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  • 足底筋膜炎、扁平足是怎麼造成的﹖ 日本教授從足弓構造解析
1
足弓構造解析
足底筋膜炎、扁平足是怎麼造成的﹖ 日本教授從足弓構造解析
2
寒冷可幫助減脂
洗冷水澡能減少脂肪堆積嗎?NASA科學家親身實驗告訴你問題點
3
5項小腿強化訓練,幫助你跑步時免於受傷
運動星球
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足底筋膜炎、扁平足是怎麼造成的﹖ 日本教授從足弓構造解析

2021-03-10
知識庫 跑步 運動生理 健走 觀念 知識 運動傷害

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。

足弓的骨骼排列像座石拱橋

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。

人類足部骨骼的排列就像石拱橋般
足弓中的骨骼排列就像石拱橋(如圖下)般,是維持弓型構造的基礎。此構造又由韌帶與其他支撐結構加以補強

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。

足部縱弓的靜態支撐結構(韌帶)
足部縱弓的靜態支撐結構(韌帶)

足底筋膜緊繃與發炎

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。

足部絞盤機制
足部絞盤機制

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。

足弓是這樣變平的

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。

限制前足部旋後的運動貼布
限制前足部旋後的運動貼布

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。

足弓的靜態支撐結構相當堅固,但令人意外的是,一旦對足部施加扭轉的負荷,就能輕易造成足弓變低。

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。

資訊

• 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。

本書特色

     結合最新運動科學知識與多年現場指導經驗,
     清楚全面地講解「運動時人體的狀態」。
 
本書作者為日本筑波大學體育系副教授,於1999年、2001年與2005年擔任世界大學生運動會田徑日本選手團的培訓師,兼任JATI訓練指導者培訓講習會的講師,現場指導經驗豐富,最清楚運動員在訓練時最常見的問題,以及相應的訓練方式。
 
  要做出最有效率、最合理的動作,
  首先必須認識自己的身體。
 
本書主要針對肌肉骨骼系統的結構切入探討,希望藉由探討日常生活或運動中的身體結構,讓致力於訓練的人或競賽選手獲得助益,並另外費了些心思,透過一些圖片或身體相關的閒聊,讓一般人也能樂在其中。

更多《圖解 運動員必知的人體解剖學》資訊請點此

責任編輯/Dama

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洗冷水澡能減少脂肪堆積嗎?NASA科學家親身實驗告訴你問題點

2019-12-24
觀念新知增肌減脂運動生理話題體脂肪

你認為洗冷水澡或是處於冰冷的環境裡,能讓身體燃燒大量的熱能嗎?關於這個話題NASA的前材料科學家Ray Cronise花費了大量的時間研究「冷」對身體的好處,會進行這項研究的起源是在2008年,當他聽說游泳者邁克爾·菲爾普斯(Michael Phelps)每天吃進令人難以置信的12,000卡路里熱量時,就激起了他對這個話題的興趣。因為,沒人可以理解他吃進這麼多熱量卻能保持苗條的可能性,最後Cronise得出結論,菲爾普斯必須透過長時間在冷水的訓練裡,讓身體燃燒更多的卡路里;但在一個訪談會上菲爾普斯說道,我從來沒有吃那麼多這個故事只是一個神話。

減脂的研究
洗冷水澡或是處於冰冷的環境裡,能讓身體燃燒大量的熱能嗎?

