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跑步訓練時哪種擺臂能量消耗最大？

2021-01-06
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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？

跑步擺臂
跑步訓練時如何擺臂會影響能量消耗嗎？

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。

不同擺臂姿勢下跑步的能量消耗
探討不同擺臂姿勢下跑步的能量消耗（Normal: 正常擺臂；Back: 雙手交叉放背後；Chest: 雙手交叉放胸前；Head: 雙手交叉放頭頂） ©Journal of Experimental Biology, 217(14), 2456-24

雙手放頭頂能量消耗最高

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。

跑步時正常擺臂的能量消耗
跑步時正常擺臂(Normal)的能量消耗顯著低於手放胸前(Chest)、背後(Back)以及頭頂(Head) (*及**符號表示與正常擺臂有顯著差異) © Journal of Experimental Biology, 217(14), 2456-2

擺臂動作有助減少身體旋轉

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。

跑步時正常擺臂的肩與骨盆旋轉幅度
跑步時正常擺臂(Normal)的肩與骨盆旋轉幅度低於手放胸前(Chest)、背後(Back)以及頭頂(Head) (*及**符號表示與正常擺臂有顯著差異) ©Journal of Experimental Biology, 217(14), 2456-24
擺臂所產生的力量可與擺腿所產生的力量相互抵銷，進而減少軀幹的轉動與能量消耗。如衝刺跑時，擺臂與擺腿會相互對稱的提高與減少，藉此抵消兩者間的力量，使軀幹保持穩定

結語

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？

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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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跑出樂趣又能跑出成績的跑步機8大訓練法

2017-07-24
知識庫運動器材跑步訓練跑步機跑步

歐洲百年品牌BH，推出了一款配備觸控大螢幕的G6164MAX跑步機，一個看似簡單的螢幕，卻包含了多種內建的各式訓練課程。於是運動星球的小編親臨現場，以此台的獨特功能為主，為各位整理出各種跑步訓練菜單。

在這個運動風氣正夯的時代，我們都理解養成固定習慣的重要性，但在這個忙碌的社會，每天光是工作時間就佔據了人們2/3的時間，加上台灣夏季的天氣悶熱，冬季多雨潮濕，要能夠隨時隨地在戶外奔跑的機率極為有限。實際上，這幾年跑步機是家庭健身器材中的最受歡迎的項目，因為它們不再只是一台跑步機，BH在這台跑步機之中，更加入了各種情境的模擬，讓你訓練得當，安全又方便。

跑出樂趣又能跑出成績的跑步機8大訓練法

或許，有些人會認為在跑步機上不比戶外跑步來的有趣，是因為不斷重複地在同一地點與區塊跑，猶如原地踏步的感覺。專攻人性心理的作者陶然曾在書中提過：「人們喜歡變化繁多的東西，那會給人既刺激又新鮮的東西。」
 
這些新鮮的變化，智能觸控跑步機便能做到。你可以選擇最簡單的手動模式，循序漸進增強訓練。若喜愛發想創意的變化路線，亦可使用自定義模式，滑出自定義的課程。接下來，若你即將有一個馬拉松的目標計畫，BH G6164 MAX的內建36組的程序訓練模式，絕對可以幫你規劃出你想要的訓練菜單，不僅如此，你還可以選擇即將要前往的比賽地形，當前模擬，讓當天的比賽表現出最好的自己。
 
當然，訓練是一個循序漸進的過程，下面有一個12週的跑步機訓練計劃，其中的內容不只是跑步，還包括肌力訓練，攀登訓練，以及間歇訓練。嘗試後你會發現，跑步機訓練其實是一種多麼有趣的挑戰。

只要是運動都要暖身，如果肌肉太僵硬，沒有事前暖開的話，不但會增加受傷的風險，還可能降低你的訓練效果。所以運動前的暖身是所有運動裡面最重要的一個步驟，絕對不可以忽略。

