鈣鎂互補，缺一不可

你的肌肉在進行迅速收縮與放鬆的運動時，如果鈣質（造成收縮的因子）太多，鎂質（造成放鬆的因子）太少，肌肉就會痙攣，並且造成乳酸的累積。雖然大部分的運動員與教練都不知道這一點，但鎂確實是運動員應攝取的重要營養素之一。

正如我之前提過的一樣，細胞所用的能量包叫做ATP，這種物質的形成會受到鎂的影響。有些早期的動物實驗研究顯示，鎂和體能表現有關，運動能力下降可能是缺鎂的早期徵兆，在給予動物溶於水中的鎂後，牠們的耐力就恢復了。大部分的人類研究也證實，短時間與長時間運動都會消耗鎂。

鎂能讓神經與肌肉擁有更多能量

雖然鎂往往是肌肉的放鬆劑而非興奮劑，但鎂最神奇的效果之一，就是能讓神經與肌肉擁有更多能量。如果你缺鎂的話，就會缺乏體力，因為身體無法產生足夠的力量以維持運作，在你服用鎂之後，就會更有精力。

鎂會和鈣互動，防止鈣質讓肌肉過度收縮。過多的鈣質會讓全身的肌肉緊張與緊繃，但如果你服用了足以與鈣抗衡的鎂，就會在幾週、幾天，甚至幾小時內感到放鬆，至於效果出現的時間，端視你的身體缺多少鎂而定。許多醫生也會叫焦慮與憂鬱的病人要多運動，才能消耗多餘的能量，增加血液循環與腎上腺素的量。

在運動的過程當中，鎂能夠讓身體不斷有效地燃燒能量與產出精力，並且不會讓乳酸堆積。那些運動過量或是有慢性疲勞問題的人，肌肉中乳酸的累積會讓他們在運動後相當不愉快。其實運動本身就會對身體造成壓力，而身體也會釋出腎上腺素來回應。

耐力運動者突破撞牆障礙之後，需要鎂來補充續航力

運動量很大的人─特別是長跑選手，很容易有乳酸累積的情形，造成小腿緊繃與肌肉疼痛，但是他們仍然會繼續跑下去，這往往是因為他們很享受「撞牆」時腎上腺素釋出的快感。「撞牆」時，你會覺得似乎有自己無法突破的障礙，但在堅持下去後，體內突然有腎上腺素釋出，之後就能跑得很快，好像在飛一樣。這就是你把自己逼到極限之後，讓腎上腺爆發的力量，但在這種充滿壓力的快感之後，如果沒有足夠的營養或是無法補充運動後損失的鎂，你就會崩潰。

許多研究報告顯示，在長跑、州際滑雪、單車、游泳等運動中，補充鎂能夠提升運動員的表現與耐力，也能減少乳酸堆積、運動後的抽筋與疼痛。運動員的身體承受了極大的壓力，想贏的心理壓力也不小，但大部分運動員攝取的鎂量都不足，很可能會發生缺鎂的問題。

書籍資訊
◎本文摘自柿子文化出版，卡洛琳．狄恩著作：《鎂的奇蹟：未來10年最受矚目的不生病營養素》一書。鎂會影響數百種酵素運作，與其他維他命和礦物質一起發揮作用，形成人體的結構，讓身體各項功能正常運作；此外，鎂還控管身體的電流，更是人體能量產生的必備元素！缺鎂會引發各種大小疾病，更可怕的是，近百年來，貧瘠的土壤和崩壞的飲食習慣，導致人人缺鎂卻不自知，讓我們飽受疾病之苦，甚至到了無藥可治的地步！

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近年運動市場的新穎跑鞋如雨後春筍般出現，無論是外觀上繽紛色彩或是特殊的結構設計，不知道身為跑者的你是否有觀察到一個趨勢：「跑鞋鞋頭上揚的趨勢日益明顯，尤其在厚底的跑鞋之中特為突出！」這對跑步會有什麼影響呢？厚底跑鞋上揚的鞋頭結構，真的對跑步時的順暢性有幫助？該結構會對跑步姿態有什麼影響？本文將透過科學的方式，解析跑鞋設計對前足順暢性的影響。

先了解跑步著地過程 －滾動機制

為了揭開順暢性相關的疑惑，首先我們必須了解跑步著地的過程，可比擬為一個滾動的動作。從腳跟著地到離地，可分為三個滾動機制，腳跟滾動 (Heel Rocker)、腳踝滾動 (Ankle Rocker) 以及前足滾動 (Forefoot Rocker)。腳跟滾動 (Heel Rocker) 指腳跟初著地到全腳掌踩平；腳踝滾動 (Ankle Rocker) 指全腳掌貼平到腳跟抬起之前；前足滾動 (Forefoot Rocker) 則指腳跟抬起到腳掌完全離地。

