運動生理週訊(第300期)
自行車踩踏頻率對隨後跑步表現的影響(August.10.2014)
王順正、林玉瓊、黃彥霖、李昭慶、王顥翔
鐵人三項比賽時，除了游泳強度會影響隨後自行車、鐵人三項的表現 (
運動生理週訊第299期「游泳強度對隨後自行車、鐵人三項表現的影響」) 以外，自行車比賽過程的踩踏頻率快慢，也是一個影響整體表現的重要條件。
先來看看自行車踩踏頻率不同時，對於隨後跑步表現是不是真的會改變？Gottschall與Palmer (2002) 以13名男性大學鐵人三項選手 (年齡24.8±1.20歲、體重72.7±1.42公斤、身高1.80±0.02公尺) 為對象，分別進行三次30分鐘的自行車運動、以及3200公尺的跑步測驗，三次自行車運動時分別以自選踩踏頻率 (control)、+20% (fast)、-20% (slow) 的方式進行。研究結果顯示，增加自行車20%踩踏頻率，可以提高3200公尺跑步的平均速度與步頻 (下圖)。
自行車踩踏頻率對隨後跑步表現、步頻、步幅的影響 (Gottschall & Palmer, 2002)
Bernard等 (2003) 以9名鐵人三項選手 (年齡24.9±4.0歲、身高179.0±3.9公分、體重70.8±3.8公斤、VO
2max 68.1±6.5 ml/min/kg) 為對象，受試者分別進行三次20分鐘自行車運動、緊接著3000公尺跑步，三次20分鐘自行車運動時採用60 rpm、80 rpm、100 rpm的踩踏頻率進行實驗設計，實際的三次踩踏頻率為61.6±2.6 rpm、82.7±4.3 rpm、98.2±1.7 rpm。自行車運動後跑步3000公尺的時間分別為625.7±40.1 秒、630.0±44.8 秒、637.7±57.9秒 (沒有顯著差異，下圖左)，不同階段的跑步速度之間也沒有顯著差異，但是不同階段的攝氧量百分比，則有60 rpm組顯著高於80 rpm、100 rpm組的現象 (下圖右)。為了維持跑步的成績表現，以較低踩踏頻率 (60 rpm) 的鐵人三項選手，需要採用更高的攝氧量來維持跑步的表現。王顥翔 (2014) 以7名（年齡26.43±6.81歲、身高173.86±6.24公分、體重64.00±5.86公斤）鐵人三項選手為研究對象，分別進行三次10分鐘固定作功量 (70％ Wmax) 的低 (60 rpm)、高 (100 rpm) 以及自選踩踏頻率 (109.14±4.47 rpm) 的騎車運動，隨後進行70％ vVO
2max) 跑步10分鐘。研究結果顯示以60 rpm踩踏頻率、70％ Wmax強度騎車10分鐘，會出現較高的隨後固定速度跑步攝氧量。
自行車踩踏頻率對隨後跑步表現、攝氧量的影響 (Bernard等，2003)
Tew (2005) 以優秀鐵人三項選手 (年齡38.9±15.4歲、體重72.2±5.2公斤、身高176±6公分、VO
2max 71.9±5.1 ml/min/kg、Pmax 351.3±15.5 W) 為對象，分別進行三次 (slow: 71.8±3.0 rpm、preferred: 84.5±3.6 rpm、fast: 97.3±4.3 rpm)、70% Pmax強度的60分鐘自行車運動，緊接著進行10公里的跑步測驗。研究結果顯示，儘管一開始的跑步速度有低踩踏頻率跑步速度顯著偏低的狀況 (右圖)，10公里的跑步成績 (49:58±8:20、49:09±8:26、49:28±8:09 分:秒) 並沒有顯著不同。當跑步距離增加到10公里時，自行車踩踏頻率的快慢，並不會影響隨後進行較長距離的跑步成績。儘管較早的研究發現，較高踩踏頻率的自行車運動可以提高隨後跑步的表現，可是，後來的研究卻發現，較高的自行車踩踏頻率雖然會顯著降低隨後跑步的攝氧量，但是並不一定可以提昇跑步的表現，可能跟鐵人三項選手的訓練狀況、隨後跑步距離長短有關。
也有一些研究結果完全相反的研究文獻。Vercruyssen等 (2002) 以經過嚴格訓練的鐵人三項選手 (年齡24.0±3.0歲、體重71.1±6.5公斤、身高180.6±8.16公分) 為對象，以機械理想踩踏頻率 (90 rpm)、自選踩踏頻率 (81.2±7.2 rpm)、能量攝取為準的理想rpm (energetically optimal cadence, 簡稱EOC, 72.5±4.6 rpm。請參閱
運動生理週訊第284期「自行車運動的最佳踩踏頻率(January.19.2014)」)，分別進行三次30分鐘、換氣閾值+5%負荷強度的自行車運動後，採用EOC的踩踏頻率後跑步攝氧量會顯著低於另外兩種較快的踩踏頻率。Vercruyssen等 (2005) 以8名鐵人三項選手 (年齡28.9±7.4歲，身高178.3±5.7公分，體重73.3±6.0公斤，自行車VO
2peak 67.6±3.6 ml/min/kg、跑步VO
2peak 68.9±4.6 ml/min/kg，Pmax 395±34 W、Vmax 19.5±0.9 km/h) 為對象，隨機進行三次 (不同踩踏頻率) 30分鐘90%乳酸閾值 (lactate threshold) 強度的自行車運動，三次不同踩踏頻率是以受試者自選頻率 ( freely chosen cadence, FCC)、自選頻率少20% ( FCC-20%)、以及自選頻率加20% ( FCC+20%)，緊接著自行車運動之後，受試者以85%Vmax的速度 (16.7±0.7 km/h) 運動到衰竭。由下圖左圖的資料可以發現，透過固定負荷設計自行車的控制，儘管踩踏頻率有74-75 rpm、94-95 rpm、108-109 rpm的差異，自行車的阻力分別為263±28 W、264±30 W、261±29 W，三次踩踏自行車的總作功量極為接近。可是，受試者以85%Vmax速度跑步至衰竭的時間則分別為894±199 秒、 651±212 秒、624±214 秒；但是跑步時的攝氧量、步頻等則沒有顯著的不同。這個研究結果顯示，以較低的踩踏頻率 (74-75 rpm、FCC-20%) 的踩踏頻率進行自行車運動，可以顯著提高隨後85%Vmax速度的最大持續運動時間。
自行車踩踏頻率改變的實況與隨後跑步表現差異 (Vercruyssen等，2005)
