Один из самых очевидных и наглядных результатов тренировок – развитие мышечной координации. При ходьбе в мышцах сокращаются лишь некоторые из волоконных пучков. При беге в работу включается все большее их число. Для максимальной эффективности пучки мышечных волокон должны сокращаться одновременно. Тренировкой синхронизация этих пучков достигается достаточно быстро, в свою очередь достаточно быстро повышая и скорость, и выносливость. Именно поэтому всего через неделю-две ежедневных тренировок катить на велосипеде в гору становится гораздо легче. Однако даже тренировками добиться одновременного сокращения всех пучков сразу невозможно – иначе от силы сжатия начнут ломаться кости. Скорее всего, именно полная синхронизация мышечных пучков позволяет спортсменам – а иногда и обычным людям – развивать сверхъестественную силу в моменты сильного стресса. Известно немало случаев, когда люди поднимали машину, придавившую жертву аварии, или когда спортсмен вдруг выдавал неповторимый результат, намного превышающий его личный рекорд. Однако синхронизация может быть и разрушительной. В 1995 г. один из участников состязаний за титул самого сильного человека в мире развил, борясь с соперником в армрестлинге, такую силу, что сломал собственную плечевую кость.

Кроме того, тренировки улучшают отработанные движения и способность к принятию решений. Метатель копья лучше понимает, когда отпустить копье; прыгун в длину – когда оттолкнуться, теннисист учится отбивать мяч в недосягаемый для противника угол.

Тренировки отодвигают порог наступления усталости, повышая силу и энергию мышц. В основном это происходит за счет изменений в сердечной и скелетных мышцах – улучшается доставка кислорода к мускулам и повышается КПД энергопроизводства. Улучшения в этих процессах можно добиться даже сравнительно несложными тренировками. Например, дистанция, которую человек способен пробежать, не падая от усталости, увеличивается через три-четыре недели регулярных тренировок более чем в два раза, а выносливость повышается еще разительнее. Спринтерские способности тоже улучшаются тренировками, однако происходит это в основном за счет возможности дольше бежать на максимальной скорости, чем за счет повышения самой скорости.

Самым кардинальным образом тренировки влияют на сердечную деятельность. У тренированного лыжного гонщика-олимпийца максимальный минутный объем сердца в два с лишним раза больше, чем у здорового, но малоподвижного человека того же возраста. Происходит это вовсе не за счет изменения пиковой частоты сердечных сокращений – она остается прежней. Зато повышается систолический объем (объем крови, перекачиваемый сердцем за один удар), тем самым позволяя сердцу спортсмена перекачивать больше крови за минуту, чем нетренированным собратьям. Как показала эхокардиография (метод ультразвуковой диагностики), у марафонцев сердце крупнее. С помощью регулярных аэробных упражнений размер сердца может увеличить и обычный человек.

На максимальную частоту сердечных сокращений тренировки не влияют, однако замедляют пульс в состоянии покоя. Происходит это потому, что при повышенном систолическом объеме сердце перекачивает прежний объем крови за меньшее количество ударов. Если у нетренированного человека пульс равен 70 ударам в минуту, то у ведущего спортсмена он может понижаться и до 50, и даже до 40 ударов. Чтобы понизить частоту сердечных сокращений в состоянии покоя, достаточно даже минимальных тренировок – например, пяти минут прыжков через скакалку ежедневно в течение месяца. Преимущество замедленного в состоянии покоя пульса состоит в том, что до максимального его учащения (около 200 ударов в минуту как у тренированного, так и у нетренированного человека) проходит больше времени. Таким образом, спортсмен повышает максимальный минутный объем и обеспечивает доставку к мышцам гораздо большего количества кислорода.

Влияют тренировки и на скелетные мышцы. В частности, повышается способность вырабатывать высокоэнергетичные молекулы АТФ. Увеличиваются запасы гликогена и эффективность метаболических процессов. В медленных мышечных волокнах, участвующих в нагрузках на выносливость, растет количество митохондрий, фабрик по производству АТФ, и развивается способность использовать жир в качестве топлива. В быстрых мышечных волокнах, работающих в спринте, сокращается накопление молочной кислоты при определенной нагрузке и повышается порог чувствительности к ее избытку. Увеличивается приток крови к мышцам обоих типов, повышается плотность капилляров, обеспечивая лучшее снабжение мышц кислородом. Растет мышечная масса, поскольку растут сами мышечные волокна, повышая мускульную силу. Однако изменения эти носят локальный характер, поскольку «накачиваются» отдельные, тренируемые мышцы. Когда я училась в Кембридже, мой колледж располагался в трех милях от центра города, и нас дразнили, что ежедневными поездками туда-обратно на велосипеде мы накачаем себе гигантские икры. Доля правды здесь есть, но крошечная (любители подразниться никогда не отличались наблюдательностью), поскольку от тренировок на выносливость мышцы растут весьма умеренно. Для того чтобы достичь геркулесовых пропорций Чарльза Атласа, нужна особая программа.

Как ни жаль, достижения от тренировок не вечны. Стоит прекратить тренироваться, и уже через несколько недель сердечный ритм возвращается к прежним показателям. Набрать форму гораздо труднее, чем потерять, и плоды месячных трудов исчезают за какую-нибудь неделю. Однако это не повод вовсе отказаться от спорта, наоборот, знак, что расслабляться нельзя (так я себя уговариваю, по крайней мере).

В отличие от индивидуальных результатов, которые можно повысить тренировками, общие физические способности закладываются генетически. Гены, влияющие на физическую подготовку, еще только выявляются. Первый доклад о таком гене был опубликован в журнале Nature в 1998 г. Этим геном кодируется ангиотензин-превращающий фермент (АПФ), необходимый для регуляции кровеносной системы. У каждого человека имеется по две копии данного гена – по одной от каждого родителя. Ученые обнаружили, что новобранцы, имеющие по две копии определенного типа (типа I) гена АПФ, могут удерживать тяжести в 11 раз дольше, чем обладатели двух копий типа D. Имеющие по одной копии каждого типа показывали средние результаты. Интересно, что различия эти проявлялись только после десяти недель физической подготовки – до начала активных тренировок никакой разницы в способностях новобранцев не наблюдалось. Альпинисты, которым удавалось спокойно забираться выше 7000 м без кислородного оборудования, тоже имели по крайней мере по одной копии гена АПФ типа I. Этот тип связан с повышенной активностью ангиотензин-превращающего фермента, однако почему он улучшает показатели после тренировок, пока неясно.

В конечном итоге предел скорости и выносливости зависит от физических свойств мышц и сердечно-сосудистой системы. Частота и сила сокращений сердца и скелетных мышц имеют определенные физические ограничения. Максимальная частота сердечных сокращений у молодого человека в хорошей форме составляет около 200 ударов в минуту, независимо от степени тренированности{28}. Этот предел объясняется тем, что время наполнения у сердца конечно, а сокращаться в полупустом состоянии сердцу нецелесообразно. И может даже закончиться печально. При мерцании желудочков сердце бьется бесконтрольно быстро и несинхронно. Большие камеры не заполняются, и, если сердце не удается встряхнуть и заставить биться в обычном ритме, человек умирает. Максимальный объем крови, который может перекачать сердце за один удар, тоже ограничен – размером сердца. Чем крупнее сердце, тем сильнее спортсмен, и именно в увеличении объемов сердца состоит одно из преимуществ регулярных тренировок.