Достижения большого спорта

Природу побеждает тот, кто ей повинуется

Нас с младенчества приучали к мысли — терпение и труд все перетрут. Суворов сделал себя Суворовым. Косноязычный Демосфен не расставался с камушками во рту, когда оттачивал свою дикцию, и стал-таки великим оратором. В. Брумель, получив тяжелейшую травму, преодолел себя и вернулся в большой спорт. Главное — одержимость. До недавних пор мы не сомневались, что человек — его психика, его мышцы, его физические возможности — это мягкая глина, которая ждет скульптора. Любого, пусть даже самого себя. Упорными тренировками можно добиться всего.

— Да, правильный, систематический и настойчивый тренинг очень много значит в спорте, — говорит Валерий Борисович Шварц, член Правления общества спортивной медицины ЭССР, кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории школьной гигиены Таллинского НИИ эпидемиологии, микробиологии и гиены Министерства здравоохранения ЭССР. И все-таки иногда одной воли к победе мало, человек должен обладать еще и определенными природными данными, иметь необходимый наследственный багаж, чтобы вырваться вперед.

— Иногда! В каких же именно случаях! — интересуюсь я.

— Когда речь идет не просто о массовой физической культуре, об обычных соревнованиях, а о так называемом большом спорте, о небывалых выдающихся спортивных достижениях. По-видимому, некоторые из физических возможностей человека имеют свой индивидуальный, наследственно обусловленный потолок, выше которого спортсмен не в состоянии подняться. А это значит, что в иных видах спорта рекордсменом-олимпийцем нельзя стать, им, по существу, надо родиться. К такому выводу приходят многие исследователи, занимающиеся спортивной медициной.

Правда, как ни странно, генетика спорта пока еще во многом «терра инкогнита».

Большинство открытий здесь относится к биологии роста и морфологии развития человека. Твердо установлено, например, что рост, вес, телосложение наследуются.

Больше того. Предпринимаются попытки, и успешные, предсказывать рост человека уже при его рождении. Уметь предвидеть, много ли шансов у юного спортсмена сильно вырасти, набрать вес и изменить комплекцию,— великое дело. Ведь в некоторых видах спорта морфологические особенности спортсмена играют не последнюю роль: например, для баскетболиста большой рост — явное достоинство, а для гимнаста — досадная помеха, потому что, чем больше его габариты и чем дальше отстоит от земли центр тяжести тела, тем больше усилий ему приходится употреблять. Недаром бытует мнение, что японцам, скажем, именно их комплекция, в частности относительная низкорослость, помогает блистать в гимнастике. Зато в регби, где спортсмен должен обладать большой массой, процветают представители «крупногабаритных» народов, населяющих Старый и Новый свет. А для метателя молота, допустим, желательны не только тяжелый вес, но и некоторая, если так можно выразиться, короткорукость и коротконогость.

Как видите, морфология человека существенна в спорте, и все же это как бы первый, поверхностный из тех многочисленных слоев, которые хотелось бы вскрыть, чтобы по-настоящему .понять все составляющие рекорда.

И тем не менее даже олимпийских чемпионов мы больше всего изучаем именно в морфологическом и антропометрическом ракурсе, а профиль физиологический и психологический пока остается для науки куда более загадочным.

Между тем ведь олимпийцы не просто «гомо сапиенс», это «гомо олимпикус», по определению итальянского генетика Луиджи Джедды, то есть люди, как бы отобранные для этой роли самой природой. В них сконцентрировались ценнейшие и в известной мере идеальные качества рекордсмена, которые могли бы служить эталоном при спортивном отборе и спортивном тренинге. Каковы эти качества и насколько они наследственны, — вот в чем вопрос.

