從開始跑步、運動至今，常常有人問：「爬山跟跑步不是會傷膝蓋嗎？」這是很簡單的科普問題，卻也是常態以來最大的迷思。

當考古學家接連找出原始人如智人、南方古猿，或我們稱為直立人的骨骼時，演化生物學家與科學家都樂透了！他們解出了最好也最關鍵的問題──為什麼人類可以站起身來？

從蹲踞式行動的猿人、原始人進入到依靠雙手狩獵採集的直立人，歷經了非常漫長的過程。起初，這些猿人是為了更方便使用上肢而有偶然式的站立動作，例如取石作大動作投擲、爬樹前抓穩樹枝、舉起雙手恐嚇外族等等 (或許可以把小狗跳起身使用上肢向主人乞討食物當成一個例子)。

開始使用上肢只是一個契機，然而經過取物、拖帶物、甚至是攀高的動作後，直立的動作就從短時間行為漸漸地延伸，最後早期人類使用雙手作為『取拿搬扛』等動作，而不再成為行動四肢，當人類開始直立之後，自體負重就成為演化關建。人直立的關鍵不是為了負重，而是為了使用上肢。終其一生，人類就算是痀僂著背，雙手仍是常保靈活。

常用的會進化，不用的就會弱化或失去功能。譬如我們的尾椎與盲腸就是最好的證據。

我想再高一點，但無法一直長高

人類的骨骼成長，女性約莫是十八到二十歲，男性約莫是二十到二十五歲就會結束，這也是為什麼大人都會說：「男生當兵還會長高。」但事實上，這取決於基因、營養跟載重問題等等複雜因素。

骨骼完整成長之後不久，骨架就會每年流失骨質直到死亡。但還好的是，骨骼本身有自我修復的功能。當骨骼經過外力刺激而有輕微的變形，骨骼會自我進行修復，並填充新鮮的骨質。而過度的外力刺激就是我們所說的疲勞性骨折等等。

美國運動醫學會調查，從小培育的網球選手，從十多歲開始培育之後到成年，他的運動慣用手的骨質比另一隻手高出百分之四十。亦有生物學家作過研究，紅毛猩猩在完全沒有樹枝、攀爬地形的環境成長，骨質疏鬆狀況會加速惡化，但把一些假山造景攀爬樹枝還給他們之後，這些紅毛猩猩人猿的骨質問題有大幅度的改善。

所有動物都無法在骨骼完成生長後，還盼望能繼續長高。但骨質透過刺激卻能一直更新，骨質無法完成更新與修復的原因，一個是過度的刺激導致毀損斷裂，一個是你完全不運動。

正如我們常說的『沒有買賣就沒有傷害』，同理可證『沒有刺激就沒有修復』。甚麼是輕微而又不過度的刺激，簡單地說，就是運動。為什麼太空人在不進行任務操作時要多行重量訓練？因為無重力狀態在他們值勤回到地球後，骨質疏鬆的問題已經到達危險的等級。

有外力刺激，就有來自內在的修復能力。有來自病毒的感冒，就有來自身體自癒的巨噬細胞與殺手T細胞。

骨質疏鬆是演化問題，不是老年疾病？

人們的骨骼完成生長後，除非持續保持輕微的外力刺激(運動)並搭配食用含豐富鈣質的食物，否則隨著年紀漸長就會出現骨質疏鬆的問題。女性比男性更甚。

骨骼細胞有兩種主要細胞：成骨細胞與噬骨細胞。噬骨細胞的主要功能是『分解老舊骨骼』，成骨細胞的重點就是創造新骨骼。簡單地說就是為了打造堅固的高牆，身體必須先將老舊牆面打掉再行重建。但隨著年紀漸長，人們不再進行運動、飲食上出現問題，噬骨細胞會持續增生、並繼續執行它『分解老舊骨骼』的工作，但也因為沒有外力刺激了，成骨細胞就不會再增生。最後噬骨細胞過多，而無法及時修復，一當過了安全指數就出現骨質疏鬆的情況，因為跌倒而骨骼斷裂、或產生我們所說的老年駝背問題 (簡稱叫老鬥縮)。

科學家不只一次指出，原始人、智人與直立人，在他們的殘骸骨骼上找不到骨質疏鬆的毛病，許多骨骼雖然經過風吹蝕化的問題，但仍保持著強健的骨質。這代表著兩件事，許多原始人還沒老到足以產生骨質疏鬆的問題就死亡；第二，即使是老死的原始人，依舊保持著良好的運動習慣。前者的說詞很快就被後者的證據推翻掉，而其實我們都知道，原始人還不知道甚麼叫作重量訓練、肌力訓練。

