跑步的步态周期

人类如何跑步？跑步只是一种更快的步行方式吗？有正确的跑步姿势吗？我能改进我的跑步姿势吗？如果可以，应该怎么做？跑者经常向跑步专家提出这些问题，例如医生、研究人员、教练和有经验的跑者。其中的答案比较复杂，但这些问题可以运用运动科学的一些知识来回答。

在本章中我们会简要介绍跑步时相关的身体部位、与解剖学关键部分有关或无关的生物力学，以及跑步时的运动知觉结果。因此，本章所包含的训练通过微调步态周期来帮助跑者完善他们的跑步姿势。

跑者可以通过分析跑步中的步态周期，来进一步了解跑步（图1.1）。跑步与步行不同：步行需要在一个周期中，双脚同时与地面接触；而跑步的特点则是在一个周期中，双脚同时离开地面（双脚腾空）。这里所谓的“周期”，是指从一只脚开始接触地面时开始，到同一只脚再次接触地面时结束的一段时间。

步态周期包含两个阶段：站立或支撑阶段，以及摆动阶段。当一条腿处于站立阶段时，另一条腿则处于摆动阶段。站立阶段的标志是脚与地面的初始接触（足部触地），中立姿势和推进力。摆动阶段从离地开始，演变为向前摆动，或反向摆动，结束于着地，从而开始下一个姿态周期。在图1.1中，右腿处于站立阶段（与地面接触），并与胫骨后肌和长屈肌接合。左腿处于摆动阶段，准备与地面接触。

图1.1 步态周期：a．接触地面；b．站立阶段；c．迈步；d．摆动阶段

站立阶段

脚部接触地面前（即摆动阶段的最后20%），股四头肌群（主要是股直肌）非常活跃。一旦脚部接触地面，触地时产生的冲击力就会被肌肉（胫骨前肌和腓肠肌）、肌腱、骨骼、脚和小腿的关节分散。详细来说（见第4章），这种分散是由3个相关但独立的脚部运动引起的：距下关节倒置和外翻，足中部外展或内收，以及足前部背屈和跖屈。

在理想状况下，小腿结构中所产生的作用会让脚进行轻微的旋前运动，也就是后脚向内翻的动作。旋前运动会将脚落地时产生的冲击力分散到足弓表面，以缓冲对双脚造成的影响。当处于中立姿势而脚部没有进行旋前运动时，会造成脚的侧边单独接触地面，而无法缓冲落地时的冲击力。这种脚部动作所产生的生物力学会逐渐造成跟腱紧绷、小腿后部的腓肠肌拉伤、膝盖侧面疼痛及髂胫束的不适（完整的说明请参考第9章）。另外，如果在中立姿势频繁地进行旋前运动脚过度旋前，胫骨内旋会引起胫骨疼痛，并导致小腿前部肌肉拉伤和膝盖内侧疼痛。忽略旋前或旋后运动、异常僵硬的足弓及过度运动的足弓都不是理想的脚部动作；而轻度至中度的脚部旋前运动才能有效地缓冲脚触地时所产生的冲击力。

站立阶段的最后一部分被称为推进或推动，或者说就是脚趾离地。运动员越擅长通过臀大肌和核心肌群将脚推离地面，并有意识地使用胫骨后肌，脚与地面接触的时间就越少。一般而言，与地面接触时间越少，则周期循环越快。并且在相同的步幅下，运动表现越佳。

摆动阶段

在刚开始接触地面和中立姿势定位之后，各种肌肉会通过协同工作的原理来实现推动的动作。这些肌肉包括腘绳肌、髋屈肌、股四头肌和小腿肌肉（腓肠肌和比目鱼肌）。当一条腿正在完成站立阶段并进入摆动阶段时，另一条腿正在完成摆动阶段，并且正在准备开始下一个站立阶段，从而完成一个步态周期。在结束了与地面的接触后，第二条腿开始向前运动，这是由于骨盆的向前旋转和腰大肌引起髋关节同时屈曲的结果。当这条腿通过前摆阶段时，腘绳肌会拉长，从而限制了小腿的前伸，而小腿由股四头肌拉伸。当身体加速时，小腿和脚开始下降到跑步面，这样就形成了从头部到脚趾的垂直直线。

请注意，两个周期分别由两条腿各自完成，同时发生。当一只脚离开地面开始摆动阶段时，另一条腿准备开始站立阶段。跑步运动的这种动态特性，使得很难将所涉及的解剖部分分离出来。因为跑步与步行不同的是，势能（储存在物理系统中的能量）和动能（运动产生的身体能量）同时发挥作用。从本质上来说，跑步过程中所涉及的肌肉会不断地以兴奋剂（原动力）和拮抗剂（对抗或稳定运动）的形式出现，从而产生偏离心和向心收缩。

跑步时站立阶段和摆动阶段身体核心的作用其实完全相同，也就是维持人体上半身的稳定性，这让骨盆会在正常的范围内进行扭曲和旋转。由于跑步的步态周期是由双腿分别在站立阶段或摆动阶段运动，因此在这个阶段中让骨盆稳定运动相当重要。关于人体的核心部分，在第6章会有更深入的介绍。在这里必须说明的是，不良的步态周期将导致人体的核心部分变得不稳定，从而造成运动损伤。

手臂为稳定和平衡提供了相应的辅助作用，但方式却略有不同。具体说，每只手臂负责平衡与其相对的一条腿，所以当右腿向前摆动时，左臂也随之向前摆动，反之亦然。此外，手臂会相互平衡，从而帮助躯干保持稳定和良好的姿势；还需确保手臂摆动的方向为由前至后，而不是左右摆动。相比之下，错误的摆臂方式不仅会妨碍跑者的跑步效率（当腿随摆动的手臂而摆动时，会缩短步幅），还会影响跑步的表现（因为糟糕的身体形态会显著增加能量消耗）。

考虑到步态周期涉及双腿同时进行循环——并且是身体的相同部分（即肌肉、肌腱和关节）同时执行多种功能——很可能会造成动力链发生故障或失效。这种故障通常是由于固有的生物力学不平衡而导致的，这种不平衡由于跑步动作的动态重复而加剧。例如，股四头肌群和腘绳肌群都参与了步态周期的着陆阶段。股四头肌群拉伸腿部，腘绳肌群限制了膝关节的屈曲。由于股四头肌群非常强壮，腘绳肌群必须在最佳状态下运动，才能使动作流畅。如果腘绳肌群变弱或不灵活，则由此造成的失衡将导致损伤。

这个例子很明显地说明了解剖失衡的潜在伤害。为了防止发生这种情况及其他不良情况，本书提供了一个全面的力量训练方案。通过开发主动肌与拮抗肌，以及强化关节功能，这些练习会达到相辅相成的效果。