在各大國際馬拉松賽事中,時常見到率先越過終點線的跑者大多為非裔選手,特別是來自肯亞、伊索比亞的跑者們。過去至今,有許多研究從各種面向探討非裔跑者與傑出運動表現的關聯性,試圖從中找出關鍵的影響因素。本文整理研究指出,非裔跑者的「下肢剛性」普遍較高,搭配良好的跑步技術如虎添翼,使他們跑步時步幅較大、步頻較低,也降低能量消耗,這可能是非洲跑者制霸天下的關鍵因素。
2021 年國外的學者發表了一項研究,該研究招募了 4 個組別的跑者,分別為菁英和業餘非裔的馬拉松跑者與菁英和業餘亞裔的馬拉松跑者,各組皆為 5 人;菁英跑者的條件為全馬完賽成績 3 小時內,業餘跑者的條件則是無馬拉松經驗,且在過去一年無規律進行跑步訓練者,本次實驗分別比較地緣以及訓練經驗多寡對於跑步生物力學參數的影響。首先受試者會先進行 10 分鐘的熱身,接著會以每小時 12 公里(5 分速)的速度在測力跑步機上進行 3 分鐘的跑步測試,同時也會利用 3D 動作分析系統蒐集相關的實驗數據。
由下方的結果顯示(A圖),因菁英跑者與業餘跑者相比有更優異的肌力水準,所以菁英跑者能夠產生更大的垂直地面反作用力,換句話說,在同樣的一步當中,菁英跑者的身體能夠產生更多的力量進行推進,也因此菁英跑者有較大的身體質量中心 (Center of mass, CoM) 位移量;再者,雖然兩族群的跑者們觸地時間差異不大,但菁英跑者在跑步時的騰空時間較長,這也間接說明了菁英跑者有更好的跑步經濟性。
由上方的結果顯示(B圖),非裔跑者比亞洲跑者有較大的下肢剛性(綠色虛線斜率較大),而下肢剛性越高,表示越能夠把在跑步時儲存的彈性位能釋放出來。有趣的是,儘管非裔跑者有較高的下肢剛性,卻沒有造成較高的垂直負荷率,學者推論可能的原因為他們的著地角度較小,較傾向中前足落地為主(下圖),此外,學者也發現非裔跑者有較小的 CoM 位移量,因此綜合以上各因素,使得非裔跑者有較低的能量損耗。至於為何非裔跑者的下肢剛性較高,這部分尚未有明確的解釋,有待未來更多的研究釐清。
總體來說,非裔跑者的下肢剛性普遍較亞裔選手高之外,他們的優異表現也來自於良好的跑步技術,這樣如虎添翼的優勢,使得他們在運動時的步幅較大、步頻較低,因而降低了運動時的能量消耗。
因此,跑者們可以透過適當的訓練提升自身力量的輸出功率,延長跑步時的騰空時間,讓自己的每一步更有效率且更有力量,迎接更精湛的表現。
參考文獻:
Zhang, J. H., Chan, Z. Y., Lau, F. O., Huang, M., Wang, A. C., Wang, S., ... & Cheung, R. T. (2021). How do training experience and geographical origin of a runner affect running biomechanics? Gait & Posture, 84, 209-214.
撰文/楊珮渝、相子元
*文章授權轉載自《運動科學》網站,原文:為什麼馬拉松都是非洲跑者的天下
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。
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跑步受傷是一個沒有人願意遭受、卻又不得不談的話題。而跑者容易受傷的部位,膝蓋的比例最高、再來是腳踝、腳掌、腳趾,其他如大小腿、臀部、下背等的傷害也不罕見。一旦受傷,必須停止訓練、休息、治療、恢復、復健、重新建立肌力以及心肺能力。因此對於大多數的跑者,都彷彿是場惡夢。受傷的原因有很多,可能是多重且複雜的,對於新手的受傷原因,擁有高知名度的許立杰JAY在新書《Jay的跑步筆記》中指出,會建議觀察以下三者,分別是姿勢、肌肉力量、還有課表。
網路上有很多關於跑步姿勢的討論,有人主張跑步有最佳姿勢,從重心的前後、收腿的高度、到足部落地的位置都有如教科書般的精準要求。然而對我個人經驗而言,並不總是適用於每個人。
我大致上認同跑步姿勢上,有幾個錯誤是不能犯的:例如重心過度靠前(容易造成膝蓋壓力過大)、重心過度偏後(容易造成跑步沒有效率並有煞車效應)、以及在足部落地時,膝關節完全沒有彎曲(膝蓋衝擊過大)等。然而其他的項目,例如足部落地位置是足跟、全足、還是前足等,目前的科學研究對於是否造成運動傷害則沒有定論。
