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

10 年前，56 歲的美國大媽蘇．雷諾茲（Sue Reynolds）體重飆破 152 公斤，讓她連起床翻身、擠進公共廁所都得大費周章，甚至幫自己穿鞋這種簡單任務還要老公幫忙。當她用走路、騎飛輪、游泳等有氧運動減重後，竟搖身一變成為該分齡組世界一流的鐵人三項選手，更代表美國出國比賽！是什麼強大力量讓她「減成運動員」？來看看雷諾茲的減肥之路。

熬夜加班糖上癮 體重152公斤回不去

雷諾茲並不是病態型肥胖，她可觀的脂肪是從結婚生子後，在自己創立的非營利組織常常日以繼夜工作，並經常拿餅乾和 M&M 巧克力當作熬夜乾糧。歷經數十年不眠之夜，她開始對糖份上癮。

「我的不良習慣是有充分理由的。」雷諾茲在被外媒《Runner’s World》採訪時這麼解釋：「很多人對胖子都有刻板印象，認為他們對某些事不負責任或是走不出悲傷，所以他們暴食其實是在啃食著悲傷。事實上，這種刻板印象是不公平的。」

一天，雷諾茲站在廚房裡對自己說「夠了！」儘管她這些年來嘗試各種飲食，也曾減掉 27 公斤體重，但最後她總是復胖。然而這次不同，她的減重動機是厭倦了無法做自己想做的事，而廚房中的吶喊對她也起了作用。

從走100公尺就喘 到走上鐵人養成之路

吶喊之後，雷諾茲在老公布萊恩的陪伴下，做了第一次健走 100 公尺，短短距離，就讓她完成後汗流浹背倒在沙發上，但內心是歡愉的。「到目前為止，這是我做過最艱難的事情之一，我為自己邁出第一步感到高興和驕傲，那真的相當關鍵。」

後來，雷諾茲繼續練習走路，且每天增加一些距離，直到可以走接近 5 公里。不過，雖然她透過計算熱量和步行把體重降到 122 公斤，卻又復胖了不少，甚至休息了 11 個月之久，直到 2012 年 4 月，她再度開啟健康飲食生活。

雷諾茲在體重 138 公斤時，與一位朋友報名參加了包含核心肌力訓練、有氧運動、營養計畫，以及每兩週秤重一次的訓練營課程。同時，她下載了 5K 跑步 App，在走路中穿插一些跑步當做間歇訓練；還上了飛輪和水中有氧課程，並習慣在水中有氧課結束後自己多游泳幾圈。

努力減肥同時，雷諾茲意識到自己正在做鐵人三項的三種運動項目。不久之後，她已經可以在泳池游 30 圈、騎飛輪 19 公里，走／跑約 5 公里（半程鐵人三項比賽分別為游泳 750 公尺、自行車 20 公里和跑步 5 公里）。她從沒想過自己會成為一名鐵人，但她在運動中學到，對於任何跑者或自行車手而言，訂出目標賽事會讓訓練整體有趣許多。

59歲開啟人生初鐵

2013 年 7 月，當年 59 歲的雷諾茲參加了人生第一場鐵人三項賽。除了丈夫，她沒有告訴任何人自己參與比賽，因為當時 103 公斤的她，不想讓別人看到她穿泳衣的樣子。

第一次比賽，雷諾茲很害怕自己會不會心臟病發？腿骨折？恐懼和驕傲同時佈滿她的心理狀態。但嘗試之後，她已跳脫出這些負面的心理狀態，更在比完賽回到家後又馬上報名了下一場賽事。

同時，她上網找尋鐵人三項教練，並在居住地印第安那州找到一名 27 歲的教練布蘭特･巴勒。教練比她兩個兒子還年輕，但完全不在意雷諾茲的年齡和體重，他表示：「這對我來說從不是問題，我的目標是帶他們到想要的地方。」

往世界級選手邁進

在巴勒的指導下，雷諾茲繼續參加賽事，但通常是分層組別中唯一一名選手。第二年夏天，她參加美國鐵人三項全國冠軍賽，終於體會到分齡組「排名」的感覺，在 44 名女性中排第 29 位。同場賽事，她在游泳項目無意間刷卡一名競爭對手，當下她被嚇到了，但這也顯現出她具有前所未知的競爭優勢。

2015 年，雷諾茲已經從每週 5 天訓練 20 分鐘，進步到每週 6 天共訓練 10 小時。此時她的體重降到 65 公斤，並首次獲得美國代表隊資格，參加墨西哥舉辦的 ITU 鐵人三項總決賽 (ITU World Triathlon Grand Final)，獲得第 11 名成績。

雷諾茲的巔峰年則在 2017。當她體重降到 61 公斤，同時在世界和美國頂級賽事中排名第六，成為一名貨真價實的運動員。

91公斤體重是怎麼減掉的？

看完雷諾茲勵志的故事，你可能最在意的是除了運動，她是怎麼減去這麼多脂肪的？

飲食上，她每天的飲食都保持一致：多吃優格、燕麥片、全麥麵包、水果和蔬菜。另外允許自己每週放縱一次，通常會享用楓糖鬆餅。原本有糖癮的她對糖的熱愛並沒有消失，但因為比賽目標強大，對於糖她更容易拒絕了。