Сейчас, к сожалению, тренеры могут наверняка судить о возможностях спортсмена, когда он уже практически сложился, то есть вышел в перворазрядники или в мастера спорта. Как видите, довольно поздно. Я прочитал в одной журнальной статье о своеобразном исследовании, когда пятидесяти известным московским тренерам по боксу задали вопрос: какие качества, с их точки зрения, должны главенствовать у боксеров высокого класса, — все ответили по-разному. Одни назвали смелость, другие — выдержку, третьи — болевую устойчивость, правильно подобранные боксерки, и т. д. Это говорит о том, что тренеры действуют во многом интуитивно. Безусловно, интуиция — вещь неоценимая. Если она есть у наставника, — это прекрасно. Но хотелось бы иметь более объективные методы оценки.

— Выходит, генетики, которые пытаются сейчас найти устойчивое и консервативное в человеческой физиологии и психике, то есть диктуемое природой, а не жизненными обстоятельствами, тем самым как бы пробуют расставить вешки-ориентиры для тренеров и спортивных врачей! — тороплюсь я уточнить.

— Да, разумеется. Правда, едва ли можно допустить, что когда-либо будут найдены гены таланта, гены одаренности, поскольку поведение человека обусловлено не одним и даже не несколькими генами, а действием многих, как наследуемых, так и приобретенных свойств. И все это чрезвычайно трудно поддается анализу.

Однако выяснить механизм наследственной передачи ценных для спортсмена качеств, равно как и определить при помощи современных математических средств долю влияния наследственных факторов, — сегодня вполне реальная задача.

Возьмем такие существенные в спорте качества, как выносливость и скорость движений. Чего в этих свойствах больше — природного или наживного? Бесспорно, тренинг играет здесь первую скрипку! — воскликнут многие. Но тогда почему с начала века и до наших дней мировые и олимпийские рекорды в тех видах спорта, которые связаны с выносливостью и скоростью, изменились гораздо менее резко, чем в других,— ну, например, там, где от спортсмена требуются ловкость и глазомер? У метателей, скажем, за это время результаты улучшились приблизительно на 55 процентов, у бегунов на длинные дистанции — только на 12 процентов, а у спринтеров и того меньше — всего на 7 процентов. Согласитесь, такие факты заставляют усомниться, что в подобных качествах превалирует наживное. Как это проверить?

Генетика знает несколько методов, с помощью которых можно выявить наследуемое в человеке.

Один из них, предложенный и апробированный чуть более ста лет назад английским ученым Фрэнсисом Гальтоном,— близнецовый. Вот коротко его суть. Однояйцевые близнецы — те, кого из-за чрезвычайной похожести порой даже домашние путают, — совершенно идентичны по своим наследственным задаткам, а разно- яйцевые — не идентичны. Если сравнивать тех и других по какому-либо признаку и у однояйцевых обнаружится большое сходство, у разнояйцевых же, наоборот, расхождение, — значит, признак генетически обусловлен. Пожалуй, это один из самых экономных методов генетики: он не требует ни особенной подготовительной работы, ни широкого коллектива сотрудников, ни очень долгих, многолетних экспериментов. Потому-то он так широко используется современными учеными, в том числе и в Советском Союзе, и именно поэтому в нашей лаборатории предпочли его всем прочим.

Мы исследовали детей-двойняшек от 5 до 17 лет, причем выбрали таких, которые физкультурой и спортом активно не занимались, — хотелось иметь «чистый» фон, полностью исключить влияние подготовленности и тренированности. А интересовало нас прежде всего, какова у наших испытуемых физическая и спортивная работоспособность, поэтому ребята соревновались в беге, в прыжках в высоту и в длину, в ходьбе на лыжах, состязались, кто дальше кинет теннисный мяч. Проводили мы и специальное тестирование, которое позволяло выявить динамическую мышечную выносливость, частоту движений, силу кистей рук и множество других вещей. Ребята испытывали физические нагрузки, разные по мощности и по длительности, иногда приблизительные (когда, например, их просили 20 или 30 раз присесть), иногда строго дозированные, а экспериментаторы подробно изучали, как ведет себя их организм до испытаний, во время и после них. Мы старались провести универсальное исследование, не выпуская из поля зрения ни нейромоторных, ни вегетативных функций организма, ни морфологии. Почему опять морфология? Потому что нам хотелось проверить на близнецовых моделях, насколько наследственна активная масса тела человека.

