Так как же работает ТВИ и какие изменения она производит?
Была проведена масса исследований различных форм ТВИ. Большинство из них были достаточно короткими (пара недель); некоторые длились месяцами. И до сих пор тщательно исследованы были лишь несколько сотен людей (хотя вскоре ожидаются результаты некоторых крупных исследований).
Тем не менее проведенные до настоящего времени исследования устойчиво показали, что:
Одной из причин того, что ТВИ дает большие изменения за короткое время, является эффект, оказываемый высокоинтенсивной физической нагрузкой на ваши митохондрии.
• ТВИ сделает вашу аэробную мощность выше за более короткий срок, чем стандартная физическая нагрузка.
• ТВИ улучшит чувствительность к инсулину быстрее, чем стандартная физическая нагрузка.
• Если вы хотите укрепить тонус мышц и потерять немного жира, ТВИ – это самый экономящий время способ достичь этого.
Давайте взглянем на научную сторону ТВИ и на то, как она на самом деле работает.
Митохондрии, или энергетические клетки
Одной из причин того, что ТВИ дает большие изменения за короткое время, является эффект, оказываемый высокоинтенсивной физической нагрузкой на ваши митохондрии.
Митохондрии – это главные энергетические станции организма. Их работа состоит в том, чтобы конвертировать сырье типа кислорода и глюкозы в маленькие блоки энергии, которые называются АТФ (аденозинтрифосфат). Таким образом, АТФ используется для подпитки вашего организма энергией.
Однако митохондрии гораздо значительнее этого. Как выразился Ник Лейн в своей книге Power, Sex, Suicide («Энергия, секс, самоубийство»), они являются «тайными властителями мира».
Несмотря на небольшой размер (миллиард может поместиться в песчинке), митохондрии – это великие турбокомпрессоры жизни, отвечающие за колоссальный ряд существ, обитающих сегодня на Земле, включая и нас с вами.
Митохондрии присутствуют в каждой клетке вашего тела, начиная от небольших количеств и до многих тысяч. Они не похожи ни на что другое, что есть в вашем организме, потому что обладают собственной ДНК, более приближенной к ДНК бактерии, нежели к человеческой. Они чужаки, пришельцы, кроме того, они принципиально важны для нашего существования. Их длинная и увлекательная история, я считаю, заслуживает небольшого отступления.
Если бы можно было отправиться в прошлое на несколько миллиардов лет назад, мы обнаружили бы совершенно другую Землю. Дни были бы короче, атмосфера была бы почти лишена кислорода, а континенты были бы совершенно неузнаваемыми. Не было бы никаких деревьев, растений, животных. В сущности, единственной формой жизни, с которой вы могли бы столкнуться, были бы лишь крошечные одноклеточные микробы. Эти микробы получали свою энергию за счет ферментации, расщепления сложных соединений, и процветали в анаэробной (лишенной кислорода) атмосфере древней Земли.
Затем, по прошествии примерно 2 миллиардов лет, появилось новое существо. Это был микроб с отличительной чертой, способной изменить все. Этот микроб приобрел способность использовать солнечный свет в качестве источника энергии. Это был микроб, который мог осуществлять фотосинтез.
К несчастью, в случае других микроскопических существ, которые тогда жили на нашей планете, генерирование энергии при помощи фотосинтеза приводило к высвобождению в качестве побочного продукта невероятно токсичного газа.
Новая порода микробов разработала еще более умный химический трюк – они научились превращать кислород, сильный яд, в энергию.
Сделавшие это микробы были далекими предками крошечных митохондрий, которые сейчас счастливо существуют внутри наших клеток. Благодаря им мы приобрели способность использовать кислород в качестве топлива.
За десятки миллионов лет уровни содержания этого токсичного газа повысились практически с нуля до 21 % от общего объема атмосферы. Это был самый ужасный выброс загрязнений, который когда-либо знал этот мир. Он привел к гибели множество различных форм жизни.
Побочным продуктом фотосинтеза, естественно, был кислород – и последствия повышения его содержания в атмосфере были настолько значительны, что тот период получил название кислородной катастрофы, или кислородного кризиса.
