Одновременно с системами, изучались и органы, системы образующие.
Гистология, как наука, изучающая ткани, зародилась так же во времена Аристотеля и Авиценны, однако только в 1665 году Робертом Гуком было введено понятие живой клетки. Как все системы составляют организм, а органы составляют разные системы, так и клетка является структурной единицей ткани, и без изобретения и усовершенствования микроскопа оставалось невозможным подробно изучить тканевой уровень организации человека, хотя попытки предпринимались в древних веках. Поэтому в истории гистологии принято выделять домикроскопический период, в котором всего-то и могли, что выделять неоднородные ткани невооруженным взглядом, микроскопический (с 1665 по 1950 г.), добавивший в гистологию изучение клеток и современный этап, характеризующийся появлением электронных микроскопов.
Цитология, как наука, изучающая клетки, берет свое начало в то же время, 1665 г., с момента возникновения понятия "клетка". Наконец, открытие аденозинтрифосфата (АТФ), химического вещества, являющего основным переносчиком энергии для всех биохимических процессов в организме, в 1929 году дало сильный толчок к изучению человеческого организма на молекулярном уровне. Изучался он и ранее, однако ключевое звено энергообеспечения в человеческом организме подтолкнуло исследования биоэнергетики человека.
Примерно в эти же годы (1920-1930гг.) стали проводить первые исследования по спортивной физиологии, которая утвердилась, как научная дисциплина, примерно в одно и то же время с открытием АТФ. Всего лишь менее ста лет назад стартовали исследования влияния физических упражнений на организм человека, и в ближайшие десятилетия были открыты ключевые положения о функционировании человеческого организма в ходе и реакции после на спортивную деятельность. Что характерно, множество исследований этого периода ориентированы на циклические виды спорта, и в первую очередь затрагивают функционирование именно сердечнососудистой системы (ССС). Разумеется, реакция всех систем по мере возможности подвергалась изучению, однако в основном постфактум – после нагрузки сразу или спустя какое-то время. Изучить поведение тех или иных систем организма в ходе двигательной деятельности, когда она крайне насыщена разнообразными локомоциями (читай, ациклическая), и сымитировать ее предельно близко к оригинальной, сохраняя испытуемого в небольшой области под наблюдением множества измерительных приборов было крайне тяжело. Поэтому наиболее доступным вариантом исследования поведения функциональных систем организма под нагрузкой оставались тредмилы, велоэргометры и другие варианты циклической работы, сохранявшей человека в узком диапазоне движений. Портативные кардиографы, спирометры и прочие приборы регистрации функциональных показателей относительно недавно стали мобильными, но все еще не достаточно, чтобы ими можно было оснастить испытуемого и наблюдать показания в ходе реальной спортивной деятельности, а не имитации. Таким образом, надо понимать, что весомую долю изученного материала предоставили именно циклические виды спорта, когда же заключения о различной ациклической деятельности несут более умозрительный характер, либо являются анализом показателей, полученных после физической активности.
Можно предположить, помимо очевидного факта, что ССС является транспортной системой нашего организма и потому играет наиважнейшую роль, что упомянутые выше мысли служат одной из ключевых причин, почему сегодня показания именно ССС имеют такое широкое распространение в спортивной практике. Возможно, имей мы за спиной столь же широкий опыт изучения электронной активности головного мозга в ходе физической деятельности, сегодня опирались бы на него в не меньшей степени. Или, имей мы мобильное высокоточное ультразвуковое (или МРТ) устройство, анализирующее процессы в конкретных мышечных тканях в ходе физической активности, можно было бы лучше представлять реальные процессы, происходящие внутри. Однако же, иной раз можно встретить удивительно смелые попытки опровергнуть наличие такого явления, как спортивная перетренированность или утомление центральной нервной системы в ходе высокоинтенсивной физической деятельности. Можно подумать, что головной мозг – вечный двигатель, способный вырабатывать электрические стимулы безостановочно и не утомляясь, а передатчики импульсов, нейромедиаторы, не подвержены истощению. В широкой тренерской и исследовательской практике доступны мобильные кардиографы, а не энцефалографы, поэтому иногда встречается некая излишне увлеченная ориентация на показания одной из функциональных систем с некоторой отмашкой от других – дескать, все равно толком не изучены, чего учитывать. Увы, именно нежелание принимать во внимание влияние систем организма, которые плохо контролируются и недостаточно изучены с точки зрения спортивной практики, делает процесс построения тренировочной программы слишком ограниченным, а модель спортсмена выглядит обрезанной и плохо соответствующей реальности. Она попросту не учитывает всего биологического устройства человека.
