Нервная система возглавляет сопротивление организма активным занятиям спорта и похудению, выяснили ученые. Отдел науки выяснил, почему наше тело стремится тратить как можно меньше энергии.
Ни для кого не секрет, что современные люди чрезвычайно мало двигаются: не говоря уже о том, что у нас нет времени на регулярные походы в спортзал или утреннюю пробежку, подавляющее большинство людей почти не двигаются и в течение дня.
Ученые выяснили, что именно малоподвижный образ жизни виновен в возникновении сердечно-сосудистых заболеваний — а именно эти болезни, по данным Всемирной организации здравоохранения, являются основной причиной смерти людей из всех стран мира.
У человека сердечно-сосудистые заболевания возникают в три раза чаще, чем у других млекопитающих, хотя строение сердца и его реакция на физическую нагрузку практические одинаковы.
Многолетняя работа по изучению и сравнению сердец людей (профессиональных спортсменов и тех, кто не занимается активными физическими упражнениями), а также наземных и морских млекопитающих, показала: люди подвержены проблемам с сердцем, потому что слишком мало занимаются спортом. Ведущий автор исследования Терри Уильямс комментирует: «Основное отличие между животным и человеком в том, что животные подвергают свой организм физической нагрузке постоянно — с того дня, когда они родились, и до дня своей смерти. Уровень моей собственной физической активности (профессор Уильямс занимается триатлоном — «Газета.Ru») довольно скромен даже по сравнению со львом, которого нельзя назвать самым подвижным зверем».
Однако последние исследования показали: даже когда человек хочет дать себе серьезную физическую нагрузку и сжечь лишние калории, организм этому отчаянно сопротивляется, а «возглавляет» это сопротивление наша нервная система. Именно к такому выводу пришла исследовательская группа, возглавляемая Максом Донеланом и Джессикой Селинджер из канадского Университета Саймона Фрейзера. С результатами их работы можно ознакомиться в журнале Current Biology.
Профессор Донелан комментирует: «Результаты нашей работы прекрасно соотносятся с тем чувством лени, которое заставляет нас выбирать наименее трудозатратный метод выполнения любой задачи: мы выбираем наиболее короткую дорогу, предпочитаем сидеть, а не стоять.
Нам удалось обнаружить физиологическую основу этой лени, а также продемонстрировать, что даже во время таких привычных нам движений как ходьба, нервная система постоянно следит за количеством расходуемой энергии и оптимизирует движения для того, чтобы энергии тратилось как можно меньше».
В ходе эксперимента на участников надевалось специальное оборудование, напоминающее экзоскелет (внешний каркас, целью которого является увеличение физической силы человека). В данном случае экзоскелет выполнял другую функцию — он затруднял движение коленных суставов людей, причем интенсивность сопротивления движению можно было регулировать. Сначала участники эксперимента в течение 12 минут шли по беговой дорожке со скоростью 1,25 м/с с «выключенным» экзоскелетом. В этот период ученые фиксировали частоту шагов и интенсивность дыхания человека, а также затраты энергии. После этого опыт повторили, но на этот раз конструкция, надетая на ноги человека, уже мешала его ходьбе, причем сила сопротивления увеличивалась с увеличением частоты шага. Учитывая то, что скорость движения беговой дорожки оставалась прежней — 1,25 м/с — организм не сумел оптимизировать расходы энергии, сохранив прежний темп ходьбы и ширину шага.
Затем исследователи повторяли эксперимент много раз, изменяя степень сопротивления экзоскелета (однако на этот раз она оставалась постоянной и не менялась с изменениями темпа) и позволяя человеку самостоятельно выбирать скорость ходьбы и ширину шага. В результате работы выяснилось, что в течение нескольких минут людям удавалось «подобрать» такую ширину шага, чтобы их количество было минимальным, но в то же время позволяло сохранять требуемую беговой дорожкой скорость.
Помимо того, что «оптимизация» происходило очень быстро — за считанные минуты — организм совершал ее даже тогда, когда экономия энергии получала совсем незначительной, менее 5%.
Один из ведущих авторов исследования Джессика Селинджер комментирует: «Мы воспринимали наш эксперимент так, как будто мы помещаем испытуемых в новый мир новыми правилами, и все привычные движения, которые развились в ходе эволюции и в течение жизни человека, вдруг стали непригодными в условиях этого нового мира. Такое точное просчитывание и оптимизация энергетических затрат — впечатляющее проявление ловкости нашей нервной системы. Для того, чтобы быть таким ленивым, организму просто приходится быть чрезвычайно умным!»
Как утверждают ученые, их работа доказывает: не движения тела определяют энергетические затраты, а наоборот. Причина такого «движения сопротивления» энергетическим затратам может скрываться в далеком прошлом: появление первых теплокровных живых существ привело к увеличению скорости их обмена веществ, а значит, потребность в пище возросла. Очевидно, что доступ к еде у животных был не всегда, поэтому приобретение способности максимально экономить энергию было условием выживания. Однако как именно работает нервная система во время подсчетов расхода энергии, пока неясно — именно на этот вопрос исследователи собираются ответить в скором будущем. Ясно пока одно: пока мы старательно занимаемся в фитнес-клубе, стараясь сжечь как можно большее количество калорий, наш организм также старательно сопротивляется этому процессу, изо всех сил экономя энергию.