近年,越野跑(Trail running)活動越來越熱門,顧名思義為在山徑中進行跑步活動。山徑中路面類型十分多樣,一些公路跑者會擔心越野跑比較「傷腳」,但實際影響是如何?當我們在不同路面運動,對於人體的下肢有何影響呢?
2021 年美國的學者做了一項有趣的研究,招募了 15 位業餘跑者,其中有 12 位為女性,3 位男性,並讓受試者在戶外的泥土路、碎石路面及一般路面上進行跑步。
首先受試者先進行動態暖身,於 0m、10m、40m、50m 處放置三角錐,前後段各有 10 公尺讓受試者加速至自選速度,中間 30 公尺則會要求受試者盡量維持於相同速度,後段也會有 10 公尺進行減速緩衝,受試者會依序在三種不同路面進行跑步測試,各路面的坡度皆在小於 10 度的範圍,且會於右腳的脛骨遠端內側黏貼一個三軸加速規蒐集相關的資訊。
此為加速規所測得的訊號,紅色方塊處為腳跟觸地的瞬間(initial contact);藍色圓圈處則為脛骨合加速度峰值,灰色長框處為峰值前的 75 毫秒,用此來界定腳跟觸地的時機點。
在本次研究的分析參數中,其中有一個重要的參數為脛骨合加速度峰值 (peak tibial resultant acceleration),此參數的大小可以反應著地力量及負荷 (loading force/rate),當跑步時,人體承受過大的力量時,也就是說此項參數過大,會使得運動傷害的發生率提高。
有趣的是,研究人員在實驗結果發現跑者在不同路面跑步下的步頻、脛骨加速度、減震能力等生物力學參數都沒有顯著性的差異,換句話說,以同樣的坡度但不同路面下進行跑步,其實不會增減傷害發生的機會。
根據以往研究文獻,學者們也發現水泥路面及人工跑道、草地、木棧道對於脛骨加速度的大小無顯著差異。然而,不同跑速、持續時間以及跑者的疲勞程度等因素是否會造成結果上的差異,仍然有待後續的研究多作探討。總而言之,儘管在山徑跑步的時候,可能會有更多的路面變化及坡度落差,不過依此研究,可以建議跑者們,若是日常在路面訓練感到乏味時,不妨可以到山林當中,除了擁有清新的空氣之外,也能享受多樣地面變化所帶來的新鮮感!
參考文獻: Garcia, M. C., Gust, G., & Bazett-Jones, D. M. (2021). Tibial acceleration and shock attenuation while running over different surfaces in a trail environment. Journal of Science and Medicine in Sport, 24(11), 1161–1165.
撰文/楊珮瑜、相子元
*文章授權轉載自《運動科學》網站,原文:越野跑步,會增加下肢的負荷嗎?
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。
面對運動科學興起的熱潮,許多人想瞭解正確的運動資訊卻不知道從何下手? 運動科學網持續更新經過科學驗證的運動知識與運動觀點。不論是創新產品、研究結果,甚至是專業理論,我們都會轉譯成簡單易懂的文字,讓讀者利用最短的時間瞭解運動的最新趨勢。
為了讓健康的運動觀念進入日常生活,我們創立了運動科學網;為了讓正確的運動知識提升生活品質,我們創立了運動科學網,我們致力於運動科學的研究,希望這些努力不僅僅侷限於學術領域中,而是讓熱愛運動的普羅大眾更健康快樂地運動。
