Человеческий организм, как и все живое на нашей планете, представляет собой биохимическую систему. То есть подавляющее количество разнообразных процессов, происходящих в организме, – это химические реакции со всеми свойственными им особенностями взаимодействия химических элементов, их зарядов, пространственных конфигураций молекул, с их скоростями и температурными режимами и прочими специфическими параметрами и характеристиками.

Сложный комплекс таких биохимических процессов обеспечивает надежное функционирование нашего тела в различных условиях благодаря тщательно выстроенной в процессе эволюции внутренней структуре физиологических механизмов и гибкой архитектуре их взаимодействия – включения-выключения, усиления-ослабления, взаимной зависимости и изолированности. Выделять в такой сложной структуре отдельные биохимические механизмы по тем или иным признакам необходимо только для глубокого изучения какого-то процесса. Для нас как неспециалистов достаточно представлять себе, что любое наше действие или влияние на нас внешней среды вызывает реакцию организма, изменяя параметры протекания не только основных, внешне проявляемых процессов, но и огромного множества незаметных и неконтролируемых сознанием второстепенных систем и механизмов.

Диапазон изменения параметров любых физиологических механизмов нашего тела удобно разделять на три части – рабочий, напряженный и аварийный. Рабочий диапазон параметров – штатная работа механизма в пределах имеющихся возможностей и своих внутренних ресурсов. Напряженный режим предполагает поддержание требуемых параметров на пределе своих возможностей с подключением внешних резервов. И аварийный режим функционирования задействует внешние механизмы, компенсирующие выпадающую поддержку параметров с одновременным отключением поддержки второстепенных функций вплоть до полного отказа данного механизма.

Для обеспечения функционирования многочисленных систем и механизмов во всех этих режимах требуется иметь необходимые запасы по ресурсам, по их функциональным возможностям и по дублирующим и/или страхующим компенсаторным механизмам.

В идеале при наличии достаточных ресурсов и отсутствии аварийных перегрузок организм может работать безотказно длительное время. Об этом нам говорит и современное определение старения как процесса накопления повреждений в системах и тканях организма. Если повреждений нет, то и организм не стареет, ведь его текущее состояние не отличается от предыдущих состояний в прошлом.

Сократить вероятность появления повреждений мы можем либо исключая аварийные перегрузки той или иной системы, либо повышая её возможности, расширяя диапазон безопасных значений параметров при работе в напряженном режиме. В фитнесе используют оба пути одновременно.

Итак, если коротко, то для длительного сохранения стабильной и надежной работы всех систем организма необходимо обеспечивать им достаточное количество ресурсов, избегать перегрузок и тренировать в напряженном режиме.

Под ресурсами человеческого организма мы понимаем:

– запасы химических веществ;

– структуру и схемы взаимодействия существующих систем и механизмов;

– потенциал развития систем и механизмов.

Химические вещества хранятся как в виде готовых к использованию субстанций, так и в виде полуфабрикатов или сырья, требующих дополнительную переработку. Поэтому объемы таких ресурсов определяются не только размерами хранилищ, но и мощностью подготовленных производственных цепочек, определяющих их транспортировку, преобразование и утилизацию. Часто это реализовано через специализированные системы и механизмы, некоторые из которых работают только с одним веществом и только в определенном состоянии. Недостаточная готовность этих вспомогательных систем может ограничивать использование имеющихся запасов в полном объеме.

Функциональная структура каждой системы, как и её потенциал развития, определяется наследственностью и условиями формирования в период роста. Чем более востребованной и ресурсообеспеченной была эта система в детстве, тем шире ее возможности и больше потенциал к дальнейшему совершенствованию.

Запасы ресурсов ограничены и по количеству и по качеству. Их распределение – это всегда баланс между затратами на содержание и ремонт системы и затратами на её развитие и адаптацию к новым нагрузкам.

Повышение уровня нагрузки на ту или иную систему увеличивает количество повреждений, требующих восстановления. С другой стороны, чем больше нагрузка, тем сильнее и дольше действуют стимулы механизма адаптации к новому уровню нагрузки. Оптимальной нагрузкой представляется такая нагрузка, при которой имеющиеся запасы ресурсов покрывают полностью и ремонт повреждений, и перестройку системы под эту нагрузку.

Очевидно, что адаптация не происходит, если нагрузка слишком низкая (недостаточное количество стимулов адаптации) или слишком высокая (не хватает ресурсов, которые потрачены на восстановление повреждений).

Кроме того, механизм распределения ресурсной базы организма определен эволюцией как весьма экономичный и всегда стремится к снижению запасов по внутренним резервам и функциональным возможностям систем, если их возможности и/или резервы используются исключительно в комфортной зоне привычных нагрузок. Это позволяет обходиться их меньшим количеством и более низким качеством, повышая выживаемость вида за счет упрощения систем и снижения расходов на содержание организма в благоприятных условиях.

Из излишков некоторых химических соединений формируются дополнительные резервы. К примеру, излишки по кальцию депонируются в костной ткани, излишки по энергетическим ресурсам накапливаются и сохраняются в жировой ткани, по объему которой, кстати, эволюционных ограничений нет. Видимо высококалорийное питание как фактор естественного отбора в процессе эволюции у нас ранее отсутствовало.

Перестройка биохимических систем и механизмов регулируется концентрацией специализированных белков-триггеров. Они определяют направление и скорость трансформации. Чем больше нагрузка на систему, тем выше концентрация таких белков, тем дольше такая повышенная концентрация сохраняется, тем глубже и масштабнее изменения. И, разумеется, тем больше ресурсов требуется на такую перестройку.

Снижение концентрации белков-триггеров также влияет на состояние системы. Чем ниже концентрация и чем более длительный срок она поддерживается, тем значительнее обратная трансформация системы, её деградация. Таким образом, состояние системы приводится в соответствие с текущими условиями пониженной нагрузки, и затраты на поддержание её работоспособности сокращаются.

Управление адаптационными процессами – это комплексный динамический процесс. Он никогда не останавливается и происходит на всех уровнях – от ионов и молекул до органов и систем. Сложная архитектура их взаимного влияния в настоящее время изучена поверхностно, и впереди у нас еще много удивительных открытий.

Нам же пока достаточно понимать, что механизмы адаптации – это мощный инструмент влияния на состояние организма на всех уровнях, а ключом к его управлению является нагрузка на ту или иную систему. Также отметим, что данный динамический процесс имеет биохимическую основу, а значит, связан с ресурсной базой как источником энергии и строительного материала, имеет невысокую скорость реагирования (по сравнению со скоростью распространения электрического потенциала) и ограниченный диапазон изменения параметров.

Это определяет характер нашего питания, механизм управления нагрузками и их распределение по системам.

Любую из огромного количества систем нашего организма можно определить через функциональность, диапазон изменяемых параметров и характер нагрузки. Для одних систем нагрузкой может быть механическая работа, для других – температура, для третьих – химический состав или концентрация каких-то веществ и так далее. Механизм управления параметрами, способ восприятия нагрузки, взаимодействие с другими системами и прочее для упрощения понимания оставим пока за скобками.