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,该累计效应是显著的。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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脊椎动物的特有骨骼组织。前肢骨包括肩胛骨、肱骨、前臂骨(包括桡骨和尺骨)和前脚骨(包括腕骨、掌骨、指骨和籽骨)。由于灵长类动物采取直立或半直立姿势,因此前肢称为上肢。与其他动物相比较,上肢(肩)带骨中多出一对锁骨,其功能是支撑肩胛骨。锁骨(clavicle)位于两侧胸廓前上部的皮下,在体表可摸到全长。锁骨内侧与胸骨柄构成胸锁关节;外侧与肩胛骨组成肩锁关节。
平滑肌:平滑肌纤维呈长梭形,无横纹。
骨骼肌:肌细胞呈纤维状,不分支,有明显横纹,核很多,且都位于细胞膜下方。
心肌:与骨骼肌类似,有横纹。但心肌细胞为短柱状,一般只有一个细胞核,而骨骼肌纤维是多核细胞。心肌细胞之间有闰盘结构。该处细胞膜凹凸相嵌,并特殊分化形成桥粒,彼此紧密连接,但心肌细胞之间并无原生质的连续。
籽骨的作用就像滑轮一样,存在于一些关节周围复杂的肌腱组织里。大部分籽骨都只有几毫米宽,呈卵状或芝麻籽的形状(“籽骨”的“籽”就是由此而来的)。人体最大的籽骨是髌骨,或称膝盖骨,可以对股骨和胫骨的末端起到保护作用,它们在膝关节处会合。人类的膝盖骨通常为44毫米(1.73英寸)宽、36毫米(1.41英寸)长。
人体肌肉有几种类型肌肉是运动系统的动力部分。
全身肌肉分为头颈肌、躯干肌和四肢肌三部分,共有600余块,约占体重的40%。(一) 伸展性和弹性肌肉受外力作用具有被拉长的特性称肌肉的伸展性。当外力解除后,肌肉又可逐渐缩回到原来长度的特性为肌肉的弹性。肌肉的伸展程度与其外部负荷不成正比例,随着负荷增大其长度增加的数值逐渐减少;当解除外部负荷后,肌肉也不立即缩回到原来的长度。由此可见,肌肉是一种非完全弹性体。肌肉的伸展性和弹性是两个不同的概念,但二者又密切联系,即弹性好的肌肉其伸展也好。增强肌肉的伸展性,可以防止在外力骤然牵拉时可能发生的断裂;肌肉收缩前被拉长所形成的弹性紧张,使肌肉迅速而有力地收缩,投掷标枪的引枪、跳跃中的预先下蹲及球类“扣杀”动作中预先挥臂,预先拉长股份,正是为了增大肌肉的弹性紧张。(二) 粘滞性肌肉收缩和舒张时,其内部所含有胶状物质分子之间,以及肌纤维之间因摩擦产生的阴力称粘滞性。由于肌肉具有粘滞性,在肌肉快速缩短或拉长时,必须克服这种阻力而额外消耗一部分能量,工作能力下降。天气寒冷时,肌肉的粘滞性增大,做好准备活动,使肌肉内血液循环加快,温度适当提高,减少肌肉粘滞阻力,从而加快肌肉收缩和舒张的速度,提高肌肉的工作能力,还可预防肌肉拉伤.五、 骨骼肌的配布规律全身骨骼肌大多配布在关节的周围,配布的方式与关节运动轴有关,在一个运动轴相对侧配布有两组作用相反的肌群。单轴关节有一对作用相反的肌群,如手指间关节的冠军状轴前方有屈肌群,在后方有伸肌群;双轴关节有两对作用相反的肌群,如桡腕关节(腕关节)冠军状轴前、后方有屈肌群和伸肌群,在矢状轴的内、外侧有内收肌群和外展肌群,在垂直轴的两个放置旋转方向上有旋内肌群和旋外肌群。