The effect of footwear on mechanical behaviour of the human ankle plantar-flexors in forefoot runners
Bonacci J, Spratford W, Kenneally-Dabrowski C, et al (2022)
The effect of footwear on mechanical behaviour of the human ankle plantar-flexors in forefoot runners.
Plos One 17:e0274806.
https://gyazo.com/20e0b0538bcd3f69f3076075a0d5d6f2
abst
Purpose: To compare the ankle plantar-flexor muscle-tendon mechanical behaviour during barefoot and shod forefoot running. Methods: Thirteen highly trained forefoot runners performed five overground steady-state running trials (4.5 ± 0.5 m.s-1) while barefoot and shod. Three-dimensional kinematic and ground reaction force data were collected and used as inputs for musculoskeletal modelling. Muscle-tendon behaviour of the ankle plantar-flexors (soleus; medial gastrocnemius; and lateral gastrocnemius) were estimated across the stance phase and compared between barefoot and shod running using a two-way multivariate analysis of variance. Results: During barefoot running peak muscle-tendon unit (MTU) power generation was 16.5% (p = 0.01) higher compared to shod running. Total positive MTU work was 18.5% (p = 0.002) higher during barefoot running compared to shod running. The total sum of tendon elastic strain energy was 8% (p = 0.036) greater during barefoot compared to shod running, however the relative contribution of tendon and muscle fibres to muscle-tendon unit positive work was not different between conditions. Conclusion: Barefoot forefoot running demands greater muscle and tendon work than shod forefoot running, but the relative contribution of tendon strain energy to overall muscle-tendon unit work was not greater.
目的：裸足と靴を履いて前足で走ったときの足首の足底屈筋-腱の力学的挙動を比較すること。 方法 13名の高度に訓練されたフォアフットランナーが、裸足と靴を履いた状態で5回の地上定常走行試験（4.5±0.5m.s-1）を実施した。3次元運動学的データおよび地面反力データを収集し、筋骨格系モデリングのインプットとして使用した。足関節底屈筋（ヒラメ筋、内側腓腹筋、外側腓腹筋）の筋腱挙動を立脚相で推定し、二元多変量分散分析を用いて裸足ランニングと足底ランニングの間で比較検討した。 結果 裸足走行の場合、MTU（Muscle-Tendon Unit）のピーク発電量は、靴を履いての走行に比べて16.5％（p=0.01）高かった。また、MTUの正の総作業量は、裸足走行の方が靴を履いている場合よりも18.5％（p=0.002）多くなった。腱の弾性ひずみエネルギーの総和は、裸足走行の方が靴を履いているときよりも8％（p=0.036）大きかったが、筋-腱ユニット正作業に対する腱と筋繊維の相対寄与率は条件間で差がなかった。 結論 裸足での前足部ランニングは、靴を履いての前足部ランニングに比べ、より大きな筋肉と腱の仕事を要求するが、筋肉-腱ユニットの仕事全体に対する腱の歪みエネルギーの相対的な寄与は大きくはないことがわかった。