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運動生理週訊運動生理週訊電子報
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主題:跑步經濟性(running economy)
發言 : scwang 時間 : 04/05/22(16:42:54) From : 140.123.226.99
運動生理週訊(第165期)

跑步經濟性(running economy)(May.22.2004)

本期主筆:王順正

  跑步經濟性(running economy)是指在非最大強度的跑步過程中,人體所消耗的能量高低情形;在相同的跑步速度下,能量消耗較少代表有較好的跑步經濟性,能量消耗較多,則跑步經濟性較差(林信甫與莊泰源,2003)。

  由以往的研究結果可以發現,長距離跑步的表現與最大攝氧能力(最大攝氧量)之間的相關性並不高,而且,Conley and Krahenbuhl(1980)的研究發現,男性頂尖的長跑選手,最大攝氧量與10公里跑步表現的相關性僅為-0.12(受試者的平均最大攝氧量為71.7 ml/kg/min,而且都相當接近),跑步經濟性與10公里跑步表現的相關達到0.83(每分鐘241公尺速度下的穩定狀態攝氧量)、0.82(每分鐘268公尺速度下的穩定狀態攝氧量)、以及0.79(每分鐘295公尺速度下的穩定狀態攝氧量)。由此可見,跑步經濟性對於耐力運動表現具有舉足輕重的地位。

  2000年Weston, Mbambo and Myburgh以身體質量指數相似的8名African與8名Caucasian10公里長跑選手為對象(10公里成績分別為32.8±2.8分鐘、32.0±2.5分鐘,體重分別為61.4±7.0kg、64.9±3.0kg),探討非洲不同種族長跑選手的最大攝氧量與在每小時16.1公里速度下的跑步經濟性;研究發現African雖然具備較低的最大攝氧量(61.9±6.9 ml/kg/min、Caucasian為69.9±5.4 ml/kg/min),但是卻具備較佳的跑步經濟性(下圖)。似乎跑步經濟性的效益可以彌補最大攝氧量偏低的缺點,讓African具備與Caucasian相同的10公里長距離跑步表現。



(Weston, Mbambo, & Myburgh, 2000)


  Franch, Madsen, Djurhuus and Pedersen(1998)針對36名男性業餘的跑步選手,比較六週、每週三次、每次20至30分鐘、三種不同的跑步訓練(長距離跑訓練、長間歇跑訓練、以及短間歇跑訓練)對於跑步經濟性的影響,研究結果發現三組的最大攝氧量分別增加5.9%、6.0%、以及3.6%,達到最大攝氧量的速度分別增加9%、10%、以及4%,跑步經濟性分別增加3.1%、3.0%、以及0.9%;下圖則顯示出訓練前後,受試者在平均每小時13.8公里的速度下,攝氧量、換氣量與血乳酸隨著運動時間的變化情形。研究結果顯示長距離跑訓練與長間歇跑訓練可以有效增進跑步經濟性,短間歇訓練則沒有效果。



(Franch, Madsen, Djurhuus & Pedersen, 1998)


  林信甫與莊泰源(2003)指出影響跑步經濟性的相關因素,包括地面(草地、沙灘、塑膠跑道、道路;多進行沙灘跑步有助於改善跑步經濟性)、實驗室或戶外場地(跑步機的跑步經濟性較高)、性別(還沒有一致的研究結果)、年齡(跑步經濟性隨年齡的增長而進步)、體溫(體溫增加會降低跑步經濟性)、疲勞(疲勞對於跑步經濟性的影響似乎會隨著跑者的能力而改變)、換氣量(換氣量越少跑步經濟性越高)、柔軟度(柔軟度與跑步經濟性成反比)、訓練方式(高強度、長時間的間歇跑步比較會增進跑步經濟性)、過度訓練與減量訓練(過度訓練會降低跑步經濟性)、肌力訓練(肌力訓練可以增加跑步經濟性)等。

  Kyrolainen, Belli and Komi(2001)的研究則指出,跑步經濟性與跑步時的動作優劣有關。Caird, McKenzie and Sleivert(1999)的研究更發現,透過生理回饋與放鬆技巧(Biofeedback and relaxation techniques )的訓練也可以有效增進跑者的跑步經濟性。事實上,訓練對於跑步經濟性效益的增進是否代表跑步成績進步(例如肌力訓練增進跑步經濟性)?跑步經濟性進步的原因是生理、 生物力學或心理因素的原因(或者有交互影響)?疲勞因素對於跑步經濟性的影響(Kyrolainen, Pullinen, Candau, Avela, Huttunen & Komi, 2000)?其實,相關的研究結果相當豐富,相對的,仍然有相當多的研究主題值得進一步的分析與研究。


參考資料

林信甫與莊泰源(2003):跑步經濟性及其相關影響因素探討。中華體育,17(3),53-60。

Caird, S.J., McKenzie, A.D., & Sleivert, G.G. (1999). Biofeedback and relaxation techniques improves running economy in sub-elite long distance runners. Medicine and Science in Sports and Exercise,31(5),717-22.

