Затраты энергии при ходьбе: Ваш браузер устарел

Ходьба (Умеренная) — 5 км/чРасход калорий и Фитнес информация

Умеренные Деятельность Подсчитанный расход энергии для 70 кг человека 5 минуты 20 Калории   1 час 243 Калории 10 минуты 40 Калории   2 часа 485 Калории 15 минуты 61 Калории   3 часа 728 Калории 30 минуты 121 Калории   4 часа 970 Калории Пожалуйста, обратите внимание, что есть много факторов, которые могут способствовать вашей общей потере калорий. Общий объем потребностей в энергии может меняться в зависимости от пола, возраста, мышечной массы, рост и других генетических и экологических факторов. 3 — 6 МЭА Похожие Умеренные Интенсивности Деятельности и Упражнения Рыбалка 220 3,0 Wii Fit 220 3,0 Мореплавание 220 3,0 Серфинг 220 3,0 Мойка Автомобилей 220 3,0 Уборка Пылесосом 220 3,0 Езда на Лодках или Каноэ 220 3,0 Ремонт 220 3,0 Уборка 220 3,0 Пилатес 228 3,1 Гимнастика (Легкая, Например Упражнения Дома) 257 3,5 Ходьба (Упражнения) — 5. 5 км/ч 279 3,8 Гольф (Ходьба) 294 4,0 Верховая Езда 294 4,0 Настольный Теннис 294 4,0 Танцевать (Медленно) 294 4,0 Боулинг 294 4,0 Езда на Велосипеде (Неторопливая) — <16 км/ч 294 4,0 Бикрам Йога 294 4,0 Езда на Мотоцикле 294 4,0 Волейбол 294 4,0 Работа во Дворе (в Саду) 294 4,0 Аква Велосипедах 294 4,0 Плавание (Медленное) 294 4,0 Сгребание Листьев 294 4,0 Стрельба из Лука 294 4,0 Работа Лопатой (и Другие Похожие Физические Занятия) 368 5,0 Покрасить 368 5,0 Охота 368 5,0 Катание на Коньках — 16 км/ч 368 5,0 Крутить Обруч (Хулахуп) 368 5,0 Стрижка Газонов 368 5,0 Крикет 368 5,0 Сплав на Каяках 368 5,0 Танцевать (Кадриль) 368 5,0 Бейсбол 368 5,0 Бадминтон 368 5,0 Ходьба (Оживленная) — 6. 5 км/ч 368 5,0 Софтбол 368 5,0 Серии Упражнений в Оздоровительном Клубе 404 5,5 Танцевать (Быстро, с Елементами Аэробики) 441 6,0 Тренажер (Медленный) 441 6,0 Флорбол (Floorball) 441 6,0 Спортзал 441 6,0 Нетбол 441 6,0 Силовые Тренировки (Умеренные) 441 6,0 Сгребание Снега 441 6,0 Круговая Тренировка 441 6,0 Катание на Лыжах (на Воде) 441 6,0 Езда на Велосипеде (Медленная) — 18 км/ч 441 6,0 Длительная Прогулка Пешком 441 6,0 Дерево Серфинг 441 6,0 Дайвинг 441 6,0 Батут 441 6,0 Баскетбол 441 6,0 Скорость Прогулки 441 6,0 Pole Dance 441 6,0

Особенности расхода калорий во время скандинавской ходьбы

Многие люди сейчас предпочитают следить за своим питанием, придерживаются различных диет, становятся постоянными посетителями спортивных залов и ищут другие способы сжигать калории, и скандинавская ходьба становится одним из лучших способов сделать это! Этот вид тренировок доступен для каждого независимо от возраста и уровня физической подготовки. По сути, вы просто прогуливаетесь по улице, но делаете это с большей пользой. Скандинавская ходьба с палками не только помогает сжигать калории, но и в целом благоприятно сказывается на состоянии здоровья.

Похудеть легко!

Преимущество скандинавской ходьбы с палками — в том, что калории сжигаются без необходимости придерживаться строгих диет и других ограничений. Это становится возможным благодаря специфическому характеру движений и возможности тренироваться продолжительное время, даже если вы не имеете спортивной подготовки.

Сжигает калории скандинавская ходьба по той причине, что при правильной технике задействуется до 90% мышц, а на обеспечение их работы организм тратит много энергии. В сравнении с обычной ходьбой, северная является более эффективной, так как активно работают мышцы верхней части туловища. Наличие палок обеспечивает активную работу мышц плечевого пояса и повышенное сжигание калорий. Кроме того, это возможность обеспечить себе продолжительные физические нагрузки, одновременно помогающие в укреплении здоровья и в борьбе с лишним весом.

Правильная техника

Для успешного похудения важно соблюдать правильную технику скандинавской ходьбы, и тогда калории будут сжигаться наиболее активно.

1. Важно правильно располагать тело, так как хорошая осанка во время прогулки влияет на работу мышц ягодиц и спины. С ровной спиной вы сможете ходить больше и быстрее, что помогает в борьбе с лишними калориями.
2. Следует втягивать живот при ходьбе, что обеспечивает нагрузку на брюшные мышцы и помогает в поддержании правильной осанки. Но дыхание должно быть обычным, без задержек.
3. Следует ставить стопу перекатом с пятки на носок, в конце чего пальцами делается толчок для следующего шага. Благодаря такому шагу не только снижается вес, но и укрепляются мышцы икр и подколенные сухожилия.
4. Во время скандинавской ходьбы с палками следует периодически делать длинные шаги, которые укрепляют бедерные мышцы и помогают в борьбе с лишними калориями.

Большое значение для сжигания калорий во время скандинавской ходьбой имеет грамотно составленный план тренировок. Важное правило: дистанцию прогулок необходимо увеличивать постепенно. Чем больше вы ходите, тем быстрее уходит лишний вес. Эффективная продолжительность занятий — от 30 минут и дольше. За неделю необходимо достигать нескольких часов тренировок. Применяйте интервальные тренировки, когда непродолжительная активная физнагрузка сменяется длительной и менее интенсивной.

Выбираем надежный инвентарь

Если вы поставили перед собой цель — похудеть, необходимо купить подходящий инвентарь. В данном случае рекомендуются монолитные палки фиксированной длины, отличающиеся повышенной прочностью и безопасностью. Многие тренировки будут проводиться в интенсивном режиме с усиленной нагрузкой, поэтому цельные палки предпочтительнее, чем телескопические, ведь у последних есть складные механизмы, которые делают конструкцию менее надежной.

Также следует ориентироваться на содержание карбона в древке палки. Он обеспечивает инвентарю легкость и прочность. Для тренировок с целью похудения лучше приобретать модели с содержанием карбона от 30% и выше.

Как ускорить процесс избавления от лишних килограммов

Чтобы активнее бороться с лишними килограммами, следует заниматься скандинавской ходьбой с палками, делая больше движений руками: при более сильном и быстром размахе шаг получается активнее, а мышечные ткани развиваются лучше, что приводит к эффективному сжиганию калорий.

Сначала необходимо повысить выносливость, постепенно увеличивая дистанцию прогулок. Затем придется поработать над увеличением скорости. Для похудения важна интенсивность занятий, эффективность которых можно определить по частоте сокращений сердечных мышц. Есть простая формула, позволяющая установить необходимый максимум сокращений. Для женщин: от 226 следует отнять возраст в количестве полных лет. Для мужчин возраст отнимается от 220. Также на данный показатель влияет физическое состояние человека, то есть уровень подготовки к тренировкам. Если вы новичок, ориентируйтесь на 50–60% от полученного значения. Для опытных тренирующихся — это 70-80%, а для профессионалов — от 80% и выше.

Насколько эффективна скандинавская ходьба с палками, и в каком объеме можно сжигать калории в ходе тренировок? За час обычной ходьбы в среднем сжигается 280ккал, а в случае с северной ходьбой речь идет о сжигании не менее 400ккал за час. Увеличить эту цифру можно разными способами. Вот некоторые из них:

1. Ходите по неровным поверхностям, с большим количеством холмов и бугров, по заснеженным или песчаным дорогам либо среди деревьев в лесу. Все это обеспечивает усиление нагрузки, а значит, помогает в снижении веса. Но переходить к такому варианту ходьбы следует уже при достаточном уровне тренированности.
2. При скандинавской ходьбе по поверхности, имеющей наклон 5 градусов, скорость сжигания калорий на 50% выше, чем в случае прогулки по ровной поверхности.
3. Для повышения нагрузки можно использовать дополнительный груз. Однако важно подобрать его таким образом, чтобы не было перенапряжения в суставах. Желательно распределить лишний вес по всему телу равномерно, для чего используются специальные сумки или жилетки.

Бег или ходьба — что выбрать?

Впервые задуматься о пользе ходьбы мне пришлось более года назад и совсем не по своей воле.

До этого я довольно долгое время успешно занимался беговыми тренировками и даже не думал их прекращать. Однако жизнь подкинула неприятный сюрприз в виде травмы колена, и волей-неволей пришлось искать замену утренним пробежкам. Сначала ходьба стала для меня вынужденным занятием, а потом пешеходные прогулки органично вошли в мой ежедневный распорядок. Поэтому я заинтересовался вопросом: «А может ли ходьба действительно заменить бег?»

Многим кажется, что ходьба — это совершенно несерьезное занятие, которое даже нельзя назвать физическим упражнением.

«Каким видом спорта ты занимаешься?»

«Хожу пешком!

Смешно, не правда ли?

Однако не спешите смеяться. Просто вспомните те причины, которые заставляют нас заниматься бегом, и давайте посмотрим, как с ними справляется ходьба. Вот они:

• улучшить свое общее физическое состояние и уровень энергии;
• повысить выносливость;
• укрепить сердечно-сосудистую систему и избежать соответствующих заболеваний;
• то же самое про опорно-двигательный аппарат;
• и, да-да-да, обязательно похудеть!

Для определения влияния бега и ходьбы на состояние нашего здоровья было проведено специальное исследование. В его ходе были собраны вместе и проанализированы данные людей, занимающихся этими двумя видами физической активности. В результате выяснилось, что люди, которые тратят во время тренировки примерно одинаковое количество калорий, независимо от того, бегут они или ходят, получают примерно одинаковые преимущества для здоровья. Мы говорим о снижении риска гипертонии, уровня холестерина, опасности возникновения диабета и сердечно-сосудистых заболеваний.

Немного другая картина наблюдается с последним, а для многих — самым главным пунктом. Совершенно естественно, что при беге тратится гораздо больше энергии, чем при обычных прогулках. Например, человек весом 70 килограмм потратит за час бега около 800 калорий, а во время ходьбы только 300. Это становится убедительным доводом в пользу бега для всех желающих похудеть, но не желающих тратить при этом слишком много времени.

Очень интересно, что ученые установили, что даже если бегун и ходок потратят одинаковое количество энергии (для чего второму придется затратить в 2,5 раза больше времени), то все равно бегун похудеет больше. Этот эффект заинтересовал ученых, и в Journal of Obesity был опубликован доклад, в котором приводятся результаты анализа влияние интенсивности физических упражнений на наш аппетит. После бега или ходьбы участники были приглашены на фуршет, где ходоки в среднем съедали на 50 калорий больше, чем они сожгли, в то время как бегуны ели почти на 200 калорий меньше, чем они потеряли во время тренировки. Это объясняется тем, что бегуны имели более высокие уровни гормона пептида YY, который может подавлять аппетит.

И, наконец, не стоит забывать о том, что бег является гораздо более травмоопасным занятием, чем ходьба. Огромное количество бегунов со временем начинают испытывать некоторые проблемы со связками или суставами, иногда даже довольно серьезные. В то время как ходьба является гораздо более щадящим режимом для нашего организма.

Итоги

Итак, к каким же выводам мы пришли в этой статье?

• Бег и ходьба одинаково полезны для укрепления здоровья, если вы тратите при этом примерно одинаковое количество энергии.
• Если у вас мало времени, то выбирать следует бег, потому что для достижения одинаковых результатов пешком придется потратить в два с половиной раза больше времени.
• Для тех, кто ставит перед собой цель быстро похудеть, бег однозначно предпочтительнее.
• Ходьба является гораздо безопаснее с точки зрения получения травм и предъявляет меньше требований к вашей физической подготовке.

Правда, на днях мне попалось на глаза другое исследование, которое утверждает, что если ходить с отягощениями на руках и ногах, то при этом будет тратиться примерно столько же энергии, как при беге. Начать, что ли, гулять с гантелями в руках? Надо попробовать.

Затраченная энергия — Ходьба, на костылях

• Крупнейшая база данных ― свыше 2 000 000 блюд!
• Отслеживайте все основные показатели ― калории, жиры, белки, углеводы, сахара, клетчатку, холестерин и многое другое!
• Быстрая и удобная запись блюд
• Синхронизируйте свои данные при помощи бесплатных приложений для iPhone, Android и Blackberry ­― теперь со сканером штрихкода!
• Худейте вместе с друзьями или вступайте в сообщество MyFitnessPal!
• Совершенно бесплатно

Присоединяйтесь бесплатно прямо сейчас!

Более 2 000 000 блюд!

Мы серьезно относимся к вопросам конфиденциальности и никогда не будем рассылать вам спам

Миллионы людей уже похудели с помощью MyFitnessPal — крупнейшей пищевой базы данных и самого удобного калькулятора калорий.

Регистрируйтесь прямо сейчас совершенно БЕСПЛАТНО!

• Рекомендованные врачами исследования показали, что дневники диет играют ключевую роль при похудении.
• Крупнейшая база данных ― свыше 2 000 000 блюд!
• Отслеживайте все основные показатели ― калории, жиры, белки, углеводы, сахара, клетчатку, холестерин и многое другое!
• Синхронизируйте свои данные при помощи бесплатных приложений для iPhone, Android и Blackberry ­― теперь со сканером штрихкода!
• Совершенно бесплатно

Упомянуто в следующих источниках:

• «Раньше я все время пыталась скрыть недостатки фигуры одеждой, а иногда даже пропускала мероприятия, потому что никак не могла выбрать, что надеть…» Chauncy Sherman (chauncyrenay)

• «Благодаря MyFitnessPal я сбросил вес, набранный за 26 лет, и вновь обрел ту жизнь, которая, казалось, ушла от меня навсегда». John Kilpatrick (jmkpublic)

• «Могу с полной уверенностью сказать, этот сайт ― лучшая находка в моей жизни…» Cassie Bailey (superstarcassie)

Сколько калорий мы сжигаем: разбор «Мотиватора»

Правда ли, что умственная работа сжигает больше энергии, чем физическая? Правда ли, что для похудения нужно бегать медленно, а не быстро? И, наконец, можно ли заменить фитнес домашней работой — сопоставимы ли затраты энергии на тренажёрах и у плиты? Давайте разбираться! 

 

Базальный метаболизм

Начнём с количества калорий, которое необходимо телу для выживания — для дыхания, циркуляции крови, пищеварения; это так называемый базальный метаболизм. Для взрослых женщин он составляет около 1300 ккал, для взрослых мужчин — примерно 1700 ккал; если ИМТ выше нормы, рекомендованной ВОЗ, расчёты ведутся по специальным формулам.  

1300 и 1700 килокалорий — это только часть энергии, которую мы тратим. Интересно, что 20% от неё потребляет мозг, несмотря на то, что его масса относительно остального тела невелика. 

Сколько калорий сжигает умственная работа 

Чтобы выяснить, сколько энергии уходит на умственную работу и разные её виды, учёные проводили различные исследования. 

Например, сравнивали три группы испытуемых: первая группа полтора часа ничего не делала, вторая в течение этого же времени заучивала тексты, третья — работала за компьютером. В результате участники двух последних групп потратили на 200 и 250 килокалорий больше, чем их расслабленные коллеги из контрольной группы. 

Некоторые исследования показывают, что расход калорий увеличивается, если работа подразумевает концентрацию внимания, непривычный образ действий и эмоциональное вовлечение. Эмоции легко добавить даже в искусственных условиях: достаточно пройти не просто тест, а тест на время, или прикладывать умственные усилия в игре.  

Разные исследования сходятся на том, что между простыми и сложными интеллектуальными задачами есть разница в расходе калорий; но оценивается она по-разному. Наш мозг так устроен, что он в любом случае тратит относительно много энергии, вне зависимости от того, смотрите вы сериал или пытаетесь вспомнить содержание экзаменационного билета. 

Если вы ничего не делаете, мозг потребляет 0,1 ккал в минуту; если занимаетесь умственной работой, то около 1,5 килокалорий, или 90 ккал в час. 

Это не так много, если мы сравним умственную работу с другими видами активности. 

Сколько калорий сжигает ходьба и бег

Ходьбу и бег традиционно используют для сжигания калорий в посильном режиме: это простые упражнения, доступные всем; они доступны вам и сейчас, если вы самоизолируетесь вместе с беговой дорожкой. 

Ходьба позволяет сжигать от 4 ккал в минуту; бег со скоростью 10 км/ч (это не очень быстро) — от 10 ккал в минуту. Интенсивный бег со скоростью 14 км/ч позволяет сжигать от 14 килокалорий в минуту.  

Почему «от»? Здесь можно говорить о приблизительном подсчёте, который к тому же включает большое количество переменных. Подсчёт калорий от движения зависит от множества факторов: пола, возраста, тренированности, обычной активности, параметров тела. К счастью, можно не заниматься подсчётами самостоятельно: за вас их сделают смарт-часы или фитнес-трекер. От вас потребуется лишь внести свои параметры в приложение до начала работы. 

Вся доставка Wildberries в дни всеобщей самоизоляции — безопасная, бесконтактная и бесплатная! Подробности >>>

Сколько калорий сжигает домашняя работа 

Уборка, ручная стирка, приготовление пищи — всё это виды активности, которые включают движение, а значит, они тоже помогают расходовать калории. Насколько это эффективно? 

Например, подметание пола позволяет потратить 4 ккал в минуту, как ходьба, и как ручная стирка. Мытьё посуды позволяет сжечь 3-4 ккал в минуту; ручное мытьё полов — около 5 ккал за это же время. 

Для сравнения, минута табата-тренировки заставляет потратить 15 килокалорий. 

Выводы 

— Из всех этих сравнений и расчётов становится ясно, что объективный расход калорий и субъективное чувство усталости вообще никак не связаны. Домашняя работа может загрузить сильнее, чем занятие в тренажёрном зале, а экзамен — вымотать больше, чем целый день на грядках. Чувство усталости не ориентир и не показатель, если ваша цель — сжечь побольше калорий. 

— По-честному присмотритесь к своим целям. Чего вы на самом деле хотите? Снизить вес? — Организуйте дефицит калорий, но лучше делать это безопасно, постепенно и посоветовшись с врачом. Действительно ли вам нужен дефицит калорий? Может быть, просто стоит сделать питание более полноценным и полезным? 

— Взгляд на умственную и физическую работу как на способы сжечь калории — вообще-то довольно странный, согласитесь. Умственная работа нужна не для этого. С её помощью люди изготовили орудия, придумали письменность и интернет, с её помощью мы продолжаем строить цивилизацию; в этом главная ценность умственных усилий. 

— Давайте будем использовать практики по назначению. Умственную работу — для получения интеллектуального результата. Занятия фитнесом — для лучшей подвижности и физического развития. 

— Качать руки и спину лучше всё-таки упражнениями и осознанно, а не ручной стиркой, делая вид, что это фитнес. Это не фитнес, это репродуктивный труд: калорий тратится мало, сил и времени отнимает много, результат постоянно требует обновления, и в 90% случаев стиральная машина справится лучше. 

А что думаете вы? Поделитесь с нами в комментариях! 

Ходьба 4 км в час. Ходьба пешком для похудения — сколько калорий тратится? Сколько тратится калорий во время быстрой ходьбы

Сегодня быть подтянутым, бодрым и красивым необходимо. Молодежь снова идет в спортивный зал, многие начинают бегать по утрам. Это прекрасная тенденция, и ее нужно обязательно поддерживать. Но сегодня тема нашей статьи немного иная. Не все могут позволить себе ходить в спортивный зал, а бег нетренированный организм не выдерживает, особенно если есть определенное количество лишних килограмм. Альтернативой может стать простая ходьба. Сегодня мы хотим подробно разобрать, сколько ходьба. Ответив на этот вопрос, можно построить сбалансированный рацион, чтобы усилить эффект.

Ходьба или бег?

Многие с уверенностью скажут, что второе эффективней. С одной стороны, они правы, поскольку бег гораздо быстрее разгонит обменные процессы, а также активизирует А теперь представьте, что у человека не пять, а двадцать пять лишних килограмм. Легко ли ему будет бегать? Конечно, нет. Именно поэтому мы решили сегодня развеять мифы и рассказать, сколько калорий сжигает ходьба.

Если сравнивать эти два варианта спортивной нагрузки, то бег — это более серьезное испытание для организма. То есть желательно посоветоваться с врачом перед тем, как выходить на полосу. Быстрая ходьба, напротив, не навредит, а лишь наладит работу сердца и легких и сделает фигуру более изящной. Это самый экологичный вид спортивных нагрузок. Мы может пройти в день десяток километров и даже не заметить этого. Усталость появляется только при интенсивной ходьбе, или, когда она выполняется без подготовки.

Как посчитать расход «топлива»?

Как и у машины, у организма есть определенные затраты на проходящие внутри биологические процессы. Чем интенсивнее нагрузка, тем выше расход. Можно дать приблизительные цифры, сколько калорий сжигает ходьба. За один час ходьбы можно сжечь от 200 до 300 калорий. Но не стоит принимать этот показатель, как аксиому. На результативность ходьбы будет влиять ваш возраст и состояние здоровья, исходный вес, обмен веществ и длительность прогулки. Кроме того, очень важен и рацион. Питание станет ключевым фактором, если вы хотите похудеть. Чипсы и пирожные дают столько калорий, сколько не сжечь, даже если ходить целый день.

