Южноафриканка Кастер Семеня, специализирующаяся на дистанции 800 метров, – еще один пример того, как генетическая мутация может влиять на спортивные результаты. Ее особенность носит собирательное название «гиперандрогения». Причины его возникновения бывают разными, однако результатом всегда является избыточная секреция тестостерона. Тестостерон – гормон, регулирующий ряд процессов и присутствующий как в мужском, так и в женском организмах, но у мужчин его показатели значительно выше. Тестостерон отвечает, в частности, за мужские половые признаки и мышечную массу, поэтому для женщин с гиперандрогенией нередко характерны явно выраженные мышцы и избыточный рост волос на теле. Такое отклонение неопасно и встречается достаточно часто, но Семеня пришлось пережить немало неприятных эпизодов. Международная ассоциация легкоатлетических федераций (IAAF) посчитала несправедливым тот факт, что исключительных результатов Семеня добилась благодаря своей генетической особенности, и потребовала от спортсменки медикаментозной коррекции уровня тестостерона. Тем не менее требование IAAF было немедленно обжаловано в Спортивном арбитражном суде (CAS), постановившем, что подобное требование противоречит международным нормам[24].

Мы согласны принять даже самые крайние проявления генетически обусловленных различий, влияющие на спортивные результаты. Во-первых, заболевание или генетическая особенность возникают не по вине спортсмена, вынужденного переживать связанные с этим этические сложности, а во-вторых, никто, независимо от генетических особенностей, не рождается чемпионом. Одно дело – хорошие предпосылки, и совсем другое – научиться обращать их себе на пользу[25]. Кроме того, когда речь идет о выносливости и мышечной силе, существует еще один фактор, даже более важный, чем генетика, а именно, способность использовать, наверное, величайшее эволюционное достижение – невероятную способность человеческого организма приспосабливаться.

Милон Кротонский – один из наиболее знаменитых спортсменов античности. Он жил на побережье Адриатического моря (территория современной Италии) за 500 лет до нашей эры и с самого раннего возраста мечтал стать победителем Олимпиады в Афинах. Будучи юношей, он купил новорожденного теленка, которого таскал на плечах под палящим солнцем до тех пор, пока окончательно не выбивался из сил. Милон проделывал это упражнение ежедневно, год за годом. Теленок рос, но и Милон тоже, а когда теленок превратился в быка, Милон стал настоящим силачом.

Пример Милона еще раз доказывает, что человеческое тело способно приспосабливаться к внешним нагрузкам и что постепенное увеличение физической нагрузки укрепляет мышцы. Тренировка – это простой биологический механизм приспособления: если давать организму нагрузку, со временем он к ней привыкает. При этом нагрузку необходимо постепенно увеличивать, иначе этот эффект пропадет. Кроме того, между нагрузками организму необходимо отдыхать – в противном случае перенапряжение приведет к ухудшению показателей.

В целом принцип действия тренировок несложен: если достаточно часто бегать, то со временем сердце увеличится и начнет при каждом ударе перекачивать больший объем крови. Помимо этого, вокруг мышц станет больше мелких капилляров, так что приток кислорода к мышечным волокнам увеличится. Количество митохондрий (компонент клетки, в котором происходит синтез АТФ) тоже вырастет, так что общая способность тела вырабатывать энергию увеличится. В результате мы становимся более выносливыми и можем сохранять высокий темп бега дольше, чем до тренировок.

Так же дело обстоит и с силовыми тренировками. Если мы регулярно поднимаем тяжелые гири, мышцы привыкают к нагрузке, а их объем увеличивается – в основном потому, что существующие мышечные волокна увеличиваются в размерах, но также и благодаря образованию новых волокон. Нервная система также приспосабливается, так что вы приобретаете способность задействовать одновременно большее количество мышечных волокон, увеличивая таким образом и силу, с которой эти волокна сокращаются. Общим результатом этих процессов становится увеличение мышечной силы.

