不傷膝的關鍵跑姿,每一位跑者都應該掌握

運動大聯盟     2021年02月02日

跑步一直是大眾參與人數最多、受歡迎程度最高、最簡便易行的運動,但令人遺憾的是,研究顯示這項運動的傷痛發生率高達85%,這其中又以膝痛最為常見,導致膝痛的原因很多,跑姿問題、體重大、跑量過多、缺乏力量、不重視恢復等等不一而足,當然這些都是膝痛的影響因素,最終這些因素都會以生物力學的形式呈現出來,也即一切因素最終都會歸結於反覆受力引發應力集中,從而導致慢性損傷。

不傷膝的關鍵跑姿,每一位跑者都應該掌握

損傷都可以從力學上給予解釋

一、跑步膝痛根本原因是著地時受到較大衝擊力

跑步是一項週期性運動,也即蹬地、騰空、擺腿、著地、支撐等階段週期重複出現,在跑姿的整個環節中,哪個環節受力最大,自然就是最有可能引發傷痛的關鍵跑姿,處理好這個環節就能在很大程度上解決傷痛問題。

在跑步過程中,腳每次著地必然會對地面形成2-3倍體重的作用力,此時地面會形成相等的、反方向的力。看起來,著地所引發的衝擊力是應力集中並且不斷積累,引發傷痛的關鍵跑姿。

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圖1的曲線描繪出了從腳後跟著地至腳掌離開面過程中地面反作用力的變化,很明顯看到有兩個峰值。第一個峰值(稱為被動峰值)是腳後跟接觸地面的瞬間,地面給腳和小腿的反作用力(此圖是腳後跟著地跑者的數據),衝擊力峰值基本上反映出了此時地面對腳和小腿衝擊力的大小。第二個峰值(主動峰值)出現在著地過程中的中間時刻,此時衝擊力來自腳支撐身體的重量。很明顯第二次衝擊力峰值比第一次大,時間長,這是很典型的現象。

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圖1 跑步著地時,大約受到兩倍於體重的衝擊力

二、衝擊力不會變,但我們可以通過緩衝技術來減少損害

研究顯示,無論是後腳跟著地,還是前腳掌著地,總的受力沒有改變,也即2倍於體重的衝擊力是你必須要承受的,但我們能改變的就是讓自己一瞬間受到這個衝擊力的作用,還是通過合理的技術將衝擊力有效瓦解掉。如果是前者,也即硬著陸,當然你就容易受傷,而如果是後者,也即軟著陸,那麼你其實就將衝擊力有效化解於無形。

那麼什麼是硬著陸呢?也即如下圖所示的著地方式,著地時膝關節處於伸直狀態,著地點明顯遠離身體重心。可以想像,在著地瞬間,這是膝關節處於鎖死狀態,著地瞬間所帶來的巨大衝擊力沒有經過緩衝,就直接作用於膝蓋,自然就容易導致膝關節損傷。

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如果是這樣的著地,必然傷膝

如果進一步說解釋,水平虛線代表重心距離著地點的距離,這個距離過大則說明跑姿存在明顯問題,造成著地點遠離重心,人體受到較大地面衝擊力直接作用,著地時膝關節保持伸直狀態可能與兩個因素有關,一是步頻過慢(低於150步/分),二是甩小腿跑。

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因此,要想減少著地時地面衝擊力,我們必須在著地時保持膝關節處於彎曲狀態,並通過著地後膝關節積極下壓,依靠肌肉而非骨骼來緩衝地面衝擊力,那麼怎樣才能讓膝關節處於彎曲狀態呢?適當縮小步幅,讓著地點更加靠近重心。這就好比,我們從高處跳下,如果著地瞬間你的下肢關節都是伸直的,你當然會受到很大地面衝擊力,甚至引發骨折,但如果你落地時膝關節保持彎曲並積極屈膝屈髖屈踝,就可以有效緩衝地面衝擊力,將巨大的衝擊力消散於積極下壓動作。

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著地位置改變不了衝擊力,但可以改變緩衝程度

三、無論速度快慢,著地時膝關節都要保持輕微彎曲

我們測試了2013年第12屆全運會馬拉松女子團體冠軍成員對象王田的跑姿,從下圖可以清楚地看到著地時,從6:00配速到4:00配速,王田在著地時,膝關節角度始終呈162-163度左右,這樣就可以有效緩衝,避免膝關節受到過大的地面作用力。

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這也說明著地時腳的位置沒有因為速度變化而改變。合理的著地位置為:著地點在重心微靠前一點,既不是在完全重心正下方,但也不會距離重心太遠,膝關節在著地時保持彎曲非常必要。這樣一方面可以分解膝關節受到的地面反作用力,一方面可以通過積極下壓緩衝,進一步減少膝關節受到的作用力並為蹬伸儲備彈性勢能。

四、怎樣才能實現著地時,膝關節保持適度彎曲

著地時保持膝關節彎曲,既是良好跑姿的體現,也是跑步專項能力的體現,因此,既要反覆練習,也要強化跑步專項力量,具體怎麼做呢?