В первую очередь, это говорит нам о том, что вне зависимости от степени изученности функционирования той или иной системы, учитывать в планировании физического совершенствования надо их все. Приуменьшать влияние системы попросту нельзя, сколь мало бы мы не знали о ней и ее поведении. Что в этом случае делать? Возьмем за основу цитату: "…система, при своем становлении приобретает собственные и специфические принципы организации, не переводимые на принципы и свойства тех компонентов и процессов, из которых формируются целостные системы" (П. К. Анохин, 1978). Проще говоря, добиваясь изменений во всей системе, надо работать именно с ней. Поведение всего организма человека, отдельных его систем, изучалось столетиями. Попытки апеллировать к низшим уровням организации человека – тканевому, клеточному и в особенности, молекулярному – чреваты ошибочными решениями. Как упомянуто ранее, именно спортивная физиология, то есть наука, изучающая устройство человека с точки зрения спортивных достижений, образовалась относительно недавно. Наибольшая часть исследований в этой науке, так или иначе, представлена вопросами энергообеспечения: ресинтез энергетических субстратов (АТФ), их транспорт, утилизация метаболитов и так далее. Основу, как мы уже предполагали, составляют по большей части исследования циклических нагрузок. Вопросы реакции других систем организма, хоть и не обходили стороной, но изучали реже. Конечно, анатомическое устройство организма изучено очень подробно, но одно дело знать, как механизм собран и другое – что его приводит в действие и обеспечивает устойчивость производительности. Поведение гормональной системы в ряде вопросов до сих пор остается неизученным, и исследователи углубляются в ткани клетки молекулы ДНК, а как вы могли запомнить – количество недостоверных биомедицинских знаний стремительно растет, не уступая достоверным.
Так же, вопрос применения знаний, ориентированных на тканевой, молекулярный и клеточный уровни, остается открытым для практика. Допустим, нам известно, что некоторые органеллы клетки, обеспечивающие ее энергообеспечение, при определенной концентрации ионов водорода сначала повреждаются, а потом восстанавливаются через N дней. А через Y дней достигают пиковой концентрации – далее можно их не травмировать нагрузкой. Практический смысл остается сомнительным, так как шанс, что мы имеем достоверное знание, проверенное и перепроверенное в разных исследованиях крайне невысок. Вы же помните, что достоверность научного знания должна быть подтверждена множественными научными источниками? Иначе это в лучшем случае перспективная гипотеза. Каковы рекомендации относительно отдельных индивидуумов? Как определять необходимую концентрацию ионов водорода? Исходя из субъективных ощущений, конечно, можно, однако насколько точным получится подбор нагрузки? Одно дело целая функциональная система или организм – врожденная способность к поддержанию гомеостаза позволяет достаточно сильно варьировать интенсивность нагрузки, и все еще оставаться в необходимых для создания тренировочного стресса границах, другое дело демонстрировать высочайшую точность в чувствительности внутри отдельной мышечной группы с прицелом на отдельные ее волокна. Эти самые митохондрии легко можно "пережечь" – если там вообще все происходит так, как предполагается. Надо ли пояснять, что попытка оперировать на клеточном и тканевом уровне в данном случае автоматически не учитывает целостность всего организма, разницу в субъективном восприятии того же "мышечного жжения" в зависимости от погоды, состояния здоровья и утомления? Особая же ирония кроется в том, что попытки работать с организмом на клеточном уровне, в надежде оптимально подобрать нагрузку, лишь усложняют задачу оптимального подбора нагрузки – одно дело, когда тренировочная программа учитывает поведение целой системы, и регуляция отдельных реакций внутри этой системы происходит без наших попыток это контролировать, и другое, когда система предварительно разбита на отдельные составляющие, и программа тренировок должна учитывать как каждое из звеньев, так и их совокупную реакцию. Казалось бы, для того эволюция и обеспечила нам автономность работы отдельных функциональных систем, тканей и вообще автоматизировала все в организме – надо лишь изучить, как система работает и пользоваться ею.
