на то, что ваше ощущение жажды не очень хорошо справляется со своей работой, не замечая, что вы теряете жидкость. Но физиологи показали, что жажда работает не так. Вместо того чтобы контролировать уровень жидкости, ваше тело контролирует «осмоляльность плазмы»[303] — концентрацию в крови мелких частиц, таких как натрий и другие электролиты. Когда вы в состоянии дегидратации, кровь становится более концентрированной, и организм реагирует на это, выделяя антидиуретический гормон, который заставляет почки начинать реабсорбировать (повторно поглощать) воду, что и вызывает жажду. В отличие от уровня жидкости в организме, осмоляльность плазмы очень строго регулируется: когда вы смотрите на правильную переменную, ощущение жажды (наряду с другими гомеостатическими механизмами, такими как антидиуретический гормон) не совершает ошибок.
Это означает, что на первый взгляд потенциально проблемное состояние, добровольное обезвоживание, на самом деле может быть нормальным с точки зрения организма. В исследовании 2011 года восемнадцать солдат южноафриканского спецназа[304] прошли почти 26 км с рюкзаками весом 25 кг (включая винтовки и запасы воды) при температуре 44°C. Им разрешалось пить столько воды, сколько хотелось, но, как и ожидалось, они потеряли в среднем 2,7 кг, или 3,8% изначального веса. При этом осмоляльность плазмы у них практически не изменилась. С точки зрения первичного датчика гидратации организма они были в отличном состоянии.
Отсутствие связи между жаждой и потерей жидкости на самом деле может быть эволюционным преимуществом, а не ошибкой. Согласно теории о человеке, «рожденном бегать», выдвинутой эволюционными биологами Деннисом Брамблом и Дэниелом Либерманом в 2004 году, способность бегать на большие расстояния по жаркой саванне дала нам решающее преимущество перед другими видами. Для этого нам нужно было уметь переносить временные периоды обезвоживания без серьезных негативных последствий, подобно герою документального фильма 2000 года — бушмену, представителю койсанов, охотнику Карохе Лангвейну[305], который гнался за антилопой 32 км через пустыню Калахари и довел ее до изнеможения. За четыре или шесть часов охоты при температуре значительно выше 37°C он выпил всего литр воды. Регулируя количество соли в поту, мы поддерживаем осмоляльность плазмы стабильной даже при потере воды. По крайней мере, некоторое время. Вернувшись к костру после окончания охоты, в течение нескольких часов мы приводим уровень воды в норму.
Есть еще один фактор, объясняющий, как нам удается переживать вроде бы экстремальные потери воды. Мы исходили из того, что, если вы теряете полкило во время тренировки, это означает, что вы потеряли пол-литра воды. Но это не всегда так. В исследовании участники — южноафриканские солдаты — выпивали дозу специально приготовленной «индикаторной» воды до и после похода. В ней некоторые атомы водорода заменялись атомами дейтерия (с дополнительным нейтроном). Это позволило исследователям точно измерить, насколько изменилось общее количество воды в организме во время похода. Результаты показали, что на каждые полкило потерянного веса количество воды, циркулирующей в организме, уменьшилось всего на 0,1 кг. Такая заметная разница помогает объяснить, почему солдаты не стремились пить больше.
По мнению исследователя Кейптаунского университета Николаса Тэма, отчасти это можно объяснить тем, что не весь вес, который вы теряете, приходится на воду. Во время длительных упражнений «организм использует жир, а также углеводы, — объясняет он, — и как только вы их сожгли, их больше нет». Во время химических реакций, участвующих в сжигании жиров и углеводов, образуются два основных побочных продукта: углекислый газ, который вы выдыхаете, и вода, прибавляющаяся к циркулирующей в организме жидкости. Еще важнее то, что организм хранит углеводы в мышцах в форме, которая задерживает около 3 г воды на каждый грамм углеводов. Эта вода не может участвовать в основных клеточных процессах, пока вы не начнете открывать запасы углеводов, поэтому организм распознает ее как «новую», когда она высвобождается во время тренировки. Десятилетиями этими факторами пренебрегали. Но в 2007 году британские ученые из Университета Лафборо подсчитали, что марафонец может потерять 1–3% массы тела[306] без чистой потери воды. Исследование с участием южноафриканских солдат, казалось, подтвердило эти оценки, как и исследование Тэма 2011 года. Его результаты не показали изменений в общем содержании воды в организме бегунов на полумарафонской дистанции, несмотря на среднюю потерю веса более чем на 1,5 кг. Этот эффект еще заметнее на более длинных дистанциях: данные, полученные в ходе забега на 100 миль (161 км) Western States[307], показывают, что обычно финишировавшие участники теряют 4,5–6,4% изначального веса, при этом поддерживая внутренний уровень гидратации стабильным.