骨骼肌的配布也反映了人类直立和从事生产劳动的特点。人体直立时,从侧而观,身体的重力线通过枢椎齿突、脊柱胸段前方、髋关节后方、膝关节和踝关节的前方,落在足弓上。人体的结构经过长期的进化已完全适应届这一直立姿势,人的项背部、臀部、大腿前面和小腿后面以及维持足弓的肌肉特别发达,以克服重力影响和保持直立平衡。为了适应步行时单腿负重和限制髋过分外展,内收肌强于外展肌。直立时以下肢旋外位最稳定,髋关节的旋外肌多于旋内肌。由于上、下肢的分工和劳动的影响,下肢肌比上肢肌强大,上肢的屈肌比伸肌强,手肌比足肌分化程度高。此外,由于人类有语言和思维活动,舌肌、喉肌和面部表情肌也得到高度分化六、 影响肌力的解剖学因素肌肉力是产生人体运动的主要动力。长期以来,解剖学家、生理学家和生物力学家都从不同角度对肌力的本质和我作过研究和分析。这里仅从解剖学角度加在阐述。(一) 肌肉的生理横断面一块肌肉的力量是这块肌肉内人全部肌纤维收缩的总和。国此,只能计算出一块股份中所含肌纤维数量,并能测定出每根纤维的力量,就可确定这块肌肉的力量。确定某块肌肉肌纤维数量和测定每根肌纤维的力量极为困难。目前一般彩确定一块肌肉的生理横断面,代替研究一块肌肉所含肌纤维数量,进而研究比肌力(单位面积肌肉的力量),该块肌肉力量就可确定。横切一块肌肉所有肌纤维横断面的总和,称肌肉的生理横断面(图2-17)。根据德国生理学家菲克(Fick)研究,肌力为6~10kg/cm2;美国的莫利斯(Morris)研究发现:男性比肌力9.2kg/cm2,女性为7.1kg/cm2。由此推算,一块生理横断面为9cm2的男性肌肉,其绝对肌力约为82.8kg。因此,肌肉生理横断面越大,肌力越大。外部形态相同和体积相等的两块肌肉,由于肌纤维排列方式不同,两肌的生理横断面不相等,羽状肌最大,梭形肌最小(图3-17),故羽状肌肌力大于梭形肌。在运动实践中,常用体围(如臂围、腿围等)的增减作为估算一个日肌肉发达程度的指标。(二) 肌肉的初长度肌肉收缩前的长度称肌肉的初长度。肌肉力量的发挥与肌肉的的初长度有关,在生理范围内使肌肉的初长度变化,除能增加肌肉收缩速度和幅度外,还能增加肌肉力量的发挥。例如,当足背屈呈60度时,预先拉长小腿三头肌,增加其初长度,它的力量能从348kg增至598kg。这是因为肌肉初长度增长,使肌肉具有更大的回缩弹性。在体育运动中,常做与某一动作运动方向相反的准备性动作,目的在于增强完成该动作的肌力。例如,原地纵跳前的下蹲,其作用之一就是预先拉长伸膝肌(股四头肌)和足跖屈肌(小腿三头肌、趾长屈肌等),以增大这些肌肉起跳时伸膝和足跖屈的力量。田径投掷项目中的“超越器械”(如掷标枪的引枪),其实质是使原动肌(胸大肌等)在收缩前拉长,有利掷出时的发力。(三)肌肉和有关关节的相对位置 七、 研究肌肉运动功能的方法研究骨骼肌运动功能的方法有以下几种:(一) 解剖学分析法1. 根据肌肉的起、止点及其所跨过的关节进行分析 首先观察肌肉标本,辨认出要分析的肌肉起、止点,确定要分析的肌肉所跨过的是何种类型的关节,是单轴关节、双轴关节,还是多轴关节。