1990年代中期,一群科學家決定觀察大腦的哪一部分受運動的影響最大。研究開始前,他們猜測大腦皮質和小腦(位於脊髓與大腦相交的位置),對於協調身體運動都很重要。因此,運動對這些區域的影響自然也是最大的,就像跑步對心血管健康的影響,要大於對肌肉力量的作用一樣。
這個研究以觀察老鼠在籠子中奔跑時,大腦的哪一部分產生最多腦源性神經營養因子(BDNF)為起點。奇怪的是,檢查小鼠的大腦時,科學家發現產出最多BDNF的地方,居然既不是大腦皮質也不是小腦,而是大腦的記憶中心海馬迴。這個發現,成為運動能強烈影響記憶的最重要線索之一。過去十年裡的動物實驗和人類研究都顯示,我們的記憶力可以透過運動得到加強。而且實際上,運動身體對記憶的影響力,似乎是最重要的。
在整個生命過程中,大腦會持續萎縮。不幸的是,它開始得比多數人想得要早得多。
大腦約在25歲時長到最大,之後每年都會略微萎縮。當然,我們一生中都在持續產生新的腦細胞,只是細胞死亡的速度比新生速度更快。我們每天每秒會持續損失大約十萬個腦細胞,而且這是常年不停歇的。但是即便大腦中含有大約一千億個細胞,有這樣基數龐大的腦細胞可以彌補,這種損失也會因時間的推移而變得十分明顯。每過一年,大腦的體積將減少0.5%至1%。
大腦的記憶中心海馬迴,是會隨年紀增長萎縮的一個部分。我們有兩個海馬迴,兩個大腦半球一邊一個,位於兩邊的顳葉深處。其大小每年會減少1%。這樣緩慢卻穩定縮小的海馬迴,正是讓記憶隨歲月流逝而變糟的主因。
很長一段時間以來,我們以為只有酒精和藥品等物品才會對大腦產生負面影響,而且是絕對負面的、沒有任何好處的,畢竟它們會加速大腦的老化和海馬迴的萎縮。想要阻止或扭轉這種趨勢,也一度被認為不可能。但現在因為發現運動在「增加記憶力」乃至「提升整個大腦功能」上有著驚人的效果,從而提供了令人信服的證據,推翻原先的說法。
美國科學家以磁振造影掃描檢查120人的大腦,並在兩個不同時間點測量他們的海馬迴,中間間隔一年。受試者被隨機分配到兩組,並進行兩種不同類型的活動。一組是耐力訓練,另一組則是伸展之類的輕度運動,運動時心率不會提高。
一年之後,耐力訓練組變得比輕度運動組更健康。到目前為止,實驗還沒有什麼令人驚奇的結果,但海馬迴發生什麼變化呢?輕度運動組的成員,海馬迴縮小了1.4%。不過這也不足為奇,因為它每年確實會縮小約1%。
非常有趣的是,耐力訓練組的海馬迴完全沒有縮小,反而變大了2%。這些人的海馬迴不僅恢復活力,而且從體積來講更是明顯年輕兩歲,而非老了一歲!這還不是全部的結果:測試對象身體變得越健康,其海馬迴體積就越大。在那些健康狀況改善最多的人中,海馬迴的增長率超過2%。
這一切是怎麼發生的?一個不那麼合理的假設是:隨著運動越多而增加的大腦肥料BDNF 發揮了作用。也許你還記得,BDNF 能真正加強腦細胞聯繫,因此影響了我們的記憶力。所以能合情合理地說:當科學家檢查受試者腦內BDNF 的濃度,他們注意到BDNF 增加得越多,海馬迴就長得越大。
有什麼神奇的訓練計畫可以倒退大腦的衰老一年,並且使海馬迴這樣一個重要的部分再生?受試者把自行車踩得如同搖滾音樂劇《地獄蝙蝠》(Bats Out of Hell)裡那樣,或嚴格進行劇烈的長跑嗎?都不是。事實是,他們既不騎車也不跑步,唯一的運動是每週3次、每次40分鐘的散步。這說明了你可以透過每週散步或慢跑幾次,來停止甚至扭轉大腦的老化,增強記憶力!
但是,讀這類實驗結果時,應該小心謹慎地下結論—實驗是一回事,現實是另一回事。保護海馬迴免於老化,甚至恢復其活力並讓體積變大,對我們的生活意味著什麼呢?我們真的能透過運動來改善記憶力嗎?
簡短的回答是:是的,絕對能!
