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Wie erstaunlich ist der Energieverbrauch beim menschlichen Laufen? Warum verbraucht man bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten unterschiedliche Energie?
Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technologie haben immer mehr Studien das Geheimnis des menschlichen Energieverbrauchs beim Laufen gelüftet. Wie wir alle wissen, ist Laufen eine Sportart, die von vielen Faktoren beeinflusst wird. Diese Faktoren wirken sich direkt auf unseren Energieverbrauch beim Laufen aus, was für die Leistung von Sportlern von großer Bedeutung ist. Daher hat eine eingehende Untersuchung der Auswirkungen dieser Faktoren wichtige Auswirkungen auf die Verbesserung der Laufeffizienz und -leistung.
Bei den meisten Arten steigen mit zunehmender Laufgeschwindigkeit auch die Kosten für den Energieverbrauch.
Das Energieverbrauchsproblem der Menschheit beschränkt sich nicht nur auf die Geschwindigkeit. Viele Faktoren wie Alter, Trainingszustand, Schrittlänge und -frequenz, Schuhgewicht, Windwiderstand und sogar Luftdichte können einen erheblichen Einfluss auf den Energieverbrauch beim Laufen haben. Untersuchungen zeigen beispielsweise, dass leichtere Laufschuhe Sportlern helfen können, bei langen Läufen Energie zu sparen.
Quantifizierung des Energieverbrauchs beim Laufen
Die Quantifizierung des Energieverbrauchs beim Laufen erfolgt typischerweise durch Messung des Sauerstoffverbrauchs (VO2) bei einer bestimmten submaximalen Geschwindigkeit. Auf diese Weise kann der Energieaufwand indirekt abgeschätzt werden. Ein Anstieg der VO2 bedeutet normalerweise einen Anstieg des Energieverbrauchs. In der Praxis werden die Energiekosten von körperlicher Betätigung oft als Sauerstoffverbrauch im Verhältnis zum Körpergewicht ausgedrückt (z. B. ml/kg/min).
Normalerweise besteht ein starker linearer Zusammenhang zwischen der Sauerstoffverbrauchsrate und der Laufgeschwindigkeit, sodass mit zunehmender Geschwindigkeit auch der Energieverbrauch steigt.
Dieser Zusammenhang zeigt sich besonders deutlich bei Übungen mit submaximaler Intensität. Wenn die Geschwindigkeit höhere relative Intensitäten erreicht, nimmt die Genauigkeit der VO2-Messung bei der Vorhersage des Energieverbrauchs ab, da der Körper in solchen Fällen hauptsächlich auf den anaeroben Stoffwechsel angewiesen ist.
Vergleich des laufenden Energieverbrauchs
Unterschiede im Energieverbrauch beim Laufen zwischen den Arten werden von vielen Faktoren beeinflusst. Eine frühe Studie zeigte, dass die Energiekosten gleich sind, wenn Tiere mit ähnlicher Masse die gleiche Distanz zurücklegen, unabhängig davon, ob es sich um Vierbeiner oder Zweibeiner handelt. Mit zunehmendem Körpergewicht nehmen die Kosten für den Energieverbrauch jedoch tendenziell ab, sodass der Energieverbrauch bei größeren Tieren im Allgemeinen geringer ist.
Forscher stellten auch Theorien über die Mechanik der Fortbewegung auf und argumentierten, dass kleinere Tiere sich mit kürzeren, schnelleren Schritten vorwärts bewegen müssen, sodass ihre Füße weniger Zeit mit dem Boden in Kontakt bleiben, was sie dazu zwingt, sich auf metabolisch teure schnelle Bewegungen zu verlassen. Zuckende Fasern werden verwendet, um Schub zu erzeugen. Im Gegensatz dazu haben größere Tiere mehr Zeit, Kraft zu erzeugen und müssen daher nicht so viele schnell zuckende Muskelfasern rekrutieren, was ihren Energieaufwand relativ gering macht.
Laufökonomie
Der Energieverbrauch beim Laufen variiert stark von Person zu Person, selbst nach Berücksichtigung der Körpermasse, was darauf hindeutet, dass viele andere Faktoren den Energieverbrauch beim Laufen beeinflussen. Daher wurde das Konzept der Ökonomie vorgeschlagen, um die Energie zu bewerten, die zur Deckung des aeroben Bedarfs bei einer bestimmten submaximalen Aktivität aufgewendet wird.
Die Betriebsökonomie kann als Vergleich der Energiekosten zur Beurteilung von Einzelpersonen oder Personengruppen verwendet werden.
Bei der Messung der Laufökonomie wird der Energieverbrauch normalerweise in einem festen Tempo verglichen, unabhängig davon, ob er als Sauerstoffverbrauchsrate oder Energieverbrauchsrate (z. B. Kalorien) gemessen wird. Untersuchungen zeigen, dass trainierte Sportler häufig weniger Energie verbrauchen als untrainierte Sportler, was sie wirtschaftlicher macht. Diese Tatsache unterstreicht die möglichen Auswirkungen eines konsequenten Trainings auf die Verbesserung der Laufökonomie.
Faktoren, die die Laufökonomie beeinflussen
Neben den Trainingsbedingungen gibt es viele weitere Faktoren, die die Laufökonomie beeinflussen. Beispielsweise können Alter, Gewicht, Geschlecht usw. den Energieverbrauch beeinflussen. Viele Studien haben ergeben, dass Spitzensportler typischerweise weniger Energie verbrauchen als andere Sportler. Dies deutet darauf hin, dass die Laufökonomie unabhängig vom Leistungsniveau des Sportlers eine wichtige Messgröße bei der Beurteilung der sportlichen Leistung sein kann.
Welche anderen Maßnahmen können wir im Hinblick auf die Verbesserung der Laufleistung ergreifen, um die Effizienz des Energieverbrauchs zu verbessern?
