你打算如何度过人生的最后十年？
运动生理学的鼻祖在哈佛疲劳试验室(1927-1948)。而哈佛疲劳试验室的目的其实是在极度工业化的社会形态中，将人体作为“工具”从而衡量出耐受的“边界”。当“生理学”与“运动”进行💥的时候，《运动生理学》油然而生……
在人类工业文明高度发达的时代，将人体当作机器来解读是当时科学家们做的一系列科学实验的出发点。而通过交叉学科的融合我们逐步了解到一个基础概念---“功效比”。就如一辆车的“经济时速”一样，在一定的转速下匹配相应的档位，可以使得一辆车在100公里的行驶里程最长。所以我们往往用这个来判断一辆车的经济性是不是比较好。而能达到这种经济性必须有要满足诸多因素比如安全达标的重量、风阻系数、发动机的马力、变速箱的匹配甚至是轮胎的滚动系数。所以我们要想了解人体这台“机器”，那么首先要了解构成我们身体活动的核心系统都有哪些。
1、肌肉纤维
这是人体做功最基础的“工具”，1922年的诺贝尔奖获得者英国人Archibald·Vivian·Hill（阿希伯特·维维安·希尔）发现了肌肉纤维产生热量以来，我们就对于肌肉纤维不断地做了深入研究，从“长寿”的角度来看，我们需要选取或者说通过“活动”来使得肌纤维在新合成的时候产生更多倾向于提高效率的肌纤维。（如下图三种肌纤维做功能力对比）。
（好惨的I型肌纤维不是么
）
那么他们三个都代表了什么呢？我们来看一下最基本的名词解释：
慢肌纤维（I型）【Slow （Type I） fiber】：
人体的慢肌纤维只有一种类型---I型纤维，也称之为慢氧化（slow-oxidative）或慢缩纤维（slow-twitch fibers）。相较于快肌纤维，慢肌纤维中包含大量的氧化酶，即含有大量线粒体，微血管系统更充盈。此外，还有高浓度的肌红蛋白。高浓度血红蛋白、大量的微血管与高线粒体活性，使得I型纤维具有较高的氧化代谢能力和抗疲劳能力。虽然如图在缩短系数、力量能力以及功率上（慢肌纤维的肌球蛋白ATP酶活性比快肌纤维低）要远远逊于其他两种纤维，但是从效率角度来看，I型肌纤维可以消耗更少的能量（ATP）做功时间更持久。所以I型肌肉纤维要比II型纤维更经济更高效。
快肌纤维（IIa型和IIx型）【Fast （Type IIa and Type IIx） fiber】：
人体中存在两种快肌纤维：（1）IIx型和（2）IIa型。IIx型纤维（Type IIx fibers），有时也被称为快缩纤维（fast-twitch fibers）或快速糖解纤维（fast glycolytic fibers）。IIx型纤维中线粒体数量相对较少，有氧代谢能力有限，与慢肌纤维相比抗疲劳能力较差。但是这一类肌纤维富含糖解酶，所以会提供较高的无氧能力。
而IIa型纤维（type IIa fiber），也称之为中间纤维（intermediate fibers）这一类型的纤维包含的生化特性和疲劳特征介于IIx型纤维与I型纤维之间。因此从理论上讲，IIa型纤维可视为融合了I型纤维和IIx型纤维二者特征的一种纤维。
Tips：
定期的训练可改变人类肌纤维的生化和收缩性特征，使得快肌纤维转化为慢肌纤维。值得注意的是将骨骼肌划分为三种类型是便于区别不同肌纤维功能特征的方法，每一类型的肌纤维具有类似的生化和收缩特性。然而，IIx型纤维、IIa型纤维和I型纤维的生化及收缩特征在实际中相互关联，不可被绝对区分。更具体来说，某一肌纤维常表现出多种类型纤维的特征而并不是单一的一种。例如：某些肌纤维常包含多种形态的ATP酶（同时包含I型和IIa型纤维的肌球蛋白酶，还有些同时包含IIa型和IIx型纤维的肌球蛋白ATP酶）。
生理学特征总结如下表：
综上所述：
