01.跑步機運動損傷膝關(guān)節(jié)是真的嗎？
不少跑者聽說過這樣一種說法：不要在跑步機上跑步，跑步機運動傷膝！這種說法是從何而來？是誰提出的？壓根就沒有人能說明白。換句話說，“跑步機上跑步傷害膝蓋”這樣流傳甚廣的“民間說法”其實是沒有科學依據(jù)的，科學研究也發(fā)現(xiàn)沒有證據(jù)證明跑步機運動傷膝。
跑步機作為一種健身工具，本身是中性的，緩震性能良好的跑步機配合科學合理的跑步不僅不會傷害膝蓋，相比在堅硬水泥地面上跑步，反而更加保護膝蓋。跑步機的緩震性能主要取決于跑板設(shè)計和材料構(gòu)成，而非大家往往認為的橡膠皮帶。本文就跑步機是否傷膝展開科學探究。
跑步傷痛從本質(zhì)上說，是自身內(nèi)部因素與外部負荷因素交互作用的結(jié)果，自身存在“缺陷” 的跑者，比如力量不足、柔韌性差、跑姿不合理等問題時，在承受負荷，特別是不合理的負荷時容易發(fā)生傷痛，所以從預防跑步傷痛的角度來說，一方面加強自身能力建設(shè)，一方面合理控制跑量是預防跑步傷痛的關(guān)鍵。
02.導致跑步傷痛的原因
跑步是一項周期性運動，也即蹬地、騰空、擺腿、著地、支撐等階段周期重復出現(xiàn)，在跑步過程中，腳每次著地會對地面形成2-3倍體重的作用力，此時地面會形成相等的、反方向的力。著地所引發(fā)的沖擊力不斷積累，就稱之為負荷，負荷過大或者負荷連續(xù)積累恢復不足，就會引發(fā)傷痛。沒有人慢跑100米受傷，而是隨著跑步時間延長，容易產(chǎn)生傷痛，根本原因就在于負荷積累。
圖1的曲線描繪出了從腳后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）是腳后跟接觸地面的瞬間，地面給人體的反作用力（此圖是以腳后跟著地跑者的數(shù)據(jù)），這就是所謂著地沖擊力，這個力大約有2-3倍體重，這個沖擊力不斷積累是導致跑步膝痛的關(guān)鍵原因。
圖1 ?跑步著地時，大約受到兩倍于體重的沖擊力
因此，跑步機運動是否傷膝的疑問于是就變成了跑步機運動是否增加了著地沖擊，是否導致跑姿改變。影響傷痛發(fā)生的跑姿因素有步頻步幅因素、著地沖擊因素等等。
01.步頻步幅對于跑步傷痛發(fā)生的影響
對于大眾跑者來說，步頻是衡量跑姿最簡單最實用的指標，所謂步頻就是指每分鐘雙腳著地的次數(shù)，步頻乘以步幅就等于配速，在配速保持不變的情況下，跑者可以選擇慢步頻大步幅，也可以選擇快步頻小步幅，推薦大眾跑者采用相對快的步頻和相對小的步幅，因為快步頻可以減少騰空高度，這樣就減少落地時人體受到的沖擊力。而如果采用慢步頻大步幅式的跑步方式，一方面大大增加了騰空高度，跑步是水平向前的運動，跑者把大量力氣用在克服重力做功方面，非常不經(jīng)濟，另一方面騰空高度越高，著地沖擊越大，也大大增加了受傷風險。
一般來說，速度越快步頻相對越快，但不等于說速度慢時，步頻也允許很慢，即便在慢速跑步比如配速在7分左右的時候，跑者也應(yīng)當讓步頻達到170步/分左右，公認的理想步頻是170-180步/分，那么是不是速度越快步頻就越快呢？也并非如此，在快速跑步過程中，比如配速在5分以內(nèi)，過快的步頻會導致后蹬不足就進入下一次著地，沒有讓力量充分轉(zhuǎn)化為機械能，而是以熱能形式釋放，并且快速跑步過程中，如果步頻過快導致肌肉頻繁收縮舒張，肌肉得不到足夠放松，也會加劇肌肉疲勞。對于想要提升速度的成熟跑者來說，在步頻能夠達到180-200步/分的情況下，就應(yīng)當訓練自己的步幅。綜上所述，無論速度快慢，步頻都應(yīng)當處于一個合理區(qū)間，推薦大眾跑者采用170-180/分的步頻，這對于提升跑步效率，減少著地沖擊，改善跑步體驗，減少傷痛發(fā)生很有幫助。