То, что сделали новые супермикробы, «изобретатели» фотосинтеза, – это использование солнечного света для расщепления воды (H2О) на кислород и водород. Они совмещали водород с углеродом, чтобы получать простые сахара, то есть пищу, а кислород просто высвобождали в атмосферу.
Хотя мы считаем, что кислород дает жизнь, на самом деле он невероятно токсичен. Он с жадностью вступает в реакцию с белками и энзимами, не позволяя им работать; это приводит к тому, что металл ржавеет. Если бы его уровень стал выше, чем он есть на данный момент, то деревья стали бы самопроизвольно возгораться.
Причина, по которой уровень кислорода просто так не возрастал, в том, что в конце концов новая порода микробов разработала еще более умный химический трюк – они научились превращать кислород, сильный яд, в энергию.
Сделавшие это микробы были далекими предками крошечных митохондрий, которые сейчас счастливо существуют внутри наших клеток. Благодаря им мы приобрели способность использовать кислород в качестве топлива.
К концу 12-й недели аэробная мощность у молодых мужчин повысилась на 15 % и в среднем они потеряли 2 кг (4,5 фунта) жира. Что радует, они потеряли много жира из кишечника (количество висцерального жира сократилось на 17 %) и набрали мышечную массу.
Также благодаря еще более далеким микроскопическим предкам мы можем производить энергию анаэробным способом, то есть без кислорода, хотя это и намного менее эффективный процесс. Поэтому, когда люди говорят о выполнении аэробных упражнений, они в действительности говорят о выполнении такой формы упражнений, которая в первую очередь зависит от производства митохондриями энергии.
Я подробно говорю о митохондриях, потому что их роль важна для понимания принципа работы ТВИ. Раз уж митохондрии производят энергию, тогда, если не вдаваться в детали, вам нужно их больше. Один из способов получить большое их количество – выполнять физические упражнения. По сути, хороший показатель эффективности режима тренировки – приведение к возрастанию митохондриальной плотности.
А это то, с чем, как представляется, ТВИ справляется особенно хорошо. Осуществление ТВИ приводит к производству большего числа активных митохондрий, чем это происходит в случае выполнения стандартной физической нагрузки. Это правдиво не только в отношении скелетных мышц (то есть мышц, которые позволяют вам двигаться), но и касательно сердечной мышцы (мышцы, дающей вам жизнь).
ТВИ делает сердечную мышцу больше и эффективнее. После выполнения ТВИ вашей сердечной мышце нужно меньше кислорода для осуществления такого же объема работы. Короче говоря, выполнение ТВИ делает сердце больше и сильнее.
Это важно, так как одним из главных страхов, связанных с ТВИ, является то, что она может запустить сердечный приступ или инсульт. На самом деле есть убедительное доказательство того, что ТВИ снижает риск его возникновения, а также помогает вам быстрее восстановиться после сердечного приступа.
Это перспективная, но все еще спорная область исследования, к которой я вернусь позднее.
Быстрые Упражнения и жир
Другое положительное качество митохондрий в том, что они сжигают жир. Поэтому, если ТВИ создает больше митохондрий, она должна приводить к усиленному сжиганию жира. Но каковы доказательства?
Хорошо, давайте вернемся еще раз к австралийскому исследованию, в котором 45 женщинам произвольно назначили либо ездить на велосипеде в умеренном темпе 3 раза по 40 минут в течение недели (см. страницу 55) либо выполнять 3 двадцатиминутные сессии повторно-кратковременной езды на велосипеде в более высоком темпе.
Женщин, определенных в группу высокой интенсивности, попросили чередовать 8 секунд быстрой езды на велосипеде с 12 секундами спокойной езды. Они начали с 5 минут, доведя их до 20 минут за сессию.
Спустя 15 недель физическая форма обеих групп стала лучше, что показало улучшение их показателей аэробной мощности, или VO2 max, но только группа высокой интенсивности потеряла некоторое количество веса. В среднем они потеряли 2,5 кг (5,5 фунта) – но в пределах этого среднего показателя было огромное количество различных вариаций. Некоторые женщины похудели на 8 кг (17,6 фунта), другие – совсем чуть-чуть. Те, кто потерял очень мало веса, изначально были худыми. Чем полнее была женщина в начале исследования, тем больше жира она потеряла к его завершению.