Внешние условия

Говоря о том, сколько калорий сжигает ходьба, необходимо отметить, что это зависит и от местности, по которой предстоит двигаться. Если вы с комфортом идете по ровной, асфальтированной дороге, то потеряете гораздо меньше калорий, чем, если пройдетесь по лесу с бугристым рельефом. А чтобы прогулка была эффективней, возьмите с собой активную собаку. Тогда затраты за аналогичное время вырастут в несколько раз.

Точные цифры

Ходьба пешком — это идеальный способ для тех, кто только ступил на путь здоровья. В этот момент нагружать себя сверх меры физическими нагрузками не стоит, поскольку велик риск сорваться. А вот выйти на прогулку очень полезно, особенно когда вся семья садится ужинать. Как же посчитать, сколько вы потратите калорий? Мы дадим вам самые точные формулы, воспользовавшись которыми вы точно поймете, во что выльется ваша прогулка.

• Ходьба по ровной дороге. В среднем скорость в этом случае может быть 4 км/ч. Это не слишком быстро и утомительно, но ощутимо. Так, за час вы расходуете 3.2 Ккал на каждый килограмм веса. Если ваш вес составляет 100 кг, то расход будет 320 Ккал. Одним мороженным вы с лихвой возместите потери, поэтому следите за своим питанием.
• Давайте посмотрим, как влияет на красоту фигуры быстрая ходьба. Сколько сжигает калорий человек, если его скорость равна 4.5 км/ч.? Результаты уже интереснее — 4.5 Ккал на каждый килограмм. Если увеличить скорость до 8 км/ч, то это уже будет 10 Ккал на каждый килограмм.
• Спокойная ходьба в гору тоже увеличивает затраты — со скоростью 2 км/ч вы потеряете 6.6 Ккал/кг веса.
• Прогулка на природе (по лесу, морскому побережью, песку) позволяет расходовать примерно 6.4 Ккал на килограмм.

Как посчитать собственную скорость?

В этом нет ничего сложного: зная простую формулу, вы всегда сможете подсчитать свою скорость. Это поможет превратить в нечто более реальное абстрактное понятие «быстрая ходьба». Сколько калорий вы сожжете, легко прикинуть, если перечесть количество шагов. Если вы идете со скоростью 3 км в час, то в одну минуту совершаете 50 шагов. Скорость 4.5 км/ч позволит вам сделать 75 шагов за минуту, а 6 км в час — это 100 шагов за минуту. То есть если вы делаете 125 шагов за минуту, то вполне можете рассчитывать на потерю 10 Ккал на каждый килограмм веса. Это внушительная цифра, если учесть, что не каждая тренировка в спортивном зале даст вам такой результат.

Для чего нужно считать?

Зная, что дает 1 час ходьбы, сколько сжигает калорий такое простое упражнение, вы перестанете искать отговорки, чтобы не ходить в спортивный зал. Не нужно искать для этого время и деньги — просто выходите во двор и выполняете простые движения. Зная, приведенные выше формулы, вы легко можете посчитать время ходьбы, чтобы создать отрицательный баланс энергии. В принципе, можно скорость определять и на глазок. Если вы идете прогулочным шагом, то ваша скорость равна 3-4 км в час. Средний темп ходьбы — это уже 5 км в час.

Основные правила

Их нужно соблюдать неукоснительно. Даже зная, сколько калорий сжигает 1 км ходьбы, мы сильно ограничим данный результат и сведем эффект на нет прерыванием ходьбы после 30-40 минут.

Именно эту функцию и выполняет ходьба. Если вы потребляете 1 800 Ккал, а за час ходьбы сожгли 500 Ккал, то вы будете стабильно снижать свой вес, за счет уменьшения жировых запасов. Если же потребление калорий 2 500 Ккал в день, то ходьба позволит вам держать стабильный вес, то есть не поправляться. А в случае употребления жирной и сладкой пищи, когда калорийность рациона 3 000 Ккал и выше, вы будете стабильно прибавлять в весе, несмотря на ходьбу. Счетчик калорий помогает оценить ваш рацион. При этом рекомендуется неделю просто заносить свои реальные данные. После этого постройте график, оцените результаты и перестройте свой рацион таким образом, чтобы оставить больше полезной и меньше калорийной пищи.

Все мы много ходим в течение дня. Даже если у нас малоподвижный образ жизни, мы все равно ходим – ведь у нас нет ни крыльев, ни колес, ползаем мы так себе, поэтому ходьба – это единственный способ передвижения, доступный нам без использования транспортных и вспомогательных средств. Обычный человек за день проходит от 1 до 10 км. Ходьба способствует укреплению сердечной мышцы, сосудов, улучшает работу легких, тренирует выносливость. Прогулки на свежем воздухе способствуют насыщению клеток кислородом, улучшают настроение. А еще ходьба способствует похудению.

Да, сами того не замечая, мы сжигаем калории при ходьбе – и чем больше мы ходим, тем больше тратим калорий. А насыщение клеток кислородом способствует окислению жиров, что способствует их расщеплению. Поэтому за месяц можно незаметно для себя с помощью ходьбы пешком похудеть на пару килограмм.

Однако ходьба бывает разной, а значит, и расход калорий при ходьбе будет тоже разным. Если вы просто прогуливаетесь по парку, то калорий при ходьбе вы истратите значительно меньше, чем человек, который быстро идет куда-то или спортсмен, занимающийся спортивной ходьбой. Сжигание калорий при быстрой ходьбе может быть в несколько раз выше, чем при ходьбе прогулочным шагом. Существенно увеличивается сжигание калорий при ходьбе по лестницам, ходьбе в гору или при быстрой ходьбе по пересеченной местности.

Если вы хотите при ходьбе пешком похудеть, не ленитесь, старайтесь ходить пешком как можно больше. Откажитесь от недалеких поездок в магазин или в гости на автомобиле или от недолгих поездок на общественном транспорте – ходите пешком. Не используйте лифты и эскалаторы, ведь ходьба по ступеням не только сжигает калории, но и очень хорошо укрепляет мышц ног. Гуляйте на свежем воздухе как можно больше. Если вы каждый день будете ходить пешком по 2 часа, за неделю вы сожжете дополнительно до 2000 килокалорий – а это около 200 г подкожного жира.

Конечно же, при ходьбе пешком похудеть можно только в том случае, если вы соблюдаете режим питания, не употребляете жирной пищи, не налегаете на сладкое и не переедаете. Одним словом, ходьба – отличный помощник в похудении для тех, кто правильно питается и ведет здоровый образ жизни.

Сколько калорий сжигает ходьба

Мы подошли к одному из самых важных вопросов, который возникает у тех, кто хочет с помощью ходьбы пешком похудеть: сколько калорий сжигает ходьба, а также сколько ходить, чтобы похудеть.

На сжигание калорий при ходьбе влияет множество факторов – ваш вес, возраст, уровень вашей физической подготовки и ваш метаболизм, а также скорость ходьбы, регулярность пеших прогулок, длительность прогулок, поверхность, по которой вы ходите, уклон, температура на улице во время прогулок и многие другие факторы. Как было сказано выше, сжигание калорий при быстрой ходьбе происходит более интенсивно, чем при медленной. Если вы гуляете по асфальту или мостовой, вы затратите меньше калорий, чем во время прогулки по лесу, связанной с преодолением холмов и впадин, поваленных деревьев, высокой травы. Прогулки с собакой повышают сжигание калорий – ведь иногда собака будет тащить вас вперед, и вам придется сопротивляться ее напору, а иногда, возможно, придется и пробежаться. Ваш вес также влияет на расход калорий при ходьбе – чем больше вы весите, тем больше энергии необходимо вашему организму для перемещения вашего тела в пространстве.

В среднем человек тратит от 200 до 300 килокалорий при быстрой ходьбе в течение часа.

Если ваш вес составляет 60 кг, то за час при ходьбе со скоростью 4 км/ч вы сожжете 200 килокалорий, и 315 килокалорий при быстрой ходьбе со скоростью 6 км/ч. Поднимаясь по лестнице вверх, вы тратите 5 килокалорий в минуту, а спускаясь вниз – 3 килокалории в минуту.

Человек с весом 70 кг сжигает за час 192 килокалории при ходьбе со скоростью 3 км/ч, 288 килокалорий при средней скорости ходьбы 5 км/ч и целых 336 килокалорий при скорости 6 км/ч. При ходьбе по лестнице вы за минуту потратите 6 килокалорий, если будете подниматься по ступеням вверх, и 4 килокалории, если будете спускаться вниз. Также вы можете посчитать, сколько калорий вы истратили, основываясь на следующих данных о расходе калорий при ходьбе на 1 кг веса человека в течение 1 часа:

• по ровной дороге со скоростью 4 км/ч – 3,2 ккал;
• по ровной дороге со скоростью 6 км/ч – 4,5 ккал;
• по ровной дороге со скоростью 8 км/ч – 10 ккал;
• в гору со скоростью 2 км/ч – 6,4 ккал;
• прогулки на природе – 6,4 ккал;
• спортивная ходьба – 6,8 ккал.

Сколько ходить, чтобы похудеть

Если вы решили худеть с помощью ходьбы, вы должны соблюдать некоторые правила. Во-первых, длительность ваших прогулок должна быть не менее 1 часа. При этом в течение первых 40-50 минут калории при ходьбе будут расходоваться не из жира, а из собственных углеводных запасов организма. Жир начнет расщепляться только тогда, когда в организме закончится глюкоза. После прогулки у вас еще некоторое время будет сохраняться высокий обмен веществ.

Гулять на сытый желудок вам будет не очень комфортно – могут появиться колики в боку, да и дыхание будет сбиваться. Поэтому прогулки лучше устраивать через 1-2 часа после еды. А после прогулки не набрасывайтесь на еду, даже если вы «нагуляли аппетит» и очень хотите есть – если вы очень голодны, лучше съешьте что-нибудь легкое, например, яблоко или грушу, банан, чашку йогурта или кефира. Вы восполните запас углеводов в организме, что даст вам энергию и немного утолит голод. Полноценно же поесть можно через 1,5-2 часа после прогулки.

Если вы решили регулярно ходить пешком, постарайтесь отказаться от курения – оно снижает вашу выносливость, ухудшает работу сердца и легких и в целом отрицательно влияет на организм.

В день старайтесь проходить не менее 7-10 км, при этом старайтесь ходить пешком в любую погоду (кроме, разве что, урагана или сильного дождя) – ежедневная ходьба укрепит не только ваши ноги, но и иммунитет. Идеально, если вы будете ходить пешком 2 часа с утра и 2 часа вечером – тогда вы сможете сбросить 2,5 кг в месяц. Если же ходьбу пешком совместить с диетой и другими физическими упражнениями, то потери веса будут намного более ощутимыми.

Средняя скорость ходьбы должна быть не слишком высокой, чтобы вы не устали, но и не слишком низкой – иначе от ходьбы не будет никакого толка. Старайтесь делать равномерные шаги, не размахивайте руками при ходьбе. Ответственно подойдите к выбору обуви для ходьбы – она должна быть легкой и удобной, не должна сдавливать или натирать ногу, не должна ограничивать доступ воздуха к ногам. Дышите правильно во время ходьбы – вдыхайте носом, а выдыхайте ртом в ритм шагов, не разговаривайте, не сбивайтесь с дыхания. Если вы ходите более 1 часа – имейте с собой бутылку с водой, потому что вы можете потерять много жидкости во время ходьбы, особенно в жаркое время года. Для увеличения количества сжигаемых калорий при ходьбе можете использовать утяжелители для рук и ног либо рюкзак в качестве утяжелителя.

Популярные статьи Читать больше статей

02.12.2013

Все мы много ходим в течение дня. Даже если у нас малоподвижный образ жизни, мы все равно ходим – ведь у нас н…

606111 65 Подробнее

Пешие прогулки считаются одним из самых безопасных разновидностей спортивных занятий для похудения и ликвидации лишних килограммов для тех, людей у кого физически не хватает времени либо возможностей в связи с состоянием здоровья на занятия в специальных фитнес-центрах и спортивных залах.

Очевидной пользой ходьбы является полное исключение различной травматизации организма, а также при ее помощи можно избавиться не только от лишнего жирка, но и от лени, апатии и вялости в организме, стать более позитивным и выносливым. В этом обзоре подробнее разберемся с тем, сколько калорий сжигается при ходьбе за час , а также как правильно ходить и с помощью чего увеличивать уровень расхода ккал. Но, сначала остановимся подробнее на основных преимуществах и пользе ходьбы для организма человека.

Сразу стоит отметить, что ходьба относится к самым распространенным разновидностям спортивных тренировок и обладает особенной пользой для организма, так как способствует тренировке тех же групп мышечных волокон, которые тренируются при беге.

Более того, спортивная ходьба способствует:

• улучшению работоспособности сердца;
• насыщению всех клеток в организме соединениями кислорода;
• а также она не оказывает негативного воздействия на суставы коленей.

Ходить сможет каждый: и полный, и худой, и молодой, и пожилой. Ведь много кто задумывается о том, что немного скинуть лишнего веса было бы вовсе не плохо. Но, вести борьбу с лишними килограммами при сидячем образе жизни, сколько ни старайся, а все-таки тяжело, да и начать активно заниматься спортом далеко не каждому под силу. А вот прогуливаться после трудного рабочего дня сможет каждый.

Количество сгораемых калорий при ходьбе

Несомненно, для того чтобы сжечь определенное количество килокалорий, простой прогулки до больницы, или магазина будет не достаточно.

Расход калорий при ходьбе пешком, его уровень и количество зависит напрямую от следующих аспектов:

• от веса тела;
• наличия либо отсутствия дополнительных утяжелителей;
• возрастной группы;
• темпа и скорости;
• длительности тренировки;
• рельефности пути, это может быть обычная ровная дорога, либо более тяжелая тропа в гору;
• активность движения рук.

Ясно, что если ходить, сохраняя быстрый темп, то и уровень потраченных калорий будет выше, чем при ходьбе с медленным темпом. При этом пешие тренировки эффективнее будут, если проводить их на чистом воздухе в лесной зоне, это может быть не только лес, но и парк. Присутствие определенных неровностей на тропе способствует увеличению нагрузки, но, сколько калорий тратится при ходьбе 1 км? За час можно избавиться от 200 до 300 килокалорий. Тот показатель, указывающий на количество потраченной энергии можно высчитать самостоятельно с помощью следующей таблицы, указывающей на количество сжигаемых калорий на килограмм веса человека при ходьбе за час:

Есть более удобная таблица, согласно которой можно определить, сколько тратится энергии в зависимости от массы тела и скорости ходьбы:

Показатель скорости/вес тела	50 кг	55кг	60кг	65кг	70кг	75кг	80кг	85кг	90кг
3 км./ч	127	139	150	162	174	186	201	212	226
4 км./ч	160	177	192	209	223	240	256	272	288
5 км./ч	184	202	221	239	258	276	295	313	331
6 км./ч	216	238	262	283	304	327	348	369	392
7 км./ч	290	321	351	378	409	439	467	496	526
8 км./ч	375	410	449	488	524	563	598	636	673
9 км./ч	480	530	577	625	674	722	769	818	866

То есть, к примеру, имея вес в 60 кг, если ходить не менее часа со средней скоростью в 5 км/час, можно с легкостью избавиться от 221 калории. Вести такие подсчеты не столь удобно, как это кажется на первый взгляд, так как необходимо правильно рассчитать скорость ходьбы. Для точного расчета скорости, необходимо с точностью знать, сколько было пройдено километров. А если не известен путь, то и скорость будет проблематично определить.

Можно подсчитывать, сколько делается шагов за 60 секунд, но тогда тренировки превратятся в сплошную математику, которая в скором времени просто надоест. Сторонники такого вида тренировок рекомендуют приобретать специальные приборы, именуемые шагомерами. Их просто надеваешь на руку, как браслет и начинаешь ходить, в конце тренировки прибор с точностью выдает то количество шагов, сколько было пройдено за весь путь.

Как нужно ходить

Не рекомендуется резко начинать ходить с быстрым темпом и долгим промежутком времени, особенно людям не молодого возраста с весом, явно превышающим 60 килограммов. Начинать ходить нужно с медленного темпа на протяжении часа, пока организм не привыкнет к такому виду прогулки. После чего нужно постепенно увеличивать темп на протяжении 5 минут, в следующий раз на протяжении 10 и так пока темп ходьбы не возрастет до среднего параметра в течение часа. А для того чтобы увеличить количество сгораемых калорий рекомендуется ходить с еще более быстрым темпом на протяжении более продолжительного периода времени.

Обратите внимание: Главным правилом, о котором не стоит забывать, является то, что ходить нужно не менее часа, так как лишние жиры начинают сгорать только спустя 40 минут интенсивной тренировки.

Более того, после приема пище не следует заниматься. Самым оптимальным временем для ходьбы считается спустя час после трапезы. А после окончания тренировки не следует употреблять пищу, лучше ограничиться стаканом воды либо перекусить яблочком. При ходьбе очень важно сохранять ритм правильного дыхательного акта, при котором вдыхать нужно носом, а выдыхать ртом. С привычкой табакокурения необходимо полностью расстаться, так как это оказывает негативное воздействие на всю систему дыхания и снижает работоспособность сердца и сосудов.

Способы увеличения расхода калорий

Существует несколько методов, позволяющих увеличить уровень нагрузки, с помощью которой можно будет полностью скорректировать всю фигуру, подтянуть живот и подкачать попу.

Мах руками

Для эффективной проработки мышечных волокон в верхней части тела, рекомендуется махать руками, что поможет быстрее ходить и увеличить нагрузку. Для этого нужно руки согнуть в локтевом суставе до угла в 90 градусов и совершать ими быстрые амплитудные колебания.

Применить полезные утяжелители

Дополнительный вес будет способствовать увеличению нагрузки и повышению интенсивности сжигания лишних жиров. Важно помнить, что специальные утяжелители для ног и запястий рук не рекомендуется использовать, так как это может негативно отразиться на осанке и поспособствовать изменению походки. В качестве дополнительного веса лучше использовать рюкзак, а для правильного распределения веса рекомендуется наполнять рюкзак песком, или водой.

Ходить с палками

Скандинавская ходьба считается одним из самых эффективных методов увеличения количественного показателя по сжиганию калорий. Ею может воспользоваться каждый человек, в любом возрасте и с любым уровнем физической подготовки, по достоинству оценив, на сколько, действенен этот вид спорта и получив от этого невероятные результаты. Во время скандинавской ходьбы задействуется до 90 процентов мышечных масс во всем организме, а калорий теряется на 46 процентов больше, чем при обычных тренировках.

При помощи палок снижается уровень нагрузки на следующие части тела:

• голеностопный сустав;
• колени;
• а также на область тазобедренных суставов.

Этот метод ходьбы считается самым действенным, так как нагрузка на ноги возрастает мгновенно и существенно, плюс подключаются к общей работе всего организма мышечные волокна верхнего отдела спины и рук.

Беговая дорожка

Самой оптимальной альтернативой уличных прогулок является беговая дорожка. Средняя скорость обычного человека достигает 4-5 км. в час, поэтому для увеличения уровня сжигаемых калорий, рекомендуется увеличить темп ходьбы на дорожке до 6,5 км. в час. При увеличении темпа, расход энергии увеличивается почти в 3 раза.

Ходить по неровному рельефу

Если ходить по неровным поверхностям, в виде травы, тропок, снега, песка, или гравия, расход калорий станет увеличиваться минимум в два раза. Также можно ходить средним темпом по лесенкам либо по горным тропам. А ходьба вперед спиной поможет сделать лучше осанку, подтянуть попу и подкачать икроножные мышечные волокна. Не стоит забывать и о правильном питании, так как именно сбалансированный рацион в комбинации со спортивными тренировками будет способствовать максимально эффективному сжиганию лишнего жира и предупреждению его повторного набора.

Сидячий образ жизни является одной из основных причин набора лишнего веса. Когда человек начинает правильно питаться, и как можно больше гулять на свежем воздухе, у него возникает множество вопросов касательно нового образа жизни. И одним из них является вопрос о том, какой расход калорий при ходьбе.

Ходьба является незаменимым движением в жизни человека. Невозможно представить человека, который ни разу ни ходил (кроме инвалидов с поражением двигательного аппарата). Однако, не все понимают разницу в пользе от повседневной ходьбы и усиленной. Если вы двигаетесь от дивана до холодильника, а в будние дни от дома до рабочего кресла, не стоит надеяться на какой-либо заметный эффект.

Когда же вы постоянно гуляете на свежем воздухе, старайтесь больше двигаться – ходьба помогает снизить лишний вес и держать в тонусе мышцы ног.

Сгорание калорий

Неровный рельеф

Как можно больше передвигайтесь по пересеченной местности. Не нужно выбирать трудные пути с водными преградами и непроходимыми зарослями. Разные типы грунта, неровности по пути, изменения рельефа, горы и впадины – вот то, что вам нужно.

Заключение

О похудение с помощью шага можно сказать только с положительной стороны. Этот способ подходит всем группам людей. Прогулки по свежему воздуху способствуют не только снижению веса, но и общему укреплению организма. Соблюдайте правила, не переусердствуйте на начальных этапах и вы добьётесь удивительных результатов. Рассчитать калорийность можно по предоставленным данным.

Каков будет расход калорий при ходьбе – важно знать каждому, кто заботится о своей фигуре. Ведь можно похудеть от ходьбы так, что мало не покажется. А можно абсолютно ничего не добиться. Сейчас мы поговорим о разных вариантах жиросжигания при помощи пеших прогулок.

Итак, как похудеть с помощью ходьбы? Самый простой ответ – ходите больше и чаще. И вот вам несколько теоретических аспектов пешего образа жизни.