歷史上多個研究結果都非常明確地指向同一個答案:短期和長期記憶都能透過運動得到改善,海馬迴的衰老也可以減緩甚至獲得逆轉。
運動不足以阻止海馬迴隨著年齡增長而不再萎縮,卻也許能減緩遺傳物質的老化。
與大腦和身體內的其他細胞一樣,海馬迴的組成細胞中也有遺傳物質。我們完整的DNA 和所有基因,都存在每一個腦細胞之中。通常,基因不會隨著年齡而改變,但是它們發揮作用的方式會隨著年齡而有所變化,並導致包括大腦在內的身體器官進入衰老過程。
如果檢查不同年齡段的小鼠海馬迴細胞,就會發現有一組基因隨著動物的衰老而變化。這些基因控制著腦細胞的生長,以及建立彼此連結的能力。隨著小鼠的年齡增長,這類基因會變得不那麼活躍。這種逐步發展的基因變化,不僅使海馬迴老化,更使得整個大腦衰老。
然而,即使基因會老化,也不意味著整個細胞在凋亡的過程中一去不回頭。
研究人員曾將動物放到跑步機上進行訓練,並觀察到可以被稱為奇蹟的現象:許多基因在受到老化的負面影響時,也受到了運動的影響,而且是正面的。儘管細胞變年輕的機制還沒有被完全破解,但在動物完成實驗規定的跑步訓練後,能觀察到它們的海馬迴細胞在基因上似乎變得更年輕了。
運動對基因的影響很大,但不會即時生效。參與測試的老鼠在8週內每天都跑步,這樣的強度相當於人類在幾年內每天都堅持跑步。這也說明了,那種「偶爾跑」的運動量是不足以影響基因的。值得注意的是,那些長期堅持運動的人,不僅長出了較大的海馬迴,也使原有的海馬迴細胞恢復活力。
• 本文摘自究竟出版社,安德斯・韓森(Anders Hansen)著,張雪瑩 譯《真正的快樂處方:瑞典國民書!腦科學實證的健康生活提案》一書。
本書特色
熱銷50 萬本,全球16 國搶購版權,風靡全瑞典超級暢銷書!
與《真確》作者齊名
我們邁出的每一步,都可以改變自我、穩定情緒、擁抱健康,有效提升智力、注意力、記憶力、創造力等各方面的表現!
多次贏得健康大獎、廣播節目超過1/5 瑞典人口收聽,甚至播出時街頭都為之短暫淨空、在諾貝爾生醫獎頒發單位「卡羅琳醫學大學」接受培訓、發表2000 篇以上醫學論文的世界級研究者暨瑞典國民醫師安德斯・韓森醫師從腦科學和心理學的角度,告訴讀者能夠對大腦產生巨大影響的機制,並提供臨床的實際案例和實做的「處方箋」,讓我們簡簡單單就能快樂地進行生命升級!
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責任編輯/Dama
對於大部分人而言,跑步是最便宜的運動,只要一雙跑鞋就可以上路,不過,因為許多人跑步時沒有適當運用身體肌肉,導致大小病痛不斷,例如膝蓋疼痛、扭傷或足底筋膜炎等等,也許休息幾天症狀會有所緩解,但一開始跑步就又出現,而這原因可能與你如何運用身體肌肉有關。
私人教練筋肉媽媽表示,他們有許多學員就是在上述的情況下來到工作室,這些人已經從事了多年的跑步,不過她在做評估時,發現這些學員不管是在走路或跑步時,他們的臀部都沒有有效地發揮作用,因此,她給這些學員的建議是,先從核心肌群和臀部肌肉的訓練做起。她表示,當你不懂得怎樣使用臀部,走路或跑步的步伐就會很小,最大的問題就是,在每一步跨出時,腳踝的活動度是受限的,在這樣受限的狀況之下,步伐也邁不開,腳底與地面接觸的次數就會變多,久而久之就會讓小腿或腳底變得緊繃,因而導致一系列的問題。
當一個人的肌肉和筋膜受限,病痛的發生只是一個結果。有人可能是下背痛、有人會是股骨頭夾擠,有的是膝蓋出問題……,筋肉媽媽發現,一般跑者受傷的問題所在,多數是不懂得使用臀部,而原因則是現代人過慣坐式生活,久坐之後讓臀部「失憶」了,臀部肌肉失去了應有的功能,於是除了所謂的「代償」會出現,人體會使用其他肌肉來彌補臀肌無力的問題,而這樣的狀況則會導致各種不良的運動姿勢,久而久之就產生了各種病痛。
走路或跑步時,臀肌本來應該扮演一個動力發動機的角色,由臀部來主導下半身推進的動力,所以,想要跑得更好不受傷,首先你應該喚醒你的臀部!
筋肉媽媽表示,想要喚醒臀部,要從「深蹲」與「硬舉」這兩個動作練習起;而她不建議初學者一開始就做深蹲,因為深蹲是一個較為複雜的動作,初學者應該從髖部開始進行,以「髖屈(hip hinge)」練習髖關節對折的動作,再慢慢進展到「硬舉」的動作,最後在延伸到深蹲,比較是一個循序漸進的合宜訓練方式。
她表示,髖屈是一個非常重要的基礎動作,很多人不懂得做髖屈,做硬舉時往往用下背彎曲做代償,而且很多有運動習慣的男生沒在做伸展,後腿肌肉往往拉得很緊,這樣也沒法將硬舉做得很好,自然也就無法正確啟動臀部肌肉了。