Эти механизмы достаточно простые, но тем не менее за последние 70 лет тренировка превратилась в настоящую науку. Профессиональный спорт развивается с невероятной быстротой, и теперь лучших от «почти лучших» отделяет уже не такая четкая грань, как в 1950-х. Основополагающие принципы тренировок изменились незначительно, но сейчас мы лучше понимаем, как можем избавиться от сдерживающих факторов, и поэтому тренировки стали намного сложнее, чем прежде.

Примером этого может служить тщательное планирование тренировок. До 1950-х тренировки проходили примерно одинаково, независимо от времени года. Тем не менее российский физиолог Лев Павлович Матвеев, проанализировав дневники советских легкоатлетов, тяжелоатлетов и пловцов, заметил важную деталь, характерную для победителей Олимпиад 1952 и 1956 годов: лучшие результаты показывали те, кто менял нагрузку в зависимости от времени года. На основании этих наблюдений Матвеев начал разрабатывать методику спортивных тренировок, основываясь на принципе периодизации. Он разделил год, отдельные сезоны и недели на несколько циклов с различной тренировочной нагрузкой и установил, каким образом при помощи так называемых круговых тренировок можно привести спортсмена в форму, которая обеспечит ему лучшие результаты на соревнованиях[26]. Так Матвеев усовершенствовал методику тренировок сперва в СССР, затем – в Восточной Германии, а потом и по всему миру. Расцвет спортивной физиологии пришелся на период Второй мировой войны. В это время были проведены исследования факторов, влияющих на выносливость и мышечную силу, а также изменений этих параметров в зависимости от возраста и пола и под влиянием заболеваний. Были разработаны приборы, измеряющие объем кислорода, потребляемого при физических нагрузках, и человечество ближе познакомилось с процессами, воздействующими на способность быстро бегать и поднимать тяжести. Помимо этого, ученые постепенно выяснили, каким образом организм приспосабливается к тренировкам и какие механизмы при этом работают. Главную роль в этих исследованиях сыграли научные сообщества Скандинавии и, в частности, такие ученые, как Пер-Улоф Остранд, Бенгт Салтин и Бьорн Экблум[27]. Благодаря полученным данным о реакции человеческого тела на физические нагрузки, методика тренировок также претерпела изменения. Усовершенствование основывалось на опыте, однако чем лучше мы понимаем особенности воздействия тренировок на организм, тем проще улучшать методы тренировки.

Выяснилось, например, что физиологический эффект тренировки на выносливость связан не только с главными факторами – в основном, со способностью сердца перекачивать кровь, но и с периферийными – в частности, со способностью мышц потреблять доставленный кислород. Некоторые факторы требуют тренировок, в которых нагрузка распределяется по-разному. Чтобы увеличить ударный объем сердца, необходимы интервальные тренировки с непродолжительными физическими нагрузками высокой интенсивности. Если же нужно, наоборот, повлиять на такие периферийные факторы, как количество митохондрий и капилляров в мышечных волокнах, для этого требуются более долгие, но менее интенсивные тренировки. Зная это, можно разработать индивидуальную программу тренировок, сочетающую различные методы и ориентированную на соответствующий вид спорта и данные конкретного спортсмена. При помощи напульсника возможно установить уровень лактата в крови во время тренировок и тем самым проверить правильность выбранных нагрузок с учетом желаемого результата.

Концентрация эритроцитов в крови также влияет на выносливость, но от тренировок не зависит. Тем не менее в этом случае можно прибегнуть к еще одному механизму приспособления: на формирование эритроцитов влияет атмосферное давление. При низком давлении, на больших высотах или в камере с разреженным воздухом (со сжатым воздухом) синтез эритропоэтина (ЭПО) увеличивается, и со временем это приводит к увеличению концентрации эритроцитов. По этой причине спортсмены, выступающие в циклических видах спорта, начинают тренироваться на больших высотах не только для того, чтобы акклиматизироваться перед соревнованиями, но также и для того, чтобы потом иметь преимущество на низких высотах, где поступление кислорода в организм выше.