代天医
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.
[2]Ishikawa M, Komi PV, Grey MJ, Lepola V, Bruggemann GP. Muscle-tendon interaction and elastic energy usage in human walking. J Appl Physiol (1985). 2005 Aug;99(2):603-8.
[3]Fukunaga T, Kubo K, Kawakami Y, Fukashiro S, Kanehisa H, Maganaris CN. 2001 In vivo behaviour of human muscle tendon during walking. Proc. R. Soc. B 268, 229–233.
[4]Blazevich AJ, Fletcher JR. More than energy cost: multiple benefits of the long Achilles tendon in human walking and running. Biol Rev Camb Philos Soc. 2023 Dec;98(6):2210-2225.
[5]Cavagna GA, Willems PA, Heglund NC. The role of gravity in human walking: pendular energy exchange, external work and optimal speed. J Physiol. 2000 Nov 1;528(Pt 3):657-68.
[6]Bull FC, Al-Ansari SS, Biddle S, et al. World Health Organization 2020 guidelines on physical activity and sedentary behaviour. Br J Sports Med. 2020 Dec;54(24):1451-1462.
作者：代天医
编辑：odette
封面图来源：pickpik
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