而室內(nèi)跑步機運動，由于跑步板的長度固定且速度通常固定，跑步者往往更加注重控制步頻來調(diào)整速度。相比室外跑步，在跑步機上運動，跑者很少發(fā)生跨大步，也即大步幅慢步頻的情況，前文已經(jīng)講解了大步幅慢步頻會導致重心起伏過大且著地沖擊過大，這樣的跑步技術(shù)不推薦給大眾跑者。換句話說，跑步機運動，跑者更加傾向于采用前文所推薦的快步頻小步幅的運動方式，由于環(huán)境穩(wěn)定，跑步機上跑步步頻和步幅非常均勻，這樣就有利于減少騰空高度和著地沖擊，改善跑步體驗。
發(fā)表了國際頂級運動科學雜志《Sports Medicine》上2020年的一篇綜述《Is Motorized Treadmill Running Biomechanically Comparable to Overground Running? A Systematic Review and Meta-Analysis of Cross-Over Studies》（跑步機跑步與地面跑步在生物力學上具有可比性嗎？系統(tǒng)回顧和薈萃分析），經(jīng)過大量文獻綜述，最終的結(jié)論也是跑步機跑步與地面跑步在多數(shù)生物力學測量上沒有顯著差異。跑步機上跑步身體重心上下起伏更小，這可能與跑步機跑步時的步頻較高有關(guān)。而快步頻小步幅的優(yōu)勢前文已經(jīng)充分說明——就是減少騰空高度，從而減少著地沖擊，所以從減少著地沖擊，從而減少傷痛發(fā)生角度而言，跑步機上跑步反而是室外跑步具有更潛在的好處。
02.著地沖擊對于傷痛發(fā)生的影響
室外跑步通常在硬地面上進行，如水泥路面或瀝青路面，這些硬地面會產(chǎn)生更大的地面反作用力，對關(guān)節(jié)造成更大的負擔，尤其是膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)。而公認在塑膠跑道跑步更好的原因也在于塑膠跑道具有彈性，因此塑膠跑道相比水泥路面，具有更好的緩震作用，從而減少對于膝關(guān)節(jié)沖擊。
而室內(nèi)跑步機運動，能否減少對于膝關(guān)節(jié)的沖擊，關(guān)鍵設(shè)計就在于核心部件——跑板的材料構(gòu)成，如果跑板材質(zhì)與設(shè)計合理，那么就能減少對于膝關(guān)節(jié)的沖擊，而如果跑板堅硬不緩震，那么跟在室外跑步就區(qū)別不大了。
快盈VIII跑步機區(qū)別于傳統(tǒng)式的一塊跑板加上幾個小的緩沖墊的傳統(tǒng)簡單設(shè)計，快盈VIII阿波羅減震系統(tǒng)采用上下跑板設(shè)計，并在上下跑板之間安裝有緩沖層，緩沖層從前到后依次設(shè)置6片由緩沖材質(zhì)制成的緩沖墊，且位于前方的緩沖墊的緩沖材質(zhì)硬度小于位于后方的話緩沖墊的緩沖材質(zhì)硬度，提高跑步過程的緩沖效果，更好的保護運動過程中對膝蓋的沖擊力。
根據(jù)北京體育大學所做針對新款配置有阿波羅減震系統(tǒng)的跑步機的驗證研究發(fā)現(xiàn)，相比于快盈VIII沒有配置阿波羅減震系統(tǒng)的跑步機、木板地面、水泥地面、普通草地及比賽塑膠跑道等不同地面，T399 新型緩沖材料跑板跑步機在減少運動中的沖擊方面具有明顯優(yōu)勢和效果。它在減少觸地沖擊及峰值垂直地反作用力方面表現(xiàn)尤為突出，顯示出較好的緩沖性能。
基于緩沖指數(shù)的分析，配置有阿波羅減震系統(tǒng)的跑步機相較于原跑步機具有顯著的改善?？煊疺III新材料跑步機使用的新型緩沖材料能夠有效吸收和分散跑步時產(chǎn)生的沖擊力。較低的垂直地反作用力和垂直負荷率，以及較大的膝關(guān)節(jié)峰值屈曲角度,表明這種跑步機在提供足夠支撐的同時，能夠更好地保護關(guān)節(jié)，減少沖擊力的傳遞。
03.髖膝踝的運動角度