В то же время женщины, занимавшиеся обычной, умеренно интенсивной ездой на велосипеде, несмотря на то что они провели в два раза больше времени на своих велосипедах, набрали вес и стали слегка полнее.
Особенно хорошей новостью, полученной благодаря данному исследованию, было то, что женщины, осуществлявшие ТВИ, потеряли жир не только в области бедер, как можно было ожидать, но и в области живота. Сокращение количества брюшного жира сопровождалось снижением уровня инсулина на 31 % (натощак).
Если вам интересно, верно ли то же самое и в отношении мужчин, то научно-исследовательская группа провела похожее исследование, задействовав молодых мужчин с лишним весом. Они набрали 46 малоподвижных, имеющих лишний вес молодых мужчин (в возрасте около 25 лет) и попросили их выполнять по три 20-минутные сессии на велотренажере в неделю. Как и женщины, они должны были после быстрого разогрева совершить 80-секундный спринт, а потом спокойно крутить педали в течение 12 секунд. Идея заключалась в том, чтобы во время спринта попытаться сохранить темп их сердечного ритма в состоянии примерно 80–90 % от максимального уровня. В случае мужчин данного возраста это означало довести их сердечный ритм где-то до 160 ударов в минуту.
После 6 недель не произошло особых изменений в жировой ткани, что должно было сильно разочаровывать. Однако позже изменения появились и стали по-настоящему проявляться. К концу 12-й недели аэробная мощность у молодых мужчин повысилась на 15 % и в среднем они потеряли 2 кг (4,5 фунта) жира. Что радует, они потеряли много жира из кишечника (количество висцерального жира сократилось на 17 %) и набрали мышечную массу.
В сравнении с австралийскими женщинами, которые придерживались похожего режима, они гораздо лучше укрепили мышцы, особенно мышцы бедер. Также им удалось сделать это за меньшее количество времени, так как исследование шло 12, а не 15 недель.
В другом исследовании университета Онтарио (23) 10 мужчин и 10 женщин были произвольно распределены на группу ТВИ и группу длительных пробежек по 3 раза в неделю в течение 6 недель. В отличие от австралийских волонтеров, выполнявших 8 секунд интенсивной езды на велосипеде, после которой следовала 12-секундная передышка, эту группу попросили осуществлять по 4–6 рывков 30-секундного спринта с периодом четырехминутного восстановления между рывками.
В конце исследования спокойные бегуны потеряли немного жировой ткани, но те, кто занимался ТВИ, скинули в два раза больше, впечатляющие 12,4 % от их жировой массы. И сделали они это за какой-то небольшой отрезок времени.
Контрольную группу попросили размеренно бежать по беговой дорожке в течение 60 минут в ровном темпе, который поднял бы их сердечный ритм до 65 % от его максимального уровня.
В конце исследования спокойные бегуны потеряли немного жировой ткани, но те, кто занимался ТВИ, скинули в два раза больше, впечатляющие 12,4 % от их жировой массы. И сделали они это за какой-то небольшой отрезок времени.
Как увеличение силы ТВИ сжигает жир?
• Когда вы увеличиваете интенсивность тренировки, вы формируете метаболически активные мышцы, и, так как мышцы эффективны в деле сжигания жира, ваш расход суммарного ежедневного потребления калорий стремительно повышается. В основном это происходит потому, что ТВИ способствует производству мышечными клетками новых, более активных митохондрий – электростанций, превращающих жир в энергию и тепло.
Митохондрии сжигают жир не только когда вы тренируетесь, но и в течение некоторого времени после этого, пока ваши мышцы восстанавливаются.
• Метаболический стресс, вызываемый ТВИ, также ведет к сильному увеличению производства катехоламина – гормона наподобие адреналина и норадреналина, – который способствует значительно большему сжиганию жира. Как отмечают доктор Джон Бабрэдж и доктор Росс Лоример в своей книге The High Intensity Workout («Высокоинтенсивная тренировка»): «Адреналин и норадреналин повышаются на целых 1450 % вследствие высокоинтенсивной тренировки. Размер этой реакции гораздо больше той, что наблюдается в связи с равномерной физической нагрузкой типа бега трусцой или езды на велосипеде».
