Рекорды будущего: достиг ли большой спорт предела?
Физиологи говорят, что современный спорт вплотную подошел к границе человеческих возможностей и ставить новые рекорды атлетам с каждым годом все труднее. Сможет ли развитие науки помочь спортсменам преодолевать естественные барьеры?
История профессионального плавания вряд ли помнит соревнования более странные, чем Чемпионат мира по водным видам спорта 2009 года. В бассейне римского спорткомплекса Форо Италико мировые рекорды были побиты 43 раза, пишет ВВС.
Виновник - купальный суперкостюм из эластана-нейлона и полиуретана - был запрещен Международной федерацией плавания (FINA) с 2010 года как "технологический допинг". Результаты, впрочем, отменены не были, и 20 из 40 нынешних мировых рекордов все еще датируются 2008 или 2009 годами.
Рекорды в нескольких легкоатлетических дисциплинах не побивались еще с 1980-х годов, что отчасти объясняется борьбой с медикаментозным допингом. Почти все наилучшие результаты тех лет принадлежат атлетам из США, СССР и ГДР - стран, которые активно развивали программы по применению анаболических стероидов в спорте.
Физиологи говорят об общей тенденции замедления темпов установления все более высоких показателей и признают, что профессиональный спорт, вероятно, приблизился к границам человеческих возможностей. Из 97 мужских и женских легкоатлетических дисциплин в 74-х рекорды были поставлены более пяти лет назад.
В каждом из них - сотни составляющих, от правильных тренировок до правильной погоды. Но если скорость ветра и степень разреженности воздуха атлетам не подвластны, некоторые аспекты спортивной подготовки, возможно, способны позволить им отодвигать лимиты дальше, не нарушая законы честности и "чистоты" спорта.
Профессор Стюарт Эггинтон с факультета биологических наук Университета Лидса объясняет допинг как "использование ненатурального вещества или искусственное увеличение естественного уровня какого-то вещества, что в итоге дает вам спортивное преимущество".
"Если давать спортсменам продукты, которые требуют меньшей трансформации, и/или биологически активные добавки - не медикаменты, а именно натуральные соединения, то мы можем усилить эффективность метаболизма. В результате мы получим большую производительность, так как перевод потребляемой пищи в энергию происходит эффективнее", - объясняет физиолог.
Источником энергии для метаболизма и сокращения мышц служит аденозинтрифосфорная кислота (АТФ).
"При интенсивных нагрузках, - если вы бежите 100-, 200- или 400-метровый спринт, - ваши мышечные клетки активно вырабатывают АТФ, однако в то же время в большом количестве накапливаются метаболиты (продукты обмена веществ), что в итоге приводит к усталости и замедлению сокращения мышц", - говорит доктор Найл Макфарлэйн из Университета Глазго.
Обратный эффект наблюдается при долгих нагрузках: например, при беге марафонца, когда организм теряет способность вырабатывать АТФ, что также приводит к усталости. Соответственно, по словам Макфарлэйна, необходимо работать над тем, чтобы помочь организму работать более эффективно и справляться с накоплением продуктов обмена веществ.
К примеру, для того, чтобы избавиться от лишних метаболитов и позволить мышцам дольше эффективно работать, в качестве добавки используется креатин - натуральное соединение, вырабатываемое в организме из аминокислот.
"При распаде АТФ выделяется молекула фосфата, которая способствует усталости. Так что если мы сможем поместить в мышечные клетки что-то, что позволит нам избавиться от этой молекулы фосфата, возможно, мы сможем работать интенсивнее или дольше", - поясняет доктор Макфарлэйн.
"В 1950-х годах люди были уверены, что нельзя пробежать милю быстрее, чем за четыре минуты, что это естественный барьер, - продолжает физиолог. - При этом физические ограничения с тех пор не изменились - сколько кислорода потребляет человек, сколько энергии могут производить его мышцы, как организм реагирует на изменение кислотно-щелочного баланса крови и так далее. Однако разница в том, что сейчас люди лучше питаются и усерднее тренируются".
Также ученые работают над повышением уровня коллагена - белка, отвечающего за прочность и эластичность соединительной ткани.