他們只知道搬移、投擲、長距離健行與推動拖拉使力，即使是臨老或不堪狩獵的老者、婦女、幼童等，即便是攀爬或是過活都比每天坐在電腦桌前更有活動力。

肌力訓練或重量訓練的第一好處：變得更健康

百分之一百二十的人聽到重量訓練跟肌力訓練的第一個念頭，會變成六塊肌、粗手臂、阿諾、健美先生、金剛芭比或者是變成浩克？

通常要達到以上想像的等級，需要的是循序漸進的長時間鍛鍊、強調成為壯漢的飲食方法、以及基因、還有伽瑪射線。

維持健康的最佳方法之一就是，簡單二十到三十分鐘的運動，輕微的肌力訓練或是重量訓練。這是不求功能性、純粹只追求健康的最低底線，包含跑步與登山、舉啞鈴或是單槓等等都是肌力上的訓練。你需要的是維持運動習慣、而不是偶然興起、或完全不運動。

人類從站立以來就開始進行負重、支撐軀幹的運動，但因為過長時間的坐臥與沒有外力刺激(運動)，致使我們逐漸失去支撐軀幹、身體的能耐。但這些失去的能耐，透過運動與肌力訓練得以有效的恢復與提升。人體的奧秘之一快速適應，短則幾週，長則幾個月，人體就能恢復適合進行運動或是維持健康的體能。

人的肌肉與骨骼都是用進廢退論的演化，透過外力刺激，肌肉骨骼會更強健，並能負擔更大的重量。但如果你的重點只是維持健康，那麼就不是加重，而是常態維持外力刺激，也就是我們所說的養成運動習慣。

爬山跟跑步會傷膝蓋嗎？如果運動方式或是技巧錯誤會有可能。但如果你維持著健康的運動習慣，膝蓋也許比你的牙齒還要硬朗。

順道一提，阿諾·史瓦辛格從15歲開始他的健身生涯，你看得出來他已經要70歲了嗎(1947年生)？只要開始運動，幾歲都不嫌晚。

[編者註] 用進廢退說 (use and disuse)

拉馬克主義（英語：Lamarckism）也稱做拉馬克學說，或是拉馬克式演化。這個理論是由法國生物學家拉馬克於1809年發表的《動物哲學》（Philosophie zoologique，亦譯作《動物學哲學》）首先提出，其理論的基礎是「獲得性遺傳」（Inheritance of acquired traits）和「用進廢退說」（use and disuse），拉馬克認為這既是生物產生變異的原因，又是適應環境的過程。

用進廢退說：拉馬克認為，生物經常使用的器官會逐漸發達，如鐵匠的手臂較粗，而不使用的器官會逐漸退化。（維基百科）

關於鄭匡寓因為減肥而開始運動，從此就戀上跑步。
透過呼吸、心跳與疲勞的雙腿體驗真實存在的美好。
多年研究運動科學及跑步技術，每天都在追求更進步的自己。
同時是個患有癲癇的運動員，所以深深期望推廣健康運動給每一個人。

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。

足弓的骨骼排列像座石拱橋

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。

足底筋膜緊繃與發炎

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。

足弓是這樣變平的

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。

責任編輯／Dama

在之前兩篇系列文中，我們談到了重量訓練如何幫助我們預防疾病、延長壽命（註）。介紹過重量訓練在健康促進上的功效，現在讓我們來看看重訓如何強健大腦、認知及情緒。

註：詳見《 「有病治病，沒病強身」的最佳藥物：重量訓練》、《為什麼你該重量訓練？ 增加壽命、改善生活品質》兩文

我們為什麼分享這篇文章？
運動對身理健康的好處多到說不完，對心理健康相對較少被論述，其中又多數以有氧運動為主。重量訓練和認知、情緒等心理相關的命題，在台灣媒體鮮少被提出來做討論，而史考特醫師正是那少數中的少數。他以自身專業結合科學研究實證，證明重量訓練能提升認知能力，更可同時達成提高腦力、擺脫負面情緒、活到90歲還能頭腦清晰等三個願望。這也顯現出校園中常見的補課也許對學生有害：拿體育課來上國英數，或許反而是害學生成績變差的兇手。

重量訓練與認知功能

早在1978年就有學者發現，有運動習慣的長者在反應速度及身體靈敏度上，不輸沒有運動習慣的年輕人。從此之後，一系列研究都發現身體活動，特別是有氧運動如單車、慢跑等，能增強人的認知功能。例如瑞典近30年替超過百萬名入伍新兵做的智商測試發現，心肺適能越好的年輕男性，智商得分也越高；或是2015年的研究顯示，運動後的短期記憶能力會提升。