我们得到的第一个结论是，如果人类想增加自己这台“机器”的功效比，那么比较靠谱的方式是通过科学的训练提升自己I型纤维的比例和含量，从而增加自己身体中骨骼肌的效率。
如何获得I型肌纤维？
肌纤维组成与年龄与性别并没有显著关系，长期久坐的男性或者女性平均慢肌纤维含量约为50%。优秀的爆发力型运动员通常快肌纤维的比例较高，而耐力型运动员含有较高的慢肌纤维。
参考链接：为什么说肌肉量决定了生命的状态？
2、摄氧量---第五大生命指征
对于摄氧量我们在之前的一篇文章里面已经说的比较清楚了，请点击参阅：这里没有“仙丹”，只有摄氧量。
我们最早看一个人是否强健的逻辑就是物理上够不够大，但是随着科学的发展，肯尼斯·库珀博士所提出的“平衡”理论更加的符合现代科学的逻辑，（如有您想追肯尼斯·库珀博士与其子写的《终身强健》这本书的请点击这里：终生强健的战略（一）并关注我们，我们会持续更新）因为这是更深层次的认知，维持人体运动的供能单位之源---线粒体。从上图（表8.1）中我们可以看到并不是肌纤维越肥大、肌肉越肥厚你的功能单位就多、人体这台机器就跑得快跑得远……反而是I型肌纤维的数量直接对于体内线粒体的比例起着决定性作用。所以我们得想一个办法测定线粒体的数量，才能真正的标定一个人的健康程度，或者换句话说如果我们可以非常精准的量化出一个人的线粒体含量，那么我们就可以找到办法去干预以及精准的提升它。而近50年人类对健康管理最大的成就则是2016年发表在AHA（美国心脏协会）的一文（
作者：朱为模 单位：美国伊利诺伊大学[1] 文章号：W116758 2017/1/7 11:02:29 ）：
美国心脏协会（America Heart Association）近日在著名的《循环》杂志（Circulation.2016;134:0000.DOI:10.1161/CIR.0000000000000461）上发表了其专家团队在做了大量的文献综述以后对“有氧能力”所作出的科学声明（Importance of Assessing Cardiorespiratory Fitness in Clinical Practice: A Case for Fitness as a Clinical Vital Sign: A Scientific statement from the American Heart Association），该声明的要点阐述如下：
大量的科学研究证明低下的有氧能力会导致人患心血管疾病，导致各种死亡的可能以及导致各种疾病的发病率风险增加；
大量流行病研究的结果表明，人的有氧能力不但要比抽烟、高血压、高血脂和二型糖尿病能更加准确地预测因疾病而导致的死亡，它还能帮助这些传统的健康风险指标对健康进行预测和评估；
有氧能力这一指标能够帮助医务人员对病人的健康风险作出更准确的划分，帮助病人通过生活方式的干预，对其疾病进行科学管理，以更大程度地降低他们患心血管以及其它慢性疾病的可能；
有氧能力因此应当划为临床生命体征（Clinical Vital Sign）
(注：有氧能力的相对英文包括Cardiorespiratory Fitness，Overall Fitness, Endurance Fitness, Aerobic Fitness和Aerobic Capacity; 因为Aerobic Capacity一词最为常用，故翻译为“有氧能力”。)
美国心脏协会的科学声明对“有氧能力”是这样定义的：“…… the integrated ability to transport oxygen from the atmosphere to the mitochondria to perform physical work. … it is thus considered a reflection of total body health.”(p. e2)，翻译成中文就是：“……人在做体力工作时把大气中的氧气输送到（细胞中的）线粒体的综合能力，……有氧能力因此代表着人的整体健康水平。”