1、適當加快步頻

在2011年一篇論文「人為改變步頻對於跑步過程中關節受力的影響」,來自威斯康星大學的研究人員測試了是否可以通過增加跑者的步頻來減少他們所受到的衝擊力。他們嚴密監測了跑者改變步頻後衝擊力的變化,結果發現:「只要增加跑者的步頻,就可以大大減少跑步對膝關節和髖關節的衝擊力,這對於預防和康復跑步導致的傷痛顯然是最為有效的方法」。通過加快步頻,可以避免拚命往前邁腿而出現的著地時膝關節過伸。

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慢步頻對身體有一定傷害

一般來說,速度越快,步頻越快,但這並不代表在慢速時步頻就應該很慢,步頻應當有一定下限,對於跑步而言,這個下限是不低於每分鐘150步,最佳要能達到170-180步/分,在慢速時,你可以通過快步頻小步幅實現,在快速跑步時,你當然就是快步頻大步幅,這樣就能實現著地膝關節不出現過伸的情況,從而大大減少膝關節所受到的衝擊力。

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2、加強緩衝性力量,你需要離心訓練

光有快步頻也不足以緩衝著地時的衝擊力,著地後應當伴隨膝關節積極下壓,這裡的積極下壓用專業術語來說,就是離心性力量。首先要跟大家科普兩個名詞,向心收縮(concentric contraction)和離心收縮(eccentric contraction),這兩者都是最常見的肌肉工作方式。

簡單來說,向心收縮是指肌肉收縮產生張力的同時肌肉是縮短的,比如說提踵動作中腳跟提起的過程,就是小腿肌肉的向心收縮過程。

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離心收縮是指肌肉在收縮產生張力的同時肌肉被拉長了,比如說提踵後,腳跟還原回放的過程就是小腿肌肉的離心收縮過程,也就是說肌肉又拉長又處於收縮狀態的一種收縮形式。

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離心收縮是制動緩衝階段肌肉的主要工作形式。肌肉離心力量的不足,容易導致跑步落地時,緩衝不足,導致關節受到更大衝擊力,從而造成損傷的發生。因此,通過離心訓練提高著地緩衝能力對於預防跑步損傷有著重要的意義。

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3、離心訓練要點

離心訓練的重點就是強調「離心」二字,離心收縮的時間要到長達3~5秒,也就是 「快起慢落」,這樣就可以有效提高肌肉緩衝能力。

4、提升跑者跑緩衝能力的離心訓練方法

離心性下蹲:下蹲過程用時約5秒,站起用時約1秒。強調下蹲過程中大腿前側肌肉又用力又被拉長的感覺。一組12~16次,完成2-3組。

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離心性單腿下蹲:單腿離心下蹲對於腿部力量要求較高,是離心下蹲的進階動作。腿部力量較差的跑友、女性跑友可以扶牆進行這一動作,動作過程中要求快起慢下,下蹲過程用時約5秒,站起用時約1秒。可以進行2~3組,一組8~12次。

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離心性提踵:提踵過程1秒,下落過程5秒左右。記得找一固定物扶住以保持身體的平衡。可進行2~3組,一組12~16次。

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高處跳下緩衝:從一個台階或者凳子上跳下,前腳掌著地,積極屈髖屈膝緩衝,保持身體平衡至少2秒鐘,落地聲音越輕越好。可進行2~3組,一組8~12次。

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高處跳下單腳緩衝:這是前述動作的進階訓練,從一個台階或者凳子上跳下,單腳前腳掌著地,積極屈髖屈膝緩衝,保持身體平衡至少2秒,由於是單腳落地,難度大大增加,可以選擇稍微矮些的凳子,落地聲音越輕越好。可進行2~3組,一組8~12次。

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單腳起跳緩衝落地:單腳起跳後,緩衝落地,要儘可能保持身體平衡,維持至少2秒,落地聲音越輕越好。可進行2~3組,一組8~12次。

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六、總結

對於什麼樣的跑姿可以提高速度,其實爭議很大,有人說是蹬伸,有人說是小腿摺疊提拉,但對於什麼樣的關鍵跑姿可以有效預防傷痛,大家觀點都基本一致,那就是要保持著地時膝關節彎曲,著地點靠近重心,你可以通過加快步頻,加強離心性力量訓練等方式實現。因為,我們所追求的就是無傷奔跑!

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