身體運動對於免疫系統的影響，其實是起源於壓力生理學。那壓力又是什麼？我們用簡單的方式來說明，壓力就是在你沒有任何心理準備之前，影響身體、心理與情緒之間的改變，例如突然間要你上台報告的時候，你的身體與心理就會產生不舒服的感覺，這也就是生理上與心理上所產生的相對反應，就稱為壓力反應。

然而，無論在生理或心理上我們的壓力都是先由大腦（神經系統）所產生，透過交感神經末梢與腎上腺素來分泌兒茶酚胺，並刺激下視丘-垂體-腎上腺軸（HPA或HTPA軸）的反應，促使腎上腺皮質軸釋放皮質醇（cortisol）協助人體對抗壓力。

上面所敘述的這些壓力激素，都會引起免疫細胞的反應以及腎上腺素接受器與皮質醇接受器的表現，腎上腺在運動對免疫系統的作用，可以透過一般適應症候群（GAS）中觀察出來，也就是說根據不同的壓力源，都會產生非常類似的反應。

巨大壓力與身體反應

像是我們參加馬拉松或是超出個人極限的運動，這樣巨大的訓練壓力時，就會導致體內的皮質醇的濃度大量上升，因此，有許多的運動性刺激會透過活化腎上腺皮質分泌出皮質醇，進而影響我們的淋巴球在數量、遷移與功能性的改變。早在上個世紀的研究中就指出，運動員在跑完馬拉松之後血液中的白血球數量會大幅增加，但如果是參加充滿競爭性的馬拉松比賽後，反而會降低白血球的嗜中性球對細菌的吞噬能力。

不同的運動型態與免疫系統

有許多的人都會發現，為何越運動反而越容易生病？這是因為免疫力在開窗期會大量的下降，這時後就很容易感染一些病毒，進而增加身體受到感染的機會。關於這個問題我們將運用溫和運動與激烈運動來做為比較。

基本上溫和運動與激烈運動都會促使淋巴細胞移動到血液裡，但若是我們動態運動（Vo2max 70%）的時間持續超過一個小時，這時後反而會導致血液中的淋巴細胞數量的減少。簡單來說，在劇烈運動後的身體恢復期，會使得淋巴球從循環系統中消失，關於這點有許多的研究與動物實驗中，可以發現劇烈運動後，會使得淋巴球與自然殺手細胞產生功能上的缺陷，這樣的現象就是當我們長時間劇烈運動之後，導致免疫功能暫時性的缺損約3-72小時，這也就是大家常說的開窗期（OPEN WINDOW）。

正因為開窗期的現象，讓運動員與一般人在免疫系統上來說，會因為身體的免疫能力下降，進而更容易受到細菌與病毒的入侵，而導致身體更容易生病。

資料參考／verywellfit

責任編輯／David

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

肌肉抽筋就是所謂的肌肉痙攣，它是因為肌肉產生不自主的強直收縮，在日常生活中，由其運動時經常可見，特別是一些長時間向跑步或游泳這類型的運動。

當發生時，肌肉堅硬，疼痛難耐，往往無法立刻緩解，處理不當時更會造成肌肉的損傷，因此，我們應對其有充分的認識，並了解處理方法，進而避免肌肉抽筋的發生，將傷害降至最低。

發生原因

抽筋的真正機轉目前尚未被確知，大多數的研究結果認為，肌肉抽筋是起因於神經或神經肌應激閾值降低，使得肌肉的神經行動頻率突然增加，造成肌肉強直收縮。下列有幾種情況較易引起抽筋的發生：
 

1. 疲勞：身體疲勞時，肌肉的正常生理功能會改變，此時肌肉會有大量的乳酸堆積，而乳酸會不斷的刺激肌肉痙攣。
2. 電解質不平衡：運動中大量出汗，特別在炎熱的氣候下，會有大量的電解質流失。汗得主要成分是水和鹽，而鹽和肌肉收縮有關，流失過多的鹽會使肌肉興奮造成抽筋。
3. 寒冷的刺激：在寒冷的氣候中，例如游泳時受到冷水的刺激，特別是熱身運動沒有準備充分，容易導致肌肉抽筋，主要原因是肌肉會因寒冷而興奮性增高所致。

預防方法

1. 首先要加強身體適能，提高體能水準，尤其應提高肌肉對溫度的適應能力和肌耐力
2. 運動前必須做好準備活動，對活動肌群進行伸展，尤其是容易發生「抽筋」的肌肉可事先做適當按摩
3. 冬季的運動活動要注意保暖
4. 夏季運動，尤其是進行劇烈運或長時間運動時，需注意水分的補充，並可適當飲用淡鹽水或運動飲料

參考資料

1.《完全跑步聖經》，天下出版公司出版 (2015)
2. Runners World
3.  運動生理學網站