Фитнесология. Наука о фитнесе и ЗОЖ

Самат Маратович Назиров

В этой книге простым языком описаны процессы оздоровления через физиологический подход к фитнесу и тренировкам. Данные знания позволят разобраться в процессах изменения внешних физических показателей, восстановления после интенсивных занятий. Данная книга создана чтобы сделать вас красивее, сильнее и счастливее.

Половые различия и спорт

На самом деле большинство основных различий в физической производительности и метаболизме между полами объясняется размером и составом тела, а не самим полом. Основные гендерные различия кроются в половых гормонах и типах мышечных волокон. Жировые и мышечные ткани женщин лучше приспособлены для обработки углеводов и жиров, чем мужские. Все эти различия делают женщин более метаболически приспособленными для почти всего того, что связано со здоровьем и работоспособностью, за исключением коротких интенсивных всплесков активности, которые зависят от гликолитических способностей.

Итак, для начала, какая разница между мужчинами и женщинами? Или, по крайней мере, насколько велики физиологические различия в основных параметрах, которые относятся к силе и производительности? Различия не очень большие. Мужчины и женщины очень похожи по метаболизму, по крайней мере, если смотреть на скорость метаболизма. Около 90% еже дневных энергетических затрат зависят от без жировой массы, жировой массы и уровня активности. Женщины, как правило, имеют более медленный метаболизм, чем мужчины, но разница в основном зависит от мышечной массы и размера тела, а не от пола. Что касается различий в мышечной массе, то женщины, как правило, имеют около 2/3 мышечной массы мужчин, с большей разницей в мышечной массе в верхней части тела, примерно 1/2, в то время как в нижней части тела мужчины и женщины схожи на 3/4. И хотя мужчины, как правило, сильнее женщин, это объясняется как раз различиями в мышечной массе. Это означает, что если мужчина и женщина имели бы одинаковый размер мышц, то у них была бы примерно одинаковая сила. Что касается аэробных показателей, мужчины, как правило, немного быстрее, чем женщины с эквивалентным уровнем подготовки. Это различие почти полностью объясняется составом тела (мужчины склонны быть худыми), гематокритом (более высокий уровень тестостерона приводит к немного большему количеству эритроцитов) и размером сердца.

Смысл этой главы состоит в том, чтобы вникнуть в те различия, которые действительно существуют между мужчинами и женщинами и не зависят от размера и состава тела. Мы также обсудим как эти различия влияют на тренировки и диету.

Метаболизм.

Женщины, как правило, имеют около 2/3 мышечной массы и в 2 раза больше жира, чем мужчины, но при этом, как правило, имеют значительно лучшее метаболическое здоровье. На первый взгляд, можно ожидать, что человек с большим количеством мышц и меньшим количеством жира должен быть более метаболически здоровым. Однако цифры в исследованиях показывают другую историю. У мужчин выше уровень глюкозы в крови натощак в среднем на 50—100%, а скорость усвоения глюкозы мышцами — на 30—50% медленнее. Итак, очевидный вопрос: почему такая разница? Ответ очень простой: организм женщины лучше оснащен для различных метаболических функций. Почему так? Ответ вы найдете ниже.

Роль эстрогена

При обсуждении гендерных различий в спортивной сфере, первое, на что люди обращают внимание — это половые гормоны, и на то есть веская причина. Основная часть различий заключается в том, что большая мышечная масса у мужчин обусловлена более высоким уровнем тестостерона, а большая разница в метаболических характеристиках объясняется более высоким уровнем эстрогена у женщин. Наши мышцы имеют рецепторы эстрогена, и, на самом деле, есть все основания полагать, что эстроген играет важную роль в полезных адаптациях, которые происходят при тренировках. По сравнению с малоподвижными мужчина и, у тренированных мужчин в 3—5 раз больше рецепторов эстрогена в мышцах (что говорит о том, что они становятся более чувствительными к воздействию эстрогена). Возможно, это слегка смутит мужчин, которые занимаются спортом, но не стоит волноваться. Мужчины, рожденные с нарушениями в системе эстрогенов (дефектные ферменты ароматазы или мутированные рецепторы эстрогена), более склонны к резистентности к инсулину и диабету. В исследованиях было обнаружено, что рецепторы эстрогена в митохондриях увеличивают скорость поглощения глюкозы в мышцах при их активации. Пока ваш уровень эстрогена в норме, единственное, что происходит из-за повышенной чувствительности мышц к эстрогену — это улучшение поглощения глюкозы в мышцах и улучшение метаболического здоровья. Еще одна причина, которая показывает почему эстроген является основным игроком в улучшенном метаболическом здоровье женщин, заключается в том, что гендерные различия в чувствительности к инсулину не возникают до наступления половой зрелости (в это время инсулин уменьшается у мужчин и увеличивается у женщин на кг сухой массы тела). Кроме того, чувствительность женщин к инсулину снижается после менопаузы, но часто улучшается, когда они переходят на заместительную терапию эстрогенами. Однако, как и в большинстве случаев, слишком много может быть так же плохо, как и слишком мало. Некоторые исследования показывают, что у женщин, использующих оральные контрацептивы, чувствительность к инсулину примерно на 40% ниже, чем у женщин, не принимающих их при одинаковом ИМТ, составе тела и физических активностях. Итак, главный вывод: эстроген полезен для обмена веществ в пределах нормального физиологического диапазона. Когда в системе эстрогенов что-то выходит из строя, когда эстроген слишком низок или слишком высок, нарушается обмен веществ.