— А что это такое! — спрашиваю у Шварца.

— Представим наше тело без жира — в нем лишь кости и мышцы, то это и будет активная масса. При обследовании близнецов она оказалась у однояйцевых двоен в большинстве случаев сходной, у разнояйцевых — различной, и это заставило нас сделать вывод: активная масса тела определяется не только характером питания, не только физической активностью человека, iho и генетически. А это очень важно, поскольку, как выяснилось не столь давно, физические возможности человека явно зависят от активной массы тела. Чем ее больше в организме, тем больше максимальное потребление кислорода работающими тканями и тем, следовательно, работоспособнее организм.

— Что понимается под максимальным потреблением кислорода!

— Известно, что человеку, как и прочим земным существам, жизненно необходим кислород — этот универсальный окислитель. Каждая клетка нашего организма требует бесперебойной доставки его, поскольку он участвует в различных обменных реакциях. А для этого нужен довольно мощный транспортный аппарат. Наша дыхательная система неоднородна. Помимо внешнего дыхания, которое не что иное, как газообмен между атмосферным воздухом и кровью сосудов легких, существует внутреннее дыхание — окислительные процессы, идущие внутри тканевых клеток. Когда говорят о максимальном потреблении кислорода (МПК), то имеют в виду это внутреннее, как бы итоговое, дыхание.

МПК — лучший показатель физического состояния человека. Он информирует, насколько эффективно дышит субъект, сколь надежно работают его сердце и сосудистая система, как функционируют все важнейшие органы. Предложенный несколько десятилетий назад скандинавскими исследователями, он по сей день позволяет наиболее цельно и объективно судить о физической и спортивной работоспособности человека. Неудивительно, что Всемирная организация здравоохранения рекомендовала учитывать и правильно определять этот показатель при массовых исследованиях выносливости. Чем большим МПК обладает человек, тем он работоспособнее. У спортсменов экстра-класса МПК вдвое, а порой и в два с половиной раза выше, чем у тех, кто не занимается спортом.

Что это — результат многолетних тренировок? Интенсивного отбора? А может быть, и того и другого вместе? Признаюсь, мы были почти уверены, что максимальное потребление кислорода — параметр изменчивый и весьма податливый: ведь сколько в мире выходит пособий со всевозможными упражнениями и рекомендациями, помогающими резко увеличить МПК! Но при обследовании максимального потребления кислорода однояйцевые близнецы неожиданно для нас продемонстрировали значительное сходство, а разнояйцевые — расхождение.

Неужели природное, унаследованное от родителей, превалирует? Не ошибка ли? Результат требовал дополнительной проверки, и мы взялись изучить, как ведет себя этот показатель у полутора тысяч школьников от восьми до семнадцати, лет, причем в каждую возрастную и половую группу включили не менее пятидесяти человек. Что же оказалось? МПК практически не меняется с возрастом! Кстати, подобное наблюдалось и при обследованиях школьников, предпринятых нашими столичными и японскими коллегами. Выходит, это действительно некая устойчивая индивидуальная константа, которая отражает генетическую конституцию человека.

— О чем это говорит и что из этого следует!

— Это говорит о многом. Прежде всего о влиянии генотипа на биоэнергетику нашей мышечной деятельности. Чтобы человек смог прыгнуть, ударить ногой по мячу, побежать, словом, совершить физическую работу, он должен быть обеспечен внутренней энергией. Она вырабатывается в его клетках при участии кислорода, который доставляется к тканям благодаря «молекулярному легкому» — так назвал гемоглобин известный английский ученый М. Перутц. В митохондриях, расположенных в клетках, сосредоточены основные окислительные реакции, в результате которых образуются богатые энергией соединения — потому-то биохимики и окрестили митохондрии внутриклеточными «энергостанциями». В этих «энергостанциях» постепенно, порциями, чтобы клетка не взорвалась, сгорают «оторванный» от различных веществ водород и кислород, и возникает энергия, которая преобразуется в химическую и аккумулируется в молекулах АТФ. Когда человек совершает, скажем, мышечную работу, происходит трата энергии, вернее, идет расщепление АТФ, и энергия из химической превращается в механическую, потом в тепловую, — недаром при больших физических усилиях выделяется много тепла.

