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跑步运动解剖学:第2版/(意)乔·普莱奥(Joe Puleo),(英)帕特里克·米尔罗伊(Patrick Milroy)著;方旭东译.--北京:人民邮电出版社,2019.12
ISBN 978-7-115-52419-5
Ⅰ.①跑… Ⅱ.①乔…②帕…③方… Ⅲ.①跑—健身运动—运动解剖 Ⅳ.①G822②G804.4
中国版本图书馆CIP数据核字(2019)第243055号
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Copyright © 2019, 2010 by Joe Puleo and Patrick Milroy
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著 [意]乔·普莱奥(Joe Puleo) [英]帕特里克·米尔罗伊(Patrick Milroy)
译 方旭东
责任编辑 裴倩
责任印制 周昇亮
人民邮电出版社出版发行 北京市丰台区成寿寺路11号
邮编 100164 电子邮件 315@ptpress.com.cn
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北京印匠彩色印刷有限公司印刷
开本:700×1000 1/16
印张:12.5
字数:243千字
2019年12月第1版
2019年12月北京第1次印刷
著作权合同登记号图字:01-2018-3877号
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想知道如何将力量、速度和耐力提高到极限吗?本书告诉您如何通过强化肌肉力量,优化奔跑能力,降低受伤风险来提高运动表现。
本书为跑者介绍了70个最有效的力量练习,每个都配有清晰分步描述和讲解,并附有解剖彩图,突出显示了运动中牵动的肌肉。您不仅能看到这些练习,更能看到练习后的效果,而且每项训练都是提升跑步成绩的基础训练!此外,您还将了解到如何增强肌肉力量,减少损伤,提升跑步效率,使奔跑更快、更流畅。
无论您是普通的跑步爱好者,还是想要提升运动表现的资深跑者,又或者是想要提高竞赛成绩的职业选手,本书都是您发挥自身最佳实力的保证。
近年来,全民健身大潮涌起,跑步运动成为其中一道靓丽的风景线。仅从马拉松及相关运动规模赛事来看,根据中国田径协会数据,截至2018年年底,中国举办马拉松及相关运动规模赛事(800人以上的路跑赛事、300人以上的越野赛事)共计1581场,累计参赛人次583万,全国31个省区市、285个地级市举办了不同形式的马拉松比赛。托尔斯泰曾说:“在每一个历史时期,在每一个人类社会,都有一种对生活意义的崇高理想。”跑步成了这个时代的理想之一,也成了人们对美好生活向往的重要内容之一。
如何跑步?跑步的原理和机制是什么?如何避免受伤?如何提升成绩?如何享受跑步?这是每一个正在跑步或准备参与跑步运动的人不可回避的话题。不少跑者在跑步过程中出现跑步伤病,影响了自己的跑步体验,甚至不得不暂时告别跑道。寻找上述问题的答案就变得尤为重要。
本书就是一个很好的答案。作者从骨骼和软组织的相互作用出发,运用大量的插图介绍跑步相关的解剖学知识,帮助我们理解运动机制以及参与跑步运动时身体的应对,并在此基础上介绍数十种专为增强跑步表现而设计的训练,最后还对如何选择跑鞋做了介绍。为了便于更广大的跑者理解和掌握书中的内容,我根据自己的跑步体验和撰写跑步专栏的经验,并在咨询了多位运动解剖学领域专家的基础上,在力求准确的前提下,对书中文字作了部分延展性解释和说明。限于能力和专业储备,翻译半年多来,虽不断修改完善,但仍然觉得存有待提高之处。期待看过本书的专家学者,特别是广大跑者不吝赐教,共同探讨。
二千多年前古希腊的山岩上就刻下了这样的字句:“如果你想强壮,跑步吧!如果你想健美,跑步吧!如果你想聪明,跑步吧!”希望每一个热爱跑步的人,都能够科学起跑,享受跑步带来的健康和快乐,跑得更好。作者在前言中说,跑得更好并不总是意味着跑得更快。这本书的目的是帮助跑者以一种更轻松的方式完成跑步活动,并降低由跑步引发伤病和痛苦的概率。
