
我们都知道孩子们可以连续跑数小时,却只用休息一小会儿。
而对同行的父母或看护人来说,这着实会让他们感到筋疲力尽。但对于科学家来说,他们关注的焦点却是背后的原因——这是身体素质不同导致的吗?还是别的什么原因呢?
我们在研究中记录了儿童和成人在剧烈运动后的表现及恢复情况。结果显示,孩子不仅比普通成年人的表现更好,与高水平成年耐力运动员相比也不差,甚至恢复得还更快。
儿童有与众不同的肌肉
反复的实验证明,相较于成人,儿童肌肉的疲劳速度更慢。
这样的结果似乎和科学家的预测背道而驰。比如,儿童四肢较短,所以需要更高的步频,因此理论上应该耗能也更高。
儿童也不太可能利用肌腱能量回收系统——因为他们在肌腱里储存的能量更少,所以运动过程中无法再利用这些能量。
儿童肌肉在反馈运动中体现出更高的活性,这反映了一个事实,儿童偏向于非技巧动作,因此也耗能更多。
那他们的肌肉是如何保持活力的呢?
有氧运动与无氧运动
对于儿童异乎常人的肌肉耐受力,一种可能的解释是他们使用能量的路径有所不同。
厌氧途径(不依赖氧气进行)不需要氧气便可产生大量能量,但是会快速导致疲劳。例如短跑运动员,他们依靠无氧代谢供能保证短距离内的高速奔跑。
有氧途经(依赖氧气进行)产生能量更慢,但却可以让我们的肌肉保持工作数小时,比如跑马拉松。
通过现有的研究,我们了解到,相较于成人,儿童似乎可以通过有氧途经获得更多能量,进而将无氧途径导致的疲劳降到最低。同时他们的有氧代谢也比成年人启动的更快,所以从运动一开始,他们就不需要无氧代谢。
我们认为,这些现象很可能得益于儿童拥有比例更高的慢缩肌纤维(又叫红肌纤维、I型纤维、慢氧化纤维),这些纤维中激活有氧途经释放能量的酶往往具有更高的活性。
这些发现促使我们认为儿童的肌肉在运动后的反应可能确实与成人耐力运动员相近。
开始骑车吧
法国克莱蒙特奥弗涅大学的一项跑步研究验证了我们的观点。
实验招募了三组受试者,第一组是儿童(平均年龄10.5岁),第二组是与儿童日活动量相近的普通成年人(平均年龄21.2岁),第三组是与前一组身高、年龄都相近的男性耐力运动员(平均年龄21.5岁)。这三组人都需要在固定自行车上完成两项骑行测试。
在第一个测试中,受试者被要求持续增加输出功率,直到精疲力竭。在第二个测试中,受试者需完成一个30秒的全力冲刺。然后我们监测运动后的生理反应,并且对疲劳速度以及短暂全力高强度运动后的恢复情况进行评估。
我们发现,儿童在全力骑行的测试中,由于疲劳造成的能量损失与训练有素的耐力运动员相似(约40%的能量损失),并且远少于未受训练的成年人(约50%的能量损失)
数据还显示,在30秒全力冲刺骑行测试中,儿童从有氧途经产生的能量占比与运动员相似,比未受训成年人高。
这些结果清楚地表明,高强度运动后儿童的疲劳率可能与训练有素的成年耐力运动员相同,而这些与有氧产能途径的高产能密切相关。
运动后的恢复数据同样显示出令人惊讶的结果。儿童运动后氧利用率下降的情况与运动员相同,甚至儿童心率恢复正常的速度以及乳酸从血液中清除的速度还更快(乳酸是肌肉疲劳运动后产生的代谢产物),更不用说与普通成年人相比了。
这些数据显示,儿童肌肉从高强度运动中恢复更快,并且可能可以解释为何在大多数成年人感到疲劳时,儿童依然可以重复的进行着运动。
儿童肌肉的工作机制
这些数据对如何优化运动方式、提高运动表现起到启发作用。
儿童可能更容易从可以显著提升无氧供能能力的短暂、高强度运动中获得提高,并且儿童也会比成年人更加关注运动技巧,肌肉力量和其它身体素质的培养。
另一方面,成年人和青少年可能需要更加注重提高他们肌肉的有氧代谢能力了。
这或许也为一个重要的健康问题提供了线索。包括糖尿病以及多种癌症在内的疾病导致的代谢相关症状在青年人中越来越普遍,但是儿童中却依然少见。
一种可能的解释是,儿童时期和成年早期之间肌肉有氧供能能力的丧失是一个关键的成熟步骤,而这也让代谢类疾病得以发生。
在未来,研究肌肉成熟与疾病之间的关系将会成为热门,比如看看通过运动训练维持肌肉的做法能否成为抵御代谢疾病的最好方法。
不管怎样,至少现在知道,为什么在我们成年人需要休息时,儿童却可以不停的玩玩玩。因为孩子们早就已经是超越普通成年人的运动专家了。
本文作者:Anthony Blazevich & Sébastien Ratel
(翻译:刘沙审校:施怿)