• Так почему же ТВИ приводит к потере жира в вашем животе? Ну, одна из причин в том, что в абдоминальном жире присутствует больше рецепторов катехоламина, чем в подкожном жире, поэтому, когда вы испытываете прилив катехоламинов в результате сильного всплеска ТВИ, они атакуют абдоминальный жир, повышая высвобождение жира из висцеральных запасов.
• Также катехоламины активируют бурый жир (смотрите информацию ниже), который сжигает, а не хранит энергию.
• Кроме того, высокоинтенсивная тренировка, как представляется, подавляет аппетит в том смысле, в каком малоинтенсивная физическая нагрузка этого не делает.
В отличие от обычного жира бурый жир содержит гораздо больше митохондрий, которые и делают его бурым. Больше всего бурого жира имеется у новорожденных детей и находящихся в зимней спячке млекопитающих. Он им нужен преимущественно для вырабатывания тепла. В отличие от более знакомой желтовато-белой жировой ткани, запасающей избыток калорий, бурый жир делает противоположное. Он сжигает калории. Находясь во «включенном» состоянии, бурый жир производит в 300 раз больше тепла, чем любой другой орган в теле.
Заметка о буром жире
Более 30 лет назад я посмотрел научный документальный фильм о чем-то под названием «бурый жир». В отличие от обычного жира, бурый жир содержит гораздо больше митохондрий, которые и делают его бурым. Больше всего бурого жира имеется у новорожденных детей и находящихся в зимней спячке млекопитающих. Он им нужен преимущественно для вырабатывания тепла. В отличие от более знакомой желтовато-белой жировой ткани, запасающей избыток калорий, бурый жир делает противоположное. Он сжигает калории. Находясь во «включенном» состоянии, бурый жир производит в 300 раз больше тепла, чем любой другой орган в теле.
Еще в 1980-х годах была надежда, что активация бурого жира станет одним из способов решения проблемы ожирения. Но на деле все оказалось не настолько хорошо. Хотя на протяжении определенного времени и было известно, что младенцы имеют запасы бурого жира в области лопаток, который помогает им поддерживать температуру тела (дети не склонны к дрожи), ученые не могли найти бурый жир у взрослых людей. Поэтому они решили, что бурый жир, должно быть, исчезает в младенчестве, как только перестает быть по-настоящему нужен. Интерес к бурому жиру упал. Позднее, благодаря развитию исследовательских технологий, он вернулся.
За последние десять лет исследователи, проводившие ПЭТ-КТ-сканирование, обнаружили следы присутствия бурого жира у взрослых людей, в частности в верхней части спины, со стороны шеи, в углублении между ключицей и плечом, а также вдоль позвоночника.
Информации немного, но достаточно, чтобы проводить дальнейшее изучение.
Оказывается, у женщин присутствует пропорционально больше бурого жира, чем у мужчин, и проще он обнаруживается у худых людей, нежели у полных, хотя исследователи до сих пор не уверены в причине этого. На данный момент признано, что бурый жир сохраняется в зрелом возрасте, а также то, что существуют некоторые способы его активации. Чего мы пока что не знаем, это того, насколько значительным может быть эффект его работы.
Высокоинтенсивная тренировка, безусловно, приводит к притоку такого гормона, как норадреналин, известного своими активирующими бурый жир свойствами. Воздействие холода также служит стимулом для бурого жира к сжиганию им немного большего количества калорий. Используя тепловизионные техники, ученые Королевского медицинского центра Ноттингемского университета показали, что погружение рук в ведро с холодной водой может запустить сжигающее калории действие бурого жира. Аналогичным образом тренировка на холоде может усилить жиросжигающий эффект – еще один повод, чтобы убрать термостат и выйти на прогулку холодным зимним вечером.
ТВИ и аппетит
Любая форма физической нагрузки приведет к сжиганию некоторого количества жира; но, как мы уже видели, если только вы не сократите количество принимаемых с пищей калорий, она не приведет к похудению.