下圖由左至右依序是：腳跟滾動 (Heel Rocker)、腳踝滾動 (Ankle Rocker)、前足滾動 (Forefoot Rocker)

著地時，若是腳掌的滾動過程不流暢，則會產生「卡卡」的感覺，使整體滾動動作的速度不平順，而有不佳的順暢感。其中較容易受跑鞋影響的滾動為腳跟滾動及前足滾動，在此我們稱為「後足順暢」與「前足順暢」。本文將著重在前足順暢的部分。

或許你能直接感受到有些跑鞋順暢性的差異，但透過科學儀器量測，將能更清楚地看到差異，即量測前後方向足底壓力中心 (Center of Pressure, COP) 移動的速度變化。2018 年 Lam 等學者研究認為，良好的順暢感，COP 前後方向速度變化應該是漸進式地增加，而並非突然地遽增，換言之，當前後方向 COP 移動速度的變化越平緩，表示滾動過程較不會突然大幅加速，而是平順的滾動。
延伸閱讀：慢跑鞋的順暢感

下圖透過量測足底各部位的壓力大小，可計算出壓力中心（COP，即圖中的圓點）；隨著跑步的滾動機制 COP 會由後至前移動，形成不同的速度變化，藉此可分析跑鞋的順暢性。

科學量測 6 雙跑鞋

本文選定 6 雙市售跑鞋，分為一般跑鞋組以及鞋頭上揚組。所謂一般跑鞋組是指無特別設計鞋頭上揚的結構，鞋內也無設計幫助滾動的硬板之鞋款；而鞋頭上揚組，即該跑鞋設計底部較厚，且鞋頭有特別上揚，試圖引導跑者在前足滾動時保持順暢感受，如同蹺蹺板一般。

量測由一名跑步經驗豐富的測試員輪流穿著 6 雙市售跑鞋，並於鞋墊處使用 Pedar 足底壓力系統，且於跑步機上以每小時 10 公里的時速 (10KPH) 跑步，每一雙鞋至少跑 3 分鐘以上，擷取穩定的足底壓力訊號並匯出數據，以分析完整步態週期為主。

量測結果出爐，對比一般跑鞋組（虛線）與鞋頭上揚組（實線），在腳跟開始離地的階段，尤其是 60-85% 的時間軸，鞋頭上揚組的 COP 移動速度曲線變化較為平緩，COP 移動速度峰值約落在 0.8-1.2m/s 之間；而一般跑鞋組的 COP 移動速度曲線變化遽增，COP 移動速度峰值約在1.2-1.6m/s之間。綜上所述，COP 移動速度變化較平緩的鞋頭上揚組，有較佳的前足順暢性。

鞋頭上揚對動作的影響

為了呈現跑步著地時的鞋底滾動變化，我們於操場拍攝慢動作影片，以利了解跑鞋結構改變對動作的影響。由下圖動畫可以清楚看出，鞋頭上揚組有較順暢的滾動過程，這也呼應了上述所分析 COP 移動速度較平順的結果。

ASICS MetaRun, NIKE free RN 5.0, MIZUNO Wave Sky 3 Waveknit：

ASICS MetaRide, NIKE Air Vaporfly Next%, HOKA ONE ONE Carbon X：

我們從一般跑鞋組（黑，ASICS MetaRun）與鞋頭上揚組（白，ASICS MetaRide）各挑出一款鞋，並搭配定格的截圖來做更詳細的解釋。

ASICS MetaRun（一般跑鞋組）與 MetaRide（鞋頭上揚組）的分解動作變化：

從全掌貼平到腳跟離地的過程中，一般跑鞋組在啟動前足滾動機制 (Forefoot Rocker) 時，需較大程度地彎折蹠骨關節；而鞋頭上揚組則是像蹺蹺板般，順應著跑鞋的結構與上揚弧度向前。從黃、紅、藍色點的相對位置便能清楚知道，當一般跑鞋組向前時，黃點位置幾乎是不動的；相對地鞋頭上揚組向前時，黃點位置則是向下，同時間藍點上升，代表鞋頭向下貼平地面，而鞋跟隨之揚升。

從最大彎折到離地瞬間的過程中，前腳掌與掌趾會推蹬地面，我們可觀察到一般跑鞋組推蹬的位移較大，伸展的幅度亦大；反之，鞋頭上揚組的位移較平緩，伸展的幅度小。對比紅點與藍點的軌跡線就能明顯看到一般跑鞋組上升幅度較大；反之，鞋頭上揚組則上升幅度較小。顯示一般跑鞋組在推蹬時會有較大的蹠骨關節彎折動作，而鞋頭上揚組則會受限於鞋子的結構，不須做出較大的延展動作；這樣的動作變化，可降低蹠骨關節推蹬的出力，但會使跑者感受到「推不到的感覺」，形成一種「還沒推蹬就離地」的感受。

