С возрастом происходит процесс замещения мышечной ткани жировой даже при неизменном весе. Так, например, при одной и той же массе тела жир у человека 20–29 лет составляет примерно 16,5 %, а в 45–60 лет уже 22,6 %. Вот почему и при нормальном весе человеку необходима двигательная активность, замедляющая процесс ожирения [69].
Хотим мы того или нет, но похудеть, лежа на диване, невозможно – таков вердикт диетологов. Когда говорят, что нужно увеличить физическую нагрузку, имеется в виду не только сжигание лишних калорий. Во время бега или плавания (аэробные нагрузки) у нас учащается дыхание, работают мышцы, организм получает достаточно кислорода – все это важно для нормального процесса расщепления белков, жиров и углеродов. Кроме аэробных, способствующих похудению, нужны еще силовые нагрузки – они помогают лепить тело. Если один день в месяц провести в спортзале, толку не будет – нагрузка должна быть регулярной и динамичной.
Доктор Купер считал, что если масса тела превышает норму более чем на 20 кг, то занятия следует начинать с оздоровительной ходьбы. При дальнейшем переходе к беговым тренировкам начинающим любителям с избыточной массой тела необходимо соблюдать следующие меры профилактики для предупреждения травм двигательного аппарата [14]:
• первое время бегать только по мягкому грунту (по дорожке стадиона или аллеям парка) и по возможности избегать асфальта;
• длительное время бег чередовать с ходьбой;
• отрывать стопы от земли на минимальную высоту, чтобы уменьшить вертикальные колебания тела и силу удара о грунт при приземлении;
• постановка ноги на грунт должна выполняться сразу на всю стопу сверху вниз, как ходят по лестнице, что также смягчает силу удара;
• длина бегового шага должна быть минимальной – полторы-две ступни;
• бегать можно только в специальных беговых кроссовках с упругой толстой подошвой и супинаторами, поддерживающими продольный свод стопы;
• регулярно выполнять упражнения для укрепления голеностопного сустава и мышц стопы, рекомендуемые при плоскостопии.
Самое главное условие предупреждения травм – это ограничение беговых тренировок в первые месяцы 20–30 минутами три раза в неделю. В дальнейшем можно постепенно увеличивать длительность пробежек. Тогда мышцы, связки и суставы успеют достаточно окрепнуть и приспособиться к занятиям бегом. Ограничение нагрузок необходимо еще и потому, что с ростом массы тела соответственно увеличивается и механическая работа сердца.
Снижение массы тела возможно лишь в том случае, если суточный расход энергии превышает ее поступление с пищей (отрицательный энергетический баланс). Двадцать минут ходьбы со скоростью 6 км/ч требуют расхода 100 ккал, что эквивалентно потере 1 кг жировой ткани в месяц. Однако в связи с небольшим расходом энергии (300–400 ккал/ч) с помощью только одной ходьбы без ограничения пищевого рациона добиться существенной потери веса трудно. Одна маленькая булочка и стакан молока (350 ккал) нейтрализуют ваши усилия, затраченные на часовую ходьбу. Достигнуть намеченной цели можно, совмещая регулярные тренировки в длительной ходьбе и разумное ограничение питания за счет сокращения потребления углеводов и жиров.
Очень важно воздерживаться от приемов пищи в течение 1–2 часов после тренировки, чтобы по инерции продолжался усиленный расход собственных жировых запасов. Необходимо также ограничивать ужин овощами, фруктами и кефиром, так как пища, съеденная на ночь, откладывается в жировых депо.
Длительный бег облегчает нормализацию массы тела еще и потому, что подавляет аппетит. В дни больших тренировочных нагрузок по воскресеньям бегуны, как правило, не завтракают и первый раз принимают пищу лишь во второй половине дня в весьма ограниченном количестве (овсянка, творог, яйца, фрукты, салаты). Такую потребность организма легко объяснить с точки зрения двигательной доминанты – господствующего очага возбуждения в двигательных центрах коры головного мозга, который некоторое время тормозит активность пищевого центра [14].
В вопросе о весе многие начинающие обращают внимание главным образом на весовые потери за одну тренировку. Часто такие новички кутаются в теплую одежду, непромокаемые костюмы с одной целью – дополнительно похудеть. Однако основную долю весовых потерь за занятие составляет вода. Поэтому даже большие разовые потери веса восстанавливаются через 1–3 суток и не имеют принципиального значения для действенного похудения. Участвуя в Московском международном марафоне мира – 85, проходившем в 30-градусную жару, любители бега за 3,5 часа теряли (с учетом выпитой жидкости на дистанции) в среднем 4,45 ± 0,5 кг, или 6,2 % веса тела. Однако уже через несколько дней их вес достигал предстартового уровня [51].
