На этом польза упражнений не заканчивается. Как рассказывает Дэниел Либерман, мой научный руководитель из Гарвардского университета, в своей новой книге Exercised («Натренированный)», физическая активность влияет на все системы организма, от иммунной до репродуктивной. Сигнальные механизмы все еще изучаются, но их диапазон ошеломляет. В дополнение к непосредственному вовлечению нервной и кровеносной систем, которые распространяются по всему телу, во время тренировок мышцы высвобождают сотни молекул в кровоток. Мы только начинаем понимать все мириады способов воздействия на нас физических упражнений. Ни одна часть организма не остается незатронутой.
Еще один взгляд на связь метаболизма и упражнений
Фундаментальный вывод, который мы можем сделать из исследования племени хадза и других физически активных популяций, состоит в том, что у человеческого тела фиксированный энергетический бюджет. Это модель ограниченного ежедневного расхода энергии (Глава 5). Как и у других животных, наши эволюционировавшие метаболические системы работают над тем, чтобы поддерживать общее одинаковое количество энергии, затрачиваемое каждый день, даже когда требования постоянно меняются. Конечно, мы будем испытывать ежедневные колебания в расходовании энергии, сжигая больше калорий, если тренируемся, и меньше, если не делаем этого. Но тело приспосабливается к рутине, обычной рабочей нагрузке. По мере увеличения количества энергии, затрачиваемой на физическую активность, калорий, доступных для выполнения других задач, становится меньше (Рис. 7.1).
Ограниченные ежедневные затраты энергии меняют наш взгляд на роль физических упражнений в ежедневном энергетическом бюджете. При фиксированном расходе энергии все работает по принципу компромиссов. Вместо того, чтобы увеличивать количество сжигаемых калорий, физические упражнения уменьшают энергию, затрачиваемую на другие виды деятельности. Вы не можете потратить одну калорию дважды.
В то время как важность таких компромиссов была понята еще со времен Дарвина, они все равно были проигнорированы общественным здравоохранением. Вместо этого, как мы обсуждали в Главах 3 и 4, клиницисты и исследователи в этой области придерживались устаревшего мнения о метаболизме и настаивали на том, что физические упражнения просто увеличивают ежедневный расход и не влияют на распределение энергии на разные задачи. Только недавно, с ростом числа исследований ежедневных энергозатрат, модель ограниченного ежедневного расхода энергии вышла на первый план. В результате мы только начинаем понимать важность метаболических компромиссов в физических упражнениях и здоровье.
В двух последних главах мы уже видели, насколько чуткими могут быть эволюционировавшие метаболические механизмы. Столкнувшись с ограничением калорий, гипоталамус снижает скорость метаболизма и усиливает стремление к еде. Когда в организм поступает слишком много калорий, скорость обмена веществ повышается, тратя большую часть избыточной энергии. Задумайтесь на мгновение о том, что это означает для ваших органов и тех задач, которые они выполняют: когда энергии мало, некоторые несущественные метаболические процессы подавляются; когда организм находится в балансе, им, наоборот, отдается предпочтение. Влияние ежедневной физической активности на другие метаболические затраты показано на Рис. 7.1.
Неудивительно, что люди и другие животные как наследники полумиллиарда лет эволюции позвоночных очень хорошо понимают, какие задачи организм начинает игнорировать, когда наступают плохие времена, а какие, наоборот, выполняются еще тщательнее. Мой любимый пример — эксперименты над мышами в лаборатории Джона Спикмена, о которых я упоминал в Главе 5. Его команда разделила животных на группы, и в каждой грызуны потребляли разное количество калорий. Во время этого исследования удалось измерить, как мышиный организм реагировал, когда дефицит энергии становился все более и более ощутимым. Обмен веществ резко замедлился, а масса тела стала, как и ожидалось, меньше. Однако эффект такой диеты по-разному сказался на разных частях тела грызунов. Объем большинства органов, таких как сердце, легкие и печень, сокращался (и они сжигали меньше энергии) по мере того, как мыши теряли вес. Мозг же не изменился. Желудок и кишечник увеличились, потому что пытались выжать из пищи все до последней калории. Но самая большая разница наблюдалась между селезенкой и детородными органами мыши. Селезенка, главный орган иммунной системы, уменьшился больше всего по сравнению с другими. Яички, наоборот, почти не менялись, пока дефицит энергии не стал действительно отчаянным. Я люблю это исследование, потому что оно раскрывает эволюционировавшую метаболическую стратегию мышей: жизнь коротка, рожайте детей. Иммунная система не так важна.
У таких долгоживущих видов, как мы, эволюционировавшая метаболическая стратегия различается. Работа Сэма Урлахера с племенем хиваро показала, что дети, борющиеся с инфекцией, тратят больше энергии на иммунную защиту, что одновременно провоцирует приостановку роста. Очевидно, когда наступают трудные времена, люди перераспределяют энергию и фокусируются на поддержании жизни и выживании.
Рис. 7.1. Суточные затраты энергии ограничены и не увеличиваются с ежедневной физической активностью простым линейным способом (см. Главу 5). Вместо этого, по мере усиления ежедневной нагрузки при более активном образе жизни количество энергии, затрачиваемой на физическую активность, растет (белая часть), сокращая долю той, что расходуется на несущественные задачи. При экстремальных нагрузках физическая активность может даже ограничиваться только основными задачами, вызывая такие проблемы, как синдром перетренированности.
Когда физические упражнения начинают занимать большую часть ограниченного ежедневного энергетического бюджета, мы видим то же самое распределение приоритетов. Менее важные функции замедляются. Та деятельность, которая не является необходимой, — роскошь, которой можно предаваться только тогда, когда энергии в изобилии — приостанавливается в первую очередь. Основные виды активности защищены до самого конца. В результате физические упражнения оказывают сильное влияние на то, как работает метаболизм и где расходуются калории, что сильно сказывается на здоровье.
Воспаление
Когда тело атакуют бактерии, вирусы или паразиты, такие как клещ, который жил глубоко в моем носу в течение пяти дней в Кибале, первая защитная реакция организма — это воспаление. Клетки иммунной системы направляются в очаг инфекции, тонна сигнальных молекул, называемых цитокинами, высвобождается в кровоток, и ткань отекает. Реакция воспаления энергетически затратна, но необходима. Это команда экстренного реагирования, которая нужна, чтобы справиться с захватчиками.
Серьезные проблемы начинаются, когда воспаление появляется в неправильном месте и атакует ваши собственные клетки или какие-то безвредные бактерии, а не реальную угрозу. Это, как если бы пожарная бригада вломилась со шлангами в квартиру, в которой не было пожара. При хроническом воспалении эти пожарные никогда не уходят. И последствия могут быть разрушительными. В зависимости от вовлеченных тканей воспаление может привести к чему угодно: от аллергии до артрита, артериальной гипертензии и т. д. Воспаление может также влиять на гипоталамус, способствуя перееданию и другим нарушениям.
