Что вы должны знать о митохондриях, и как это может изменить вашу тренировку.

Фрэнк Хорвилл.

1.    Митохондрии (отдельные и множественные) это субклеточные структуры, содержащиеся во всех клетках, в которых осуществляются реакции цикла Кребса и происходит перенос электронов. Цикл Кребса - это последовательность химических реакций, происходящих в митохондриях, в результате которых вырабатывается двуокись углерода и происходит ионизация атомов углерода - ионы водорода и электроны отщепляются от атомов. Этот процесс называется циклом трикарбоновых кислот (ТСА) или циклом лимонной кислоты. Митохондрии, которые в этом процессе забирают кислород, представляют собой энергетическую фабрику клетки и часто называются "аэробная печка". Это название они получили из-за того, что кислород и топливо соединяются в процессе выделения энергии, результатом которого является образование АТФ (аденозино трифосфорная кислота), которая присутствует во всех мышечных клетках. Клетка может выполнять работу только в результате выделения энергии, происходящего при разложении АТФ.

2.    Митохондрии нельзя увидеть невооружённым глазом или в обыкновенный микроскоп - для этого требуется электронный микроскоп. По форме они похожи на колбаски длиной всего несколько микронов.
3.    У митохондрии есть две мембраны - внутренние образуют гребешковую структуру, за счёт которой увеличивается внутренняя поверхность митохондрии. Каждая мембрана содержит слои молекул протеина и жиров. Респираторная система связана с протеиновым слоем. Процесс окислительной фосфориляции (производства клеточной энергии) связан с жировым слоем. Ферменты, работающие в цикле Кребса содержаться в цитоплазме - жидком наполнении внутренности митохондрии.

4.    Чем больше митохондрий у спортсмена, тем выше его выносливость. Причина в том, что это единственные клетки, в которых углеводы, жиры и протеины могут распадаться в присутствии кислорода, выделяя энергию для упражнения.

5.    Интерес к митохондриям возник в начале 1950-х годов, когда исследователи обнаружили, что в грудных мышцах и в крыльях цыплят содержится мало митохондрий, в то время как у голубей и диких уток обнаружена большая плотность этих мельчайших структур. То, что цыплята не могут летать, а голуби и утки напротив, известны своими достижениями в длительных перелётах, натолкнуло физиологов на мысль, что концентрация митохондрий тесно связана с аэробной производительностью.

6.    Было сделано поразительное открытие, что митохондрии обладают собственной генетикой, и все митохондрии в теле человека унаследованы от матери, а не от отца. Это происходит из-за того, что яйцеклетка имеет митохондрии, у спермы их нет. Это может казаться странным, так как яйцеклетка статична, а сперматозоиды известные пловцы, но они имеют столь малый размер, что митохондрия будет для них слишком большим грузом, чтобы донести его во время путешествия к яйцеклетке. Несмотря на широко распространённое мнение, наша способность к выполнению упражнений наследуется от матерей, а не от отцов. Таким образом, если у вас отец великий спортсмен или же напротив, никогда не занимался спортом, это не имеет большого значения, но если у вас мать имеет хорошие физические данные, то это большая награда.

7.    Первые попытки физиологов увеличить плотность митохондрий, осуществлялись через воздействие на эндокринную систему, и эти попытки имели определённый успех. Количество митохондрий возрастало вместе с ростом уровня гормона щитовидной железы - тироксина. Лабораторным крысам добавляли в пищу высушенную щитовидную железу, и это приводило к существенному росту размеров и плотности митохондрий в печени и в сердце. В качестве стимулирующего препарата тироксин был очень популярен в течение определённого времени, пока не было обнаружено, что избыточная концентрация этого гормона приводит к весьма нежелательным побочным эффектам.

