終極影響跑步效率的竟然是足跟長短!?

嚴格說起來，跑步跑得好不好，有沒有效率，又是一件天生不公平的事。這裡說的效率是指，用一樣的速度在跑，有人跑起來消耗能量多 (氧氣需求量大)，有人消耗能量少﹔不公平的事卻不是我們認知中的腳長腳短或胖或瘦。

跑步效率在跑者間的差異其實很大，最大可以到 30% 。當然，經由訓練可以增加跑步效率，降低氧氣的消耗量，不過，改善的程度卻多在 5-7% 。換句話說，可能存在著某種先天的因素，無法透過努力訓練而改變，影響著跑步效率。

那麼，是什麼因素影響跑步效率? 從生物機械的角度來看，腿長，下肢肌肉體積，身體質量指數 (BMI)，下肢的轉動慣量，小腿圍，擺腿的能量支出...多少都有影響，不過，這些因素都無法完全解釋大到 30% 以上的耗氧差異。

但，沒想到單獨一個足跟長短－－阿契里斯腱的力臂，竟然就可以解釋這麼大的個體差異。這個力臂指的是內外踝骨到阿契里斯腱的平均長度 (下圖兩條黑線的平均長度)。

生物運動學家先提出一個肌腱儲存能量的模型，算出，阿契里斯腱力臂越短，肌腱就能夠儲存較多跑步時的能量，減少肌肉收縮的能量消耗，因此，氧氣消耗的速率就會跟著降低。從 15 個選手的實際數據來看，定速跑步時氧氣消耗的速率 (下圖縱軸) 跟阿契里斯腱力臂 (下圖橫軸) 也的確有顯著的正相關。

再來算一算，如果阿契里斯腱力臂縮短 10% ，那麼肌腱就可以多儲存 21% 的能量。也就是說，假如以每小時 16 公里的速度在跑，每秒腳掌會著地 3 次來算，肌腱的機械儲能就能夠減少 10% 的氧氣消耗。而且，跑者之間阿契里斯腱力臂的差異常高於 10% ，所以跑步效率會有 30% 的差異，用這個因素足以解釋。

另外，如果把足跟跟腿長、下肢肌肉體積、身體質量指數 (BMI)、下肢的轉動慣量這些因素一起跟跑步效率來關聯，結果，多了足跟長短的因素，其他因素就會變得跟跑步效率不相關。足跟長短變成解釋跑步效率差異的終極因素。

身體真的到處都有機關。

相關研究：Running biomechanics: shorter heels, better economy. Doi:10.1242/jeb.018812 [link]