為什么你不需要害怕長跑

□文/趙言昌

供圖/視覺中國

運動是一件復雜的事兒，不僅本身復雜，人們對它的看法也莫衷一是。中學生朋友多半有幾種喜歡的運動，卻難免對體育測試充滿緊張，尤其是長跑測試；而父母既希望孩子多參加點運動，又害怕孩子在運動中受傷；科學家則說，人類天生就擅長某些運動，比如長跑。

人類發明復雜的工具，不超過1萬年；人類出現智力飛躍，不超過7萬年；人類使用火的時間，在100萬年左右。但早在那之前，我們就依靠一種殘忍的方式成為成功的獵手：追著動物跑，直到把它們累死。

現在，讓我們看看自己的身體，說一說你為什么不需要害怕長跑。

汗腺：我很小卻很重要

前不久，云南大象遷移的事兒引起許多關注。你可能不知道，看起來慢吞吞的大象，其實跑步挺快：它們的沖刺速度可以達到每小時50千米，相當于14米/秒，比人類快得多。實際上，人類的短跑能力只比黑犀牛強一點點，在自然界算是墊底的存在。

不過，如果奔跑距離超過10千米，情況就變了——大部分動物會熱死，而我們可以通過汗腺輕松排出熱量。

汗腺位于真皮層，樣子就像是一根縮小版的火柴。一端肥大，與血管相近；另一端細長，開口于皮膚表面。當身體內的熱量堆積起來的時候，它們便將血漿進行改造，形成汗液，排出體外。

現在，你來猜一猜，人體有多少個汗腺？

10萬個？50萬個？都不對，大約有300萬個。其中，又以腳底板最多，每平方厘米超過700個；其次是腋下，大約每平方厘米150個。

當天氣舒適、我們處于安靜狀態的時候，一天的汗水只有幾百毫升；而當我們運動的時候，體內熱量迅速堆積，汗腺就不得不加班加點了。數據顯示，運動員因為活動量大，一天之內排出的汗液可以達到10升。

水是一種比熱容相當大的物質。夏天的時候，往地面灑些水，很快會感到涼爽；體表汗液的蒸發，也能達到相似的效果。這就是人類擅長跑步的第一個原因。

不過，有一個問題：汗液的主要成分是水，其次還含有少量的無機鹽，排出去那么多水，身體不夠用了怎么辦？

那就補嘛。根據中國營養學會的建議，14歲左右的男孩，每天應該補充1.4升淡水，女孩則應該補充1.2升，以保證人體對水分的需求；在參加劇烈運動的時候，需要補充的水分也要相應增加——為了保險起見，最好在運動前兩個小時補充300毫升左右的水分；如果運動的時間特別長，則應該每15~20分鐘補充150~300毫升水分。

至于水的形式，一般來說，白開水足矣；如果運動時間特別長，則應該注意補充電解質，喝點淡鹽水之類的。

心臟：我不大卻很能打

以大小而論，藍鯨的心臟是世界第一大，其體積相當于一輛小汽車，重量則輕松超過一頭牛。不過，若是比較對心臟的動員能力，人類才是所有動物里的佼佼者。

藍鯨和人類一樣，有兩種生活狀態：一種是比較安靜的，稱之為靜息狀態，此時其心臟跳動也比較慢，每分鐘只有十幾次；另一種是運動狀態，比如從深海快速返回海面、吸收大量空氣的時候，其心率可以達到25~35次/分鐘。換句話說，藍鯨的心臟很少滿功率運轉，而是預留一部分跳動能力以備不時之需。

人類呢？

正常人的靜息心率為60~100次/分鐘，運動的時候，可以達到160~180次/分鐘。最優秀的運動員，靜息狀態的每分鐘心跳可能低于40次，而在競賽中，可以增加到220次，相當于原來的6~7倍。

除了頻率，我們的心臟還會儲備收縮能力。想一想踢球的時候，我們有時候跑得快一點，有時候跑得慢一點，肌肉還是那些肌肉，變化的是對肌肉的調動。心臟也一樣。靜息狀態下，不管是心室收縮噴射血液還是心房擴張回收血液，都會留著一點力氣；而在運動的時候，心臟會進行充分動員，心室極力收縮、心房極力擴張，為全身輸送更多的血液。

因為這兩種機制，所以心臟的儲備能力大得驚人。當你讀書的時候，心臟每分鐘往外噴射5升左右的血液；在你跑步的時候，心臟噴射的血液可以達到25~30升/每分鐘，差不多可以裝滿10個水壺。這些血液都是新鮮的，帶著氧氣和養料游走全身，滋潤每一處的肌肉。

運動前的自我檢查 制圖/趙言昌

那么，肌肉的能量可以找血液要，血液不足可以調動心臟，心臟高速運轉需要的能量從哪里來呢？

答案很簡單，靠自己。心臟表面有兩根大血管，稱為冠狀動脈，它們又分出無數的毛細血管，像植物的細根一樣，深入心臟的肌肉里。當心臟噴射血液的時候，有一部分血液進入冠狀動脈，然后通過毛細血管營養自身。