因此我覺得如果你懷疑自己因為跑步姿勢出了問題,而有受傷的疑慮,我建議注意三點:1.重心保持在足部落地位置的正上方。2.足部落地時,膝蓋保持彎曲,並且不要過度跨步。3.上身保持挺直、直視前方。基本上能做到這三點,就已經算是很不錯的跑步姿勢了。
跑者的肌力訓練在近期也有越來越受到重視的趨勢。跑步雖然是一個重複且單調的過程,但是每一個動作都包含了推蹬、抬腿、放下、支撐的動作,在這個過程中,所牽涉的肌肉與組織自然也很複雜。
很多跑者會受傷的原因,就是在肌力尚未建立以前,從事強度過大的練習。特別是很多上班族跑者以往沒有運動的習慣,肌力也因為久坐而流失,如果一開始跑步就從事速度快且量大的訓練,很容易就會受傷。跑者的肌力訓練,一般以核心、臀部、大腿、小腿、以及腳踝的力量及穩定度最為重要。
現在網路上很多流傳「××週完成全馬」、「××週全馬破四」的課表,這類型的課表雖然名稱很吸引人,不過千萬要注意,必須有些先決條件,如:你是不是有達到跟課表的基本需求、舉凡跑量累積、肌力建立、跑齡夠不夠長等等。
一個25歲、剛開始跑步的年輕人,跟一位50歲、已經跑了5年的中年人,同樣目標是全馬4小時,難度肯定不同,而所需要的課表也不見得一樣。
因此每個人在受傷的徵兆出現以前,一定要好好看一下自己目前跑的課表是否合理、並且自己是不是有能力完成。
很多人都會問我:「我某某地方受傷了,到底還能不能跑?」話先說在前頭,我並不是專業的醫師,通常這類型的問題,我還是建議尋求專業協助為主。回到我個人的經驗,如果我沒有尋求醫師協助,或者是輕微的傷痛偏好自己處理時,我一般是採取三個原則:
1. 如果跑步時患部會痛,那就堅決不跑。
2. 如果跑完後患部比原先更不舒服,那就要繼續休息。
3. 如果跑到一定長度(例如50分鐘或者10公里)患部就會明顯不舒服,那就縮短運動時間。
總而言之,會使傷情加重的行為要盡量避免,不要心存僥倖、覺得跑著跑著就不痛了。人在運動時會分泌抑制疼痛的腦內啡和腎上腺素,常等到跑完才發現比跑前更嚴重,往往得不償失。
受傷的時候,除了原本的跑步要完全停止或減量之外,有幾項交叉訓練是可以嘗試的。例如幫助保持心肺能力的有氧運動:橢圓機、飛輪、單車、游泳;另外加強肌力不足的重量訓練也是可以嘗試的。大方向就是患部的運動要盡量避免以免情況惡化,而可以用交叉訓練的方式做補強。如果有疑慮的話,也一定要找專業人士如醫師、物理治療師、跑步教練等協助。
不過前面說了這麼多,受傷的時候,心態上一定要記得:把傷養好永遠是最重要的事。
我每次受傷,想的並不是哪個比賽來不及了,或者訓練中斷了怎麼辦,而是專注在復健、重新訓練、培養肌肉力量的過程。之後,也要想想受傷的成因,是否為訓練模式出了問題、總有哪個地方是軟肋,還是跑姿需要改。
專業的跑者即使受了小傷,還是能在有所控制的情況下持續訓練或交叉訓練,對我來說那需要較高的體能要求,且通常也背負較大的風險。業餘跑者如在傷痛的初期積極治療,一般會比試圖「撐過去」來得理想。
傷好了之後重新評估體能狀態,還剩下幾週就練幾週課表。目標完賽時間始終是可以移動調整的,老話一句:練到哪,就跑到哪。而不是想跑到哪,就怎麼練。每度過一個成功的週期,就寫下總結試圖複製;失敗的週期更要回顧避免覆轍,同樣的坑不要掉進去第二次。
有句話說:「核心價值就是人家拿東西跟你交換,換到最後說什麼你都不願意換的,就是你的核心價值。」對我來說,跑步的核心價值就是「健康而充滿樂趣的跑個五年、十年,能再好一點,那就享受過程並且持續進步」。 波士頓馬拉松、百傑、破PB都是很重要的事。我承認有時也會被比賽或者成績誘惑綁架,有時也會因為不明智的訓練強度而受傷,而幸運的是,因為謹守著核心價值,多半都能全身而退。感到迷惘的時候,想想自己的核心價值是什麼,眼前的目標是不是如此珍貴,就算會拚上身體健康也要達成?每個人的價值觀也許相異,但你的答案,通常已經在你心中了。
• 圖文摘自一心文化,許立杰著《Jay的跑步筆記:矽谷工程師激勵上萬人的科學化訓練與生活哲學》一書。
本書特色
日常跑步筆記+科學化訓練=心靈+生理同步變強!
跑步不只是一個運動,它更是一種生活。
如何在工作、家庭、興趣、自我之間取得平衡?
如何堅持日復一日一日的枯燥練習?
Jay熱血、暖心還不小心帶點幽默的文字會讓你獲得力量!
矽谷工程師、一個市民跑者,全馬238的訓練法!
一個在矽谷工作的全職工程師、市民跑者全馬跑進2小時38分鐘,這個「奇績」是怎麼辦到的呢?
一套扎實、週期化的訓練讓跑到挫折痛苦,不知道努力的方向時可以有所突破!
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