От чего зависит расход калорий

Сколько сжигает калорий ходьба пешком – вопрос неоднозначный. И зависеть все будет от следующих факторов:

• Вес и рост человека.
• Его физическая подготовка.
• Особенности питания.
• Внешние условия (погода, обстановка в помещении с беговой дорожкой и прочие факторы).
• Одежда и обувь.
• Скорость движения ног, дополнительная работа рук и т. д.

Это самые значимые и важные факторы, которые будут определять ваш успех, в расходовании энергии и избавлении от лишнего жира.

Еще один фактор – индивидуальные особенности вашего организма: как сильно вы потеете, каков тип вашего обмена веществ, насколько этот обмен быстрый или медленный. Каждый нюанс будет многое решать. Кому-то для ощутимого похудения придется очень много ходить. А кто-то увидит эффект и после нескольких часовых тренировок.

В интернете вы можете найти различные цифры, демонстрирующие, сколько калорий сжигается при ходьбе на 1 км. Следует понимать, что это усредненные значения. Они выведены на основе массовых экспериментов. Как минимум нужно разделить расход калорий по весовым категориям. Максимум – индивидуально высчитать именно ваш расход, что сделать очень сложно.

Например, человек с весом 50 кг за час будет тратить 184 ккал при условии, что он идет со скоростью 5 км в час. А если его вес 90 кг, то с такой же скоростью расход увеличится до 331 ккал! Допустим, величина будет колебаться на 30–50 ккал в обе стороны, в зависимости от вышеперечисленных особенностей.

Факторы, влияющие на энергозатраты

Теперь давайте разберем, как влияют эти факторы на расход. А главное – как использовать это в свою выгоду.

Вес и рост

Вес и рост относятся к медленно меняющимся величинам. Чем выше вы, тем длиннее и тяжелее ваши конечности. Это означает, что для их движения нужно прилагать чуть больше усилий. Зато, чтоб пройти одно и то же расстояние вам потребуется сделать меньше шагов.

Вес прямо пропорционально влияет на расход калорий. Энергозатраты при ходьбе полного человека, таким образом, могут быть в несколько раз выше, чем у худого. Ведь вам нужно перемещать в пространстве гораздо больший вес.

Полным людям быстрая ходьба для похудения даст намного больше эффекта, чем тем, кто не имеет лишнего веса, а просто желает немного подкорректировать фигуру.

Кстати, вы можете искусственно увеличивать свой вес, используя утяжелители. Таким образом, вы сожжете больше калорий. Чтобы не навредить своему позвоночнику и коленям, отягощение нужно вешать на голень. Это идеальный вариант для увеличения вашей выносливости, силы и повышенного расхода энергии как на дорожке, так и при прогулке в парковой зоне.

Каждый худеющий человек может позволить себе купить утяжелители (стоят они недорого) или же сделать их самостоятельно.

Физическая подготовка

Ваша физическая подготовка будет влиять на интенсивность и продолжительность ходьбы. Сегодня главная проблема человечества – лень. Чем комфортнее человек живет, тем меньше у него желание двигаться. Из-за этого добрая половина человечества имеет избыточную массу тела и слабую мускулатуру.

Запас выносливости позволит вам проходить большие расстояния. Самый лучший способ согнать жир – пойти в поход. К примеру, за 1 км при скорости 5 км в час вы будете сжигать примерно 36-37 калорий, если ваш вес составляет 50 кг. Значит, за 10 км с такой скоростью будет теряться уже 370 ккал. За поход вы их сожжете не одну тысячу.

Чтобы заставить сгорать еще больше энергии, возьмите с собой качественный рюкзак с походным инвентарем. Это увеличит ваш вес, а значит – и расход «топлива».

Питание

При похудении, если вы точно решили сбрасывать вес, вам следует питаться определенным образом. Если вы будете употреблять высококалорийные продукты, временные затраты на ходьбу должны возрасти эквивалентно съеденному. То есть, вы сами себе будете усложнять жизнь.

Если же затраты калорий будут меньше, чем их поступление, избыток будет откладываться в виде жира. То, от чего вы так бежите, будет происходить вновь и вновь. А на весах с каждым разом вы или не увидите изменений, или же, вообще, будете набирать вес.

Удобнее считать, не то, сколько именно калорий сжигается при ходьбе на 1 км, а то, сколько по времени вы ходили, например, энергозатраты за час ходьбы. Тогда вы сможете легко сводить воедино калорийность пищи и продолжительность своих прогулок.

Если вы знаете, сколько калорий сжигает ходьба, вы можете компенсировать съеденный кусок торта. Но когда вы этим займетесь, вы поймете, что сжигание даже 50 съеденных ккал требует времени и усилий, а, следовательно, перед походом в кондитерскую еще раз задумаетесь.

Раз уж зашла речь о питании, отметим, что не рекомендуется ходьба после еды. Лучше подождать полчаса–час.

Внешние условия

Одним из самых удобных вариантов пеших тренировок является ходьба на беговой дорожке для похудения. Во-первых, вам не мешают автомобили и другие прохожие. Во-вторых – вам все равно, какая на улице погода. Внешний фактор в качестве помехи исчезает. Дальше – дело за вашим стремлением похудеть.

Интенсивность сжигание калорий при ходьбе зависит и от температуры окружающей среды. Тут есть распространенное заблуждение. В жару мы больше потеем. Соответственно есть соблазн решить, что в жару тренировки эффективнее и калорий сжигается больше. Но это самообман. Больше выходит жидкости, а энергия на согревание организма не тратится. В прохладную же погоду, помимо расхода калорий на движение ваш организм вынужден тратить ресурсы на поддержание температуры тела. То есть расход получается несколько больше. К тому же активно двигаться в сильную жару опасно для здоровья, помните об этом.

Ходьба на месте для похудения хорошо подойдет тем, кто ленится выйти из дома. Но это довольно скучное и утомительное занятие, вряд ли у вас хватит воли топтаться на одном месте час и более. Если вы вдруг решаете, что маршировать дома на месте вам все-таки удобнее, то ходьба с утяжелителями вам точно будет на пользу.

Одежда и обувь

Правильная ходьба – это та, что вам приносит не только пользу, но и удовольствие. Если вам неудобно и дискомфортно – причиной этому может быть одежда и обувь. Слишком жарко, или, наоборот, недостаточно тепло – неверно выбрали костюм. Ноют пятки или болит стертый палец – нужна более качественные кроссовки.

Скорость движения

При быстрой ходьбе сжигается калорий в разы больше, чем при медленной. Помогает ли похудеть медленная ходьба в принципе? Да, ведь энергию вы все равно тратите. Но это крайность, ибо в этом случае этих калорий тратится очень мало в единицу времени, соответственно и жира может сжечься совсем немного. Вы ведь не можете ходить весь день?

Быстрая ходьба помогает избавиться от лишнего веса намного быстрее. Наиболее эффективно лишний вес уходит при быстрой ходьбе с использованием утяжеляющих приспособлений.

Время суток

Сколько калорий сжигается при ходьбе утром, вечером? Когда лучше ходить?

Это индивидуальный вопрос. Ответ будет таким – ходите, когда вам комфортно. Если вы будете все время преодолевать себя, потраченное время не оправдается результатом. Каждый километр вы будете думать лишь об одном – когда же это все закончится. А главное правило в любом деле – чтобы дело нравилось!

Кто-то любит встречать утро за прогулкой, кто-то обожает прогулки перед сном. Каждый выбирает свое. А когда любите гулять вы? Да, просто гулять. Это ведь тоже расход «топлива». И жир теряется и удовольствие получаете.

Сколько мы тратим в итоге?

Итак, сколько калорий тратится при ходьбе в среднем – от 126 до 1000, в зависимости от перечисленных нами факторов. Разброс огромный, не так ли? Скорость в 5 км в час дает часовой расход приблизительно от 184 до 331, если исходить из веса от 50 и до 90 кг соответственно. А быстрый шаг со скоростью 8–9 км в час тратит за 60 минут от 480 до 866 ккал. Ходить с такой скоростью обычному человеку сложно – это уже практически бег. Добавляем – количество сожженных калорий еще возрастает.

Иными словами, ходьба в любом случае помогает похудеть. Даже на простую прогулку по парку будет расходоваться энергия. А на то, насколько быстро пойдет этот процесс, вы можете влиять, варьируя различные параметры своей тренировки.

Калькулятор расхода калорий при занятиях спортом

Занятия		Занятия
Аэробика: низкая интенсивность		Аэробика: высокая интенсивность
Степ-аэробика: низкая интенсивность		Степ-аэробика: высокая интенсивность
Аква-аэробика		Велотренажер: умеренная интенсивность
Велотренажер:высокая интенсивность		Круговой тренинг: общий
Гребной тренажер: умеренная интенсивность		Гребной тренажер: высокая интенсивность
Эллиптический (лыжный) тренажер		Степпер:имитация ходьбы по ступеням
Тяжелая атлетика, бодибилдинг		Тяжелая атлетика, бодибилдинг: усиленные занятия
Баскетбол		Баскетбол в креслах-колясках
Экстремальный или горный велоспорт		Езда на велосипеде: 19-22,3 км/ч
Езда на велосипеде: 22,5-25,5 км/ч		Бокс: спаринг
Футбол		Американский футбол
Игры с летающей тарелкой (фрисби)		Гольф с переноской интвентаря
Гольф: передвижение на электромобиле		Гимнастика
Гандбол		Пеший туризм: по пересеченной местности
Верховая езда		Катание на коньках
Боевые искуства		Ракетбол соревновательный
Ракетбол: общие занятия		Скалолазание: восхождение
Скалолазание: спуск по веревке (рапеллинг)		Катание на роликовых коньках
Прыжки со скакалкой		Бег: 8 км/ч (7,5 мин/км)
Бег: 8,3 км/ч (7 мин/км)		Бег: 9,6 км/ч (6 мин/км)
Бег: 10,8 км/ч (5,5 мин/км)		Бег: 12 км/ч (5 мин/км)
Бег: 13,8 км/ч (4,5 мин/км)		Бег: 16 км/ч (
Марафонские заезды на кресле-коляске		Бег: по пересеченной местности
Лыжный спорт: по пересеченной местности		Скоростной спуск спуск на лыжах
Снегоступинг (есть и такой, оказывается)		Софтбол (разновидность бейсбола)
Плавание		Теннис
Волейбол: не соревновательный		Волейбол: соревновательный
Волейбол: пляжный		Ходьба: 5,6 км/ч (10,5 мин/км)
Ходьба: 6,4 км/ч (9 мин/км)		Ходьба: 7,2 км/ч(8 мин/км)
Быстрая ходьба/ бег трусцой		Водные лыжи
Водное поло		Спуск на плотах, рафтинг, каякинг

Исследование взаимосвязи между расходом энергии, скоростью ходьбы и углом поворота у людей

Abstract

Недавние исследования показали, что изменение направления связано со значительными дополнительными расходами энергии. Неспособность учесть эти дополнительные затраты энергии на токарную обработку имеет значительные последствия при разработке и интерпретации медицинских вмешательств. Таким образом, целью данного исследования было изучить влияние скорости и угла ходьбы и их взаимодействия на расход энергии у 20 здоровых взрослых (7 женщин; 28 ± 7 лет).В два отдельных дня участники выполняли протокол поворота в одной из 16 комбинаций скорости (2,5, 3,5, 4,5, 5,5 км ∙ ч ^-1 ) и угла (0, 45, 90, 180 °), включая трехминутные схватки. ходьбы, перемежающуюся трехминутным отдыхом сидя. Каждое условие включало 5-метровую прямую ходьбу перед поворотом на заданный угол со скоростью, определяемой цифровым слуховым метрономом. Трехосная акселерометрия и магнитометрия были измерены при 60 Гц, в дополнение к газообмену на основе дыхания за вдохом.Смешанные модели выявили существенное влияние скорости (F = 121,609, P <0,001) и угла (F = 19,186, P <0,001) на поглощение кислорода () и значительную взаимосвязь между этими параметрами (F = 4,433, P <0,001). В частности, по мере увеличения скорости увеличение, но значительное увеличение по сравнению с ходьбой по прямой линии наблюдалось только для поворотов на 90 ° и 180 ° на двух самых высоких скоростях (4,5 и 5,5 км ∙ час ^–1 ). Таким образом, эти результаты подчеркивают важность учета количества и величины выполненных поворотов при оценке расхода энергии и имеют важное значение как для спорта, так и для здоровья.

Образец цитирования: McNarry MA, Wilson RP, Holton MD, Griffiths IW, Mackintosh KA (2017) Исследование взаимосвязи между расходом энергии, скоростью ходьбы и углом поворота у людей. PLoS ONE 12 (8): e0182333. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0182333

Редактор: Лука Паоло Ардиго, Universita degli Studi di Verona, ИТАЛИЯ

Поступила: 3 февраля 2017 г .; Принята к печати: 17 июля 2017 г .; Опубликован: 10 августа 2017 г.

Авторские права: © 2017 McNarry et al.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в документе и его файлах с вспомогательной информацией.

Финансирование: Автор (ы) не получил специального финансирования для этой работы.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

Введение

Высокий индекс массы тела является основным фактором риска возникновения множества неинфекционных заболеваний (НИЗ), таких как сердечно-сосудистые и почечные заболевания, диабет и некоторые виды рака [1–6]. Действительно, ожирение было признано серьезной проблемой общественного здравоохранения в 21-м ^-м -м веке [7], с проблемами, связанными со здоровьем и экономическим бременем, которые привели к определению глобальных целей, чтобы остановить рост распространенности ожирения к 2025 году. [8, 9].Однако недавние данные Сотрудничества по факторам риска НИЗ, которое проанализировало агрегированные данные 19,2 миллиона участников из 200 стран, показывают, что при сохранении текущих тенденций после 2000 года вероятность достижения этих целей практически равна нулю. Эти результаты подчеркивают острую необходимость в разработке и внедрении эффективных вмешательств для профилактики и лечения избыточной массы тела [10]. Основным принципом при разработке таких вмешательств является оценка расхода энергии, связанного с повседневной деятельностью; Стратегии управления весом наиболее эффективны, когда люди могут точно определить, сколько энергии они израсходовали [11].Действительно, неспособность правильно оценить расход энергии может, по крайней мере частично, объяснить противоречивые данные об эффективности и устойчивости вмешательства.

Ходьба представляет собой популярный, удобный и относительно безопасный вид активности, который можно легко включить в программы контроля веса [12–14]. Сообщается, что затраты энергии, связанные с ходьбой, линейно или слегка экспоненциально связаны со скоростью [15]. Однако применимость этих результатов основана на хождении по прямой, что не соответствует повседневной деятельности.В частности, недавние исследования показали, что процесс изменения направления связан со значительными дополнительными расходами энергии [16–18]. Wilson et al. [18] сообщили, что затраты энергии на поворот линейно связаны с углом поворота на 6 км ∙ ч ^-1 , в то время как Hatamoto et al. найденные квадратичные [17] или линейные [16] функции лучше всего отражают взаимосвязь между скоростью бега и затратами энергии на поворот на 180 °. Неспособность учесть эти дополнительные затраты энергии на поворот имеет серьезные последствия как для спорта, так и для здоровья.Например, большинство футболистов английской премьер-лиги делают более 700 поворотов за матч [19], в то время как эффективность лечения часто оценивается с помощью теста с шестиминутной ходьбой. Хотя последнее предназначено для проведения на стандартизированном расстоянии 30 м по прямой линии [20], в некоторых исследованиях использовались прямые участки длиной 20 или 50 м [21, 22], что значительно влияло на количество выполненных поворотов и, таким образом, потенциально затрудняло взаимное исследование. сравнения. В самом деле, разница в количестве выполненных поворотов и, следовательно, в общем расходе энергии может объяснить исследования, в которых использовались более короткие прямые, которые сообщали о значительно меньших пройденных расстояниях [23-25].

Таким образом, целью настоящего исследования было изучить влияние скорости, угла ходьбы и их взаимодействия на расход энергии. Мы предположили, что 1) с увеличением скорости ходьбы увеличиваются и затраты энергии; 2) с увеличением угла увеличиваются и расход энергии, и 3) угол и скорость демонстрируют синергетический эффект на расход энергии при ходьбе.

Материалы и методы

Участников

Всего 20 здоровых взрослых людей (7 женщин, 13 мужчин; 28 ± 7 лет; 20.5 ± 4,1 кг ∙ м ² ). Все участники были развлекательно активными, но ни один из них не был хорошо подготовлен. Перед тестированием участники были проинформированы о протоколе и рисках и дали письменное согласие. Все процедуры были одобрены этическим комитетом Университета Суонси и проводились в соответствии с Хельсинкской декларацией. Участников попросили прибыть в лабораторию в отдохнувшем состоянии, по крайней мере, через два часа после приема пищи и избегать физических нагрузок в течение 24 часов, предшествующих каждой сессии тестирования.Участников также попросили воздерживаться от кофеина и алкоголя в течение 6 и 24 часов перед каждым тестом соответственно. Все тесты проводились в одно и то же время суток (± 2 часа).

Опытный образец

Участникам требовалось трижды посетить лабораторию / крытую дорожку с интервалом не менее 24 часов для восстановления. Сначала участники прошли инкрементный тест на беговой дорожке для определения пикового поглощения кислорода () и порога газообмена (GET). При каждом из двух последующих посещений участники заполняли протокол поворота.

Тест инкрементальной беговой дорожки

После трехминутной разминки на 6 км · час ^-1 скорость беговой дорожки увеличивалась на 1 км · час ^-1 каждую минуту, пока участники не достигли волевого изнеможения. Наклон беговой дорожки был установлен на 1% на протяжении всего теста [26], до тех пор, пока участники не достигли максимальной скорости бега, после чего она впоследствии увеличивалась на 1% каждую минуту до тех пор, пока не произошло произвольное истощение. На протяжении всего теста участникам давали сильную словесную поддержку.

Протокол поворота

При последующих посещениях беговой дорожки каждого участника просили выполнить повторяющиеся трехминутные периоды ходьбы, перемежающиеся трехминутным отдыхом. В случайном порядке каждый участник шел с четырьмя разными скоростями ходьбы (2,5, 3,5, 4,5, 5,5 км · ч ^-1 ) в сочетании с четырьмя разными углами (0, 45, 90, 180 °). В частности, каждое из шестнадцати условий включало 5-метровую прямую ходьбу с промежутками между заданными поворотами со скоростью, определяемой цифровым слуховым метрономом, который звучал один раз между поворотами и один раз на поворотах.Каждое условие включает равное количество левых и правых поворотов, как показано на рис. 1.

Измерения

На протяжении всех тестов переменные газообмена (MetaMax Cortex 3B, CORTEX Biophysik GmbH, Германия) измерялись для каждого дыхания и отображались в режиме онлайн. Перед каждым тестом газоанализаторы калибровались с использованием газов известной концентрации, а датчик объема турбины калибровался с помощью 3-литрового шприца (Hans Rudolph, Kansas City, MO).Задержка прохождения газа по капиллярам и время нарастания анализатора учитывались относительно сигнала объема, тем самым синхронизируя сигналы концентрации и объема. Кроме того, участники использовали два комбинированных трехосных акселерометра и трехосных магнитометров (SLAM Tracker, Wildbyte Technologies Ltd, Суонси, Великобритания) с частотой 60 Гц; один комплект носили на правой средней линии подмышечной впадины на уровне гребня подвздошной кости, а другой — на середине поясницы.

Анализ данных

Пик был определен как наивысшее стационарное среднее значение за 10 с во время инкрементального теста на беговой дорожке.GET был определен методом V-образного наклона [27] как точка, в которой производство углекислого газа начало непропорционально увеличиваться, как было определено с помощью специального программного обеспечения, разработанного с использованием LabVIEW (National Instruments, Ньюбери, Великобритания). Среднее значение для каждого условия принималось за первые 45 секунд последней минуты боя. Последующий анализ был основан на предположении, что затраты энергии на токарную обработку накладывались на базовые затраты энергии при движении по прямой.Таким образом, разница во время ходьбы по прямой (0 °) на каждой скорости по сравнению с тем, что возникает при ходьбе с поворотами на 45, 90 или 180 °, объясняется дополнительными затратами энергии на поворот. Это было преобразовано в общие затраты энергии в кДж с использованием коэффициента преобразования 20,1 Дж на мл кислорода и затем разделено на общее количество оборотов на условие, чтобы получить оценку расхода энергии для каждой комбинации угла и скорости.

Необработанные данные акселерометра были преобразованы в динамическое ускорение тела (DBA) путем сначала сглаживания каждого канала для получения статического ускорения с использованием скользящего среднего значения за 2 с [28], а затем вычитания этого статического ускорения из исходных данных [29].Затем все полученные значения динамического ускорения были преобразованы в положительные значения. Затем эти значения для DBA были векторно суммированы, чтобы дать: Где VeDBA — векторное динамическое ускорение тела, A _x , A _y и A _z — производные динамические ускорения в любой момент времени, соответствующие трем ортогональным осям акселерометра [30].

Среднее и суммарное VeDBA были получены для каждого отдельного поворота и прямого в течение средней минуты каждого условия и для всего трехминутного боя.Отдельные повороты и прямые были определены с использованием специально разработанного программного обеспечения C ++ (DDMT Wildbyte Technologies Ltd), написанного специально для устройств SLAM Tracker, для визуализации трасс акселерометрии и магнитометрии и определения точки, в которой каждая трасса значительно отклоняется от местного среднего.

Статистика

гауссовых распределений в данных подтверждены тестами Шапиро-Уилкса. Чтобы учесть повторяющийся и коррелированный характер данных, были использованы линейные модели смешанных эффектов для определения влияния и взаимодействия между скоростью ходьбы и углом поворота на расход энергии и VeDBA (файл S1).Все комбинации условий были помещены в одну модель с ковариатами (пол, рост, пик и / или поворот для VeDBA ), добавленными к последующим скорректированным моделям, чтобы определить их модулирующий эффект. Коэффициенты корреляции момента продукта Пирсона использовались для анализа степени связи между ключевыми переменными. Статистический анализ проводился с использованием PASW Statistics 21 (SPSS, Чикаго, Иллинойс). Все данные представлены как средние значения ± стандартное отклонение. Статистическая значимость принималась при P≤0,05.

