Với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, ngày càng có nhiều nghiên cứu hé lộ bí ẩn về mức tiêu thụ năng lượng của con người trong quá trình chạy. Như chúng ta đã biết, chạy bộ là môn thể thao chịu sự tác động của rất nhiều yếu tố và những yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến mức tiêu hao năng lượng của chúng ta trong quá trình chạy, điều này có ý nghĩa rất lớn đến thành tích của vận động viên. Do đó, việc khám phá sâu về tác động của các yếu tố này có ý nghĩa quan trọng trong việc cải thiện hiệu quả và hiệu suất hoạt động.
Ở hầu hết các loài, khi tốc độ chạy tăng lên thì chi phí tiêu hao năng lượng cũng tăng theo.
Vấn đề tiêu thụ năng lượng của nhân loại không chỉ giới hạn ở tốc độ. Nhiều yếu tố, chẳng hạn như tuổi tác, tình trạng tập luyện, độ dài và tần suất sải chân, trọng lượng giày, sức cản của gió và thậm chí cả mật độ không khí, có thể có tác động đáng kể đến việc tiêu hao năng lượng khi chạy. Ví dụ, nghiên cứu cho thấy giày chạy nhẹ hơn có thể giúp vận động viên tiết kiệm năng lượng trong thời gian dài.
Việc định lượng mức tiêu hao năng lượng khi chạy thường được thực hiện bằng cách đo mức tiêu thụ oxy (VO2) ở tốc độ dưới mức tối đa nhất định. Bằng cách này, chi phí năng lượng có thể được ước tính một cách gián tiếp. Sự gia tăng VO2 thường có nghĩa là tăng tiêu hao năng lượng. Trong thực tế, chi phí năng lượng cho việc tập luyện thường được biểu thị bằng tốc độ tiêu thụ oxy so với trọng lượng cơ thể (ví dụ: ml/kg/phút).
Thông thường, có mối quan hệ tuyến tính chặt chẽ giữa tốc độ tiêu thụ oxy và tốc độ chạy, do đó khi tốc độ tăng thì năng lượng tiêu hao cũng tăng.
Mối quan hệ này đặc biệt rõ ràng khi tập luyện ở cường độ dưới mức tối đa. Khi tốc độ đạt đến cường độ tương đối cao hơn, độ chính xác của phép đo VO2 trong việc dự đoán mức tiêu hao năng lượng sẽ giảm đi, vì trong những trường hợp như vậy, cơ thể chủ yếu dựa vào quá trình trao đổi chất kỵ khí để cung cấp năng lượng.
Sự khác biệt về mức tiêu hao năng lượng trong quá trình chạy giữa các loài bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố. Một nghiên cứu ban đầu cho thấy rằng khi động vật có khối lượng tương tự chạy cùng một quãng đường, thì chi phí năng lượng là như nhau cho dù chúng là động vật bốn chân hay hai chân. Tuy nhiên, chi phí tiêu hao năng lượng có xu hướng giảm khi trọng lượng cơ thể tăng, do đó chi phí năng lượng thường thấp hơn ở động vật lớn hơn.
Các nhà nghiên cứu cũng đưa ra giả thuyết về cơ chế vận động, cho rằng đối với những động vật nhỏ hơn, chúng phải di chuyển về phía trước bằng những bước ngắn hơn, nhanh hơn nên chân của chúng tiếp xúc với mặt đất trong thời gian ngắn hơn, buộc chúng phải dựa vào quá trình trao đổi chất nhanh chóng, tốn kém- sợi co giật được sử dụng để tạo ra lực đẩy. Ngược lại, những động vật lớn hơn có nhiều thời gian hơn để tạo ra lực và do đó không phải huy động nhiều sợi cơ co giật nhanh, khiến mức tiêu hao năng lượng của chúng tương đối thấp.
Việc tiêu hao năng lượng khi chạy rất khác nhau giữa các cá nhân, ngay cả sau khi tính đến khối lượng cơ thể, cho thấy rằng có nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến việc tiêu hao năng lượng khi chạy. Do đó, khái niệm tiết kiệm được đề xuất để đánh giá năng lượng tiêu hao nhằm đáp ứng nhu cầu hiếu khí ở một hoạt động dưới mức tối đa nhất định.
Tính kinh tế đang vận hành có thể được sử dụng làm so sánh chi phí năng lượng để đánh giá các cá nhân hoặc nhóm cá nhân.
Khi đo lường mức tiết kiệm khi chạy bộ, mức tiêu hao năng lượng thường được so sánh ở một tốc độ cố định, cho dù được đo bằng tốc độ tiêu thụ oxy hay tốc độ tiêu hao năng lượng (chẳng hạn như calo). Nghiên cứu cho thấy các vận động viên được đào tạo thường đốt cháy ít năng lượng hơn so với các vận động viên không được đào tạo, khiến họ tiết kiệm hơn. Thực tế này nhấn mạnh tác động tiềm tàng của việc đào tạo nhất quán trong việc cải thiện hiệu quả kinh tế khi chạy bộ.
Ngoài điều kiện tập luyện, còn có nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến kinh tế vận hành. Ví dụ: tuổi tác, cân nặng, giới tính, v.v. có thể ảnh hưởng đến mức tiêu thụ năng lượng. Nhiều nghiên cứu đã phát hiện ra rằng các vận động viên ưu tú thường tiêu thụ ít năng lượng hơn các vận động viên khác. Điều này cho thấy rằng việc chạy tiết kiệm có thể là một thước đo quan trọng trong việc đánh giá thành tích thể thao, bất kể trình độ vận động viên.
Về việc cải thiện hiệu suất chạy, chúng ta có thể thực hiện những biện pháp nào khác để nâng cao hiệu quả tiêu thụ năng lượng?