Аэробные и анаэробные нагрузки

Чтобы было понятно, о чем идет речь, погрузимся ненадолго в теорию.

Итак, все тело человека представляет собой систему рычагов, соединенных друг с другом шарнирами — суставами. Двигаются эти рычаги-руки, рычаги-ноги и другие рычаги с помощью мышц, которые прикреплены к двум разным костям, составляющим сустав. Чтобы рычаги не находились в статичном состоянии, а могли двигаться относительно друг друга, нужно, чтобы соединяющие их мышцы становились то длиннее, то короче. В покое каждая мышца имеет определенную длину. Чтобы приблизить кости-рычаги друг к другу, она должна стать короче. Способность мышцы делаться короче называется сократимостью. Наряду с этим мышцы могут растягиваться, то есть становиться длиннее своего первоначального размера, но обычно это их свойство выражено меньше, чем сократимость, и для обеспечения основных видов физической работы менее значимо. Так что сейчас основное наше внимание — мышечным сокращениям.

Каждая мышца состоит из множества мышечных клеток. Когда каждая из них станет короче, станет короче и вся мышца. Чтобы заставить мышечную клетку сократиться, нужно передать ей некоторую энергию, с помощью которой внутри клетки произойдут биохимические реакции и изменится строение определенных белков: внутри их молекул возникнут новые химические связи, и сама конфигурация молекулы изменится. При этом мышечная клетка станет короче. Сократится мышечная клетка, а вслед за ней и вся мышца.

Источником энергии для мышечной клетки является соединение, которое называется аденозинтрифосфатом, а коротко АТФ. В организме АТФ синтезируется двумя путями: аэробным, то есть при участии кислорода, и анаэробным — без него.

При аэробном способе АТФ вырабатывается из глюкозы, свободных жирных кислот, содержащихся в крови, и из мышечных запасов глюкозы — гликогена, а при анаэробном — из особого вещества, называемого креатинфосфатом, и так же, как при аэробном, — из мышечного гликогена. Гликоген печени при этом почти не расходуется — организм бережет его для поддержания минимального уровня глюкозы в крови.

При аэробной переработке из одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ, а при анаэробной всего три. Зато получение энергии анаэробным способом протекает значительно быстрее, поэтому, если человеку нужно сделать быструю и непродолжительную мышечную работу, природа использует бескислородный, анаэробный, путь получения АТФ. Скорость аэробного синтеза АТФ значительно меньше, но энергии он дает больше, поэтому данный механизм подключается в тех случаях, когда физическая нагрузка длится долго. При этом сначала используется энергия глюкозы, а уж потом, когда запасы последней снижаются, организм переключается на другой источник энергии для образования АТФ — свободные жирные кислоты, которые он извлекает из залежей жира. При окислении свободных жирных кислот энергии выделяется в 2 раза больше, чем при окислении глюкозы, поэтому при длительных физических нагрузках они становятся главными источниками энергии. Вот тогда-то и начинается расходование запасов жира.

Анаэробного способа хватает на обеспечение работы мышцы в течение 60—120 секунд. За это время можно сделать кратковременную, но очень интенсивную работу: поднять штангу, толкнуть ядро или пробежать спринтерскую дистанцию. При этом выделяется много молочной кислоты, которая, не успевая уходить в кровь, накапливается в мышцах и вызывает чувство усталости. Если мышцы продолжают работать, включается аэробный путь синтеза АТФ. Этот способ, как следует из его названия, нуждается в постоянном притоке кислорода, поэтому способность дыхательной и сердечно-сосудистой систем доставлять его клеткам является тем фактором, который либо тормозит скорость образования АТФ, либо, наоборот, ускоряет. Тормозит, если сердечно-сосудистая и дыхательная система слабые, и ускоряет, если они находятся в хорошем состоянии. Чем быстрее и в большем объеме будет доставлен кислород, тем больше образуется АТФ и тем работоспособнее мышцы.

При регулярных физических нагрузках средней продолжительности и такой же интенсивности сердце и сосуды приспосабливаются к ним (тренируются) и вполне справляются со своей задачей. Не привыкшие к нагрузкам системы доставки кислорода не способны обеспечить потребность работающих мышц длительное время, и человек устает раньше.

Подведем промежуточные итоги.

