几十亿年前，地球上的生命分化为两个王国：动物（会动）和植物（不会动）。我们的祖先选择了“动”。从那时起，这一基础生物学机制从未发生过变化。无论你是在瘦身、运动或跳舞，你所使用的古老的运动化学机制和这个星球上的其他所有动物是一样的。
我们能够移动，是因为我们具有可收缩的肌肉。我们的肌肉是复杂的机器，在数以百万计名为线粒体的微小发动机中燃烧脂肪或葡萄糖（血糖），产生肌肉收缩所需要的能量。这是一种内部燃烧，就像你的汽车，但没有火焰。线粒体是肌肉收缩和地球上的运动进化的关键因素。
细菌在 20 亿年前进化出用于燃烧氧气的线粒体。它们的目的不是提供能量，而是消耗空气中开始出现的氧气。氧气很危险，不论那时还是现在。它的危险性在于氧分子具有爆炸性。因此，添加氧气，火焰会燃烧，而隔绝氧气，则会熄灭。在细胞内燃烧氧气为动物提供移动所需的能量。但是，游离氧很危险，它会烧毁我们的 DNA，导致细胞死亡，最终引发类似心脏病和癌症这样的结果。考虑到存储和处理氧气的危险性，我们进化出氧气解毒系统，夜以继日地保护自身安全。我们每天摄入的水果和蔬菜中的抗氧化物会帮助吸收多余的游离氧（因此要多吃蔬果）。在这个系统的全力工作下，我们活得还不错。细菌没有这样的系统，它们在线粒体中利用氧气燃烧糖分，产生无害的水和二氧化碳。
5 亿年前，细菌的线粒体通过某种方式出现在了我们的原始祖先的细胞中。这些线粒体被应用到肌肉中，产生有氧代谢。有氧代谢意味着以氧气为基础的、无限量的廉价能量供应。这引发了更高级的生命形式的激增。细菌的线粒体让更高级的生命形式成为可能。现今，线粒体存在于这个星球上任一动物（包括你）的肌肉细胞中。所有动物的运动能量来自于从细菌那里继承的线粒体。有了能量，你可以去公园散散步，跑跑马拉松，摸摸鼻子，或是去游个泳。线粒体中的 DNA 仍是细菌的而不是人类的。你继承了这个 DNA，就像继承了一笔古老、永恒的信托基金。就像我们盗取了细菌的线粒体一样，植物偶然继承了藻类的光合作用。因此，现今地球上所有的生命能量都来源于细菌和藻类进化出的机制。
通往更高级别能量的路径
简要回顾了过去几十亿年间的情况后，我们来说说塑身。有氧健身的关键是在肌肉中产生更多能量。这需要更多的线粒体，以及更多的燃料和氧气。线粒体既可以燃烧脂肪，也可以燃烧葡萄糖。它就像一辆既可以燃烧柴油（脂肪）又可以燃烧汽油（葡萄糖）的车，具体取决于你的需要：长途旅行燃烧柴油，而对速度和加速度有要求时，燃烧的则是辛烷含量高的汽油。你的肌肉大多时候喜欢燃烧脂肪，因为脂肪是效能较高的燃料，但是进行难度高（需要速度和力量）的运动时，你燃烧的是葡萄糖。
你在休息，或者进行轻度运动时，95% 的燃料是脂肪，5% 是葡萄糖。大多数脂肪并不存储在肌肉中，而是在腰部、臀部和某个突出部位。你的身体需要通过循环系统将其运送到肌肉中。这个过程并不简单，因为血液的主要成分为水，而脂肪不溶于水。脂肪必须以由甘油三酯（你在体检时应该听医生提起过这个东西）合成的脂蛋白形式运输。站在肌肉的立场上，主要难题是你的毛细血管一次只能处理少量的甘油三酯分子。因此，每根毛细血管只能向线粒体运送很少的脂肪。通过长期的有氧运动，你的身体能够建立一个庞大的毛细血管网络，将更多的脂肪运送到肌肉。但是，你运送的脂肪数量最终将达到上限，如果你想跑得更快，或是运动得更久，你需要开始向线粒体输送葡萄糖作为第二燃料。