步驟1：慢慢走1分鐘（平均速度每小時1.5到2公里）。
步驟2：放慢速度步行30秒（每小時不超過2英里)，邊走邊轉動腳趾和腳跟。
步驟3：重複轉動腳趾和腳跟，再走一次，這一次將跑步機的坡度提高，然後用跨大步的方式伸展腿部1分鐘。
步驟4：接著將坡度降低至0度，速度可調整至每小時4到4.5公里。
步驟5：讓身體冷靜下來（5分鐘）─在步行結束時，將速度降低到每小時3-3.5公里，步行3分鐘。
步驟6：接著再將速度降到每小時2-2.5公里，再步行2分鐘。
步驟7：伸展─為了避免小腿緊繃，可再讓小腿徹底伸展一下：站在跑步機台階的邊緣，將其中一腳腳跟輕輕踩住，停留45到60秒，然後換腿。

整個過程約5-10分鐘，為一個跑步機跑前的完整暖身。

對於跑步，如果你只是要養成一個定期的習慣，例如：每天固定跑30分鐘，則可以選擇此模式做為訓練。雖然這個模式看起來僅此於一般訓練，但是我們可以以12周為一個範圍，依然能夠安排不同的訓練課表，讓自己越來越進步。

手動模式訓練，按開始即可訓練

 1  心肺功能訓練

步驟1：熱身後，以每小時5到6公里的速度跑步。
步驟2：選擇一個比平時更難呼吸的步伐，但仍能讓你不喘氣地說話。
步驟3：記得跑了20分鐘以後，要讓自己的身體冷靜下來。 （接著可以嘗試新的跑步訓練來刺激脂肪。）

12周訓練建議
1到4週：跑步20分鐘，總鍛鍊時間：30分鐘
5到8週：跑步30分鐘，總鍛鍊時間：40分鐘
9到12週：跑步40分鐘，總鍛鍊時間：50分鐘

 2  耐力訓練

耐力訓練可以強迫身體增加新的毛細血管，以及粒線體的數量和大小，增強整體耐力。經過高強度的訓練之後，也可以利用它們當作恢復訓練。

作法：
步驟1：5分鐘輕鬆熱身
步驟2：25分鐘的穩定配速訓練 (速度建議：5-6分速/每公里，但依然以個人能力為主)
步驟3：5分鐘身體冷靜

自定義模式，意旨能夠依著自己想要的強度或路徑設計，BH G6164 MAX智能觸控跑步機本身，擁有15段坡度選擇，只要利用手指，即可劃出不同的強度和模式。既然如此，則相當適合高低起伏的路線。跑步不只有平路，根據不同的賽事環境，難免會碰到有坡度的地形，然而山坡在馬拉松的訓練裡，更是不可或缺的一環。

步驟1：熱身後，以每小時5到6公里的速度步行。
步驟2：利用手指在螢幕上將請坡度畫至0-1度，步行5分鐘。
步驟3：漸漸增加坡度5分鐘。當你提高坡度時，你可能需要放慢速度並保持在良好的狀態，重複以上平/坡度順序共2次。最後讓身體冷靜時的五分鐘，將坡度設定回0-1度。

自定義訓練，可利用手指自由劃出想要的訓練強度

12周訓練建議
1到4週：將坡度增加4-5度，鍛鍊時間：35分鐘
5到8週：將坡度增加6-7度，鍛鍊時間：35分鐘
9到12週：將坡度增加8-9度，鍛鍊時間：35分鐘

每個人訓練的需求不同，有人單純是為了某個目標前進，有的則是喜愛運動時帶來的歡樂感，如上述所述，人們喜歡變化繁多的東西，因此即便是在室內跑步，若能配上室外或是比賽地形的實境模擬，那種身歷其境的感覺，必能對於長距離的訓練有一定的幫助。
BH G6164 MAX智能觸控跑步機內建三種模式，分別有平地、海濱公路以及海邊。

