在各大國際馬拉松賽事中,時常見到率先越過終點線的跑者大多為非裔選手,特別是來自肯亞、伊索比亞的跑者們。過去至今,有許多研究從各種面向探討非裔跑者與傑出運動表現的關聯性,試圖從中找出關鍵的影響因素。本文整理研究指出,非裔跑者的「下肢剛性」普遍較高,搭配良好的跑步技術如虎添翼,使他們跑步時步幅較大、步頻較低,也降低能量消耗,這可能是非洲跑者制霸天下的關鍵因素。
2021 年國外的學者發表了一項研究,該研究招募了 4 個組別的跑者,分別為菁英和業餘非裔的馬拉松跑者與菁英和業餘亞裔的馬拉松跑者,各組皆為 5 人;菁英跑者的條件為全馬完賽成績 3 小時內,業餘跑者的條件則是無馬拉松經驗,且在過去一年無規律進行跑步訓練者,本次實驗分別比較地緣以及訓練經驗多寡對於跑步生物力學參數的影響。首先受試者會先進行 10 分鐘的熱身,接著會以每小時 12 公里(5 分速)的速度在測力跑步機上進行 3 分鐘的跑步測試,同時也會利用 3D 動作分析系統蒐集相關的實驗數據。
由下方的結果顯示(A圖),因菁英跑者與業餘跑者相比有更優異的肌力水準,所以菁英跑者能夠產生更大的垂直地面反作用力,換句話說,在同樣的一步當中,菁英跑者的身體能夠產生更多的力量進行推進,也因此菁英跑者有較大的身體質量中心 (Center of mass, CoM) 位移量;再者,雖然兩族群的跑者們觸地時間差異不大,但菁英跑者在跑步時的騰空時間較長,這也間接說明了菁英跑者有更好的跑步經濟性。
由上方的結果顯示(B圖),非裔跑者比亞洲跑者有較大的下肢剛性(綠色虛線斜率較大),而下肢剛性越高,表示越能夠把在跑步時儲存的彈性位能釋放出來。有趣的是,儘管非裔跑者有較高的下肢剛性,卻沒有造成較高的垂直負荷率,學者推論可能的原因為他們的著地角度較小,較傾向中前足落地為主(下圖),此外,學者也發現非裔跑者有較小的 CoM 位移量,因此綜合以上各因素,使得非裔跑者有較低的能量損耗。至於為何非裔跑者的下肢剛性較高,這部分尚未有明確的解釋,有待未來更多的研究釐清。
總體來說,非裔跑者的下肢剛性普遍較亞裔選手高之外,他們的優異表現也來自於良好的跑步技術,這樣如虎添翼的優勢,使得他們在運動時的步幅較大、步頻較低,因而降低了運動時的能量消耗。
因此,跑者們可以透過適當的訓練提升自身力量的輸出功率,延長跑步時的騰空時間,讓自己的每一步更有效率且更有力量,迎接更精湛的表現。
參考文獻:
Zhang, J. H., Chan, Z. Y., Lau, F. O., Huang, M., Wang, A. C., Wang, S., ... & Cheung, R. T. (2021). How do training experience and geographical origin of a runner affect running biomechanics? Gait & Posture, 84, 209-214.
撰文/楊珮渝、相子元
*文章授權轉載自《運動科學》網站,原文:為什麼馬拉松都是非洲跑者的天下
在國立台灣師範大學的實驗室裡,一群由相子元教授帶領的研究團隊正全心投入運動科學研究,和你一樣對未知的領域充滿探索熱忱。
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紐約市Chelsea Piers運動中心的私人教練兼運動表現教練的Andia Winslow說,跑步機是許多人做健身前的暖身練習,但是這樣強度、速度與坡度均不足的訓練有點浪費了跑步機的功能,藉由以下的訓練提高你的訓練強度與身體的新陳代謝,讓你知道跑步機可不是這麼簡單的一個訓練器材。
身為健身訓練APP-Motility Training健身顧問與Biggest Loser Resort私人教練的Katina Brock說,在跑步機上一定要跑起來才有效嗎?你確定嗎?這個完全不需要跑的訓練方式,可以有效的訓練到你的臀部、提高心跳率以及訓練平衡感,在跑步機上即使用很慢的速度,只要配合適當的訓練方式都可以很有效。
注意:在做側併步時,利用腳尖著地的方式行走,手不要支撐在跑步機的把手上,腳尖永遠朝向跑步機的側邊,不要轉正。在訓練時可以採取先併步後跨步的方式,或是前後交叉跨步的方式做側身行走。
位於亞利桑那州的Zone Athletic Performance運動表現與CSCS認證的Garrett Shionskie教練說,間歇訓練是訓練心肺功能最好的方式,他在訓練的他的學生時,會利用最大心跳率作為強度指標,藉由快速達到最大心跳率來增加訓練效果。
Winslow說跑步機的把手可以減少運動時的危險性,但是也有可能因為握著把手減少了訓練的效果,因為握著把手會減少核心的出力與手腳的協調。另外,可以在使用跑步機時雙手各握一個2~5磅的啞鈴,能同時達到心肺與阻力訓練的效果,不過,不要因為這樣,就拿著啞鈴在跑步機上跑步,這樣是非常危險的訓練方式。
這個訓練法是Brock常用的訓練法,很適合缺少時間的人訓練,在訓練中每個動作都很特別,如果你是那種無法決定該用哪種訓練法的人,這個訓練法包含HIIT、耐力訓練與上下坡訓練,一次讓你做完成多樣化的訓練。
每次衝刺間歇訓練中都要用盡全力,然後拉長休息的時間,這樣可以快速燃脂,增加有氧能力以及讓你的跑步訓練增加點變化。
Brock說利用提高坡度可減少快跑時對膝蓋的影響,同時也可以達到提高心跳率的效用。雖然在這個訓練中你沒有辦法達到很快行走的速度,但是熱量的燃燒絕對比你想像的還多。
這個訓練適合比較有經驗的跑者來做,因為在訓練中速度較快,對於新手來說比較容易受傷。如果這個間歇訓練難度太高的話,將這邊設定的最高速度調整到你自己的可以掌握的最快速度就好了。
Winslow基於田徑訓練的環遊世界訓練法,可以有效提高身體的協調性與速度,利用同樣的速度搭配不同的跑法與傾斜度,來增加訓練的效果。
Shinoskie的這個菜單將所有你常做的其他訓練與跑步機做結合,在跑步的組間中搭配上一些全身的重量訓練動作,利用跑步機與重量訓練的交互訓練,可以維持較高的心跳數與熱量的消耗,同時增加跑步時比較不會運用到的肌肉部位,如手臂與核心肌群的訓練。