童年运动经历决定成年运动效率：早期肢体负荷可重塑终身能量代谢

成年后运动是否费力，可能早在童年时期就已埋下伏笔。一项由宾夕法尼亚州立大学研究人员领导的新研究显示，生命早期的身体活动经历能够持久影响成年后的运动效率。该团队以鸟类为模型，首次提供了直接证据，证明发育过程中的经历可以改变动物成年后移动时的能量消耗。这项研究发表于《英国皇家学会学报B辑：生物科学》，提示运动的能量需求比科学家此前认为的更具可塑性。

宾夕法尼亚州立大学运动机能学教授、该研究资深作者Jonas Rubenson指出，高效移动的能力可能在动物进化中扮演重要角色。移动时消耗能量较少的动物，可以将更多资源用于觅食、捕猎和繁殖等关键活动。这项发现表明，运动的能量成本并非固定不变，而是可以被生命早期的经历所塑造。

实验设计：负重珍珠鸡的发育追踪

为了探究这一问题，研究人员在幼年珍珠鸡的一条腿上绑上小重物。珍珠鸡与鸡亲缘关系密切，像人类一样用双腿行走。实验从珍珠鸡两周大时开始，持续到它们16周大、接近成年体型时。12只珍珠鸡被分为两组：其中6只在一条腿上佩戴铅带，每条铅带重量为鸟体重的4%；另外6只则在不加任何负重的情况下发育。除此之外，所有12只动物经历相同的生活条件和运动训练。

当珍珠鸡长到9周大时，研究人员开始训练它们在跑步机上行走。到16周大时，团队使用与跑步机相连的流通式代谢舱评估其能量消耗。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。研究人员表示，这种方法被认为是测定动物在特定活动中能量消耗的黄金标准。每只鸟在三种条件下接受测试：静止站立、无额外负重行走、以及一条腿佩戴负重带走。通过比较这些条件下的氧气消耗和二氧化碳产生，科学家能够确定额外负荷如何影响能量使用。

关键发现：早期负重带来惊人的能量节省效应

研究人员发现，当鸟类静止站立时，两组之间没有能量消耗差异。然而，一旦它们开始负重行走，反应就出现了显著变化。发育期未携带负重的鸟类在负重行走时，与无负重行走相比，能量消耗增加了23%。

而发育期一直佩戴负重的鸟类则表现出截然不同的反应。它们的身体适应得如此有效，以至于携带额外负荷行走所需的能量反而略低于无负重行走。这一出乎意料的结果让研究团队感到惊讶。

Rubenson表示：“这些鸟变得如此高效，以至于它们携带负重行走时消耗的能量，并不比无负重行走时更多。”另一个意外发现出现在两组对比中：平均而言，发育期习惯携带负重的鸟类在佩戴负重带走时消耗的能量，与普通鸟类无负重行走时消耗的能量相当。

这些观察结果共同表明，生命早期的经历能够显著影响动物成年后的移动效率。Rubenson强调：“这表明动物——可能也包括人类——可以根据其生活经历变得更高效。因此，当人类在童年和青春期定期锻炼时，这可能会建立我们一生的运动能力。”

对人类健康的启示：童年运动或成终身健康基石

尽管实验对象是鸟类，但研究结果引发了关于人类身体活动的重要问题。一个被广泛接受的科学假说认为，当运动感觉费力或需要大量能量时，人们倾向于避免运动。如果早期活动对人类运动效率的影响与这些鸟类相似，那么童年时期活动较少的人，成年后完成相同动作可能需要消耗更多能量。这种额外的努力可能使他们更不愿意锻炼，从而可能强化久坐不动的模式。

Rubenson认为这一发现可能对公共健康产生广泛影响，尤其是当今儿童普遍比前几代人更少进行身体活动。他指出：“总体而言，今天的美国儿童比前几代人活动量少得多。这项研究表明，童年时期通过玩耍和锻炼进行更多运动，可能使人们在成年后更容易保持或变得更加活跃。如果人们成年后移动不需要消耗那么多能量，那么锻炼——及其所有健康益处——将更容易获得。这可能对我们国家健康的许多方面产生影响，从心脏健康到心理健康。”

该研究的共同第一作者为Talayah Johnson和Kavya Katugam-Dechene。Johnson在宾夕法尼亚州立大学获得硕士学位，现于宾夕法尼亚大学攻读博士学位。Katugam-Dechene在宾夕法尼亚州立大学获得博士学位，目前担任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。其他贡献者包括曾担任项目研究人员的Ian Dechene（现为软件工程师）和宾夕法尼亚州立大学博士生Roberto Castro。宾夕法尼亚州立大学运动机能学教授Stephen Piazza也参与了研究。

该研究由国家关节炎、肌肉骨骼和皮肤病研究所（美国国立卫生研究院的一部分）通过R21AR071588和R01AR080711奖项提供资助。研究人员对研究内容负全部责任，研究内容不一定反映美国国立卫生研究院的官方立场。