Для спортивных ученых это была заманчивая перспектива. Мы уже убедились, что хорошо подготовленный спортсмен способен накапливать до 2500 калорий из углеводов; на марафоне бегуну весом 68 кг требуется около 3000 калорий[342], большая часть которых будет поступать из углеводов, при условии, что вы бежите на максимально возможной скорости. Это означает, что придется либо «дозаправиться» на маршруте (с этим тоже связаны определенные сложности), либо замедлиться. Между тем, нравится вам это или нет, мы тащим на себе по меньшей мере 30 000 (а большинство из нас ближе к 100 000) калорий жира[343]. Если, подобно велосипедистам Финни, получить доступ к этим запасам во время тренировки с умеренно высокой интенсивностью, можно достаточно долго двигаться, и проблема недостатка сна будет стоять гораздо острее, чем шанс «сдохнуть» во время гонки.
Однако практика показала несколько довольно важных моментов. У Финни было всего пять испытуемых, и результаты получились весьма вариабельны: один испытуемый увеличил время кручения педалей до полного изнеможения со 148 до 232 минут, а у второго оно снизилось со 140 до 89 минут. И, как признал Финни, ничто не прошло даром: в обмен на повышенную способность сжигать жир велосипедисты стали хуже использовать быстро сжигаемые углеводы на коротких спринтах, что привело к «серьезному ограничению способности участников эксперимента выполнять анаэробную работу».
В следующие несколько десятилетий, когда спортивные ученые по всему миру экспериментировали с различными протоколами адаптации к жирам, они регулярно сталкивались с этой проблемой. Наконец, в 2005 году в Университете Кейптауна[344] провели решающее исследование (соавтором которого был новоиспеченный адепт рациона LCHF Тим Ноукс). В ходе него велосипедисты проходили стокилометровый тест на время, включавший пять километровых спринтов и четыре четырехкилометровых; таким образом имитировался рельеф этапа Tour de France. Опять же, общая производительность во время эксперимента была неизменной на рационе с высоким содержанием жиров, но производительность во время спринта, то есть моментов, благодаря которым участники гонок выигрывают или проигрывают, снизилась. В сопроводительном комментарии руководитель отдела спортивного питания Австралийского института спорта и один из ведущих исследователей протоколов адаптации к жирам Луиза Берк назвала это исследование «гвоздем в крышку гроба» диет с высоким содержанием жиров в качестве средства, повышающего результаты. На следующий год Трент Стеллингверфф, учившийся тогда в аспирантуре Университета Гвельфа, показал почему: диеты с высоким содержанием жиров не просто увеличивают сжигание жира — они фактически подавляют потребление мышцами углеводов, снижая активность ключевого фермента, называемого пируватдегидрогеназой.
Значение запасов топлива с точки зрения пределов выносливости зависит, конечно, от того, что мы подразумеваем под выносливостью. Если вы хотите пройти или проехать максимально возможное расстояние, не уделяя особого внимания времени и не соперничая с другими, вам может быть и наплевать на пируватдегидрогеназу. В частности, если у вас нет возможности поесть в любой момент, например в экспедиции через Антарктику или в многодневной ультрагонке, где вы едите только то, что несете с собой, способность использовать жировые запасы может казаться важным преимуществом. Чем больше бензобак, тем дальше вы сможете ехать и тем реже нужно заправляться.
Но если выносливость для вас предполагает соревнования, где вы должны пробежать как можно больше за определенное время и счет идет на секунды, основная проблема, связанная с топливом, не в том, сколько его у вас, а скорее в том, за какое время вы его тратите. Как быстро мышцы сжигают топливо? Сколько времени мышцам нужно, чтобы получить доступ к различным источникам топлива, находящимся в разных частях организма? Как скоро вы сможете пополнить эти резервуары во время гонки?
В предыдущей главе я писал о режиме гидратации Хайле Гебреселассие во время забега, в котором он установил мировой рекорд: в 2007 году, пробежав Берлинский марафон за 2:04:26, спортсмен выпил около 2 л жидкости. Однако расписано было не только количество жидкости, но и пищи. Из объема жидкости, который он планировал выпить во время бега, 1,25 л были спортивным напитком (остальное — вода), а также он употребил пять спортивных гелей, получив в общей сложности 60–80 г углеводов в час. Это важная цифра, потому что ученые традиционно полагали, что 60 г в час (около 250 калорий) — почти максимальное количество, которое способен принять организм во время физической нагрузки. Количество ограничено из-за всасывания углеводов из кишечника в кровоток.