Шведский стол – это популярный инструмент исследования, так как в данном случае люди предоставлены самим себе и не зависят от того количества пищи, которое им предлагают.
Так как же ТВИ влияет на аппетит?
В исследовании, проведенном в 2011 году, 15 страдающих ожирением французских мальчиков-подростков попросили несколько дней провести в обменной камере – комнате, оснащенной кроватью, телевизором, туалетом, велотренажером и более ничем. Ученым удалось по-настоящему внимательно пронаблюдать за тем, что именно делали мальчики и что происходило при этом с их обменом веществ.
В 8 часов утра мальчики входили в комнату и ели тщательно составленный для них завтрак. Через пару часов их просили совершать сессию либо высокоинтенсивной, либо низкоинтенсивной езды на велосипеде (у них был выбор: за одним днем «высокой» следовал один день «низкой» или наоборот). Вне зависимости от того, занимались ли мальчики низко– или высокоинтенсивной ездой на велосипеде, они должны были продолжать действия, пока не сожгут ровно 330 калорий.
По прошествии 30 минут после тренировки им предлагался обед в форме шведского стола, на который они набрасывались.
Шведский стол – это популярный инструмент исследования, так как в данном случае люди предоставлены самим себе и не зависят от того количества пищи, которое им предлагают. После обеда мальчиков побуждали сидеть сложа руки в течение оставшейся части дня, перед тем как съесть что-нибудь любимое с вечернего шведского стола. Затем они ложились спать.
Мальчики вели дневники, которые показали, что они как не заметили изменений в своем аппетите после выполнения разных уровней физической нагрузки, так и не изменили сознательно количество съедаемой ими пищи.
Тем не менее в дни, когда они осуществляли высокоинтенсивную езду на велосипеде, они ели значительно меньше в оба приема пищи, предлагаемой в виде шведского стола, чем после низкоинтенсивной тренировки.
В обед, к примеру, мальчики ели на 10 % меньше после высокоинтенсивной тренировки, чем после менее интенсивных занятий. Даже когда шведский стол был великолепным, они ели на 20 % меньше, чем в менее активные дни.
Вывод, полученный из этого исследования, согласуется с остальными исследованиями, которые обнаружили, что эффект высокоинтенсивной тренировки, оказываемый на аппетит, достигает своего пика спустя примерно 7 часов после одного подхода.
Поэтому создается впечатление, что ТВИ снижает аппетит, по крайней мере на некоторое время. К сожалению, эффект от ТВИ проходит. На следующее утро (через 20 часов после тренировки) мальчики ели такое же количество еды за завтраком, вне зависимости от того, тренировались они в предыдущий день или нет.
Ученые, проводившие это исследование, не полностью уверены в том, почему высокоинтенсивная тренировка подавляет аппетит. Они думают, что это может быть связано с тем влиянием, которое она оказывает на такие гормоны, регулирующие аппетит, как пептид YY, глюкагоноподобный пептид 1, или лептин. Они также признали, что «под вопросом остается то, может ли анорексический эффект ТВИ (анорексический в смысле потери аппетита) сохраняться в течение более длительной тренировки».
Итак, действительно ли ТВИ приводит к продолжительному подавлению аппетита? Коротким ответом будет то, что мы просто не знаем этого; достаточно длительных исследований пока проведено не было. Но результаты двух австралийских исследований, упомянутых мною ранее, длившихся в течение 3 месяцев и показавших значительное сокращение жира за счет ТВИ, дают возможность предположить, что это возможно.
Интересно, что другая группа австралийских исследователей установила, что чем выше интенсивность тренировки, тем дольше она подавляет аппетит. Они набрали двадцати-тридцатилетних мужчин с излишним весом и попросили их 30 минут ехать на стационарном велосипеде, 1 минуту интенсивно крутя педали, а затем в течение 4 минут крутя их в спокойном темпе.
Однако на этот раз упор делался на четвертый день, когда мужчины должны были пройти через более сложную получасовую версию ТВИ, крутя педали с максимальным усилием в течение 15 секунд, после которых следовала лишь 1 минута отдыха. Они назвали этот вариант версией очень высокой интенсивности, или ОВИ.
