Профессии, которые меняют тело
Балет: дополнительная кость и перегрузки, сравнимые с космическими
Все профессиональные танцоры балета работают у станка шесть дней в неделю. Все они начали формировать «балетное тело» в раннем детстве.
У нас есть шутка, что если ты проснулся с утра, и у тебя ничего не болит, скорее всего, ты умер, — говорит Екатерина Иванова, ведущая солистка балета Московского академического музыкального театра им. К.С. Станиславского и Вл.И. Немировича-Данченко.
Даже обычная ходьба задействует практически все мышцы организма, то ли дело — ходьба на пуантах. Вес тела балерины, когда она встает на «пятачки» пуантов, распределяется по площади всего в 2 см².
Получается давление в 2500 килопаскалей, это в 65 раз больше, чем при обычной ходьбе, в 50 раз выше давления гусеничного трактора на землю и всего в 2,7 раза меньше давления Останкинской башни на фундамент.
Во время фуэте стопа балерины испытывает перегрузку в 8g. Да, это перегрузка локальная и кратковременная — ударная, но удар этот направлен прямо в голеностоп. Для ноги балерины вес танцовщицы возрастает в 8 раз.
Скорость разбега во время прыжка — почти 11 метров в секунду, всего на полтора метра медленнее, чем у бегуна Усейна Болта. При толчке вертикальная скорость сравнима со скоростью набора высоты легкомоторного самолета — 5 метров в секунду. Четверть секунды в воздухе — и моментальный сброс до нуля. В фазу отталкивания перегрузка составляет 5,3g, а в фазу приземления почти — 16. То есть это примерно в 30 раз больше того, что человек испытывает при обычной ходьбе. Ударной перегрузкой в 16g в момент столкновения с землей испытывают на прочность спускаемые космические аппараты.
Адаптационные возможности нашего организма велики, но естественно, такие нагрузки не могут проходить для человека бесследно. К примеру, обычным делом у артистов балета является стрессовый (происходящий не вследствие одномоментной травмы, а в результате постоянной нагрузки на одно и то же место) перелом плюсны. Кроме того, первая плюсневая кость начинает смещаться внутрь. Из-за этого мышцы ослабевают и организуется так называемая вальгусная деформация первого пальца стоп, — рассказывает профессор кафедры реабилитации и спортивной медицины РНИМУ им. Н.И.Пирогова, эксперт Олимпийского комитета России Сергей Парастаев.
При этом кости стопы танцовщиков балета выглядят более массивными, чем у большинства людей. Связки стопы у артистов обычно слабее, ведь они годами «ломают подъем», однако ноге надо выдерживать огромные нагрузки. Организм приспосабливается, наращивая прочную костную ткань на слабых трубчатых косточках. Но как насчет того, чтобы вырастить целую кость? И это возможно!
У 80-90% артистов балета появляется дополнительная сесамовидная кость, — говорит Сергей Парастаев.
Дополнительные кости могут образоваться у каждого в возрасте от 4 до 20 лет в ответ на специфическую нагрузку разных суставов.
По своей сути, сесамовидная кость, связанная и с суставом, и с сухожилием, действует как блок или рычаг — увеличивает угол прикрепления сухожилия мышцы к кости, что удлиняет плечо и усиливает действия мышцы на данную кость.
Фридайвинг: снижение желания дышать и легкие размером с апельсин
Фридайвинг вызывает целый ряд изменений в организме. Мы лучше переносим недостаток кислорода (гипоксию), мы легче терпим желание дышать, нарастание углекислого газа в крови (гиперкапнию). Также у нас увеличивается запас энергии в мышцах. Изменения могут быть заметны уже через месяц регулярных тренировок, — говорит вице-президент Федерации Фридайвинга России, первый россиянин и седьмой человек в мире, опустившийся на глубину более 100 метров с задержкой дыхания, многократный чемпион и рекордсмен мира Алексей Молчанов.
В 2021 году на Алексей установил мировой рекорд, нырнув на глубину 131 метр.
Вода на самом деле сама помогает фридайверам — существует заложенный во всех млекопитающих рефлекс: нырятельный. Стоит только опустить голову в воду — сердце начинает замедляться. На шее и лице есть рецепторы, улавливающие температурную разницу между сухой и мокрой средой. Ноги и руки постепенно немеют — кровеносная система работает на жизненно-важные органы, отрезая периферические: если не сопротивляться, то дыхание в воде можно задержать гораздо дольше, чем на земле.