При таком «обезвоживании» вы теряете вес, но это не влияет на производительность. Важно, как сильно вы хотите пить. К сожалению, почти все исследования проблемы гидратации после Второй мировой войны были проведены так, что отличить обезвоживание от жажды невозможно. Возьмем, например, исследование для армии США 1966 года, описанное выше. Оно показало, что обезвоживание организма на 2% приводит к сокращению времени до полного истощения на 22%. Чтобы достичь такого состояния, испытуемые сначала ходили до изнеможения по беговой дорожке, а затем провели шесть часов при температуре 46°C, чтобы стимулировать потоотделение, и все это до начала испытания с физическими нагрузками. В других исследованиях использовали мочегонные средства, чтобы спровоцировать обезвоживание, и в большинстве из них испытуемым запрещали пить во время физических нагрузок. Неудивительно, что в таких условиях выносливость участников снижается: помимо обезвоживания, они устают, испытывают жажду и, вероятно, сильно раздражаются.
Сравнивать разницу между состоянием полной гидратации и полного обезвоживания не так интересно, как разницу между состоянием, когда участник выпил столько, сколько хотел (достаточно, чтобы избавиться от жажды, пусть у него останется «добровольное обезвоживание»), и состоянием, когда он выпил некое заданное количество. Такова была цель исследования, проведенного в 2009 году в лаборатории Ноукса в Кейптауне[308]. В ходе исследования велосипедисты проехали серию из шести гонок на время по 80,5 км. В первом испытании они пили столько, сколько хотели, в остальных пяти им определяли разные уровни гидратации (от полного отсутствия воды до достаточного), чтобы полностью компенсировать потери жидкости с потом. Конечно, в состоянии гидратации производительность улучшилась: в трех испытаниях, где велосипедистам нужно было пить меньше, чем в первом, они ехали медленнее, чем в трех испытаниях с более высоким уровнем гидратации. Однако если сравнить производительность участников при том количестве жидкости, которое они выпивали, ориентируясь на собственное желание, и при большем количестве, то улучшений не наблюдалось. Похоже, с точки зрения производительности важно предотвращение жажды, а не обезвоживания.
Многие специалисты, ознакомившись с этим утверждением, сочли его спорным. Почти никто с ним не согласился, однако с момента первой публикации дискуссия постепенно сдвинулась. Метаанализ 2013 года, представленный в British Journal of Sports Medicine, приводит к выводу, что любые потери менее 4% «очень маловероятно ухудшат[309] [выносливость] в реальных условиях при физической нагрузке». Следовательно, спортсменов следует мотивировать пить столько, сколько им нужно для утоления жажды.
Однако, как бы убедительны ни были эти доказательства, концентрируясь на деталях осмоляльности плазмы и общего уровня увлажнения организма, мы упускаем более важный момент, о котором говорим на протяжении всей этой книги: важность любого основного физиологического сигнала частично зависит от того, как мозг воспринимает и интерпретирует его. «Когда вы пьете, вы воздействуете на чувство жажды, свое восприятие происходящего, психологию и мотивацию», — говорит Стивен Чойнг, велосипедист из Университета Брока и физиолог окружающей среды, с которым мы познакомились в предыдущей главе. Если вы застряли в неуютной тепловой камере и вам сказали, что можно выпить всего несколько глотков воды, ваша производительность, скорее всего, пострадает, независимо от того, обезвожен организм или нет. Чтобы обойти проблему, Чойнг решил попробовать вводить жидкость внутривенно группе велосипедистов[310]. Исследование проводилось с использованием двойного слепого метода[311]: ни испытуемые, ни ученые не знали, насколько обезвожен организм велосипедиста во время каждого заезда; сидящий за занавеской медработник контролировал количество физиологического раствора (если таковой имелся), поступающего в руку. Результаты показали, что в двадцатикилометровом заезде в полную силу на время, который следовал за полутора часами непрерывной езды в умеренном темпе в жару, даже трехпроцентное обезвоживание не оказывало никакого влияния на производительность.
Другие исследования показали, что сам акт глотания жидкости, в котором отказывали велосипедистам, участвующим в исследовании Чойнга, — хорошее средство борьбы с жаждой, повышающее производительность. В знаменитом исследовании Йельского университета 1997 года[312] испытуемые подвергались физической нагрузке в течение двух часов, чтобы довести себя до обезвоживания, а затем им позволяли пить и контролировали изменения ощущаемой жажды и уровня антидиуретического гормона — двух ключевых регуляторов осмоляльности плазмы. Затем испытание повторялось, но участникам вставляли трубку через нос в желудок, чтобы высасывать воду сразу после того, как она была проглочена. В результате и жажда, и секреция антидиуретических гормонов в обоих случаях уменьшались, вероятно, как реакция на ощущение стекающей по горлу воды. Потом эксперимент повторили, но с одним изменением: вода поступала в желудок через вставленную в нос трубку, испытуемые ее не глотали. И с точки зрения утоления жажды это оказалось менее эффективно, даже если воду не отсасывали из желудка.