以往的研究結果顯示，自行車踩踏頻率對隨後跑步表現的影響並沒有確定的研究成果，有些研究發現較快 (100 rpm左右) 的踩踏頻率可以提高隨後跑步的表現，有些研究則發現較慢的踩踏頻率 (75 rpm左右) 才可以提高。事實上，由於鐵人三項比賽距離的差異，造成長時間運動的變數增加，提高了相關研究實驗設計的困難度，研究結果的變異性也相對提高。Candotti等 (2009) 的研究指出，鐵人三項選手、自行車選手在進行不同踩踏頻率時的運動經濟性有顯著的不同，而且踩踏頻率增加會降低自行車運動的運動經濟性，或許也是造成不同踩踏頻率自行車運動後跑步表現差異的原因之一。Landers, Blanksby與Rackland (2011) 針對51位世界杯鐵人三項比賽 (world championships triathletes) 男性選手的研究發現，自行車的踩踏頻率 (96.8±2.7 rpm)、跑步的步頻 (90.9±2.4 rpm) 都與鐵人三項比賽的跑步成績沒有顯著相關，反而是跑步的步長與鐵人三項比賽的跑步成績顯著負相關。Bonacciab等 (2011) 針對優秀國際級鐵人三項選手的研究發現，20分鐘低強度、以及50分鐘高強度的自行車運動，並不會改變優秀鐵人三項選手隨後跑步的神經肌控制 (neuromuscular control) 與運動經濟性 (running economy)。
對於剛剛參與鐵人三項訓練的運動員來說，游泳划頻、自行車踩踏頻率、跑步步頻等，都是參與鐵人三項比賽時的重要訓練與比賽控制條件；初學者或一般鐵人三項運動參與者，在參加較短距離的鐵人三項比賽時，可能以較高的自行車踩踏頻率 (100 rpm左右)，對隨後跑步表現會有幫助。對於優秀的鐵人三項選手來說，在控制自行車Pmax負荷百分比的條件下，或許自行車踩踏頻率並不是影響隨後跑步表現的主要變項？
引用文獻
王顥翔 (2014)。不同踩踏頻率騎車對隨後跑步經濟性之影響。未出版之碩士論文。國立中正大學運動與休閒教育研究所，嘉義縣。
Bernard, T., Vercruyssen, F., Grego, F., Hausswirth, C., Lepers, R., Vallier, J-M., & Brisswalter, J. (2003). Effect of cycling cadence on subsequent 3 km running performance in well trained triathletes. British Journal of Sports Medicine, 37, 154-159.
Bonacciab, J., Saundersc, P. U., Alexanderd, M., Blanchb, P., & Vicenzinoa, B. (2011). Neuromuscular control and running economy is preserved in elite international triathletes after cycling. Sports Biomechanics, 10(1), 59-71.
Candotti, C. T., Loss, J. F., Bagatini, D., Soares, D. P., Rocha, E. K., Oliveira, A. R., & Guimaraes, A. C. S. (2009). Cocontraction and economy of triathletes and cyclists at different cadences during cycling motion. Journal of Electromyography and Kinesiology, 19, 915-921.
Gottschall, J. S., & Palmer, B. M. (2002). The acute effects of prior cycling cadence on running performance and kinematics. Medicine and Science in Sports and Exercise, 34(9), 1518-1522.
Landers, G. J., Blanksby, B. A., & Rackland, T. (2011). Cadence, stride rate and stride length during triathlon competition. International Journal of Exercise Science, 4(1), 40-48.
Tew, G. (2005). The effect of cycling cadence on subsequent 10km running performance in well-trained triathletes. Journal of Sports Science and Medicine, 4(3), 342-353.
Vercruyssen, F., Brisswalter, J., Hausswirth, C., Bernard, T., Bernard, O., & Vallier, J-M. (2002). Influence of cycling cadence on subsequent running performance in triathletes. Medicine and Science in Sports and Exercise,34(3), 530-536.
Vercruyssen, F., Suriano, R., Bishop, D., Hausswirth, C., & Brisswalter, J. (2005). Cadence selection affects metabolic responses during cycling and subsequent running time to fatigue. British Journal of Sports Medicine, 39, 267-272.
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