雖然,菲爾普斯不承認自己有吃進12000大卡的熱量,但這個並沒有阻止Cronise自己進行實驗,他告訴大家在短短六個星期之中,他洗冷水澡並在寒冷的天氣穿T恤和短褲走了幾英里,以及在床上沒有床單的情況下睡覺,從以往的理論上來說,由於身體為了要維持正常的體溫必須要大量的消耗熱量,因此,讓身體處於寒冷的狀態之下會燃燒卡路里,進而幫助身體更快速的減少脂肪。

但這樣的理論是正確的嗎?你該進行這樣的動作來減少脂肪嗎?接下來是關於將身體暴露於寒冷的環境中,新陳代謝、脂肪減少與肌肉生長的研究總結。

1.寒冷確實會影響新陳代謝率

當你讓身體處於一種寒冷的環境之下,會刺激一種叫做棕色脂肪的組織(brown adipose tissue,簡稱BAT),身體會透過BAT產生熱量使你保持溫暖,並在此過程中消耗掉卡路里。有研究表明,當室溫從22度的溫度降至16度的溫度時,受測試的對象每天平均額外燃燒170卡路里的熱量。

2.寒冷之下熱能消耗差異

荷蘭研究人員發現,在輕度冷(攝氏16度)之間,能量消耗的變化範圍為每天增加396卡路里到第三天之後變為減少50卡路里,總體而言,肥胖者與較瘦的人在相同的寒冷溫度下燃燒的卡路里會漸漸趨於緩慢,較瘦的人可能會需要更多的BAT才能在寒冷時保持體溫,但這對於超重或肥胖的人來說,這點並不是什麼大問題,因為它們身體有多餘的脂肪可以維持溫暖。

透過運動瘦身
寒冷環境之下運動,真的可以幫助身體然後大量脂肪並提高新陳代謝率嗎?

3.寒冷會增加你的食慾

事實證明,長時間浸泡在冷水中會使你的身體比平常還要飢餓,進而導致卡路里的攝取量增加,研究中還顯示,與攝氏20度的環境中運動相比,在攝氏8度的環境中進行體能訓練更能刺激運動後食物的攝取量。換句話說,就是你可能可透過寒冷的天氣讓身體燃燒更多卡路里,但同時也會增加攝取卡路里的量,因此,到最後熱量也就趨於一種平衡的狀態,因為寒冷會讓你更加的飢餓。

4.寒冷會增加脂肪流失

在為數不多的研究中,其中一例報告了每天在17攝氏度下,持續兩個小時並持續六週後的身體變化,平均脂肪損失僅為1.5磅,這樣的數字雖然沒有減少很多,但有一些受測者比其它人獲得更好的成績,它們減少了約4磅的脂肪,這些參與研究計劃的男性都沒有遵循任何規定的飲食或訓練計劃;但對於有適度經常性訓練與飲食控制的人來說,長時間暴露於寒冷天氣會如何影響脂肪的減少這塊,我們還沒有大量的數據可以證明。

5.冰浴會阻礙肌肉生長

還有一些新興的研究表明,訓練後的寒冷環境可能會干擾力量和肌肉的增加;在一項研究中,澳大利亞研究人員讓21名志願者組成小組,讓他們每週進行兩次腿部訓練,總共進行12週的時間;訓練之後有一半的人跳入冰浴中浸泡10分鐘,另一半人進行相同時間的自行車訓練,實驗最後儘管兩組都增加了肌肉,但訓練後騎自行車10分鐘的受試者,在肌肉質量上確比冰浴組增加了三倍,同時力量與強度也比冰浴組要大的多。

為什麼冰浴會阻礙肌肉發達?

首先,用冷水浸泡身體具有減少肌肉血液流動的作用,這個動作可能會減少新肌肉蛋白質的合成,同時,冷水浸泡還可以抑制或延遲衛星細胞(Satellite cell)於訓練活動後的變化,衛星細胞圍繞著肌肉纖維,並在肌肉生長中起關鍵作用。

研究人員稱,這項研究提供了「迄今為止最強有力的證據,表明定期使用冷水浸泡可能會干擾訓練適應性」。換句話說,如果你想使肌肉更大及更強壯,那麼訓練後的冷水浸泡效果可能不會得到改善,並且很可能會傷害你的訓練結果。這並不是說暴露於低溫下除了對肌肉生長或脂肪減少有影響外,沒有其它好處。

