跑步是一項相對安全、有效率,且方便的運動,諸多好處使得跑步廣受歡迎,不過,隨著參與人數日漸增多,因跑步所導致的傷害也陸續產生。跑步最主要的受傷原因是過度訓練,在每次跑步訓練中,下肢需經歷不下千次踩踏,使足部累積了反覆性的負荷,且隨著疲勞發生,跑者的跑姿往往會變化,使關節、軟組織受力出現問題,進而形成傷害。過往研究發現,跑步疲勞所產生的髖、膝內旋、膝外翻等變化,與髕骨股骨疼痛症候群,以及髂脛束症候群皆有關聯。更令人擔心的是,這些研究大多是針對有訓練經驗的跑者進行,此條件下已能明確發現疲勞對跑者的差異,對未經訓練的大眾跑者來說,疲勞對跑姿的影響是否會更加顯著?
針對上述疑慮,2017 年有學者在 Sports Biomechanics 期刊發表了一篇研究予以解惑。他們招募了有經訓練的菁英跑者,以及未經訓練的初階跑者分為兩組,並分別在疲勞前後觀察各組的關節角度變化。研究人員事前假設,兩組皆會因疲勞而出現運動學的變化,但預期無經驗組的變化會較大。
研究分析跑者們疲勞前後的運動學參數變化,結果發現,兩組跑者的骨盆前傾角度、骨盆旋轉角度都會隨著疲勞而增加(下表黃色標記處)。然而,初階跑者組的變化皆大於菁英跑者。
此外,從表上也可看出,跑動時的軀幹前傾角度會同時受跑者程度以及疲勞影響,初階跑者的軀幹傾角變異性本身就較大,疲勞後則會呈現更顯著的變化(下表紅色標記處),此現象也能從圖中所看出,圖左、右側分別為初階與菁英跑者疲勞前後的角度變化圖,可明顯看出初階跑者疲勞前後(實現與虛線的差距)角度差異較大,且整體的變異性也明顯較高。
不論是初階或是菁英跑者,疲勞皆會影響跑姿,唯有透過實驗,我們才能深入探究問題的根源所在。本研究提出了骨盆的前傾與旋轉角度會隨疲勞增大,這也間接暗示了我們應該針對控制該關節動作的相關肌群作強化。舉骨盆前傾角度為例,提升腿後肌群以及核心的肌耐力或許能有效降低跑步疲勞後的變化角度,讓跑者能以更穩定的跑姿完成每一項訓練。
參考文獻:
Maas, E., De Bie, J., Vanfleteren, R., Hoogkamer, W., & Vanwanseele, B. (2018). Novice runners show greater changes in kinematics with fatigue compared with competitive runners. Sports Biomechanics,17(3), 350-360.
撰文/周奕呈、相子元
*文章授權轉載自《運動科學》網站,原文:疲勞對不同層級跑者的影響
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。
認真的跑者常將破個人最佳成績(破PB)視為目標,每個人都想破PB,但「跑得更快」說起來容易做起來難!以下從比賽時最常發生的「上氣不接下氣」、「鐵腿」、「吃力跑卻沒變快」、「想放棄」等4種常見障礙著手,先避免這些事發生,就能往破PB大步邁進!