 1  平地地形

若選擇此地行，可以配合速度間歇訓練。

步驟1：熱身後，以適中的速度（每小時平均4到4.5公里），跑步5分鐘。
步驟2：開始速度訓練，將速度增加到快速跑步（每小時平均4.5到5.5公里）。
步驟3：慢速5分鐘後，再次以適中的速度（每小時平均4到4.5公里）共重複三次，最後再讓身體冷靜下來。

直直的平地地形，可以配合速度間歇訓練

12周訓練建議
1到4週：做1分鐘的速度間歇訓練，鍛鍊時間：30分鐘。
5到8週：做8分鐘的速度間歇訓練，鍛鍊時間：35分鐘。
9到12週：做3分鐘速度間歇訓練，鍛鍊時間：40分鐘。

 2  濱海公路

迎著微風的濱海公路，我們可以做一個混和漸進式訓練。

A. 速度漸進式訓練
步驟1：以每小時平均4.5公里的速度步行30秒。
步驟2：將速度增加至每小時5.5公里，持續30秒。
步驟3：以每小時平均4.5公里的速度步行45秒，跑步1分鐘。
步驟4：將速度增加至每小時5.5公里，持續1分鐘。

B. 速度漸進式訓練
步驟1：從坡度4起跳，跑步1分鐘。
步驟2：再將跑步時間提升到5分鐘，並將坡度調到8度。
步驟3：接著慢慢將坡度調回到4度，並保持在每小時4-5公里的速度。

迎著微風的濱海公路，可以做混和漸進式訓練

 3  海灘路線

藍天白雲，沙灘比基尼，此畫面最有趣的是會有一個人與你一起奔跑，你可以設法超過他，亦可以與他一起享受，所以建議可以以輕鬆恢復跑的訓練模式進行。

輕鬆恢復跑：以每小時4-5公里的速度，跑步5分鐘。

12周訓練建議
1到4週：每次5分鐘，共跑30分鐘。
5到8週：結合上述的訓練─速度漸進式訓練、傾斜漸進式訓練，耐力訓練，速度漸進式訓練，耐力訓練，速度不必太快，約訓練40分鐘即可。
9到12週：做3分鐘速度間歇訓練，鍛鍊時間：40分鐘。

選擇海灘模式，可一邊欣賞海景，一邊與人一起奔跑

此外，跑步的訓練往往是朝向強度越來越高的境界衝刺，但若訓練過度激烈、進度太快，容易導致雙腿疼痛和疲勞，反而無法改善健康和體能。所以練跑同時，也必須強化肌肉，等到虛弱的肌纖維變得強壯，且步伐穩定，肌肉平衡後，才算做好激烈訓練的準備，以下提供2個針對跑者利用跑步機可做的肌力訓練：

 1  深蹲

步驟1：停止跑步機，雙腳打開於跑板邊兩側，雙手輕放在握把上預備。
步驟2：想像屁股要往斜後方做下的姿勢，膝蓋自然就會跟著彎曲，而非先啟動膝關節，重複動作12次。

 2  提腳跟

步驟1：以跑步機與地面間的間隔作為階梯，左腳掌的一半站在跑板上，右腳彎曲於旁邊。

步驟2：右手可利用手把做輔助(亦可不用)，左腳連續墊腳，這時可以感受到小腿肌肉被伸展，一邊執行10次後，再換另一邊，做3-5組。

產品購買方式，請洽：BH官網

責任編輯／瀅瀅
攝影／鄧穎謙

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再跑三天三夜！腦內啡讓你越跑越「嗨」

2016-07-06
知識庫運動生理路跑跑步

有時候我們「走好像飛」，有時卻「疲於奔命」。當我們幸運「嗨」起來的時候，一點都不會累、還要再跑三天三夜。可惜，我們不是每次都這麼幸運。你一定很好奇，為什麼跑步時，有時候「很嗨」，有時候卻「不嗨」呢？