По словам Найла Макфарлэйна, многие принимают хондроитинсульфат - добавки для суставов и соединительной ткани, повышающие ее эластичность и предел прочности. "Таким образом, если вы бежите 42 км, ваши мышцы не станут вялыми; когда они в тонусе, скорость бега увеличивается", - отмечает он.
Однако оба физиолога признают, что, несмотря на небольшие положительные эффекты, кардинально улучшить результаты не получится.
"Это называется законом убывающей доходности - чтобы добиться улучшения показателя, вам нужно прилагать гораздо больше усилий и находчивости, чем вы потратили на улучшение его в предыдущий раз, - говорит Стюарт Эггинтон из Университета Лидса. - За каждый новый рекорд вам нужно бороться намного упорнее".
В условиях, когда выигрыш означает сотую секунды, решающую роль играют разные факторы, многие из которых не зависят от спортсменов или ученых.
Олимпиада 1968 года была проведена в Мехико, на высоте 2240 метров над уровнем моря. Благодаря разреженному воздуху были установлены новые рекорды на всех дистанциях мужского спринта и почти всех - женского. А результат американского прыгуна Боба Бимона, превзошедшего предыдущий рекорд на 55 см, оставался лучшим более 20 лет.
Проблемы физиологии
Если контроль за честностью спорта в технологической сфере - относительно новое явление, то результаты деятельности Всемирной антидопинговой организации (ВАДА), основанной в 1991 году, сегодня становятся все более заметны, отмечает врач олимпийской сборной Финляндии и член антидопингового комитета Эстонии Сергей Илюков.
"По большому счету, антидопинговые действия привели к тому, что во многих дисциплинах сейчас часть рекордов и средние результаты падают", - отмечает он.
"В 1989 году Международная федерация легкой атлетики стала вводить так называемые внесоревновательные тесты, и по мере разрушения "железного занавеса" этот процесс ускорился, что привело к тому, что предподготовительный период между соревнованиями у спортсменов не было возможности использовать анаболические стероиды", - объясняет Илюков.
Запрет стимуляторов оставил физиологам и спортивным врачам работу над натуральными способами помочь спортсменам справиться с нагрузками.
Технологии
Усилия производителей одежды для всех скоростных видов спорта сводятся к тому, чтобы лучше преодолеть лобовое сопротивление - водное или аэродинамическое.
Ключевое значение аэродинамика имеет в велоспорте - около 80% энергии велосипедист тратит на преодоление сопротивления воздуха, и чем быстрее он едет, тем с большим сопротивлением сталкивается. Производители костюмов стараются делать их как можно более обтекаемыми, максимально уменьшать количество швов и размещать их таким образом, чтобы не увеличивать поверхностное трение.
Согласно одному из исследований, обтягивающая велосипедная одежда по сравнению с ветровкой дает на расстоянии 40 км преимущество в 91 секунду.
Правильный аэродинамический шлем (специальной формы и с отверстиями для прохода воздуха) может дать вам преимущество в минуту на тех же 40 км, по данным профессионального велогонщика Майкла Хатчинсона.
Поскольку правила Международного союза велосипедистов запрещают кардинально менять конструкцию самого велосипеда и добавлять детали исключительно с целью улучшения аэродинамики, производители сосредотачиваются на улучшении дизайна рамы, руля и колес.
Технологии меняют почти все виды спорта - от прыжков с шестом (согласно исследованию Хейка, проведенному в 2009 году, замена металлического шеста на стекловолоконный позволила атлетам побить мировой рекорд 19 раз за одно десятилетие) до шариков для гольфа, лыж и теннисных ракеток.
"Большая часть спортивного оборудования на сегодняшний день сделана из композитных материалов, - отмечает доктор Аравинд Виджайарагхаван из Манчестерского университета. - Как правило, это какой-то мягкий, легкий материал типа пластика, который укрепляется чем-то вроде углеродного волокна или графена. Благодаря этому материал получается легким, но очень прочным".
Наименьшая польза от инновационных технологий - пожалуй, в беге, причем как на короткие, так и на длинные дистанции.
Единственное технологическое усовершенствование, используемое в спринте, дает преимущество сразу всем атлетам - полиуретановое покрытие, при беге возвращающее энергию спортсмену.