Разница в жире

Хотя у женщин, обычно, процент жира больше, существуют различия в том, где хранится этот жир, а также в характеристиках этого жира. Для начала мужчины, как правило, имеют больше висцерального жира (жир накапливается вокруг органов в брюшной полости), а женщины, как правило, имеют больше периферического подкожного жира (жир накапливается между мышцами и кожей). Это приводит к образованию «яблочной» или «грушевидной» формы тела и это очень важное отличие. Висцеральный жир — это один из самых неприятных видов жира, который увеличивает риск сердечных заболеваний, диабета и всевозможных болезней. Висцеральный жир более чувствителен к катехоламинам (адреналину и норадреналину), и если подкожный жир может поступать непосредственно в общее кровообращение, то висцеральный жир с венозной кровью сначала направляется в печень. Ваша печень и поджелудочная железа — это основные органы, которые регулируют уровень глюкозы в крови, и увеличение содержания жирных кислот, поступающих в вашу печень из висцерального жира, может снизить чувствительность вашей печени к инсулину, что может нарушить усвоение (гомеостаз) глюкозы. Помимо этого, висцеральный жир также более активен в производстве воспалительных цитокинов (пептидные информационные молекулы). Таким образом, схема распределения жира у женщин является более выгодной для здоровья.

Жир производит два гормона, которые положительно влияют на метаболическое здоровье: лептин и адипонектин. Лептин помогает подавлять аппетит и улучшает чувствительность к инсулину. Адипонектин также связан с лучшей чувствительностью к инсулину. Различные исследования показывают, что у женщин уровень адипонектина выше в среднем на 34% (женщины с ожирением и мужчины с ожирением) и на 127% (женщины с худой фигурой и мужчины). Адипонектин работает через активацию пути AMPK, увеличивая поглощение глюкозы и окисление жиров в мышцах. Однако у женщин меньше рецепторов адипонектина, чем у мужчин, и сильная корреляция между уровнем адипонектина, активацией AMPK и поглощением глюкозы наблюдается только у мужчин. По этой причине, в целом несмотря на то, что женщины действительно имеют более высокие уровни лептина и адипонектина, они играют лишь незначительную роль в метаболических различиях между мужчинами и женщинами.

Жировая ткань поглощает глюкозу из крови примерно со скорость ~40% от скорости поглощения глюкозы мышечными тканями. Это означает, что мышцы являются более важным фактором для удаления глюкозы, а жировая ткань играет меньшую роль, но при этом скорость поглощения глюкозы выше у женских жировых клеток, чем у мужских, что может являться одним из факторов лучшего обмена глюкозы у женщин.

Различия в мышцах.

Самое важное мышечное различие заключается в том, что женщины, как правило, имеют большую долю медленных волокон l типа (примерно на 27—35% большую площадь волокон l типа относительно общей площади волокон в сравнении с мужчинами) и большую плотность капилляров. Это два ключевых фактора. Большее число волокон l типа и большая плотность капилляров означают лучшую перфузию тканей (способность доставлять больше крови мышцам для обеспечения их кислородом и очистки метаболитов) и более эффективное окисление глюкозы и жирных кислот (потому что волокна типа l — это волокна с большим количеством митохондрий и аэробных ферментов). Резистентность к инсулину и диабет 2 типа коррелируют с процентным содержанием волокон 1го типа и плотностью капилляров. Чем этих волокон меньше, тем хуже. Это является основной причиной, по которой чернокожие люди, особенно западноафриканского происхождения, имеют успехи в различных видах спорта, зависимых от быстрых волокон (американский футбол и баскетбол), но при этом они страдают от более частых случаев возникновения диабета и сердечных заболеваний. В среднем они имеют более высокую долю быстрых мышечных волокон (ll типа), которые превосходны для взрывных движений, но не так хороши для метаболического здоровья. Таким образом, большая доля волокон l типа и более высокий уровень эстрогена, в значительной степени объясняют, почему женские мышцы лучше справляются с глюкозой. Но и это ещё не всё.

