Возвращение к обезьяне?
Человек — прирожденный спортсмен на выносливость, если сравнивать его с большинством млекопитающих, включая наших ближайших эволюционных родственников, высших приматов.
Взять для примера шимпанзе: ученые установили, что обычно они проходят меньше 4 километров в сутки, проводя большую часть дня, питаясь и отдыхая, и это перемежается с периодическими “всплесками” силовой физической активности, например, ползанием по деревьям или драками. Ученые считают, что в какой-то момент эволюции человекообразные обезьяны эволюционировали, что позволило проводить больше времени в зоне низкой-средней интенсивности, серьезно облегчив проведение успешной охоты и собирательства. Сравните сами — охотники-собиратели ходят в среднем 9–15 км в сутки и иногда пробегают длинные дистанции. Ученые подсчитали, что охотники-собиратели в среднем проводят ∼3-6 часов в зоне легкой интенсивности (приготовление пищи), ~2-4 часа в день в зоне средней интенсивности (ходьба и копание), и от 20 до 72 минут в день в зоне интенсивной активности (бег). Такое разделение активности было и в эпоху доиндустриальных людей, включая фермеров, ведущих натуральное хозяйство, которые тратили много часов на вспахивание, посадку и сбор урожая. Несмотря на то, что адаптация опорно-двигательного аппарата, системы температурного контроля и центральной нервной системы, которые обеспечивали ежедневную активность, хорошо изучена у людей, до сих пор неизвестно, шла ли эволюция сердца аналогичным образом, и если да, то пошла ли природа на компромисс между выносливостью и последствиями для современных людей, в виде восприимчивости к сердечным заболеваниям.
Силовая активность и все, что мы относим к понятию “выносливость” (низкая, умеренная аэробная активность) предъявляют довольно разные физиологические требования к сердечно-сосудистой системе. Силовая активность характеризуется относительно короткими, но высокоинтенсивными сокращениями больших групп мышц и сопровождается всплесками артериального давления. Во время такой работы левый желудочек (главный двигатель) сердца должен преодолеть это высокое давление, чтобы выбросить адекватный объем крови и обеспечить кровью головной мозг. Из-за этого сердце вынуждено менять свою форму — камеры сердца (желудочки и предсердия) становятся небольшие, стенки их утолщаются, приобретая форму сферы. Напротив, работа на выносливость, даже при умеренной интенсивности, требует постоянного устойчивого увеличения выброса крови с каждым сокращением, чтобы удовлетворить возросшие метаболические и терморегуляторные потребности организма. Сердце отвечает на такую загрузку изменением формы: камеры сердца увеличиваются в объеме, стенки становятся более тонкими, что позволяет сердцу быстро и эффективно заполняться даже при высокой частоте сокращений.
Авторы статьи, опубликованной в журнале PNAS предположили, что наши ближайшие родственники — обезьяны, а также млекопитающие, регулярно “практикующие” силовую физическую активность, будут иметь сердце, позволяющее обеспечивать эту предпочтительную активность, а люди, “прирожденные атлеты на выносливость”, будут иметь сердца, специально адаптированные для удовлетворения регулярной нагрузки средней и низкой интенсивности.
Чтобы проверить свою гипотезу, авторы сравнили структуру и функцию левого желудочка у африканских обезьян и у людей с различными вариантами привычной физической активности: ведущих сидячий образ жизни, индейских фермеров племени Тараумара (знаменитых тем, что они бегают на ультра-длинные дистанции), а также профессиональных спортсменов (игроков в американский футбол и бегунов на длинные дистанции).
Результаты
Основная идея этого исследования — проверить, эволюционировало ли человеческое сердце, чтобы легко выдерживать продолжительные аэробные нагрузки легкой и средней интенсивности.
Первый вывод авторов заключается в том, что шимпанзе и гориллы обладают толстостенными, сферическими сердцами и, таким образом, хорошо приспособлены к всплескам АД во время интенсивной силовой активности. Напротив, человеческие сердца, несмотря на значительные внутривидовые различия, сравнительно тонкостенные и удлиненные. Подобная форма помогает поддерживать работу сердца во время регулярной аэробной активности легкой-средней интенсивности, которые требуют устойчивого поддержания выброса крови из сердца.
Кроме этого, авторы сделали ряд интересных наблюдений. В частности, они увидели, что у относительно молодых здоровых мужчин, ведущих сидячий образ жизни, сердца “сдвигаются” в сторону обезьяноподобного типа ЛЖ, который возникает независимо от наличия или отсутствия повышенного артериального давления. Большим количеством данных подтверждено, что физическая активность влияет на сердечно-сосудистую систему, начиная с раннего возраста вплоть до глубокой старости, помогая поддерживать нормальный АД и “человеческую” форму сердца. Воздействие продолжительной умеренной аэробной физической активности на сердце и артериальное давление может помочь снизить сопутствующий риск развития гипертонической болезни сердца. Сохранение пластичности левого желудочка в ответ на устойчивые подъемы давления, вероятно, было эволюционно выгодным, поэтому человеческие сердца развивались именно в этом направлении, обеспечив компромисс между эффективной работой и “профилактикой” развития гипертонии.