Чтение онлайн

В нашем теле есть три вида мышц: сердечные, гладкие и поперечно-полосатые. Гладкая мускулатура большей частью расположена в брюшной полости: кишечник, желудок, легкие. Сердечная мышца, как вы, наверное, догадались, есть только в сердце. Большая часть того, что мы называем «мышцами», – это поперечно-полосатые скелетные мышцы, которые мы используем для стабилизации и перемещения костей. В отличие от двух других типов эти мышцы являются произвольными. Также именно о них мы обычно думаем, когда говорим, что кто-то «сильный».

«Мышечно-скелетная» система получила свое название из-за того, что скелетные мышцы на самом деле неотделимы от костей. Когда мы переживаем всплески роста, не совсем правильно описывать их как рост костей. Скорее наши скелетные мышцы и связки набухают, растягиваются и натягивают свои якоря на костях, что тесно связано с кальцификацией и тем, как растет костная ткань. Так происходит и в детстве, и в подростковом возрасте, и даже во время странного дополнительного роста, который некоторые люди испытывают после двадцати [128] . Вот почему пожилым женщинам рекомендуют добавлять вес в свой режим упражнений: натягивая мышечные якоря наших костей, мы побуждаем эти якоря добавлять больше кальция, укрепляя кости. Это простой способ противодействовать остеопорозу – заболеванию, при котором кости теряют слишком много кальция и становятся ломкими, – которому особенно подвержены женщины в постменопаузе.

Скелетные мышцы современных женщин развились на 4,4 миллиона лет позже плана тела Арди. Например, мы добавили намного больше жира вокруг мышц. Наши руки и кисти стали меньше, а плечи сузились. Чем больше мы упирались в землю, тем меньше значила верхняя часть нашего тела. Но, кажется, есть определенные принципы работы мышц, которые справедливы для всех млекопитающих, и особенно для приматов, как мы.

Из школьного курса физики вы, вероятно, помните, что от длины рычага во многом зависит потенциальная сила, которую этот рычаг может развивать. Короче – меньше. Длиннее – больше. Вот почему рычаг автомобильного домкрата должен быть длинным – так вы сможете приложить достаточную силу, чтобы поднять автомобиль и заменить шину. Теперь подумайте о костях ваших ног. Ваша бедренная кость – это одно плечо рычага, который сгибается в колене. Таким образом, насколько сильной может быть ваша нога, во многом зависит от длины ваших костей. То же самое верно и для любого другого сустава: мышцы поддерживают, стабилизируют и тянут скелет. Есть связки и фасции, соединяющие мышцы с костями, мышцы с мышцами, и хрящи (они тоже играют свою роль). Но в основе опорно-двигательного аппарата лежит набор рычагов. Много-много рычагов – штук, которые сжимаются и расширяются в зависимости от поставленной задачи.

В нескольких ключевых точках также есть шаровидные суставы, которые обеспечивают более широкий диапазон движений – повороты и вращения – например, там, где бедренная кость соединяется с тазом или где плечевая кость соединяется с плечом. Когда-то эти суставы обладали невероятным диапазоном движений, позволявшим раскачивать наши туловища на деревьях. У людей, орангутангов, гиббонов и Арди – у всех есть плечи, позволяющие использовать брахиацию: их плечевой сустав имеет широкий диапазон движений, и они могут передвигаться по деревьям, цепляясь за ветви руками. Большинство четвероногих животных никогда не смогли бы использовать перекладины на игровой площадке, потому что их плечи не имеют достаточного диапазона движений.

Именно такие суставы позволили капитану Грист цепляться за узкий трос во время физических испытаний. Благодаря им она взбиралась на отвесные скалы. И их же она использовала позже, в испытании в болоте. Но по сравнению с однополчанами для нее эта задача была значительно сложнее, потому что у большинства современных женщин не так много мышц в верхней части тела, как у мужчин. Где-то в период полового созревания средние размеры тела мужчин и женщин расходятся: у мужчин расширяются плечи и грудная клетка, а у женщин расширяются бедра и развивается грудь.

Это одна из самых популярных причин того, почему женщины слабее мужчин: мы не только ниже и уже, что снижает потенциальную силу каждого рычага тела, но и мышцы верхней части нашего тела развиваются не так, как у мужчин. Это может говорить о своего рода мужской преемственности на протяжении тысячелетий: мышцы взрослого мужчины больше похожи на мышцы наших предков.

Современные шимпанзе – взрывные атлеты. Они невероятно сильные и ловкие. Даже бегая на костяшках пальцев по ровной поверхности, они могут развивать скорость до двадцати пяти миль в час. Для сравнения, это всего на несколько миль в час меньше, чем Усэйн Болт, самый быстрый из ныне живущих людей. Но шимпанзе не бегают долго. На самом деле они не могут делать многое из того, что мы считаем спортивным, – слишком быстро устают. Метаболизм и мышечная ткань шимпанзе предназначены для взрывных усилий: время от времени сражаться, недолго что-то преследовать или убегать в безопасное место на деревьях, когда приближаются хищники. Их кости тяжелые, и у них огромное количество мышечной массы в верхней части тела, которая берет на себя большую часть работы, когда дело доходит до передвижения.

