足弓對我們的影響從日常站姿、走路到跑步等生活和運動,擴及範圍之廣,其衍伸的常見問題如足底筋膜炎、扁平足更成為不少跑者心中永遠的痛。足弓是人體的靜態支撐結構,面對負載時,會保護足部構造與內部組織,吸收因變形造成的衝擊或失衡,並具彈性地積存能量、提升踢地力等作用。本篇深入探討足弓是怎麼保護我們的,也為你解析足底傷害如何產生,更教你一招有效舒緩足底筋膜慢性發炎的拉伸動作。
足部的縱弓構造含括了內側縱弓(從第一至第三蹠骨→楔骨→足舟骨→距骨→跟骨)與外側縱弓(從第四至第五蹠骨→骰骨→跟骨)。
足弓中的骨骼排列本身就像是石拱橋般,是維持弓形構造的基礎,如下圖。以前曾經很熱切議論過肌肉活動是否涉及這種弓形構造的靜態維持。有無數研究者對此議論紛紛,但根據Basmajian(1985)的彙整,以正常足部來說,在靜態的維持上弓形構造本身以及其連結的韌帶會同時發揮主要的作用,不見得需要肌肉的作用。然而一般認為,在承受龐大負荷的狀態或需要微調平衡之類時,肌肉也會 參與其中從旁輔助。
韌帶是與骨骼排列構造同等重要的靜態支撐結構,而於內側縱弓的頂點處支撐著足部的是蹠側跟舟韌帶(彈簧韌帶)。這條韌帶強韌地連接起跟骨的載距突與足舟骨的下面。這條彈簧韌帶位於搭在跟骨之上的距骨中,比載距突更往前方突出,從下方支撐著連接足舟骨與幾塊軟骨的距骨頭。載距突與足舟骨之間沒有骨性的連結,而距骨頭就搭載於這條韌帶上。
足底短韌帶(蹠側跟骰韌帶)和彈簧韌帶一樣,於外側縱弓的頂點處結合,連接跟骨與骰骨的下面,是一條極為強韌的韌帶。足底短韌帶的淺層處有條足底最長的韌帶「足底長韌帶」,於深層處連結跟骨與骰骨,於淺層處則是連接跟骨與蹠骨,在維持外側縱弓上發揮著重要的作用。
於最表層連結起跟骨與蹠骨頭的這片結實結締組織稱為足底筋膜(如上圖)。腳趾那側會隨著腳趾背屈而拉扯附著部位,以結果來說,這個動作會拉抬縱弓。此結構稱為絞盤機制(如下圖)。一般推測,在步行或跑步的push off狀態中,足弓因為這種機制而變強,足部的彈簧便會被有效活用在推進上。
當腳趾呈屈曲姿勢或是在放鬆的狀態下,足底筋膜會鬆弛,沒辦法清楚摸到它,不過張力會隨著腳趾的背屈而增加,因此從足底的腳跟部位前端(跟骨隆突的遠端邊緣)附近開始,便可明確摸到在足弓中央處逐漸緊繃的筋膜。
跑者的足底筋膜有時會發生慢性發炎,不過在這類足底筋膜炎的案例中,因其構造使然,每個案例主訴的症狀百百種,有的人是足弓感到疼痛,有的則是腳跟疼痛。這種疾患若疏於適切的治療,很容易演變成慢性病,目前已知使用毛巾等讓腳趾背屈進行拉伸,或是進行所謂的踏竹板,這類拉伸動作都能發揮不錯的效果。
足弓變低時所引發的問題大多為內側的問題。如前所述,距骨頭位於內側縱弓的頂點處,來自其足底側的支撐只有彈簧韌帶,並無骨頭的支撐。筆者得知此事之初也深感驚訝。實際上,我曾遇過一個足部旋前而足弓明顯變低的案例,仔細觀察其足部發現,距骨頭跑出這條韌帶的支撐而變得搖搖欲墜。在這樣的案例中,有不少主訴症狀是彈簧韌帶有明顯的壓痛,總覺得就構造上來說,內側縱弓會發生問題是必然的。
