上下班的路上,走滿5000步還有力氣飛奔回家,可逛街的時候,感覺要累癱一看步數還不到3000。明明逛街走得又少又慢,為什么比通勤還累?
逛街更累,是腦子累和身子累共同作用的結果。腦子累,可能來自逛街時看了太多商品、腦子里不斷在比較,或者是感覺逛街很無聊、沒有買到滿意的東西等等。
身子累,也許是由于停下來看商品時不記步數,但消耗體力;商場的地面太硬,走起來不舒服;試穿和拎購物袋費勁;還有,走走停停比一直走更累。
前幾條有多消耗體力不容易量化,但最后這條,近期在一項研究中得到了驗證:人類間斷步行一定距離的能量消耗,可以達到持續步行的2.9倍。
這個差距,部分解釋了為什么逛街、逛博物館和間歇性運動那么累,也提示,日常零碎活動的鍛煉效果可能比我們想象中的強大。
走同樣多的步數,逛街常比通勤累很多 | 圖蟲創意
零零碎碎的日?;顒樱恢北坏凸懒??
目前,我們能搜索到的各種運動的能量消耗數值,大多是在長時間穩定進行的狀態下測定的。但實際上,人體從啟動到進入穩定狀態,可能需要幾分鐘時間,這時的能量消耗通常大于穩定時。停止運動后,身體還需要繼續消耗能量,來補充運動中的“虧空”。
也就是說,計算連續跑步半小時或步行一小時的能量消耗時,查到的數據相對準確。而對于斷斷續續的日常活動,比如在辦公室走動或逛街,實際能量消耗很可能大于相應速度的“步行”。
中國18~64歲健康人身體活動能量消耗參考值。數據均代表長時間勻速活動下的能量消耗 | 中國健康成年人身體活動能量消耗參考值(2022)
可是,日?;顒硬攀嵌鄶等松畹闹匦模彩清憻捝眢w的主要方式。這些活動的鍛煉效果,是不是一直被低估了?
為了解運動持續時間對能量消耗的影響,研究者對比了5種時長下,步行和爬樓梯的能量消耗,結果于2024年10月發布在《英國皇家學會學報B-生物科學期刊》(Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences)。
運動剛開始時的能量消耗,通常比穩定后更大 | giphy
走走停停的能量消耗,是一直走的2.9倍
步行和爬樓梯的測試,分別有10名健康年輕人參加,研究者對比了持續進行10、30、60、90和240秒的消耗。
每次測試前受試者靜坐3分鐘,測量靜息攝氧量,隨后在測試中持續監測運動中攝氧量,并于測試后繼續檢測運動后攝氧量7分鐘。最后,通過攝氧量計算移動單位距離所需的氧氣和能量。
受試者佩戴呼吸面罩,通過分析吸入和呼出氣體,計算受試者消耗的氧氣量。步行測試使用跑步機,速度為5公里/小時。爬樓梯測試使用78%坡度臺階攀登機,斜向速度為0.20、0.25或0.36米/秒 |參考文獻[1]
結果顯示,在兩種運動中,隨著運動持續時間從10秒延長到240秒,移動同等距離所需要的氧氣量逐漸降低,能量消耗也漸漸減少。
單位距離下,持續步行10秒的氧氣消耗是240秒的3.4倍,能量消耗是240秒的2.9倍。在0.36米/秒的速度下,持續爬樓梯10秒的氧氣消耗是240秒的1.6倍,能量消耗是1.4倍。
相當于,同樣走300米的距離,每走十幾米休息幾分鐘的間斷走法的能量消耗,大約是連續走完的三倍。
不同時長下,以1.39 米/秒速度步行(左圖)和以0.36 米/秒速度爬樓梯(右圖)的氧氣消耗和能量消耗 |參考文獻[1]
連續運動時,身體可以回收更多能量
為什么斷斷續續的運動能量消耗高于連續運動?而且步行的差距大于爬樓梯?
間斷運動消耗能量更多的一個原因是,相對于平穩運動狀態,身體從靜止狀態下啟動需要消耗更多能量。持續運動時間越短,這個啟動過渡期所占的比例越大,能量消耗也就越多。
另一個原因是,人體在連續的運動中可以利用能量回收機制,使運動更加“節能”。一旦停下來,剛剛回收的能量就消散掉了,無法用到下一次運動中,所以不連續的運動消耗更大。人類所使用的“節能”方式主要有兩種,一種類似彈簧,另一種類似鐘擺。
就像彈簧被拉長后會自動縮短,爬樓梯和步行時,人的肌腱也可以在長短變化中節省能量。比如,腳落地時小腿后側的跟腱被拉長,儲存彈性應變能。腳蹬地即將離開地面時,跟腱回彈縮短,釋放能量并協助小腿肌肉收縮,推動身體向前移動。
肌腱的回縮不消耗能量,但可以減少肌肉收縮所需要的能量,并且通過保持肌肉最適長度和收縮速度,使肌肉更加高效。所以,一步接著一步的連續運動,可以利用肌腱的彈性節省能量。人體內存在很多肌腱,多數運動都能通過類似彈簧的機制提高肌肉工作效率,以及降低能量消耗。
跑步中,跟腱在腳落地時拉長、儲存能量,蹬地時縮短、釋放能量 | @Muscle and Motion
運動時長對步行能量消耗的影響大于爬樓梯,是因為步行可以更好地利用第二種“節能”方式,也就是鐘擺式能量回收。
推一下鐘擺,它可以擺蕩很久,是因為從最高點擺向最低點的過程中,勢能轉化成動能,高度降低、速度加快。蕩回最高點的時候,反過來,動能轉化為勢能,又接著循環下去。
人類步行中也存在類似的能量轉換,蹬地向前加速的時候,身體質心降低,勢能轉化為動能,減速時質心升高,動能又轉化回勢能。有研究顯示,在中等速度的步行中,這種轉換可以提供所需能量的70%,剩余30%由肌肉收縮提供。
跑步或爬樓梯的過程中,加速的時候身體質心升高,無法利用勢能與動能的轉換進行回收,因此間斷與連續運動的能量消耗差異沒有步行明顯。
人類行走時,身體質心的移動像倒置的鐘擺 | APS/Alan Stonebraker
利用鐘擺原理,沒有電池的機器人可僅依靠機械結構行走一段距離 | A. Ruina/Cornell University
只要動起來,時長多短都益于健康
連續步行省力,但間斷步行才是人類最常見的運動形式。如果沒有特意鍛煉,也許每天的步數大多來自在公司和在家的走動,一天走很多次,每次只走十幾秒。
根據以上研究的結果,這部分步行所消耗的能量,可能明顯超出我們想象中的數值。斷斷續續的短時間活動,不僅可以打斷久坐,也能積累出可觀的運動量。
近年,一些運動指南也去除了對運動時長的推薦。2010年世界衛生組織發布的《關于身體活動和久坐行為指南》,推薦健康成人每周至少進行150分鐘中等強度(或75分鐘高強度)有氧運動,并且每次運動至少持續10分鐘。2020年的新版本則推薦,任何時長的運動都可計入每周總運動時間,這反映了近年研究結果對短時間運動也可改善健康的支持。
看到這里的你,不妨也起身動一動吧。再零碎的日?;顒?,拼湊起來,也可以維護健康。
任何時長的運動,只要達到一定強度,積累起來都可改善健康 | 圖蟲創意
參考文獻
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作者:代天醫
編輯:odette
封面圖來源:pickpik
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