Но Гебреселассие воспользовался свежими на тот момент данными, показывающими, что если объединить два разных типа углеводов[345] — например, глюкозу и фруктозу, — то они проходят через стенки кишечника разными клеточными путями, которые действуют одновременно, позволяя организму поглощать до 90 г углеводов в час. Переваривать столько углеводов посреди гонки — задача не из легких, поэтому ученые из Nike, занимающиеся планированием двухчасового марафона, потратили так много времени, пытаясь помочь своим спортсменам, особенно Зерсенаю Тадесе и Лелисе Десисе, увеличить количество, которое их организм мог бы переварить во время тренировочных пробежек. Команда Nike также смешивала разные напитки, чтобы найти индивидуальные комбинации углеводов, приятные на вкус каждому и всасывающиеся с максимальной скоростью. Для остальных есть стандартные спортивные напитки с глюкозо-фруктозной смесью, например от PowerBar и Gatorade. Если вы можете переваривать более 60 г в час, при более высокой скорости всасывания можно избежать истощения запасов гликогена и дольше поддерживать более высокий темп, не доходя до предела своих возможностей.
Теоретически математика в основе подобного плана питания проста: количество калорий, которое необходимо потребить на дистанции, равно разнице между тем, сколько вы уже накопили в организме, и тем, сколько вы сожжете. Но на практике организм работает гораздо сложнее. Исследователи из Скандинавии недавно показали, что запасы гликогена в мышцах не только служат источниками энергии[346], но и помогают отдельным мышечным волокнам безотказно сокращаться. Это означает, что ваши мышцы слабеют, когда вы сжигаете запасы гликогена, истощая силы задолго до того, как у вас на самом деле закончится топливо. У мышц есть хитрый механизм самозащиты, полностью независимый от мозга. Примерно так же, как если бы максимальная скорость вашего автомобиля ограничивалась в зависимости от уровня топлива в баке. Более того, мышцы скорее сожгут часть гликогена, запасенного в них самих, прежде чем обратятся за глюкозой в кровотоке. С практической точки зрения это означает, что все напитки Gatorade в мире не смогут бесконечно спасать вас от усталости.
Но в других случаях спортивные напитки удивительно и почти необъяснимо эффективны. Если организм умеет создавать запас углеводов, достаточный для выполнения физической нагрузки в течение 90 минут и более, почему в ходе исследований обнаруживают небольшое повышение производительности от спортивных напитков во время упражнений, длящихся всего полчаса?[347] И почему они срабатывают почти мгновенно, задолго до того, как углеводы покинут желудок? Простой ответ — это эффект плацебо, и все их плюсы в нашей голове. Но это верно лишь отчасти.
Серия исследований специалиста по спортивному питанию, руководившего разработкой глюкозо-фруктозных смесей, Аскера Джойкендрупа показала, что спортивный напиток на основе глюкозы повышает результат в одночасовом заезде на велосипеде на время. Но когда велосипедистам начали вводить глюкозу в кровь (вместо того чтобы давать им напиток), ожидаемого повышения эффективности не наблюдалось. В 2004 году Джойкендруп и его коллеги попробовали другой подход: попросили велосипедистов подержать напиток во рту, а затем выплюнуть, не глотая[348]. Это сработало: само наличие спортивного напитка во рту оказалось важнее, чем его поступление в кровь и мышцы. Важно отметить, что эти исследования были плацебо-контролируемыми, вкус напитков не различался. Однако трудно отделаться от ощущения, что эффект плацебо всё-таки присутствовал, и многие ученые скептически восприняли полученные результаты.
Только в 2009 году исследователи из Бирмингемского университета разрешили споры, проведя исследование, которое подтвердило эффективность употребления углеводного напитка. В нем применяли функциональную магнитно-резонансную томографию[349], которая показала, что области мозга, связанные с подкреплением награды, загорались, как только испытуемым в рот попадали углеводы. Важно, что ни сканирование мозга, ни езда на велосипеде не дали никаких эффектов, когда напиток был искусственно подслащен, но положительный эффект вернулся, когда в него добавили мальтодекстрин — безвкусный и трудно определяемый углевод. Иначе говоря, сладкого вкуса сахара недостаточно, чтобы вызвать эффект. При этом во рту, судя по всему, находятся ранее неизвестные (и до сих пор не определенные) рецепторы, которые передают сигнал присутствия углеводов непосредственно в мозг. С точки зрения идеи «центрального регулятора» Тима Ноукса, мозг как будто высвобождает часть резервных возможностей, когда знает (или ошибочно считает), что на подходе пополнение топливом.
Эти результаты объясняют, почему углеводы дают толчок практически мгновенно и почему исследования показали улучшение производительности при нагрузках, длящихся всего полчаса. Есть еще одна деталь, которая демонстрирует, как сложен механизм управления мозгом: эффективность углеводных напитков зависит от того, насколько вы голодны. В исследовании 2015 года бразильские ученые попросили велосипедистов