運動不只是手腳的活動，更是全身的律動。為自己設定訓練目標、想加強運動表現，除了注重肌肉的收縮、頻率、整合之外，呼吸、心跳、肺活量、血液循環、神經元的傳導、內分泌等生理作用都必須做調整。所以我們在運動前，一定要先了解運動時生理機能的運作、各系統的協調與承受力，才能避免運動傷害、享受運動的好處。下文運動時四個部分的作用，愛運動的你一定要知道！

第一部份： 能量代謝、骨骼肌肉與神經系統的作用與關連

人類基本動作由推拉轉走所構成，這些人體自然動作能力，源自於肌肉產生力量，作用在骨骼之上，進而發展成競技運動。骨骼肌肉系統的組成包含骨骼、關節、肌肉、肌腱，當肌肉需要活動時，由大腦發訊號，經由運動神經元（神經細胞）做支配，並產生一連串相應的運動。 所以運動與骨骼肌肉、神經系統的組成與發展至關重要。

第二部份：運動與呼吸／循環系統的作用

身體循環系統包括心臟、血管、血液，職司氧氣和養份輸送，以及二氧化碳的排出。促進循環系統生長發展的最大力量是運動訓練，因為構成循環系統的身體組織需透過運動引起的一連串反射和反應，才能給予有效刺激，使其生長發展。因此，循環系統機能不僅關乎身體體能的強弱，也影響到身體的運作效率。

第三部份：運動與內分泌／免疫系統的關聯

內分泌系統可說是身心平衡的關鍵！內分泌系統是分泌「荷爾蒙」至血液循環中的器官，包括甲狀腺、腎上腺、胰島素等等。荷爾蒙隨著血液流動至身體各處，在人體的作用非常廣泛，從皮膚、心臟血管、腦部、腸道、骨頭等，都受到荷爾蒙的調節，而不同荷爾蒙之間也會互相影響，形成一個錯綜複雜的網絡，來維持身體機能的恆定。在體能強化的過程中，內分泌與免疫系統扮演相當重要的角色。

第四部份：運動與體溫調節／環境適應

體溫的調節是持體內環境恆定的先決條件，由於發熱和散熱兩種作用平衡結果，使得正常體溫經常維持在一個極小的範圍內。運動時人體的總產熱量可能急劇增加，溫度的調節、散熱與保溫的方法以及過高體溫對身體的影響與反應，都是運動人員必須了解的重要知識。

為了幫助熱愛運動的人正確運動，《運動星球》特別邀請擁有醫學、復健及物理治療背景的長庚大學物理治療學系暨復健科學研究所教授－王鐘賢教授，開設2020運動系列認證班【運動生理】課程。課程將運動生理分為四大主題（四堂課），深入淺出且完整地結合理論基礎與實務應用，讓學員把看似難懂的運動生理學，輕鬆活用在自己的運動中。除了運動愛好者，物理治療師、運動營養師、私人或團課教練，以及運動相關團體課程指導員等運動相關專業人員，都相當適合來上這堂課程！

課程報名資訊

課程名稱 2020運動系列認證班【運動生理】
課程時間
  第一堂：７/２５星期六，早上9:00~12:00
  第二堂：７/２６星期日，早上9:00~12:00
  第三堂：８/０１星期六，早上9:00~12:00
  第四堂：８/０２星期日，早上9:00~12:00
  本課程共分為 (一)、(二) 、(三) 、(四) 四堂課，每堂課3小時，合計12小時
課程地點 台北市民生東路二段141號8樓
參加對象 對課程有興趣之學員均可報名
報名時間 即日起至額滿為止
報名費用 原價NT 9,600.- /人，經濟促進方案優惠價NT 7,600.- /人，現正實施中（學費包含課程講義一份）
課程認證
中華民國物理治療學會繼續教育專業積分
中華民國營養師公會全國聯合會繼續教育績分
主辦單位 亞洲大學物理治療學系／長庚大學物理治療學系
協辦單位 運動星球

報名詳情請上 Accupass活動通 報名 

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近年運動市場的新穎跑鞋如雨後春筍般出現，無論是外觀上繽紛色彩或是特殊的結構設計，不知道身為跑者的你是否有觀察到一個趨勢：「跑鞋鞋頭上揚的趨勢日益明顯，尤其在厚底的跑鞋之中特為突出！」這對跑步會有什麼影響呢？厚底跑鞋上揚的鞋頭結構，真的對跑步時的順暢性有幫助？該結構會對跑步姿態有什麼影響？本文將透過科學的方式，解析跑鞋設計對前足順暢性的影響。

