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鞋垫柔顺性对训练有素的跑步者跑步经济性和生物力学的孤立影响
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年10月17日 来源:Medicine & Science in Sports & Exercise 3.9
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跑鞋中底柔性提升耐力运动表现,本研究通过对比不同中底柔性的跑鞋,发现高柔性鞋具可使跑步经济性提升3.90%,下肢刚度增加2.98%,并伴随膝关节屈曲角度、压缩量及峰值矩的降低,导致平均正膝关节功率耗能下降9.46%。
跑步经济性是决定耐力表现的关键因素,最近开发的先进鞋类技术(AFT)显著提高了跑步经济性。AFT的一个关键特点是具有厚实且柔顺的中底。以往的研究表明,较高的地面柔顺性与较大的腿部刚度和更好的跑步经济性相关,这表明增加鞋子的柔顺性可能会产生类似的效果,从而至少部分解释了AFT带来的代谢益处。然而,目前尚不清楚中底的柔顺性是否能够完全复制地面柔顺性对跑步经济性和腿部刚度的影响,以及这些改善背后的生物力学机制是什么。
十九名训练有素的男性跑者在两种仅在中底柔顺性上有所不同的鞋子中进行生物力学和代谢测试。参与者在每种鞋子的仪器化跑步机上以12公里/小时和16公里/小时的速度各完成三次5分钟的跑步试验。在这些试验过程中,我们收集了3D运动数据、地面反作用力以及通过间接量热法测得的全身代谢率。
更柔顺的鞋子使跑步经济性提高了3.90%(P < 0.001),同时腿部刚度增加了2.98%(P < 0.01)。此外,随着中底柔顺性的增加,跑者在支撑阶段膝盖弯曲程度减小、腿部压缩减少、平均膝盖伸展速度降低以及膝盖伸展肌的峰值力矩也有所下降(P < 0.05)。这些生物力学变化导致平均膝关节正功率下降了9.46%(P = 0.001)。
较高的中底柔顺性有助于提高跑步经济性。改变中底柔顺性主要影响膝关节的生物力学特性和平均膝关节正功率。虽然未来的研究应进一步探讨肌肉-肌束的动态变化以直接确定肌肉层面的影响,但我们的结果表明,鞋子的柔顺性通过降低膝关节伸展肌的代谢需求来改善跑步经济性。
通俗语言总结:本研究探讨了鞋子中底的柔顺性对训练有素的男性跑者的跑步经济性和腿部刚度的影响。研究人员使用两种中底柔顺性不同的鞋子,发现更柔顺的鞋子使跑步经济性提高了3.90%,腿部刚度增加了2.98%。生物力学变化包括膝盖弯曲程度减小、腿部压缩减少、膝盖伸展速度降低以及膝盖伸展肌的峰值力矩下降,从而导致平均膝关节正功率下降了9.46%。这些发现表明,中底柔顺性通过减少膝关节伸展肌的代谢需求来提升跑步经济性,尽管仍需进一步研究以了解肌肉层面的影响。
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