過去我們認為雙腿越跑腳越像鉛塊一般沉重,是因為乳酸堆積造成的。但近期的科學研究發現,每種感覺都對應著你體內不同的微小危機,這些加總起來決定你能跑出多快的配速。
2015年,來自世界各地的科學家聚集在美國聖地牙哥招開一項特別會議,分享他們對耐力運動的最新研究,並討論從代謝物、精神疲勞、熱量到水合反應等影響跑步的諸多因素。最終他們的研究結果,有助於解釋以下常見的跑步障礙﹕
原因:缺氧
發生時機:開跑後不久
解決方案:「啟動」熱身,包括持續的激烈奔跑
間歇訓練是跑者最累的練習之一,尤其剛完成第一組時總是氣喘吁吁、心跳加速。但當下一組繼續時,通常你會感到容易一些。英國艾希特大學運動生理學家Andrew Jones博士表示﹕「間歇訓練時,你每一組的呼吸頻率實際上沒有下降,狀況漸入佳境是因為你對這種強度已適應。而氣喘吁吁的主因是雙腿需要的氧氣與心肺能供給的氧氣之間暫時不協調。」
進一步解釋,開跑後肌肉需要更多的物質能量和氧氣,但身體其他部位的反應時間取決於每個人不同的攝氧動力學,在這之間的短暫缺氧會觸發信號,使你的呼吸和心率加速、血管擴張,等到開跑2-3分鐘內,你的肌肉將得到足夠氧氣。然而,暫時的缺氧可能造成持久影響,為了補足能源短缺,於是身體透過「無氧解醣反應」來分解事先儲備的醣類以提供能量,醣類分解的結果產生大量乳酸堆積在肌肉,使肌肉痠痛感到疲憊。
為了對抗缺氧,Andrew Jones提出名為「啟動」的熱身方法,目的是在開賽前先經歷第一次疲勞並恢復﹕開賽前10-20分鐘先做持久且高強度的跑步,例如以5K配速跑45-60秒,這樣可擴張血管,同時讓你在開賽前有足夠的恢復時間。
原因:肌纖維徵招效率低下
發生時刻:10K或半馬賽事中持續的中等強度跑步
解決方案:訓練你的快縮肌纖維以提高效率
半馬里程的前段經常感覺很輕鬆,因為你的跑速不足以累積太高的乳酸水平和其他代謝物;而且不像全馬比賽,你的跑步距離也不足以把身體燃料燃燒殆盡。但為什麼半馬跑到最後仍不可避免地跑到厭世呢﹖
哥本哈根大學一項有關有氧動力學的研究可以回答。在以半馬配速或更快的配速持續奔跑過程中,維持這速度所需的能量以及氧氣量逐漸增加,在10或20分鐘過程中,你的攝氧量(即每1分鐘所消耗的氧氣量)可能會向上提升25%,這時你將越來越難掌握同一配速,而這是徵招肌纖維效率低的結果。
當開始跑步,你自動徵招了大部分的慢縮肌(紅肌),這類肌纖維具有非常高的有氧能力與疲勞阻力,但收縮速度慢,屬於低強度、長時間運動的肌肉類型。然而,隨著時間推移,每個肌纖維開始疲勞且燃料不足,為了取代它們,你的大腦會徵招快縮肌(白肌)纖維,此時需要更多的能量和氧氣才能提供相同的跑步功率。
此時,要解決問題就得訓練你的快縮肌,讓這通常用於爆發性運動的肌纖維提高效率。(延伸閱讀﹕當訓練好這個肌肉纖維會讓增肌成效較明顯)
原因:代謝物積聚阻礙肌肉收縮
發生時刻:撞牆期或比賽後段
解決方案:審慎配速
我們知道,鐵腿其實是由肌肉中的神經感覺接受器傳達到大腦的感覺,那麼,這是否意味著如果試圖忽略這些信號,就可以無止盡的繼續跑下去﹖
為了找到答案,一項研究藉由注射物阻斷了參與者從腿部肌肉傳送到大腦的信號,並要求他們用盡全力騎自行車5公里,當任務完成,每位參與者幾乎累癱在地板上、有些人累到無法自己將腳踏板鬆開,沒有一個能正常走路。原來,盡管他們一開始暫時獲得了超人狀態,但只是開頭快,中途之後腿就不再回應大腦發出的命令了。
在大腦中沒有任何警告信號的情況下,代謝物的累積遠遠超過可直接干擾肌纖維收縮能力的水平。換句話說,代謝物產生的疲勞已不單只從「大腦傳送」,而是同時從大腦中樞和肌肉傳送出混合大的疲勞感。
原因:負荷超載
發生時機:任何你把自己逼到極限的時刻
解決方案:訓練你的大腦
每位跑者原本都想在最後幾K關鍵時刻咬牙撐過去,但常常事與願違。英國肯特大學運動生理學家Samuele Marcora博士表示,為了阻止越來越強烈的慾望,所有形式的疲勞,如缺氧、代謝物堆積、過熱、脫水、肌肉損傷、燃料耗盡等等接踵發生,有助於讓你全面了解保持配速的難度。換句話說,「負荷」結合了身體各部位不同的疲勞信號,而無論在任何賽事都需要去面對這件事。
通常跑者花費大部分的時間來訓練肌力和心肺,但Marcora建議﹕改變主觀對負荷的感受,是另一種讓自己跑更快的方法。
即便許多研究已紛紛回答了改變負荷感受的技巧,如潛意識信息、腦部電極刺激、激勵性自我對話以及大腦耐力訓練等。但最大的問題是﹕究竟什麼是努力﹖這是一種心理狀態﹖或是肌肉收縮的感覺﹖科學已讓我們了解很多跑步時身理產生的改變,而下一階段偉大的訓練層次,將是對「大腦」的訓練。
資料來源/Runner’s World、運動生理學網站
責任編輯/Dama