Разумеется, имей мы в доступном диагностическом арсенале не только нагрудные кардио-датчики, но и столь же мобильные системы целостного анализа различных биохимических маркеров – например, получали бы оперативную информацию об оптимальном скоплении ионов водорода в одних клетках, оптимальной концентрации лактата в мышечных волокнах, степени истощения нейромедиаторов в мотонейронах – процесс тренировки вывести можно было бы на качественно иной уровень. Работа с организмом на клеточном уровне имела бы реальный смысл, фактически – новое поколение, революция в спортивной науке. Это было бы правда прекрасно, иметь приложение на смартфоне, приседать со штангой на спине, слышать сигнал оповещения о прекращении подхода: "Достаточно, креатинфосфат исчерпан, анаэробный гликолиз развернут в оптимальном количестве, степень иннервации рабочих мышечных групп возросла. Ацетилхолина осталось ровно на один подход, выполните его через 3м00с, примите глицин и холинсодержащие препараты, следуйте в раздевалку". Однако физиологические тесты оценивают работу функциональных систем, а не тканей или клеток, и информация, которую мы от них получаем – пусть и косвенная по причине преобладания циклических видов спорта – должна тоже применяться по отношению к функциональным системам.
В конце концов, всем известные методы тренировки практикуются многие годы. Существуй альтернативная, "сугубо правильная" и "глубоко научная" система подготовки мировых атлетов, КПД которой хоть сколько-то значительно выше – мы бы видели постоянное доминирование ее представителей на мировой спортивной арене. Однако, "впритирку" выступающие спортсмены то тут, то там лишь демонстрируют некоторое тупиковое положение методической составляющей, где на первое место атлета выводит не столько эксклюзивный метод тренировки – на мировом уровне тренироваться умеют все – сколько наилучшее стечение всех факторов спортивной формы. Пора бы понять, что сколько бы ни было проведено "научных исследований" на двух мышах в трех циклических тренажерах – не будет универсального протокола тренировки. Более того, работа на мелких уровнях организации организма требует, как уже пояснялось, инструментов соответствующей точности. Мы же, в большинстве, оперируем средствами воздействия на целый организм, и рассматривать планирование тренировочного процесса надо через призму реакции всего организма и всех его систем – даже не отдельной системы, и уж тем более не тканей и клеток. В противном случае, это похоже на попытку постричь ногти садовыми ножницами. Ногти вы, конечно, отстрижете… Покуда все упражнения задействуют целостную систему – организм, а не точечно, необходимые ткани конкретного органа – это все еще садовые ножницы. Тем не менее, надо учиться ими работать и повышать точность проводимых операций.
Необходимо изменить все отношение к построению тренировочного процесса. Повышать точность воздействия используемых тренировочных средств на организм. Учиться считать проделанную работу.
Почему считать? В силу индивидуальной реакции отдельного организма на нагрузку, нужен простой алгоритм повышения точности в работы в каждом отдельном случае. Например, время нахождения мышцы под нагрузкой – одно для всех – конечно, выглядит прекрасно, но алгоритма в нем нет. Когда повышать длительность нахождения под нагрузкой? Можно ли это делать, раз есть универсальный диапазон, и выходить за него? Надо ли повышать вес отягощения? Что, если работа идет не с внешним отягощением? Никаких уточнений, как поступить, нет. Есть заданные ориентиры, но нет алгоритма поведения. В целом, получается недостаточно точная работа, и как вы можете заметить, научно обоснованные диапазоны не учат вас думать и корректировать очередным исследователем-ученым открытые догмы. Научной обоснованности в этих догмах, кстати – бабушка надвое сказала, то ли дождь, то ли снег, то ли будет, то ли нет.
Подводя черту, сделаем следующий вывод. При построении тренировочного процесса в рамках развития в общей физической подготовке нам нужно опираться на знания о реакции всего организма на нагрузку, а так же на знания о поведении отдельных его систем – опорно-двигательного аппарата, нервной, гормональной, сердечнососудистой и других. Отталкиваясь от базовых, надежных знаний о том, как наш организм реагирует на физические нагрузки и адаптируется к ним, мы должны научиться оптимизировать и точно дозировать эти самые нагрузки. С этой мыслью перейдем во вторую часть руководства.