Результаты

Описательные характеристики выборки представлены в таблице 1.Участники мужского пола были значительно выше и продемонстрировали более высокий пик как в абсолютном, так и в относительном выражении (нормализованный на кг массы тела).

Как показано в Таблице 2, существенное влияние на скорость (F = 121.609, P <0,001) и угол поворота (F = 19,186, P <0,001) и значительная взаимосвязь между этими параметрами (F = 4,433, P <0,001). В частности, по мере увеличения скорости увеличивалось, но значительное увеличение по сравнению с ходьбой по прямой линии наблюдалось только при поворотах на 90 ° и 180 ° на двух самых высоких скоростях (4.5 и 5,5 км ∙ час ^-1 ; Таблица 2). Самцы продемонстрировали значительно больший показатель во всех условиях (F = 25,322, P <0,001), хотя эта разница изменилась, когда в модель был включен рост (пол: F = 16,77, P <0,001; рост: F = 152,493). , P <0,001). во время поворота протокол зависел от пика (F = 100,970, P <0,001), но после масштабирования для учета различий в размере тела эта взаимосвязь перестала быть значимой (F = 0.708, P > 0,05).

Расчетный расход энергии, связанный с отдельным поворотом, представлен на рис. 2, где показано синергетическое взаимодействие между скоростью и углом поворота при определении расхода энергии.

Рис. 2. Расчетная энергетическая стоимость отдельных поворотов при каждой комбинации скорости ходьбы и угла поворота. №

* указывает на значительную разницу в энергозатратах на поворот по сравнению с 45 °. Показанные значения представляют собой разницу в расходе энергии между каждым условием и прямой ходьбой.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0182333.g002

В соответствии с этим, было значительное влияние на скорость и угол на среднее значение VeDBA на прямых участках (скорость: F = 1058.734, P <0,001; угол: F = 43,416, P <0,001) и углы (скорость: F = 996,671, P <0,001; угол: F = 12,534, P <0,001), со значительным эффектом взаимодействия между скорость и угол (прямой: F = 4,497, P <0.001; углы: F = 3,053, P <0,01). В частности, в то время как и прямой, и угловой VeDBA увеличивались со скоростью, эффект угла был очевиден только на 4,5 и 5,5 км ∙ ч ^-1 (Таблица 3). Для прямых участков VeDBA зависела от пола (F = 15,781, P <0,001) и пика (F = 7,437, P <0,01), в то время как рост не был значимым фактором (F = 0,038, P > 0,5). ). Напротив, угловой VeDBA значительно зависел от пола (F = 6.723, P <0,01) и рост (F = 4,507, P <0,05), но не пик (F = 0,243, P > 0,05).

В целом во время каждого условия значимо коррелировало с прямым (r ² = 0,61; P <0,001), угловым (r ² = 0,58; P <0,001) и общим средним VeDBA (r ² = 0,61; P <0,001), демонстрируя более слабую, но статистически значимую связь с пиком (r ² = 0.36; P <0,001) и рост (r ² = 0,32; P <0,001).

Обсуждение

Это первое исследование, в котором изучается взаимосвязь между скоростью и углом поворота при определении расхода энергии, связанного с ходьбой. В соответствии с одной из гипотез, по мере увеличения скорости для любого заданного угла поворота соответствующие затраты энергии также увеличиваются. Однако наличие значительного дополнительного расхода энергии зависело от угла поворота.В частности, независимо от скорости, повороты на 45 ° не приводят к значительному увеличению расхода энергии, в то время как повороты на 180 ° всегда связаны с большим расходом энергии, чем ходьба по прямой. Скорость и угол продемонстрировали значительную взаимосвязь; Повороты на 90 ° были связаны только со значительным увеличением расхода энергии по сравнению с ходьбой по прямой на 4,5 и 5,5 км ∙ ч ^–1 . Это синергетическое взаимодействие было дополнительно подтверждено экспоненциальной зависимостью, которая, как было установлено, лучше всего отражает взаимосвязь между скоростью и углом [15].Таким образом, эти результаты подчеркивают важность учета количества и величины выполненных поворотов при оценке расхода энергии, особенно при более высоких скоростях и углах.

В последние годы растет признание физиологических требований, возникающих при повороте на 180 ° во время бега. Деллал и др. [31] сообщили о большей частоте сердечных сокращений, лактате в крови и оценке воспринимаемой нагрузки (RPE) во время прерывистого челночного бега с поворотами на 180 ° по сравнению с бегом по прямой с той же средней скоростью бега, что впоследствии было подтверждено Buchheit et al.[32]. Кроме того, Bekraoui et al. [33] обнаружили, что преодоление того же расстояния с той же средней скоростью привело к значительно большей физиологической реакции, когда дистанция составляла 3,5 м по сравнению с 7,0 м. Эти более ранние результаты были недавно расширены Hatamoto et al. [17], которые обнаружили, что даже при скорости бега всего 3 км ∙ ч ^-1 , тридцать поворотов на 180 ° в минуту вызывают такую ​​же метаболическую потребность, как и прямая линия при 6 км ∙ час ^-1 . В настоящем исследовании значительного увеличения общих затрат энергии по сравнению с ходьбой по прямой не наблюдалось в 2.5 км ∙ час ^-1 , но наблюдалось на 3,5 км ∙ час ^-1 . Хотя эти результаты во многом согласуются с данными Hatamoto et al. [17], уместно отметить определенные методологические несоответствия, такие как статус обучения выборочной совокупности и используемая частота поворотов, которые ограничивают сравнения между исследованиями. В частности, были значительные различия в количестве выполненных поворотов, при этом Hatamoto et al. [17] с использованием до 30 оборотов в минуту по сравнению с 35 поворотами за 3 минуты при 3.5 км ∙ час ^-1 , использованных в настоящем исследовании.

Больший расход энергии, связанный с поворотом при ходьбе, вероятно, в первую очередь связан с замедлением и последующим ускорением, необходимым для поворота, оба из которых требуют эксцентрических и концентрических сокращений мышц соответственно [34]. Было показано, что ускорение вызывает больший расход энергии, чем движение с постоянной скоростью, причем расход энергии определяется скоростью ускорения [35].Высокая скорость ускорения требует высокой степени горизонтального движения [36], поэтому изменение ускорения больше при выполнении поворота на 180 ° при более высоких скоростях движения, что приводит к большему расходу энергии.

Было также показано, что угол поворота изменяет биомеханические свойства при беге; поворот на 90 ° оказывает значительно более высокое вертикальное, тормозное и тяговое усилие, чем поворот на 45 ° [37]. Следовательно, можно предположить, что большие углы также будут связаны с дальнейшим увеличением направленных сил и, следовательно, с расходом энергии во время ходьбы.В соответствии с этой гипотезой была предложена линейная зависимость между углом и расходом энергии при ходьбе на 6 км ∙ ч ^-1 [18]. Однако настоящее исследование предполагает синергетическое взаимодействие между скоростью и углом, с влиянием увеличения угла в пределах скорости, очевидным только при 4,5 км ∙ ч ^–1 и выше. Это несоответствие может быть связано с различиями в скорости ходьбы, особенностями техники поворота, ростом или тренировочным статусом [32, 38].Действительно, как рост, так и пик, показатель аэробной подготовки и тренировочного статуса, были важными предикторами расхода энергии в настоящем исследовании. Hatamoto et al. [16] ранее предположили, что игроки в мяч, которые, скорее всего, будут в основном бегать, а не ходить, и которые в любом случае чаще поворачиваются, вероятно, имели более эффективную технику поворотов. Однако среднее значение отдельного поворота составило 0,34 ± 0,13 мл ∙ кг ^-1 и 0,55 ± 0,09 мл ∙ кг ^-1 при 4.3 км ∙ час ^–1 и 5,4 км ∙ час ^–1 соответственно [16]. Эти значения значительно превышают значения, наблюдаемые в настоящем исследовании (Рис. 2: 4,5 км ∙ час ^-1 = 0,07 ± 0,03 мл ∙ кг ^-1 ; 5,5 км ∙ час ^-1 = 0,13 ± 0,07 мл. ∙ кг ^-1 ), несмотря на менее подготовленный статус присутствующих участников. Причина этого несоответствия и его противоречие постулируемой роли аэробной подготовки и техники в настоящее время неясны, хотя, возможно, уместно отметить различные методы расчета расхода энергии на индивидуальный поворот и недавние открытия Загатто и др.[39], которые обнаружили, что более низкая метаболическая мощность связана с более частой сменой направления.

Интересно отметить очевидную диссоциацию между VeDBA и углом поворота в настоящем исследовании, в результате чего увеличение угла поворота не было связано с каким-либо значительным увеличением в VeDBA . Это может быть связано с малой продолжительностью витков, хотя высокая разрешающая способность измерения делает это маловероятным, или с ошибкой измерения, связанной с использованием магнитометрии для изоляции витка.Однако, хотя величина изменения сигнала уменьшалась при меньших углах поворота, это вряд ли полностью объясняет настоящие результаты. Скорее, это открытие может быть в значительной степени связано со сложным и индивидуальным взаимодействием между компонентами нагнетания, вертикальной качки и раскачивания DBA , а также с мышечным усилием, которое включает в себя создание больших сил без динамизма, типичного для движения по прямой. Действительно, недавние исследования с использованием силовых пластин для изучения кинетики поворота показывают, что во время поворота составляющая скачка (линейная) DBA сопровождается колебательной (перпендикулярной) составляющей (Griffiths et al., В прессе). Кроме того, составляющая помпажа стремится к «среднему» нулю на прямых участках (равные фазы замедления и ускорения), но во время участка поворота составляющая помпажа становится в среднем отрицательной, чтобы обеспечить замедление, необходимое для входа в поворот и его выполнения. Кроме того, составляющая вертикальной качки (вертикальная) компонента DBA может увеличиваться сверх нормативных значений ходьбы, но это может зависеть от используемой техники поворота, например некоторые участники могут выбрать поворот, используя метод «остановки и обратного направления», в то время как другие могут предпочесть подход «постепенного поворота».По мнению авторов, это наиболее вероятное объяснение недостаточной чувствительности VeDBA к поворотам.

Настоящие результаты имеют важное значение как для спорта, так и для здоровья, учитывая, что некоторые виды спорта, фитнеса или функциональной активности происходят строго линейно [37]. Действительно, хотя в настоящем исследовании рассматривалась только ходьба, и следует проявлять осторожность при экстраполяции результатов на скорости, связанные с бегом и командными видами спорта, возможно, уместно отметить сходство между текущими результатами и результатами, о которых сообщается в других источниках.В частности, Dellal et al. [31] сообщили о большей частоте сердечных сокращений, лактате в крови и оценке воспринимаемой нагрузки (RPE) во время прерывистого челночного бега с поворотами на 180 ° по сравнению с бегом по прямой с той же средней скоростью бега, что впоследствии было подтверждено Buchheit et al. [32]. Кроме того, Bekraoui et al. [33] обнаружили, что преодоление того же расстояния с той же средней скоростью привело к значительно большей физиологической реакции, когда дистанция составляла 3,5 м по сравнению с 7,0 м. Эти более ранние результаты были недавно расширены Hatamoto et al.[17], которые обнаружили, что даже при скорости бега всего 3 км ∙ ч ^-1 , тридцать поворотов на 180 ° в минуту вызывают такую ​​же метаболическую потребность, как и прямая линия при 6 км ∙ час ^-1 . В настоящем исследовании значительного увеличения общих затрат энергии по сравнению с ходьбой по прямой не наблюдалось на 2,5 км ∙ ч ^-1 , но наблюдалось на 3,5 км ∙ час ^-1 . Хотя эти результаты во многом согласуются с данными Hatamoto et al. [17], следует учитывать определенные методологические различия, такие как обучающий статус выборочной совокупности и используемая частота поворотов, которые ограничивают сравнения между исследованиями.В частности, были значительные различия в количестве выполненных поворотов, при этом Hatamoto et al. [17] с использованием до 30 оборотов в минуту по сравнению с 35 поворотами за 3 минуты на скорости 3,5 км ∙ ч ^-1 , использованных в настоящем исследовании. Однако не все исследования показали значительное влияние включения на расход энергии, с Zamparo et al. [40] сообщает об отсутствии изменений при увеличении угла поворота от 0 до 180 °. Это несоответствие может быть связано с использованием максимальной скорости бега во время этого исследования, тем самым сводя к минимуму возможность дальнейшего увеличения с увеличением угла поворота.Тем не менее, мы согласны с Hatamoto et al. [16], что расход энергии, связанный с поворотом, следует учитывать при оценке общего расхода энергии во время футбольного матча, в котором обычно выполняется более 700 поворотов за матч [19].

С точки зрения здоровья, одно из важных применений настоящих результатов заключается в разработке и интерпретации вмешательств по физической активности. Например, большинство алгоритмов прогнозирования расхода энергии, основанных на данных акселерометрии, основаны на упражнениях на беговой дорожке.Такие линейные режимы передвижения не учитывают дополнительных метаболических затрат, связанных с поворотом, и это может в некоторой степени способствовать низкой точности, связанной с производными моделями в условиях свободной жизни [41, 42]. Такие неточности могут быть подчеркнуты в определенных группах населения, таких как дети, для которых характерны очень спорадические перемещения [43, 44]. Кроме того, учет затрат энергии на токарную обработку также может быть важным при оценке эффективности клинических испытаний.В то время как тест на шестиминутную ходьбу разработан для проведения на 30-метровом прямом маршруте с поворотом на 180 ° [20], зарегистрированные пройденные расстояния варьируются от 20 до 50 м [21, 22] из-за ограничений по пространству и ресурсам. Такие расхождения, используя контрольные значения, сообщенные Chetta et al. [45] может привести к количеству витков от 12 до 32, что, согласно имеющимся данным, может быть связано с дополнительными расходами от 118 мл ∙ мин ^-1 до 296 мл ∙ мин ^-1 .Суонк и др. [46] продемонстрировали, что улучшение пика на 6% было связано со снижением риска общей смертности на 5% у пациентов с застойной сердечной недостаточностью. Учитывая значительно более низкую пиковую аэробную способность пациентов, расхождения, возникающие из-за того, что не учитываются затраты энергии на поворот, которые могут составлять до 20% от пика пациента, могут значительно изменить интерпретацию эффективности вмешательства. В будущих исследованиях следует стремиться к созданию алгоритмов, учитывающих расстояние и повороты, выполненные во время теста шестиминутной ходьбы, что будет способствовать стандартизации между центрами.

Существуют определенные ограничения, связанные с текущим исследованием, которые следует принять во внимание, такие как используемые скорости ходьбы. В предыдущих исследованиях использовались более высокие скорости бега, тогда как мы использовали скорости, более типичные для обычной физической активности. Хотя это повысило применимость наших результатов к контексту здоровья, следует проявлять осторожность при экстраполяции этих результатов на спортивный контекст. Кроме того, несмотря на то, что исследование направлено на оптимизацию интерпретации наших результатов, контролируемый характер протокола ограничивает его экологическую ценность.Наконец, хотя скорость ходьбы была связана с умеренной интенсивностью упражнений для большинства участников, некоторые, возможно, не достигли устойчивого состояния в течение 3-минутного боя, что повлияло на наблюдаемое среднее значение.

В заключение, настоящее исследование продемонстрировало синергетическое взаимодействие между скоростью и углом при определении расхода энергии, связанного с ходьбой. В частности, повороты на 90 ° и 180 ° связаны со значительными дополнительными метаболическими затратами на 4.5 км ∙ час ^-1 и выше. Таким образом, эти результаты подчеркивают важность учета количества и величины выполненных поворотов при оценке расхода энергии и имеют важное значение как для спорта, так и для здоровья.

Ссылки

1. 1. Сингх Г.М., Данаи Г., Фарзадфар Ф., Стивенс Г.А., Вудворд М., Вормсер Д. и др. Возрастные количественные эффекты факторов риска метаболизма на сердечно-сосудистые заболевания и диабет: объединенный анализ.PLoS One. 2013; 8 (7): e65174. pmid: 23935815
2. 2. Беррингтон де Гонсалес А., Хартге П., Серхан Дж. Р., Флинт А. Дж., Ханнан Л., Макиннис Р. Дж. И др. Индекс массы тела и смертность 1,46 миллиона белых взрослых. New Engl J Med. 2010. 363 (23): 2211–9. pmid: 21121834
3. 3. Чжэн В., Маклерран Д.Ф., Роллан Б., Чжан Х, Иноуэ М., Мацуо К. и др. Связь между индексом массы тела и риском смерти у более чем 1 миллиона азиатов. New Engl J Med. 2011; 364 (8): 719–29. pmid: 21345101
4. 4.Новые факторы риска C. Отдельные и комбинированные ассоциации индекса массы тела и абдоминального ожирения с сердечно-сосудистыми заболеваниями: совместный анализ 58 проспективных исследований. The Lancet.377 (9771): 1085–95.
5. 5. Перспективные исследования C. Индекс массы тела и смертность от конкретных причин у 900 000 взрослых: совместный анализ 57 проспективных исследований. The Lancet.373 (9669): 1083–96.
6. 6. Эффекты) TGBoMRFfCDCBM. Метаболические медиаторы влияния индекса массы тела, избыточного веса и ожирения на ишемическую болезнь сердца и инсульт: объединенный анализ 97 проспективных когорт с 18 миллионами участников.The Lancet.383 (9921): 970–83.
7. 7. КТО. Здоровье ребенка 2010.
8. 8. Контис В., Мазерс С.Д., Рем Дж., Стивенс Г.А., Шилд К.Д., Бонита Р. и др. Вклад шести факторов риска в достижение цели сокращения смертности от неинфекционных заболеваний 25 × 25: модельное исследование. The Lancet.384 (9941): 427–37.
9. 9. КТО. Глобальный план действий по профилактике неинфекционных заболеваний и борьбе с ними на 2013–2020 гг. Женева, Швейцария: 2013.
10. 10.Якичич Дж. М., Отто А. Д.. Соображения о физической активности для лечения и профилактики ожирения. Am J Clin Nutr. 2005; 82 (1): 226С – 9С.
11. 11. Браунинг Р.К., Крам Р. Энергозатраты и предпочтительная скорость ходьбы у женщин с ожирением по сравнению с женщинами с нормальным весом. Ожирение Res. 2005. 13 (5): 891–9.
12. 12. Hagan RD, Upton SJ, Wong LES, Whittam J. Эффекты аэробной подготовки и / или ограничения калорийности у мужчин и женщин с избыточным весом. Медико-спортивные упражнения. 1986. 18 (1): 87–94.pmid: 3457234
13. 13. Хилл Дж. О., Питерс Дж. К. Вклад окружающей среды в эпидемию ожирения. Sci. 1998. 280 (5368): 1371–4.
14. 14. Якичич JM, Винтерс C, Ланг W, Крыло RR. Влияние периодических упражнений и использования домашних тренажеров на приверженность, потерю веса и физическую форму у женщин с избыточным весом: рандомизированное исследование. ДЖАМА. 1999. 282 (16): 1554–60. pmid: 10546695
15. 15. Ладлоу LW, Weyand PG. Расход энергии во время ходьбы человека по прямой: поиск простого и точного прогнозного решения.JAPh. 2015.
16. 16. Хатамото Ю., Ямада Ю., Фудзи Т., Хигаки Ю., Киёнага А., Танака Х. Новый метод расчета затрат энергии на вращение во время бега. J Sports Med. 2013; 4: 117–22.
17. 17. Хатамото Й., Ямада Й., Сагаяма Х., Хигаки Й., Киёнага А., Танака Х. Связь между скоростью бега и затратами энергии на поворот во время бега. PLoS One. 2014; 9 (1): e81850. pmid: 24497913
18. 18. Уилсон Р.П., Гриффитс И.В., Легг П.А., Фрисвелл М.И., Биддер О.Р., Холзи Л.Г. и др.Стоимость поворота меняет ценность путей поиска животных. Ecol Lett. 2013. 16 (9): 1145–50. pmid: 23848530
19. 19. Блумфилд Дж., Полман Р., О’Донохью П. Физические требования различных позиций в футболе Премьер-лиги Англии. J Sports Sci Med. 2007. 6 (1): 63–70. pmid: 24149226
20. 20. ATS. Заявление ATS: Руководство по тесту с шестиминутной ходьбой. Am J Respir Crit Care Med. 2002. 166 (1): 111–7. pmid: 120
21. 21. Липкин Д.П., Скривен А.Дж., Крейк Т., Пул-Уилсон, Пенсильвания.Тест на шестиминутную ходьбу для оценки работоспособности при хронической сердечной недостаточности. Br Med J. 1986; 292 (6521): 653–5.
22. 22. Troosters T, Gosselink R, Decramer M. Шесть минут ходьбы для здоровых пожилых людей. Eur Respir J. 1999; 14 (2): 270–4. pmid: 10515400
23. 23. Бикман Э., Местерс И., Хендрикс Э. Дж. М., Клаассен МПМ, Госселинк Р., Ван Шайк О.С.П. и др. Длина дистанции 30 метров по сравнению с 10 метрами оказывает существенное влияние на шестиминутную дистанцию ​​ходьбы у пациентов с ХОБЛ: экспериментальное перекрестное исследование.J. Physiother. 59 (3): 169–76. pmid: 23896332
24. 24. Нг СС, Цанг В.В., Чунг Т.Х., Чунг Дж.С., То Ф.П., Ю. ПК. Длина дорожки, но без направления поворота, определяет шестиминутную тестовую дистанцию ​​ходьбы у лиц с инсультом. Arch Phys Med Rehabil. 2011. 92 (5): 806–11. pmid: 21530729
25. 25. Ng SS, Yu PC, To FP, Chung JS, Cheung TH. Влияние длины прохода и направления поворота на расстояние, пройденное в тесте с 6-минутной ходьбой среди взрослых старше 50 лет: поперечное исследование.Физиотерапия. 2013; 99 (1): 63–70. pmid: 23219645
26. 26. Джонс А.М., Дуст Дж. Х. Оценка беговой дорожки 1% наиболее точно отражает энергетические затраты на бег на открытом воздухе. J Sports Sci. 1996. 14 (4): 321–7. pmid: 8887211
27. 27. Бивер В.Л., Вассерман К., Уипп Б.Дж. Новый метод определения анаэробного порога по газообмену. JAPh. 1986; 60: 2020-7.
28. 28. Shepard ELC, Wilson RP, Liebsch N, Quintana F, Gómez Laich A, Lucke K. Гибкое весло проливает новый свет на скорость: новый метод дистанционного измерения скорости плавания водных животных.Endanger Spec Res. 2008. 4 (1-2): 157–64.
29. 29. Gleiss AC, Wilson RP, Shepard ELC. Как заставить работать общее динамическое ускорение тела: теория ускорения как показатель расхода энергии. Методы Ecol Evol. 2011. 2 (1): 23–33.
30. 30. Qasem L, Cardew A, Wilson A, Griffiths I, Halsey LG, Shepard ELC и др. Трехосное динамическое ускорение как показатель затрат энергии животных; Должны ли мы суммировать значения или вычислять вектор? PLoS One. 2012; 7 (2): e31187.pmid: 22363576
31. 31. Деллал А., Келлер Д., Карлинг С., Чауачи А., Вонг Д. П., Чамари К. Физиологические эффекты изменения направления при периодических упражнениях у футболистов. J Strength Cond Res. 2010. 24 (12): 3219–26. pmid: 19996785
32. 32. Бухейт М., Хайдар Б., Хадер К., Уфланд П., Ахмаиди С. Оценка экономичности бега во время бега по полю с изменением направления: применение при беге челнока на 20 м. Int J Sports Physiol Perform. 2011. 6 (3): 380–95. pmid: 21³
33. 33.Bekraoui N, Fargeas-Gluck M.-A, Léger L. Поглощение кислорода и реакция сердечного ритма 6 стандартизованных теннисных упражнений. Appl Physiol Nutr Metab. 2012. 37 (5): 982–9. pmid: 22871149
34. 34. Шеппард Дж. М., Молодой ВБ. Обзор литературы по аджилити: классификации, обучение и тестирование. J Sports Sci. 2006. 24 (9): 919–32. pmid: 16882626
35. 35. di Prampero PE, Fusi S, Sepulcri L, Morin JB, Belli A, Antonutto G. Спринт: новый энергетический подход. J Exp Biol. 2005. 208 (14): 2809–16.
36. 36. Хантер Дж. П., Маршалл Р. Н., Макнейр П. Дж. Связь между импульсом силы реакции земли и кинематикой ускорения спринтерского бега. J Appl Biomech. 2005. 21 (1): 31–43. pmid: 16131703
37. 37. Шот П., Дарт Дж., Шу М. Биомеханический анализ двух маневров смены направления во время бега. J Orthop Sports Phys Ther. 1995. 22 (6): 254–8. pmid: 8580952
38. 38. Задро И., Сепулкри Л., Лаззер С., Фреголент Р., Зампаро П. Протокол периодических упражнений (челночные бега) для тренировки юных баскетболистов.J Strength Cond Res. 2011; 25 (6): 1767–73. pmid: 21358430
39. 39. Zagatto AM, Ardigo LP, Barbieri FA, Milioni F, Iacono AD, Camargo BHF и др. Производительность и метаболические требования нового теста на способность баскетболистов к повторному спринту: имеет ли значение количество смен направления? J Strength Cond Res. 2017.
40. 40. Зампаро П., Задро И., Лаззер С., Беато М., Сепулкри Л. Энергетика челночного бега: влияние расстояния и изменения направления. Int J Sports Physiol Perform.2014; 9 (6): 1033–9. pmid: 24700201
41. 41. Хендельман Д., Миллер К., Баггет С., Дебольд Э., Фридсон П.С. Достоверность акселерометрии для оценки физической активности средней интенсивности в полевых условиях. Медико-спортивные упражнения. 2000; 32: S442 – S9. pmid: 10993413
42. 42. Swartz AM, Strath SJ, Bassett DR Jr., O’Brien WL, King GA, Ainsworth BE. Оценка расхода энергии с помощью акселерометров CSA на бедрах и запястьях. Медико-спортивные упражнения. 2000. 32 (9 доп.): S450–6.pmid: 10993414
43. 43. Бейли РБ, Олсон Дж., Пеппер С.Л., Поршас Дж., Барстоу Т.Дж., Купер Д.М. Уровень и темп физических нагрузок детей: обсервационное исследование. Медико-спортивные упражнения. 1995. 27 (7): 1033–41. pmid: 7564970
44. 44. Бакет Дж., Стрэттон Дж., Ван Прааг Э., Бертойн С. Улучшение оценки физической активности у детей препубертатного возраста с помощью высокочастотного акселерометрического мониторинга: методологическая проблема. Предыдущая Мед. 2007. 44 (2): 143–7. pmid: 17157370
45. 45.Четта А., Занини А., Писи Дж., Айелло М., Цани П., Нери М. и др. Референсные значения для теста с 6-минутной ходьбой у здоровых людей 20–50 лет. Respir Med. 2006. 100 (9): 1573–8. pmid: 16466676
46. 46. Суонк А.М., Хортон Дж., Флег Дж. Л., Фонаров Г.К., Кетейян С., Голдберг Л. и др. Умеренное увеличение пика VO ₂ связано с лучшими клиническими результатами у пациентов с хронической сердечной недостаточностью: результаты сердечной недостаточности и контролируемое испытание для изучения результатов тренировок с физической нагрузкой.Circ Heart Fail. 2012. 5 (5): 579–85. pmid: 22773109