結語

本文比較鞋頭上揚組與一般跑鞋組，希望利用足底壓力中心(COP)的移動速度變化探討著地與離地時的現象，並試著解析其中的過程，這並不代表跑鞋的優劣。

跑鞋的結構設計百百種，鞋頭上揚設計的跑鞋並不一定適合每位跑者。有些跑者偏愛一般跑鞋推蹬時腳掌彎折的感受；而有些跑者則偏愛順暢的過渡感。挑選適合自己的跑鞋才是最重要，而透過科學的驗證方式可以提供客觀的數據分析，並排除主觀感受錯誤的可能。

參考文獻：
Lam, C. K. Y., Mohr, M., Nigg, S., & Nigg, B. (2018). Definition and quantification of ‘ride’ during running. Footwear Science, 10(2), 77-82.

撰文／董智尚、陳韋翰、相子元

*文章授權轉載自《運動科學》網站
原文：厚底跑鞋鞋頭上揚對前足順暢性的影響

什麼是加壓訓練法（Blood Flow Restriction）？就是將身體要訓練的某部位肌群，用皮帶綁起來，以抑制肌肉中血液循環的訓練方式來操作，這樣的訓練效果，可以只要花上20%的力量就能促進肌肉強化，所以訓練結果會造成強烈的刺激，進而促使促使生長激素大量分泌，並遠超過於一般訓練所能造成的分泌量。

所謂的加壓，是針對肌肉中血液的出口，而不是入口，也就是加壓在靜脈的一側，這麼一來，乳酸或氫離子等代謝物，無法排出而在肌肉中堆積，就會很快的發生肌肉痠痛，肌肉便能很快地呈現做過的劇烈運動之後的狀態。

最初創造的加壓肌力訓練法的人是日本的佐藤義昭先生，在佐藤年輕的時候就開始投入健美運動，在1966年時，他在寺院裡跪坐聽經時因腳發麻而按摩小腿，注意到小腿在被壓迫的緊收狀態和加強肌力訓練時極為相似，想到小腿的緊收狀態是由於受到壓迫使血液循環受阻而產生的，於是引發“若讓血流減少並增加壓力的情況下進行肌力訓練，肌肉會不會快速增大？”的想法，於是，他利用自己不斷地實行試驗，以腳踏車的內胎綁在大腿根部，發現訓練的效果非常好。

從1973年起，這樣約10年期間，義昭在自己開設的健身中心，教導數十萬個人做加壓肌力訓練，到了1983年確立此項專門技能並逐漸的引起研究者的注意，之後，東京大學石井教授開始研究加壓肌力訓練法的效應，使得加壓肌力訓練法在生理醫學理論基礎漸漸地被建立起來。

加壓肌力訓練法的訓練強度，最低限度為20％的1-RM，因此，它對於肌肉的物理負荷相當低，雖然實施訓練中的主觀運動強度非常高，對肌肉損傷卻很小，且訓練後的疲勞感也相當低，訓練後所需的恢復時間短，訓練的密度也因而增加，而大幅縮短肌力訓練時間，省下來的體力可用來提升技術訓練的質量，以增進訓練的效率。

此外，由於加壓肌力訓練法具有負荷強度很低的特性，訓練過程中肢體關節不會處於過度緊張的狀態，對骨折、旣帶損傷及關節發炎等療後的復健也非常有效。目前，優秀運動員或癱瘓的病患已有幾千個運用成功的案例。

為提升運動訓練的效益表現，運動員的基礎肌力水準為影響競技表現的主要因素，加壓肌力訓練使局部肌肉血流在適度的限制下，實施每天二次、每次約10分鐘約20％1-RM的輕負荷訓練，即有顯著的增大肌肉與增強肌力的效果。研究證實，加壓肌力訓練法可促進微血管增生、活化運動單位、促進循環成長荷爾蒙的分泌並增進體脂肪的分解、改變局部肌肉組織促使快縮肌纖維增大，使肌力與肌肉橫斷面積增加，當然，加壓肌力訓練法也逐漸被應用於運動員的復健及醫學治療，例如：骨骼萎縮、關節變形、閉塞性動脈硬化症，使失去作用的血管恢復功能。

然而，不當的施行加壓肌力訓練可能會造成血流受制限與再灌流，導致局部活性氧生成或引發血液亂流而形成血栓，也容易堆積乳酸導致肌肉硬化。因此，施作時應防患加壓程度或方法不當而引發肺阻塞或腦梗塞等病變的危險。