運動生理週訊(第515期)
年齡對於跑步經濟性的影響(March 16, 2024)
王順正、林玉瓊
透過特定速度下的攝氧量測量，進行跑步經濟性 (running economy) 的推算，可以有效瞭解長跑選手的長距離跑步運動效率，配合相對於跑步速度的攝氧成本 (oxygen cost, ml/kg/km) 資料，將可以有效率的進行跑步運動效率評量與比較 (王順正、林玉瓊，2020)。
影響跑步經濟性或攝氧成本的因素很多。林信甫與莊泰源 (2003) 指出影響跑步經濟性的因素，包括跑步地面、實驗室或戶外場地、性別、年齡、體溫、疲勞、換氣量、柔軟度、訓練方式、過度訓練與減量訓練、肌力訓練等。除此之外，透過碳纖維板鞋底跑鞋、彈力帶、負重熱身、著地反彈跳、......等策略 (參考先前週訊介紹)，也有提升跑步經濟性的效果。
一般來說，跑者在25歲至35歲之間的長距離比賽表現最佳，此後逐漸下降。王順正、林玉瓊 (2021) 指出，就算持續二十多年的跑步訓練，馬拉松表現每十年仍然會下降6-7%，不運動的人退化更多。透過縱向研究收集的資料顯示，長跑選手馬拉松成績在28.6歲左右出現最佳表現，只有10%左右可以在35歲之後出現馬拉松最佳成績 (
長跑選手馬拉松成績的老化趨勢。運動生理週訊第477期)。然而，跑者隨著年齡增長，跑步經濟性是否會有進步或退化？則有待進一步釐清。
Beck等 (2016) 以15名年輕跑者 (21.3±2.7 歲，10男、5女) 和15位年長跑者 (68.9±4.7 歲，10男、5女)，受試跑者至少半年以上、每周跑步三次、每次30分鐘以上。測驗時則在測力跑步機上，以 2.01、2.46、2.91 m/s 速度跑步，紀錄跑步過程的能量消耗 (代謝功率)、地面反作用力和步態運動學。研究結果顯示，在不同速度跑步時，年輕跑者和年長跑者的跑步經濟性只有很小的差異 (老年跑者比年輕跑者少 2-9%)，老年跑者的腿部硬度 (leg stiffness) 則比年輕跑者低10-20%。這篇研究發現65歲以上的跑者，盡管具備較低的腿部硬度，透過較快步頻、較小步幅、較長著地時間、較小垂直反作用力峰值的跑步方式，形成跑步經濟性沒有比年輕跑者差的狀況。
dos Anjos Souza等 (2023) 的研究以69名休閒長跑運動員為對象，根據年齡分為5組，第1組 (n= 9) 27.2±1.3 歲、第2組 (n= 18) 35.9±2.2 歲、第3組 (n= 17) 43.4±2.8 歲、第4組 (n= 17) 53.0±2.3 歲、第5組 (n= 8) 65.5±2.9 歲，五組受試者的跑步訓練經驗分別為 4.0±3.0 年、6.2±3.2 年、9.5±5.1年、16.2±9.3 年、20.5±13.2年。所有受試者皆在跑步機上，以10 km/h (1% 坡度) 跑步5分鐘，進行攝氧成本 (oxygen cost, OC) 與能量成本 (energy cost, EC) 分析。研究結果顯示，年齡與跑步訓練經驗 (年資) 可以用來預測能量成本 (EC (kcal/kg/km) = 0.946 + 0.009 × age - 0.004 × running experience，解釋率為34.2%；OC (ml/kg/km) = 191.38 + 1.428 × age - 0.820 × running experience，解釋率為20.6%)。研究結果顯示，跑步訓練經驗對跑步經濟性有正面影響，但不足以克服年齡老化的負面影響。年齡 ≥60歲跑者的跑步經濟性，顯著較其他年齡跑者差 (右圖)。下圖則為跑者年齡與攝氧成本、能量成本的關係圖，說明跑者年齡越高時，OC、EC也越大，跑步經濟性下降。
攝氧成本 (OC) 與能量成本 (EC) 與年齡的關係 (dos Anjos Souza等, 2023)
有關年齡與跑步經濟性的關係，上述兩篇論文針對65歲以上跑者的研究結果並不一致。由於Beck等 (2016) 研究的對象並非訓練多年的跑者，dos Anjos Souza等 (2023) 的研究對象則至少訓練4年以上，年齡越大的組別，平均訓練經驗越多，在跑者年齡與跑步訓練經驗都增加的條件下，研究結果可能更有參考價值。對一般的高齡者來說，進行跑步訓練即可能會維持與年輕人一樣的跑步經濟性；對經常訓練的高齡 (65歲以上) 跑者來說，多年的跑步訓練仍然無法維持跑步經濟性，這種現象似乎與長期訓練高齡跑者的肌力會降低有關 (