Мышцы у женщин также лучше справляются с жиром, чем мышцы у мужчин, даже если сравнивать только волокна l типа. У женщин концентрация жирных кислот в плазме примерно на 40% выше, чем у мужчин, и они могут эффективно использовать эти жирные кислоты. FAT/CD36 являются наиболее важными белками для доставки жирных кислот в мышцы и их транспортировки в митохондрии. Концентрация FAT/CD36 увеличивается у обоих полов в результате тренировок, но у женщин она всегда выше, независимо от того была проведена тренировка или нет.

После еды повышается уровень триглицеридов и ЛПОНП (липопротеинов очень низкой плотности, которые в основном служат транспортным средством для жира). Они быстрее возвращаются к исходному уровню у женщин, потому что их мышцы могут поглощать больше жира и быстрее. Вдобавок к этому у женщин больше внутри мышечных триглицеридов, чем у мужчин. Существует тесная связь между тем, сколько жира накапливается в мышцах и тем, насколько легко его использовать. Чем больше жира вы можете использовать во время физических нагрузок, тем лучше. Это экономит гликоген, снижает уровень воспринимаемой нагрузки (что тесно связано с уровнем гликогена) и позволяет выдерживать её дольше. Более того, у женщин не только больше внутримышечных триглицеридов, чем у мужчин, так они еще и более доступны. Мужчины, как правило, имеют несколько крупных липидных капель (жиры запасаются в форме капель в цитоплазме клетки) и меньше перилипинов (белки на внешней стороне липидных капель, которые расщепляют три глицериды и помогают транспортировать их в митохондрии). У женщин, наоборот, липидных капель больше, но они меньшего размера, а также больше перилипинов. Меньшие по размеру липидные капли более доступны перилипинам и липазам для расщепления накопленного жира и его окисления в митохондриях.

Итак, теперь о важном: как все это влияет на тренировки? Независимо от вида тренировок (аэробные или анаэробные), женщины используют больше жира при любых интенсивностях упражнений, чем мужчины, что означает, что при прочих равных условиях они более устойчивы к усталости. Но с другой стороны мужчины имеют более высокие гликолитические способности, чем женщины. Это означает, что они могут сжигать больше глюкозы в отсутствие кислорода, что обеспечивает лучшую производительность при коротких интенсивных усилиях, но это также подразумевает большее накопление лактата (продуктов распада в процессе создания энергии) и в следствии более длительное время восстановления. Это связано как с более высоким процентом волокон ll типа, так и с более высоким уровнем гликолитических ферментов (в частности, гликогенфосфорилазы, пируваткиназы, фосфофруктокиназы и лактатдегидрогеназы).

Различия в использовании ресурсов

Есть некоторые интересные различия в пропорциях жира и углеводов, которые мужской и женский организм использует в разное время. В состоянии голода (отсутствия пищи) мужчины и женщины сжигают примерно одинаковое количество жира. Однако после еды женщины, как правило, накапливают больше жира и окисляют больше глюкозы по сравнению с мужчинами. При поддержании изокалорийной диеты (мало жиров в рационе) с высоким содержанием углеводов концентрация гликогена у мужчин возрастает быстрее, в отличии от женщин, поскольку у них дополнительные углеводы используются немедленно в качестве топлива вместо того, чтобы запасаться. Если рассматривать как организм у мужчин и женщин ведет себя натощак, то уровни триглицеридов в плазме повышаются у обоих полов одинаково, но после 48-часового голодания у женщин увеличивается запас триглицеридов в мышцах, а у мужчин увеличивается уровень триглицеридов в печени.

Во время тренировок, как упоминалось ранее, женщины сжигают большее количество жира, по сравнению с гликогеном при любых интенсивностях упражнений, чем мужчины. Тем не менее, после тренировки, вектор меняется. Женщины сжигают больше гликогена, в то время как мужчины сжигают больше жира.