跑步的步態周期

人類如何跑步？跑步只是一種更快的步行方式嗎？有正確的跑步姿勢嗎？我能改進我的跑步姿勢嗎？如果可以，應該怎么做？跑者經常向跑步專家提出這些問題，例如醫生、研究人員、教練和有經驗的跑者。其中的答案比較復雜，但這些問題可以運用運動科學的一些知識來回答。

在本章中我們會簡要介紹跑步時相關的身體部位、與解剖學關鍵部分有關或無關的生物力學，以及跑步時的運動知覺結果。因此，本章所包含的訓練通過微調步態周期來幫助跑者完善他們的跑步姿勢。

跑者可以通過分析跑步中的步態周期，來進一步了解跑步（圖1.1）。跑步與步行不同：步行需要在一個周期中，雙腳同時與地面接觸；而跑步的特點則是在一個周期中，雙腳同時離開地面（雙腳騰空）。這里所謂的“周期”，是指從一只腳開始接觸地面時開始，到同一只腳再次接觸地面時結束的一段時間。

步態周期包含兩個階段：站立或支撐階段，以及擺動階段。當一條腿處于站立階段時，另一條腿則處于擺動階段。站立階段的標志是腳與地面的初始接觸（足部觸地），中立姿勢和推進力。擺動階段從離地開始，演變為向前擺動，或反向擺動，結束于著地，從而開始下一個姿態周期。在圖1.1中，右腿處于站立階段（與地面接觸），并與脛骨后肌和長屈肌接合。左腿處于擺動階段，準備與地面接觸。

站立階段

腳部接觸地面前（即擺動階段的最后20%），股四頭肌群（主要是股直肌）非常活躍。一旦腳部接觸地面，觸地時產生的沖擊力就會被肌肉（脛骨前肌和腓腸肌）、肌腱、骨骼、腳和小腿的關節分散。詳細來說（見第4章），這種分散是由3個相關但獨立的腳部運動引起的：距下關節倒置和外翻，足中部外展或內收，以及足前部背屈和跖屈。

在理想狀況下，小腿結構中所產生的作用會讓腳進行輕微的旋前運動，也就是后腳向內翻的動作。旋前運動會將腳落地時產生的沖擊力分散到足弓表面，以緩沖對雙腳造成的影響。當處于中立姿勢而腳部沒有進行旋前運動時，會造成腳的側邊單獨接觸地面，而無法緩沖落地時的沖擊力。這種腳部動作所產生的生物力學會逐漸造成跟腱緊繃、小腿后部的腓腸肌拉傷、膝蓋側面疼痛及髂脛束的不適（完整的說明請參考第9章）。另外，如果在中立姿勢頻繁地進行旋前運動腳過度旋前，脛骨內旋會引起脛骨疼痛，并導致小腿前部肌肉拉傷和膝蓋內側疼痛。忽略旋前或旋后運動、異常僵硬的足弓及過度運動的足弓都不是理想的腳部動作；而輕度至中度的腳部旋前運動才能有效地緩沖腳觸地時所產生的沖擊力。

站立階段的最后一部分被稱為推進或推動，或者說就是腳趾離地。運動員越擅長通過臀大肌和核心肌群將腳推離地面，并有意識地使用脛骨后肌，腳與地面接觸的時間就越少。一般而言，與地面接觸時間越少，則周期循環越快。并且在相同的步幅下，運動表現越佳。

擺動階段

在剛開始接觸地面和中立姿勢定位之后，各種肌肉會通過協同工作的原理來實現推動的動作。這些肌肉包括腘繩肌、髖屈肌、股四頭肌和小腿肌肉（腓腸肌和比目魚肌）。當一條腿正在完成站立階段并進入擺動階段時，另一條腿正在完成擺動階段，并且正在準備開始下一個站立階段，從而完成一個步態周期。在結束了與地面的接觸后，第二條腿開始向前運動，這是由于骨盆的向前旋轉和腰大肌引起髖關節同時屈曲的結果。當這條腿通過前擺階段時，腘繩肌會拉長，從而限制了小腿的前伸，而小腿由股四頭肌拉伸。當身體加速時，小腿和腳開始下降到跑步面，這樣就形成了從頭部到腳趾的垂直直線。

請注意，兩個周期分別由兩條腿各自完成，同時發生。當一只腳離開地面開始擺動階段時，另一條腿準備開始站立階段。跑步運動的這種動態特性，使得很難將所涉及的解剖部分分離出來。因為跑步與步行不同的是，勢能（儲存在物理系統中的能量）和動能（運動產生的身體能量）同時發揮作用。從本質上來說，跑步過程中所涉及的肌肉會不斷地以興奮劑（原動力）和拮抗劑（對抗或穩定運動）的形式出現，從而產生偏離心和向心收縮。

跑步時站立階段和擺動階段身體核心的作用其實完全相同，也就是維持人體上半身的穩定性，這讓骨盆會在正常的范圍內進行扭曲和旋轉。由于跑步的步態周期是由雙腿分別在站立階段或擺動階段運動，因此在這個階段中讓骨盆穩定運動相當重要。關于人體的核心部分，在第6章會有更深入的介紹。在這里必須說明的是，不良的步態周期將導致人體的核心部分變得不穩定，從而造成運動損傷。

手臂為穩定和平衡提供了相應的輔助作用，但方式卻略有不同。具體說，每只手臂負責平衡與其相對的一條腿，所以當右腿向前擺動時，左臂也隨之向前擺動，反之亦然。此外，手臂會相互平衡，從而幫助軀干保持穩定和良好的姿勢；還需確保手臂擺動的方向為由前至后，而不是左右擺動。相比之下，錯誤的擺臂方式不僅會妨礙跑者的跑步效率（當腿隨擺動的手臂而擺動時，會縮短步幅），還會影響跑步的表現（因為糟糕的身體形態會顯著增加能量消耗）。

考慮到步態周期涉及雙腿同時進行循環——并且是身體的相同部分（即肌肉、肌腱和關節）同時執行多種功能——很可能會造成動力鏈發生故障或失效。這種故障通常是由于固有的生物力學不平衡而導致的，這種不平衡由于跑步動作的動態重復而加劇。例如，股四頭肌群和腘繩肌群都參與了步態周期的著陸階段。股四頭肌群拉伸腿部，腘繩肌群限制了膝關節的屈曲。由于股四頭肌群非常強壯，腘繩肌群必須在最佳狀態下運動，才能使動作流暢。如果腘繩肌群變弱或不靈活，則由此造成的失衡將導致損傷。

這個例子很明顯地說明了解剖失衡的潛在傷害。為了防止發生這種情況及其他不良情況，本書提供了一個全面的力量訓練方案。通過開發主動肌與拮抗肌，以及強化關節功能，這些練習會達到相輔相成的效果。