К счастью, подобные заявления и становятся предметом исследования ученых.
Аналитическая база спортивной медицины начала формироваться в XIX веке: именно тогда сотрудники сферы здравоохранения впервые попытались определить универсальные факторы, влияющие на поддержание хорошей физической формы. Проблема стояла остро. По всему миру люди массово покидали деревни, отказываясь от образа жизни, подразумевающего физическую активность в течение дня. Медицинские эксперты сошлись во мнении, что новый, сидячий образ жизни горожан чреват проблемами для здоровья, но никак не могли достигнуть согласия по поводу того, какие именно виды физических нагрузок рекомендовать. Тем временем предприниматели и торговцы принялись рекламировать собственные методы. То был век гантелей и утяжеленных мячей, булав и эспандеров, всевозможных приспособлений и тренажеров. Целью же ученых стала разработка объективных стандартов, которые помогли бы им пробиться сквозь какофонию противоречивых рекламных заявлений и узнать, что действительно полезно. Программа физических нагрузок, составленная в результате этих исследований, могла бы помочь городским жителям улучшить здоровье, избежать усталости и жить с удовольствием.
К 1900 году ученые обнаружили фактор, который был назван жизненной емкостью легких (ЖЕЛ). Этот важнейший функциональный параметр отражал состояние дыхательной системы человека — казалось бы, хороший способ определения физической формы, ведь дыхание считалось основой метаболизма, а в прежние времена являлось символом человеческого духа и души. Ученые сравнивали глубокое дыхание с раздуванием огня — в теории оно должно было раздувать огонь метаболизма.
Желая найти точную величину, ученые установили, что ЖЕЛ равна максимальному объему воздуха, выдыхаемого человеком после того, как он сделает глубокий вдох. Выяснилось, что сидячий образ жизни ведет к уменьшению ЖЕЛ; активный образ жизни увеличивает ее. Вскоре ученые усовершенствовали измерения и придумали индекс жизненной емкости. Он высчитывался на основе соотношения веса тела и ЖЕЛ. В начале ХХ века атлеты стремились к тому, чтобы их индекс ЖЕЛ был высоким — это свидетельствовало о спортивном превосходстве.
Гун стал активным приверженцем этой системы измерений и заявлял, что занятия йогой влияют на физиологические показатели, увеличивая жизнеспособность организма. В узком смысле его утверждения были верны. Пранаяма действительно представляет собой мощную тренировку для легких, груди и мышц живота и улучшает гибкость грудной клетки. Естественный результат занятий пранаямой — более глубокое дыхание в обычной жизни. Вопрос в том, действительно ли способность глубоко дышать улучшает физическую форму.
У Гуна на этот счет не было сомнений. Он считал, что йога с ее доказанной способностью расширять легкие затмевает все остальные виды физической активности. И говорил об этом прямо. Вскоре после основания своего ашрама Гун заявил, что йога — превосходный способ «увеличить индекс жизненной емкости» и привнести улучшения во все аспекты жизни. По его словам, йога позволяла достичь «физиологического совершенства человеческого тела» — не улучшения, не развития, а именно совершенства. «Нет системы, более подходящей для этих целей».
К сожалению, в то время как гуру ухватился за понятие индекса ЖЕЛ, используя его как свидетельство превосходства йоги, ученые Европы и США начали отказываться от этого показателя, ссылаясь на его ненадежность, а возможно, и бессмысленность. К примеру, они отметили, что индекс ЖЕЛ у взрослеющего ребенка обычно падает между 10 и 20 годами, поскольку масса тела в этот период увеличивается быстрее, чем объем легких. Однако очевидно, что именно в эти годы отмечается значительный скачок в атлетических достижениях детей. Поэтому вопрос снова стал актуальным: от чего зависит хорошая физическая форма человека, и если подобный фактор существует, сможет ли наука найти способ измерить его динамику?
В 1920-х годах за решение этой проблемы взялись лучшие умы человечества. Звездное же открытие принадлежало Арчибалду В. Хиллу, английскому физиологу, который узнал, каким образом в мышцах расходуется энергия, и получил за это в 1922 году Нобелевскую премию.
Хилл, которому на момент вручения премии было 37 лет, носил подобающие британскому аристократу усы и был женат на Маргарет Невилл Кейнс, сестре экономиста Джона Мэйнарда Кейнса. Она занималась социальной работой и являлась автором статей, посвященных эксплуатации детского труда. У Хилла и Кейнс было двое сыновей и две дочери. Хилл, как позднее оказалось, был тогда в самом начале своей долгой и продуктивной карьеры. После исследования, удостоившегося Нобелевской премии, он обратил свой взор к смежной проблеме — изучению того, как мышцы снабжаются кислородом. Это была оборотная сторона той же монеты — только в данном случае предметом изучения стал приток энергии, а не ее расход. Вполне разумный ход для амбициозного ученого, интересующегося фундаментальными вопросами биологии.
Здесь стоит заметить, что у Хилла был личный интерес — он с детства увлекался спортом. В юности Хилл участвовал в соревнованиях по бегу, преодолевая две мили чуть более чем за 10 минут — впечатляющий результат для тех времен. В более зрелом возрасте он часто пробегал милю до завтрака.
