Чему атлетов могут научить "эксперименты природы"

Чтобы оптимизировать свое здоровье или перезагрузить свой тренировочный процесс, иногда нужно посмотреть за пределы спортивной лаборатории.

В своей авторской колонке Алекс Хатчинсон регулярно публикует данные исследований и верит в силу рандомизированных двойных слепых плацебо-контролируемых исследований. Конечно, кто-то может начать принимать новую пищевую добавку, потому что ему о ней рассказал друг, надеть самый новый гаджет, потому что логика подсказывает, что информация, которую он предоставляет, должна быть полезной, или начать следовать норвежской системе и делать пороговые тренировки, потому что именно эта система сделала Якоб Ингебригтсена очень быстрым. Но все мы хотим видеть убедительные научные доказательства, желательно пришедшие из многолетних исследований на больших выборках, синтезированных в мета-анализы.

Однако, по правде говоря, такой подход неизбежно оставляет много вопросов без ответа. Как можно провести исследование, в котором половина участников будет случайным образом пробегать по 160 километров в неделю в течение следующих 20 лет, а другая половина вообще не будет заниматься спортом. В результате многие из ключевых идей о том, как оптимизировать здоровье и улучшить результат, исходят из других источников, в том числе из данных новой статьи, опубликованной в журнале Comprehensive Physiology, которая называется «эксперименты природы». Физиолог из клиники Мэйо Майкл Джойнер и его коллеги провели анализ некоторых наиболее важных естественных экспериментов в истории спортивной науки, внеся важную поправку в культуру любителей рандомизированных испытаний.

Джойнер и его коллеги начинают с тонкого различия. «Эксперименты природы», по их терминологии, включают людей с редкими генетическими или приобретенными заболеваниями, которые проливают новый свет на то, как работает конкретная физиологическая система. «Естественные эксперименты», напротив, включают наблюдение за большими популяциями, которые подвергались воздействию каких-либо экологических или поведенческих стимулов.

Эксперименты природы

В 1951 году британский врач по имени Брайан МакАрдл описал случай 30-летнего пациента, который на протяжении всей своей жизни страдал от мышечной боли и слабости, которые развивались уже после 1-2 минут легких упражнений. Даже пережевывание пищи приводило к усталости его челюстных мышц. МакАрдл выяснил, что у пациента было редкое заболевание, теперь известное как болезнь МакАрдла, которое характеризуется тем, что человек не может расщеплять гликоген, форму хранения углеводов в мышцах и печени, до лактата.

Если вы хотите понять давно обсуждаемую концепцию лактатного порога, то люди, которые вообще не производят лактат, окажутся очень полезными. Первоначальная концепция «анаэробного порога», сформулированная в 1960-х годах, заключалась в том, что, когда ваши мышцы не могут получать достаточное количество кислорода, уровень лактата начинает накапливаться в крови, что (через несколько промежуточных стадий) заставляет вас дышать тяжелее. Но у пациентов с болезнью МакАрдла также наблюдалось резкое увеличение частоты дыхания сверх определенного порога, а лактат при этом у них вообще не вырабатывался, что заставило ученых переосмыслить эту концепцию.

В первоначальном исследовании 1982 года было всего четыре человека — такое исследование, от которого у многих может возникнуть соблазн отклонить его результаты, так как выборка слишком мала, чтобы иметь какой-то смысл. «Однако, — позже заметил ведущий исследователь Джеймс Хагберг, — в то время эти четыре пациента составляли 10 процентов от общей популяции больных болезнью МакАрдла в мире, описанной в медицинской литературе». Это были озарения, которые были возможны только благодаря небольшим экспериментов природы.

То же самое верно и для многих других тем. Джойнер и его коллеги упоминают Ээро Мянтюранта, финского чемпиона по лыжным гонкам, у которого был редкий генетический вариант, приводящий к заоблачным уровням гемоглобина (о чьей истории вы можете прочитать в книге Дэвида Эпштейна «Спортивный ген»), а также различные исследования идентичных близнецов, которые изменили наше понимание типов мышечных волокон и связи между физическими упражнениями и составом тела. Даже исследования спортсменов мирового уровня попадают в эту категорию: они — причуды природы (и воспитания, конечно), чья нестандартная физиология проливает свет на то, как работает наше тело. Но вы не можете рандомизировать людей так, что какая-то часть из них, став олимпийскими чемпионами, позже явилась в вашу лабораторию для тестирования.