Метаболическая стоимость ходьбы у здоровых молодых и пожилых людей — систематический обзор и мета-анализ

1.

МакАрдл, У. Д., Кэтч, Ф. И. и Катч, В. Л. Физиология упражнений. Филадельфия, Пенсильвания: Lea & Febiger (1986).

2.

Донелан Дж. М., Крам Р. и Куо А. Д. Механические и метаболические детерминанты предпочтительной ширины шага при ходьбе человека. Proc. R. Soc. B Biol. Sci. 268 , 1985–1992 (2001).

CAS Статья Google Scholar

3.

Бертрам, Дж. Э. А. и Руина, А. Множественные зависимости скорости ходьбы от частоты предсказываются с помощью ограниченной оптимизации. J. Theor. Биол. 209 , 445–453 (2001).

CAS Статья Google Scholar

4.

Зарруг, М.Ю., Тодд, Ф. Н. и Ралстон, Х. Дж. Оптимизация расхода энергии во время горизонтальной ходьбы. евро. J. Appl. Physiol. Ок. Physiol. 33 , 293–306 (1974).

CAS Статья Google Scholar

5.

Hortobagyi, T., Finch, A., Solnik, S., Rider, P. & DeVita, P. Связь между активацией мышц и метаболическими затратами при ходьбе у молодых и пожилых людей. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 66 , 541–547 (2011).

Артикул Google Scholar

6.

Малатеста Д. и др. . Энергозатраты на ходьбу и нестабильность походки у здоровых людей 65-80 лет. J. Appl. Physiol. 95 , 2248–2256 (2003).

Артикул Google Scholar

7.

Миан, О.С., Том, Дж. М., Ардиго, Л. П., Наричи, М. В. и Минетти, А. Е. Метаболические затраты, механическая работа и эффективность ходьбы у молодых и пожилых мужчин. Acta Physiol. 186 , 127–139 (2006).

CAS Статья Google Scholar

8.

Гэссер, Г. А., Такер, В. Дж., Сойер, Б. Дж., Бхаммар, Д. М. и Ангади, С. С. Эффективность езды на велосипеде и затраты энергии при ходьбе у молодых и пожилых людей. J. Appl. Physiol. 124 , 414–420 (2018).

CAS Статья Google Scholar

9.

Horiuchi, M., Endo, J., Horiuchi, Y. & Abe, D. Сравнение энергозатрат и экономичной скорости ходьбы при различных градиентах у здоровых, активных молодых и пожилых людей. J. Exerc. Sci. Соответствовать. 13 , 79–85 (2015).

Артикул Google Scholar

10.

Шимада, Х. и др. . Связь между потреблением кислорода всем телом и метаболизмом глюкозы в скелетных мышцах во время ходьбы у пожилых людей: исследование FDG PET. Aging Clin Exp Res 23 , 175–182 (2011).

CAS Статья Google Scholar

11.

Петерсон Д. С. и Мартин П. Э. Влияние возраста и скорости ходьбы на коактивацию и стоимость ходьбы у здоровых взрослых. Походка 31 , 355–359 (2010).

Артикул Google Scholar

12.

Ортега, Дж. Д. и Фарли, К.T. Влияние старения на механическую работоспособность и активацию мышц при ходьбе по уровню и в гору. J. Electromyogr. Кинезиол. 25 , 193–198 (2015).

Артикул Google Scholar

13.

Ортега, Дж. Д. и Фарли, К. Т. Индивидуальная работа конечностей не объясняет более высокие метаболические затраты при ходьбе у пожилых людей. J. Appl. Physiol. 102 , 2266–2273 (2007).

Артикул Google Scholar

14.

Stoquart, G., Detrembleur, C. & Lejeune, T. Влияние скорости на кинематические, кинетические, электромиографические и энергетические эталоны при ходьбе по беговой дорожке. Neurophysiol. Clin. 38 , 105–116 (2008).

CAS Статья Google Scholar

15.

Дэвис, М. Дж. И Дальский, Г. П. Экономика мобильности у пожилых людей. J. Orthop. Спорт Физ. Ther. 26 , 69–72 (1997).

CAS Статья Google Scholar

16.

Ральстон, Х. Дж. Сравнение затрат энергии при ходьбе по беговой дорожке и ходьбе по полу. J. Appl. Physiol. 15 , 1156 (1960).

CAS Статья Google Scholar

17.

Уотерс, Р. Л. и Малрой, С. Расход энергии при нормальной и патологической походке. Походка 9 , 207–231 (1999).

CAS Статья Google Scholar

18.

Ортега, Дж. Д., Фельман, Л. А. и Фарли, К. Т. Влияние старения и качания рук на метаболические издержки устойчивости при ходьбе человека. J. Biomech. 41 , 3303–3308 (2008).

Артикул Google Scholar

19.

Абутораби А., Аразпур М., Бахрамизаде М., Хатчинс С. В. и Фадаеватан Р.Влияние старения на параметры походки у здоровых пожилых людей: обзор литературы. Aging Clin. Exp. Res. 28 , 393–405 (2016).

Артикул Google Scholar

20.

Thomas, E. E., De Vito, G. & Macaluso, A. Физиологические затраты и временно-пространственные параметры ходьбы на беговой дорожке меняются в зависимости от разгрузки веса тела и скорости как у здоровых молодых, так и у пожилых женщин. евро. J. Appl. Physiol. 100 , 293–299 (2007).

Артикул Google Scholar

21.

Пирс, М. Э. и др. . Затраты энергии на беговую дорожку и ходьбу по полу в выбранном вами темпе. евро. J. Appl. Physiol. Ок. Physiol. 52 , 115–9 (1983).

CAS Статья Google Scholar

22.

Либерати А. и др. . Заявление PRISMA для составления систематических обзоров и метаанализов исследований, оценивающих медицинские вмешательства: объяснение и уточнение. BMJ 339 (2009).

23.

Джонс, Л. М., Уотерс, Д. Л. и Легге, М. Скорость ходьбы в выбранном самостоятельно темпе упражнения ниже, но затраты энергии выше у женщин старшего возраста по сравнению с более молодыми женщинами. J Phys Act Heal. 6 , 327–332 (2009).

Артикул Google Scholar

24.

Вейанд, П. Г., Смит, Б. Р. и Санделл, Р. Ф. Оценка метаболических затрат при ходьбе: влияние базовых вычитаний. 31-я ежегодная международная конференция IEEE EMBS Миннеаполис, Миннесота, США, сентябрь 2–6 , 6878–6881 (2009).

Google Scholar

25.

Mathes, T. & Kuss, O. Сравнение методов метаанализа небольшого числа исследований с бинарными исходами. Res. Synth. Методы 9 , 366–381 (2018).

PubMed Google Scholar

26.

Доунс, М. Дж., Бреннан, М. Л., Уильямс, Х. К. и Дин, Р. С. Разработка инструмента критической оценки для оценки качества перекрестных исследований (AXIS). BMJ Open 6 , 1–7 (2016).

Артикул Google Scholar

27.

Камминг Г. Понимание новой статистики: размеры эффекта, доверительные интервалы и метаанализ. Рутледж (2012).

28.

Боренштейн, М., Хеджес, Л. В., Хиггинс, Дж. П. Т. и Ротштейн, Х. Р. Введение в метаанализ. (Чичестер (Великобритания): Wiley , 2009).

29.

Коэн, Дж. Статистический анализ мощности для поведенческих наук. (NY: Academic Press , 1969).

30.

Хиггинс, Дж. П. Т., Томпсон, С. Г., Дикс, Дж. Дж. И Альтман, Д. Г. Измерение несогласованности в метаанализах. BMJ Br. Med. J. 327 , 557–560 (2003).

Артикул Google Scholar

31.

Page, P. За пределами статистической значимости: клиническая интерпретация литературы по реабилитационным исследованиям. Внутр. J. Sports Phys. Ther. 9 , 726–36 (2014).

PubMed PubMed Central Google Scholar

32.

Бегг, К. Б. и Берлин, Дж. А. Предвзятость публикации: проблема интерпретации медицинских данных. Wiley для Стабильного Королевского статистического общества 151 , 419–463 (2016).

Артикул Google Scholar

33.

Эггер, М., Дэйви Смит, Г., Шнайдер, М. и Миндер, К. Смещение метаанализа обнаруживается с помощью простого графического теста. BMJ 315 , 629–34 (1997).

CAS Статья Google Scholar

34.

Schellenbach, M., Lövdén, M., Verrel, J., Krüger, A. & Lindenberger, U. Различия в возрасте взрослых в ознакомлении с ходьбой по беговой дорожке в виртуальной среде. Походка 31 , 295–299 (2010).

Артикул Google Scholar

35.

Васс, Э., Тейлор, Н. Ф. и Матсас, А. Приучение здоровых пожилых людей к ходьбе по беговой дорожке. Походка 21 , 72–79 (2005).

Артикул Google Scholar

36.

Пинчейра, П. А., Стенрот, Л., Авела, Дж. И Кронин, Н. Дж. Вклад отдельных мышц ног в стоимость ходьбы: влияние возраста и скорости ходьбы. J. Aging Phys. Действовать. 25 , 295–304 (2017).

Артикул Google Scholar

37.

Уотерс, Р. Л., Хислоп, Х. Дж., Перри, Дж., Томас, Л. и Кэмпбелл, Дж. Сравнительная стоимость ходьбы у молодых и пожилых людей. J. Orthop. Res. 1 , 73–6 (1983).

CAS Статья Google Scholar

38.

Waters, R. L., Lunsford, B.Р., Перри, Дж. И Берд, Р. Соотношение энергии и скорости ходьбы: стандартные таблицы. J. Orthop. Res. 6 , 215–222 (1988).

CAS Статья Google Scholar

39.

Паккард, Г. К. и Бордман, Т. Дж. Использование процентных соотношений и индексов, зависящих от размера, для нормализации физиологических данных для изменения размера тела: потраченное впустую время, потраченные впустую усилия? Комп. Биохим. Physiol. — Мол. Интегр. Physiol. 122 , 37–44 (1999).

Артикул Google Scholar

40.

Мартин, П. Э., Ротштейн, Д. Э. и Лариш, Д. Д. Влияние возраста и статуса физической активности на соотношение скоростных аэробных требований при ходьбе. J. Appl. Physiol. 73 , 200–206 (1992).

CAS Статья Google Scholar

41.

Weyand, P. G., Smith, B. R., Puyau, M. R. & Butte, N.F. Удельная масса энергии при ходьбе человека определяется ростом. J. Exp. Биол. 213 , 3972–3979 (2010).

Артикул Google Scholar

42.

Силдер, А., Безье, Т. и Делп, С. Л. Прогнозирование метаболических затрат при ходьбе под углом на основе мышечной активности и механики ходьбы. J. Biomech. 45 , 1842–1849 (2012).

Артикул Google Scholar

43.

Ортега, Дж. Д. Сведение к минимуму вертикального движения центра масс увеличивает метаболические затраты при ходьбе. J. Appl. Physiol. 99 , 2099–2107 (2005).

Артикул Google Scholar

44.

Валенти, Г., Бономи, А. Г. и Вестертерп, К. Р. Ускорение тела как индикатор экономии ходьбы у стареющего населения. PLoS One 10 , 1–10 (2015).

Google Scholar

45.

Ваннетти, Ф., Паскини, Г., Витиелло, Н. и Молино-Лова, Р. Влияние длины нижних конечностей и пропорций тела на затраты энергии при ходьбе по земле у пожилых людей. ScientificWorldJournal. 2014 , 318204 (2014).

Артикул Google Scholar

46.

Ортега, Дж. Д., Бек, О. Н., Роби, Дж. М., Терни, А. Л. и Крам, Р. Бег для упражнений смягчает возрастное ухудшение экономики ходьбы. PLoS One 9 (2014).

47.

Schuch, C. P., Balbinot, G., Boos, M., Peyré-Tartaruga, L. A. & Susta, D. Роль антропометрических изменений, вызванных старением, на ходьбу человека: механическая работа, маятник и эффективность. Biol. Спорт 28 , 165–170 (2011).

Артикул Google Scholar

48.

Малатеста Д. и др. . Влияние тренировки на ходьбу по земле на ходьбу у здоровых людей в возрасте от 65 до 80 лет. Exp. Геронтол. 45 , 427–434 (2010).

Артикул Google Scholar

49.

Fiser, W. M. et al. . Энергетика ходьбы у пожилых людей: факторы, связанные со скоростью ходьбы. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 65 , 1332–1337 (2010).

Артикул Google Scholar

50.

Terracciano, A. et al. .Личность, скорость метаболизма и аэробная способность. PLoS One 8 , e54746 (2013).

ADS CAS Статья Google Scholar

51.

Thomas, E. E., De Vito, G. & Macaluso, A. Скоростные тренировки с разгрузкой собственного веса улучшают затраты энергии при ходьбе и максимальную скорость у здоровых женщин в возрасте от 75 до 85 лет. J. Appl. Physiol. 103, 1598–603 (2007).

52.

Миан, О.С.и другие. Влияние 12-месячной программы физической подготовки на метаболические затраты при ходьбе у здоровых пожилых людей. евро. J. Appl. Physiol. 100, 499–505 (2007).

Артикул Google Scholar

53.

Дин, Дж. К., Александер, Н. Б. и Куо, А. Д. Влияние боковой стабилизации на ходьбу у молодых и пожилых людей. IEEE Trans. Биомед. Англ. 54, 1919–1926 (2007).

CAS Статья Google Scholar

54.

Haveman-Nies, A., Van Iperen, C. & Deurenberg, P. Расход энергии в состоянии покоя и во время активности: сравнение молодых и пожилых женщин. Am. J. Hum. Биол. 8, 383–388 (1996).

CAS Статья Google Scholar

55.

Макканн, Д. Дж. И Адамс, У. С. Парадигма измерений для определения стоимости ходьбы, не зависящей от размера. Измерение парадигмы для идентификации зависимости энергетического продукта от движения, независимости от хвоста. Med. Sci. Спорт. Упражнение. 34, 1009–1017 (2002).

Артикул Google Scholar

56.

Floreani, M. et al. Влияние 14-дневного постельного режима и последующих физических тренировок на метаболические затраты, механическую работу и эффективность ходьбы у здоровых мужчин старшего и молодого возраста. PLoS One 13 , e0194291 (2018).

Артикул Google Scholar

Я читал, что бег на милю и ходьба на милю приведут к одинаковому расходу энергии и, следовательно, к потенциальной потере веса.Причина заключалась в том, что в обоих случаях одна и та же масса перемещалась на одинаковое расстояние. Это правда? | Примечания и запросы

СПЕКУЛЯТИВНАЯ НАУКА Я читал, что бег на милю и ходьба на милю приведут к одинаковому расходу энергии и, следовательно, к потенциальной потере веса. Причина заключалась в том, что в обоих случаях одна и та же масса перемещалась на одинаковое расстояние. Это правда? Джон Мартин, Гонконг Выполненная работа = сила x расстояние.Поскольку бег требует больше усилий, чем ходьба, вы сожжете больше энергии, пробежав милю. Брайан, Сан-Диего, США Для перемещения данного объекта с большей скоростью требуется больше энергии, но, поскольку это будет происходить в течение меньшего времени, общие затраты энергии не обязательно будут больше. Пройдите 20 минут, а затем бегите 6, но сравните тепло тела через 20 минут! Ответ заключается в том, что бег требует больше энергии, потому что, когда мы бежим, мы используем больше мышечного потенциала тела.Один бежит с большим движением рук и верхней части тела, таким образом, используя больше энергии. Guy, Тулуза Франция Основная причина того, что это неправильно, — эффективность. В идеальном и невозможном мире, если бы расстояние было ровным, никакая энергия не расходовалась бы полностью. Сила будет приложена для ускорения тела, а равная и противоположная сила замедлит его до состояния покоя в конце путешествия. Теоретически затрачиваемая энергия может быть бесконечно малой. В любом случае, у нас есть трение, плюс у нас довольно неэффективная машина в человеческом теле.Эффективность тела (то есть доля затраченной энергии, которая фактически используется) ниже на более высоких скоростях, поэтому оно требует от вас большего. Причины этого в том, что эффективность мышц ниже, когда они работают интенсивнее (расходуя необходимую энергию за меньшее время). Также из-за того, что у нас нет колес, требуется намного больше усилий, чтобы не упасть, когда мы бежим (подумайте об этом, после трения с воздуха остальная энергия при беге направляется на то, чтобы остановить вас, разбив лицо, не так ли?) Саймон, Лондон Великобритания Важным фактором является то, что ваши ноги действуют как маятники.При их естественной частоте (темпе ходьбы) вам не нужно выделять много энергии, чтобы они могли раскачиваться. Если вы двигаете их быстрее, вам нужно подавать энергию, чтобы ускорять и замедлять их с каждым шагом, который вы делаете. Энергия рассеивается в мышцах в виде тепла. Тим, Лондон Великобритания Добавьте свой ответ

Взаимосвязь между кинематикой походки и расходом энергии при ходьбе во время беременности у южноафриканских женщин | BMC Sports Science, Медицина и Реабилитация

Основные результаты этого исследования двоякие: во-первых, скорость ходьбы, выбранная пользователем, имеет сильную значительную связь с чистыми расходами энергии при ходьбе во время беременности; и, во-вторых, относительный прирост массы, а не абсолютная масса, является основным фактором, связанным с изменениями в механике походки, которые могут привести к увеличению расхода энергии при ходьбе.

