科学家本周报告称,在慢跑时,人们会自动适应节能的跑步速度,而无论他们跑多远。
一组生物力学专家分析了人们在跑步机上的测量数据以及数千名休闲跑步者的可穿戴设备数据,并得出结论:人类有一种能最大限度减少卡路里消耗的首选速度。
“很多人,包括我们刚开始研究时的想法,都会认为你会在短距离跑步时选择更快的配速,然后在长距离旅行时放慢配速,”加拿大安大略省金斯顿皇后大学生物力学家、该研究的合著者杰西卡·塞林格说。“我们发现,无论跑多远,一个人的跑步速度都非常稳定。”
她和她的合作者于4月28日在《Current Biology》杂志上发表了这项研究,该研究与运动员、人类学家和康复专家相关。
“这项研究表明,即使我们在刻意锻炼以消耗更多能量时,人类也有一种强烈的降低能量成本的驱动力,”研究美国南加州大学运动生理学家、未参与此项研究的大卫·赖希伦说。“我们很难克服在任何一项任务中尽可能少地消耗能量的愿望。”
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以往的研究表明,在以尽快冲过终点线为目标的比赛中,人类在短距离采用快节奏,在长距离采用中等节奏。但对于在更轻松条件下慢跑的人来说,这种模式是否也适用尚不清楚。
为了找出答案,塞林格和她的同事们分析了4645名真实慢跑者的跑步数据,这些跑者佩戴健身追踪器,总共进行了37201次跑步,距离从1.6公里到11.3公里(1到7英里)不等。他们发现,这些真实慢跑者通常会保持相同的速度,而不管跑多远。只有在超过10公里(6.2英里)的距离时,跑者才会略微减速,这可能是由于疲劳所致。
研究人员还追踪了26名大学生在跑步机上以不同速度跑步时消耗的能量。然后,研究小组将这些参与者与他们数据库中年龄、性别和身体质量指数(BMI)相似、跑步路况相对平坦的休闲慢跑者进行比较。结果发现,对跑步机上的跑者而言最节能的速度,与真实慢跑者的首选速度相匹配。
“对很多人来说,这是一种感觉很舒服的配速,也是我们自然的倾向,”塞林格说。“在其他情况下,你当然可以而且确实会跑得更快;如果你在比赛中,你会将自己推到能量最优步态之外。”
这种最佳速度因体重或性别等特征而异;女性的平均节能速度为每秒2.65米(每秒8.7英尺),男性的平均节能速度为每秒3.35米(每秒11英尺)。(研究人员通过可穿戴设备应用程序中自我报告的用户标识来推断可穿戴设备组参与者的性别)。然而,塞林格警告说,这些估计可能不具有广泛代表性。她和她的同事收集的能量数据来自健康的年轻成年人,他们具有运动能力但不是精英跑者。测量来自更广泛年龄、健康水平和其他人口统计学特征的参与者,将有助于该团队建立一个更完整的图景。
“以你首选的、能量最优的速度跑步,也是获得身体活动带来的心理健康益处和疾病防护的绝佳选择。”
——珍妮弗·希克斯,斯坦福大学生物力学家
研究人员还计划研究训练和天气等环境条件如何影响一个人的能量最优跑步速度。赖希伦补充说,未来的研究还可以跟踪参与者在日常慢跑和跑步机上的情况。“很高兴能看到个人与他们的能量消耗之间有更直接的匹配,”他说。
斯坦福大学生物力学家、该报告的另一位合著者珍妮弗·希克斯说,无论是步行、奔跑、飞行还是游泳,动物通常都会保持其身体最有效的速度。新的研究结果表明,人类也具有这一特征。“从进化的角度来看,以最节能的方式移动是有道理的,因为我们可以用更少的燃料走得更远,”她说。
这些结果也可能对运动科学家、康复专家、教练和运动医学从业者具有实际应用价值。“在我们开始考虑如何训练人们以其他方式移动,或在他们身上添加改变他们移动方式的辅助设备之前,了解是什么驱动人们以他们的方式移动,是一个非常重要的第一步,”塞林格说。
运动追踪器或跑鞋的设计可能可以通过考虑人们最节能的跑步速度来得到改进。“我们能否设计出一双鞋,将某人的能量从那个配速转移到略有不同的速度,使其成为他们新的自然速度?”希克斯说。
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希克斯说,对于希望消耗更多能量的休闲跑者来说,听音乐或与他人一起跑步是改变跑步速度的好方法。“如果燃烧卡路里是跑步的目标,那么跑得比你的自然倾向稍快,甚至稍慢,可能是合适的配速,”希克斯说。
塞林格补充说,尽管慢跑时消耗的卡路里较少,但到达目的地所需的时间会更长——因此总的来说,你会消耗更多卡路里。也就是说,跑一英里慢跑会比以最节能的速度跑一英里消耗更多的卡路里。塞林格说,从这个意义上说,我们的身体就像一辆必须覆盖固定距离的汽车。“如果你只是怠速运转,几乎不动,花几个小时从A点到B点,你会消耗更多的燃料,如果你把油门踩到底,全速前进,也会消耗更多的燃料,”她说。“有一个最佳速度,你可以以这个速度行驶你的汽车来消耗最少的燃料,跑步者也是如此。”
但即便如此,跑步和其他形式的运动除了燃烧卡路里之外,还有许多其他好处,比如增强肌肉和降低心血管疾病的风险。
“我不想让大家过分纠结于燃烧卡路里方面,”希克斯说。“以你首选的、能量最优的速度跑步,也是获得身体活动带来的心理健康益处和疾病防护的绝佳选择。”