肌力老化比肌肉量減少更嚴重。運動生理週訊第386期)。
跑者在耐力跑步訓練過程中，有沒有加入肌力訓練，會影響跑步的經濟性。Piacentini等 (2013) 將16位參與研究跑者，隨機分配到最大肌力訓練組 (maximal strength training, MST；n= 6、44.2±3.9 歲)、阻力訓練組 (resistance training, RT；n= 5、44.8±4.4 歲) 和對照組 (n= 5、43.2±7.9 歲)。經過六週、每週兩次MST或RT訓練後，MST組在1RM顯著進步16.34%、馬拉松配速時的跑步經濟性顯著進步6.17% (右圖。RE測驗時分為三階段，分別以馬拉松比賽配速少1 km/h、比賽配速、比賽配速多1 km/h分別跑5分鐘)。RT訓練組與控制組則沒有出現跑步經濟性的顯著改變。這個研究結果顯示，中年跑者在耐力訓練過程中，加入每週二次最大肌力訓練，提升最大肌力的狀況下，有助於能量使用效率的提高，進而有利於提升耐力表現。
跑步訓練經驗越多，跑步的能力會顯著提升，在特定速度下的攝氧量會相對降低，原則上會提升跑步經濟性。但是，隨著年齡的增長，長距離跑步能力也會因為生理老化而下降。為了減少年齡增加對於跑步經濟性的降低效應，一般社會大眾有必要進行跑步運動的訓練，來維持跑步的經濟性；長期跑步訓練的高齡 (65歲以上) 跑者，則有必要同時安排最大肌力訓練，才能避免跑步經濟性降低的狀況。
引用文獻
王順正、林玉瓊 (2020)。做個有智慧的跑者。旗標，台北市。
王順正、林玉瓊、吳晨聖、路召薇 (2019)。肌力老化比肌肉量減少更嚴重。運動生理週訊，386。http://www.epsport.net/epsport/week/show.asp?repno=386
王順正、林玉瓊 (2021)。長跑選手馬拉松成績的老化趨勢。運動生理週訊，477。http://www.epsport.net/epsport/week/show.asp?repno=477
林信甫、莊泰源 (2003)。跑步經濟性及其相關影響因素探討。中華體育17(3)，53-60。
Beck, O. N., Kipp, S. A., Roby, J. M., Grabowski, A. M., Kram, R., Ortega, J. D. (2016). Older runners retain youthful running economy despite biomechanical differences. Medicine & Science in Sports & Exercise, 48(4), 697-704.
dos Anjos Souza, V. R., Seffrin, A., da Cunha, R. A., Vivan, L., de Lira, C. A. B., Vancini, R. L., Weiss, K., Knechtle, B., & Andrade, M. S. (2023). Running economy in long-distance runners is positively affected by running experience and negatively by aging. Physiology & Behavior, 258, 114032.
Piacentini, M. F., de Ioannon, G., Comotto, S., Spedicato, A., Vernillo, G., & la Torre, A. (2013). Concurrent strength and endurance training effects on running economy in master endurance runners. Journal of Strength Conditional Research, 27(8), 2295-2303.