如果你加大了运动难度，那么除了主要的脂肪燃烧，你还需要燃烧葡萄糖来提供额外能量。大多数葡萄糖是事先存储在肌肉中的，但是你的循环系统做了两份工作。首先，将更多葡萄糖和燃烧所需要的氧气运送到肌肉中，然后带走燃烧产生的废物，特别是二氧化碳。
不论从哪个角度来看，循环系统都是运动的基础设施。持续数月、数年的有氧运动将极大程度地改善你的循环系统。这是运动挽救你生命的方式之一。运动会向你的肌肉施加压力，使其分泌足够多的 C-6，并触发 C-10 的分泌。因运动造成的适应性微创伤而分泌的 C-10 会促进线粒体的产生、增加肌肉细胞中葡萄糖的存储量。此外，毛细血管的数量也会增加，以便为细胞提供燃料。随着塑身的成功，你的肌肉会变得越来越硬，因为其中填满了新增的线粒体、毛细血管和大量葡萄糖。这是幅有趣的画面：新近变硬的肌肉中填满了因运动生成的东西。
狩猎和采集活动的新陈代谢
任何形式的长期且具有一定强度的有氧运动都能产生这样的效果。但是，如果你了解燃烧脂肪和燃烧葡萄糖的区别，就可以更有效地发挥运动的作用。这才是真正有效的有氧运动的关键所在，因为不同的运动强度会在体内触发不同的生物学变化。
你有轻松和强烈这两种有氧节奏，分别对应肌肉的两种代谢方式，具体取决于你所使用的燃料。低强度的轻度有氧运动会燃烧脂肪，而高强度的深度有氧运动燃烧的则是葡萄糖。这是关键的区别，因为这两种节奏会触发截然不同的两种代谢方式，用以支持觅食和狩猎活动。这两种活动代表着我们最基础的生理节奏。这是重点。在自然中，我们的大部分行走时间都花在这两种活动上，而它们所需要的身体和大脑功能截然不同：高度协调的特定类型的思维、情绪、能量、消化、免疫功能和肌肉代谢模式。我们的身体和大脑会根据运动类型调整自己，以适应日常环境。时至今日，它们还是这样工作着。即使你是在公园散步而不是在觅食采集，在上动感单车课而不是狩猎，轻度和深度有氧运动仍然控制着 C-6 和 C-10 的分泌信号，以及全身上下不计其数的物理和化学节奏，包括大脑的基本行为和情绪模式。这些都不是近期出现的，而是来源于史前进化时期。但是，你可以通过运动控制它们。
这就是克里斯催促你们去买心率监测器的原因。你需要了解燃烧脂肪和燃烧葡萄糖分别对应的运动强度，才能控制体型和健康。要确定正在进行的是哪种代谢，发送的是哪种信号，心率是唯一的判断依据。心率监测器就像赛车上的转速器，你需要知道每分钟转速才能确定何时调挡。心脏跳动得越快，向肌肉输送的血液也就越多，因此肌肉可以从血液中获取更多的脂肪。这种正向关系可以维持到你的心率达到最高心率的 65% 为止。克里斯会在下一章中给出相关的公式。不过，对于 50 岁的人来说，这个值应该是一分钟 110 次。如果你 65 岁，你要在面板上寻找的值是每分钟 100 次。对于大多数人来说，这是个不错的目标值。它是我们在自然界中的第一挡的上限值。
达到上述值之后，如果你继续对自己的身体施压，那么除了脂肪，你将开始燃烧葡萄糖。因此，你需要更多氧气，而这意味着需要更多血液流向肌肉。于是，你的心率开始上升。当心率超过最高值的 65% 时，你开始燃烧脂肪，进入另一种代谢方式。这时，你已转换到第二挡。