А если кислород не поступает в клетки, означает ли это немедленную гибель?

Представьте себе, нет! Эволюция распорядилась мудро — она оставила определенный запас прочности тканям человека.

Иногда энергия образуется и без кислорода — анаэробно — из углеводов, благодаря их распаду, то есть гликолизу. Правда, это не так эффективно, поскольку окисление тех же питательных веществ в присутствии кислорода — аэробно — дает в 15—18 раз больше энергии, чем без него.

Однако в критические моменты бескислородная энергетика очень выручает. Мышцы, скажем, во время больших физических нагрузок, когда им перестает хватать кислорода, поставляемого кровеносной системой, прибегают к энергетической помощи гликолиза. Правда, это может длиться очень недолго, буквально считанные секунды. Вот почему спринтер пробегает с наимаксимальнейшей скоростью лишь сотню-другую метров — ведь в видах спорта малой продолжительности мускулы обеспечиваются энергией преимущественно без участия кислорода. Чем длительнее физическая работа, тем явственнее преобладает «кислородный» процесс. Оттого в тех видах спорта, которые требуют продолжительной физической нагрузки и, значит, выносливости, максимальное потребление кислорода играет решающую роль. Чем выше этот показатель у лыжника, у конькобежца, у марафонца, у бегуна на дальние и средние дистанции, у велосипедиста, у биатлониста и у прочих представителей циклических, то есть связанных с ритмичными движениями, «продолжительных» видов спорта, тем лучше.

Но раз МПК не наживной, а в значительной степени природный признак, то путем тренинга его можно увеличить на 20, от силы на 30 процентов — и только. Значит, спортсмену, обладающему заурядной максимальной аэробной мощностью, никогда не довести ее до уровня рекордсменов-олимпийцев, у которых она вдвое выше,и, следовательно, никогда не достигнуть олимпийских высот ни в одном из «продолжительных» видов спорта, где важен МПК, как бы он этого «и хотел, каким бы сильным характером ни обладал, какой бы совершенной ни была методика его тренировок. Пределы роста МПК лимитированы индивидуальным генотипом.

— Зато, наверное, в «коротких» видах спорта, активно тренируясь, можно добиться многого! Ведь в этих случаях, как вы говорили, мышцы получают энергию почти исключительно за счет анаэробных процессов,— замечаю я.

— Нет, вы неправы,— говорит Валерий Борисович Шварц.— Исследуя близнецов, мы убедились: мощность бескислородного механизма энергообеспечения мышечной деятельности тоже наследуется. Чтобы успешно выступать в «коротких» видах спорта, надо быть очень быстрым и очень реактивным, то есть обладать определенным типом нервной системы — от него зависят скоростные возможности человека. По-видимому, рекордсмены так скоры и так реактивны как раз потому, что нервмые процессы у них чрезвычайно подвижны, а это, в свою очередь, можно объяснить тем, что у таких «гомо олимпикус» молниеносно срабатывают бескислородные внутренние источники энергии: очень быстро происходит распад углеводов и расщепление АТФ и креатинфосфата — в результате совершается мгновенный двигательный акт.

— Какое практическое значение могут иметь те результаты, которые вы получили, исследуя близнецов!

— С моей точки зрения, на дальнейший рост достижений в спорте влияют три основных фактора. Во-первых, улучшается ли тренинг, в частности его методы и технические средства, и совершенствуется ли тактическая и психологическая подготовка.

Во-вторых, как быстро и эффективно спортсмены, получившие травму или заболевшие, восстанавливают свою форму. И, наконец, в-третьих, насколько верно оцениваются физические возможности человека, решившего серьезно посвятить себя тому или иному виду спорта. Как раз в последнем случае наши данные, полученные при изучении близнецов, несомненно, помогут (и, уже помогают) отыскивать среди начинающих наиболее одаренных и перспективных спортсменов.

