Вплив самостійної зміни маси тіла та маси тіла на метаболічні витрати бігу
РЕЗЮМЕ
Вступ
Під час рівного бігу м’язи ніг повинні витримувати вагу тіла, гальмувати/рухати центр маси в напрямку вперед-назад і махати ногами вперед. Для подолання резистивних сил повітря потрібно трохи працювати (Van Ingen Schenau and Cavanagh, 1990), чиста зовнішня механічна робота, що виконується в центрі маси, майже дорівнює нулю (Cavagna et al., 1977), а ніжки ефективно діють як пружини, що зберігають і повертати пружну енергію на кожному кроці (Cavagna et al., 1977; Farley and Ferris, 1998). Однак метаболічні витрати на біг значні.
Попередні дослідження показують, що генерування сили для підтримки ваги тіла є головним фактором, що визначає метаболічні витрати на біг (Farley and McMahon, 1992; Kram and Taylor, 1990; Taylor et al., 1980). Вага тіла конкретно визначається як сила тяжіння, що діє на тіло, і вимірюється в ньютонах. Другим важливим фактором, що визначає метаболічні витрати на біг, є рух тіла вперед (Chang and Kram, 1999). Маса тіла не залежить від гравітаційного прискорення і, таким чином, вимірюється в кілограмах. Здається розумним, що маніпулювання вагою тіла або масою тіла вплине на метаболічні витрати бігу. Однак метаболічні ефекти самостійної зміни маси тіла та маси тіла раніше не вимірювались під час бігу.
Підводячи підсумок, незрозуміло, як підтримка ваги тіла та гальмування/рушійна маса тіла незалежно впливають на метаболічні витрати бігу. Крім того, є підстави для повторного вивчення модельованого методу зменшеної гравітації Фарлі та Макмехона (Farley and McMahon, 1992). Ми мали на меті вирішити ці проблеми шляхом самостійного маніпулювання вагою тіла та маси тіла, а також шляхом порівняння методів `` фіксованого шківа '' та `` кочення коляски '', що імітують знижену вагу. Ми кількісно визначили швидкість метаболізму під час нормального бігу та бігу при декількох комбінаціях зниженої сили тяжіння та навантаження. Зокрема, ми зменшили лише вагу, додали і масу, і вагу, і додали лише масу. Ми висунули гіпотезу, що для бігу: (1) швидкість метаболізму була б більшою за допомогою методу кочення візка порівняно з методом фіксованого шківа при еквівалентних рівнях модельованої зниженої ваги; (2) зменшення маси тіла пропорційно знизило б рівень метаболізму; (3) додавання маси та ваги пропорційно збільшить швидкість метаболізму; (4), оскільки Чанг та ін. (Chang et al., 2000) виявили, що додавання маси лише по собі не змінює сили, що прикладаються до землі, лише додавання маси не матиме значного впливу на швидкість метаболізму.
Матеріали і методи
Предмети
У цьому дослідженні брали участь десять тренованих людей-бігунів-рекреацій (6 чоловіків, 4 жінки, вік 32 ± 7 років, маса тіла 63,3 ± 9,8 кг, тобто ± с.д.). Ми повідомили кожного суб'єкта про цілі, протокол, експериментальні процедури та будь-які пов'язані з цим ризики та переваги дослідження. Кожен суб’єкт дав письмову згоду на участь. Комітет досліджень людини з Університету Колорадо схвалив експеримент. Суб'єкти були досвідченими бігунами на біговій доріжці, і попередні дослідження показали швидке звикання до експериментальних умов, які ми використовували в цьому дослідженні (Donelan and Kram, 2000), тому не було необхідності розміщувати суб'єктів перед тестуванням.
Огляд
Випробовувані бігали на біговій доріжці, що вимірює силу, як правило, під імітованою зниженою вагою (зменшена вага), з доданою масою та вагою та лише з доданою масою. Ми виміряли їх норми споживання кисню та вироблення вуглекислого газу, сили реакції на землю (GRF) та кінематику.