你的身体开始利用肌肉中存储的葡萄糖，将其输送到线粒体中产生额外的能量，以供奔跑和狩猎需要。但是，到达某个点后，葡萄糖代谢也会达到上限。你带来大量的氧气，带走大量二氧化碳，但是到达某个水平后，这些化学物质在肌肉中或在肌肉和血液之间的移动速度将无法满足代谢需求。这个临界点出现在你的心率达到最高值的 80% 时。对于 50 岁的人来说，这个值为每分钟 136 次，60 岁的人则为每分钟 124 次。如果你的心跳高于这个值，你的肌肉将面临氧气和葡萄糖短缺，无法将它们彻底转化为二氧化碳，而会生成一种名为乳酸的沉淀物。这是葡萄糖不完全燃烧的产物，将导致你的肌肉在达到最高运动水平（如快速跑完 100 米）后几秒内关闭其功能。随着燃料从脂肪转换到葡萄糖，你的身体在氧气不充足的情况下，转换到“无氧”代谢。
唯一可以用于判断这些临界点的方式就是心率监测器。你无法根据自己的感觉做出判断，即使是经过长年累月训练的奥利匹克选手也做不到。没有心率监测器并不会妨碍你瘦身成功，但会浪费你很多时间和精力。
轻度有氧运动：关键是距离而不是速度
有观点认为运动强度是调节身体和大脑中的化学反应的主要信号。这个观点的重要性不容忽视，值得我们深入探讨。我们从轻度运动开始。轻度有氧运动是指以轻松节奏进行的、持续时间较长的缓慢运动，心率最高达到最高心率的 65%。在这样的强度下，肌肉燃烧的主要是脂肪，因此这是燃料效率最高的节奏，也是我们可以保持一整天的节奏。我们过去以这样的节奏采集食物，现在以这样的节奏行走。在这样的节奏下，速度并不重要，重要的是距离。你也许会觉得这种强度的运动是在浪费时间，但它实际上是很棒的节奏。在这个代谢区间，你的身体和大脑可以治愈和生长。此时，低浓度的 C-10 会促进缓慢而持续的基础设施建设，即肌肉中血管和线粒体的建设，以及全身各处的修复和健康建设。更高强度的运动可以让你变得更苗条，但持续的轻度运动可以提高你的耐力和整体健康水平。戴着心率监测器出门运动吧，你会爱上轻度运动，而当你了解了它在你体内发挥的功效后，你会上瘾的。
我们去海边散散步吧，顺便再聊聊这个话题。你早上刚睁眼时，身体还在沉睡，肌肉还在休眠。血液缓慢地流淌，脂肪燃烧的代谢量相当于一盏指示灯。当你伸个懒腰，开始迎接新的一天时，一切就开始变化了。睁眼这个动作能激活大脑的大部分区域，刺激肾上腺素分泌，增加流向肌肉的血液。你从床上下来后，你的每分钟心跳会增加几次。当你开始走动、刮胡子、淋浴，你的心跳开始加速，每一次跳动都输送出越来越多的血液。腿部的动脉开始扩大，促使富含氧气的血液流向肌肉纤维深处，并发送化学信号，让你的身体苏醒。你的膝盖和髋骨将润滑液体挤压到四周，渐渐地，关节不再僵硬。吃个适量的早餐，喝杯咖啡，然后向海边出发。美好的一天又开始了。
清晨的太阳从海平面升起。给自己几分钟时间，在沙滩上慢慢行走。热身完毕后，开始加快速度、在相对僵硬的状态下行走。你可以这样走几公里。在前 20 分钟，你会感觉比较轻松。这时，你的肌肉在燃烧脂肪，但火势不大。随着你进入松弛状态，开始大步前行，脂肪燃烧的火焰越来越旺，燃烧速度越来越快。当你的心率达到最高心率的 65% 时，你的腿部肌肉达到了低有氧区的上限（“有氧”表示你的肌肉获取了充足的氧气）。这是你燃烧脂肪的最高速度。就像是使用柴油：距离长，但扭矩小。你可以走上一整天，但走不快。
其实，你不用走得很快，因为你已经稳步走进了 C-10 的领域。想想公共工程的建设和维修：建设跨省公路需要时间。同样的，新的毛细血管不会在一次运动后就立刻生成。你的身体需要思考，决定路线，准备材料，然后才开始建设。你的身体也不信任你。准确地说，你的身体不信任自然。如果你稍微偏离了轨道，即使是片刻的懈怠，工程建设就会停止。运动的好处体现在长年累月持续、稳定的生长。短期内获得的塑身成果会令人快乐，但也具有误导性。这种成果的取得依赖于 C-10 的激增。你的身体在一月的解冻期，利用这种代谢技巧去觅食，以准备在寒潮再次来临时进入休眠状态。长年累月的运动则不同。它会产生缓慢、有深度的 C-10 流，维持稳定地进行基础设施建设，以实现长期的生长目标。