Естественные эксперименты

Майкл Джойнер считает, что классическим примером естественного эксперимента является исследование работников лондонского транспорта, которое часто называют отправной точкой современных исследований физической активности и здоровья. Британский эпидемиолог Джереми Моррис собрал данные о 31000 работников транспорта, сравнив две номинально схожие группы: тех, кто водил лондонские двухэтажные автобусы, и кондукторов, проводивших свой рабочий день, поднимаясь и спускаясь по лестнице автобусов, собирая плату за проезд. Результаты, опубликованные в 1953 году, показали, что кондукторы примерно в два раза реже умирали от сердечно-сосудистых заболеваний, чем водители. Эти результаты являются одними из первых крупномасштабных данных, показывающих, что физические упражнения полезны для вашего здоровья.

Другой известный естественный эксперимент — это исследование, проведенное в 1956 году гарвардским исследователем питания Джином Майером среди сотен рабочих на заводе по переработке джута в Индии. Он разделил рабочих на 13 категорий: от сидячих клерков и руководителей до закройщиков, носильщиков и кузнецов, выполняющих очень тяжелую физическую работу. Затем он оценил их вес и ежедневное потребление калорий.

Результаты, представленные ниже, требуют некоторого пояснения. Классы рабочих расположены от "наиболее сидячих" (слева) до наиболее активных (справа). Масса тела отложена по левой оси, потребление калорий по правой оси. Если вы посмотрите только на правую часть графика, всё станет понятным. Чем тяжелее физическая работа, тем больше калорий потребляют рабочие, а их вес остается примерно одинаков. Это позволяет предположить, что увеличение потребления калорий уравновешивает возросшую рабочую нагрузку.

Но в левой части графика эта концепция становится шаткой. Самые "сидячие" сотрудники на самом деле едят больше, чем кто-либо другой, и, как следствие, весят больше, чем кто-либо другой на заводе. Вот эти данные:

Один из способов интерпретации этих данных заключается в том, что ваш аппетит естественным образом заставляет есть столько, сколько нужно вашему телу, но только выше определенного порога физической активности. Если вы ведете малоподвижный образ жизни — ситуация, неизвестная на протяжении большей части истории эволюции человека, — то механизм регуляции аппетита больше не работает должным образом. Это согласуется с идеей о том, что связь между физическими упражнениями и массой тела заключается не столько в сожженных калориях (вы, вероятно, знакомы с удручающей статистикой о том, сколько километров вам нужно пробежать, чтобы "сжечь", скажем, порцию мороженого), но вместо этого помогает убедиться, что аппетит соответствует вашим энергетическим расходам.

Конечно, потеря веса и физические упражнения по-прежнему являются спорными темами, даже спустя почти 70 лет после джутового исследования Майера. Его выводы не решили этот вопрос раз и навсегда, и то же самое верно для большинства естественных экспериментов, которые обсуждают Джойнер и его коллеги. Но их более широкая точка зрения заключается в том, что эти типы нестандартных экспериментов добавляют нам новых знаний, причем делают это теми способами, которые часто невозможно было бы проверить как-то иначе, и помогают формировать гипотезы для следующих лабораторных экспериментов.

Ценность рассмотрения различных типов доказательств может показаться очевидной, но мотивом для написания этой статьи послужило разочарование, которое Джойнер и другие испытали, пытаясь использовать реконвалесцентную плазму (кровь выздоровевших пациентов, богатую защитными антителами) во время пандемии COVID. Они столкнулись с препятствиями из-за рекомендаций по лечению Национального института здоровья (NIH), которые не одобряли использование такой плазмы. Спор частично вращался вокруг того, что NIH полагался на данные крупных клинических испытаний, а не на данные небольших «экспериментов природы» у пациентов с редкими состояниями, из-за которых они не могли вырабатывать собственные антитела.

Критика Джойнером «бюрократической махинации» Национального института здравоохранения привела к его отстранению от работы и угрозе увольнения из клиники Мэйо («Использованный Вами идиоматический язык привел к проблемам и плохо отражался на бренде и репутации клиники Мэйо», — так написал его босс в письме с выговором). Так что теперь он излагает свои доводы на страницах журнала Comprehensive Physiology, используя более академический язык — и это послание актуально для всех, кто пытается оптимизировать свои тренировки или улучшить свое здоровье. Конечно, мы все еще верим в клинические испытания. Если вы зайдете слишком далеко по пути «экспериментов природы», вы придете к выводу, что, скажем, браслеты PowerBalance действительно сделали Шакила О’Нила лучшим баскетболистом. Но вы должны оценивать каждое доказательство по существу, а не только по той категории, в которую оно попадает. Оказывается, хорошая наука — это искусство.