Дыхание человека — это вечное балансирование между гипоксией (недостатком кислорода) и гиперкапнией (нарастанием уровня углекислого газа). За поддержание этого равновесия отвечает два типа хеморецепторов. Центральные в продолговатом мозге следят за уровнем СО2, периферические в аорте отслеживают уровень кислорода. Когда показатели обоих газов начинают стремиться друг к другу, хеморецепторы отдают телу приказ вдохнуть. Главный сигнал — именно показатель углекислоты. Но у фридайверов такого желания не возникает — калибровка хеморецепторов сбита.
У нас во время тренировок их чувствительность немножко уменьшается, мы чувствуем желание дышать, но не такое острое, как у остальных людей, оно не так сильно нас беспокоит, — объясняет Молчанов.
Благодаря этому, даже на обычной тренировке Алексей Молчанов обходится без воздуха дольше 8 минут.
Но в этой уникальной способности кроется и опасность. Заторможенные хеморецепторы фридайвера могут легко упустить нужный момент. Тогда происходит «блэкаут»: мозг как самый энергозатратный орган переходит в спящий режим, чтобы сердце продолжало биться. Всплыть пловцу тогда уже не удастся.
Кроме того, вода давит на ныряльщика с растущей силой. На глубине 10 метров — уже 2 земных атмосферы, а на глубине в 129 — почти 14! Значит, на каждый квадратный сантиметр тела там приходится давление в 14 килограммов, общая нагрузка — 267 тонн. Именно поэтому до середины XX века считалось, что глубже 50 метров нырнуть невозможно — легкие просто схлопнутся. Но нет: они сжимаются до размера апельсина, однако от окончательного исчезновения их сдерживает кровяной сдвиг. С нарастанием глубины кровь от периферических органов направляется к легким. Таким образом легкие как бы превращаются в жидкость, а она водой несжимаема.
Если человек не готов к такому давлению, он просто развернется. Поэтому нужно развивать подвижность грудной клетки, технику продувания, компенсацию давления. Это все требует долгих лет тренировок. Случайно на большую глубину никто не ныряет. Всегда глубине в 130 метров предшествует тысяча нырков на меньшие глубины. Я себя не ощущаю никаким сверхчеловеком, все это — результат большой проделанной работы, — говорит Алексей Молчанов.
Показатели дыхания
Пилотирование самолетов и наука: разная работа мозга
Анатомическое строение только кажется неизменным. На самом деле, например, мозг очень пластичен. Он способен не только восстанавливаться после повреждений, но в течение жизни менять структуру и функции целых областей.
Владимир и Дмитрий Дементьевы — 27-летние братья-близнецы. У них одинаковая ДНК, внешне их почти не отличить друг от друга. Однако профессии братья выбрали совершенно разные. Владимир — гражданский летчик, а Дмитрий — гидробиолог.
Их мозг исследовали с помощью томографа, чтобы понять, какой отпечаток профессия накладывает на его строение и, к примеру, процесс принятия решений. Выяснилось, что в коре головного мозга близнецов есть разительные отличия! Толщина серого вещества во многих областях совершенно не совпадает.
У Владимира увеличены: орбитофронтальная и передняя поясная кора, отвечающие за принятие решений; задняя поясная кора, формирующая эмоциональный опыт; энторинальная кора, связанная с пространственной ориентацией.
У Дмитрия более заметны: верхняя височная извилина — слуховой центр и центр памяти; средняя лобная извилина — зона, отвечающая за письмо; нижняя лобная извилина — центр речи. Неожиданностью было значительное увеличение извилины Гешля, связанной со слуховым восприятием. Однако последнее оказалось обусловлено не работой, а хобби гидробиолога — он неплохой музыкант, играет на гитаре и губной гармонике.
При этом во время принятия решений у Дмитрия включались практически все области мозга, а у Владимира мозг выглядел практически также, как в состоянии покоя — летчик гораздо более привычен к такому типу деятельности.
Спортивная слава, аплодисменты для артистов, романтика полетов или научные открытия... Многие завидуют успехам представителей увлекательных профессий. Только вот о том, какую цену приходится платить людям за исполнение мечты, задумываются редко — труда приходится вкладывать столько, что это меняет даже физиологию. Впрочем, все влюбленные в свое дело утверждают, что оно того стоит!
Подготовлено по материалам программы «Агрессивная среда. Профдеформация» канала «Наука»
Расплата за романтику. Об изнанке профессии космонавта