另一方面,外側足弓本來就比內側還低,幾乎沒看過這裡塌陷的案例,這點以構造來說也是可以理解的。然而必須注意的是,雖然骰骨的疲勞骨折極其罕見,但外側蹠骨發生疲勞骨折的案例卻屢見不鮮。即便是為足弓塌陷所苦的人的腳,試圖拉伸縱弓構造施加外力時,要以肉眼確認足弓伸長的模樣應該不是件容易的事。請各位讀者務必測試看看。足弓的靜態支撐結構就是如此堅固。
然而,令人意外的是,一旦對足部施加扭轉的負荷,就能輕易造成足弓變低。請固定後足部,試著讓前足部旋後。肉眼即可看出縱弓變平坦了。這樣的狀況實際上會發生在支撐中且後足部旋前的情況下。後足部若在旋前姿勢下承受負載,光是這樣就會讓距骨幾乎從跟骨往內側崩塌,而前足部也會呈旋後姿勢,導致足弓變得平坦。
根據Arangio等人(2000)運用三次元力學模型來進行計算的研究,在距下關節位於中立位的狀態下,施加約70㎏重的負載,並讓後足部旋前5°,前足部便 會呈旋後姿勢,對第一蹠骨的負荷則變大了。此時,拉伸內側足弓頂點處的距骨頭與足舟骨之間的關節的力矩增加了47%,而拉伸足舟骨與內側楔骨之間的關節的力矩則增加了58%。
像這樣讓跟骨往內側倒,或是距骨頭、足舟骨逐漸往內側塌陷,是後足部旋前最具代表性的狀態,以結果來說,此舉讓內側的縱弓伸展而變得平坦,對內側的支撐結構強加了莫大的負擔。
順帶一提,在同一項實驗中,讓後足部旋後5°的情況中,拉伸跟骨與骰骨之間的關節的力矩增加了55%。
也就是說,旋後反而會加大外側縱弓的負擔。仔細觀察彈簧韌帶的纖維走向,看得出來是從後方外側往前方內側、往能限制前足部旋後的方向延伸。假設靜態支撐結構之核心的韌帶是依目的性配置而成,那麼便可得知在內側縱弓的維持中,對前足部旋後的控制果然十分重要。
以筆者的經驗來說,實際上,沿著彈簧韌帶的走向貼上運動貼布(如上圖),強制前足部旋前,可以有效率地限制縱弓平坦化。考慮到關節的運動,並基於功能面的考量,筆者都會在競賽選手的腳上貼上限制前足部旋後的貼布,結果某天察覺到貼布的方向和彈簧韌帶的走向竟完全一致,驚訝得說不出話來。
話說回來,若稍微換個角度,從確保與地面的接觸面積或是推進的作用端這樣的觀點來看,足弓在旋前姿勢中會變平坦的這種足部關節的特性,在「應對著地位置的少許錯位」、「在轉彎處、不平整的地面或是斜坡上移動時」、「快速剎車或有效率地變換方向或往側邊推進」等情況下,都是十分重要的功能。
各位不妨也試著從這樣的視角來觀察足部。
• 本文摘自台灣東販,大山 卞 圭悟著
《圖解 運動員必知的人體解剖學:理解人體結構,讓訓練效果最大化》一書。
本書特色
責任編輯/Dama
每一種技術都要透過無次有效率的訓練來進步,這可以運用在所有的事情上面,跑步也不例外。如果你有看過任何國際級的跑步賽事轉播,選手都會在最後進行衝刺,把握機會,也在比賽中保持在前端以防最後被超車。或是你可能知道某些選手對於跑坡特別厲害,每到上坡總是可以超越其他選手,讓其他選手膽戰心驚。
我不怕一位練習過一萬種踢腿功夫的人,可是我害怕一位練習一種踢腿功夫一萬次的人。 "I fear not the man who has practiced 10,000 kicks once, but I fear the man who has practiced one kick 10,000 times." - Bruce Lee 李小龍