Conley, D. L., & Krahenbuhl, G. S. (1980). Running economy and distance running performance of highly trained athletes. Medicine and Science in Sports and Exercise,12(5),357-360.

Franch, J., Madsen, K., Djurhuus, M. S., & Pedersen, P. K. (1998). Improved running economy following intensified training correlates with reduced ventilatory demands. Medicine and Science in Sports and Exercise,30(8),1250-1256.

Kyrolainen, H., Belli, A., & Komi, P.V. (2001). Biomechanical factors affecting running economy. Medicine and Science in Sports and Exercise,33(8),1330-7.

Kyrolainen, H., Pullinen, T., Candau, R., Avela, J., Huttunen, P., & Komi, P.V. (2000). Effects of marathon running on running economy and kinematics. European Journal of Applied Physiology,82(4),297-304.

Weston, A. R., Mbambo, Z., & Mybrugh, K. H. (2000). Running economy of African and Caucasian distance runners. Medicine and Science in Sports and Exercise,32(6),1130-1134.

回應 : 1 sgi_muscle時間 : 2004/5/24 下午 07:50:40 From : 210.60.0.157

關於文中提到
長距離跑步的表現與最大攝氧能力(最大攝氧量)之間的相關性並不高而且,Conley and Krahenbuhl(1980)的研究發現,男性頂尖的長跑選手,最大攝氧量與10公里跑步表現的相關性僅為-0.12(受試者的平均最大攝氧量為71.7 ml/kg/min,而且都相當接近),跑步經濟性與10公里跑步表現的相關達到0.83......

我想問的是:由你舉的例子來看,是長距離跑步的表現與最大攝氧能力(最大攝氧量)之間的相關性並不高.. 還是,對優秀運動員來說最大攝氧量和長距離跑的運動表現相關性不高?


回應 : 2 scwang時間 : 2004/5/25 上午 12:36:54 From : 219.71.65.141

運動生理週訊39期「活力指標:最大攝氧量(1)
運動生理週訊40期「活力指標:最大攝氧量(2)

對於長距離運動表現來說,最大攝氧量仍然是相當重要的一項生理指標。這篇文獻說明,當長距離跑步選手具備類似的最大攝氧量時,跑步經濟性就顯得相當的重要。事實上,也有一些文獻探討跑步經濟性的問題,特別是對於在固定強度(絕對強度)下,對於不同最大攝氧量百分比的攝氧量反應來說,也有過度呈現攝氧量高低效益(可能有些人的最大攝氧量較低,反應的攝氧量百分比反而較高)的問題。

除了跑步經濟性以外,還有其他的變項可以作為評量耐力運動表現的其他變項。例如達到最大攝氧量的速度(VVO2max),代表生理能力(最大攝氧量)與身體使用氧氣效率(跑步經濟性)的共同指標,是目前為止被認為最具意義的耐力運動表現指標。

對於一般運動參與者來說,瞭解跑步經濟性的效益,由於是透過攝氧量高低的資訊來評量,似乎也不是很容易簡易評量的耐力運動變項。


回應 : 3 normalin時間 : 2004/5/25 上午 06:51:40 From : 218.167.160.88

第一個回應者所提出的
"頂尖耐力跑選手耐力跑能力(如馬拉松)與最大攝氧量的相關很低或無相關"之質疑
這是非常好的統計解釋的例子
不得忽略頂尖兩個字
譬如說世界前一百名馬拉松選手可謂為頂尖選手群
馬拉松成績與最大攝氧量兩者是非常可能沒有相關的
換一個例子
特爛的人的跑步能力與最大攝氧量間也可能沒有顯著相關
此事實告訴我們
受試或調查對象(即取樣範圍)會影響相關
所找的受試者如果跑步能力相當分散(有好有爛有中等)
相關性可能變成相當高了


