При работе регуляторы увеличивают интенсивность дыхания и сердечной деятельности. Сначала они усиливаются от «мыслей», потом, в первые секунды, от нервных импульсов, идущих от мышц и наконец, газообмен и кровообращение определяются содержанием газов в артериальной крови и зависят главным образом от повышения углекислоты, меньше — от понижения кислорода. Дыхание регулируется просто: усиливаются сокращения дыхательных мышц — межреберных и диафрагмы, от этого возрастает глубина и частота дыхания, в результат растет вентиляция легких. Разумеется, важно, чтобы дыхательные мышцы были тренированы, именно этим определяется глубина вдохов, следовательно можно обойтись меньшей одышкой, что очень вы годно: меньше утомление.
Регулирование сердечно-сосудистой системы сложное. Сердце само себя регулирует: сила его сокращения — систола — тем больше, чем больше крови притекло в его камеры во время паузы — диастолы. Кровь притекает к сердцу за счет энергии растяжения аорты и крупных ее ветвей.
Механизм тренировки мы уже разобрали. Чтобы он включился, сердце нужно нагружать. Одним из проявлений его нагруженности является частота сердечных сокращений: частота пульса. Это важнейший показатель нагруженности, но не величины минутного выброса. Если сила детренированного сердца мала, то за счет одной частоты нельзя получить большего сердечного выброса. У такого человека — малый «ударный объем». Величина выброса за одно сокращение у тренированного достигает 150–200 миллиметров, а у детренированного 40–60. Именно поэтому у таких субъектов пульс в покое относительно частый: 70–80, даже 90 в минуту. Тренированное сердце и в покое дает большой ударный объем, поэтому ему достаточно редких сокращений, чтобы обеспечить небольшие потребности в кислороде. Частота пульса в покое у бегунов на длинные дистанции иногда снижается до 40, а при нагрузке повышается до 200. Из всего этого следует важный для практики признак: уровень тренированности сердца грубо ориентировочно можно оценить по частоте пульса в состоянии полного физического покоя.
Сердце тренируется как силой сокращений, так и частотой. Оба фактора важны в увеличении сердечного выброса в момент нагрузки.
Сосуды тренируются вместе с сердцем. Прежде всего это касается эластических артерий: чем больше они растягиваются во время сокращений (систолы) левого желудочка и сужаются во время его расслаблении, тем энергичнее происходит обмен веществ в их стенках и тем меньше условий для отложения в них холестерина и солей. Просвет артерий органов, а именно они закупориваются при склерозе, прямо зависит от объема кроветока через них. Больше всего это касается коронарных артерий сердца: тренировка мышцы сердца, хорошо тренированный миокард сопровождается увеличением калибра сосудов. Отсюда прямая профилактика инфарктов.
Обратимся ко второй подсистеме — питанию. Ее назначение в организме предельно просто: снабдить клетки энергетическим и строительным материалом, чтобы организм мог выполнять свои программы.
Потребности и запасы неопределенны. Установлены некоторые крайние границы по калориям, по белкам, по витаминам, но больше для животных, чем для людей, если говорить о научной строгости рекомендаций.
Основным неизвестным остается коэффициент полезного действия (КПД) для энергетики и возможности «повторного использования строительных кирпичей», продуктов распада белков, который так закономерно происходит все время. Разумеется, потребности в «стройматериалах» особенно велики в детстве, когда растут новые клетки, и несколько уменьшаются с возрастом, когда размножается лишь небольшая часть клеток. Но тем не менее поскольку распад белков и построение новых клеток идет постоянно, все время нужны аминокислоты и вспомогательные вещества. Чем выше физическая активность, тем больше масса белков, тем большее их количество распадается и синтезируется заново. Следовательно, потребность в любой пище — как в энергетической, так и в строительной — прямо зависит от уровня активности. Это знают спортсмены. Когда тренируется тяжелоатлет, ему нужно много белков.
Звучит странно, но кажется, что можно подготовиться благодаря тренировке к голоданию и таким путем снизить основной обмен. Вопрос очень важен и интересен. Меняется ли КПД самих клеток на голодном пайке? Или сказываются регулирующие воздействия со стороны эндокринной системы? Неизвестно.
Подсистему «питание» можно поделить на две: переваривание и всасывание пищи в желудочно-кишечном тракте и усвоение питательных веществ клетками.
Потребление пищи и пищеварение регулируются условиями питания и аппетитом. Клеточный обмен в значительной степени автономен, но зависит от нагрузок целого организма и воздействий регулирующих систем.