Ні для кого ні секрет, що людина здатна за день пройти велику кількість кілометрів. Звичайно, якщо це не сильно літній, здорова людина. Причому, не важливо, чоловік це чи жінка.
Пам’ятаю, колись давно ходив я в туристичний клуб. Там ми вчилися складати маршрути руху і швидкість руху по ньому. І на перший день завжди доводилося щонайменше 15 км. Це з поклажею, з рюкзаком, по пересіченій місцевості.
По хорошій дорозі, легко будь-яка людина здатна пройти набагато більше, ніж просто 3 години зі швидкістю 5 км/год.
Також пам’ятаю, бувало бігали ми на тренуваннях по 10 км. Якщо не помиляюся, кращий результат був: 10 км за 43-45 хвилин.
Після цього бігти майже ніхто не міг, але дійти з лісу до роздягальні, потім до дому – будь ласка.
Чому ж ми можемо дуже довго ходити, особливо якщо робити невелику перерву, але нездатні довго бігти?

При всій очевидності питання, відповідь дати часом вкрай важко. Адже працюють ті ж м’язи ніг, що при бігу, що при ходьбі.
Виявляється, незважаючи на те, що працюють ті ж самі м’язи, але не ті ж самі м’язові волокна всередині цих м’язів. Саме в цьому криється відповідь.

Види м’язових волокон

М’язові волокна поділяються на кілька груп по декільком факторам.
Бувають швидкі і повільні м’язові волокна. При такому розподілі мова йде про швидкості скорочення м’язів — швидкості отримання енергії для скорочення завдяки наявності швидкого або повільного ферменту АТФаза.
Бувають білі і червоні м’язові волокна. Це градація проводиться за наявності (червоні) або відсутності (білі) міоглобіну, спеціального речовини, відповідального за використання гемоглобіну (по суті – кисню) крові. Причому, бувають і рожеві м’язові волокна – ті, в яких міоглобін присутній, але в невеликих кількостях.
А бувають м’язові волокна гліколітичні і окислювальні. В гліколітичних м’язових волокнах енергія на скорочення (рух) волокон виходить за рахунок т. н. анаеробного гліколізу – розщеплення глікогену без участі кисню. В окислювальних м’язових волокнах енергія отримується за рахунок ліполізу (розщеплення крапельок жирів) і аеробного гліколізу ( розщеплення глікогену при участі кисню).
Використання кисню для отримання енергії можливо при наявності в м’язових волокнах т. н. мітохондрій. В гліколітичних волокнах їх майже немає, а в окислювальних – максимум. Бувають ще й проміжні м’язові волокна, в яких присутня та чи інша кількість мітохондрій.
Але важливо одне: без наявності мітохондрій м’язове волокно не може використовувати кисень для виробництва енергії.
Саме остання група розподілу м’язових волокон допоможе на розібратися, чому ми можемо дуже мало бігати, але дуже довго ходити.
Людина при звичайній ходьбі (4-5 км/год) використовує тільки окисні м’язові волокна. При цьому поки в окисному м’язовому волокні присутні крапельки жиру, виробництво енергії для руху відбувається тільки з них. Це ліполіз – отримання енергії з жирів.
Крапельок жиру в м’язовому волокні (у разі ходьби – у ногах) вистачає на 40-45 хвилин. До речі, саме тому в статті Ходьба для схуднення рекомендувалося ходити протягом цього часу (обов’язково прочитайте статтю, якщо ще цього не зробили).
Після цього, якщо не зробити перерву на 10-15 хвилин, щоб нова порція жирів проникла всередину м’язового волокна, м’язове волокно перейде на новий рівень отримання енергії – аеробний гліколіз. При цьому, для виробництва енергії буде використовуватися накопичений глікоген і кисень. Таким чином можна буде пройти ще 40-120 хвилин, а то й більше.
Весь цей час будуть працювати лише окисні м’язові волокна. Навіть коли їх зусиль буде бракувати, в роботу включаться проміжні м’язові волокна. При їх роботі в м’язі почне утворюватися молочна кислота (лактат + іони водню). При цьому лактат відразу ж піде на виробництво енергії, а іони водню швидко і безболісно будуть перероблені в мітохондріях.
Втома почне накопичуватися лише після тривалого часу, коли і запаси крапельок жиру в м’язах, і запаси глікогену істотно виснажаться.
Таким чином можна пройти багато кілометрів. Тим більше, чим частіше ми буде робити 10-15-хвилинні привали.
Що ж відбувається при бігу?
При бігу в роботу включаються майже всі м’язові волокна. Чим вище швидкість бігу, тим більша кількість м’язових волокон працює. Працюють і окислювальні, і проміжні, і гліколітичні м’язові волокна.
При роботі гліколітичних м’язових волокон починається анаеробний гліколіз – отримання енергії з глікогену без участі кисню. Така робота пов’язана з сильним закислением м’язів – збільшенням присутності всередині м’язових волокон іонів водню. Мітохондрії вже не справляються з їх поглинанням. Навпаки, надмірна кількість іонів водню знищує мітохондрії.
Іони водню впливають і на силу і потужність скорочення м’язових волокон, і на загальну кількість вуглекислого газу в організмі.
У якийсь момент надлишок іонів водню досягає такої величини, що стає неможливим продовжувати рух обраної інтенсивності. Доводиться або істотно знижувати швидкість бігу до тих пір, поки організм не впорається з напливом іонів водню, не вийде на крейсерську швидкість, при якій буде дотримуватися паритет між виробництвом і утилізацією закислення.
Або взагалі доведеться зупиниться, віддихатися (знову ж таки, утилізувати утворилися іони водню), а потім продовжити рух.
Виходить наступне: хоча швидкість бігу істотно вище швидкості ходьби, тим не менш дуже швидко утворюється закислення м’язів (утворення іонів водню) через включення в роботу гліколітичних м’язових волокон, що робить неможливим тривале пересування таким способом.
З іншого боку, щадні умови роботи м’язових волокон при ходьбі (працюють окислювальні м’язові волокна), дають можливість пересуватися тривалий час без закислення. При цьому відбувається утилізація жирів.
Таким чином, відповіддю на питання Чому людина може багато ходити, але не здатний довго швидко бігти повинно стати розуміння того, що при даних видах руху працюють різні м’язові волокна. В результаті цієї роботи в організмі або утворюються у великій кількості (при бігу), або майже не утворюються (при ходьбі) іони водню, що призводять до неможливості продовжити роботу.
Сподіваюся, мені вдалося в декількох словах описати роботу м’язових волокон. Якщо виникли питання, буду радий відповісти на них у коментарях.
У наступній статті ми поговоримо про те, корисний біг для здоров’я, і чим його можна замінити.