Почему теория иногда расходится с практикой

 

kalashnikovdm

April 6th, 2013

Сразу оговорюсь, для чего пишу большинство моих постов, - не только чтобы поделиться своими умозаключениями, но и выступить популяризатором вопросов физиологии или анатомии, попытаться рассказать просто о сложном.  Понятно, что мысль иногда можно выразить гораздо короче, однако для кого-то может оказаться любопытным и полезным разобраться более дотошно с какой-нибудь «анатомической» или «физиологической» темой. Так что не судите меня за занудство, если «физиологические» рассуждения покажутся вам скучными, можете сразу перейти к завершению поста.

Итак, почему теория иногда расходится с практикой. Вот пример.

Разберем с точки зрения биомеханики нагрузку на большую грудную в двух упражнениях: в Пек-деке и жиме лежа или на квадрицепсы в разгибаниях ног в тренажере и приседаниях. Нагрузка на тренажерах при одинаковом количестве повторений и одинаковых усилиях теоретически получается больше.



Дело в том, что, при одинаковых движениях и одинаковой траектории (движение плеча вперед в поперечной плоскости в первых двух упражнениях или разгибание голени во вторых) на тренажерах внешняя нагрузка на мышцы сохраняется приблизительно постоянной, а в упражнениях со свободным весом меняется. Происходит это потому, что на тренажерах мы преодолеваем вращающийся рычаг, сопротивление которого все время направлено в сторону, противоположную нашему давлению на рукоятку этого рычага (или на упор - «валик»).  Таким образом, вращательное усилие (вращательный момент, или момент силы) на протяжении всего движения более-менее постоянно.

В упражнениях со свободными весами мы преодолеваем их силу тяжести, которая все время направлена вниз. При этом линия действия этой силы то отдаляется от сустава, то приближается к нему. Таким образом, меняется и нагрузка (вращательный момент), то увеличиваясь, то уменьшаясь.
Повторюсь: получается, что при работе на тренажерах нагрузка постоянна, а со свободными весами становится по-настоящему большой только на определенном промежутке траектории.

Однако на практике нам хорошо знакома ситуация, когда, выполнив после перерыва (или впервые) несколько подходов жимов или приседаний, наши грудные или квадрицепсы на следующий день (или через день) может буквально рвать от боли. Это свидетельствует о повреждениях мышечных волокон во время нагрузки, т.е. нагрузка была действительно велика. При работе на тренажерах такие же сильные болезненные ощущения вряд ли возникнут.

Думаю, дело здесь вот в чем. Нагрузка, среди прочего, зависит от того, насколько близко мы подобрались к состоянию отказа. Мы действительно больше не можем выполнить ни одного повторения или нам кажется, что мы не можем этого сделать? Думаете, это одно и то же? Ничего подобного.

Сейчас немного отступлю от темы, небольшой экскурс в физиологию утомления. В русском языке одним словом – «утомление» – называют совершенно разные явления. Во-первых, в физиологии это объективное снижение работоспособности и неспособность продолжать работу (преодолевать нагрузку) с должными характеристиками (интенсивностью, координированностью и т.п.). Происходит это по разным причинам: заканчиваются источники энергии, закисляется внутренняя среда мышечных клеток, нарушаются процессы управления мышцами в нервной системы и т.д.

В другом случае термином «утомление» будут называть субъективные ощущения дискомфорта, принуждающие нас прекратить движение, кстати, при том, что в мышце осталось много мышечных клеток,  еще  даже не приступавших к работе.
(Напомню: мозг, по мере того, как устают одни мышечные клетки, постепенно вовлекает в работу следующие.  Делает он это до той поры, пока не сочтет нужным прекратить работу мышц).

