотя быстрейший спортсмен в мире имеет мало шансов удрать от гиены, чтобы выжить, нам иной раз требуется всего-то быть наименее тихоходным среди убегающих.
Вам каких генов, для красного мяса или для белого?
Даже если вы, как я, худощавы, мышцы составляют чуть больше трети массы вашего тела, и на них приходится примерно пятая часть вашего суточного расхода калорий. Мышцы, думаю, честно заслужили каждую калорию, потому что поддерживают вашу осанку, тепло вашего тела и позволяют двигаться, но подозреваю, что вы редко задумываетесь, как работают мышцы или как они выглядят. Если вы не хирург, не мясник и не анатом, мышцы вы видели разве что в вареном виде на тарелке. И что интересно, хотя плоть рыбы, курицы и коровы имеет совершенно разный вкус, попроси вас кто-нибудь сравнить под микроскопом мышцы этих живых существ, боюсь, вам будет ох как непросто найти различия. Дело в том, что мышцы развились в ходе эволюции более шестисот миллионов лет назад, чтобы производить усилия за счет сокращений, и с тех пор их базовая структура и функции изменились очень мало[253]. Если так, почему мышцы Болта — оставим в стороне тот факт, что он в принципе крупнее