Из своей 40-летней беговой практики могу твердо сказать, что после каждых 10 км бега я теряю 1 кг. Организм, разогреваясь в активном движении, выделяет внутренние шлаки с потом и мочой. И если в моем годовом графике бега набирается в сумме 2000 км, что является обычным делом, то весовые потери за год в общем дают 200 кг. Такие потери жидкости позже в течение дня восполняются водой, напитками, едой. Так повторяется из года в год, а вес остается постоянным в пределах 71–73 кг при суточных колебаниях ±1–2 кг. Как правило, великолепно себя чувствую, практически обхожусь без лекарств, всегда готов к труду. И всякий раз убеждаюсь в великой целительной силе бега!
Бег и сердечно-сосудистая система
При занятиях физическими упражнениями особое внимание уделяется работе сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
Сердце является центром сердечно-сосудистой системы. Кислород и питательные вещества, необходимые организму, поступают из крови, протекающей по сети кровеносных сосудов, соединенной с сердцем, которое служит насосом для перекачивания крови. Кровеносная система состоит из артерий, артериол, капилляров, венул и вен. Кровеносные сосуды переносят кровь от сердца ко всем тканям и органам и обратно к сердцу [39].
Большинство ученых и врачей считают, что занятия спортом вызывают увеличение размеров сердца. Ученые установили, что сердечная мышца постепенно увеличивается в своей массе в ответ на повышенные требования, предъявляемые большой спортивной нагрузкой к работе сердца. Подобно тому как в связи с тренировкой увеличивается масса скелетной мускулатуры, в результате усиленной работы сердца утолщаются его стенки. Это явление называется рабочей гипертрофией сердца. При этом мышечная масса сердца становится больше не за счет увеличения числа мышечных волокон, а главным образом вследствие их утолщения. Систематические физические тренировки содействуют развитию мышечной массы сердца, в результате чего тренированное сердце при каждом сокращении обладает большей энергией и может выбросить в сосудистое русло большее количество крови, чем нетренированное.
Но не только само сердце обладает такими колоссальными резервами. Внутри него находятся клапаны и другие образования, которые также рассчитаны на долгие годы работы [44].
Иногда сторонние наблюдатели, глядя на бегунов, задаются вопросом: как же сердце справляется с перекачкой через сосудистую сеть громадного количества крови при длительной пробежке? Оказывается, у сердца есть помощники. Член-корреспондент АН БССР доктор биологических наук Н. И. Аринчин убедительно доказал, что скелетные мышцы ног и других частей тела являются не только механическими двигателями, но и мощными насосами, перекачивающими кровь [3]. Ведь кровь циркулирует по законам гидродинамики, по известному закону сообщающихся сосудов. Кровь, нагнетаемая сердцем с давлением, например, 120 мм рт. ст., движется по артериям к капиллярам, давление в которых почти в 10 раз меньше. Но вытекающая из них венозная кровь должна возвратиться по венам в правое предсердие для его наполнения. При горизонтальном положении тела человека давления в капиллярах 10–15 мм рт. ст. для этого достаточно. Но при положении стоя для поднятия крови из нижних конечностей необходимо давление в капиллярах минимум 60–80 мм рт. ст. Помогают здесь внесердечные факторы кровообращения.
Когда человек бежит, мышцы при сокращении не только перемещают тело в пространстве, но и сдавливают крупные вены с клапанами, которые находятся между мышцами или между мышцей и костью, и проталкивают венозную кровь к сердцу, что имеет название венозной помпы. Тем самым человек, делая каждый шаг, помогает сердцу, способствует движению крови. Кроме того, при вдохе грудная клетка увеличивается, диафрагма опускается, давление в брюшной полости повышается и вытесняет кровь в грудную полость, что позволяет наполнить сердце венозной кровью.
При физической работе кровоток увеличивается в десятки раз и скелетные мышцы пропускают через себя кровь в большом количестве. Сердце работает с участием более 600 помощников – периферических «сердец», которые обеспечивают кровообращение и кровоснабжение организма. Эти помощники способны развивать давление, превышающее максимальное артериальное, и поднять кровь в положении стоя из нижних конечностей к правому предсердию.