先了解跑步著地過程 －滾動機制

為了揭開順暢性相關的疑惑，首先我們必須了解跑步著地的過程，可比擬為一個滾動的動作。從腳跟著地到離地，可分為三個滾動機制，腳跟滾動 (Heel Rocker)、腳踝滾動 (Ankle Rocker) 以及前足滾動 (Forefoot Rocker)。腳跟滾動 (Heel Rocker) 指腳跟初著地到全腳掌踩平；腳踝滾動 (Ankle Rocker) 指全腳掌貼平到腳跟抬起之前；前足滾動 (Forefoot Rocker) 則指腳跟抬起到腳掌完全離地。

下圖由左至右依序是：腳跟滾動 (Heel Rocker)、腳踝滾動 (Ankle Rocker)、前足滾動 (Forefoot Rocker)

著地時，若是腳掌的滾動過程不流暢，則會產生「卡卡」的感覺，使整體滾動動作的速度不平順，而有不佳的順暢感。其中較容易受跑鞋影響的滾動為腳跟滾動及前足滾動，在此我們稱為「後足順暢」與「前足順暢」。本文將著重在前足順暢的部分。

或許你能直接感受到有些跑鞋順暢性的差異，但透過科學儀器量測，將能更清楚地看到差異，即量測前後方向足底壓力中心 (Center of Pressure, COP) 移動的速度變化。2018 年 Lam 等學者研究認為，良好的順暢感，COP 前後方向速度變化應該是漸進式地增加，而並非突然地遽增，換言之，當前後方向 COP 移動速度的變化越平緩，表示滾動過程較不會突然大幅加速，而是平順的滾動。
延伸閱讀：慢跑鞋的順暢感

下圖透過量測足底各部位的壓力大小，可計算出壓力中心（COP，即圖中的圓點）；隨著跑步的滾動機制 COP 會由後至前移動，形成不同的速度變化，藉此可分析跑鞋的順暢性。

科學量測 6 雙跑鞋

本文選定 6 雙市售跑鞋，分為一般跑鞋組以及鞋頭上揚組。所謂一般跑鞋組是指無特別設計鞋頭上揚的結構，鞋內也無設計幫助滾動的硬板之鞋款；而鞋頭上揚組，即該跑鞋設計底部較厚，且鞋頭有特別上揚，試圖引導跑者在前足滾動時保持順暢感受，如同蹺蹺板一般。

量測由一名跑步經驗豐富的測試員輪流穿著 6 雙市售跑鞋，並於鞋墊處使用 Pedar 足底壓力系統，且於跑步機上以每小時 10 公里的時速 (10KPH) 跑步，每一雙鞋至少跑 3 分鐘以上，擷取穩定的足底壓力訊號並匯出數據，以分析完整步態週期為主。

量測結果出爐，對比一般跑鞋組（虛線）與鞋頭上揚組（實線），在腳跟開始離地的階段，尤其是 60-85% 的時間軸，鞋頭上揚組的 COP 移動速度曲線變化較為平緩，COP 移動速度峰值約落在 0.8-1.2m/s 之間；而一般跑鞋組的 COP 移動速度曲線變化遽增，COP 移動速度峰值約在1.2-1.6m/s之間。綜上所述，COP 移動速度變化較平緩的鞋頭上揚組，有較佳的前足順暢性。

鞋頭上揚對動作的影響

為了呈現跑步著地時的鞋底滾動變化，我們於操場拍攝慢動作影片，以利了解跑鞋結構改變對動作的影響。由下圖動畫可以清楚看出，鞋頭上揚組有較順暢的滾動過程，這也呼應了上述所分析 COP 移動速度較平順的結果。

ASICS MetaRun, NIKE free RN 5.0, MIZUNO Wave Sky 3 Waveknit：

ASICS MetaRide, NIKE Air Vaporfly Next%, HOKA ONE ONE Carbon X：

我們從一般跑鞋組（黑，ASICS MetaRun）與鞋頭上揚組（白，ASICS MetaRide）各挑出一款鞋，並搭配定格的截圖來做更詳細的解釋。

ASICS MetaRun（一般跑鞋組）與 MetaRide（鞋頭上揚組）的分解動作變化：

從全掌貼平到腳跟離地的過程中，一般跑鞋組在啟動前足滾動機制 (Forefoot Rocker) 時，需較大程度地彎折蹠骨關節；而鞋頭上揚組則是像蹺蹺板般，順應著跑鞋的結構與上揚弧度向前。從黃、紅、藍色點的相對位置便能清楚知道，當一般跑鞋組向前時，黃點位置幾乎是不動的；相對地鞋頭上揚組向前時，黃點位置則是向下，同時間藍點上升，代表鞋頭向下貼平地面，而鞋跟隨之揚升。

從最大彎折到離地瞬間的過程中，前腳掌與掌趾會推蹬地面，我們可觀察到一般跑鞋組推蹬的位移較大，伸展的幅度亦大；反之，鞋頭上揚組的位移較平緩，伸展的幅度小。對比紅點與藍點的軌跡線就能明顯看到一般跑鞋組上升幅度較大；反之，鞋頭上揚組則上升幅度較小。顯示一般跑鞋組在推蹬時會有較大的蹠骨關節彎折動作，而鞋頭上揚組則會受限於鞋子的結構，不須做出較大的延展動作；這樣的動作變化，可降低蹠骨關節推蹬的出力，但會使跑者感受到「推不到的感覺」，形成一種「還沒推蹬就離地」的感受。