В этом исследовании, хотя различия между триместрами в кинематике походки и расходе энергии при ходьбе не были статистически значимыми, наблюдалась значимая связь между кинематикой походки и расходом энергии при ходьбе. Как и в предыдущих исследованиях, скорость ходьбы, выбранная самостоятельно, в третьем триместре была ниже, чем в первом или втором триместре [2, 9], хотя в этом исследовании это снижение не было статистически значимым. Изменения между триместрами в общих и чистых расходах энергии при ходьбе также существенно не различались.Однако скорость ходьбы, выбранная самостоятельно, показала сильную значимую взаимосвязь с чистой энергией ходьбы (мл / кг / мин) и экономией ходьбы (мл / кг / м) (рис. 1 и 2, соответственно), в то время как связь отсутствовала. с валовыми затратами энергии. Поскольку валовые затраты энергии содержат РЗЭ, вариабельность РЗЭ, связанная с физиологическими изменениями, связанными с внутриутробным развитием плода, не будет связана с затратами энергии, необходимыми для ходьбы. Увеличение расхода энергии в состоянии покоя (ккал / день) (Таблица 1) связано с увеличением массы (Таблица 2), хотя отсутствие статистических различий может быть связано с большой вариабельностью в приросте массы между участниками или различиями в Самостоятельно сообщаемый вес до беременности.

Соотношение скорости ходьбы и чистого расхода энергии в значительной степени определяется COG _v ( r = 0,70, p ≤ 0,001; r = 0,45, p ≤ 0,01 соответственно) (Таблица 2). Учитывая, что движение COG можно рассматривать как сумму всех сил, действующих на тело, значительную часть общих метаболических затрат во время ходьбы следует отнести на работу, необходимую для перемещения COG [5, 6], особенно по мере увеличения веса тела как при беременности.Этот эффект был продемонстрирован в нашей предыдущей статье [4]. Эта взаимосвязь указывает на то, что способность увеличивать эффективность ходьбы связана с принципом сохранения механической энергии во время ходьбы, которая максимизируется на определенных скоростях [4, 5, 25], которых участники этого исследования не достигли. Средняя скорость ходьбы, выбранная пользователем, составляющая 1,08 ± 0,11 м / с, существенно не изменилась во время беременности и находится в ранее сообщенном диапазоне от 0,83 м / с [10] до 1,5 м / с [2].

При этом изменения скорости ходьбы были связаны с абсолютной массой ( r = — 0.43, p ≤ 0,01), параметры походки, связанные с большей стабильностью при ходьбе, шириной шага и временем, проведенным в стадии двойной опоры, были связаны с относительным приростом массы ( r = 0,38, p ≤ 0,01 и r = 0,34, p ≤ 0,05 соответственно). Из-за распределения веса во время беременности момент инерции туловища увеличивается, что требует большей устойчивости [20]. Больше устойчивости во время ходьбы можно получить, увеличив время двойной опоры, увеличив ширину ступеньки или и то, и другое, чтобы создать большую опорную базу.Кроме того, более низкая скорость ходьбы приводит к увеличению времени поддержки вдвое, что дает беременным женщинам больше времени для реакции и контроля дополнительных требований равновесия во время ходьбы [9, 20, 26].

Однако эти изменения походки могут привести к механически неэффективной походке, что может привести к увеличению общих затрат энергии [4]. Ходьба с большей опорой приводит к большим смещениям центра тяжести (COG) из стороны в сторону [26], что может увеличить потребность в энергии, как обсуждалось ранее.Результаты этого исследования показывают увеличение срединно-латеральных перемещений центра тяжести на 13,6% (COG _ML ) между первым и вторым триместрами и на 39,3% между вторым и третьим триместрами ( p ≤ 0,001). Эти изменения были в значительной степени связаны с относительным приростом массы ( r = 0,50, p ≤ 0,001), а не с абсолютной массой. На поздних сроках беременности из-за большого набора массы ширина тазового пояса также увеличивается, чтобы вместить растущий плод, что также приводит к увеличению ширины основания опоры [11] и, как следствие, увеличению ширины ступеньки. во время беременности [27].

Хотя изменения в механике походки могут иметь значительное влияние на расход энергии при ходьбе, метаболических затрат на ходьбу может быть недостаточно для изменения общего баланса чистой энергии. Увеличение абсолютных РЗЭ между триместрами (хотя и не статистически значимое) в значительной степени было связано с массой ( р = 0,86, р ≤ 0,001), однако после нормализации по массе РЗЭ уменьшились между последующими триместрами и показали сильный отрицательный результат. корреляция с массой ( r = — 0.85, p ≤ 0,001), что свидетельствует о процессе сохранения энергии во время беременности, связанном с изменениями метаболизма [2]. Однако разница в РЗЭ между 1-м и 3-м триместрами составила 1,8 ккал / кг, что указывает на то, что процесс экономии энергии у женщины с приблизительным весом 65 кг (средний вес до беременности в этом исследовании = 64,4 ± 14,7 кг) будет сохранять 117 ккал / день — всего лишь на 6,5–5,9% с 1800 до 2000 ккал / день, рекомендованное ежедневное потребление калорий для здоровых женщин той же группы и уровня активности, как указано в этом исследовании.Принимая во внимание взаимосвязь скорости ходьбы и чистого расхода энергии в этом исследовании, а также снижение скорости ходьбы с 1-го по 3-й триместры, разница в сохранении расхода энергии с помощью ходьбы будет равна 0,5 ккал / мин для одного и того же человека. Следовательно, чтобы сохранение энергии от изменений походки оказало значимое влияние на общий расход энергии во время беременности, женщинам придется постоянно ходить в течение нескольких часов.

Небольшие изменения в механике походки влияют на общий расход энергии, позволяют изменять механику походки по таким причинам, как баланс или комфорт, что может привести к механически неэффективной походке [4], но без значительного влияния на общие затраты энергии. , который помогает поддерживать общий чистый положительный энергетический баланс во время беременности.Потому что беременность характеризуется переносом лишней и «ценной» нагрузки, и поэтому эффективность ходьбы должна сочетаться с безопасностью. Хотя дополнительное бремя растущего плода может увеличить потребность в механической энергии, женщины склонны применять стратегию, которая помогает им поддерживать уровень расхода энергии на уровне, который может поддерживаться в течение относительно длительного времени. Эта стратегия также используется людьми, которые ходят с патологическим состоянием [28]. Учитывая, что физические и физиологические характеристики до беременности у исследуемых женщин различаются, это также является наиболее вероятным источником значительной межсубъектной вариабельности параметров походки во время беременности, о которой сообщалось во всех аналогичных исследованиях.

Результаты этого исследования необходимо учитывать с учетом ограничений, представленных во время сбора данных. Во-первых, не весь вес до беременности был получен из записей участниц и, следовательно, был сообщен самими участниками, что, как известно, в то время занижалось. Во-вторых, высокая частота отмены не позволяла проводить продольное отслеживание, что позволило бы выявить наиболее частые изменения исследуемых параметров, происходящие во время беременности.

Роль расхода метаболической энергии при ходьбе | Группа оптимизации передвижения

Роль Расходы метаболической энергии при ходьбе

Руководители проектов: Кортни Коллинз

* Неопубликованные данные: чистая стоимость транспортировки (COT) для людей с ампутацией и без нее, которые ходили с разным уровнем (а) симметрии; публикация в процессе

Сведение к минимуму расхода метаболической энергии — одна из основных целей, определяющих предпочтительные модели походки, но неясно, как она влияет на модели походки в ответ на нежелательные модели, возмущенную среду и людей с ограниченными возможностями.У нас есть два проекта, которые пытаются понять роль расхода метаболической энергии при ходьбе с предпочтительными и нежелательными схемами у людей с ампутацией нижних конечностей и без нее. В настоящее время наиболее широко используемым методом определения расхода метаболической энергии является косвенная калориметрия, которая требует пяти минут постоянной активности для точной оценки. Мы используем непрямую калориметрию, чтобы определить, является ли расход метаболической энергии основной целью предпочтительных моделей ходьбы у здоровых людей и активных людей с односторонней ампутацией нижних конечностей.Косвенная калориметрия требует контролируемых лабораторных условий и ограничивает возможность измерения расхода энергии при неустойчивых движениях, таких как ходьба по неустойчивой поверхности, или у людей, которые не могут поддерживать устойчивую ходьбу в течение пяти минут, например, у менее активных людей с ампутацией нижних конечностей. . Мы надеемся устранить необходимость в длительных сборах в стационарном состоянии и лабораторных условиях, но сначала мы попытаемся найти суррогаты для непрямой калориметрии с использованием других физиологических сигналов. Мы используем электромиографию (ЭМГ), механику центра масс, тепловой поток и кожно-гальваническую реакцию, чтобы создать метод сбора точных данных о расходах энергии в режиме реального времени для преодоления текущих ограничений косвенной калориметрии.Долгосрочная цель состоит в том, чтобы с помощью этого метода анализировать расход энергии во время повседневной деятельности с помощью этого метода на различных группах населения, таких как люди, передвигающиеся с протезами или перенесшие инсульт, чтобы мы могли улучшить конструкцию устройств и программы реабилитации.

Если вы заинтересованы в участии в исследовании:

Люди с ампутацией

Люди без ампутации

Удельная масса энергии при ходьбе человека определяется ростом | Журнал экспериментальной биологии

Метаболические и механические потребности человека при ходьбе влияют на широкий спектр структурных, функциональных и связанных со здоровьем отношений.Это глобальное функциональное значение стимулировало появление массы научной литературы, которая насчитывает более века и охватывает множество экспериментальных целей. Они варьируются от базовых биологических исследований до прикладных усилий по прогнозированию скорости, расхода энергии и других переменных в лабораторных и полевых условиях. Однако, несмотря на всестороннее научное рассмотрение ходьбы человека, некоторые аспекты базового понимания остаются ограниченными.

Основным примером неполного современного понимания является зависимость размера тела, давно наблюдаемая в отношении метаболических требований этой походки.Как и следовало ожидать, более крупные люди действительно тратят больше энергии, чем более мелкие, когда израсходованная метаболическая энергия выражается в абсолютных величинах. Однако наблюдаемые различия не прямо пропорциональны массе тела. В пересчете на килограмм энергия, затрачиваемая на прохождение фиксированного расстояния или с заданной скоростью, может быть в два-три раза больше для меньших по сравнению с более крупными людьми. В настоящее время количественное объяснение взаимосвязи между размером тела и затратами энергии на ходьбу человека не найдено.

Более высокая удельная скорость метаболизма, постоянно наблюдаемая у меньших по сравнению с более крупными пешеходами, была рассмотрена с нескольких точек зрения. Онтогенетические подходы должным образом учитывали как созревание (DeJaeger et al., 2001; Morgan et al., 2002), так и размер тела (McCann and Adams, 2002), но не решили их количественное значение. Механические подходы показали, что массовая механическая работа, которую маленькие дети и взрослые выполняют во время ходьбы, отличается лишь незначительно (Cavagna et al., 1983; Bastien et al., 2003; Schepens et al., 2004) и поэтому не учитывает (Schepens et al., 2004) гораздо большие различия, наблюдаемые в метаболических затратах. Текущее отсутствие количественного понимания отражается в использовании различных обобщенных уравнений для оценки энергии, расходуемой взрослым (ACSM, 2006; Pandolf et al., 1971) и детским населением (Morgan et al., 2002). В обоих случаях уравнения для конкретных популяций предсказывают одинаковые массовые скорости метаболизма для людей, различающихся ростом и массой.

Возможное объяснение очевидной зависимости метаболических затрат при ходьбе человека от размера тела — это соответствующая зависимость скорости выполнения механики каждого шага ходьбы (Alexander, 1976; Heglund and Taylor, 1988). Очевидно, что более короткие ходунки меньшего размера по сравнению с более крупными ходунками требуют большего и более частого шага, чтобы пройти любое фиксированное расстояние или с любой заданной скоростью. Если бы механические компоненты каждого шага при ходьбе требовали одинакового расхода метаболической энергии на килограмм массы тела, у более коротких ходунков могла бы быть более высокая удельная скорость метаболизма просто потому, что они делают более частые шаги.Эта возможность кажется наиболее вероятной, если люди более низкого и высокого роста будут ходить динамически одинаково, то есть с длиной шага и временем, связанными с длиной тела ( L _b ) в некоторой постоянной пропорции. Несмотря на широкое распространение (DeJaeger et al., 2001; McCann and Adams, 2002; Cavagna et al., 1983), достоверность предположения о динамическом сходстве строго не известна. Таким образом, простая возможность того, что затраты энергии на шаг при одинаковых скоростях могут быть одинаковыми для людей низкого и высокого роста, не оценивалась.

Здесь мы проверили идею о том, что удельная масса энергии при ходьбе человека определяется ростом. Наши ожидания приблизительного геометрического сходства телесных пропорций и динамического сходства походки у более низких и высоких людей привели нас к двоякой оценке этой идеи. Во-первых, мы предположили, что удельная метаболическая энергия, расходуемая на шаг, не будет различаться у людей низкого и высокого роста.Во-вторых, мы предположили, что удельная масса энергии, затрачиваемая на единицу пройденного расстояния, будет обратно пропорциональна росту (∝ L _b ^–1,0 ). Обе гипотезы были проверены на одинаковых скоростях ходьбы.

Мы использовали несколько стратегий проектирования, чтобы максимизировать строгость двух тестов нашей гипотезы роста. Во-первых, мы набрали субъектов, которые охватывали относительно широкий диапазон возраста, роста и массы тела.Во-вторых, мы разделили 48 набранных субъектов на четыре отдельные группы на основе роста, чтобы минимизировать влияние индивидуальной изменчивости в экономике ходьбы, которая не связана с ростом, на наш анализ. В-третьих, мы значительно повысили надежность нашего масштабного анализа, используя опубликованную литературу, чтобы увеличить количество групп роста, включенных из наших исходных четырех групп, до 29 в целом. В-четвертых, мы приложили значительные усилия для решения двух проблем, которые потенциально могут сбивать с толку и то и другое. проверка гипотез: (1) проведение метаболических сравнений только при тех скоростях ходьбы, которые эквивалентны для субъектов разного роста, и (2) правильное разделение базального метаболизма и при ходьбе.

Поскольку транспортные расходы при ходьбе зависят от скорости и роста (DeJaeger et al., 2001; McCann and Adams, 2002), определение равнозначных экономичных скоростей для людей с разным размером тела было решающей предпосылкой для достоверного анализа. Интуиция и предыдущие результаты (DeJaeger et al., 2001; McCann and Adams, 2002; Alexander, 1976) показали, что любая заданная абсолютная скорость будет относительно медленнее для более низких людей и относительно быстрее для более высоких.Соответственно, скорости наших испытуемых вряд ли будут равноценными (Александр, 1976) или равноценно экономичными (Хеглунд и Тейлор, 1988) при любой заданной абсолютной скорости. Мы приняли эмпирическое решение этой проблемы, определив эквивалентные скорости для людей более низкого и высокого роста как ту скорость, при которой были измерены минимальные транспортные расходы ( E _{транс-мин} , Дж кг ^–1 м ^–1 ). для каждого. Эти эмпирически определенные минимумы впоследствии использовались для сравнения затрат энергии на шаг ходьбы и определения экспоненциальной зависимости наилучшего соответствия между затратами на метаболический транспорт и ростом.

Учитывая решающую важность проведения сравнений на основе роста при скорости ходьбы, которая эквивалентна и равноценно экономична, для людей меньшего и крупного размера, мы приняли два критерия post hoc , чтобы оценить, были ли наиболее экономичные скорости ходьбы механически эквивалентными: фактор, или отношение времени контакта стопы с землей к общему времени шага ( t _c / t _str ), и число Фруда, полученное из принципа динамического сходства [i.е. аналогичный U , где U = V ² / ( г L _нога ), V — скорость, г — сила тяжести и L _нога — длина ноги]. В случае, если самые экономичные скорости, измеренные для разных групп роста, не были эквивалентными, эти два хорошо установленных механических показателя могли бы количественно оценить отсутствие эквивалентности. В качестве альтернативы ожидаемая эквивалентность привела бы к наблюдаемым наиболее экономичным скоростям, увеличивающимся как предсказуемая функция от длины тела (скорость при E _{транс-мин} ∝ L _b ^0.50 ), но с одинаковым коэффициентом заполнения и числом Фруда во всех четырех группах роста.

Правильное количественное определение метаболической энергии, полученной при ходьбе, потребовало вычитания той части общей скорости метаболизма в организме, которая не связана с ходьбой, то есть основного метаболизма. Хотя некоторые исследователи вычитали для этой цели скорость метаболизма, измеренную при спокойном стоянии, мы вычитали базовую, а не стоячую скорость метаболизма.Мы сделали это, потому что ставки стоя включают в себя расходы на поддержку мышц (Joseph, Nightingale, 1952; Loram et al., 2007; Weyand et al., 2009), которые также возникают во время ходьбы (Biewener et al., 2004; DeJaeger et al., 2001; Grabowski et al., 2005; Griffin et al., 2003; McCann, Adams, 2002; Weyand et al., 2009). Базальные скорости, вычтенные как из наших исходных данных, так и из соответствующих литературных данных, были рассчитаны на основе возраста, пола, массы и роста каждого субъекта с использованием обобщенных уравнений Schofield et al.(Schofield et al., 1985) (далее «уравнения Шофилда»). Использование оценок, а не прямых измерений было необходимо для того, чтобы: (1) включить 25 квалификационных групповых средних из литературы в наш масштабный анализ и (2) одинаково количественно обработать как исходные, так и литературные данные. Прямое измерение уровня основного метаболизма субъектов в популяции соответствующей литературы было явно невозможно. Соответственно, чтобы также оценить прогностическую точность оценок уравнения Шофилда, мы измерили уровень метаболизма после абсорбции в состоянии покоя у шести взрослых субъектов (трех мужчин и трех женщин), которые были доступны для тестирования.

Ошибка, внесенная в наш анализ групповых данных в результате обязательного использования оцененных, а не измеренных показателей базального метаболизма, была рассмотрена с использованием как исходных показателей, так и ранее сообщенных результатов. Уравнения возраста, роста, массы и пола Шофилда были тщательно проверены и являются наиболее широко используемыми уравнениями для этой цели. Ошибка, возникающая в результате использования этих уравнений для прогнозирования средней скорости основного обмена у детей или взрослых, была установлена ​​в исходной работе как ± 2.2–3,4% для групп из 10 человек (Schofield et al., 1985). Об аналогичной точности для прогнозирования групповых средних впоследствии сообщалось рядом других исследователей (De Lorenzo et al., 2001; Piers et al., 1997; Johnstone et al., 2006; Rodriguez et al., 2000; van der Ploeg et al., 2000; van der Ploeg et al., 1997; Johnstone et al., 2006; Rodriguez et al., 2000; van der Ploeg et al. др., 2001).

В исследование были включены 48 здоровых людей, 24 мужчины и 24 женщины, в возрасте от пяти до 32 лет.32 субъекта в возрасте 18 лет и младше были протестированы в Исследовательском центре детского питания Медицинского колледжа Бейлора, а 16 субъектов старше 18 лет были протестированы в Лаборатории двигательной активности Университета Райса. Письменное информированное согласие и согласие были получены в соответствии с рекомендациями институциональных наблюдательных комиссий Медицинского колледжа Бейлора и Университета Райса. Для анализа и без учета возраста испытуемые были разделены на четыре группы в зависимости от роста (A, B, C и D).Средние значения возраста, пола, массы тела ( M _b ), роста ( L _b ) и длины ног ( L _нога ) для четырех групп роста представлены в таблице 1.

Испытания по ходьбе проводились на ровной беговой дорожке с постоянной скоростью 0,4, 0,7, 1,0, 1,3, 1,6 и 1,9 м с ^–1 . Протокол начинался на 0,7 мс ^–1 и вводился непрерывно с переменной скоростью до тех пор, пока не были достигнуты все скорости, на которых субъекты могли поддерживать ходьбу.После первого выполнения протокола испытуемым разрешили перерыв от 5 до 10 минут перед повторением каждой скорости ходьбы во второй раз. Первоначальное испытание каждого протокола длилось от 4 до 6 минут. Последующие испытания продолжались до тех пор, пока в режиме реального времени не наблюдался двухминутный стационарный период в отношении скорости поглощения кислорода. Все испытуемые взрослые субъекты стабильно ходили и обеспечивали воспроизводимые показатели потребления кислорода на каждой скорости. Четверо из 36 протестированных детей не сохраняли постоянного положения на беговой дорожке и имели показатели потребления кислорода, которые различались более чем на 5% в разных испытаниях, выполненных с одинаковой скоростью.Данные этих четырех детей не были включены в анализ.

