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每次跑步都在想,到底该用前脚掌、全脚掌还是脚后跟着地?

图片:悦跑圈 / 知乎

跑步中前脚掌,全脚掌,脚后跟着地分别有什么区别?

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足部是下肢运动系统的重要组成部分,是维持步态平稳的重要一环。在人体重心移动的过程中被看作弹簧,在足尖离地时则起到杠杆臂的作用,支撑整个身体重量。足部承受的力相当大,步行时所承受的负荷约为体重的 120%,跑步时则达到 275%。

跑步是建立在步行的基础上的,从生物力学角度来看,无论是前脚掌着地还是后脚跟着地都各有优劣。很多跑友也有各自的体会和感受。抛开个人的身体特点、运动能力、跑速距离等实际问题来讨论跑姿,是很片面的。

在展开这个问题之前,我们需要明确一个概念。平常所说的前脚掌或者后脚跟着地,是根据不同的时序性特点而进行划分的。前脚掌着地跑,并不是指单纯用前脚掌跑步,而是指着地时先用前脚掌着地,随后脚后跟着地,但轻微受力或不受力;而后脚跟着地跑,指的是着地时后脚跟先着地,随后迅速滚动到前脚掌,并蹬地迈步进行到下一步周期。

跑步时前脚掌着地,从理论上来讲对膝盖的保护效果要优于脚后跟着地。

第一,跑步时前脚掌着地意味着足部肌肉、肌腱与跟腱参与到足部落地时的缓冲过程中,同时这种着地方法能充分利用足弓的弹性来缓冲着地时的冲击力,减少此部分力向膝关节的直接传递。

第二,前脚掌着地跑步时身体会有轻微前倾,能有效的防止着地脚过于前伸,会更容易使着地脚落在身体重心下方,有利于着地脚的膝盖保持微曲,从而减轻冲击力。因为着地脚位于身体重心的前方会造成膝盖伸直而产生类似于“刹车”的效应,加剧对膝盖的冲击。想达到这种缓冲效果需要一定的前提:跑步时保持上身正直,膝盖微曲,同时保持小步幅,高步频,即采用前脚掌着地方式需要更快的跑步速度。这也是在短跑中前脚掌着地更为常见的原因。

此外,跑步时前脚掌着地对下肢力量的要求也更高。根据 Burdett 的数学模型结果:跑步时跟腱需要承受相当于体重 5.3~10 倍的力,这就需要小腿三头肌具有较好的肌肉力量;支撑相中期,踝趾屈肌收缩以减慢胫骨的前移速度;胫骨前肌离心收缩以减慢足部以上肢体的向前运动,防止屈膝步态;在足支撑相中期到足趾离地过程中,臀大肌和腘绳肌参与活动,并增加 30%~50%的活动以减慢处于支撑相的肢体。跑步周期 70%的过程足背屈肌参与作用。在全足着地期,足固有肌群、趾屈肌和腓骨肌群对前后足的稳定起到重要作用。由此可见,虽然前脚掌着地对膝盖的冲击力减小了,但是对足弓、小腿三头肌、跟腱、踝足部肌肉、筋膜、韧带的压力却变大了。事实上只是把膝盖应该承受的一部分负荷转移到了足踝部。这就是很多下肢力量相对较弱的人采取前脚掌着地的跑步方法时会出现小腿三头肌疼、跟腱疼、胫骨前肌疼、踝关节疼的原因,也是导致足底筋膜炎的重要原因之一。肌肉的酸痛经过数日的休息很快就会恢复,但是对足弓和踝关节附近韧带的损伤,恢复较慢。对于体重相对较大,或踝关节稳定性相对较差的人群来说,在采用前脚掌着地跑步方式时,一定要注意运动量和强度,量力而行,避免出现足弓、足底筋膜或踝足部韧带损伤。

小结 1,对于初跑者或平时静坐少动的健身人群来说,想要采用前脚掌着地未尝不可,但需要格外注意以下三点以降低运动损伤风险:1,达到一定的跑步速度;2,增强下肢肌肉力量;3,运动强度不宜过大。

后脚跟着地的跑步方式是大多数初跑者会采用的方式。

首先,后脚跟先着地,迅速滚动到前脚掌的方式本身就有一定的缓冲作用。只要跑步时注意保持上半身正直,着地脚不过分前伸,膝盖微曲,在大部分着地期间,足底压力重心都在鞋子长度的前 20%~40%处。