結語

本文比較鞋頭上揚組與一般跑鞋組，希望利用足底壓力中心(COP)的移動速度變化探討著地與離地時的現象，並試著解析其中的過程，這並不代表跑鞋的優劣。

跑鞋的結構設計百百種，鞋頭上揚設計的跑鞋並不一定適合每位跑者。有些跑者偏愛一般跑鞋推蹬時腳掌彎折的感受；而有些跑者則偏愛順暢的過渡感。挑選適合自己的跑鞋才是最重要，而透過科學的驗證方式可以提供客觀的數據分析，並排除主觀感受錯誤的可能。

參考文獻：
Lam, C. K. Y., Mohr, M., Nigg, S., & Nigg, B. (2018). Definition and quantification of ‘ride’ during running. Footwear Science, 10(2), 77-82.

撰文／董智尚、陳韋翰、相子元

*文章授權轉載自《運動科學》網站
原文：厚底跑鞋鞋頭上揚對前足順暢性的影響

許多久坐、久站，以及想減重的人，會因為身體警訊或是想保養身材開始培養運動習慣，但有時可能想快速達到效果就將運動量提高，其實，運動過量會讓人未蒙其利先受其害！以下為運動過量傷對身體的3大影響，看完後請保持規律運動、作息，才能讓運動表現事半功倍。

造成身體局部磨損

很多人在運動前不會做足暖身，卻又開始進行大量運動，像是跑步、重量訓練都可能會造成身體局部過度使用，導致關節以及肌肉磨損。像是常見的腰背肌慢性磨損和膝關節磨損等問題，若出現身體局部磨損時，就需要改變運動的方式，像是經常打籃球的人，就可以穿插游泳或瑜伽來減少局部重複性動作帶來的運動傷害。

免疫力下降

根據許多國外研究發現，太高強度與密集的運動不僅沒達到強健身體，反而會讓免疫力下降。許多科學家們有注意到過度的運動對於免疫系統反而會傷害，這些運動員比較容易感冒，而適度的中強度運動卻反能提高免疫力來對抗病毒或細菌。根據多倫多大學針對19～29歲的平常不常運動者，讓他們分別每周進行三次或五次的40分鐘有氧運動，連續達12周之久，隨後由血液檢察中發現，每周三次運動者的CD16殺手細胞增加27%，而每周五次者則只提高21%，而每周運動五次者的免疫細胞數量竟減少33%！所以由實驗證明，過度運動並不是一件好事。

影響內分泌系統

一次性的運動過量或是長期的過度運動，會因為疲勞而抑制腦下垂體的分泌，使雄性素及雌激素的前驅材料去氫皮質酮（DHEA）的濃度下降，此時會讓體力恢復的較慢且影響人體內氨基酸的攝取，以及核酸和蛋白質的合成，長期下來會影響肌肉、骨骼和紅血球的生長，讓人提前衰老、降低抗氧化能力。

身體痠痛

很多人以為運動時身體出現疼痛或是運動後痠痛是正常的現象，因為運動後會使肌肉損，開始出現肌肉痠痛現象，但是，如果是運動過程中發現急性的劇痛或是隱隱作痛，並非肌肉痠痛的感覺時，此時就是身體因為運動過量而造成的疼痛訊號，需要馬上停止運動並且休息後再審視疼痛的狀況來選擇是否需要就醫醫治療。如果是因為乳酸堆積或是肌肉過度緊繃造成的肌肉痠痛，則需要降低運動強度，或做一些按摩、物理治療等緩解不適。

心情沮喪

時常聽到：「心情不好就去運動！」這句話本意是沒錯，但當運動量過度時就會造成反效果。運動時，大腦會釋放出腦內啡讓人感到愉悅，但如果運動量過大，會適得其反，讓焦慮鬱悶的心情不但無法緩解還會被放大！因此，當你心情不好時，可以去做適當的輕運動，像是瑜伽，如果真的想大量抒發，建議做30～45分鐘的有氧拳擊讓汗水狂飆，不僅能排解壓力，同時也能達到燃脂效果。

失眠

適量運動可幫助睡眠品質上升，但運動過度會導致交感神經系統障礙，像是太拚命跑步、重量訓練等無氧運動，會讓交感神經異常活躍，導致晚上興奮睡不著。建議要做這些運動時，愈早愈好，不僅對晚上睡眠的影響較小，同時也能因為睡眠品質變好來提升運動表現。如果有失眠嚴重的人，不建議做劇烈運動，溫和的伸展才能幫助。

資料來源／PEAK FITNESS、BUSINESS INSIDER、HEHO健康網

責任編輯／妞妞