Таблица 1.

Физические и описательные характеристики четырех групп роста

Все испытуемые были проинструктированы ходить, а не бегать во время тестирования. Самые низкорослые испытуемые из группы А могли успешно пройти 1,3 м / с ^–1 на четырех скоростях, но не смогли достичь скорости 1.6 и 1,9 м с ^–1 без обкатки. Испытуемые в группе B смогли успешно пройти на пяти скоростях через 1,6 м / с ^–1 , но не смогли пройти через 1,9 м / с ^–1 . Все, кроме трех субъектов в группе C и все субъекты в группе D, могли ходить со всеми шестью скоростями, включая 1,9 м / с ^–1 .

Непрямая калориметрия использовалась для определения показателей расхода метаболической энергии на основе измерений выдыхаемых газов во время ходьбы на беговой дорожке в устойчивом состоянии с использованием компьютеризированной метаболической системы (Parvo Medics TrueOne 2400, Sandy, UT, USA) согласно нашему предыдущему описанию (Weyand et al., 2006). Выдохшие газы направлялись через односторонний дыхательный клапан и гофрированную трубку через пневмотахер в смесительную камеру. Аликвоты отбирали из смесительной камеры и анализировали на фракции O ₂ и CO ₂ с использованием парамагнитного и инфракрасного газоанализаторов соответственно. Уровни поглощения кислорода при каждой скорости ходьбы по беговой дорожке усреднялись за 2-минутный период устойчивого состояния для получения значений для каждого испытания. Измерения двух испытаний, выполненных на каждой скорости, были усреднены для последующего анализа.Средние скорости поглощения кислорода были разделены на массу тела и преобразованы в скорости расхода энергии (, Вт кг ^–1 ) с использованием энергетического эквивалента 20,1 Дж / мл ^–1 O ₂ . В обеих лабораториях использовалась одна и та же метаболическая система Parvo Medics TrueOne. Система была откалибрована с помощью трехлитрового шприца, чтобы ввести объемные скорости потока, которые охватывали диапазон скоростей вентиляции, присутствующих во время тестирования. Анализаторы O ₂ и CO ₂ были откалиброваны с использованием процедуры калибровки по двум точкам с использованием комнатного воздуха и известных концентраций в физиологическом диапазоне для выдыхаемых газов.Валидация системы TrueOne проводилась с использованием прецизионных смесей N ₂ –CO ₂ , вводимых со скоростью для моделирования скорости поглощения кислорода в диапазоне от 0,3 до 1,0 л мин ^–1 в соответствии с методикой, описанной Moon et al. . (Moon et al., 1995). Согласие между точно смоделированными скоростями поглощения кислорода и показателями, измеренными метаболической системой TrueOne в 15 исследованиях инфузии, охватывающих вышеупомянутый диапазон, составляло 2,8 ± 2,0%.

Валовые массовые удельные скорости метаболизма (Вт кг ^–1 ) были преобразованы в чистые массовые удельные скорости метаболизма (, Вт кг ^–1 ) путем вычитания скоростей основного метаболизма в соответствии с первоначальным предложением Шмидта-Нильсена ( Шмидт-Нильсен, 1972).Базальные скорости, вычтенные для отдельных субъектов, были оценены из обобщенных уравнений Шофилда с использованием возраста, роста, массы и пола. Скорость метаболизма в покое также была измерена у шести взрослых субъектов, которые спокойно лежали в положении лежа на спине в течение как минимум 60 минут после того, как явились в лабораторию в постабсорбционном состоянии ранним утром. Скорость метаболизма в состоянии покоя определялась по самому низкому последовательному 10-минутному среднему значению за последние 30 минут тестирования. Среднее значение для этой группы из шести субъектов сравнивали со значением, предсказанным Schofield et al.(Schofield et al., 1985) в соответствии с нашим предыдущим описанием (Weyand et al., 2009), чтобы напрямую оценить предсказательную точность уравнений Шофилда на части наших исходных данных.

Метаболические затраты или транспортные расходы при ходьбе, т. Е. Удельная масса метаболической энергии, израсходованная на прохождение единицы расстояния ( E _транс , Дж кг ^–1 м ^–1 ), были определены путем деления чистых массовых удельных метаболических показателей. по скорости ходьбы.Кроме того, транспортные расходы при ходьбе были стандартизированы по длине тела путем умножения чистых массовых транспортных затрат на рост, чтобы получить чистую удельную массу метаболической энергии, затраченную на преодоление расстояния, равного высоте тела ( ^–1 Дж кг).

Наиболее подходящие экспоненциальные зависимости между минимальными измеренными метаболическими затратами на транспортировку ( E _{транс-мин} ) и ростом и массой тела были проведены как для наших исходных групповых средних значений роста, так и для этих исходных данных плюс соответствующие групповые средние значения, взятые из литература.Литературные значения были включены только из тех исследований, которые предоставили информацию, необходимую для проведения того же анализа, что и для наших исходных данных: рост, масса тела и установившаяся общая скорость метаболизма во время горизонтальной ходьбы с достаточным количеством скоростей, чтобы продемонстрировать минимум . Точка данных считалась допустимым минимумом только тогда, когда также сообщались большие значения как для более высоких, так и для более медленных скоростей. Наш литературный поиск более чем 115 оригинальных потенциально подходящих исследований, датируемых началом 1900-х годов, дал 25 групповых средств, которые удовлетворяли этим критериям.Мы не включили точки данных от субъектов в возрасте ≥65 лет, потому что они могут не ходить динамически так, как люди моложе 65 лет (Ortega and Farley, 2007). Соответствующие литературные данные и источники приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Литературные значения чистых транспортных затрат при ходьбе по горизонтали у людей

В дополнение к прогнозированию показателя масштабирования роста –1.0 для экономики ходьбы человека нашу теоретическую основу можно также использовать для прогнозирования масштабного показателя массы тела. У геометрически схожих субъектов масса тела увеличивается с ростом до третьей степени ( M _b ∝ L _b ^3,0 ). Следовательно, учитывая приблизительное геометрическое сходство, которое мы предположили a priori для наших испытуемых, наша гипотеза роста ( E _{транс-мин} ∝ L _b ^–1.0 ) предсказывает, что удельная масса энергии при ходьбе человека должна масштабироваться с массой тела до отрицательной одной трети степени ( E _{транс-мин} ∝ M _b ^–0,33 ).

Удельные массовые удельные метаболические показатели, измеренные на шести скоростях ходьбы от 0,4 до 1,9 м / с. ^–1 соответствовали моделям, ожидаемым в зависимости от роста. Эти показатели увеличивались со скоростью ходьбы криволинейным образом для всех четырех групп роста (рис.1А), примерно вдвое увеличивая скорость ходьбы от самой медленной до самой быстрой в каждой группе. Средние значения для группы варьировались от общего минимума 2,56 ± 0,06 Вт кг ^–1 до максимального 6,80 ± 0,14 Вт кг ^–1 . На каждой из шести скоростей и для всех 28 возможных сравнений между группами показатели общего массового метаболизма изменялись обратно пропорционально росту, различаясь в 1,5–2 раза между самыми низкими и самыми высокими группами.

Для всех четырех групп роста соотношение затрат на транспортировку и скорость ходьбы соответствовало одной и той же общей схеме, демонстрируя минимумы при промежуточных скоростях ходьбы и более высокие значения как на более медленных, так и на более высоких скоростях (рис.1Б). Как и в случае с общим уровнем метаболизма, чистые транспортные расходы при ходьбе были обратно пропорциональны росту, при этом минимальные значения для четырех групп роста различались чуть менее чем в 1,5 раза между самой низкой и самой высокой группой (группа A, 3,07 ± 0,14 Дж · кг ^{— 1} м ^–1 и группа D, 2,12 ± 0,17 Дж кг ^–1 м ^–1 соответственно). В группах роста расходы на пеший транспорт не были связаны с полом.

Транспортные расходы пешком, стандартизированные по росту, которые представляют собой чистые удельные метаболические затраты на массу транспортировки 1 кг на горизонтальное расстояние, равное росту тела, показаны на рис.1С. Это выражение в значительной степени устранило различия между группами роста, которые присутствовали до стандартизации роста. На четырех промежуточных и наиболее экономичных скоростях, то есть от 0,7 до 1,6 мс ^–1 , общее среднее значение чистой метаболической энергии, необходимой для прохождения вперед расстояния, равного росту тела, составляло 3,93 Дж · кг ^–1 (0,94 калорий кг ^–1 ).

Удельная метаболическая энергия, затрачиваемая на шаг при наиболее экономичной скорости ходьбы, не различалась между четырьмя группами роста (таблица 3) и варьировалась в среднем всего на 4.4% для шести возможных сравнений между группами.

Рис. 1.

(A) Массовые валовые скорости метаболизма ( Ė _{метаболизма} ), (B) чистые затраты на метаболический транспорт ( E _trans ) и (C) чистые затраты на метаболический транспорт до пройти расстояние вперед, равное росту тела по отношению к скорости ходьбы для групп разного роста (средний рост для каждой группы указан в скобках в A).

Рис. 1.

(A) Удельная валовая скорость метаболизма ( Ė _{метабол} ), (B) чистые затраты на метаболический транспорт ( E _trans ) и (C) чистые затраты на метаболический транспорт пройти расстояние вперед, равное росту тела по отношению к скорости ходьбы, для групп разного роста (средний рост для каждой группы указан в скобках в A).

Средние базальные скорости метаболизма для групп роста A, B, C и D, рассчитанные по уравнениям Шофилда, составили: 2.18 ± 0,12, 1,55 ± 0,06, 1,31 ± 0,0 и 1,13 ± 0,03 Вт кг ^–1 соответственно. Эти значения составили 43,0, 38,0, 34,8 и 30,9% общих показателей метаболизма, измеренных для соответствующих групп при их наиболее экономичных скоростях ходьбы. Средние значения основной скорости метаболизма, рассчитанные с использованием уравнений Шофилда для значений всех 25 литературных групп, включенных в масштабный анализ, и их фракционные вклады в общую скорость метаболизма, сообщаемую во время ходьбы, представлены в таблице S1 дополнительных материалов.

Средняя процентная разница между средними показателями метаболизма, предсказанными уравнениями Шофилда, и фактическими показателями постабсорбтивного покоя, измеренными у шести первоначальных взрослых испытуемых, составила + 3,2 ± 1,4% (1,11 ± 0,02 против 1,08 ± 0,02 Вт кг ^–1 соответственно).

Показатели, обеспечивающие наилучшее соответствие минимальной стоимости пешеходного транспорта и роста ( E _trans ∝ L _b ^–0.90 ) и масса ( E _транс ∝ M _b ^–0,32 ) среди наших исходных четырех групп роста хорошо согласовывались с нашими теоретическими прогнозами ( E _транс ∝ L _b ^–1.0 и M _b ^–0.33 соответственно; рис. 2A, B). Когда литературные значения с необходимой информацией — рост, масса тела и общий уровень метаболизма на достаточном количестве скоростей для демонстрации четкого минимума — были добавлены к анализу, экспоненциальные масштабные коэффициенты для роста ( E _trans ∝ L _b ^–0.95 ) и масса тела ( E _trans ∝ M _b ^–0,29 ) были в пределах 0,05 или меньше от прогнозируемых значений.

Отношение, которое лучше всего описывает отношение роста к массе для наших четырех групп роста, разумно соответствовало нашему ожиданию геометрического сходства: M _b = 15,2 L _b ^2,83 .

Мы решили оценить простую гипотезу о том, что удельная масса энергии при ходьбе человека определяется ростом. При эквивалентных условиях, необходимых для достоверных сравнений, оба проведенных нами эмпирических теста подтвердили обоснованность этой основной идеи. В соответствии с нашей первой гипотезой мы обнаружили, что удельная масса энергии, затрачиваемая на шаг ходьбы, была почти неизменной среди субъектов, которые варьировались более чем в 1 раз.5 по росту и примерно шесть по возрасту и массе тела. Эта прямая связь цикла шага с затрачиваемой метаболической энергией дает единое и простое объяснение тенденций роста, веса и возраста, ранее наблюдавшихся для экономичности ходьбы человека. Далее, поскольку длина шага этих испытуемых была прямо пропорциональна их росту, мы обнаружили, что удельная масса энергии, затрачиваемая на единицу пройденного расстояния, обратно пропорциональна росту. В последнем случае показатели, которые лучше всего описали взаимосвязь пешеходов, транспортных расходов и роста в нашем исходном (0.90), а исходные и литературные данные (0,95) хорошо согласуются с теоретической проекцией нашей второй гипотезы ( E _{транс-мин} ∝ L _b ^–1,0 ). Соответственно, мы делаем вывод, что люди различного возраста, роста и массы несут одинаковые удельные метаболические затраты, связанные с массой, чтобы пройти горизонтальное расстояние, равное их росту.

Первым вопросом, вызывающим серьезную озабоченность с самого начала исследования, было определение скоростей, которые были действительно эквивалентны для людей, которые охватывали широкий диапазон исследуемых размеров тела.Еще на этапе разработки мы осознали, что скорость метаболизма и транспортных расходов при ходьбе, а также систематические вариации этой скорости в зависимости от роста затрудняют сравнение метаболических показателей, проводимых на одних и тех же абсолютных скоростях. Мы решили эту проблему экспериментально, проведя сравнения только на наиболее экономичных скоростях, измеренных для каждой из наших соответствующих групп роста. Однако мы не могли знать a priori , насколько точно этот экспериментальный подход в конечном итоге определит желаемые эквивалентные скорости.

Таблица 3.

Скорость ходьбы, механика походки и расход энергии на шаг при E _{транс-мин} для четырех групп роста

Наши оценки post hoc показывают, что наш эмпирический метод полностью соответствует поставленной цели. Во-первых, как и следовало ожидать, исходя из интуиции и механических принципов, наиболее экономичные скорости ходьбы постепенно увеличивались от самой низкой группы к самой высокой.Эта изменчивость, вызванная ростом, хорошо иллюстрируется данными о транспортных расходах для каждой из наших четырех групп роста (см. Рис. 1B). Согласие между увеличением скорости, предсказанной на основе механических принципов, в зависимости от длины тела и ног (скорость при E _{транс-мин} ∝ L ^0,50 ) с наблюдаемыми эмпирическими значениями (∝ L _b ^0,52 ; ∝ L _ножка ^0,46 ) была почти точной. Этот результат не только подтверждает эффективность принятого эмпирического подхода, но и подтверждает общую достоверность наших исходных предположений относительно динамического сходства походки и приблизительного геометрического сходства телесных пропорций испытуемых.Дополнительное и столь же надежное эмпирическое подтверждение механической эквивалентности было обеспечено двумя индексами, специально используемыми для этой цели: коэффициентом заполнения и числом Фруда. Как видно из Таблицы 3, коэффициенты заполнения и числа Фруда при наиболее экономичных измеренных скоростях были практически идентичны для всех четырех групп роста. Средние значения отношения длины шага к длине тела также были практически постоянными. Почти точное соответствие между теоретическими предсказаниями механики и эмпирическими результатами дает убедительные доказательства того, что линейные размеры тела определяют как походку, так и особенности метаболических затрат на массу, наблюдаемые у людей, различающихся по размеру тела.

Второй проблемой дизайна было правильное вычитание базальных вкладов в общую скорость метаболизма при ходьбе для нашего анализа. Для этой цели мы использовали прогнозные уравнения, а не прямые измерения, потому что это было необходимо для включения и последовательной обработки 25 точек данных квалифицируемой литературной группы, использованных в нашем масштабном анализе. Литература полностью поддерживает способность уравнений населения, используемых для прогнозирования групповых средних (De Loreonzo et al., 2001; Пирс и др., 1997; Джонстон и др., 2006; Родригес и др., 2000; Schofield et al., 1985; ван дер Плоег и др., 2001; Weyand et al., 2009), что указывает на приблизительную точность 3% для размеров групп, оцениваемых здесь. Действительно, для шести взрослых субъектов, на которых мы проводили прямые измерения, наблюдалась именно такая точность; среднее прогнозируемое значение было на 3,2% больше, чем измеренное значение. В конкретном приложении наличие ошибки + 3,2% в оценках основной скорости метаболизма в группах A, B, C и D приведет к занижению чистых показателей метаболизма, количественно измеренных для ходьбы, всего на 1.От 4 до 2,2%. Эти значения ошибок включают базовый вклад в общую скорость метаболизма, которая в среднем составляла чуть более одной трети для этих четырех групп (среднее значение = 36,7%; см. Результаты и дополнительные материалы в таблице S1). Таким образом, для нашей цели анализа групповых данных по разным размерам тела, эмпирические наблюдения показывают, что использованный метод привел к незначительной ошибке, в то же время позволяя проводить последовательный и значительно более полный анализ масштабирования.

Рис.2.

Массовые чистые затраты на метаболический транспорт ( E _trans ) в зависимости от (A) роста ( L _b ) и (B) массы тела ( M _b ) в наиболее экономичные скорости ходьбы, проиллюстрированные в логарифмических координатах для исходных представленных данных (белые и темные кружки и треугольники) и соответствующих литературных значений (белые квадраты). Экспоненциальные отношения наилучшего соответствия предоставлены для исходных данных и исходных данных плюс литературные данные.Рост: исходные данные, E _транс / M _b = 3,41 L _b ^–0,90 , R ² = 0,98; оригинал + литературные данные, E _транс / M _b = 3,80 L _b ^–0,95 , R ² = 0,52. Масса: исходные данные, E _транс / M _b = 7,98 M _b ^–0.31 , R ² = 0,98; оригинал + литературные данные, E _транс / M _b = 7,98 M _b ^–0,29 , R ² = 0,50; Taylor et al., 1982, E _trans / M _b = 10,71 M _b ^–0,32 (пунктирная линия).

Рис. 2.

Массовые чистые затраты на метаболический транспорт ( E _транс ) в зависимости от (A) роста ( L _b ) и (B) массы тела ( M _b ) с наиболее экономичными скоростями ходьбы, показанными в логарифмических координатах для представленных исходных данных (белые и темные кружки и треугольники) и соответствующих литературных значений (белые квадраты).Экспоненциальные отношения наилучшего соответствия предоставлены для исходных данных и исходных данных плюс литературные данные. Рост: исходные данные, E _транс / M _b = 3,41 L _b ^–0,90 , R ² = 0,98; оригинал + литературные данные, E _транс / M _b = 3,80 L _b ^–0,95 , R ² = 0,52. Масса: исходные данные, E _транс / M _b = 7.98 M _b ^–0,31 , R ² = 0,98; оригинал + литературные данные, E _транс / M _b = 7,98 M _b ^–0,29 , R ² = 0,50; Taylor et al., 1982, E _trans / M _b = 10,71 M _b ^–0,32 (пунктирная линия).

Наша первая оценка базовой механистической связи между ростом и затратами метаболической энергии заключалась в сравнении чистой метаболической энергии, израсходованной на шаг при наиболее экономичной скорости для людей разного роста.Как видно из Таблицы 3, удельная метаболическая энергия, расходуемая на один шаг, была практически неизменной для наших четырех групп роста, тогда как длина шага была прямо пропорциональна росту. Поскольку более низкие и более высокие субъекты действительно ходят одинаково динамически (таблица 3), эти данные подтверждают исходную идею о том, что метаболическая энергия, затрачиваемая на выполнение каждого шага с одинаковой скоростью, одинакова, независимо от роста человека. Прямая связь скорости шага и скорости метаболизма определяет скорость, с которой движения каждого шага завершаются, как решающий фактор, определяющий скорость метаболизма в зависимости от массы тела.В отличие от этого, в существующей литературе четко указывается, что экономия человека при ходьбе, зависящая от размера, не объясняется существующими измерениями скорости выполнения механической работы (Cavagna et al., 1983; Bastien et al., 2003; Schepens et al. , 2004; Донелан и др., 2002; Куо и др., 2005).

В интересах обеспечения простого количественного выражения прямой связи между механикой ходьбы и расходом энергии мы усреднили удельную массу энергии, израсходованной на стандартизованную единицу расстояния, при самых экономичных скоростях ходьбы, используемых для обеих наших моделей, и немного выше них. проверка гипотез.Для этой дополнительной цели мы использовали четыре скорости из нашего протокола, которые попадают в диапазон скоростей, которые люди обычно выбирают при ходьбе по земле (Cavagna et al., 1983; Bornstein and Bornstein, 1976). На четырех квалификационных скоростях от 0,7 до 1,6 м с ^–1 средняя энергия, затраченная всеми четырьмя группами роста, чтобы преодолеть расстояние, равное их росту, составила 0,94 кал. Кг ^–1 . Для простоты применения и более удобной оценки затрат для индивидуальных ходунков мы округлили это среднее до более практичного значения 1.0 кал кг ^–1 и обнаружил, что он обеспечивает разумное приближение (средний% ошибки = 9,3%, n = 183 испытания с 48 участниками) чистых массовых метаболических затрат при ходьбе человека по твердой ровной поверхности.

Результаты нашей второй проверки гипотезы — масштабного анализа, проведенного для наших исходных четырех групп роста — также подтвердили основную обоснованность нашей первоначальной идеи роста.Показатели, обеспечивающие наилучшее совпадение между минимальными затратами на пешую транспортировку и ростом ( E _{транс-мин} ∝ L _b ^–0,90 ) и массой ( E _{трансмином} ∝ M _b ^–0,32 ) хорошо согласуются с нашими теоретическими прогнозами ( E _{трансмин} ∝ L _b ^–1,0 и M _b ^–0,33 , соответственно; Инжир.2А, Б). В последнем случае полученный показатель массы соответствовал классическому значению Тейлора и др. для взрослых птиц и млекопитающих до второго знака после запятой (Taylor et al., 1981). Когда мы проверили взаимосвязь более надежно, добавив литературные значения с необходимой информацией — ростом, массой тела и общей скоростью метаболизма на достаточном количестве скоростей, чтобы показать четкий минимум — полученные показатели также совпали или, возможно, немного лучше, с наши оригинальные предсказания. Как видно на рис.2A, B, добавление квалифицирующих литературных данных (таблица 2) к нашим исходным данным дало экспоненциальные масштабные коэффициенты для роста ( E _транс ∝ L _b ^–0,95 ) и массы тела ( E _транс ∝ M _b ^–0,29 ), которые были в пределах 0,05 или меньше значений, предсказанных нашей гипотезой роста.