如果能达到此目的,不甚欣慰。
方旭东
2019年春于北京
本书将告诉你在跑步过程中,人体运动的来龙去脉。本书以图文并茂、简单明了的方式,解释了人体的运动机制以及参与跑步运动时,人体会产生何种变化。具体来说,本书通过骨骼和软组织(包括肌肉、肌腱、韧带、筋膜、血管和神经)的相互作用,解释了人体如何进行运动,为何如此运动,以及如何做才有助于实现个人的跑步目标。在此次的新版图书中,还新增了大脑如何作用于跑步表现的内容。
书中的插图将帮助你了解与跑步相关的解剖学知识—特别是骨骼、器官、肌肉、韧带以及肌腱如何使身体运动。每一章的正文部分对插图中所展示的身体部分的功能都做出了解释。训练项目后附带的彩色解剖插图则展示了每次练习或与跑步相关的运动所涉及的主要肌群、次要肌群和结缔组织。
在仔细分析了跑步时身体的运动方式之后,我们将介绍几种专为增强跑步表现而设计的体能训练。相关章节的训练有助于提高你的跑步表现,同时也会避免因身体的不平衡(这种不平衡通常是自然发生的,但会由于跑步时肌肉和骨骼的运动量增加而加剧)而受伤。本书的最后几部分将探讨当下与跑步相关的热门话题,帮助你在运动、培训和装备上做出明智的选择。
伤病是日积月累形成的,了解人体运动的方式及原理,可以让你在改善跑步表现的同时避免受伤。本书的宗旨是帮助你建立一个合理、方便并能有效提高跑步表现和整体跑步体验的力量训练计划。
跑得更好并不总是意味着跑得更快。本书将帮助你以一种更轻松的方式完成跑步活动,并降低由跑步引发伤病和痛苦的概率。这样,每当在回顾完成的跑步里程时,你会变得更加欣喜,并积极地期待下一次跑步!
《跑步运动解剖学(第2版)》的编写在人体运动出版社(Human Kinetics)编辑团队的努力下得以完成,其成员包括汤姆·海涅(Tom Heine)、米歇尔·马洛尼(Michelle Maloney)(参与了第2轮的审定)、辛西娅·麦肯泰尔(Cynthia McEntire)和安·金德斯(Ann Gindes)。感谢试读的读者,感谢美国海军陆战队(United States Marine Corps,USMC)的克里斯汀·塔兰托少校(Major Christine Taranto)和杰森·福利德曼博士(Dr. Jason Friedman)帮助我组织并理清写作内容,特别是第2章。
30年来,我一直试图掌握跑步教学的精髓。非常感谢我的所有教练同事、训练伙伴、竞争对手和我指导过的运动员。谢谢你们!
感谢我的合著者帕特里克·米尔罗伊博士(Dr. Patrick Milroy),谢谢他的专业洞察力,一流的写作技巧,以及愿意与我合作的信心。最后,诚挚地感谢我的所有家人:珍(Jen)、加布(Gabe)、迪伦(Dylan)、安娜(Anna)、西尼(Sydnee)、索菲亚(Sophie)和维多利亚(Victoria)。感谢你们和我分享这个项目。
乔·普莱奥(Joe Puleo)
我的写作技能在《跑者世界》(Runner’s World)诸位编辑的建议中得到了提高,我为他们做了25年的医疗顾问。没有人体运动出版社工作人员的帮助和鼓励,这项工作便不会取得如此瞩目的进展。我的解剖学知识是在曼彻斯特大学(Manchester University)习得的,我对运动和跑步的热爱给了我完成这本书的动力。
没有妻子克莱尔(Clare)的爱与理解,没有家人以及跑步领域朋友的支持,我根本无法完成这项工作。
帕特里克·米尔罗伊博士(Dr. Patrick Milroy)
海尔·盖博塞拉西(Haile Gebrselassie)(译者注:海尔·盖博塞拉西出生于1973年4月18日,曾获得1996年亚特兰大奥运会和2000年悉尼奥运会的男子万米冠军,1993年~1999年,连续4届获得世锦赛男子万米冠军,是世界著名男子长跑运动员)曾说过:“没有跑步,就没有生活。”跑步跨越了语言和文化的隔阂,全世界数百万人分享着通过跑步获得的乐趣。因此,一个只身在外的陌生人只需要换上运动服和跑鞋,挑选一条小径,就能遇到志趣相投的跑者以同样的热情享受生活。