2. 根据肌肉的定、动点进行分析 确定肌肉收缩时定点是哪一端(侧),从而决定分析其近固定功能,还是远固定功能。3. 明确肌拉力线与肌拉力方向 肌拉力线一般是指肌肉起点的中心点与止点的中心点之间通过肌肉纵轴的连线。肌拉力方向一般指向定点。4.根据肌拉力线与关节运动轴关系以及肌拉力方向进行分析,在分析近固定功能时,具体步骤与方法是:(1)当肌拉力线跨过关节冠状轴,则使环节绕该关节做屈、伸运动。其中,在前方跨过,肌拉力方向向前,使其屈;反之,使其伸。但跨过膝关节、踝关节跖趾关节、足趾间关节的肌肉则相反。(2)当肌拉力线跨过某关节矢状轴,则使环节绕该关节做外展、内收运动。其中,从外侧或上方通过,则使环节绕该关节外展;反之使其内收。(3) 当肌拉力线跨过某关节垂直轴,则使环节绕该关节做回旋运动。其中,在前方跨过,肌拉力方向从外侧向内侧牵拉,则使环节旋内;在后方跨过,肌拉力方向从外侧向内侧牵拉,则使环节旋外。(二) 电刺激法在活体上用适当的感应电极刺激某块肌肉收缩,观察环节运动情况,用于确定某块肌肉的功能。(三) 扪触法 做某个动作时,对肌肉进行观察并触摸其紧张度,以确定该动作是哪些肌肉起作用.由于此种方法全凭肉眼观察和手触摸的感觉,准确程度不高。(四) 临床研究方法根据临床观察患者某块肌肉瘫痪和损伤,并与正常人(或健侧肢)作比较,观察何种功能丧失,从而推算出该肌肉的功能。(五) 肌电图法八、体育锻炼对骨骼肌形态结构的影响(一)对肌肉形态的影响(二)对肌纤维的影响:1.对肌细胞共性的影响2.对不同类型肌纤维的影响(三)对肌肉中毛细血管的影响狗狗蝴蝶骨是肩胛骨。
骨骼是狗狗身体内最坚硬的组织,承载着由于重力带给身体的压力,支撑身体、维持体型、保护内脏,让肌肉附着。部分骨头中包含骨髓,骨髓中的造血干细胞有造血功能,会分裂红细胞、白细胞、血小板。
狗狗的骨骼可分为中轴骨骼和四肢骨骼两部分,中轴骨骼由躯干骨和头骨组成,四肢骨骼包括前肢骨和后肢骨。不同品种狗狗的头骨形态变异很大,有的头形狭而长,有的头形宽而短。前肢骨包括肩胛骨、弘骨、前臂骨、腕骨、掌骨、指骨和籽骨;后肢骨包括髋骨、股骨、胫骨、腓骨、跗骨和柘骨。狗狗没有锁骨,肩胛骨由骨骼肌连接躯体,后肢由骨关节连接骨盆。阴茎骨是犬科特有的骨头。
我们知道兔子的运动主要是跳跃,从家兔的骨骼标本图可以看出它的后肢骨明显比前肢骨发达,这与它的跳跃运动相适应,因为跳跃的主要动力来自后肢。前肢骨包括肩胛骨、肱骨、前臂骨(包括桡骨和尺骨)和前脚骨(包括腕骨、掌骨、指骨和籽骨)。由于采取直立或半直立姿势,因此前肢称为上肢。与其他动物相比较,上肢(肩)带骨中多出一对锁骨,其功能是支撑肩胛骨
兔子的骨骼的资料!!
大腿与小腿中间的骨头叫髌骨,髌骨是人体中最大的籽骨。髌骨位于股骨下端的前方,略呈底向上,尖向下的三角形,髌骨是股四头肌的主要支点。股骨内、外侧髁和胫骨内、外侧髁和前方的髌骨组成了膝关节。髌骨对膝关节起到重要的保护作用。髌骨连接股四头肌和髌韧带是膝关节稳定的重要装置。膝关节可做屈、伸运动...
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