在你的血液和身体中，一场精心设计的化学物质之舞会自动触发这些过程。长期、缓慢运动对应的 C-10 模式调控着身体和大脑中的几十种化学信号。有的名字你可能听过，例如生长激素、睾丸素、胰岛素、肾上腺素和血清素，而有的名字你可能没有听过，例如血管内皮生长因子、肿瘤坏死因子和血小板衍生生长因子。最重要的是，长期、缓慢的运动会增强你的肌肉、心脏和循环功能，让你存储的脂肪流动起来，然后让你的身体开始治愈自己。长期、缓慢的运动和现代生活中的慢性炎症不一样，它是年轻的潮流。
通过运动，你可以轻松地让你的循环系统和线粒体的功能加倍。几个月的缓慢运动会让你变得快乐、精力旺盛，具有强大的有氧能力，并且充满禅意。你会充满禅意是因为你的大脑并不知道你是在跑步机上行走。它以为你在觅食，因此自动转换到专注但放松的化学状态。你的思维清晰，情绪也比休息时平稳和活跃。脑电图显示的脑波模式和冥想状态下的模式相似。我们有充分的理由相信，这就是我们的祖先在自然界中生活时，在没什么威胁的状态下采取的节奏。
有趣的是，大脑中真正用于放松和集中精力的路径会越用越有效。经常运动能提高长期记忆，降低阿茨海默症的患病概率。我们推荐像远足和长距离、低难度的骑行这样的轻度有氧运动，因为坦白说，在跑步机上慢慢走 1 个多小时确实挺无聊的。此外，将精神上的觅食和实际的觅食行动结合起来是个不错的选择。夏天的时候，你可以划一小时船去你最喜欢的钓鱼点。你也可以远足几公里去森林里观鸟，这是完美的“觅食”行程，而在周末的早上骑行 30 公里的感觉简直美妙如天堂。
深度有氧运动：追逐猎物
一定强度的运动会将你的心率推到最高心率的 65% 以上，从而引发对新燃料的需求。燃烧脂肪已无法提供充足的能量，于是你的肌肉开始燃烧葡萄糖。你的挡位提高了一挡，代谢方式发生了改变。这是因为深度运动就是自动的狩猎信号。
这个信号的工作原理如下。自然界中的动物通常都处于低有氧区，除非他们正在捕猎、被捕猎，或是正在练习（前两者的彩排）。葡萄糖是高效但昂贵的燃料。你的身体知道在觅食时，即使燃烧葡萄糖，你也不会提高行走速度。因此那是在浪费能量。从生物学角度来说，那是极其不理智的。所以，如果你在燃烧葡萄糖，那么你当时一定是在狩猎。葡萄糖的燃烧会触发重大的代谢转换，从而影响你的肌肉、大脑、免疫系统、肾脏、肝脏、心脏和肺。
想象一下：猎物出现在你的视线内。你的肾上腺素激增，C-6 激增，不重要的功能关闭，血液涌向活动中的肌肉。你变得专注、警觉。你会注意到更多东西，弹跳能力会变得更好。在实验室中，功能核磁共振扫描显示，在进行深度运动时，大脑的一些全新区域被激活。你处理视觉信息的速度变快，计算速度也变得更快。你的注意力覆盖的范围变得更广，条件反射变得更敏捷，唾液的分泌也随之增加。我们回到沙滩上，这表示你已完成热身，进入专注状态，可以开始跑步了。当你自信地大步踏出后，你的头会抬起，鼻孔会张开，瞳孔会放大。你会觉得更有活力、更清醒、更年轻。这不是你有意识取得的效果，而是你通过更大强度的运动，自动开启了一系列复杂的控制机制。