回應 : 4 張瑞豪時間 : 2004/5/25 下午 04:29:27 From : 203.68.180.227

running economy 與最大氧攝取量或許相關性不高,然而;個人認為,它可能與ventilatory threshold speed有關.早期,許多研究足球選手生理特徵的學者,如Bangsbo,1994.,Ekblom,1986.,McCartney et.al.,1986.,Reilly and Brook,1986.常以這一項參數,評估不同等級選手的差異.并指出,較優秀的足球選手,能以較高的跑速持續跑步,而不致於造成體內metabolic acidosis.另外,要取得跑步經濟性的數據,可能需要用到invasive method, 取得4mmol/l的乳酸樣本,及採用breath by breath方法,取得換氣樣本.還有;在蒐取上述數據時,protocal 的設定,要採用固定坡度;而跑速的增加,以每個stage每分鐘耗氧量,不超過4~6ml為宜wasserman et. al.1990. 我曾經在民國76年,對這個問題很有興趣,並在左訓使用蝴蝶針對當時的優秀選手作實驗.可惜,那時候周遭的資源太貧乏,又沒能得到林老師的指導.實在非常羨慕現在的學弟學妹们.


回應 : 5 scwang時間 : 2004/6/3 下午 08:44:11 From : 140.123.226.99

donic [男][教師]
請問為什麼柔軟度與跑步經濟性成反比?

scwang回應:
Craib MW. Mitchell VA. Fields KB. Cooper TR. Hopewell R. Morgan DW. (1996). The association between flexibility and running economy in sub-elite male distance runners. Medicine & Science in Sports & Exercise. 28(6):737-43.

The purpose of this study was to examine the association between nine measures of limb and trunk flexibility and running economy. Within a week prior to running economy assessment, and after 10 min of jogging at 3.13 m.s-1, 19 well-trained male sub-elite distance runners underwent two complete sets of lower limb and trunk flexibility assessments. Runners then completed two 10-min running economy assessment sessions on consecutive days at 4.13 m.s-1 following two 30-min sessions of treadmill accommodation at 4.13 m.s-1. Intraclass correlation coefficients indicated that the repeated flexibility measurements were highly reliable (X R = 0.92 +/- 0.09), as were the two running economy appraisals (R = 0.99). Correlational analyses revealed that dorsiflexion (r = 0.65) and standing hip rotation (r = 0.53) were significantly (P < or = 0.05) associated with the mean aerobic demand of running, such that runners who were less flexible on these measures were more economical. Although speculative, these results suggest that inflexibility in certain areas of the musculoskeletal system may enhance running economy in sub-elite male runners by increasing storage and return of elastic energy and minimizing the need for muscle-stabilizing activity.

Correlations for submaximal VO2max and flexibility measures.

Measeurment   Submaximal VO2
Trunk rotation (deg)   -0.25
Side bend as % height  -0.21
Ext. hip rotation (deg)  0.53*
Sit-and-reach (cm)   0.12>
Straight leg raise (deg)  0.20
Dorsiflexion (deg)   0.65*
Plantarflexion (deg)  -0.07






回應 : 6 時間 : 2004/7/8 上午 11:28:13 From : 61.229.180.195

『在相同的跑步速度下,能量消耗較少代表有較好的跑步經濟性,能量消耗較多,則跑步經濟性較差』

能量消耗是否等同於氧消耗?如果不是,上面的說法是否應該稍作修改?


回應 : 7 scwang時間 : 2004/7/8 下午 07:21:19 From : 140.123.226.99

請參考
運動生理週訊電子報第21期「運動時的能量消耗(August.27.1999)
運動生理週訊電子報第22期「運動後的過耗氧量(September.03.1999)


回應 : 8 時間 : 2004/7/8 下午 08:44:05 From : 61.229.180.180

根據我的了解,跑步的經濟性是就跑者以某一特定速度跑步時的耗氧量之多寡所作的分析,所以看到林信甫與莊泰源的定義中未提到耗氧量,才有前面的疑問。


回應 : 9 維尼時間 : 2007/8/25 下午 06:00:17 From : 61.230.50.142

請問在treadmill和在bicycle ergometer上分別Heart rate, VO2, Oxygen pulse, VE, VE/VO2, RER有什麼不同?


回應 : 10 scwang時間 : 2007/8/26 下午 07:17:07 From : 61.64.89.193

請問在treadmill和在bicycle ergometer上分別Heart rate, VO2, Oxygen pulse, VE, VE/VO2, RER有什麼不同?

基本上,如果是一般人在treadmill與ergometer上測量到的上述變項最大值會有些許不同,通常treadmill測量到的最大值會略高於ergometer上的測量值。自由車選手在ergometer測量的最大生理變項則略大於在treadmill上的測量值。

在submaximal 強度狀態下,由於treadmill與ergometer提供的負荷來源不同,很難比較兩者的差異。




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