После каждой сессии мужчинам давалась жидкая пища, содержащая 300 калорий. Затем, спустя час, им предлагалась каша, и они могли съесть ее столько, сколько им хочется, пока не почувствуют себя достаточно сытыми.
Результаты, опубликованные International Journal of Obesity («Международный журнал по вопросам ожирения»), показали, что мужчины потребляли меньше калорий после высокоинтенсивной тренировки (621 калорию) и очень высокоэффективной тренировки (594 калории), чем после выполнения сессии умеренной физической нагрузки (710 калорий).
Чем выше интенсивность тренировки, тем дольше она подавляет аппетит.
Еще более ободряющим было то, что мужчины сообщили, что потребляли меньше калорий на следующий день после высокоинтенсивной тренировки (2000 калорий), чем после сессии умеренной нагрузки (2300 калорий) или отдыха (2600 калорий). Как я упоминал ранее, это дает возможность предположить, что после выполнения вами экстремально высокоинтенсивной тренировки эффект подавления аппетита длится дольше, вплоть до следующего дня.
Также была обнаружена значительная разница между состоянием крови волонтеров.
Например, после выполнения интенсивной тренировки уровень грелина – способствующего голоду гормона – был ниже, чем после более спокойных версий тренировки; кроме того, был повышен уровень лактата (молочной кислоты), который снижает аппетит.
Другим позитивным эффектом было то, что, хотя выполнение ТВИ требовало усилий, мужчины, как они сказали, получали удовольствие от более изнурительной версии упражнений.
ТВИ и гормоны голода
Одной из самых актуальных областей клинических исследований, когда дело касается похудения, является изучение гормонов, производимых вашим организмом для контроля аппетита и иногда называемых гормонами голода. К примеру, грелин – гормон, производимый клетками желудка, – как представляется, повышает аппетит, в то время как гормоны лептин и пептид YY (также известный как PYY) снижают его.
Многие исследования показали, что уровень грелина (я называю его ПРОЖОРЛИВЫМ гормоном) повышается до приема пищи и падает после того, как вы поедите. Когда вы худеете, средний уровень грелина также имеет тенденцию к повышению, заставляя вас есть больше и снова набирать вес, что весьма раздражает. Приступ бессонницы тоже повышает уровень грелина, именно по этой причине хроническое недосыпание может привести к набору веса.
Когда вы становитесь тучными, ваши клетки становятся нечувствительными к лептину, и ваш организм реагирует на это производством повышенного количества этого вещества.
Нам известно, что интенсивная тренировка понижает ваш уровень грелина. Но мы не знаем, как долго длится этот эффект и приспосабливается ли со временем к этому ваш организм. Также очень внимательно ведется изучение лептина. В отличие от грелина он снижает ваш аппетит. Воспринимайте его в качестве ХУДОГО гормона. Лептин производится жировой тканью и контролирует ваш аппетит путем воздействия на гипоталамус – ту часть мозга, которая подавляет сигналы голода. Одно время существовала надежда на то, что обычная инъекция лептина сможет подавить аппетит у пациентов, страдающих ожирением и – вуаля, жир просто начнет таять. К сожалению, все оказалось не так просто.
Вскоре исследователи обнаружили, что большинство тучных людей не испытывают дефицита лептина. Вовсе не испытывают. Часто они имеют невероятно высокий уровень циркулирующего в крови лептина. Судя по всему, когда вы становитесь тучными, ваши клетки становятся нечувствительными к лептину, и ваш организм реагирует на это производством повышенного количества этого вещества. В этом смысле он больше похож на инсулин, который тоже склонен к повышению, если люди начинают страдать от ожирения и их организм становится менее чувствительным к его эффекту.
Ученые, проводившие австралийское исследование, задействовавшее молодых, имеющих лишний вес женщин, результаты которого были изложены в предыдущей главе (см. страницу 55), обнаружили, что уровни лептина и инсулина значительно снижались, когда женщины, осуществлявшие ТВИ, худели и приобретали более хорошую физическую форму. У женщин, занимавшихся размеренной и низкоинтенсивной тренировкой, никаких изменений не было.
