Бег – идеальное физическое упражнение, позволяющее широко изменять величину нагрузки на организм. Почему? При беге функционируют все самые большие группы мышц нашего тела: ног, туловища и верхнего плечевого пояса. В работу вовлекаются все важнейшие органы и системы организма, образуя слаженный ансамбль исполнителей своеобразной симфонии движения, симфонии жизни.

Источником энергии для мышечной работы служит расщепление особого вещества – аденозинтрифосфорной кислоты (сокращенно АТФ). Чем большую силу развивают мышцы и чем быстрее они сокращаются, тем с большей скоростью идет расщепление АТФ. Мышца представляет собой преобразователь энергии из химической формы в механическую. Взрывообразно расщепляясь, АТФ выделяет большое количество энергии, непосредственно передаваемой сократительным нитям мышечных волокон. Но запасы этого вещества в мышцах невелики, поэтому существует постоянная необходимость восстанавливать расщепляющуюся АТФ по ходу работы. Это происходит с помощью двух видов химических процессов – анаэробных, происходящих без участия кислорода (вызывающих быстрое утомление), и аэробных (дыхательных), в которых участвует кислород, поступающий в организм из окружающей атмосферы, – этот процесс обычно сопровождает любительский оздоровительный бег.

Аэробные процессы, связанные с окислением пищевых веществ до углекислого газа и воды, действуют более экономично, а главное – долго, поскольку в этих процессах могут использоваться не только энергетические запасы самих мышц, но и вещества, зарезервированные в других органах и тканях, например в печени, подкожной жировой клетчатке. Но для аэробных процессов необходим кислород, в мышцах его может хватать лишь на несколько секунд работы. Поэтому доставка кислорода к работающим мышцам осуществляется посредством легочного аппарата, сердца и системы кровообращения [46, Н. Волков, канд. биол. наук].

Поскольку энергию для мышечной работы дает в конечном итоге сгорание глюкозы, энергичная деятельность мышц требует выполнения трех условий: подачи глюкозы (топлива), притока кислорода для ее окисления, выведения обильно образующихся продуктов распада (шлаков). Понятно, что для этого в работу вовлекается весь организм:

• кровеносные сосуды мышц расширяются;

• открываются запасные капилляры, бездействующие в покое;

• сердце резко усиливает свою деятельность, направляя к мышцам повышенное количество крови;

• дыхательный аппарат начинает работать более интенсивно, доставляя в кровь больше кислорода;

• печень выделяет в кровь глюкозу, расщепляя резервный гликоген;

• повсюду усиливаются окислительные процессы;

• меняется обмен веществ (метаболизм);

• жиры начинают превращаться в углеводы;

• кровь, оттекающая от мышц, уносит с собой продукты распада, выделяющуюся углекислоту;

• к влиянию нагревающего микроклимата прибавляется мощное внутреннее теплообразование;

• за счет тепловыделений температура тела может подниматься у спортсмена после длительного бега, особенно летом, до 39° и выше, поскольку организм не успевает отдать тепло в окружающую среду.

Таким образом, все без исключения органы и системы изменяют свою деятельность при мышечной работе, которая, следовательно, представляет собой работу всего организма [52].

Основную нагрузку в беге несут мышцы, принимающие участие в отталкивании от грунта, то есть мышцы стопы. Интенсивный поток нервных импульсов, идущих от этих мышц, заставляет сердце и легкие бегуна работать с полной отдачей. Этому способствует также активность других групп мышц, участвующих в движении свободной, «маховой» ноги, поддерживающих в выпрямленном положении туловище и обеспечивающих координированные движения рук.

Мышцы стопы и голени, принимающие участие в отталкивании, – самые тренированные мышцы нашего тела, так как постоянно упражняются в процессе ходьбы. Эти мышцы хорошо справляются с увеличением нагрузки при беге, хотя для иных мышц такая работа была бы непосильной.

Высокая активность различных групп мышц при беге способствует энергичному кровообращению. Во время быстрых и сильных сокращений мышц при отталкивании кровь, содержащаяся во внутримышечных капиллярах, активно выжимается в венозные сосуды. Этот толчок, приданный току крови, затем подхватывается сокращением мышц бедра, участвующих в маховом движении ноги вперед. Ускорение венозного оттока крови облегчает деятельность сердца и улучшает поступление крови к работающим мышцам по артериям. Такой характер деятельности мышц ученые называют мышечным насосом. В беге мышечный насос действует с наибольшей эффективностью.

Ускоренное кровообращение во время бега способствует лучшему окислению запасных жировых веществ в мышцах. Поэтому не происходит образования излишних жировых отложений, которые затрудняют работу внутренних органов. Увеличение использования жировых веществ в тканях препятствует отложению холестерина на стенках кровеносных сосудов, а напряженность кровообращения поддерживает их высокий тонус [44].

В этой общей деятельности всего физиологического ансамбля при мышечной работе нервной системе принадлежит особая роль – не менее важная, чем роль самих мышц. Ни одно сокращение мышц не происходит без импульса из мозга. Непрерывным потоком бегут по нерву к мышце со скоростью 50–100 м/с электрические сигналы, и как только они прекращаются, прекращается и работа мышц. Именно эти импульсы, которых каждую секунду приходит 60–80, и вызывают серию «взрывов» АТФ в мышце.

Нервная система под влиянием обратной связи в виде импульсов, идущих из мышц, настраивает на рабочий лад все другие системы тела. Мозг посылает сигналы к сердцу, дыхательным мышцам, печени, надпочечникам. Все они включаются в работу. Именно мозг, его высший отдел – кора больших полушарий, делает мышечную работу человека целенаправленной. Работа скелетных мышц особенно тесно связана непосредственно с корой головного мозга. Если сердце и другие внутренние органы могут продолжать работу при поражениях коры мозга (например, в случае инсульта, кровоизлияния в мозг), то мышцы при этом становятся неуправляемыми, наступает паралич. Значит, именно кора мозга, ее лобно-теменная область, является основным двигателем, управляющим мышцами [52].

Бег оказывает на организм очень сильное действие, но его легко привести в соответствие с возможностями организма, произвольно регулируя скорость передвижения, длину и частоту шагов. Каждый здоровый человек может заниматься бегом. Для этого не существует каких-либо препятствий, необходимо только желание.

Бегущего человека заметит каждый, но то, что происходит у него внутри, скрыто не только от посторонних глаз. Часто об этих таинственных процессах не догадывается и сам бегун. А напрасно! Эффективность и безопасность тренировок значительно повышаются, если человек понимает происходящие в его организме процессы, связанные с бегом. В противном случае легко загнать себя в состояние с характерными болями и травмами.

Какие же внутренние процессы происходят в организме человека во время продолжительного бега? Об этом и многом другом пойдет речь дальше.