影響長跑運動員跑步經濟性的因素

摘要：跑步經濟性通常被定義為在次最大跑速下的能耗量，可以通過測定穩定狀態下的氧耗量和呼吸商來決定，能很好的評價長跑運動員的運動成績。本文旨在探討跑步經濟性的可靠性和其影響因素，闡述提高跑步經濟性的訓練方法。

關鍵詞：跑步經濟性；最大攝氧量；綜述

在長跑項目中，運動員最大攝氧量與優異成績成正比。最大攝氧量被視為有氧能力生理指標和耐力成績指標。而另一個影響長跑運動員成績重要因素是跑步經濟性（Running Economy，RE）。跑步經濟性被定義為既定跑速下的能耗量，以次最大攝氧量來表示跑步速度。也有人將其定義為，在既定速度或距離下的攝氧量[1]。經過訓練的高水平運動員比未經系統訓練的運動員在同樣速度條件下，使用氧氣少。跑步經濟性可以預測跑步成績。因此，提高跑步經濟性對長跑運動員成績改善是至關重要的。

一、RE和長跑運動

為了證明RE對長跑運動是確有影響的，其中一個實驗，讓12個高強度訓練的中長跑男運動員（最大攝氧量72 ml/kg/min，10公里跑成績32分鐘）在完成一萬米的比賽后，進行了為期3到6天的測試。測試分別給定14公里/小時，16公里/小時，18公里/小時3個跑速，發現運動員的RE與成績成正相關，有著更好經濟性的運動員成績更好。其中，65%的運動成績變化可以歸于跑步經濟性的不同。經濟性越好的運動員在跑步中就可以低于自己最大攝氧量，于是在給定的速度中產生的乳酸就少。另一個實驗對優秀長跑運動員（最大攝氧量75ml/kg/min）進行了為期22個月的短距離爬山間隔訓練。然后發現運動員的攝氧量降低，同時5000米成績有所提高。這些數據證明跑步經濟性在長跑中是很有用的，并且能夠預測在高水平比賽中的成績。

二、RE的測量

在給定運動負荷時，評估跑步經濟性可以通過監測攝氧量。即相同跑速下，攝氧量高的運動員會比攝氧量低的跑步經濟性差。跑步經濟性越高，代表著運動效率會越佳。目前研究認為用以下方法測量RE，這個測試是在跑步機上進行的。先以12km/h的跑速熱身7分鐘，然后以14km/h的跑速繼續運動8分鐘，取其第6至7分鐘的攝氧量，即為其跑步經濟性。這種測試不同與最大攝氧量的測量，在RE的測試中，速度要低于無氧域強度，有研究認為這個速度應選擇低于最大攝氧量80%的強度。目前也有研究選擇以14km/h的跑速，計算第5到14分鐘之間的平均相對攝氧量。

三、生理因素對跑步經濟性的影響

一般認為生理因素的波動，比如體溫，心率，肺通氣以及乳酸，這些在比賽中有會對RE產生影響。Thomas[2]模擬了一個5千米比賽研究生理改變的影響。以運動員最大攝氧量的80-85%時的跑速在跑步機上進行測試，在整個5千米中，伴隨著肺通氣，體溫，乳酸以及心率的顯著增加，RE明顯降低。不過，這其中肺通氣增加是唯一一個與跑步經濟性的增長適度相關的（R=0.64；P<0.05），肺通氣與氧氣消耗直接相關。

四、運動生物力學因素對跑步經濟性影響

（一）彈簧質點模型

跑步過程涉及肌肉力量的傳遞，而這種傳遞主要是通過全身主要肌肉和關節復合運動方式實現的。運動生物力學的特性與提高跑步經濟性有所關聯，很明顯，更有效率的機械運動，使跑步者在任何給定速度上消耗較少的能量，從而獲得更好的成績。彈簧質點模型是跑步經濟性最重要的影響因素，身體在地面上的反彈被支撐腿的彈簧行為抵消。在離心運動時，機械能被儲存在跨關節的肌肉，肌腱，和韌帶中。在復位階段，彈性勢能將會減少能量消耗。

（二）地面反作用力

支持身體質量的耗能是跑步代謝耗能的主要方面。所以垂直的地面應力是跑步中代謝耗能的決定因素。Kyrolainen[3]在研究中發現隨著跑步速度的提高，地面反作用力和力量產生比例也隨之升高。 這說明增加伸肌的落地前動作和制動動作也許能夠減少跑步者制動階段不必要的變化，從而幫助他們承受更大的沖擊力。肌肉的提前興奮是提高與地面接觸時肌肉活動時間的必要準備工作。提前設計好的預落地動作能夠控制落地時的強度，補償某些肌肉活動的不足。預動作能夠通過增強拉伸反應和肌腱強度來提高肌梭敏感度，從而提高跑步經濟性。

（三）柔韌性

一般認為，軀干和下肢的柔韌性會影響跑步經濟性。有研究發現，對在校大學生運動員進行適度的提臀屈伸運動訓練，會增加他們在所有運動速度上（最大攝氧量分別為40%，60%，80%）的跑步經濟性。提高臀部的柔韌性，肌筋膜平衡，髖的對稱被認為是發展神經肌肉平衡和收縮，降低次最大運動的攝氧量的手段。

五、結論

在過去的四五十年中，人們已對跑步經濟性做了很多的研究，這也被認為是影響頂尖長跑運動員成績中至關重要的因素。影響跑步經濟性的因素包括肺通氣，體溫，肌肉代謝，肌纖維類型，身體構成，跑步技巧，地面反作用力，肌肉強度，以及彈性勢能的儲存和恢復。目前的研究方向在于發展更好的測量手段，使得我們能更好地理解影響優秀運動員跑步經濟性的生理因素。

參考文獻：

[1]胡國鵬，劉無逸，向劍鋒.跑步效率的影響因素[J].浙江體育科學，2005，27（2）：83—87.

[2]Thomas DQ， Fernhall B， Grant H. Changes in running economy during a 5km run in trained men and women runners [J].Strength Cond Res 1999； 13 （2）： 162-7

[3]Kyrolainen H， Belli A， Komi PV. Biomechanical factors affecting running economy[J].Med Sci Sports Exerc 2001；33（8） 1330-7

（作者簡介：王寒西，碩士，講師，武漢工程大學體育部。）