为什么你不需要害怕长跑

□文/赵言昌

供图/视觉中国

运动是一件复杂的事儿，不仅本身复杂，人们对它的看法也莫衷一是。中学生朋友多半有几种喜欢的运动，却难免对体育测试充满紧张，尤其是长跑测试；而父母既希望孩子多参加点运动，又害怕孩子在运动中受伤；科学家则说，人类天生就擅长某些运动，比如长跑。

人类发明复杂的工具，不超过1万年；人类出现智力飞跃，不超过7万年；人类使用火的时间，在100万年左右。但早在那之前，我们就依靠一种残忍的方式成为成功的猎手：追着动物跑，直到把它们累死。

现在，让我们看看自己的身体，说一说你为什么不需要害怕长跑。

汗腺：我很小却很重要

前不久，云南大象迁移的事儿引起许多关注。你可能不知道，看起来慢吞吞的大象，其实跑步挺快：它们的冲刺速度可以达到每小时50千米，相当于14米/秒，比人类快得多。实际上，人类的短跑能力只比黑犀牛强一点点，在自然界算是垫底的存在。

不过，如果奔跑距离超过10千米，情况就变了——大部分动物会热死，而我们可以通过汗腺轻松排出热量。

汗腺位于真皮层，样子就像是一根缩小版的火柴。一端肥大，与血管相近；另一端细长，开口于皮肤表面。当身体内的热量堆积起来的时候，它们便将血浆进行改造，形成汗液，排出体外。

现在，你来猜一猜，人体有多少个汗腺？

10万个？50万个？都不对，大约有300万个。其中，又以脚底板最多，每平方厘米超过700个；其次是腋下，大约每平方厘米150个。

当天气舒适、我们处于安静状态的时候，一天的汗水只有几百毫升；而当我们运动的时候，体内热量迅速堆积，汗腺就不得不加班加点了。数据显示，运动员因为活动量大，一天之内排出的汗液可以达到10升。

水是一种比热容相当大的物质。夏天的时候，往地面洒些水，很快会感到凉爽；体表汗液的蒸发，也能达到相似的效果。这就是人类擅长跑步的第一个原因。

不过，有一个问题：汗液的主要成分是水，其次还含有少量的无机盐，排出去那么多水，身体不够用了怎么办？

那就补嘛。根据中国营养学会的建议，14岁左右的男孩，每天应该补充1.4升淡水，女孩则应该补充1.2升，以保证人体对水分的需求；在参加剧烈运动的时候，需要补充的水分也要相应增加——为了保险起见，最好在运动前两个小时补充300毫升左右的水分；如果运动的时间特别长，则应该每15~20分钟补充150~300毫升水分。

至于水的形式，一般来说，白开水足矣；如果运动时间特别长，则应该注意补充电解质，喝点淡盐水之类的。

心脏：我不大却很能打

以大小而论，蓝鲸的心脏是世界第一大，其体积相当于一辆小汽车，重量则轻松超过一头牛。不过，若是比较对心脏的动员能力，人类才是所有动物里的佼佼者。

蓝鲸和人类一样，有两种生活状态：一种是比较安静的，称之为静息状态，此时其心脏跳动也比较慢，每分钟只有十几次；另一种是运动状态，比如从深海快速返回海面、吸收大量空气的时候，其心率可以达到25~35次/分钟。换句话说，蓝鲸的心脏很少满功率运转，而是预留一部分跳动能力以备不时之需。

人类呢？

正常人的静息心率为60~100次/分钟，运动的时候，可以达到160~180次/分钟。最优秀的运动员，静息状态的每分钟心跳可能低于40次，而在竞赛中，可以增加到220次，相当于原来的6~7倍。

除了频率，我们的心脏还会储备收缩能力。想一想踢球的时候，我们有时候跑得快一点，有时候跑得慢一点，肌肉还是那些肌肉，变化的是对肌肉的调动。心脏也一样。静息状态下，不管是心室收缩喷射血液还是心房扩张回收血液，都会留着一点力气；而在运动的时候，心脏会进行充分动员，心室极力收缩、心房极力扩张，为全身输送更多的血液。

因为这两种机制，所以心脏的储备能力大得惊人。当你读书的时候，心脏每分钟往外喷射5升左右的血液；在你跑步的时候，心脏喷射的血液可以达到25~30升/每分钟，差不多可以装满10个水壶。这些血液都是新鲜的，带着氧气和养料游走全身，滋润每一处的肌肉。

运动前的自我检查 制图/赵言昌

那么，肌肉的能量可以找血液要，血液不足可以调动心脏，心脏高速运转需要的能量从哪里来呢？

答案很简单，靠自己。心脏表面有两根大血管，称为冠状动脉，它们又分出无数的毛细血管，像植物的细根一样，深入心脏的肌肉里。当心脏喷射血液的时候，有一部分血液进入冠状动脉，然后通过毛细血管营养自身。