在众多结合娱乐与健身特质的运动中,跑步属于非常受欢迎的项目之一。随着人类文明的进步,人们为了生存而奔跑的需求(无论是狩猎还是躲避掠食者)都被新技能的发展所调和。现在,普通人可以以一种大多数祖先都认为不切实际,甚至相当致命的方式享受闲暇时光。因此,虽然跑步曾经关乎生死,但人类社会的发展使它成为人类竞争、社会化和发展科学实验的一种新的表现形式。此外,跑步也许是最自然的运动形式。它既不涉及攻击性行为,也不涉及反社会行为,而且不需要昂贵的设备。因此,任何一个体格健全的人都能够轻易地享受跑步所带来的乐趣。
尽管跑步的起源可以追溯到几千年前,但直到20世纪70年代末,跑步才作为一项运动,成为一个完整的产业。在短时间内,与跑步相关的各种因素—比如衣服和鞋子、饮食对生理机能的影响、环境和路面的影响—都经过了研究、实验、评价与发展。因此,正如200年前铁路给我们先辈带来的改变一样,跑步现在已经融入了数百万人的日常生活,几乎无一例外地给我们带来了很多好处。
影响跑者表现的因素复杂且不可计数。本章重点从解剖学和生理学层面上讲解各种因素对跑者产生的影响。更准确地说,本章关注的是完美跑者(如果这样的人存在的话)需要具备的特征和体形。
从广义上来说,解剖学这个词语可以用来描述身体结构。当然,我们大多数人都希望以自己的身体为傲,而且对身体更有型的追求让健身成为一个价值10亿美元的产业。如果我们在身体能够运动时却选择不锻炼,那就错过了提升身体素质的机会。然而,身体健康与否不应该以我们的体形是否接近完美来定义。在很大程度上,我们对体形的控制有限。例如,我们的身高很大程度上是由基因决定的;除了补充营养,其他任何事情都收效甚微。但与此同时,无论一个人的起点如何,通过训练都可以改变人体的外观和身体成分。如果想要肌肉和皮肤保持良好状态,运动表现得到改善,那么这些目标都可以成为可实现的训练目标。
如果你的目标是像许多人一样通过跑步来改善体形,那么是否能达到目标则取决于你的跑量和跑步方式。如果你的目标是减肥,则可能需要耗时几个月,每周需要跑步4~5次,才会看到外形和体重有比较明显的、自己满意的变化。
跑步也会影响你的感觉。事实上,许多科学证据表明,跑步会释放改善情绪和让人自信的化学物质。当然,这种影响不会在一夜之间发生;如果你养成了经常跑步的习惯,可能会在发现身体变得更苗条之前,更早地体验到精神上的愉悦。如同生命中所有物有所值的提升,如果没有努力、困难和偶尔的挫折,你不可能获得进步。正如西奥多·罗斯福(Theodore Roosevelt)所说:“世界上所有值得拥有或值得做的事情,都需要经历努力、痛苦和困难。”
如果你参加田径运动会,你可能只需要看运动员的体形就能猜出他们会参加哪些比赛。举例来说,短跑运动员通常身体健硕、肌肉发达。相比之下,随着比赛距离的增加,例如跑400~1 500米的运动员的身体就不如短跑运动员健硕。到了长跑运动员,可能会看起来异常消瘦,甚至似乎营养不良,但这类运动员的跑步表现却很好。
体形与训练项目是对应的,这就说明针对不同赛事的训练,会对身体产生不同的结构反应。所有的赛跑运动员都为比赛而训练,但他们的训练方式有所不同。长跑运动员跑步里程长,跑步期间会出现快跑、慢跑或坡度跑—如山路或公路,因此长跑运动员在一定程度上还会进行跑道跑步和抗阻训练。短跑运动员和中等距离跑步运动员则强调跑道跑步结合举重、体操训练,以及其他他们喜欢的运动来使身体状态达到巅峰。一些中等距离跑步运动员(800~1 500米)也结合了有氧跑步,每周跑80~100千米。当然,如果你是为了自己的乐趣而不是为了比赛而跑步,那么这种专业训练可能是不必要的,甚至是不可取的。
从广义上来说,你的身体构造受进化规则的影响。如果你经常使用肌肉,那么肌肉就会越来越灵活;反之,如果不锻炼肌肉,那么它就会萎缩。当然,体形不仅是由肌肉塑造的,还受脂肪厚度的影响。在训练时,脂肪是能量来源,脂肪厚度开始变薄,尽管不像那些试图精确减少脂肪的人所发现的那样均匀或对称。脂肪似乎永远不会首先从你最想要减少的部位消失!