說到這里，很容易形成一種猜測：心臟的儲備能力很大程度上取決于冠脈循環的健康度。實情也是如此。新聞報道中偶爾提到運動猝死的案例，而運動猝死，多數與冠脈循環不健康有關。所以，同學們要學會辨認一些心源性猝死的征兆，以免在運動中受傷。

肌肉與韌帶：我們輸出，我們承受

從物理學的角度說，所謂跑步，就是人體克服重力、阻力做功的過程。那么，你有沒有想過，身體離開地面的一剎那，我們對地面施加了多大的力量？結果可能出乎你的預料：研究顯示，最優秀的運動員，蹬地產生的正壓力相當于自身體重的4~5倍。這就引出了兩個問題。

第一個問題，這么大的力量從哪里來的？

從肌肉中來的，更具體一點說，來源于無數肌肉纖維的收縮。

人體內的肌肉，包括骨骼肌、平滑肌、心肌。運動時主動使用的，主要是骨骼肌。骨骼肌看起來有點像笤帚，兩頭是堅韌的肌腱，中間隆起，由細小的肌肉纖維組成。

肌肉纖維呢，也不止一種。按照能量來源和運行狀態，可以將其分為兩類。

一類是慢肌，它們收縮慢、力量小，但是不容易疲勞，而且周圍的毛細血管非常豐富，正所謂“近水樓臺先得月”，消耗的能量很容易得到補充。因此，在靜息狀態和一般運動的前期，它們是運動的主力。

隨著運動時間或劇烈程度的增加，不管毛細血管多么豐富，都可能出現能量缺口，這時候就需要快肌出場了。快肌收縮快、力量大，可以在必要的時候憋氣工作（無氧供能），缺點嘛，就是容易疲勞。

像800米、1 000米這種中長距離的運動，前期主要是慢肌發力，中期快肌陸續加入，直至滿足運動需要。換句話說，針對運動中的各種情況，人體都做了充分的準備。

第二個問題，想想牛頓定律，力的作用是相互的，蹬地的同時，身體也會受到地面的反作用力，我們體內那些柔嫩的器官（比如大腦），為何安然無恙呢？

因為我們具有一個優秀的緩沖體系。

脊椎，像一個彈簧，不僅本身具有一定的彎曲度，而且每一節之間都有軟墊；髂脛束，上接腰部、下連膝蓋，寬大、致密，將大腿緊緊地裹起來，像是一條人體自帶的彈力帶；腳踝后方的跟腱和腳底由骨骼、韌帶組成的足弓，則像汽車的懸掛系統，可以減少地面對人體的沖擊。所以，雖然來自地面的反作用力很大，但是在一般情況下，不用擔心大腦等重要器官的安全。

當然，人力有時而窮，緩沖體系也存在能力極限。拿跟腱來說，新聞中偶爾會出現運動員需要進行跟腱手術的報道，普通人在日常運動中不注意的話，也有可能受傷。所以，要注意保護自己的身體。

一方面，不要在太硬的地面跑步，不要選用底太薄、太硬的鞋子，在整個跑步過程中，要注意姿勢，腿不要蹬太直，創造一些人為的緩沖；另一方面，要注意運動量，上一周每天都跑1 000米，這一周最多不要超過1 100米，慢慢增加緩沖體系的適應能力。實際上，根據美國運動醫學會的研究，要想避免運動中受傷，最重要的原則就是循序漸進，盡量不要突然大幅增加運動量。

尾聲：我們的新武器

行至文末，還有一件事不得不提——現在我們還具備了一項所有動物都沒有的東西，那就是科學。

動物吃東西，都很隨意，能吃飽肚子就好，最多是想辦法吃點好吃的，而科學家發現，良好的飲食習慣對于運動能力的影響很大。訓練期，要注意飲食均衡，尤其是注意補充蛋白質、礦物質和微量元素；在競賽期間，則需要調整，適度增加碳水化合物，可以提高成績。

動物的運動方式，都是娘胎里帶來的，或者說，是長期進化的結果，而科學家早就開始利用數學等學科知識分析運動了。如前所說，跑步就是克服重力與阻力做功，也就是說，我們腿部產生的力量，其實被分為了兩部分：一部分向上，用于對抗地心引力；一部分向前，使我們保持前進。在力量比較穩定的情況下，用于前者的越少，我們往前的速度就越快。所以，科學家建議，中長跑中將蹬地角度保持在56°~60°。這一原理也適用于實心球等運動，只是具體角度略有不同，感興趣的話，大家可以通過受力分析和拋物線原理算一算。

最重要的是，科學發現可以改變我們的認知，進而督促我們改變行為。國內的大規模研究顯示，中學生的體質一直在下降。1985年，中學男生跑1 000米平均成績為265秒，女生跑800米平均成績為235秒；到了2010年，兩個數值分別變為300秒和270秒。有人可能辯解道，中學生的主要任務是學習，然而研究顯示，運動不僅能改善體質、緩解壓力，而且可以提升大腦的認知能力。從這個角度說，即使沒有體育測試，大家也應該試著多參與一些運動。身體是革命的本錢嘛。

如何保護自己的身體 制圖/趙言昌