Такие активности, как езда на велосипеде, плавание, ходьба, походы или занятия на одном из множества тренажеров, которые вы найдете в современном фитнес-центре, включая беговые дорожки, эллиптические тренажеры, велотренажеры или степперы, помогают улучшить кардиореспираторную эффективность. Она обозначает способность легких поставлять кислород в кровь, а также то, насколько эффективно сердце может перекачивать эту оксигенированную кровь по всему организму. Поскольку эти типы упражнений помогают улучшить функцию кардиореспираторной системы, их обычно называют кардиоваскулярными упражнениями, или просто кардио.

Наша кардиореспираторная система отвечает за перекачивание оксигенированной крови к работающим мышцам и перемещение деоксигенированной крови обратно к легким. Однако есть одна вещь, которую следует учесть: любой вид физической активности, повышающий ваш пульс и перекачивающий оксигенированную кровь к работающим мышцам, может считаться видом кардиоваскулярного упражнения. Кроме того, любое упражнение, увеличивающее потребление кислорода, может помочь сжигать калории, что означает, что термин «кардио» точен, но неполон для описания упражнений, проводимых с целью повышения энергоэффективности.

Энергия не создается и не уничтожается, она переходит из одного состояния в другое. Энергия из макроэлементов, в частности жиров и углеводов, потребляемых в пищу, сохраняется как потенциальная энергия в мышечных клетках, печени и подкожном жировом слое, чтобы затем быть высвобожденной в виде кинетической энергии через мышечную активность. Метаболизм относится к химическим реакциям, необходимым для превращения жиров и углеводов в энергию, используемую для поддержки физиологических функций организма. Во время интенсивных тренировок, несмотря на усиленную работу сердца, мышцы, скорее всего, используют анаэробный метаболизм, который не требует кислорода для производства энергии.

Хотя для всех видов упражнений требуется, чтобы мышечные клетки метаболизировали энергию для обеспечения сокращения мышц, конкретные тренировки могут помочь вашему организму более эффективно производить энергию. Если целью упражнений является повышение способности поддерживать высокую рабочую нагрузку или отсрочка времени до утомления, то более подходящим термином является «метаболическое кондиционирование», поскольку в конечном счете мышцы становятся более эффективными в метаболизме энергии для поддержания физической активности в течение более длительных периодов времени. В дальнейшем термин «метаболическое кондиционирование» будет использоваться для обозначения упражнений с целью улучшения эффективного производства энергии.

Метаболическое кондиционирование или любое упражнение, повышающее ваш пульс, имеют массу преимуществ для здоровья человека. К ним относятся: улучшение работы сердца (способности перемещать кровь по телу), увеличенная плотность митохондрий, сниженный риск развития заболеваний сердца и снижение уровня холестерина и избыточного жира в организме. Такие упражнения могут помочь улучшить ваш общий уровень физической формы (Haff and Triplett, 2016). Существует три различных пути того, как мышечные клетки метаболизируют энергию для обеспечения сокращений: мгновенный, промежуточный и долгосрочный. Мгновенный путь включает ограниченное количество аденозинтрифосфата (АТФ), накопленного в мышечных клетках. Когда этот запасенный АТФ исчерпывается (а это происходит очень быстро), мышечным клеткам все равно нужна энергия, и им необходимо метаболизировать больше АТФ либо используя кислород в сочетании с жиром или углеводами (аэробный метаболизм), либо используя углеводы, которые не требуют кислорода для метаболизма в АТФ (анаэробный метаболизм). Про другие два пути мы поговорим в следующем разделе.

Низкоинтенсивные упражнения используют долгосрочный путь для АТФ, который преобладает в мышечных волокнах I типа, где жир и кислород метаболизируются в АТФ с использованием аэробного дыхания в клеточных структурах, называемых митохондриями. Промежуточный путь используется для умеренных и высоких уровней интенсивности упражнений, когда мышечные волокна II типа метаболизируют гликоген (форма, в которой углеводы хранятся в мышцах) – сначала в глюкозу, а затем в АТФ. Гликолиз, процесс метаболизма глюкозы в АТФ, может происходить как аэробно, так и анаэробно. Аэробный гликолиз – это процесс использования кислорода для метаболизма глюкозы в АТФ, который может привести к образованию примерно 36–39 молекул АТФ на одну молекулу глюкозы. Анаэробный гликолиз не требует кислорода для производства АТФ и может образовывать две или три молекулы АТФ на одну молекулу глюкозы. Именно это делает высокоинтенсивные упражнения энергоемкими (то есть они сжигают много калорий), поскольку одна молекула глюкозы дает всего две или три молекулы АТФ в результате анаэробного гликолиза. Во время тренировки используется намного больше гликогена, и этот гликоген должен быть восстановлен во время процесса восстановления после тренировки.

Гликолиз – и аэробный, и анаэробный – приводит к быстрому накоплению побочных продуктов, таких как ионы водорода, неорганические фосфаты и молочная кислота, что, в свою очередь, повышает кислотность крови и вызывает ощущение жжения в работающих мышцах во время высокоинтенсивных упражнений. Это ощущение мы часто связываем с усталостью. Высокоинтенсивные упражнения в основном зависят от анаэробного гликолиза, и в их результате производится множество побочных продуктов, вызывающих чувство боли или усталости во время активности. Усталость – это потеря энергии во время занятий спортом, которая может привести к низкой результативности. Тренировки с высокой интенсивностью, сфокусированные на анаэробном гликолизе, могут улучшить способность мышц производить АТФ и терпеть накопление метаболических побочных продуктов. Такие тренировки могут отсрочить наступление усталости и улучшить результаты. Постоянное высокоинтенсивное метаболическое кондиционирование может помочь улучшить общую физическую форму и способность восстановления после периодов высокой интенсивной активности.