所以总结一下：线粒体的数量决定了健康的质量，而用长距离耐力训练则可以使得机体合成更多的I型慢肌纤维，从而提升自己的健康水平。
3、无氧阈心率（ATHR）
从生物能量学的角度来由于肌肉细胞储存的ATP（三磷酸腺苷 adenosine triphosphate）有限，而肌肉运动又需要ATP，因为ATP是肌肉收缩的直接能量来源。所以肌肉细胞主要由3个途径来制造ATP（1）从磷酸肌酸（phosphocreatine）分解；（2）葡萄糖与肝糖分解；（3）氧化形成。前两者与氧气无关所以我们称为无氧（anaerobic）途径，而使用氧气的我们称为有氧（aerobic）代谢。
当我们进入无氧状态的时候会出现什么呢？由于供能单位的改变，肌肉和动脉血液中的乳酸和乳酸/丙酮酸（L/P）比值会增高从而出现乳酸酸中毒，所以没有办法长时间的维持无氧代谢途径下的运动。而且长时间、高强度的无氧运动会对身体造成严重的后果。（推荐阅读：如何科学的（跑马拉松？）运动）
所以我们可以得出结论：有氧代谢下的运动，身体处于一种稳定代谢与循环状态，运动可以长时间维持。通过运动长时间的维持可以增加I型肌纤维的合成从而增加线粒体能数量，增加最大摄氧量。最终使得“机体”这辆车变得更加有“功效比”，最终使我们达到长寿的终极目标。
而如果运动中处于无氧代谢状态下的运动，则打破了代谢与循环的平衡，从而运动不能长时间的维持，而机体为了遏制这种运动行为从而提升乳酸/丙酮酸（L/P）比值。进而通过抽筋、眩晕、恢复周期加长、电生理紊乱等一些列生理行为来遏制这样的运动。肯尼斯·库珀先生在其书中写道：
“宇宙间最伟大的一个原则就是平衡。假如地球离太阳近仅仅几英里，那地球就是火海一片。假如地球离太阳远几英里，那地球就是荒凉的冰天雪地。但是，在她现在的位置和太阳保持着完美的距离。在她的怀抱里万物生机，充满活力。人类的身体原本也是宇宙里的一个完美平衡。我们需要不多不少，却又恰到好处的运动；我们需要不多不少，却又物种丰富的各种食物；同样，我们还需要适量的睡眠，以使自己从日常生活的压力中得到适度的释放。一个人的运动、食物或是休息，如果走向极端，无论是太多还是太少，都会导致其整个生理或心理系统失去平衡。当失去平衡的时候，我们就损坏了身心健康。只有实现“平衡”的时候，我们才能保证身心健康”。
而在有氧代谢的情况下，我们的身体就处于这种“平衡”状态下。
如何识别无氧状态与有氧代谢的转换？
显然我们不能给身体做体外血液循环来监测……这样的代价与成本都是让人无法接受的。而人们发现通过观测在递增载荷运动的时候呼出气体中氧气与二氧化碳的比值即呼吸商为1.0的时候所对应的心率是一种比较廉价的识别方式，而如果再辅以心率监测、血氧饱和度等设备综合计算会更加的精准。而检测心率这件事情，在当今的科技条件下是非常容易实现的，目前PPG（光电容积描记）技术已经非常成熟。小米、华为、佳明、苹果这些厂家都有明确的产品，从200-20000各种价位都非常全面。所以心率表对于任何一位爱运动和有运动习惯的人士都应该是标准配置。
目前佛明翰中心提供最大摄氧量与无氧阈值心率的金标准测试，用标准的实验室环境，来科学的评估和测量自己的生理能力。
所以什么是科学的训练？或者说如何可以通过运动来增加寿命？增加机体能力？你得先知道自己的------ATHR（无氧阈值心率）。
基于以上的三点最直观的认知我们来看看为什么“慢跑”被称为长寿运动。
首先，科学家们发现在ATHR（无氧阈值心率）附近的心率进行长时间的耐力训练可以高效的增加肌纤维中的线粒体，同时还可以在新增肌肉纤维中更多的倾向于增加I型纤维，最终使得机体运转变得更加高效。而这里面的关键词是：无氧阈值心率附近的运动。