1. Кратковременная интенсивная нагрузка обеспечивается анаэробным путем, средняя и умеренная физическая нагрузка — аэробным. И в том и в другом случае расходуется глюкоза.

2. Если инсулина мало, необходимое количество глюкозы в мышечные клетки поступить не может и подача энергии идет преимущественно за счет анаэробных процессов с образованием большого объема молочной кислоты. Течение и без того декомпенсированного диабета резко утяжеляется, поэтому физические нагрузки при уровне сахара выше 12—13 ммоль/л противопоказаны.

3. Потребность в глюкозе работающих в аэробном режиме мышц очень велика. Если в крови содержится избыток инсулина, например введенного инъекционно или выделенного собственной поджелудочной железой под воздействием таблеток-стимуляторов, глюкоза поглощается мышцами с большой скоростью. Организм не успевает выбрасывать в кровь глюкозу из резервов, и ее уровень в крови начинает снижаться. Таков механизм развития гипогликемии при физических нагрузках. Если человек здоров, этого не происходит, потому что его поджелудочная железа вырабатывает инсулин пропорционально потребности в глюкозе.

4. Чем дольше длится мышечная работа умеренной интенсивности, тем в большей мере расходуются жирные кислоты, которые постепенно извлекаются из жировых депо. При этом участие глюкозы в обеспечении такой работы также сохраняется. Чем интенсивнее физическая работа, тем меньше становится доля жирных кислот и больше доля глюкозы.

5. Анаэробные нагрузки не требуют дополнительного поступления кислорода и, следовательно, не заставляют напряженно работать системы его доставки. На фоне максимальной анаэробной нагрузки человек либо совсем не дышит, либо делает 1—2 вдоха. Если он выполняет только анаэробные упражнения, легкие и сердце оказываются не готовы к длительным физическим нагрузкам.

6. При аэробных нагрузках необходим дополнительный приток кислорода

В данном случае дыхательная и сердечнососудистая системы работают в напряженном режиме. Регулярные, постепенно увеличивающиеся нагрузки приводят к повышению способности дыхательной и кровеносной систем обеспечивать все большие потребности организма в кислороде.

Теперь понятно, почему часто «силачи», поднимающие два собственных веса и сдвигающие с места грузовик, не могут пробежать 500 м. У таких людей совершенно нетренированные сердечно-сосудистая и дыхательная системы. Зная это, многие из них включают в свои занятия аэробные виды нагрузки и таким способом повышают не только силу, но и выносливость.

В многочисленных исследованиях доказано, что при анаэробных нагрузках в крови возрастает уровень глюкозы, повышается содержание адреналина и снижается активность инсулина. При средних аэробных нагрузках глюкоза активно расходуется, что приводит к снижению ее уровня в крови, повышает чувствительность рецепторов к инсулину. Адреналина при этом выделяется, как правило, меньше (если, конечно, речь идет не о соревнованиях). Интенсивные аэробные занятия увеличивают выброс адреналина и других противоинсулиновых гормонов настолько, что снизившийся было уровень глюкозы снова начинает расти. К увеличению содержания в мышцах молочной кислоты приводят как интенсивные аэробные нагрузки, так и анаэробные.

Итак, что нам дают все эти знания? Как применять теорию на практике?

Анаэробные нагрузки при диабете не годятся

Анаэробные нагрузки повышают уровень глюкозы, заставляют выбрасывать в кровь много адреналина. Раз много адреналина, чрезмерно повышается артериальное давление, к чему нетренированные сосуды оказываются не готовы. Кроме того, напряжение мышц груди и брюшного пресса вызывает резкий приток крови к голове, а это чревато кровоизлиянием в сетчатку глаз или в головной мозг. При таких нагрузках не тренируются ни легкие, ни сердце, ни сосуды.

Интенсивные аэробные нагрузки тоже не подходят

Интенсивные аэробные нагрузки приводят к повышению глюкозы крови за счет усиления выброса противоинсулиновых гормонов и накоплению молочной кислоты, или лактата (напомню, что одно из тяжелейших осложнений диабета — лактатацидоз).

Аэробные нагрузки средней и низкой интенсивности снижают уровень глюкозы крови, улучшают чувствительность рецепторов к инсулину, адаптируют сердечно-сосудистую и дыхательную системы к выполнению все большей работы. Благодаря этому повышается устойчивость организма не только к физическим нагрузкам, но и к психологическим стрессам.