也有證據表明,採用冷水浸泡可以幫助減少運動後的肌肉酸痛;增強對耐力訓練的適應性並在劇烈訓練期間加快恢復速度。但是考慮到所有因素,請不要相信在寒冷的天後之下,除了短褲和背心之外什麼都不穿會導致身體組成發生什麼變化,因為這只會讓你的身體感到不適而已。

資料參考/barbend、muscleandstrength

責任編輯/David

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5項小腿強化訓練,幫助你跑步時免於受傷

2016-07-26
跑步訓練觀念路跑馬拉松跑步知識庫

在一般人的認知裡,小腿是一整塊肌肉,實際上並不然,小腿肌肉是由腓腸肌和比目魚肌所組成。它們是一個跑者在跑步的過程中發揮著至關重要作用的眾多肌肉群中其中兩組肌肉,它們為你的每一個步伐提供像裝上彈簧一樣的彈性,並且在吸收每次跑步步伐的衝擊時發揮最大作用。跑步時若沒有讓你的小腿肌肉保持在巔峰狀態可能會導致生理上的一些問題,包括肌肉疲勞、撕裂和拉傷,以及背部的一些潛在問題。

由於小腿肌肉在一個跑者的生理組成方面扮演這麼重要的角色,若想跑得好又避免受傷,下面有5項小腿強化鍛鍊法,不妨跟著練習看看。

 1  彈力帶驢踢

在這個訓練中,你將需要一條阻力訓練帶。首先,以一個四肢著地、像狗一樣的姿勢開始,手掌平坦貼地,保持雙手和腿與肩同寬。將阻力訓練帶的一端貼緊你的腳底,另一端則置於你的掌心並握緊以免滑掉。接著,同時將你的腿同時向後向上做延伸,然後回到起始位置。重複此一過程15至20次,然後換邊(動作為同手同腳)。

做法請看影片:

 2  弓步前引

以你的腳打開與肩同寬、腳尖朝前直立開始。將你的右腿往前跨一步,直到你右大腿的底部與地面平行,繼續將你的臀部往前推,然後回到起始位置。重複這個步驟15次,然後換左腿。
經驗豐富的跑者們還可以嘗試做這個訓練的進階版,在過程中雙手拿一顆藥球往前推來強化延伸的張力。

做法請看影片:

 3  直腿前跨

在這個訓練中,你需要進行一個類似於跑步的動作,不過是要將腿打直。保持你的腿伸直,以你的臀部肌肉推動你的腳步往前進,腳底保持與地面貼近的狀態,並換腿繼續往前走。一開始重複此動作前進50公尺,當你開始發現動作已經駕輕就熟,你可以增加距離至100公尺。如果你覺得你的腿筋有點緊繃,嘗試降低你前進的速度和並找醫生諮詢建議。

做法請看影片:

 4  單腿橋式

在這個訓練中,先在一個平坦的地板上躺平。彎曲一條腿,讓你的腳底平放在地面上。你另一腿應該在你的面前伸直。接著,將這條腿從地板往上提,與地面成45度角。現在收縮你的臀部和核心肌肉,慢慢將你的骨盆抬離地面,同時確保你的雙肩還平貼在地板上。最後,再慢慢回復到你的起始位置。

兩隻大腿各重複此過程15至20次。為了強化這項運動的難度,可以嘗試使用一顆穩定球來平衡,將平衡球置於你本來是放平的那條腿下方,然後進行同樣的動作。

做法請看影片:

 5  彈力帶後拉

將一條彈性阻力帶一端牢固地固定在一個穩固的健身房設備或家中的某個固定物體。面對該物體站立,並將你一隻腳放進彈力帶內,然後把彈力帶的一端置於你腳踝的背面。現在,將你的腿往後拉,注意要以你的臀肌和後腿肌腱使力,此時你可以感覺到小腿肌肉正在努力運作。慢慢地將腿拉到緊繃,然後再慢慢回到你的起始位置,每條腿重複此動作20至25次。

參考影片:(請將滑輪機鋼索改為彈力帶)

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