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。
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責任編輯/Dama
布萊恩‧麥克威廉姆斯 (Brian McWilliams)和雅各布‧范登堡(Jacob Vandenberg)已經認識六年了。過去,44歲的麥克威廉姆斯會在跑步比賽和鐵人三項的比賽當中,用輪椅推著21歲的范登堡,他不僅身體殘缺且也無法言喻,但雖然殘障限制了他的活動力,但他始終非常愛跑步,是一位相當特殊的跑步運動員。
上星期天,他們兩人相約參加美國當地舉辦的綠灣馬拉松比賽以3小時13分44秒的成績衝過終點線之後,成績達到官方的門檻限制,因此兩個人都獲得了2018年的波士頓馬拉松的參賽資格。
他們透過一個名為My TEAM TRIUMPH的組織,將挑戰者稱為隊長,跑步者稱為天使。為了要順利完成綠灣馬拉松的比賽,從六個星期前開始,無法言喻的范登堡卻提出要設計一套培訓計劃,經過威斯康星州德佩雷的鐵人三項教練的指導與說明,他們倆便開始加緊練習,雖然無法交談,但是卻總是相互理解著,當范登堡指向輪椅,麥克威廉姆斯就明白范登堡是想讓他推著他練習。
范登堡的母親黛寶拉‧范登堡(Debra Vandenberg)也幫他們分享了這個計劃,雖然他也知道這不能保證他們是否一定能成功,作為最愛他的母親心裡明白范登堡的身體狀況,如果太冷,他的身體會僵硬而不舒服,同時也不知道范登堡內心真正的想法,不過她依然相信,他們倆有足夠的競爭力可以完成這場比賽。
當天抵達會場的時候,他們也沒有想過自己是否能獲得波士頓馬資格這件事,因為若要符合資格,麥克威廉姆斯必須達到3小時25分的標準,因為他將在2018年的比賽中年滿45歲,而波士頓馬拉松成績門檻是男子組40-44歲得在3小時15分完成,45-49歲則是3小時25分,因此他多了10分鐘的緩衝時間。此外麥克威廉姆斯身上還有著許多的運動傷害沒有痊癒,所以到底,他們能達標嗎?
比賽當天,這兩個人獲得了現場觀眾雷鳴般的掌聲和歡呼聲。麥克威廉姆斯表示:「大家看起來就像都認識我們一樣。」過程中,范登堡曾在9英里的時候因為太累而停下,但現場的觀眾仍不停的鼓勵他們,這些熱烈的鼓勵也促使二人繼續跑下去的動力,他們維持每英里7分49秒的速度進行,因為麥克威廉姆斯內心的目標是期望能在3小時15分完賽。
到了比賽最後不到一英里,麥克威廉姆斯突然一個轉身,讓范登堡從輪椅上下來,並換他坐進輪椅,一路換由范登堡推著他抵達終點。
黛布拉和她的丈夫傑夫,看到這個畫面後,一邊歡呼一邊感動得落淚,黛寶拉表示:「我的兒子參加了馬拉松的比賽,那可不僅僅代表著一場比賽而已。」這一刻更代表了麥克威廉姆斯在自己的訓練中所做的一切犧牲,並與萬登堡達成了這個精英的目標。而且,他們的成就也給每個人一個模範,無論有多少的限制,都能從運動中獲得身心益處。
在符合波士頓馬的資格標準之下,麥克威廉姆斯會填寫一份在波士頓馬拉松賽中為這樣的二人組合預留參賽席位的申請表,申請的批准需要在今年晚些時候得到結果。他說:「我們必須耐心等待著,但是,如果我們獲得了參賽資格,我們期待著在這樣一個歷史性的時刻中經歷難得經驗,同時也想改變世界讓大家知道,我們一樣可以做到。」