成年后运动更轻松的秘密，可能源于童年

【研究意义】美国宾州州立大学运动学教授乔纳斯·鲁本森认为，动物高效移动的能力可能在动物进化中很重要：出行更省力的动物，可能把更多资源用于觅食、捕猎和繁殖。研究发表在《英国皇家学会会刊B：生物科学》上，提示运动的能量需求比科学家此前认为的更具可塑性。
【实验设计】研究人员给幼年珠鸡的一条腿绑上小重物。珠鸡是与鸡亲缘很近、像人类一样两腿行走的鸟类。他们想确认发育过程中的额外负重是否会改变这些鸟成年后移动的省力程度。
【主要发现】结果差异明显：从小负重长大的珠鸡成年后再带着同样重量行走时，几乎不需要额外耗能；相比之下，从小没有负重的珠鸡在同样负重下要多消耗23%的能量。鲁本森说，这项研究表明，发育期间对四肢施加的机械负荷，例如通过重物或锻炼给手臂或腿施加压力，可能让动物一生移动时更省力。这也是较早显示动物幼年行为和环境会影响成年后移动费力程度的研究之一。
【为什么童年运动重要】虽然实验对象是鸟类，结果提出了关于人类身体活动的重要问题。一个被广泛接受的假设认为，当运动感觉费力或需要大量能量时，人倾向于避免移动。如果幼年活动也像珠鸡那样影响人类移动效率，童年活动较少的人成年后做相同动作可能需要消耗更多能量；这种额外负担可能让人更不愿意锻炼，从而强化缺乏运动的状态。鲁本森认为，这一发现对公共健康可能有广泛影响，因为今天儿童普遍比前几代更少活动。他说，美国儿童现在整体活动量远低于前几代；童年通过游戏和运动增加活动，可能让人们成年后更容易保持或提高活动水平。如果成年人移动不需要花这么多能量，运动及其健康益处就更容易获得，这可能从心脏健康到心理健康都影响国民整体福祉。
【研究人员如何测试】实验从12只珠鸡两周龄开始，持续到16周龄，此时它们接近成年体型。一半鸟在一条腿上戴铅环，每个铅环约重体重的4%；另外六只发育时不戴额外重物。除这一差异外，12只鸟的生活条件和运动安排相同。九周龄时，研究人员开始训练它们在跑步机上行走。到16周龄时，团队使用安装在跑步机上的气流代谢腔测量能量消耗。该设备测量每只鸟消耗的氧气，以及释放的二氧化碳和水蒸气。研究人员称，这种方法被认为是判断动物在特定活动中使用多少能量的金标准。每只鸟在三种条件下测试：静止站立、无负重跑步行走、一条腿戴负重环跑步行走。通过比较这些条件下的氧气消耗和二氧化碳产生量，科学家可判断额外负重对能量使用的影响。
【早期训练产生意外节能效果】研究人员发现，静止站立时两组能量消耗没有差异；但一旦负重行走，反应变化很大。成长过程中没有负重的鸟，带负重行走时相比无负重行走能耗增加23%。从小戴重物发育的鸟反应不同：身体适应得非常好，带额外负重行走甚至略比不带负重行走耗能更少。这个意外结果让研究团队惊讶。鲁本森说，这些鸟变得非常高效，负重时并不需要比无负重时更多能量。另一个意外发现：平均而言，从小习惯负重的鸟带着负重环行走所用能量，不超过普通鸟不戴负重行走所用能量。综合来看，这些现象说明生命早期经历能显著影响动物成年后移动效率。这表明动物，可能包括人类，可以根据生活经验变得更高效。因此，人类如果在童年和青少年时期经常运动，可能会提高一生的运动能力。
【结论】研究结果为发育期间身体活动能长期影响移动所需能量提供了新证据。人类是否会出现同样适应还需验证，但研究提示了一个潜在机制：童年运动可能有助于日后坚持身体活动。
【研究团队与资助】美国宾州州立大学运动学教授斯蒂芬·皮亚扎也参与研究，还有与皮亚扎和鲁本森合作的在读及往届研究生。论文两位共同第一作者是塔拉亚·约翰逊和卡维亚·卡图甘-德谢纳。约翰逊在宾州州立大学获得硕士学位，现在宾夕法尼亚大学攻读博士；卡图甘-德谢纳在宾州州立大学获得博士学位，现在是北卡罗来纳大学教堂山分校生物医学与康复工程研究助理教授。其他贡献者包括项目研究人员伊恩·德谢纳，他现在是软件工程师，以及宾州州立大学博士生罗伯托·卡斯特罗，由皮亚扎和鲁本森共同指导。资助来自美国国立卫生研究院下属的国家关节炎、肌肉骨骼与皮肤病研究所，项目编号R21AR071588和R01AR080711。研究人员对研究内容负全责，内容不一定代表美国国立卫生研究院的官方立场。