Несомненно, второе (ощущения) – следствие первого (объективные нарушения). Но не одно и то же. Объективное утомление как следствие гомеостатических изменений «включает» адаптационные реакции, среди которых и субъективное утомление, т.е. неприятные ощущения, вынуждающие нас прекратить работу до того, как мы окончательно не истощили энергетические ресурсы или вовсе - в буквальном смысле - не привели свои мышечные клетки к гибели в результате отравления побочными продуктами химических реакций энергообеспечения. Другой пример. Представьте: на вашу кожу начинает давить какой-то острый предмет. Сила давления нарастает. По мере увеличения силы воздействия появляются и нарастают болезненные ощущения. В конечном итоге они станут настолько сильными, что заставят нас отдёрнуть руку до того, как произойдет  травма.

Известно, что временной промежуток между сильным субъективным утомлением и объективной неспособностью продолжать нагрузку зависит от тренированности. Чем тренированнее человек, тем дольше он сможет терпеть нарастающее утомление (т.е. его мозг будет способен продолжать посылать импульсы в мышцы, вынуждая их работать).

Кроме того, мозг способен на проявление таких способностей в состоянии психоэмоционального стресса, сильного волнения, испуга, страха. Срабатывает древний механизм «сражайся или беги из последних сил! От этого зависит твоя жизнь!».

Теперь вернемся в начало статьи.  Гипотеза следующая: жим лежа и приседания с большим весом становятся теми «пугающими» организм ситуациями, которые понуждают двигательные  центры мозга продолжать посылать импульсы  в мышцы, заставляя «выдавить» еще одно (а то и два) завершающих повторения буквально за пределами сил. Организм, образно выражаясь, борясь за жизнь, изыскивает дополнительные резервы сил, чтобы не быть раздавленным тяжелым весом.

В тренажерах этого нет, мы прекращаем «борьбу» тогда, когда наши ощущения скажут нам: все, хватит. Но вот можно ли им верить?..

Как митохондрии заползли к нам в клетки... или почему я недолюбливаю йогу и бодибилдинг

 

kalashnikovdm

August 31st, 2009

Есть такие «штучки» внутри наших клеток – митохондрии. Или, как мы их часто называем – клеточные электростанции. В них происходит соединение жиров и углеводов с кислородом, в результате чего вырабатывается наше «топливо» - АТФ. Так вот, когда ученые изучали строение митохондрий, то с удивлением обнаружили, что они обладают собственной мембраной, собственными генами, могут расти и размножаться. Короче говоря, всё указывает на то, что митохондия – бывшая бактерия, которые когда-то проникла в клетку, да там и осталась. (То ли эта бактерия хотела напасть на клетку, то ли клетка хотела её съесть - история умалчивает). И не только осталась, а стала симбиотом клетки-хозяина, её органеллой.

Такими удивительными примерами насыщена вся биология. Все друг в друге живут, обеспечивая друг другу существование. Например, известно, что термиты строят свои термитники из, извините, продуктов своего пищеварения. Когда исследовали пищеварительную систему термитов, то обнаружили, что перевариванием древесины (пищи термитов) занимаются одноклеточные, активно перемещающиеся в желудке термита от одного кусочка пережеванной древесины к другому. Они называются миксотрихи. Если увеличить это существо, то можно увидеть, что двигательные реснички по её бокам – не что иное, как совершенно отдельные существа ещё меньших размеров. Точнее говоря, клетки, принадлежащие к семейству спирохет. Они стали «лапками» миксотрихов, питаясь, в свою очередь, крошками с её стола. И так далее (всё глубже и глубже, всё мельче и мельче). Всё живёт во всём. Всё живое более крупное состоит из живого более мелкого. И так до бесконечности.

Под таким углом зрения смотреть на жизнь непривычно. Мы (непосредственно) воспринимаем и осознаем действительность таким образом: вот я и вот все остальное. Стол, дерево, другой человек, муравей, слон. Из такого восприятия и осознания формируется ощущение отдельного от всего «я».  И часто не просто «я», а «я» любимый. И совсем-совсем отдельный от всего остального.