Следовательно, мы остановим свой выбор на последнем варианте физической активности — умеренных аэробных нагрузках.

Если диабет протекает не тяжело и нет никаких осложнений, анаэробные занятия также не противопоказаны, но очень умеренно. Говорить, что они абсолютно бесполезны, нельзя, ведь такие нагрузки развивают способность мышц к резким и мощным движениям, уберегая человека от травм во время занятий, да и в жизни в целом. Однако если осложнения уже успели развиться, от анаэробных занятий лучше отказаться.

Предпочтение — умеренным аэробным нагрузкам

Аэробные нагрузки средней и низкой интенсивности — наиболее полезны и при этом наиболее безопасны для больного сахарным диабетом. По большому счету — не только для больного, но и для здорового человека. «Если вы будете пробегать больше пяти километров пять дней в неделю, то прибежите к чему угодно, только не к здоровью», — сказал доктор Кеннет Купер — автор ставшей уже классической «Аэробики» (1968), долгие годы работавший в спортивной медицине, убедился в этом на своем врачебном опыте многократно.

Что же на деле относится к анаэробным, а что — к аэробным видам физической нагрузки?

Анаэробными являются все силовые виды упражнений и работ; отжимание гирь и гантелей, борьба всех видов, бег и плавание на короткие дистанции, метание копья и диска, прыжки в высоту и длину, поднимание и перемещение тяжестей. Другими словами, это те виды физической нагрузки, при которых утомление достигается за 2—3 минуты.

К аэробным нагрузкам относятся те виды физической активности, которые имеют среднюю интенсивность в течение длительного времени: бег и плавание на средние и длинные дистанции, езда на велосипеде, бег на коньках, в том числе на роликовых, бег на лыжах, гандбол, баскетбол ритмическая гимнастика и восточные танцы. Для больных диабетом — одна особенность: следует избегать соревнований по этим видам спорта

Любое состязание в скорости, выносливости, силе заставляет человека работать на пределе своих возможностей. Хрупкая система равновесия при диабете часто не выдерживает таких физических и психологических перегрузок, уровень адреналина и кортизола зашкаливает, что быстро приводит к резкой декомпенсации заболевания. А ведь мы ждем, что физические упражнения, наоборот, укрепят наше здоровье…

В быту аэробные нагрузки — это прогулки, ходьба, уборка квартиры в спокойном темпе, работа в саду (без поднятия больших тяжестей).

Двух абсолютно одинаковых по своим физическим возможностям людей нет, поэтому дать какие-либо унифицированные советы заниматься тем или иным видом активной деятельности невозможно. Перед тем как менять свою физическую нагрузку, любому человеку, а особенно страдающему сахарным диабетом, надо пройти медицинское обследование. Принимать решение, чем он будет заниматься, можно только после этого.

Если молодой человек, исходно имеющий хорошее здоровье, до того как заболеть диабетом, занимался аэробными видами спорта, он может продолжить это делать, при условии, что хорошо обучен правилам работы с инсулинами, знает все о гипогликемии, имеет стабильный, близкий к целевым значениям уровень сахара и у него нет никаких осложнений диабета. Если хотя бы одно из этих требований не выполнено, но осложнений все-таки нет, занятия продолжить можно, но надо снизить интенсивность физической нагрузки. Когда развиваются осложнения, приходится пересматривать и виды нагрузки, и ее интенсивность.

Если пациент, страдающий диабетом, приступает к занятиям физкультурой впервые или возвращается к ним после долгого перерыва, лучше всего тренироваться в группах общей физической подготовки. И конечно, предварительно нужно обсудить свои возможности с лечащим врачом.

Осторожно, бассейн!

Пациентам, получающим инсулин или таблетки — стимуляторы его выработки, нужно быть очень осторожными при посещении бассейна: если эпизод гипогликемии случится в воде, может произойти непоправимое. Строгое соблюдение правил профилактики гипогликемии при занятиях физкультурой здесь важно как никогда. Мы уже говорили о них, когда речь шла о гипогликемии, но будем исходить из того, что повторение — мать учения, и вспомним еще раз.