重量訓練的好處近幾年才逐漸受到重視，研究的質與量均遠不及有氧運動。不過，史考特還是盡可能的替大家整理了科學文獻。2014年的臨床試驗收納了100位平均年齡70的老年人，他們都有輕度的認知功能障礙，換句話說他們已經出現記憶力衰退、工作自理能力變差的症狀，但又還沒有到失智症的嚴重程度。研究者將其分為四組，分別接受不一樣的治療：

重量訓練組：重量訓練 + 假的認知訓練
認知訓練組：假的重量訓練 + 認知訓練
合併組：重量訓練 + 認知訓練
控制組：假的重量訓練 + 假的認知訓練

可以發現，研究者花了很多苦心安排假的重量訓練以及認知訓練，目標就是為了防止不同組別因為接受不同程度的關注，而產生了「安慰劑效應」干擾實驗成果，這是一篇設計相當嚴謹的研究。

經過6週後，接受重量訓練的老年人在整體認知以及執行功能上皆有顯著進步，原本ADAS-Cog分數（評估失智症的量表）正常的比例從原先24%上升到48%之多，以電腦進行的記憶力、執行功能訓練反而沒有產生顯著功效。

在台灣本土研究中，學者發現重量訓練的強度越高，產生的認知提升效果也越好。在經過0%（控制組）、40%、70%、100%的10RM上肢重訓後，強度高者在做Stroop test所需的時間也越短。

一年份的重量訓練不僅能幫助老年人的認知功能，在20歲的年輕人身上，僅一次的重量訓練就能增進圖像記憶力。

隨著研究越來越多，史考特認為「重量訓練可提升認知功能」已經很確定了，而這樣的效果是否能幫助一般健康人的學業、工作表現呢？

不少的研究指出，兒童及青少年的活動量及體能可以預測學業成績及認知能力，原因可能是運動能幫助未成熟的大腦增進執行功能，並發展出專心、自我控制的能力。這些研究僅有極少數是針對重量訓練做的，但根據老年族群的研究數據，我私心地猜測重量訓練的效果在年輕人身上並不會比較差。

若以上推論為真，拿學生的體育課來上國英數，或許反而是害學生成績變差的兇手？

重量訓練與情緒

之前史考特在第一年住院醫師輪訓時，連續上班32小時後真的會很厭世、不想去健身房。儘管去之前很掙扎，但幾乎每一次我離開健身房時，感覺都比進去時神清氣爽。重量訓練或任何運動舒緩壓力的能力，相信大家都有體會過。

今年（2018）發表在JAMA Psychiatry上的統合性研究，統合了33篇研究共1,877位受試者的資料後，發現重量訓練有減輕憂鬱的療效，且治療效果與訓練量、肌力進步沒有相關。換句話說，只要願意鍛鍊，憂鬱就有機會改善。也曾有權威報導指出，運動（不限種類）治療憂鬱的效果並不比藥物或心理治療差。

史考特曾被同事戲稱為「副交感神經最強的住院醫師」，因為我在許多壓力大的情況下好像都能維持冷靜，不慌不忙地處理突發事件。雖然我常說我是「外表輕鬆，內心緊張」，但常常做重量訓練或許是我能保持冷靜理性的原因之一。

數篇研究發現僅一次的重量訓練就能減緩焦慮情緒，不管是年輕人、老人、中風患者、還是多囊性卵巢的女性都有用。重量訓練也被發現能改善因焦慮而引起的睡眠障礙。

有趣的是，強度高的重量訓練（>70% 1RM）反而沒有用，也就是說選擇一個可以做10下以上的重量來練，會比重到只能做1-5下來得好。這點也符合史考特自己的訓練經驗：高強度的重量訓練會使人心跳加速、神情亢奮，持續到訓練後3-4個小時也不奇怪。相對來說健美式的鍛鍊法做完比較會有筋疲力竭的感受，晚上反而感覺情緒平靜、心跳減緩。

在肥胖的青少年或是老年人身上也發現，重量訓練能增加自信心、活力（Vigor）、改善憂鬱、整體負向情緒。

結語

想提升腦力嗎？想從負面情緒的泥淖中脫身嗎？想活到90歲還能頭腦清晰嗎？重量訓練或許是以上三個願望的解答。

史考特並不是宣稱練了就會跟電影「藥命效應」一樣擁有超人般的腦力，但如果各位問我目前有沒有藥物能一次達成上述三個目標、有充足的科學證據、而且副作用極小？

就我所知，這麼好的藥物目前還不存在。

關於史考特醫師史考特醫師，本名王思恆。從醫學院時代開始著迷於健身運動，空閒時間不是在運動／烹飪／進食，就是在研究運動／飲食／健康的科學知識，是個健身呆。