跑步的生理学

当我们跑步时，无论是去公共汽车站还是穿越整个山脉，我们的身体都会经历一些变化。我们都感受过。但它们是什么呢?为什么会发生呢?一位来自剑桥大学的生理学家和跑步爱好者Christof Schwiening向Georgia Mills介绍了当你开始慢跑时会发生什么，在Jenn Gaskell教授和超级马拉松运动员谈论了她对良好跑步的热爱之后……

珍:我小时候一直喜欢到处跑，我非常喜欢在山上，后来我参加了很多山地赛，每年都在增加距离。我最喜欢的比赛是意大利的Tor des gamesants。它有340公里长，是珠穆朗玛峰的三倍高，穿过意大利阿尔卑斯山的一些非常美丽的山脉。

乔治亚州——340人!那要花多长时间?

我最好的成绩是115小时，但是我想下次我可以做不到100小时。

乔治亚-你什么时候睡觉?

珍:所以他们在山谷里有检查站，你会经过一些山上的避难所，在那里你可以停留一两个小时。如果天气好的话，有时就在小路的一边晒太阳。我想我第一次做的时候总共花了6个小时。

乔治亚-是什么让你想超越马拉松?

珍:我真的很喜欢这次漫长的冒险，因为你可以看到很多东西，而且你可以在一天中独特的时间看到它。所以你可能不会在凌晨三点的暴风雨中去意大利阿尔卑斯山徒步旅行，但如果你已经出去跑步了，你就会看到这种神奇的闪电和其他东西。你要跑很多地方，我参加过的一项比赛是勃朗峰超级步道，你要在勃朗峰周围跑11天的徒步路线，你可以在一两天内跑完全程。你可以看到很多人都在做超跑。

佐治亚州-勃朗峰赛道是最艰难的超级马拉松吗?或者你是否有新的挑战?

珍:所以今年有一个450公里的版本，叫做冰川，它有更多的口音，可能是珠穆朗玛峰的四倍高。明年我要跑900公里的跨越喜马拉雅山脉的比赛，不过我想那时候比赛会变得容易一些，因为你每天晚上都要睡觉。

乔治亚州-现在Jen已经达到了长跑的极限，但是当我们中的任何一个人跑步时，无论是跑到公共汽车站还是跑过整个山脉，我们的身体都会经历一些变化。我们都感受过。但它们是什么呢?为什么会发生呢?来自剑桥大学的生理学家、跑步爱好者克里斯多夫·施维宁(Christof Schwiening)向我介绍了从温和慢跑开始会发生什么。

Christof:我们看到的是随着时间逐渐发展的一系列变化，大多数时候你不会意识到这些变化是什么。它们会发生在细胞层面，肌肉周围的微循环层面。所以当你第一次开始这种非常温和的跑步时，你的肌肉会更频繁地收缩。因此，它们会挤压体内的血管，最重要的是挤压静脉，将血液逐渐推向心脏。我们称之为静脉回流的增加。所以你的循环系统会发生变化，控制你的心率。随着这些肌肉逐渐变得更加活跃，它们开始消耗肌肉中一些最初的能量来源，它们会逐渐开始积累代谢物，这将导致血管扩张。扩张仅仅是指血管膨胀，使更多的血液流经肌肉。甚至你的呼吸频率也会逐渐开始增加，你甚至不会注意到呼吸频率已经开始增加。很明显，温度会开始上升，首先是活跃的肌肉，它会慢慢上升，逐渐上升0.1摄氏度，可能每分钟左右，你不会注意到你的核心体温也会逐渐开始上升。 Now as you start to run progressively faster, those changes begin to build up and the whole of your physiology begins to fight all of these changes to try and maintain the various parameters within your body within a range that is acceptable and compatible for life. So for instance as the blood flow increases through your muscles your heart will gradually have to work harder, will have to pump more blood to keep your blood pressure up and to keep your brain perfused with blood and that increase in rate will begin to put a stress upon the circulatory system. The consumption of oxygen and the buildup of CO2 will start to change the blood gases. And actually it's the buildup of CO2 which begins to be the first thing that you really notice. And that's because that CO2 enters the brain, a specific part of the brain, where it changes the pH. And that drives up your breathing frequency, so your respiration rate increases, and you actually breathe more deeply as well. So those changes then start to become obvious and gradually larger as you run you start to get hotter. And as you start to get hotter you begin to sweat and that becomes something that you will notice as well, you might even notice the slight pickling on the skin as the blood flow increases to the skin as well.In the end if you keep on running there is almost no system within the body that doesn't start to change.

但是当你把自己逼得太紧时，是什么导致了那些可怕的感觉?

克里斯托夫-如果你正在进行高强度的运动，而你的肌肉没有适应能力来支持你正在进行的运动强度，那么你最终可能无法有效地利用氧气燃烧脂肪和碳水化合物，而实际上是依靠无氧代谢。这样做的结果是你失去了大量的肌肉能量，它以乳酸盐的形式消失在循环系统中，同时你也会酸中毒。所以你的肌肉最终会变成酸性，结果是肌肉变得非常低效，你也会有一些人称之为烧伤的痛苦感觉。对心脏的需求最终可能会过高，以至于你的血压开始下降，你开始感到头晕或头晕。你会遇到一系列的问题。另一个是逐渐过热。当你在锻炼的时候，你的肌肉会变得很热。现在，如果你的汗腺不适应，或者它们没有足够早地开始出汗，那么你的体温就会升高，高于大脑正常处理的温度。所以你发现的第一件事是，当你越来越热的时候，你很难思考清楚，而且你继续锻炼的动力也会急剧下降。

乔治亚州——说了这么多，我不得不在Christof实验室的跑步机上测量我的心率和皮肤温度，以得到一个量化的测量我到底有多不适合。我的心率太高了，因为我的身体太小，无法给肌肉提供足够的氧气，我像一盏灯一样热得要命。这显然是对能源的低效利用，所以克里斯托弗给了我一个挑战。坚持一个月，每天跑两次，每次跑2公里，看看会发生什么。

克里斯托夫:所以我希望我们能看到的是，其中一种适应将是对汗腺的训练，这将使你的身体保持一点凉爽，防止温度上升。我希望看到你的心率会低一些。原因是你会经历一点等离子体体积的膨胀。你会产生更多的血液。更多的血液意味着每次心跳时你会泵出更多的血液，因此也会泵出更多的氧气。现在我们要求你换一个更大的心脏不幸的是这不是移植手术。我们可以稍微伸展一下你的心脏……

乔治亚-听起来很痛苦!

克里斯托夫-你总是这样。所以当血液回流到心脏时，心脏会稍微拉伸，拉伸会变得更大一些。