Часть 2
Теоретические основы
Понимание, сколь многое изучено и доподлинно известно с одной стороны, и готовность усомниться в догмах с другой позволяет исследователям совершать открытия. Ситуация, когда казалось бы, десятки раз люди сталкивались с тем, что не могут объяснить, как работает какой-то механизм природы, анализируя его с позиции известных научных фактов, но вдруг один ученый совершает долгожданное открытие, допустив, что некий общеизвестный факт интерпретирован неправильно и именно он мешает объяснить злополучный, нераскрытый механизм – случались в истории не раз. Именно здесь интуиция, как совокупность обширных знаний, опыта и регулярный мозговой штурм проблемы позволяют краем мысли зацепить вожделенный ответ на вопрос.
Майкл Левитт, лауреат нобелевской премии по химии в 2013 году, в обсуждении медицинских препаратов сказал следующее: "Простейший способ понять, какое вещество подходит именно вам, – например, лучше снимает головную боль, – это попробовать препараты в малых дозах. Экспериментируйте на себе, только не слишком много." Моделирование – это прекрасно, но оно базируется на идее полного и достоверного представления людей о моделируемом объекте, когда в большинстве случаев это представление ошибочно или неполно. Эмпиризм сильнее на практике.
Есть крайне любопытный и очень показательный эксперимент в истории военной авиации США. Лейтенанту Гилберту Дэниэлсу предстояла задача спроектировать кабину военного самолета, подходящую под большинство пилотов. Общепринятым мнением на тот момент считалось, что среднего диапазона по десяти параметрам (длины и окружности конечностей) будет достаточно. Исследование четырех тысяч (4000!) пилотов показало, что ни один летчик не соответствует всем десяти средним параметрам, и всего 3,5% соответствуют трем из десяти средним параметрам. Буквально ни один из четырех тысяч человек не соответствовал усредненному диапазону в 10 критериях. И всего 140 человек попадали в 3 усредненных диапазона из десяти. Как вам масштаб? Четыре тысячи – это не две группы по пятнадцать человек. Стоит отметить, что в летчики попадает далеко не каждый, то есть исследуемые прошли предварительную проверку и соответствовали строгим нормативам – перенося на спортивную плоскость, проверку прошли не начинающие спортсмены, а высококвалифицированные. Часто моделирование в спорте строится на основе усредненных данных о строении человеческого организма. Начиная с клеток и заканчивая систолическим объемом крови. Вероятность погрешности становится слишком велика – начиная с самого факта не изученности ациклических видов, косвенности переноса данных из циклических видов спорта и заканчивая потенциальной недостоверностью взятых за основу исследований и непосредственной упрощенности взятой модели.
Что же сделало руководство ВВС США? Они выдвинули новые требования, чтобы кабина соответствовала диапазону распределения между 5% и 95% по каждой характеристике. Единственно верное решение – не подгонять людей, усредняя показатели, а подгонять под людей.
Именно поэтому, нам нужен алгоритм, который будет рассматривать человеческий организм, как черный ящик, поведение которого достаточно хорошо известно с одной стороны, и пусть мы его разбирали не раз, за основу возьмем именно реакцию черного ящика (человеческого организма и функциональных систем), а не отдельных его звеньев (низших уровней) – с другой стороны. Программа тренировок должна быть аналогична кабине самолета – сел, получил обратную связь о неудобстве кабины (не справился с планом), подогнал кресло под себя (скорректировал нагрузку), летишь дальше. Соответственно, регулировать нужно подачу в этот черный ящик входной информации в виде нагрузки. Что иронично, событие в виде физической нагрузки можно выразить в разных понятиях и значениях – это могут быть ватты мощности, калории проделанной работы, наконец, в конечном счете, на молекулярном уровне, это информация, переносимая с ДНК на мРНК.
Так в каких терминах и значениях должна выражаться информация, подаваемая на входе в черный ящик? В упражнениях, протоколе выполнения, количестве повторений, интенсивности прилагаемых усилий. Именно этими понятиями можно регулировать влияние окружающей среды в виде тренировки на организм. Однако, этого не достаточно, чтобы сделать процесс разработки тренировочной программы под конкретный черный ящик эффективным и логичным. Предположим, мы запланировали следующую тренировку.
Выполнить как можно быстрее 5 кругов:
– 10 выбросов медбола 9кг в мишень
– 15 берпи