前文講到的那篇關(guān)于跑步機和室外跑步的對比研究綜述也發(fā)現(xiàn)，相對于室外跑步，跑步機跑步著地時足外翻角度、膝關(guān)節(jié)屈曲緩沖角度，以及身體重心的垂直位移均較小。這與跑步機底座材質(zhì)以及減震有一定的關(guān)聯(lián)。研究表明，較硬的跑步機底座或者堅硬室外水泥地面會導致跑步者采取更多的膝關(guān)節(jié)屈曲和踝關(guān)節(jié)背屈來降低下肢的剛度，帶來更多的重心起伏和能量消耗。因此，相比地面，緩沖性能較好跑步機可能會使這些關(guān)節(jié)角度和活動范圍的減小，從而提升跑步時下肢的剛度，這樣可以更好地利用肌肉等軟組織彈性，發(fā)揮拉伸－收縮循環(huán)效應(yīng)（Stretch-Shortening Cycle，SSC），讓跑步更省力。
04.地面反饋和穩(wěn)定性
另一個跑步機運動和室外跑步的區(qū)別在于地面反饋和穩(wěn)定性。在室外跑步時，地面的硬度、不規(guī)則性以及坡度都會對跑步者的腳步落地產(chǎn)生影響。例如，跑步者在硬地面上跑步時，可能會感受到更強的沖擊力，而在不規(guī)則地面上跑步時，可能會使膝關(guān)節(jié)（動態(tài)膝外翻）和踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定不足（習慣性崴腳）的跑者面臨更大的不穩(wěn)定性。
相比之下，在跑步機上，地面是均勻、平整的，而且跑步板通常具有一定的彈性，這使得每一步的落地都能產(chǎn)生相對一致的反饋。因此，跑步者在跑步機上往往感覺更加穩(wěn)定，腳步落地的感覺相對柔和。
快盈VIII新型阿波羅減震系統(tǒng)可以使人體在跑步運動中，前腳舒適落地，后腳有力回彈，提腳時可有效借力，能使人在跑步過程中更科學的利用運動人體學，減輕人體在跑步過程中的運動負荷，減少腿部肌肉拉傷，提升跑步穩(wěn)定性。
05.肌肉發(fā)力模式
人們通常認為，跑步機跑步需要較少的推進力，因為跑步機的履帶會自動將腿部移動到身體后方，而在地面跑步中，身體需要通過下肢的后蹬實現(xiàn)前進，因此認為地面跑步中比跑步機跑步需要更多的腘繩肌收縮來產(chǎn)生推進力。但相關(guān)研究結(jié)果表明跑步機跑步與室外跑步腘繩肌募集沒有差異，同時大量研究發(fā)現(xiàn)跑步機跑步與室外跑步時下肢肌肉的肌電圖均沒有顯著的差異，其結(jié)果說明跑步機與室外跑步具有相同的肌肉募集能力和發(fā)力模式，這提示室外跑步和跑步機運動可以產(chǎn)生幾乎相同的肌肉收縮效果。因此在遇到炎熱、寒冷等不適合室外跑步的環(huán)境時，跑者想要進行爬山或下坡跑訓練，室內(nèi)跑步機跑步是非常不錯的選擇。
小結(jié)：
綜上所述，沒有科學證據(jù)表明，跑步機運動與膝關(guān)節(jié)損傷之間存在關(guān)系，恰恰相反，跑步機上運動時，跑者更加傾向于采用快步頻小步幅這樣降低跑步傷痛發(fā)生的跑姿。此外，跑步機良好的設(shè)計，特別是跑板材料以及跑板設(shè)計方面對于減震的特殊考量，使得室內(nèi)跑步運動所受到的著地沖擊更小，快盈VIII新款跑步機因為其獨到的阿波羅減震系統(tǒng)，有效降低了著地沖擊，是人們室內(nèi)跑步健身減肥的好幫手。
事實上，傷痛發(fā)生更多與跑者自身能力，以及與跑量不匹配有關(guān)，而與選擇室內(nèi)還是室外跑步?jīng)]有必然聯(lián)系，對于大多數(shù)人來說是無論是在室外還是在室內(nèi)，合理跑步是安全的。然而，跑步者需要注意合適的訓練方法和姿勢，以及個體能力的影響，以減少膝關(guān)節(jié)損傷的風險。通過科學的訓練和正確的預防措施，跑步者可以享受跑步帶來的健康益處，同時減少受傷的可能性。
作者簡介
戴劍松 中國體育科學學會運動訓練康復專家、南京體育學院副教授
文章來源：https://mp.weixin.qq.com/s/5hrCcIriRhtbbv9zNBMwDg
快盈VIII跑步機推薦：
關(guān)鍵字:
桂公網(wǎng)安備45010302003482號 技術(shù)支持：www.kuaiyingvll.com