Такое распределение мощности – не просто вопрос адаптации к ходьбе на костяшках пальцев. Для этих приматов каждый день – «день рук». Орангутанги, которые, в отличие от других человекообразных обезьян, все еще проводят большую часть своей жизни на деревьях, имеют тот же тип распределения мышц. И у орангутангов он более выражен, чем у шимпанзе, потому что их плечи намного длиннее и, следовательно, требуют еще большей мышечной массы для контроля и использования. Анатомия человеческого плеча и руки все еще в чем-то похожа: вращающийся, гибкий плечевой сустав, хватательные пальцы и противопоставленный большой палец.

В этом смысле было бы лучше рассматривать мужскую мускулистую верхнюю часть тела – наряду с их способностью делать подтягивания, отжимания и берпи – как нечто более близкое к нашим предкам, жившим на деревьях. Хотя мальчики и девочки относительно похожи в детстве, у взрослых мужчин мышечная масса гораздо больше распределяется по верхней части тела. Мы же, женщины, как правило, обладаем очень сильными ногами – такими же сильными для нашего роста и веса, как и у мужчин, а в некоторых случаях сильнее. С точки зрения эволюции, структура мышц у современных женщин изменилась больше, чем у мужчин.

Существует популярный стереотип о том, что спортсмены-мужчины, как правило, являются хорошими спринтерами, а спортсменки-женщины – хорошими бегунами на выносливость. Хотя многие женщины являются отличными взрывными спортсменами, они редко достигают той же скорости, что и мужчины, на коротких дистанциях. В силовых подвигах мы также не генерируем столько силы. Будучи более крупными, мужчины имеют большие легкие и сердце, что помогает доставлять дополнительный кислород к работающим мышцам.

Но, несмотря на все эти преимущества, когда дело доходит до видов спорта на выносливость, женщины часто выступают не хуже мужчин. А если говорить о беге на ультрадальние дистанции, то мы даже побеждаем. Частично это может быть связано с тем, что женщины немного легче и меньше, а это означает, что нам нужно меньше калорий, чтобы переместиться на то же расстояние. Но может быть что-то еще. Вместо того чтобы просто использовать углеводы для получения энергии, мышечные клетки млекопитающих также начинают метаболизировать жиры и аминокислоты. Это переключение во многом похоже на «второе дыхание», о котором говорят спортсмены: когда вы начинаете уставать, но затем каким-то образом снова чувствуете прилив энергии. На самом деле речь идет о запуске митохондрий – энергетических станций каждой клетки. Женщины репродуктивного возраста могут лучше использовать этот метаболический переключатель. У них не только лучше получается открыть второе дыхание, они еще и держатся на нем дольше, чем мужчины. Причиной может быть то, что в митохондриальном метаболизме скелетных мышц есть нечто, контролируемое женскими половыми гормонами.

В середине 1990-х годов группа ортопедов провела исследование, в котором сравнивались небольшие образцы скелетных мышц. Они обнаружили, что определенный метаболический путь (митохондриальный электрон-транспортный комплекс III) был значительно более активен у женщин, чем у мужчин [129] . Этот конкретный путь связан с использованием жира для получения мышечными клетками энергии. Тела молодых женщин очень, очень хороши в бета-окислении липидов: они используют митохондрии, чтобы брать маленькие молекулы жира и расщеплять их. И хотя все митохондрии способны на это, наличие преимущества может быть встроено в женский план тела. Более недавнее исследование показало, что гены, связанные с этим особым типом метаболизма жиров, более выражены в мышечных клетках молодых женщин.

Возможность открыть второе дыхание, с липидами в качестве источника энергии, невероятно важна, если вы хотите стать спортсменом на выносливость. С первым дыханием можно бежать. Можно продемонстрировать импульс взрывной силы. Но если вы хотите заниматься чем-то долгое время, вам нужно метаболическое второе дыхание. До Арди мы никуда не бегали и не ходили. У наших Ев было не так уж много дел, требующих большой выносливости.

Некоторые научно-популярные авторы любят говорить, что люди эволюционировали, чтобы бежать. Но, вероятно, правильнее будет сказать, что мы эволюционировали для пробежек на выносливость и ходьбы. Одно из больших изменений, произошедших в эволюции гоминидов, начавшееся – как мы полагаем – во времена Арди и продолжающееся до современных людей, заключается в том, что мы стали «изящными»: Евы, которые привели к человечеству, развили более легкие кости и виды мышц. Принято считать, что мы сделали это потому, что прямохождение требует больших затрат калорий. Мы изогнули наши позвоночники и налепили кучу мышц на ягодицы, чтобы скрепить все вместе. Но мы также уменьшили вес тела в целом и сместили наш общий атлетизм в сторону выносливости, а не взрывной (кратковременной) силы.