作為一名菁英運動員，雷諾茲的意志促使她保持著前進的動力，她總是想：「我每減掉 5 磅（約 2.3 公斤），跑起來就更輕鬆，現在如果我增加 5 磅，就會更難跑了！」

現年66歲的雷諾茲，將自己戲劇性的鐵人三項經歷集結，在今年4月份出版了《The Athlete Inside》（暫譯：運動員心志）一書，詳細介紹她的減肥之路，以及成為世界級選手的歷程。該書的收益捐贈給美國鐵人三項基金會，為身障和視障鐵人三項運動員提供支持。

雖然年事已高，但雷諾茲的教練認為她會繼續變更強，就算新冠肺炎疫情期間，也沒有停止她的訓練。教練表示：「雖然雷諾茲是一名業餘的選手，參加鐵人三項比賽是為了樂趣，但她仍然每天、每年都在努力變成更好的自己！」

資料來源／Bicycling US, Runner's World 
責任編輯／Dama

只要有運動一段時間的人，都會知道我們將運動方式分為有氧運動與無氧運動，除此之外你的身體在運動期間還會使用「有氧代謝」與「無氧代謝」這兩種新陳代謝，來提供肌肉運作所需的燃料與能源，因此，你就必需要知道這兩個代謝在體內是如何運作，以及它們對你運動時的意義為何！

無氧代謝：是在沒有氧氣的情況下通過碳水化合物的燃燒產生能量；當你的肺部無法將足夠的氧氣注入血液中以滿足肌肉對能量的需求時，就會發生無氧代謝這種情況，它通常僅用於短時間的運動能量供給，例如衝刺型短跑和高爾夫的揮杆等等。這些短時間爆發力的運動，當血液中的氧氣不足時，葡萄糖和糖原不能完全分解為二氧化碳和水，相反，也會因為這樣產生乳酸會在肌肉中積聚，並降低肌肉功能。

有氧代謝：是你的身體通過在氧氣存在下燃燒碳水化合物，氨基酸和脂肪來產生能量的方式，這就是為什麼這被稱為燃燒醣、脂肪和蛋白質的能量，有氧代謝主要持續產生用於運動和其他身體功能的能量，使用有氧代謝的運動包括長時間步行、長距離跑步或騎自行車。因為，在運動活動期間身體通常會在有氧和無氧代謝之間切換，這需要短時間的衝刺以及持續的跑步。

代謝的定義

代謝是指你的身體用於分解營養素的過程，形成細胞可用於獲取能量的化合物，並使用這些化合物來促進細胞功能，身體會分泌酶將食物分解成醣、蛋白質和脂肪；然後身體的每個細胞都可以將它們帶入，並在有氧或無氧代謝過程中使用它們以形成三磷酸腺苷(adenosine triphosphate, ATP)，這是人體細胞中所需使用的燃料，基本上都來自食物的卡路里以這種方式進行燃燒，在每個細胞中產生能量，而身體的整體新陳代謝包括肌肉收縮、呼吸、血液循環、保持體溫、消化食物、排出體內廢物以及大腦和神經系統的運作功能；因此，燃燒卡路里的速度就稱為代謝率。

無氧與有氧代謝

無氧代謝不如有氧代謝有效！一個葡萄糖分子只能在無氧代謝下產生三個ATP分子，而它產生39個有氧代謝ATP是肌肉的動力，那因為無氧代謝只能使用葡萄糖和醣原，而有氧代謝也可以分解脂肪和蛋白質，因此，在無氧區和紅線區進行劇烈運動時，就會讓心率超過最大心率的85％將導致使用無氧代謝為肌肉提供動力。雖然你的身體會自然地使用能夠最好地完成工作的能量通路，但你可以選擇訓練的方式，來針對不同運動和活動的訓練計劃充分利用有氧和無氧代謝。

身體如何使用有氧代謝

我們身體全天使用有氧代謝能量，為細胞、肌肉和器官提供固定的運作能量；這就是為什麼你有一個所謂能抱持身體正常功能的基礎代謝率。有氧代謝也是你的肺吸收血液中血紅蛋白，攜帶氧氣到你細胞組織的原因。氧氣用於有氧代謝以氧化碳水化合物；氧原子最終附著在排泄的二氧化碳分子中的碳上，因此，碳水化合物有氧代謝過程的唯一副產品就會是二氧化碳和水，所以我們的身體就通過呼吸、流汗和排尿來處理這些副產品，它與產生乳酸的無氧代謝相比，有氧代謝產生更容易從體內清除的副產品。

減肥和有氧代謝

如果你的目標是透過運動減重或減脂，那有氧代謝就是你最好的朋友，因為它從脂肪細胞中吸收脂肪，並燃燒它以產生供應給肌肉的能量外，它還會燃燒細胞中可利用的和儲存的醣(碳水化合物)，因此，任何多餘的醣都不會變成脂肪囤積。所以，如果你攝入的熱量不比你消耗的熱量多，你就不會將額外的食物熱量儲存為脂肪，因此就會讓體內的脂肪逐漸的減少。

資料提供／draxe、bodybuilding

責任編輯／David