最近，科學家試圖找出這個讓大腦「嗨」起來的運作機制。在一份最新的研究報告中，研究團隊發現，這個越跑越嗨的機制，可能是人類先祖早就內建在基因裡的存活機制：很久很久以前，人類祖先能夠存活下來的原因，在於能夠成功捕獲獵物。這個事關生存的強大動機，便是讓人們跑得越快越遠的影響因素。

而在跑得越快越遠的同時，大腦也發展出了一套獎勵機制，會釋放出一些讓我們「自我感覺良好」的化學物質，不僅讓我們「自嗨」，還是天然的止痛劑，讓疲累的雙腿與灼熱的腳掌，暫時不那麼折磨人，讓你繼續跑跑跑、向前跑。

腦內啡：「自體鴉片」

這個讓我們「嗨」起來的化學物質，就是「腦內啡（Endorphins）」。腦內啡是一種我們自體就能製造的「鴉片」，效用就如醫療用的嗎啡，甚至比嗎啡的效果更好。雖然腦內啡長久以來讓許多跑者「嗨」過，但一直到2008年才由德國科學家經過腦部掃描，證實這種「自體鴉片」是在腦下垂體分泌生成的。

實驗發現，跑者在經過兩個小時的長時間奔跑後，大腦前額葉及周邊系統（掌管情緒的部位）會噴發大量的腦內啡。腦內啡噴得越多，人們跑起來越「嗨」。
要如何得到這種美妙的感覺呢？用力跑！但別太用力。

當身體遭遇生理不適時，腦內啡就會開始分泌。但這不代表你需要使勁狂奔。你必須找到一個具有足夠挑戰性，但又不會太快虛脫的強度。（試試看「節奏跑（tempo run）」）在上述實驗中，跑者的速度大約是每小時十公里上下。

受試者腦內啡噴發的時機，是在穩健推進里程的時候，而不是在全力衝刺時。輕鬆的短程跑步，不足以引起身體不適，腦內啡當然也不會被激發。但一下子嘗試太高強度，反而會讓你受傷。腦內啡可不能避免受傷，請千萬要小心。

你也可以試著跟上他人的腳步：牛津大學的研究指出，數名賽艇選手同時練習時，相較於一名選手獨自練習，能激發更多腦內啡分泌。或者試試戴上耳機，跟著你喜愛的音樂節奏邁開步伐，也能幫助大腦分泌更多的腦內啡喔。

內生性大麻素：「自體大麻」

除了腦內啡以外，其實我們的身體也會製造「內生性大麻素（Endocannabinoids）」，其功效跟吸食大麻時產生的藥理反應幾乎相同，能創造出平靜的感覺。不若腦內啡只在大腦分泌，內生性大麻素幾乎在你身體上下所有細胞都能分泌，所以這種「自體大麻」更有潛力影響大腦的感知。

不同於腦內啡是透過生理不適而觸發，內生性大麻素則是會因壓力而激發。雖然你根本很難辨別在跑步時帶給你的到底是不適還是壓力，但這同時也意味著：具挑戰性的運動訓練不僅帶給你「自體鴉片」，還會產生「自體大麻」呢。

如何達成具挑戰性的運動訓練呢？專家建議，從事運動時應達最大心律值（常用推估方式：(220-年齡)±10）的70%到85%之間。舉例來說，一個三十歲的成年人，最大心律值約在190±10，運動時的每分鐘心跳就應盡量達到140才夠。

心理的壓力也能製造小劑量的內生性大麻素，像是馬拉松賽前的跑前亢奮期，就是產生「自體大麻」的時機。不過要注意的是，慢性心理壓力只會抵銷這個效果。所以專家也建議，為了製造「純度更高」的「自體大麻」，每天盡量能睡到八個小時。而且，晨間製造的內生性大麻素濃度又是睡前的三倍之多！

雖然我們現在不用在草原上追逐獵物當晚餐了，但是瞭解這個機制，下次在小巨蛋旁邊的田徑場跑步時，別擔心旁邊的居民抗議，盡情大唱《三天三夜》吧。

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