为什么是慢跑而不是马拉松？
有了“无氧阈值心率附近的运动”这个界定，我们再来看另外一个维度---时间。首先我们都知道身体活动分为阻抗与耐力两种，其实某种意义上来说所有的活动都是阻抗运动，只是能够长时间保持从而变成了耐力运动。所以类似100米冲刺跑、高抬腿、跳绳这些运动相对于大部分人来说是无法长时间（持续15分钟以上）保持的身体活动我们只能先排除在外了。
而符合持久而稳定输出功率的运动一般比较常见的是：游泳、跑步、骑车、划船……而在这些里面游泳需要游泳池、骑车需要一辆自行车、划船先得有个船还得有个湖……跑步则有一双运动鞋就可以，所以相对比较好完成每周至少3次训练的场景。
通过佛明翰中心近3个月200多例样本来看，大部分健康的人摄氧量在35-45之间的普遍无氧阈值心率在125-145之间。有过科学合理训练的运动员会较高，所以我们发现这部分人如果健走或者是快走，心率很难提升在无氧阈值心率附近。往往静态心率在75左右的人快速步行的心率往往在100上下，通过比较长时间的步行才可以将心率走到120上下，这样训练效率相对较低。慢跑由于增加的载荷较大往往容易在几分钟之内就可达到无氧阈值心率附近，进行有节律的运动，从而满足一切对于健康有益的运动需求。所以每天进行30分钟的训练有效性会显著提升。
然而，佛明翰中心还需要提示的是还有相当多的摄氧量不足的人，（摄氧量在30以下）我们目前看测试中最低的是静态心率89bpm而无氧阈值心率98bpm，这意味着可能只是逛街就进入了无氧状态。同时还有一部分人即便是无氧阈值达标，但是由于没有科学的训练而使得无氧阈值心率依然较低（120以下）。而这一部分人显然更适合的方式是快走而不是慢跑。
综上所述，伴随着人类通过近60年对于肌肉纤维、摄氧量、无氧阈值心率的了解使得在正确且科学的运动方案指导下：“男性可增加10年的预期寿命，女性可增加6年寿命，而男女皆可因为此延迟7年的功能性缺失导致的生活质量下降。*”所以长寿是个相对概念而维持更加持久和高品质的生活质量才是我们真正的诉求与目标。
（*发表自Cooper中心48年25万人次的临床试验结果）
我们最后来看一下马拉松这项运动，因为是竞技体育赛事，从而会添加如配速、完赛时间等挑战性行为，而基于此种行为人们往往会因为一些指标与荣誉感彼此竞争。使得大部分无氧阈值心率达不到此项运动要求的人进行了超越自身无氧阈值心率过多过久的运动，致使长期将心肌处于无氧、高负荷状态。而这种状态非但不会增加身体内的线粒体数量，甚至会伴随着乳酸积累导致的代谢性酸中毒，同时增加细胞内氢离子产量使得酸碱平衡被打破，而最终导致心肌的永久性伤害以及运动伤害。
所以佛明翰中心建议大家在进行一项身体活动之前需要明确自己最重要的目标是什么？是得到健康还是得到成绩？就像肯尼斯·库珀先生所说万事万物皆取决于“平衡”，运动与健康依然如此，我们要清楚自己期望的是通过运动使得我们的机体达到更好更高的生理能力从而更加健康，还是仅仅因为一个指标或成绩而竞技。
最后，马拉松或许代表了我们向往健康的生活态度，但它并不能无条件地成为健康的代名词。如果您是马拉松爱好者，佛明翰中心可以通过金标准心肺运动测试后会给您量身制定一套完整的心肺耐力提升方案，而通过基于方案的训练可以稳定且安全的提升您的无氧阈值心率以及最大摄氧量，使您更加健康、科学、合理地参与马拉松竞技运动中去。人的机体会随着年龄的增加而逐步的废用性退化，所以没有长期坚持的高标准科学训练，随着年龄的增加而达不到马拉松参赛标准的健康人士不在少数。这是非常重要的信号。在此佛明翰中心愿每位马拉松爱好者及其他运动爱好者都能够通过自己的所喜爱的运动真正地获得健康。（全文完）