Хилл с коллегами провели ряд экспериментов, призванных измерить точное количество поглощаемого кислорода. Полем для экспериментов стала беговая дорожка, поросшая травой. Бегуны дышали в прикрепленные к спинам емкости, после чего проводился анализ их содержимого.
Тщательные измерения показали, что при достижении определенной интенсивности тренировки уровень поглощаемого кислорода прекращал повышаться. Показатели оставались неизменными независимо от того, насколько увеличивалась скорость бега и как сильно бегуны перетруждались. Оказалось, существует некий невидимый барьер. Как мехам для раздувания очага, сердцу и легким удавалось разжечь внутренний огонь в организме, но до определенного предела, преодолеть который человек был не в силах.
В отчетах о новаторских исследованиях 1923 и 1924 годов Хилл с коллегами впервые употребили термин «максимальное поглощение кислорода», определив его как предел потребления кислорода в ходе физической активности при повышении нагрузок. Вскоре эта мера стала золотым стандартом в физиологии движения — единственным и самым важным фактором, определяющим эффективность спортивных нагрузок. Индекс ЖЕЛ тем временем отправился на свалку истории.
Какие же факторы влияли на максимальное поглощение кислорода? Как ни удивительно, возможность максимального насыщения организма кислородом не зависела ни от размера легких, ни от их эластичности. Глубина дыхания, особенности диеты, прием витаминов, режим сна, хорошая осанка, масса тела или высокий уровень гемоглобина в крови — все это оказалось неважным. Значение имел один основной фактор — размер человеческого сердца и его способность обеспечивать приток крови к мышцам. Одним словом, для достижения высоких результатов в спорте необходимо было иметь большое сердце.
Главный миф хатха-йоги — тот самый, который развенчал еще Гун, — гласил, что глубокое дыхание увеличивает содержание кислорода в крови, невзирая на относительную неподвижность тела и не слишком активную работу мышц во время занятий йогой. Хилл опроверг этот миф. Он доказал, что уровень кислорода обусловлен количеством крови, поступающей к мышцам. Максимальный уровень поглощения кислорода, как правило, выражался в литрах — профессиональные спортсмены показывали результаты в шесть, семь и даже восемь литров в минуту (до двух галлонов). Два галлона! Настоящий потоп в сравнении с иллюзорной струйкой, какой ее представляли себе йоги.
Хилл с коллегами с большим изяществом опровергли заблуждение изобретателей индекса ЖЕЛ и показали, что главным фактором, влияющим на максимальное насыщение организма кислородом, является работа сердца, а не легких. В современной медицине и физиологии движения максимальное поглощение кислорода обозначается аббревиатурой VO2 max. V означает «объем», О2 — «кислород», обычное сокращение, используемое в химии, max — «максимум». VO2 max используется по всему миру как лучший и единственный способ определить состояние сердечно-сосудистой системы и аэробную производительность.
В начале ХХ века ученых занимал вопрос, смогут ли тренеры и их подопечные поднять уровень максимального поглощения кислорода, чтобы повысить атлетические показатели. Ответ не заставил себя ждать: конечно смогут. Выяснилось, что регулярные аэробные тренировки увеличивают размер сердца, особенно левого желудочка — самой большой сердечной полости, которая отвечает за снабжение организма артериальной кровью. Чем больше был левый желудочек, тем больше крови, насыщенной кислородом, из расчета на один удар поступало к мышечным тканям. Ученые решили измерить этот показатель. Оказалось, что у профессиональных спортсменов минутный сердечный выброс почти вдвое больше, чем у нетренированных людей.
Любой человек, начинающий заниматься активным видом спорта, мог испытать на себе эти преимущества. Со временем исследователи пришли к выводу, что за 3 месяца интенсивных тренировок уровень VO2 max увеличивается на 15–30 процентов. За 2 года — на 50 процентов.
Это был настоящий прорыв. Десятки лет ошибок и заблуждений — и вот наконец ученые обнаружили надежный способ оценить физическое состояние человека.
Однако эта тема долго оставалась в тени — пока на сцену не вышел Кеннет Х. Купер. В прошлом профессиональный бегун из Оклахомы, а ныне врач, он работал на ВВС США и еще в начале карьеры придумал простой способ оценить VO2 max: измерить расстояние, которое человек способен пробежать за 12 минут. Благодаря тесту Купера военные получили возможность быстро измерить физическую подготовленность новобранцев. Стремясь популяризировать свое открытие, Купер придумал новое слово — «аэробика» — и в 1968 году опубликовал книгу под таким названием. В ее основу легли многолетние исследования, в ходе которых Купер выяснил, какие именно виды физических нагрузок лучше всего влияют на сердечно-сосудистую систему. Он обнаружил, что наименее эффективны в этом отношении комплексы, рассчитанные на увеличение мышечной массы, — гимнастика, силовые тренировки. На второе место попали командные виды спорта — гольф, теннис. А победители? Ими оказались тренировки на выносливость — бег, плавание и езда на велосипеде, а также активные командные игры — гандбол, сквош, баскетбол. Система Купера быстро завоевала популярность и побудила миллионы горожан встать с диванов и выйти на улицы. С 1970-х годов в моду вошел бег трусцой.