说到这里，很容易形成一种猜测：心脏的储备能力很大程度上取决于冠脉循环的健康度。实情也是如此。新闻报道中偶尔提到运动猝死的案例，而运动猝死，多数与冠脉循环不健康有关。所以，同学们要学会辨认一些心源性猝死的征兆，以免在运动中受伤。

肌肉与韧带：我们输出，我们承受

从物理学的角度说，所谓跑步，就是人体克服重力、阻力做功的过程。那么，你有没有想过，身体离开地面的一刹那，我们对地面施加了多大的力量？结果可能出乎你的预料：研究显示，最优秀的运动员，蹬地产生的正压力相当于自身体重的4~5倍。这就引出了两个问题。

第一个问题，这么大的力量从哪里来的？

从肌肉中来的，更具体一点说，来源于无数肌肉纤维的收缩。

人体内的肌肉，包括骨骼肌、平滑肌、心肌。运动时主动使用的，主要是骨骼肌。骨骼肌看起来有点像笤帚，两头是坚韧的肌腱，中间隆起，由细小的肌肉纤维组成。

肌肉纤维呢，也不止一种。按照能量来源和运行状态，可以将其分为两类。

一类是慢肌，它们收缩慢、力量小，但是不容易疲劳，而且周围的毛细血管非常丰富，正所谓“近水楼台先得月”，消耗的能量很容易得到补充。因此，在静息状态和一般运动的前期，它们是运动的主力。

随着运动时间或剧烈程度的增加，不管毛细血管多么丰富，都可能出现能量缺口，这时候就需要快肌出场了。快肌收缩快、力量大，可以在必要的时候憋气工作（无氧供能），缺点嘛，就是容易疲劳。

像800米、1 000米这种中长距离的运动，前期主要是慢肌发力，中期快肌陆续加入，直至满足运动需要。换句话说，针对运动中的各种情况，人体都做了充分的准备。

第二个问题，想想牛顿定律，力的作用是相互的，蹬地的同时，身体也会受到地面的反作用力，我们体内那些柔嫩的器官（比如大脑），为何安然无恙呢？

因为我们具有一个优秀的缓冲体系。

脊椎，像一个弹簧，不仅本身具有一定的弯曲度，而且每一节之间都有软垫；髂胫束，上接腰部、下连膝盖，宽大、致密，将大腿紧紧地裹起来，像是一条人体自带的弹力带；脚踝后方的跟腱和脚底由骨骼、韧带组成的足弓，则像汽车的悬挂系统，可以减少地面对人体的冲击。所以，虽然来自地面的反作用力很大，但是在一般情况下，不用担心大脑等重要器官的安全。

当然，人力有时而穷，缓冲体系也存在能力极限。拿跟腱来说，新闻中偶尔会出现运动员需要进行跟腱手术的报道，普通人在日常运动中不注意的话，也有可能受伤。所以，要注意保护自己的身体。

一方面，不要在太硬的地面跑步，不要选用底太薄、太硬的鞋子，在整个跑步过程中，要注意姿势，腿不要蹬太直，创造一些人为的缓冲；另一方面，要注意运动量，上一周每天都跑1 000米，这一周最多不要超过1 100米，慢慢增加缓冲体系的适应能力。实际上，根据美国运动医学会的研究，要想避免运动中受伤，最重要的原则就是循序渐进，尽量不要突然大幅增加运动量。

尾声：我们的新武器

行至文末，还有一件事不得不提——现在我们还具备了一项所有动物都没有的东西，那就是科学。

动物吃东西，都很随意，能吃饱肚子就好，最多是想办法吃点好吃的，而科学家发现，良好的饮食习惯对于运动能力的影响很大。训练期，要注意饮食均衡，尤其是注意补充蛋白质、矿物质和微量元素；在竞赛期间，则需要调整，适度增加碳水化合物，可以提高成绩。

动物的运动方式，都是娘胎里带来的，或者说，是长期进化的结果，而科学家早就开始利用数学等学科知识分析运动了。如前所说，跑步就是克服重力与阻力做功，也就是说，我们腿部产生的力量，其实被分为了两部分：一部分向上，用于对抗地心引力；一部分向前，使我们保持前进。在力量比较稳定的情况下，用于前者的越少，我们往前的速度就越快。所以，科学家建议，中长跑中将蹬地角度保持在56°~60°。这一原理也适用于实心球等运动，只是具体角度略有不同，感兴趣的话，大家可以通过受力分析和抛物线原理算一算。

最重要的是，科学发现可以改变我们的认知，进而督促我们改变行为。国内的大规模研究显示，中学生的体质一直在下降。1985年，中学男生跑1 000米平均成绩为265秒，女生跑800米平均成绩为235秒；到了2010年，两个数值分别变为300秒和270秒。有人可能辩解道，中学生的主要任务是学习，然而研究显示，运动不仅能改善体质、缓解压力，而且可以提升大脑的认知能力。从这个角度说，即使没有体育测试，大家也应该试着多参与一些运动。身体是革命的本钱嘛。

如何保护自己的身体 制图/赵言昌