上下班的路上,走满5000步还有力气飞奔回家,可逛街的时候,感觉要累瘫一看步数还不到3000。明明逛街走得又少又慢,为什么比通勤还累?
逛街更累,是脑子累和身子累共同作用的结果。脑子累,可能来自逛街时看了太多商品、脑子里不断在比较,或者是感觉逛街很无聊、没有买到满意的东西等等。
身子累,也许是由于停下来看商品时不记步数,但消耗体力;商场的地面太硬,走起来不舒服;试穿和拎购物袋费劲;还有,走走停停比一直走更累。
前几条有多消耗体力不容易量化,但最后这条,近期在一项研究中得到了验证:人类间断步行一定距离的能量消耗,可以达到持续步行的2.9倍。
这个差距,部分解释了为什么逛街、逛博物馆和间歇性运动那么累,也提示,日常零碎活动的锻炼效果可能比我们想象中的强大。
走同样多的步数,逛街常比通勤累很多 | 图虫创意
零零碎碎的日常活动,一直被低估了?
目前,我们能搜索到的各种运动的能量消耗数值,大多是在长时间稳定进行的状态下测定的。但实际上,人体从启动到进入稳定状态,可能需要几分钟时间,这时的能量消耗通常大于稳定时。停止运动后,身体还需要继续消耗能量,来补充运动中的“亏空”。
也就是说,计算连续跑步半小时或步行一小时的能量消耗时,查到的数据相对准确。而对于断断续续的日常活动,比如在办公室走动或逛街,实际能量消耗很可能大于相应速度的“步行”。
中国18~64岁健康人身体活动能量消耗参考值。数据均代表长时间匀速活动下的能量消耗 | 中国健康成年人身体活动能量消耗参考值(2022)
可是,日常活动才是多数人生活的重心,也是锻炼身体的主要方式。这些活动的锻炼效果,是不是一直被低估了?
为了解运动持续时间对能量消耗的影响,研究者对比了5种时长下,步行和爬楼梯的能量消耗,结果于2024年10月发布在《英国皇家学会学报B-生物科学期刊》(Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences)。
运动刚开始时的能量消耗,通常比稳定后更大 | giphy
走走停停的能量消耗,是一直走的2.9倍
步行和爬楼梯的测试,分别有10名健康年轻人参加,研究者对比了持续进行10、30、60、90和240秒的消耗。
每次测试前受试者静坐3分钟,测量静息摄氧量,随后在测试中持续监测运动中摄氧量,并于测试后继续检测运动后摄氧量7分钟。最后,通过摄氧量计算移动单位距离所需的氧气和能量。
受试者佩戴呼吸面罩,通过分析吸入和呼出气体,计算受试者消耗的氧气量。步行测试使用跑步机,速度为5公里/小时。爬楼梯测试使用78%坡度台阶攀登机,斜向速度为0.20、0.25或0.36米/秒 |参考文献[1]
结果显示,在两种运动中,随着运动持续时间从10秒延长到240秒,移动同等距离所需要的氧气量逐渐降低,能量消耗也渐渐减少。
单位距离下,持续步行10秒的氧气消耗是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,持续爬楼梯10秒的氧气消耗是240秒的1.6倍,能量消耗是1.4倍。
相当于,同样走300米的距离,每走十几米休息几分钟的间断走法的能量消耗,大约是连续走完的三倍。
不同时长下,以1.39 米/秒速度步行(左图)和以0.36 米/秒速度爬楼梯(右图)的氧气消耗和能量消耗 |参考文献[1]
连续运动时,身体可以回收更多能量
为什么断断续续的运动能量消耗高于连续运动?而且步行的差距大于爬楼梯?
间断运动消耗能量更多的一个原因是,相对于平稳运动状态,身体从静止状态下启动需要消耗更多能量。持续运动时间越短,这个启动过渡期所占的比例越大,能量消耗也就越多。
另一个原因是,人体在连续的运动中可以利用能量回收机制,使运动更加“节能”。一旦停下来,刚刚回收的能量就消散掉了,无法用到下一次运动中,所以不连续的运动消耗更大。人类所使用的“节能”方式主要有两种,一种类似弹簧,另一种类似钟摆。
就像弹簧被拉长后会自动缩短,爬楼梯和步行时,人的肌腱也可以在长短变化中节省能量。比如,脚落地时小腿后侧的跟腱被拉长,储存弹性应变能。脚蹬地即将离开地面时,跟腱回弹缩短,释放能量并协助小腿肌肉收缩,推动身体向前移动。
肌腱的回缩不消耗能量,但可以减少肌肉收缩所需要的能量,并且通过保持肌肉最适长度和收缩速度,使肌肉更加高效。所以,一步接着一步的连续运动,可以利用肌腱的弹性节省能量。人体内存在很多肌腱,多数运动都能通过类似弹簧的机制提高肌肉工作效率,以及降低能量消耗。
跑步中,跟腱在脚落地时拉长、储存能量,蹬地时缩短、释放能量 | @Muscle and Motion
运动时长对步行能量消耗的影响大于爬楼梯,是因为步行可以更好地利用第二种“节能”方式,也就是钟摆式能量回收。
推一下钟摆,它可以摆荡很久,是因为从最高点摆向最低点的过程中,势能转化成动能,高度降低、速度加快。荡回最高点的时候,反过来,动能转化为势能,又接着循环下去。
人类步行中也存在类似的能量转换,蹬地向前加速的时候,身体质心降低,势能转化为动能,减速时质心升高,动能又转化回势能。有研究显示,在中等速度的步行中,这种转换可以提供所需能量的70%,剩余30%由肌肉收缩提供。
跑步或爬楼梯的过程中,加速的时候身体质心升高,无法利用势能与动能的转换进行回收,因此间断与连续运动的能量消耗差异没有步行明显。
人类行走时,身体质心的移动像倒置的钟摆 | APS/Alan Stonebraker
利用钟摆原理,没有电池的机器人可仅依靠机械结构行走一段距离 | A. Ruina/Cornell University
只要动起来,时长多短都益于健康
连续步行省力,但间断步行才是人类最常见的运动形式。如果没有特意锻炼,也许每天的步数大多来自在公司和在家的走动,一天走很多次,每次只走十几秒。
根据以上研究的结果,这部分步行所消耗的能量,可能明显超出我们想象中的数值。断断续续的短时间活动,不仅可以打断久坐,也能积累出可观的运动量。
近年,一些运动指南也去除了对运动时长的推荐。2010年世界卫生组织发布的《关于身体活动和久坐行为指南》,推荐健康成人每周至少进行150分钟中等强度(或75分钟高强度)有氧运动,并且每次运动至少持续10分钟。2020年的新版本则推荐,任何时长的运动都可计入每周总运动时间,这反映了近年研究结果对短时间运动也可改善健康的支持。
看到这里的你,不妨也起身动一动吧。再零碎的日常活动,拼凑起来,也可以维护健康。
任何时长的运动,只要达到一定强度,积累起来都可改善健康 | 图虫创意
参考文献
[1]Luciano F, Ruggiero L, Minetti AE, Pavei G. Move less, spend more: the metabolic demands of short walking bouts. Proc Biol Sci. 2024 Oct;291(2033):20241220.
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本文来自微信公众号“果壳”(ID:Guokr42),作者:代天医,编辑:odette,36氪经授权发布。