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。
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。
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。
除了进行力量训练之外,我们怎样才能改善跑步姿态和跑步表现?由于跑步涉及神经肌肉,跑步姿态可以通过特定的练习来加以改善,相关练习将使解剖学部分所描述的运动变得更加协调。教练杰拉德·马赫(Gerard Mach)在20世纪50年代开发的这种练习操作简单,几乎不会造成冲击压力。从本质上说,这些练习通常被称为跑步的基本动作ABC,它们将步态周期的各个阶段分离出来:提膝、大腿运动和蹬地。通过单独训练每个阶段并减慢动作,正确地完成这些动作能够提升跑者的运动知觉,促进神经肌肉反应,并有助于增强力量。正确练习有助于运动员形成正确的跑步姿势,跑步运动员的跑步表现由此得到改善。最初,这些训练是为短跑运动员设计的,但它们可以被所有的跑者所采用。每周应该进行一到两次这种练习,并在15分钟内完成。注意姿势要正确。
髋屈肌和股四头肌负责实施动作A(图1.2a, b, c)。这个动作既可以在走路的时候进行,也可以在跳跃或者跑步的时候进行。该动作包括了膝关节弯曲和骨盆向前旋转(图1.2c)两个部分。同时,手臂的简单摆动,平衡了下身的动作。抬起腿部相对的手臂,其肘部需要屈曲成90度;像钟摆一样前后摆动,肩关节起着支点的作用。另一只手臂同时向相反的方向移动。双手腕关节应保持放松,不要举过肩膀。在向下摆腿的时候,另一条腿的膝盖便随之抬起。
动作B(图1.3a, b, c)依靠股四头肌伸腿和腘绳肌驱动腿部向下,为冲击阶段做准备(图1.3c)。接着,股四头肌将腿从动作A的位置拉伸到完全伸展的状态,然后腘绳肌群用力将小腿和脚拉到地面。在跑步过程中,胫骨前肌让脚踝背屈,使脚处于合适的脚跟着地的位置;然而,在动作B的时候应该尽量减少背屈,以使脚着地时更接近中立姿势。这种精确的调整降低了脚跟承受的冲击力;此外,由于与跑步相比,涉及的脚部生物力学较少,这种运动不会造成前脚损伤。
跑步步态周期的最后阶段由腘绳肌来支配(图1.4a和b)。脚与地面接触时,腘绳肌会继续收缩,不是限制腿部的拉伸,而是将脚向上拉,臀大肌向下,从而开始另一个周期。因此,这个练习的重点(图1.4b)在于把脚直接拉到臀部下方,从而缩短弧线和此阶段时长,这样就可以开始另一个步态周期。这种练习应快速进行,突出爆发力。手臂快速摆动,模仿腿部的快速运动,手要比进行动作A和动作B时高一点,离身体更近一点。这种运动还可以通过将躯干前倾,以达到更好的效果,这是一种类似于短跑时的身体姿势。
虽然跑者可以在教练的指导下接近某一特定的运动姿势,但由于在运动过程中疲劳加剧,这种姿势很难继续保持。在这样的情况下,跑者很容易恢复到适合自己体形的自然状态。这种跑步姿势看起来可能并不好看,甚至不是最有效的跑步姿势,但随着疲劳的出现,这种跑步姿势往往是不可避免的。下一章,我们将讨论在改善跑者体形的方式时,力量训练对限制出现这种偏差产生的作用。