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臀大肌 Gluteus maximus
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厚底跑鞋鞋頭上揚
厚底跑鞋鞋頭上揚 對前足順暢性真的有影響嗎?
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GI值
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臀大肌 Gluteus maximus

2017-02-20
知識庫 運動生理 下半身肌群 臀部肌群

臀大肌是人體內最大的肌肉群,它是從人體骨盆後面延伸到股的上部,它可以幫助人體從事站立行走奔跑和上臺階等動作,但是實際上,凡是伸直或伸展腿部時,都必須要運用這塊肌肉,臀大肌也與其他數塊肌肉一起形成臀部,像是臀中肌等。

臀部肌群是由腰和腿相結合成的,由兩個髖骨和低骨所組成的骨盆,外面包覆著肥厚寬大的臀大肌、臀中肌、臀小肌,以及體積相對較小的梨狀肌,臀部肌肉主要扮演著穩定腰部和膝關節的作用,良好的臀部肌肉力量,可以降低腰部和膝蓋關節傷痛的發生率,除了核心肌群之外,臀部的力量也相當重要,許多運動科學家研究發現,如果人體的臀部力量不足,就可能會導致膝蓋在跑步後容易痠痛,虛弱的臀部肌肉力量可能還會影響跑步的效果,因為它們無法控制雙腿在跑動的動作,這些都會導致膝蓋受到一些不健康的施壓。

臀大肌的位置 ©familyhealthtracker.com

以下介紹三種基礎臀大肌訓練,可以增加我們臀部的肌肉力量。

 1  直腿硬舉

步驟1:採站姿,雙手握住槓鈴,上半身向前彎。
步驟2:吸氣時,將雙手打直將槓鈴往上硬舉,上半身跟著起來,吐氣時,再緩緩回到初始位置。

 2  前蹲舉運動

步驟1:採站姿,雙腳打開與肩膀同寬,雙手正向握住槓鈴,舉至在胸前。
步驟2:吸氣時,將身體下蹲,膝蓋彎曲,臀部重心向後,吐氣時,再緩緩起來。

 3  槓鈴深蹲

步驟1:採站姿,雙腳打開與肩膀同寬,背部打直,雙手握住將槓鈴,並將槓鈴放置在肩膀上。
步驟2:呼吸時,將膝蓋彎曲下蹲,臀部重心向後,吐氣時,再緩緩放下。

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 運動科學網
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厚底跑鞋鞋頭上揚 對前足順暢性真的有影響嗎?

2020-09-21
MIZUNOASICSNIKE運動生理觀念鞋子跑步話題運動科學網

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。

厚底跑鞋鞋頭上揚
厚底跑鞋鞋頭上揚 對前足順暢性真的有影響嗎?

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。

一般跑鞋
一般跑鞋組:NIKE Free RN 5.0, ASICS MetaRun, MIZUNO Wave Sky 3 Waveknit
鞋頭上揚組
鞋頭上揚組:HOKA ONE ONE Carbon X, ASICS MetaRide, NIKE Air ZoomX Vaporfly Next%

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。

使用 Pedar 鞋內壓力測量系統分析跑鞋
使用 Pedar 鞋內壓力測量系統,分析前後方向 COP 移動的速度

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。

著地期間
著地期間 - 前後方向足底壓力中心移動速度的變化曲線

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:

ASICS MetaRun與 MetaRide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。

鞋頭上揚組與一般跑鞋組,
鞋頭上揚組與一般跑鞋組

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

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GI值

2016-05-16
運動生理知識庫觀念瘦身飲食

GI值,是許多人相當關心的一項飲食攝取指標,但是追求低GI值真的有助於減重或是減少體脂肪嗎?這個答案相當具有「爭議性」。

GI值(Glycemic index) 意指升糖指數,這代表著一項食物,在攝取後兩個小時後人體血糖變化的數值,較高的會讓血糖在短時間內上升,所以我們都要選擇較低的食品攝取嗎?食品的GI值多寡,跟本身的纖維多寡、消化容易度、脂肪與蛋白質含量有關,越難消化的脂肪、蛋白質與纖維都會讓食品的GI值下降,同樣份量的白米飯與粥,兩者之間的GI值也有所不同,肉類比起澱粉相對有較低的數值,可是熱量卻不一定比澱粉來得低,因為肉類本身含有的脂肪與蛋白質比較不容易消化,所以數值相對低。

©ShutterStock

GI值與消化難易度有關係,所以「不會」跟熱量成正比關係,GI值越低不代表熱量就越低,然而GI值對於減重者來說還是有一定參考價值,不過在食品的選擇上不能就單單只看升糖指數更需要嚴格控制「份量」與「熱量」。低升糖指數的食物,因為讓血糖上升的速度較慢,可以減少胰島素大量的分泌,將過多的醣類,轉換成脂肪儲存,避免減少脂肪的增加,但是如果是「過高的熱量或是份量」,這樣低GI值的食物根本沒有抑制胰島素的效果。

另外GI值也只是一個相對參考的數值,這個數值會因為每個人的身體消化狀況,或是胰島素分泌狀況等等而異,造成同樣食物的GI值在每個人身上產生誤差,這樣的還誤差可以高達正負20(GI值),所以這樣的數值真的只能參考而已,真的要減重,還是透過均衡的飲食與運動才能達成。

對於糖尿病患者來說,可以選擇「非」精緻化的食品,並攝取具有高纖維,低脂肪與熱量的食物,這樣的食物通常具有較低的升糖指數與熱量,對於自己的血糖控制比較有幫助。一般人想要減少體脂肪,也可以利用這樣的方式來調配自已的飲食計劃,利用粗食的概念,達到減少體脂肪與飢餓感,避免刻意餓肚子,讓自己不但可以吃飽,也可以吃得放心,未來對於食物的選擇,不需要再刻意挑選GI值過低的,只要挑選非精緻化,低脂肪含量、低熱量的且高纖維的食物,這樣才能真正從飲食改變,從而吃出美好體態。

©ShutterStock

參考資料

1.《運動健身知識家》,旗標出版公司出版 (2015)
2.《運動生理學》,新文京出版公司 (2014)
3.《肌力訓練解剖學》,合記圖書出版公司 (2015)
4.《肌力訓練圖解聖經》,旗標出版公司出版 (2015)
5. 臺北榮民總醫院營養部食品營養-昇糖指數的解讀
6. 史考特醫師的一分鐘健身教室-關於升糖指數

7. JAMA NETWORK-Effects of High vs Low Glycemic Index of Dietary Carbohydrate on Cardiovascular Disease Risk Factors and Insulin Sensitivity

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