Перескачу ко второй части заголовка: почему я недолюбливаю йогу и бодибилдинг. И вообще, что между ними общего? А общее вот что: и то и другое способно исподволь выскочить из своей роли инструмента нашего физического и психического развития и, заполнив собой жизнь человека, переориентировать его на бесконечное совершенствование себя - любимого.  По настоящему важным остается только одно – Я.  Моя прелес-с-с-с-с-ть….

Кто же мы на самом деле? Отдельны ли мы? Самостоятельны ли мы? Вернусь в начало. Всё является просто органеллой чего то большего. Митохондрия – органелла нашей клетки, клетка – часть нас. А мы? Мы – всего лишь органеллы социума, биосферы. «Клетки», так сказать.  От нас зависит функционирование тех, чьей частью мы являемся. Других «клеток», соприкасающихся с нами (дети, родители, друзья, сослуживцы), этноса, человечества, биосферы. Только клетки, которые, по какой-то причине, вдруг стали обуянными гордыней, заболевшие эгоизмом.
Вот такие вот мысли вслух…

ЛИКБЕЗ ОБ АНТИДЕПРЕССАНТАХ

Неоднократно доводилось разговаривать с разными людьми о лечении депрессий и отвечать на определенные, фактически стереотипные вопросы. Именно на основании этих вопросов мы решили составить этот ликбез по пунктам.
1) Антидепрессант - это лекарственный препарат, основное действие которого состоит в улучшении патологически сниженного настроения. Не надо трактовать это понятие расширительно: пупырчатая бумага - это не антидепрессант, шоколад - не антидепрессант, водка - не антидепрессант. Виски тоже, даже если односолодовый и вы привезли его из duty-free.
1а) И даже ваши дети и домашние хомячки не являются антидепрессантами. Можете не присылать фотографии, мы и так верим, что они очень милые.
2) Антидепрессанты не вызывают зависимости. Более того, при длительном приеме они обычно действуют лучше, чем краткими курсами.
2а) Если кто-то рассказывает о том, что после отмены антидепрессанта вновь развилась тревога/подавленность следует задаться вопросом, не обострение ли это существовавшей ранее симптоматики.
3) Антидепрессант лечит депрессию не сразу, необходим прием в течение какого-то времени. При этом распространенная фраза о том, что любой антидепрессант начинает действовать лишь через две недели, является лишь устойчивым штампом - в клинической практике никто эффекта в течение двух недель ждать не будет, да и вероятность того, что антидепрессант, не действовавший 13 дней, на четырнадцатый день вдруг подействует, минимальна.
4) Суть действия большниства антидепрессантов - повышение уровня тех или иных медиаторов (серотонина, норадреналина и некоторых других) в синаптической щели.
5) Встречается по-существу совершенно анекдотическое объяснение того, что антидепрессанты не действуют сразу - будто бы они должны накопиться в ЦНС. Это неправда. Противопаркинсонические препараты с механизмом действия, сходим с антидепрессантами, действуют гораздо быстрее. Собственно антидепрессивный эффект не сводится лишь к повышению уровня медиаторов, это лишь вершина айсберга. Реальное антидепрессивное действие связано с долговременной модуляцией активности нейронов, являющейся следствием повышения их концентрации. Советуем почитать Стефана Шталя, работу которого можно найти в документах нашей группы.
6) Помимо основного антидепрессивного эффекта большинство антидепрессантов обладают большим числом побочных эффектов, как психотропных, так и действующих на остальной организм (соматотропных). Часто бывает так, что их наличие является благом или однозначным вредом для пациента лишь в определенном контексте. Так повышение аппетита на фоне терапии миртазапином является большой проблемой для молодых девушек, следящих за фигурой, но большим благом для истощенных больных с депрессией в онкологической практике. Стимулирующий эффект флуоксетина полезен для больных с астеническими и апатическими депрессиями, но недопустим при депрессиях с большой выраженность тревоги.
6а) Существует даже такое понятие, как лечение побочными эффектами антидепрессантов, так тот же флуоксетин можно назначать больным с астенией, а амитрипитилин больным с бессонницей, однако всякое такое решение нуждается в тщательном контроле со стороны врача во избежание лишних рисков.
7) Многие антидепрессанты обладают значительным противоболевым эффектом (в первую очередь, трициклические антидепрессанты и селективные ингибиторы обратного захвата серотонина и норадреналина). Этот эффект также реализуется не сразу. Следует понимать, что противоболевой эффект и антидепрессивный не параллельны друг другу. И если у вас ну прямо отличное настроение, только вот нерв болит, не надо объяснять доктору, что у вас нет депрессии, в случае назначения того же дулоксетина - доктор пытается лечить у вас именно боль.
8) Распространяемые в антипсихиатрической литературе слухи о повышении риска суицида на фоне терапии антидепрессантами представляется своего рода статистической уловкой. Мы не склонны отрицать, что больные на антидепрессантах совершают суицид чаще, чем в среднем в популяции, но ведь это фактически такая средняя температура по больнице. Антидепрессанты назначают больным с депрессиями и болевыми расстройствами, которые сами по себе являются значимым фактором суицида. Говорить о повышении риска суицида на фоне приема антидепрессантов можно лишь в том случае, если в исследование взять две группы больных с одинаковыми симптомами, требующими назначения антидепрессантов и одним не давать их длительное время, а другим соответственно давать. Вот тогда и можно будет говорить о повышении риска.
9) Антидепрессанты не вызывают эйфории или кайфа, точнее вызывают их крайне редко и в такой ситуации конкретный антидепрессант быстро отменяют. Здоровому человеку от приема антидепрессанта получить удовольствие довольно сложно. 