你的手臂灵活摆动，你的呼吸更加深沉，你的双腿进入真正的工作状态。随着你的心率越过 65%，你感觉自己突然充满了能量。欢迎来到高有氧区。你开始燃烧葡萄糖（相当于辛烷含量高的汽油）了。尽管在距离方面的表现不再出色，但你拥有了更多能量。你会像在低有氧区一样继续燃烧脂肪，但从这个时间点开始，你所需要的所有额外能量均来源于葡萄糖。
在此之前的长期、缓慢的运动已为你打造了一个更强大的引擎。现在，添加了如火箭燃料般的葡萄糖，那些新增的线粒体和血管开始工作了。这就是低有氧区运动的益处。这是大自然发明的一个诀窍，让你可以抓住羚羊。这也是每一位耐力运动员进行长期、缓慢运动的原因：建立适合进行深度有氧运动的基础体能。每一位奥运金牌争夺者、每一位世界纪录保持者、每一位环法自行车赛选手，他们都是这么做的。你也应该如此。记住，他们追求的只是金牌，而你追求的是年轻。
随着你的状态渐入佳境，添加深度有氧运动也很重要，它能让你的身体变得更快、更有力。深度有氧运动能促使你的身体在肌肉中储存更多葡萄糖，为持续、高强度的运动做准备。
自然界对深度有氧运动的看法是，你天生就是耐力十足的捕食者，可以和同伴们一起在大草原上追逐羚羊。你可能觉得自己不像有耐力的捕食者，但你错了。你天生就拥有追逐羚羊数小时的天赋。拼命追逐它们，直到你找到其中虚弱和年老的。体型正常的人，他们肌肉中存储的葡萄糖足够支持约两小时的高强度运动。请追逐猎物两小时，没有拼尽全力，但也请付出足够的努力。
这也是运动让大脑进入更高挡位的原因。不是为了写出《战争与和平》，而是为了食物。想想在冻土地带跟踪成百上千只驯鹿的过程：挑选单独个体，评估它们的体能，观察它们如何奔跑，然后确定并牢记你的猎物。这就是你开始高强度的有氧运动后，大脑启动的功能。高度专注力、激动、体能、捕猎的挑战和机会，这些是自动的、健康的、有趣的。你捕猎的次数越多，大脑在这方面的表现就会越好。
进行高强度的运动，出一身汗，这是我们最喜欢的运动节奏，因为狩猎会带来我们最年轻、最出色的生物学特征：一整天保持强壮、快速、精力充沛和乐观。因此，你应该先每周坚持几天进行轻度有氧运动，打好体能基础后，再进入高强度有氧运动领域。告诉你的身体，春天来了。
无氧运动：燃烧乳酸
走出自然界的一大好处就是我们大多数人不再需要为了食物而杀戮，也不需要担心被猎杀。但是，当我们还在自然界中时，我们还有一个挡位可调：10 秒的原始力量，野生生物学家称之为“逃跑或抓捕”时刻。
你可以将葡萄糖燃烧的节奏一路推升到最高心率的 85% 左右。此时，你达到了高度有氧代谢能力的上限。这是你可以维持的最快节奏，但是，你还可以更快一些，但只能维持几秒。在沙滩上，年轻的热情爆发，你可以狂奔 100 米冲上沙丘。在这 100 米的冲刺中，你的能量输出加倍，心脏的工作效率达到休息状态下的 4 倍，但所输送的血液和氧气仍无法满足需求。你启动了再燃装置，通过可控的化学爆炸将能量倾倒到肌肉中。你进入了不需要氧气的第三挡代谢模式：无氧代谢。沙子飞扬，你的手臂在快速摆动，心脏在狂跳，双腿在燃烧。你无法再坚持下去了。转瞬间，你已到达沙丘顶部，气喘吁吁，但感觉充满了活力。
这不是有氧运动，不是耐力训练，也不是你每天该做的事，但它很有趣。这是无氧运动，在你的肌肉中没有氧气时进行。它是最古老的代谢方式，可以追溯到细菌进化出线粒体之前。那时地球上尚未出现氧气。它比有氧代谢粗糙得多，效率比后者低，从生物学角度看，也不够体面，但它在短距离方面的表现则要强大得多。这个挡位在进化过程中的作用至关重要。在过去的几十亿年中，它无数次挽救了我们祖先的生命，或是帮助我们的祖先终结了别人的生命。