Помимо обеспечения базовой поддержки нашей гипотезы роста, данные о людях, представленные здесь и в других местах, также могут быть использованы для лучшей оценки возможности того, что масса тела (Nudds et al., 2009), а не рост, дает более прямое объяснение зависимости локомоторной экономики от размера тела. Несколько независимых литературных наблюдений на людях подтверждают противоположный вывод: транспортные расходы, связанные с массой, определяются длиной тела и минимально зависят от изменения массы тела при любом росте. Во-первых, тучные и не страдающие ожирением субъекты одного и того же роста ходят со сходной механикой (Браунинг и Крам, 2005; Браунинг и Крам, 2006) и имеют одинаковые или очень похожие массовые метаболические затраты (Браунинг и Крам, 2005; Браунинг и Крам, 2006; Аюб, Бар-Ор, 2003).Во-вторых, субъекты, которые теряют вес, имеют одинаковые массовые показатели метаболизма при ходьбе, когда масса тела изменяется, а рост — нет (Hunter et al., 2008). Наконец, трудно представить себе механистическую основу причинно-следственной связи между массовыми метаболическими транспортными затратами и массой тела, в то время как рост имеет прямое и очень предсказуемое влияние на механику ходьбы (таблица 3), которая определяет мышечную активность и понесенные затраты. .

Дополнительный вывод, который можно сделать из выявленной нами прямой связи между ростом и экономичностью ходьбы человека, состоит в том, что онтогенез не оказывает измеримого влияния на метаболические затраты при ходьбе человека, которые не зависят от размера тела.Несомненно, плохие навыки, координация или, возможно, несоответствие между периодами развития мышечной силы и скоростью мышечных волокон могут предположительно поставить под угрозу двигательную экономику детей. Тем не менее, когда мы выразили затраты на метаболизм на основе каждого шага с эквивалентной скоростью, мы не обнаружили разницы в удельных массовых затратах на шаг, выполняемых испытуемыми в возрасте от 5 до 7 лет в нашей самой короткой группе по сравнению с в группе от 20 до 20 лет. 32-летние испытуемые в самой высокой группе (таблица 3). Отсутствие эффекта возраста также подтверждается близким соответствием между показателями масштабирования массы, представленными для детей и взрослых, и показателями, установленными для взрослых позвоночных, охватывающих гораздо больший диапазон массы тела (Taylor et al., 1981). Более недавнее, но менее полное значение шкалы позвоночных, специфичных для ходьбы (Rubenson et al., 2007), аналогичным образом подтверждает вывод о том, что дети ходят по крайней мере так же экономично, как взрослые, если принять во внимание влияние размера тела. Эти наблюдения предполагают, что люди формируют зрелые модели ходьбы незадолго до достижения 6-летнего возраста.

Несмотря на то, что они сформулированы с основной целью соотнести рост и массу с метаболическими затратами при ходьбе человека, выявленные нами количественные зависимости имеют немедленное потенциальное применение.Ходьба является основной формой физической активности для значительной части населения мира и встречается почти во всех местах обитания человека. Соответственно, были разработаны десятки прогнозных уравнений для использования в клинических, военных, развлекательных и других условиях. Включая фундаментальный эффект размера тела, следующие выражения позволяют оценить метаболическую энергию, израсходованную во время ходьбы человека, исходя из пройденного расстояния и либо роста и массы вместе взятых, либо только массы: (1) (2) где E _trans дается в Дж · м ^–1 , M _b — в кг и L _b — в метрах.Поскольку люди ходят со скоростью, которая сводит к минимуму метаболические затраты на ходьбу большую часть времени (Cavagna et al., 1983; Bornstein and Bornstein, 1976), эти отношения позволяют снизить метаболическую энергию, расходуемую при ходьбе по твердой ровной поверхности. оценивается с минимумом информации.

Наконец, мы отмечаем, что новые соотношения масштабирования, которые мы вводим для пешеходных транспортных расходов людей, также имеют общие биологические последствия и приложения.В первом случае наш вывод о том, что транспортные расходы на ходьбу людей существенно ниже, чем нормы для наземных позвоночных (Taylor et al., 1981), на практически постоянную величину в одну треть для широкого диапазона исследуемых здесь масс тела ( Рис. 2B) может содержать сравнительные и эволюционные аргументы (Rubenson et al., 2007; Alexander, 2004; Carrier, 1984; Rodman and McHenry, 1980; Pontzer et al., 2009), которые зависят от количественных оценок относительной локомоторной экономики люди.В последнем случае новые масштабные соотношения могут предоставить более конкретные оценки локомоторных затрат ранних гоминидов на основе оценок роста и массы на основе окаменелостей.

Параметрическое моделирование градиентной ходьбы человека для прогнозирования минимальных затрат энергии

Предлагается математическая модель для прогнозирования оптимального градиента при минимальных энергетических затратах, основанная на предыдущих результатах, которые показали минимальные энергетические затраты при градиенте -10%.Модель фокусируется на изменении механической энергии во время ходьбы по градиенту. Показано, что кинетическая энергия играет маргинальную роль при медленной градиентной ходьбе. Поэтому в модели учитывается только потенциальная энергия. Был введен математический параметр, зависящий от длины шага, показывающий, что оптимальный градиент является функцией этого параметра. Следовательно, оптимальный отрицательный градиент зависит от длины отдельного шага. Модель объясняет, почему недавние результаты предлагают не один оптимальный градиент, а диапазон около -10%.

1. Введение

Ходьба человека требует энергии по разным причинам. Например, при ходьбе по ровной местности существуют чередующиеся стадии торможения и ускорения. Хотя существует маятниковая передача между потенциальной и кинетической энергией центра масс тела, это всего лишь энергосберегающая система. Поскольку передача не завершена, дополнительная энергия должна быть включена в систему на каждом этапе (Cavagna et al. [1, 2]).

При ходьбе по градиенту ситуация меняется в зависимости от того, идет ли ходьба вверх или вниз.В первом случае (положительный градиент) необходима положительная работа, чтобы обеспечить гравитационную потенциальную энергию. При спуске с горы потерянная потенциальная энергия поглощается мышцами, которые вынуждены растягиваться. Каванья [3] показал, что потерянная энергия преобразуется в тепло в результате отрицательной или тормозной работы. Прямые эксперименты по измерению потребления кислорода у субъектов, идущих по разным уклонам, показали, что минимальные энергетические затраты достигаются не на ровной поверхности, а при отрицательном градиенте около -10% (Маргария [4]).Дальнейшие исследования (Минетти и др. [5]) продемонстрировали, что минимальные энергетические затраты не зависят от скорости и что оптимальный путь в пределах положительного градиента, с учетом стоимости транспортировки по вертикали, не всегда является прямым (Минетти [6]). . Дальнейшие исследования (Камон [7]) показали, что потребление кислорода во время спуска может составлять около 30% от того, что требуется во время всплытия. Следовательно, мы можем сделать вывод, что процесс мышечного торможения, который включает в себя отрицательную работу, энергетически отличается от положительной работы из-за различных факторов эффективности [8–11].Полный механический анализ должен включать как кинетическую, так и потенциальную энергии, но мы можем рассчитать каждый вклад, чтобы определить, является ли один из них (кинетический или потенциальный) более доминирующим или обе энергии вносят равный вклад в общую энергетическую стоимость.

Поскольку ходьба подразумевает низкую и довольно постоянную скорость, кинетическая энергия не сильно меняется во время различных фаз ходьбы. Предположим, стандартная ходьба со скоростью 1,25 м · с ⁻¹ , полная кинетическая энергия, участвующая в движении, равна 0.78 Дж на единицу массы. Эта энергия не подается на каждом шагу, поскольку люди не останавливаются между шагами. Во время ходьбы центр масс движется практически с постоянной скоростью. Готчалл и Крам [12] количественно оценили изменение скорости центра масс во время различных фаз шага и для разных градиентов. Это изменение составляет около 0,09 м · с ^-1 на шаг для ровной ходьбы с максимумом 0,18 м · с ^-1 на шаг в некоторых ситуациях при ходьбе с горы. На каждом шаге происходит торможение и ускорение примерно на 0.09 м · с ⁻¹ , что приводит к небольшому изменению скорости (от 1,20 м · с ⁻¹ до 1,30 м · с ⁻¹ ). Расчет энергии на единицу массы с учетом этого изменения скорости показывает, что кинетическая энергия на единицу массы составляет около 0,12 Дж · кг ⁻¹ на шаг для горизонтальной ходьбы и до 0,20 Дж · кг ⁻¹ на шаг для высоких отрицательных градиентов.

Для потенциальной энергии вертикальные колебания центра масс варьируются от 8 до 10 см, в зависимости от длины шага.Это означает колебание потенциальной энергии на единицу массы от 0,78 Дж · кг ^-1 за шаг до 0,98 Дж · кг ^-1 за шаг. Понятно, что кинетическая энергия играет меньшую роль при ходьбе на малых скоростях, будучи от 5 до почти 10 раз меньше, чем потенциальная энергия, в зависимости от ряда переменных. Еще один фактор, который следует учитывать, заключается в том, что передача энергии от одной фазы ходьбы к другой обычно преобразует избыточную потенциальную энергию, полученную во время фазы одиночной опоры, в кинетическую энергию для тела.Кинетическая энергия центра масс почти постоянна, и основная потеря кинетической энергии происходит из-за контакта между неподвижными ногами на земле и торможением во избежание ускорения. На следующем этапе мышцы выполняют положительную работу, поднимая центр масс, таким образом снова получая потенциальную энергию. Это еще одна причина для сосредоточения анализа на потенциальной энергии: передача энергии включает преобразование потенциальной энергии в кинетическую энергию таким образом, что выполненный выше расчет кинетической энергии может быть завышен.Значительное влияние силы тяжести на ходьбу оценивалось в предыдущих исследованиях [5, 13], а неполная передача энергии между потенциальной и кинетической энергией во время ходьбы широко обсуждалась [14–17]. Как показали Heglund и Schepens [18], эта передача энергии также варьируется в зависимости от возраста, с меньшим выздоровлением у детей, чем у взрослых .

По причинам, указанным выше, в данной работе основное внимание уделяется изменению потенциальной энергии во время процесса ходьбы в качестве простого анализа в первом приближении.Дополнительные поправки, такие как компоненты кинетической энергии, могут быть введены, если прогнозы модели недостаточно точны. Основная цель модели — доказать, что вертикальные колебания центра масс в конечном итоге ответственны за минимальную энергию, затрачиваемую при низком отрицательном градиенте, и что только с анализом потенциальной энергии модель будет соответствовать предыдущим экспериментальным результатам.

2. Модель

Ходьба человека в основном состоит из двух стадий. На первом этапе ступни одновременно находятся на земле (двойная опора), а центр масс находится в самой нижней точке, на расстоянии от земли.На втором этапе одна ступня стоит на земле (одиночная опора), а соответствующая нога выпрямлена. Центр масс находится в самом верхнем положении, на максимальном расстоянии от земли ().

Теперь рассмотрим человека с длинной ногой. Обычно длина шага обычно меньше длины ноги. Таким образом, его можно смоделировать как, где переменная является произвольным параметром, который различается для каждого человека в пределах определенного диапазона.

Как показано на рисунке 1, максимальная высота центра масс достигается во время фазы одиночной опоры и может быть определена следующим образом: где — расстояние по вертикали от центра масс до вертлужного сустава, а — расстояние от вертлужной впадины. соединение с землей.Это означает длину ноги.

С другой стороны, минимальная высота центра масс возникает во время фазы двойной опоры и может быть определена как где — расстояние от вертлужного сустава до земли и, опять же, расстояние от этого сустава до земли. центр массы. Следовательно, расстояние между вертлужным суставом и землей можно определить как катет прямоугольного треугольника, расстояние до земли в полшага () как другой катет, а длину ноги () как гипотенузу.

Из рисунка 1 прямоугольный треугольник определяется с помощью теоремы Пифагора: можно найти из (3): Заменив в (2), мы находим

Общее колебание центра масс можно определить как

. значения, найденные в (1) и (5), а затем

По определению, изменение потенциальной энергии тела, которое претерпевает изменение высоты, равнозначно замене значения, найденного в (8) в (9), уравнение (10) имеет вид полное изменение потенциальной энергии центра масс во время колебания, которое происходит на каждом шаге.Это называется, чтобы отличить его от любого другого изменения потенциальной энергии.

Давайте теперь рассмотрим изменение потенциальной энергии из-за градиента. Условия различаются в зависимости от знака градиента, но для математической простоты будет рассматриваться положительный градиент. Следует отметить, что при ходьбе по градиенту происходит адаптация фаз шага, и они не обязательно могут происходить в той же точке, что и при ходьбе по ровной местности. Например, при ходьбе вниз центр масс поднимается быстрее, чем при ходьбе по прямой, а более позднее снижение происходит медленнее.В любом случае изменение высоты центра масс не отличается от высоты при ходьбе по горизонтали. Таким образом, с точки зрения энергии безразлично, произойдет ли подъем центра масс раньше или позже, поскольку на каждом шаге происходят очень похожие изменения высоты. Для простоты этой модели первого приближения мы предполагаем, что различная синхронизация фаз ходьбы между градиентной и горизонтальной ходьбой не влияет существенно на расчет энергии.

Возьмите полученную высоту () в градиенте с длиной шага ().Эти два расстояния и горизонтальная проекция длины шага () определяют прямоугольный треугольник (рисунок 2).

По определению градиент () — это изменение высоты на единицу смещения: Следовательно, изменение высоты в терминах градиента равно. Стороны прямоугольного треугольника определяются с помощью теоремы Пифагора: замена на его значение, найденное в ( 12), Решая (14), находим и, наконец, изменение потенциальной энергии определяется в (9). Снова используя (12), изменение потенциальной энергии из-за определенного градиента для одного шага () и используя значение, найденное в (16), уравнение (18) определяет энергию, которая должна подаваться за один шаг для преодоления градиента.Если градиент отрицательный, это количество энергии будет передано телу, и, следовательно, оно будет ускоряться, если объект не затормозит. Согласно предыдущим результатам [1, 7], тормозная работа требует в четыре-пять раз меньше энергии, чем положительная. Другими словами, чтобы поглотить и затормозить 100 Дж потенциальной энергии, преобразованной в кинетическую при ходьбе под гору, тело выполняет около 20 Дж отрицательной работы. Отрицательная работа, необходимая для торможения, пропорциональна энергии, переданной ранее в виде кинетической энергии.

Суммарный вклад потенциальной энергии в общую стоимость энергии представляет собой сумму двух основных факторов: один для колебаний центра масс из-за процесса ходьбы, а другой — для преодоления заданного переменного градиента, если таковой имеется.

Таким образом, вклад полной потенциальной энергии () можно записать как сумму этих двух факторов:

Необходимо учитывать, что если полная энергия отрицательна, то есть тело получает энергию от отрицательного градиента, он должен тормозить, чтобы избежать ускорения.Как упоминалось ранее, отрицательная работа примерно в пять раз эффективнее положительной. Чтобы отразить это, определяется вспомогательная функция, которая при необходимости включает стоимость отрицательных работ. Если общее количество энергии положительно, тело должно поставлять эту энергию, так как оно должно преодолеть определенный градиент. Если он отрицательный, получается избыток потенциальной энергии из-за потери высоты. Таким образом, должна выполняться работа торможения, в пять раз меньшая, чем превышение полученной потенциальной энергии [7].Поскольку абсолютная работа положительна, коэффициент, введенный для отражения разницы в эффективности, равен -5, чтобы гарантировать, что он положителен для отрицательных градиентов:

Построение графика как функции градиента () дает рисунок 3 с поведением, очень похожим на экспериментальный результаты, полученные в Margaria [4] и Minetti et al. [5] по градиентной ходьбе и даже исследования Минетти [20] по градиентному бегу.

Рисунок 3 точно воспроизводит экспериментальные данные, полученные в предыдущих экспериментах по потреблению кислорода.Тот факт, что мы можем воспроизвести это поведение с помощью такой простой модели, подтверждает нашу гипотезу: в первом приближении изменение кинетической энергии не актуально для медленной ходьбы, а временные колебания между этапами градиентной и горизонтальной ходьбы незначительны с энергетической точки зрения. В дополнение к воспроизведению модели потребления кислорода наша модель предсказывает оптимальный градиент и связывает его с длиной шага, поскольку этот минимум зависит от значения параметра, который зависит от длины шага.Чтобы найти аналитическое выражение оптимального градиента в терминах, то есть в терминах длины шага, он должен быть таким же, поскольку при минимальных энергетических затратах они равны, но имеют противоположный знак. Это означает, что их сумма равна нулю:

Принимая значения, найденные в (18) и (10) для и, соответственно, каждый член заменяется:

Следует отметить, что для низких градиентов () первый член квадратного корня близок до 1. Для математической простоты этот корень может быть удален из уравнения без внесения какой-либо существенной ошибки, что приведет к разработке и вычитанию общего множителя, Решению уравнения для дает и, наконец, на рисунке 4 показан график функции, найденной в (26).Как определено выше, параметр является функцией длины шага, поэтому можно показать, что существует оптимальный градиент, около -10%, для данной длины шага, но что, в зависимости от этой длины шага, оптимальный градиент может несколько варьироваться. . Для большой длины шага () оптимальный градиент имеет тенденцию быть около -12%, а для короткой длины шага () оптимальный градиент имеет тенденцию быть ниже, около -8%. Александр [21] пришел к выводу, что диапазон комфортного изменения длины шага составляет. Таким образом, можно ожидать, что оптимальный градиент для данного объекта составляет около -10%.

3. Заключение

Модель, основанная на анализе изменения потенциальной энергии во время ходьбы, соответствует экспериментальным результатам по минимальным затратам энергии, полученным в предыдущих исследованиях, и связывает этот минимум с длиной шага испытуемого. Гипотеза о том, что кинетическая энергия играет небольшую роль на низких скоростях и не нужна в первом приближении механического анализа градиентной ходьбы, кажется правильной.

Модель математически доказывает, что минимальные затраты энергии связаны с потенциальным энергообменом и связаны с длиной шага испытуемого.Причина этого в том, что на каждом шаге центр масс поднимается, и тело должно поставлять некоторую потенциальную энергию, но с низким отрицательным градиентом эта энергия может быть предоставлена ​​вместо потери потенциальной энергии. В этих условиях организм экономит энергию и может двигаться более эффективно, потребляя меньше кислорода.

Наша работа демонстрирует, что отрицательный градиент, минимизирующий затраты энергии, зависит от параметра. Для длинных шагов задействованная потенциальная энергия выше, поскольку изменение высоты центра масс больше, а для коротких шагов изменение высоты центра масс меньше.Поэтому каждая длина шага имеет свой отрицательный градиент минимальных затрат энергии. Это предлагает новые стратегии минимизации расхода энергии при ходьбе по градиенту. Решением для минимизации энергии, затрачиваемой либо на спуск, либо на подъем, может быть регулировка длины шага для заданного переменного градиента, чтобы гарантировать, что объект остается в оптимальном диапазоне градиента.

Общие стратегии ходьбы для минимизации энергетических затрат на движение обычно включают либо изменение длины шага, либо частоты шага [22, 23].Уменьшение частоты шага приводит к изменению скорости ходьбы, так же как и к уменьшению длины шага, и, следовательно, к уменьшению кинетической энергии и потенциального расхода энергии, поскольку центр масс должен подниматься меньше раз за определенный период. Вариация длины шага может считаться действенной стратегией, потому что люди могут легко изменять длину шага в пределах определенного диапазона. В нашей модели возможность изменения длины шага отражена в диапазоне изменения параметра ().Это означает, что, принимая длину ноги 90 см, люди могут комфортно использовать диапазон длины шага 60–80 см. Возможны более длинные или короткие шаги за пределами этого диапазона, но было бы неудобно поддерживать эту стратегию в течение длительного времени. Учитывая упомянутый выше диапазон изменения, из рисунка 4 можно увидеть, что оптимальный диапазон градиента может легко увеличиться от -8% до -12%, если установить длину шага в пределах от 1,10 до 1,50. Из рисунка 4 видно, что для градиентов выше -13% оптимальная длина шага () слишком велика, чтобы ее можно было рассматривать как допустимую стратегию.В таких обстоятельствах могут использоваться другие стратегии, такие как снижение частоты и длины шага, но с недостатком снижения скорости ходьбы. Leroux et al. [22] предложили немного уменьшить длину шага, поскольку отрицательные градиенты выходят за пределы комфортного диапазона. Это соответствует заявленной стратегии уменьшения скорости ходьбы или сохранения той же скорости путем регулировки частоты шага при уменьшении длины шага, поскольку телу необходимо поглощать больше энергии из отрицательного градиента, чтобы избежать ускорения, и чем более отрицательным является градиент. , тем больше тормозной работы необходимо выполнить.

В заключение, в этой работе представлена ​​параметрическая модель, основанная на анализе изменения потенциальной энергии во время ходьбы по градиенту, которая объясняет энергетический механизм минимальной энергии, экспериментально затраченной во многих предыдущих исследованиях, и связывает этот оптимальный градиент с длиной шага.

Конфликт интересов

Все авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

Вклад авторов

Жерар Саборит и Адриа Казино внесли равный вклад в работу.