«Человек не печка» (с) — Подсчет калорий не нужен! ….или почему подсчет калорий нужен.

 

Для тех, кто свято верует в то, что человеческий организм не печка, что калории в нем не «сжигаются, что подсчет калорий не нужен, вреден, не полезен, публикуем пост Олега Терна, в котором очень тщательно разбирается вопрос, почему–таки человек–печка, и почему подсчет калорий это лучший способ похудеть.
Судя по последним данным некоторые базовые вещи, без которых подходить к диетологии — все равно, что проектировать космический корабль не имея представления о математике, не всем понятны. Некоторые этим даже гордятся, хотя я бы не стал. Для тех, кто хочет понимать, что отвечать, когда кто–то лихо и самозабвенно утверждает, что «человек не печка» традиционные многобукв.
В выпуске: Бек ту скул для тех, кто все проспал – огненное шоу с даблчизбургером, кокаколой и маленькой картошкой – наука снова победила безграмотность и невежество – синоптики отдыхают пока остальные худеют.

Для начала, пара моментов для тех, кто прогуливал физику с химией.
Первое – что такое главная фигурантка обсуждения.
Калория (кал, cal) — внесистемная единица количества работы и энергии, равная количеству тепла, необходимого для нагревания 1 грамма воды на 1 К (Кельвин – мера температуры) при стандартном атмосферном давлении 101,325 кПа.
Раньше калория широко использовалась для измерения энергии, работы и теплоты. Сейчас эта единица измерения используется главным образом в двух направлениях – для измерения количества тепла, произведенного или потребленного каким–то оборудованием, в основном в коммунальных хозяйствах (тепло батарей меряют в гигакалориях, следующей зимой можете пойти расспросить в ЖЕКе насчет того, достаточно ли тепла выдают ваши батареи, при упоминании калорий они обычно начинают нервничать); а также в знакомых нам вопросах – при подсчете калорийности продуктов и работы, совершенной человеком.
Еще один важный момент, который почему–то все упорно игнорируют – законы сохранения.
Это фундаментальные физические законы, согласно которым некоторое свойство замкнутой системы остается неизменным при каких–либо изменениях в системе. Самыми важными являются законы сохранения вещества и энергии.