При физической работе кровоток увеличивается в десятки раз и скелетные мышцы пропускают через себя кровь в большом количестве. Сердце работает с участием более 600 помощников – периферических «сердец», которые обеспечивают кровообращение и кровоснабжение организма. Эти помощники способны развивать давление, превышающее максимальное артериальное, и поднять кровь в положении стоя из нижних конечностей к правому предсердию.
Человек не может управлять сердцем и сосудами, а скелетными мышцами управлять может. Мышца, работая как насос, забирает кровь от сердца и возвращает ее обратно, заставляя тем самым и сердце работать в том же режиме. Во время бега при ритмическом сокращении работают и венозные помпы, и скелетные мышцы, и диафрагмальный насос. Вот почему бег не только нагружает и тем самым тренирует сердце, но и значительно облегчает его работу, так как множество мышц, работающих во время бега, существенно улучшают кровоснабжение.
Способствуя усилению кровоснабжения сердечной мышцы и ее работоспособности, оздоровительный бег одновременно повышает качество крови: происходит увеличение содержания в крови и омоложение эритроцитов и лейкоцитов, что ведет к росту иммунитета; увеличивается содержание гемоглобина, что повышает кислородную емкость крови и ее защитные свойства.
При беговых занятиях происходит повышение общего количества крови. У нетренированного человека объем крови составляет 65–70 мл на каждый килограмм массы тела. По мере накопления тренировочного стажа общее количество крови в организме несколько увеличивается.
Частота сердечных сокращений (ЧСС) зависит от состояния сердца, возрастных и половых особенностей [44]. Чем моложе организм, тем чаще сердцебиение. При этом у женщин ЧСС в среднем на 2–3 удара больше, чем у мужчин того же возраста. Если мышца сердца хорошо натренирована, то сокращения сердца (пульс) в покое становятся редкими, глубокими, более экономичными. Сердце человека, не занимающегося спортом, сокращается 70–80 раз в минуту, а у тренированных бегунов – 50–60 раз и менее.
Сердце тренированного человека отличается еще одной важной особенностью: оно способно резко учащать свои сокращения при максимальных мышечных напряжениях, обеспечивая тем самым усиление кровообращения. Считается, что наиболее высокой производительностью сердца является частота 180 ударов в минуту, а дальнейшее увеличение ЧСС не сопровождается эффективной работой.
Начинать подсчет частоты пульса надо не позднее чем через 2–3 секунды после остановки бегуна. Подсчет длится 10 секунд с дальнейшим умножением полученной цифры на 6.
За каждое сокращение сердце выбрасывает в аорту количество крови, называемое ударным объемом, который колеблется от 60 до 80 мл, но при усиленной работе может достигать 200 мл. У физически тренированных людей необходимый приток крови к работающим мышцам происходит преимущественно за счет ударного объема (ЧСС учащается незначительно), а у нетренированных – за счет увеличения ЧСС при неизменном ударном объеме.
Мощность работы сердца определяется двумя показателями: ударным объемом и минутным объемом, который равен произведению ударного объема на частоту пульса. В состоянии покоя минутный объем равен примерно 5 л.
Исследования показали, что во время бега минутный объем крови до ЧСС 130 уд/мин растет как за счет увеличения ударного объема, так и за счет повышения ЧСС. В дальнейшем при увеличении скорости бега растет ЧСС, а ударный объем остается на уровне, достигнутом при ЧСС 130 уд/мин. К уровню ЧСС 170–190 уд/мин минутный объем крови достигает своих максимальных величин. Эта ЧСС, а также и скорость бега, вызвавшая такие физиологические изменения, называются критическими. В этот момент организм потребляет максимальное количество кислорода. Увеличение ЧСС выше критической ведет к снижению как ударного, так и минутного объемов крови.
Следует отметить, что критическая ЧСС, так же как и максимальное потребление кислорода (МПК), при этом зависит от возраста. Так, по данным конгресса спортивной медицины (1968), критическая ЧСС у бегунов моложе 20 лет достигает 200 уд/мин, 20–35 лет – 190, 35–45–180, 45–55 лет – 170, у бегунов старше 55 лет – 160 уд/мин.
Наглядным примером высокой работоспособности сердца может служить и количество перекачиваемой им крови. Достаточно сказать, что в год сердце перегоняет по организму 3,5 миллиона литров крови. Это в состоянии покоя. А вот при беге на среднюю дистанцию в зависимости от темпа и степени тренированности к мышцам поступает в 10–20 раз больше крови. Это происходит за счет мобилизации крови из «депо» – селезенки, печени, подкожной клетчатки, легких. На помощь приходят и капилляры: они расширяются, открывается множество резервных путей, которые в состоянии покоя плотно закрыты [44].
