跑步是人類與生俱來的移動模式之一,透過近代運動科學的興起以及持續不輟的研究,有關跑步生物力學機制的論文已相當豐碩,然而卻較少研究探討到跑步訓練時,手臂擺動對於能量消耗的影響,以及不同擺臂姿勢或型態對跑步時能量消耗的影響又有多少?
2014 年一篇名為《The metabolic cost of human running: is swinging the arms worth it?》的研究,實際針對跑步時的不同擺臂姿勢對能量消耗的影響進行研究。
他們研究了 13 位年輕跑者,在跑步機上以 11.5 km/h 的速度(每公里配速5分13秒)進行正常擺臂(Normal)、雙手交叉放背後(Back)、雙手交叉放胸前(Chest)以及雙手交叉放頭頂(Head)等 4 種不同擺手姿勢的跑步,並同步收集他們跑步時的能量消耗與動作變化情形。雖然一般跑者很少會把手放在背後或頭頂跑步,但此研究是希望了解,當手臂不正常擺動時,會對跑步動作及能量消耗有什麼影響,因此設定了不同擺放位置。不過值得注意的是,雙手交叉放胸前的擺臂方式,類似於一些習慣將手緊貼胸前並幾乎不擺動的跑者。
研究發現正常擺臂(Normal)的能量消耗(net metabolic power) (下圖中的灰線) 是最低的,而雙手交叉放背後(Back)、胸前(Chest)以及頭頂(Head)上跑步皆比正常擺臂分別多出3%、9%、13%的能量消耗。
這項研究也發現,當跑步時不擺臂,其肩膀與骨盆左右旋轉的幅度會比正常擺臂來的高。雙手交叉放背後、胸前及頭頂分別增加了10%、44%、8%的肩膀左右旋轉幅度以及63%、102%、101%的骨盆旋轉幅度。
此結果反映出,跑步時的擺臂動作有助於減少身體的旋轉。因為擺臂時所產生的力量可與擺腿所產生的旋轉力量相互抵銷,進而減少軀幹的轉動,藉此達到較少的能量消耗。換言之,當跑速增加擺腿力量隨之增加的情況下,擺臂的幅度自然也需要相應的提高,就如同衝刺跑時,我們會自然加大擺臂動作來穩定軀幹姿勢,避免身體過多的旋轉。
跑步時的擺臂是相當重要的,它可以幫助我們抵消擺腿時所產生的旋轉力量,進而減少軀幹的轉動與能量消耗,讓我們跑得更省力。雖然平常跑步時,我們很少會將手放在背後或頭頂,但值得注意的是,當擺臂過小時容易產生像研究中雙手交叉放胸前的姿勢。因此,適度的擺臂,並隨著跑步速度調整擺臂的程度,才能減少不必要的能量消耗。
參考文獻:
Arellano, C. J., & Kram, R. (2014). The metabolic cost of human running: is swinging the arms worth it? Journal of Experimental Biology, 217(14), 2456-2461.
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:跑步時的擺臂對能量消耗有影響嗎?
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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肝醣超補法多半用於頂尖跑者為了馬拉松做準備時的飲食方法,提高身體的肝醣含量,保持自己在賽事中的體能狀況,避免因為體能不足,導致在最後的成績不佳,所以大多的馬拉松選手都會在正式比賽前一週開始進行肝醣超補法。
肝醣超補法簡單來說,就是利用賽前一週的時間分段攝取不同類型的營養素,跑者會在第一到三天,減少醣類的攝取,改由大量的脂肪與蛋白質為主,並且增加訓練的量,希望藉由這樣的方式讓身體中的肝醣存量達到最少,在第四天到比賽前一天時,大量補充碳水化合物,因為前期身體意識到肝醣過少的問題,會避免未來再發生這樣的情況,身體會因此開始產生危機意識,大量的血糖會轉換成為肝醣儲存,這時候身體的肝醣含量就會比原本身體狀態高。
在當身體肝醣含量提高時,當運動員去進行這種長時間的運動,就能夠減緩因為肝醣耗盡,無法再從肝醣轉換成能量時的那種無力感,簡單來說就是同樣油耗的車子,若是攜帶的油量較多,可以跑相對比較遠的距離的道理。
至於在飲食上的調整,前期的選擇可以適度地減少碳水化合物的攝取,增加脂肪與蛋白質,也就是對於碳水化合物攝取減少,增加肉類的攝取,並大量運動,讓身體感到肝醣缺乏,第四天後開始減少蛋白質與脂肪攝取,改由高碳水化合物的食物,並減少運動時間,增加身體的轉換與儲存,就能增加身體對於肝醣的儲存量,以便應付之後的比賽。
最後,這樣的飲食方式並不適合多次使用,這種激進的補充法,對於人體還是有一定的傷害存在,所以也不建議在一年之中以這種方式參與太多次的馬拉松比賽,避免造成身體上的負擔與危害,若要使用肝糖超補法,更建議經由專業的訓練師與營養師進行調配訓練方式與菜單,因為每個人的身體素質不同,若是貿然使用網路上分享的菜單會比較容易出現問題。
參考資料