Закон сохранения вещества утверждает, что вещество не создается и не разрушается; при химических превращениях общая масса остается неизменной. Общее количество энергии в системе также остается неизменным; энергия только преобразуется из одной формы в другую. (Есть еще законы сохранения импульса, электрического заряда и прочее).
Законы сохранения вещества и энергии не совсем точны – при некоторых условиях вещество может превращаться в энергию и наоборот, но к человеческому организму это не имеет отношения, по крайней мере пока он не попал в зону термоядерного синтеза, или же не разогнался до скорости света. Правда, некоторые сумасшедшие праноеды думают, что Е=МС2 это про них.
Дальше больше. Вспомним про межатомные связи в органических молекулах. Знаю, что до этого дочитали немногие, и они будут вознаграждены первой картинкой и словом, которое могло разрядить скучный урок биохимии – спирт. Давайте вспомним формулу спирта, любимого, этилового, того самого С2Н5ОН. Его молекулу можно представить двумя способами:

На второй картинке вы видите горизонтальные и вертикальные палочки – это те самые упомянутые межатомные связи, которые удерживают атомы в молекуле. В них заключена потенциальная энергия – если каким–то образом эти связи расщепить, например, сжечь спирт в присутствии кислорода с образованием новых молекул – углекислого газа и воды (СО2 и Н2О), то избыточная энергия вырвется наружу и будет выделена в виде тепла.
Несложно понять, что если на входе мы имеем молекулу спирта и три молекулы кислорода, а на выходе 2 молекулы углекислого газа и три молекулы воды (неизменное количество вещества), то и количество выделившейся в такой реакции энергии, как бы мы не извращались, будет одинаковым по закону сохранения. Что бы мы ни делали – вводили в реакцию катализаторы, сжигали спирт в печи или с помощью спичек, проводили многоступенчатые биохимические превращения – в любом случае, в этой реакции количество энергии выделится одинаковое.

Что же происходит с молекулой спирта в организме? Почитайте на досуге, полезно для общего развития и чтобы детям объяснять что такое алкоголизм. Спирт в организме превращается довольно сложно и в несколько этапов, но в конечном итоге расщепляется до воды и углекислого газа при участии кислорода. Так сколько же энергии может быть выделено в результате таких реакций? Столько же, сколько и при его сжигании в печи, столько, сколько может выделиться при расщеплении межатомных связей и образовании новых.

Итак, мы выяснили, что если какое–то органическое вещество сжечь до конечных продуктов – воды, углекислого газа и других веществ (например, окиси азота или серы, если жечь аминокислоты, в которых они содержатся) в присутствии кислорода, то выделяется какое–то количество энергии, которое можно измерять в калориях. Это количество определяется количеством межатомных связей, которые участвовали в процессе окисления – именно из них выделялась энергия, т.к. количество вещества остается неизменным (количество атомов – углерода, водорода, кислорода и т.д.). И во всех ситуациях, где бы ни происходило окисление молекулы, количество этой энергии выделяется одинаковое.

Для того, чтобы выяснить какое количество энергии (тепла) может быть выделено из этих молекул, в свое время действительно в печах сжигали при высокой температуре различные питательные вещества и узнавали сколько калорий будет выделено. Сегодня никто уже не сжигает гамбургер, кока–колу и маленькую картошку фри в печке, чтобы узнать сколько в них калорий – это весело, но ученые не только веселятся на своей работе, как многие думают.
Исследуемый продукт подвергают химическому анализу и выясняют, сколько в нем содержится белков, жиров, углеводов и других веществ. Так, количество белков определяют по белковому азоту (продукт в присутствии катализатора сжигают с серной кислотой и измеряют объем выделившегося аммиака). Сахара извлекают этиловым спиртом. Крахмалы растворяют в воде или в солевом растворе – т.д. и т.п. Зная же химический состав продукта, уже чисто арифметически вычисляют его калорийность, исходя из имеющихся по компонентам данных.