8.    Джон Холосци, физиолог из Медицинской Школы Вашингтонского Университета в Сен Луисе обнаружил, что продолжительные упражнения приводят к увеличению количества митохондрий. Он заставлял одну группу лабораторных крыс бегать на тредбане по 2 часа в день с интенсивностью 50 - 75% от МПК в течение 12 недель, в то время как другая группа сидела безвылазно в клетках. В конце тестового периода Холосци обнаружил, что крысы за время выполнения упражнений увеличили количество митохондрий на 50 - 60%, и кроме того у них удвоилась концентрация "цитохрома С", вещества, находящегося внутри митохондрий, которое имеет огромное значение для выделения энергии в результате аэробных процессов. Цитохром С содержит один атом железа на моль и является энергетической станцией для аминокислот. Работы Холосци подтвердили, что методика Ван Аакена достижения выносливости посредством продолжительного медленного бега была совершенно обоснованной. Холосци продолжал свои исследования. Теперь одна группа мышей бежала в течение 10 минут в день, другая 30 минут, третья 60 минут в день и четвёртая в течение 2-х часов. Тренировка проводилась пять дней в неделю в течение 13 недель со скоростью 1,2 мили в час, что примерно 32 метра в минуту и 10 км за 313 минут. Это интенсивность примерно 50 - 60% от МПК для тренированной лабораторно крысы. Как и ожидалось, те, кто бегали 2 часа в день имели самое хорошее развитие митохондрий. Занимавшиеся 10 минут в день увеличили количество цитхрома С, на 16% больше по сравнению с группой нетренированных крыс, бегавшие 30 минут имели увеличение на 31%, бегавшие час - на 38% и бегавшие 2 часа - на 92%. В 1967 году эти результаты стали сильнейшим аргументом в поддержку методики длительно медленного бега. Работа Холосци получила ещё больше доверия, когда в тесте на бег "до отказа" крысы, тренировавшиеся по 2 часа, смогли бежать в хорошем темпе в течение 111 минут, в то время как тренировавшиеся по 10 минут продержались 22 минуты, 30 минутные продержались 41 минуту, тренировавшиеся в течение часа продержались 50 минут. Связь между работоспособностью и количеством цитохрома С была твёрдо установлена.

9.    Исследования Холосци с ликованием были приняты последователями методики Лидьярда. Его программа заключалась в постепенном увеличении объёма медленного бега до 100 миль в неделю, в течение 10 недель зимнего периода. Некоторые бегуны, например Дэвид Бедфорд доводили тренировочный объём до 200 миль в неделю, выполняя 3 тренировки в день. Однако у работы Холосци, при всех её достоинствах был существенный недостаток - она ничего не говорила о влиянии интенсивности бега на развитие митохондрий - все крысы бегали с одинаковой скоростью.

10.    Гари Дадли, сотрудник Нью Йоркского государственного университета в Сиракузах, в 1982 году исследовал влияние интенсивности выполняемой работы на рост числа митохондрий. Он провёл очень кропотливую работу - крысы бегали пять дней в неделю от пяти до девяноста минут в день, в течение 8 недель (на пять недель меньше, чем в эксперименте Холосци). Интенсивность бега варьировалась от 40% до 100% МПК. Дадли также провёл пионерское исследование, определяющее зависимость воздействия скорости и продолжительности упражнений на развитие различных мышечных волокон (быстрые волокна, аэробные быстрые волокна, медленные волокна). Результаты оказались следующими:

11.    Дадли подводит итог: "Для того, чтобы получить максимальный эффект роста митохондрий, нужно сокращать продолжительность упражнения, если его интенсивность возрастает".

12.    В 1950 году автор решил бегать через день по 2 мили в полную силу. В другие дни он бегал медленно по 6 миль. Скорость бега на 2 мили равна скорость на 3км (100% от МПК). Во время участия в эстафете от Портсмута до Саутхэмптона на предпоследнем этапе, ему удалось побить рекорд трассы. Естественно, тогда автор не знал об исследованиях Дадли, но позднейший анализ подтвердил, что тренировка со скоростью 100% от МПК приводит к великолепному улучшению спортивной формы. Итак, еженедельная тренировка включающая бег на 5км или на 3 километра в полную силу даёт максимальный эффект для развития митохондрий, что в свою очередь, приводит к увеличению МПК. Как другой вариант, можно разбить дистанцию на части и пробегать их со скоростью выше соревновательной.

   Тренировка с 5 км соревновательной скоростью:

   Тренировка с 3км соревновательной скоростью:

    Заметьте, что если на тренировке с 5км скоростью вы бежите 400м/80 сек, то на тренировке с 3км скоростью 400 метров пробегаются на 4-5 сек быстрее - в нашем случае 75-76 сек/400 м. Величайший британский бегун на средние дистанции Себастьян Коэ (12 мировых рекордов за 4 года, Олимпийский золотой и серебряный медалист) еженедельно тренировался со скорость 5км в течение зимы, а в летний сезон проводил тренировку со скоростью 3км и 5км (со скоростью 95% от МПК).

Фрэнк Хорвилл.