其次,人体足部有特化的足底脂肪垫结构。它可以缓冲震动,平均每个足跟垫的面积是 23cm2。对于一个 70kg 的人来说,足跟承受的负荷为 3.3kg/ cm2,跑步时增至 6kg/ cm2。如果足跟以每英里 1160 次的频率触地,该累计效应是显着的。如果这种累计效应作用于身体其他部位,会导致组织坏死。但足跟中逗点和 U 型脂肪填充物呈柱状垂直排列,同时横向和斜向的弹性纤维在内部加固了这个隔膜样垫,形成蜂窝效应。多种紧密有序排列的小细胞具有高效吸收和分散力的作用。然而随着年龄的增长,隔膜及脂肪垫发生退变,损伤风险会增高。

此外,跑鞋的减震科技也可以保护膝盖,比如 Nike 的气垫缓冲技术,Asics 的 Gel 技术,Mizuno 的 Wave 技术等,鞋子可以降低压力峰值并改变足底压力分布。穿上合适的跑鞋,前足受力分布向内侧转移,导致最大受力部位转移到承力更强的第一及第二跖骨头。

小结 2,对于将跑步作为常规锻炼方式的普通跑步者来说,进行长距离慢跑时传统的后脚跟着地方式还是很实用的,同时应配备具有后跟缓冲功能的跑鞋。对于已有一定跑步经验、个人能力相对较好的跑步人群,在进行速度相对较快的两三公里跑时可采用前脚掌着地方式。但是,具体采用哪种跑步着地方式,还要结合个人的自身特点,保护自身薄弱环节——踝足或膝关节。

友情提示,不论采取何种足部着地方式,平时都要注意加强下肢肌肉力量练习。适度的进行臀肌、小腿三头肌、踝足部肌肉的肌肉力量练习。比如通过靠墙静蹲的方式锻炼股四头肌肌力以增强对膝关节的保护作用,简单易行,不受场地、器材等的限制(具体方法请参阅上一篇文章《跑步应不应该戴髌骨带或者护膝》)。另外,跑步结束后也要注意及时进行牵拉放松,能够有效的缓解延迟性肌肉酸痛。

总而言之,对于初跑者来说,要做的功课有很多,切勿将身体的某个部分脱离整体孤立地讨论,运动人体科学认为人体是整条运动链,各部分相辅相成密切相关。做到整体姿势正确的前提下循序渐进地增加运动负荷,再对特定部位进行改进,以达到精益求精的目的。在享受挥洒汗水的过程中,逐渐总结出适合于自己的跑步之道。科学锻炼,健康生活!

拓展阅读:

足弓:是由跗骨、跖骨的拱形砌合,以及足底的韧带、肌腱等具有弹性和收缩力的组织共同构成的一个凸向上方的弓,可分为纵弓(内侧纵弓、外侧纵弓)及横弓,足弓的主要功能是使重力从踝关节经距骨向前分散到跖骨小头,向后传向跟骨,以保证直立时足底支撑的稳固性。

足内侧纵弓组成部分包括距骨、足舟骨、3 块楔骨和第一到第三跖骨,承受了大部分的负荷。外侧纵弓由跟骨、骰骨和第四、五跖骨构成,较低较短,整个外侧纵弓常接触地面,且与地面的接触面积比内侧纵弓大,为足弓的负重部分,活动度较小,比较稳定,并支持内侧纵弓。

足内侧纵弓:可以用两个模型来形容:横梁(beam)模型和桁索(truss)模型(Sarrafian,1987)。桁索模型描述足弓有一个三角形结构,三角形有两个支柱,并在底部通过一条绳索相连。支架承受着来自上方的压力,绳索承受着张力。而跖筋膜类似于桁索模型中的绳索结构。跖筋膜起于跟骨的内侧结节,横跨跗骨、跗跖骨和跖趾关节并嵌入跖趾关节底部、间接系韧带和拇趾籽骨。跖趾关节的背屈牵张足底并通过卷扬机制使得足弓上抬。在步态周期中的趾离地期,当身体越过足部,脚趾被动屈曲,跖筋膜牵张并缩短跖骨头与足跟的距离以上抬足弓。而且跖腱膜与跖骨头处的跖深横韧带相互交织,组成强大的腱膜韧带系统,有助于维持足弓的三维形态。

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