При этом, цифры приводят к тому количеству энергии, которое получается при окислении этих питательных веществ в организме – с учетом того, что не все догорает в нашем теле по полной программе. В результате получается, что в организме 1 г белка или углеводов дают примерно 4 ккал; 1 г жиров – 9 ккал (в печи эти цифры несколько отличаются).

Как вы можете заметить, разные по структуре вещества, приведены к одной системе измерения – калориям. А это значит, что мы можем оценивать человеческую бухгалтерию (приход/расход) используя всего лишь одну единицу измерения, и это уже будет довольно четко характеризовать систему в целом.
Теперь о сложностях, которые возникают во всей этой кухне – собственно, что должно иметься в виду, когда говорят заезженную банальность, что человек не печь и устроен сложно. Несколько примеров.

На переработку спирта в организме человека тратится энергия – как и на переработку белков, жиров и углеводов. И каждый из этих компонентов требует разных затрат – так, на переработку белка тратиться процентов на 10–20 больше, чем на переработку жиров или углеводов, поэтому энергии извлечь из белка удается меньше. А еще часть пищевых веществ не переваривается и не усваивается, и покидает наш организм транзитом, хотя на него тоже надо потратить энергию. Учесть даже эти несколько факторов довольно трудно. А есть и другие.

Наше тело тратит энергию на обогрев и на охлаждение. При чем оно одновременно греется и охлаждается. Например, летом мы не смотря на жару продолжаем греть тело, при этом тратим энергию на его охлаждение – потовыделение, дыхание и т.д. Если у человека тиреотоксикоз, то у него повышен обмен веществ, и он тратит на обогрев больше, чем другие люди. Однако, температура тела должна быть нормальной – поэтому и на охлаждение он тратит больше, существенно больше. Надо объяснять почему он будет худее человека с гипотиреозом, когда обмен веществ (отопление) наоборот замедленное? Если пример непонятен, то включите зимой кондиционер, откройте окна и отапливайте квартиру обогревателями хотя бы пару дней – а в следующий месяц получите сюрприз в виде счета за электричество.

Именно набор таких факторов (а их множество) и делает систему плохо предсказуемой. Один человек худеет на 2,5 тыс. калорий, а второй толстеет на 1,5 – парадокс? Вовсе нет, все можно объяснить – но гораздо сложнее предсказать.
Сложно, но можно – по крайней мере и профессионалы и просто опытные люди это делают вполне адекватно – по крайней мере лучше, чем гидрометцентр предсказывает погоду. За счет чего это возможно?

Выводы

Тело хоть и сложный механизм – но это не хаос, а управляемая система. И эта система настроена определенным образом на существование. Продолжая пример с отоплением и охлаждением можно сказать, что есть термостат, который это все регулирует – он находится в гипоталамусе и поддерживает примерно одинаковое состояние организма, в том числе вес. И предсказать его поведение тоже можно – по крайней мере в достаточно продолжительном временном отрезке, если резко не менять условия существования, эти настройки остаются довольно стабильными.

У нас нет адекватных механизмов оценки потраченных телом калорий (мы не можем посадить любого желающего похудеть в камеру, где определяется количество потраченной энергии, как это делалось для оценки разных видов нагрузки – интересно, как измеряли количество потраченных при сексе калорий, при свете или без?; а по таблицам получаются очень уж среднепотолочные значения) – зато мы легко можем сосчитать количество поступивших в тело калорий.

Если вес стабилен, то тело при текущем количестве калорий тратит столько же, сколько и получает. И у нас остается два простых пути – или мы держим калорийность рациона стабильной, но пробуем увеличивать/уменьшать траты калорий, в зависимости от наших нужд, либо, что проще, манипулируем количеством калорий, которые мы можем получить из пищи. Таблицы и расчетные величины нам в помощь – они созданы для того, чтобы мы как–то могли ориентироваться в выборе стратегии, но они не абсолют, т.к. не могут полностью предсказать поведение сложной биологической машинерии человека.

Источник СМТ