成為一名優秀的選手,必須顧及所有技術,但是想要成為第一,絕對是在某些技術高人一籌。如果有其中一項技術不是這麼容易達成,那你就必須在另外一項將它補回來,要懂得運用自己的優勢。Stryd 希望你能發揮自己最大的優勢,這就是四項跑步能力指標出現的意義。
以下這四項關鍵指標都是根據過去 90 天的跑步紀錄分析,此分析與同性別、年齡及目標的跑者進行比較,可以更明確瞭解自己相對的強弱項。
體能(Fitness):臨界功率體重比
爆發力(Muscle Power):10 秒最高功率體重比
疲勞抵抗(Fatigue Resistance):接近目標比賽功率以下所能維持的最長時間
耐力(Endurance):≥ 50% 臨界功率以上的最長連續跑步時間
臨界功率體重比越高的跑者,通常都代表有著相對較高的體能水平,它會自動根據功率時間曲線去推算(除非你改為手動設定)。
對於耐力運動員來說,10 秒內的衝刺能力是常被忽略的部分,但衝刺的水平除了可以反映出無氧能力外,其實也是檢驗跑步技巧的重要環節。要知道技巧不佳的跑者是沒辦法在短時間內輸出高功率/配速的,所以 10 秒最高功率較高的跑者也表示具備良好的跑步技巧。
疲勞抵抗可以直接反映出跑者在維持一定強度下的續航力有多長,即在回答能不能「跑得又快又久」,跟專項比賽表現具有高度的相關性。你可以用很慢很慢的配速跑很長一段時間,但不代表能夠以接近比賽強度的配速撐很久,疲勞抵抗正是告訴我們在比賽強度下,續航力落在什麼樣的水平。它會根據跑者所選擇的目標比賽距離而有不同的標準:
五公里:≥ 96~100% 臨界功率所能維持的最長時間
十公里:≥ 92~96% 臨界功率所能維持的最長時間
半程馬拉松:≥ 88~92% 臨界功率所能維持的最長時間
馬拉松:≥ 75~88% 臨界功率所能維持的最長時間
就是在 90 天內以 ≥ 50% 臨界功率持續跑步的最長時間,可作為有氧耐力的指標;但這個數據只是告訴你最長可以跑多久,跟實際競賽能力並沒有直接關係(除了超馬),能夠「跑很久」跟「跑得又快又久」是兩種截然不同的能力。以下圖為例:
此跑者的目標為馬拉松賽事,年齡層在 30-39 歲,疲勞抵抗是以 88% 的臨界功率為標準,即 237 瓦。從曲線可以看到在這強度下他能夠維持 1:47:37,根據同年齡層且同樣是以馬拉松為主的 Stryd 用戶當中,平均值為 1:00:38,他的數據高了47分鐘,所以他的運動水平是相當不錯。
如果你自認體能很好,疲勞抵抗不應該這麼低,有可能是你最近 90 天內沒有進行測驗、比賽或比賽配速訓練,所以數據無法顯示,如果你目標為全程馬拉松,建議可以安排一場馬拉松配速的測驗( 15 - 35 公里,依照個人狀況及課表安排),如果是以半馬為目標,建議安排比比賽距離短的練習賽(10 公里測驗等),這樣就能看到自己目前的疲勞抵抗水平。
在這個講求科學化的時代,一昧地埋頭苦練已經不是現代人追求進步的方式。 想要更客觀、更精確的方式監控跑步訓練強度? 不用毫無頭緒的猜測是否達到訓練計畫中的每一項目標。 Stryd 可以告訴你,你還能加多少速或是是時候該放慢腳步,不畏懼逆風,且戰勝風阻。