早期锻炼可能会永久改变身体移动所需的能量

活跃的童年可以训练成长中的身体,使运动对生活的要求降低。宾夕法尼亚州立大学领导的一项实验发现,在携带额外重量的情况下饲养的鸟类变得非常经济的步行者。一旦成熟,它们就可以运输额外的负载,而不需要比普通鸟类无负担行走所需的更多能量。研究结果提供了罕见的直接[...]

来源:SciTech日报

活跃的童年可以训练成长中的身体,使运动对生活的要求降低。

宾夕法尼亚州立大学领导的一项实验发现,在携带额外重量的情况下饲养的鸟类变得非常经济的步行者。一旦成熟,它们就可以运输额外的负载,而不需要比普通鸟类无负担行走所需的更多能量。

研究结果提供了罕见的直接证据,表明发育过程中的身体需求可以影响终生运动的能量成本。在小动物研究中,发育过程中的活动导致了以后生命中更节能的运动。

为什么运动效率很重要

运动会消耗能量,而这些能量本来可以支持生长、繁殖、温度控制、免疫防御或寻找食物。因此,即使效率的微小提高也可能影响动物的健康、行为和生存机会。

宾夕法尼亚州立大学运动机能学教授乔纳斯·鲁本森 (Jonas Rubenson) 表示,“肢体负荷”,即手臂或腿通过重量或锻炼而承受额外的机械压力,可能是发育中的身体学会降低这种成本的一种方式。

“这是首批表明动物在青少年时期的行为和环境会影响成年后移动的费力程度的研究之一,”鲁本森说。

这项研究发表在《英国皇家学会学报 B:生物科学》上,挑战了运动经济在很大程度上是固定的这一观点。相反,身体可能会在生长过程中进行调整,以满足反复遇到的机械需求。

体重增加

该实验对 12 只珍珠鸡进行了跟踪,从两周龄起一直到它们在 16 周时几乎完全长大。珍珠鸡是鸡的近亲,它们的两条腿行走使它们有助于研究也可能适用于人类运动的原理。

六只鸟的一条腿上戴着铅带,重量占其体重的 4%。其他六个在没有增加负载的情况下发展。除了带子之外,所有的鸟都是在相同的条件下饲养和锻炼的。从九周开始,每个人都接受了在跑步机上行走的训练。

在第 16 周时,研究人员测量了这些鸟站立不动、正常行走以及附有腿部重量的行走情况。流通式代谢室记录了氧气消耗量以及二氧化碳和水蒸气的产生量,使团队能够计算出每项活动需要多少能量。

所有 12 只鸟在站立时消耗的能量相似。然而,在增加体重的情况下行走却暴露了两组之间的显着差异。

23% 能量惩罚消失

第一次承受腿部重量的鸟类比没有腿部重量时需要多 23% 的能量才能行走。那些用重量举起的人没有表现出类似的惩罚。

事实上,经验丰富的鸟儿带着带子行走时比不带带子行走时消耗的能量略少。平均而言,携带负载所消耗的能量并不比普通珍珠鸡在失重行走时通常消耗的能量多。

“鸟类变得如此高效,以至于它们在承载重量时所消耗的能量并不多于它们在没有重量的情况下行走所需的能量,”鲁本森说。

该实验并没有确切地确定鸟类是如何实现这种经济的。解剖学、肌肉性能、姿势、协调性或行走力学的发育变化都可能有所贡献。确定潜在的适应需要进一步研究。

童年活动可以塑造成人锻炼吗?

DOI:10.1098/rspb.2026.0199

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这些发现最终可能会帮助研究人员理解为什么有些人感觉运动比其他人更容易。一种有影响力的假设认为,人类倾向于避免被认为耗费体力的活动。如果早期不活动会增加稍后活动所需的努力,则可能会强化一种循环,在这种循环中,锻炼会感觉更困难,因此会更频繁地避免锻炼。

相反,童年时期定期玩耍和锻炼可能会增强持久的身体能力,从而减轻成年后运动的负担。鲁本森说,这种可能性可能很重要,因为美国儿童花在体育锻炼上的时间比前几代人要少。

“如果人们不需要像成年人那样消耗那么多的能量来移动,那么他们将更容易获得锻炼及其所有健康益处,”他说。 “这可能会对我们国家福祉的许多方面产生影响,从心脏健康到心理健康。”

参考文献:Talayah A. Johnson、Kavya Katugam-Dechene、Ian Dechene、Roberto Castro Jr.、Stephen J. Piazza 和 Jonas Rubenson 所著的“慢性肢体负重导致生长禽类显着的负载运输经济性”,2026 年 7 月 1 日,《英国皇家学会学报 B:生物科学》。

这项研究由美国国立卫生研究院国家关节炎、肌肉骨骼和皮肤疾病研究所资助,奖项编号为 R21AR071588 和 R01AR080711

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