В обычных условиях сердце использует лишь сравнительно небольшую часть своих возможностей и постоянно сохраняет огромный резерв, который может быть мобилизован в любой момент. Этот резерв очень важен для здорового человека и спортсмена, но еще большее значение он приобретает при сердечно-сосудистых заболеваниях.
Бег многопланово влияет на сердечно-сосудистую систему (сердце и тонус сосудов). Каким бы умеренным ни был бег, в результате происходит урежение частоты пульса в покое, сердце работает эффективнее, отдаляется его «старение». Бег – прекрасное средство профилактики ряда серьезных заболеваний (ишемическая болезнь, инфаркт миокарда, инсульт, стенокардия, острая сердечная недостаточность).
Бег и дыхание
В процессе занятий оздоровительным бегом укрепляется дыхательная система, повышаются резервные возможности дыхания.
Важными показателями аэробных возможностей организма являются жизненная емкость легких и максимальное потребление кислорода.
Жизненной емкостью легких (ЖЕЛ) называется максимальное количество воздуха, которое человек может полностью выдохнуть после максимально глубокого вдоха. После самого полного выдоха в легких остается еще около 1000 мл воздуха (остаточный объем), который не учитывается при определении ЖЕЛ. Средняя величина ЖЕЛ у мужчин, не занимающихся спортом, 3000–4000 мл, у женщин – 2500–3000 мл. У курящих емкость легких, как правило, ниже нормы на 300–500 мл. У спортсменов величина ЖЕЛ намного выше, например у легкоатлетов – до 5000 мл. У пожилых любителей бега с годами ЖЕЛ может уменьшаться на 500–1000 мл с уменьшением объемов тренировок (например, как у пишущего эти строки – с 5000 до 3500 мл за 1970–2012 годы).
В состоянии покоя частота дыхания равна у мужчин 10–16, у женщин – 14–20 дыханий в минуту. При каждом спокойном вдохе мужчины набирают около 500 мл воздуха в легкие, женщины – около 300–400 мл. Таким образом, в состоянии покоя легкие пропускают через себя около 5000–8000 мл (5–8 л) воздуха в минуту. При ходьбе этот показатель увеличивается в два раза (до 10–16 л), а при беге – в 10–15 раз (до 50–120 л).
Величина максимального потребления кислорода (МПК) – это количество кислорода, которое организм способен усвоить (потребить) в единицу времени (за 1 минуту). Она зависит в основном от двух факторов: функции кислородтранспортной системы и способности работающих скелетных мышц усваивать кислород.
Аэробная производительность является физиологической основой общей выносливости и физической работоспособности. Поэтому основным критерием здоровья следует считать величину МПК конкретного человека. Именно МПК является количественным выражением уровня здоровья, показателем «количества» здоровья. Научными исследованиями установлен рост МПК в ходе тренировок, причем он тесно связан с увеличением объема сердца.
В организме происходит «подача» атмосферного кислорода в ткани, где он «реализуется» сложным путем биологического окисления с образованием энергии. Суть этого процесса в следующем.
Благодаря сокращению дыхательных мышц атмосферный воздух засасывается в легкие. Молекулы кислорода, пройдя бронхи и бронхиолы, достигают мельчайших легочных пузырьков – альвеол – и оттуда проникают в кровь, которая течет по капиллярам, вплотную соприкасающимся со стенками альвеол. Эта подача кислорода из атмосферы в кровь является первым этапом дыхательной функции, именуемым внешним дыханием.
Проникающий в кровь кислород соединяется с гемоглобином, находящимся в красных кровяных шариках – эритроцитах. Кровь, насыщенная кислородом, оттекает от легких и устремляется по легочным венам к сердцу. Пройдя последовательно через левое предсердие, левый желудочек сердца, аорту, артерии и артериолы, она попадает в мельчайшие сосуды – капилляры той или иной ткани организма, например в мышцу. Здесь кислород отщепляется от гемоглобина и покидает кровеносное русло, проникая вглубь мышечной ткани. Процессы, обеспечивающие подачу кислорода от легких к тканям, являются вторым этапом дыхательной функции, именуемым в учебниках по физиологии транспортом кислорода кровью.