運動生理學網站　提升跑步經濟性的策略--碳纖維板鞋底跑鞋

運動生理週訊(第489期)

提升跑步經濟性的策略--碳纖維板鞋底跑鞋(May 28, 2022)

王順正、林玉瓊

　　跑步前熱身活動時，採用負重背心 (20%體重) 短距離跑、加入5次或6次的著地反彈跳 (depth jump / drop jump)，或者跑步時使用連結兩腳鞋帶位置的彈力繩，都可以提昇跑步經濟性 (王順正、林玉瓊，2021a、2021b、2021c)。跑步時增加步頻時，跑步經濟性的提昇與否，則受到選擇的跑步速度快慢、跑者的能力差異、穿著跑鞋的適應狀況、跑步步頻訓練的時間長短、......等影響，不一定會提升跑步經濟性 (王順正、林玉瓊，2022)。穿著厚底的碳纖維板 (carbon-fibre plates) 鞋底跑鞋，可以提昇跑步經濟性嗎？

　　Nike Vaporfly系列鞋款，擁有極輕以及高回彈的Nike ZoomX中底、碳纖維板 (右圖) 的全新動力系統，再加上貼合腳型的 Flyknit 編織鞋面，諸多科技提供使用者良好的穿著體驗。研究結果發現，Nike Vaporfly系列的碳纖維板鞋底跑鞋，在13-18 km/hr的跑步速度下，將跑步經濟性提高了約 2.7-4.2% (Joubert等，2022)。有鑑於眾多跑者反應跑鞋提昇跑步表現的問題，經過多個月的檢驗調查後，國際田徑協會在2020年表示，不會禁止運動員穿著 Nike Vaporfly鞋款；未來任何跑鞋，都必須提前獲得批准後，才能於比賽中使用，避免更多的爭議。

　　Nigg等 (2020) 探究影響跑步表現的跑鞋性能因素，包括鞋重、中底材質、鞋跟厚度、縱向彎曲剛度 (平底形狀、彎曲的鞋底形狀、以及肌肉力學) 等因素。右圖顯示，跑步者的力量 (黑色箭頭) 施加在鞋前部和腳後跟的反作用力 (紅色箭頭) 狀況，在早期/中期站立時的蹺蹺板效應 (teeter-totter effect) 示意圖 (右左圖) 和推蹬離地 (右右圖)。如果板的曲率設計正確，同時在正確的時間 (在起飛期間) 和正確的步頻 (取決於跑步速度、以及著地時間) 條件下，蹺蹺板機制將導致在推蹬離地過程中，作用在腳跟上的力在正確的位置 (腳後跟)，進而提高跑步的效率與經濟性。

　　Joubert與Jones (2022) 以12名男性跑者 (5k 最佳成績16.0±0.7 分鐘) ，穿著七種碳纖維板鞋底跑鞋，Hoka RocketX (HRX, A)、Saucony Endorphin Pro (SEP, B)、Nike Alphafly (NAF, C)、Asics Metaspeed Sky (AMS, D)、Nike Vaporfly2 (NVF2, E)、New Balance RC Elite (NBRC, F)、Brooks Hyperion Elite2 (BHE2, G)，和一款傳統跑鞋Asics-Hyperspeed (AHS, H)，在跑步機上、以16 km/hr跑步的攝氧量 (經濟性) 差異。

　　研究結果顯示，HRX (51.67±2.07 ml/kg/min) 和BHE2 (51.42±1.72 ml/kg/min)、AHS (51.71±2.02 ml/kg/min) 三種鞋款的攝氧量 (跑步經濟性) 沒有差異。雖然SEP (50.93±1.82 ml/kg/min, -1.48±0.72 %) 和NBRC (50.99±1.83 ml/kg/min, -1.37±0.78 %) 在統計學上顯著優於AHS，但不如NAF (50.13±1.86 ml/kg/min, -3.03±1.48 %)、NVF2 50.29±1.72 ml/kg/min, -2.72±1.02 %) 和AMS (50.39±1.71 ml/kg/min, -2.52±1.08 %)。雖然部分測試鞋款的跑步經濟性表現優於傳統跑鞋，但只有NAF、AMS、NVF2的跑步經濟性最佳 (約提昇3%)。

　　Joubert等 (2022) 則研究Nike Vaporfly跑鞋在較慢速度下跑步時，是否一樣有跑步經濟性提昇效益。以16 名跑者為對象，男性跑者8人 (五千公尺最佳成績為19.1 ± 2.6分鐘)、女性跑者8人 (五千公尺最佳成績為20.3 ± 2.2分鐘)，穿Nike Vaporfly Next% 2 (VFN2)、非碳纖維板鞋底跑鞋 (Asics Hyper Speed跑鞋，控制鞋)，分別在10、12 km/hr跑步機速度下比較攝氧量差異。研究結果顯示，在12 km/hr跑步時，穿著VFN2 (35.8 ± 1.7 ml/kg/min)、穿著控制鞋 (36.4 ± 1.7 ml/kg/min) 的攝氧量顯著減少 -1.4 ± 1.1%；在10 km/hr跑步時，穿著VFN2的攝氧量則只有 -0.9 ±1.8% (沒有顯著差異)。碳纖維板鞋底跑鞋似乎在較低速度 (10、12 km/hr) 跑步時，仍然有提昇跑步經濟性的效果，而且速度越慢、效果越低。

　　穿著厚底的碳纖維板 (carbon-fibre plates) 鞋底跑鞋，可以提昇跑步經濟性嗎？由研究文獻的結果來看，似乎是肯定的，只是不同品牌的碳纖維板鞋底跑鞋的影響效果不一。當跑者的跑步速度較慢時，碳纖維板鞋底跑鞋對跑步經濟性的效益明顯降低。如果無法以每小時12公里的速度參加路跑比賽，建議一般的跑者穿著一般的跑鞋即可。

引用文獻

王順正、林玉瓊 (2021a)。提升跑步經濟性的策略--負重熱身。運動生理週訊，第460期。http://www.epsport.net/epsport/week/show.asp?repno=460

王順正、林玉瓊 (2021b)。提升跑步經濟性的策略--著地反彈跳。運動生理週訊，第461期。http://www.epsport.net/epsport/week/show.asp?repno=461

王順正、林玉瓊 (2021c)。提升跑步經濟性的策略--彈力繩。運動生理週訊，第462期。http://www.epsport.net/epsport/week/show.asp?repno=462

王順正、林玉瓊 (2022)。提升跑步經濟性的策略--增加步頻嗎？。運動生理週訊，第483期。http://www.epsport.net/epsport/week/show.asp?repno=483

Joubert, D. P., & Jones, G. P. (2022). A comparison of running economy across seven highly cushioned racing shoes with carbon-fibre plates. Footwear Science, https://doi.org/10.1080/19424280, 2022.2038691

Joubert, D.P., Dominy, T.A., & Burns, G.T. (2022). Effects of a highly cushioned racing shoe on running economy at slower running speeds. SportRχiv. https://doi.org/10.51224/SRXIV.141

Nigg, B. M., Cigoja, S., & Nigg, S. R. (2020): Effects of running shoe construction on performance in long distance running. Footwear Science, DOI:10.1080/19424280, 2020.1778799

https://www.nike.com/tw/running/vaporfly