Мы знаем теперь, что механизм снабжения мышц энергией — кислородный и бескислородный — находится под генетическим контролем, и каждый индивидуум по максимальному потреблению кислорода или по быстроте движений и реакции, по-видимому, доходит до свойственного ему предела, дальше которого уже не продвинется. Следовательно, энергетические критерии отбора в циклические, «короткие» .и «продолжительные» виды спорта достаточно надежны. А такие циклические виды — это сорок с лишним процентов всей программы зимних и летних Олимпийских игр.

Не так давно физиологи, спортивные врачи, тренеры, роясь в архивах, нашли медицинскую карточку школьника Паши Колчина и узнали из нее, что уже в девятилетнем возрасте он обладал потрясающим МПК, резко выделяющим его не только среди сверстников, а вообще среди спортсменов. Много лет назад не знали, насколько прогностичен этот локазатель, и не обратили на него особого внимания.

Бесспорно, Павел Колчин сделался знаменитым лыжником, олимпийским чемпионом и благодаря своим личным качествам, своей одержимости, и в силу каких-то жизненных обстоятельств, и не без стараний тренеров. Однако столь высокий МПК уже говорил об его энергетической незаурядности и о его соответствии типу «гомо олимпикус».

Сейчас у нас есть вполне конкретный выход в практику. Мы создали так называемое методическое руководство по отбору способных ребят в детские и юношеские спортивные школы. В таком руководстве даны, например, ускоренные способы определения МПК, разработанные сотрудниками лаборатории,— они позволяют просто и надежно измерять этот показатель в любых условиях. В нем говорится обо всех явно природных качествах, которые удалось обнаружить с помощью близнецового метода: о скорости движений, о мышечной силе, об устойчивости к недостатку кислорода, об активной массе тела и других,— и приводятся методы их быстрого определения.

Надо сказать, что работники республиканского спорткомитета, практикующие тренеры, эстонские спортивные медики не оставили без внимания те выводы, к которым мы пришли в результате наших исследований. Ученые Тартуского университета, под руководством профессора Виру, взялись за чисто практическую задачу — выяснить конкретные критерии отбора в большой спорт.

Однако речь идет не только об отборе, о выискивании талантов и уникумов, которые со временем могут стать олимпийцами, но и о спортивной ориентации. Производить отбор — значит как бы просеивать спортсменов через сито, оставляя среди занимающихся данным видом спорта только подходящих лиц. А ориентация преследует совсем другую цель — помочь человеку выбрать спортивное увлечение, которое бы больше всего соответствовало его физическим возможностям, складу характера, вкусам. Ведь если с детства прививать любовь, скажем, к бегу на дальние дистанции и это не противоречит тому природному, что составляет биологическую сущность данного человека, то всю жизнь он будет с удовольствием заниматься этим видом физической культуры. Или, например, мальчишка во что бы то ни стало хочет быть биатлонистом: все его друзья — биатлонисты и друзья друзей — тоже, и у них здорово получается. А мальчишка в биатлоне не больно силен, потому что у него МПК низковат, зато быстр, как ртуть, и реактивен — он прирожденный спринтер, а не биатлонист. Вот такого и надо настроить на спринт, помочь ему найти себя, вывести навстречу удаче, а не поражению.

Правильная ориентация рождает гармонию человеческих стремлений и человеческих возможностей. А когда такой гармонии нет, то начинаются разочарования в спорте, в самом себе, происходит ломка характера, а иногда и того хуже — рушатся судьбы. Постараться максимально развить в каждом природное, а не сражаться с ветряными мельницами, пытаясь переделать наследственное,— вот смысл наших генетических исследований.

Думается, правы были древние римляне, которые говорили: «Природу побеждает тот, кто ей повинуется».

Т. Торлина, специальный корреспондент журнала «Наука и жизнь» (г. Таллин.)

По материалам журнала «Человек и закон» № 6 1980 г.