從生物力學看登山:怎麼樣避免膝蓋傷害、以及登山杖真的有用嗎?
國內疫情延緩,而國外又還不能出去時,不少人會靠著國內旅遊來緩解悶在家的心情,而登山是其中一個熱門選項。對於初步登山者來說,主要會有兩種問題,一是可能的花費與損失,二是登山對我的潛在好處與收穫[1]。這篇文章主要針對前者,討論登山對膝蓋的研究,以及登山杖使用上的建議。
登山到底對身體(尤其是膝蓋)有怎麼樣的影響?
已知登山類的運動好處是空氣清新、遠離都市、增加幸福感[2]以及其他種種運動的好處[3]。那麼,登山到底對身體有什麼影響呢?登山令人最大的擔心是對膝蓋的負擔(主要是下坡[6]),確實相對騎腳踏車、游泳等運動來說,是個對膝蓋負擔較大的影響,而無論任何運動都有對應傷害,我們可以試著降低這傷害。登山的層度也是有分級,一些簡單的相對來說對我們的負擔就會較小,我們以較極端的受眾,經過膝關節置換的人舉例來說,就會建議不要超過40–60度(是人工膝關節難以承受的角度),研究也有指出一些對膝關節置換的病患建議與不建議的活動,如果想要降低傷害可以作為參考[4][5][7]。
其他降低登山造成之運動傷害的方式
使用登山杖是個很多人討論的解法(非業配,是真的很多研究都在探討這議題。可能他們比較有機會得到贊助來改善產業,正面意思),不過這邊仍先從科學角度進行討論。登山杖在過往研究中[8]有提到,確實是能降低大部分力矩與受力的,但在上坡時會增加能量消耗[9],也有討論雙刀流的好處,唯獨查到這篇總覽時,大部分研究都並不是直接搜集登山時的實際數據就是(都是實驗室數據為主)[9]。近期的研究主要指出登山杖之所以有效,主要是會有個支持,改變我們下坡時施力的動作,對應減緩膝蓋的壓力[10]。
然而,在另外的研究[11][12]則有指出,登山杖事實上不會幫助我們在生理指標(如心律、耗能)上有顯著影響,但卻能讓我們感覺到減少登山後的下背或下肢痛。
補充,登山杖在平地走路時對膝蓋受力的減少有沒有幫助?由於廣泛用於復健等,這篇研究[13]就指出,在他們於實驗室做的水平步態測試中,我們確實可以透過登山杖出更多力,但卻沒有減少膝關節的壓縮力。當然他提到有可能是受眾的不同,像是他們的實驗針對年輕、健康的受眾;而過往的研究中確實有指出登山杖有效,但受眾可能是年紀較大、或是有經過膝關節手術等。這點就還可以再觀察。補充目前指出可以的研究[14][15],以及指出不行的[16][17]。
結論來說,登山仍是運動的一種,有對應的好處,也有傷害的風險,可以多瞭解來進行評估。而登山杖仍是個可以於登山時攜帶的配備,尤其是針對容易下肢痠痛或需要支撐的族群,對登山時確實有機會減緩膝蓋受力,但對平地的受力減緩有待釐清。同時本篇主要探討登山對個體的影響與建議,並不是特別鼓勵或遏止登山,登山相關的好處與風險[9]仍有待大家進行判斷。然而個人是覺得不管是登山、還是生活中的種種,如果是喜歡的就盡量想辦法去做;如果還不知道喜不喜歡,可以找簡單的試,而如果已經確定明確不喜歡,去找喜歡的事關注,或許會是比較有幫助的。
參考資料:
[1]: Prediction of Leisure Participation from Behavioral, Normative, and Control Beliefs: An Application of the Theory of Planned Behavior
[2]: 知覺自由、社會支持、休閒效益、登山運動參與與幸福感之相關研究
[3]: 登山健行者參與動機之探究
[4]: Exercise Recommendations After Total Joint Replacement
[5]: A public health perspective on physical activity after total hip or knee arthroplasty for osteoarthritis
[6]: The Effect of Uphill and Downhill Walking on Joint-Position Sense: A Study on Healthy Knees
[7]: Exercise and knee osteoarthritis: benefit or hazard?
[8]: THE EFFECTS OF HIKING POLES ON PERFORMANCE AND PHYSIOLOGICAL VARIABLES DURING MOUNTAIN CLIMBING
[9]: The Effects of Hiking Pole Use on Physiological Variables and Rate of Perceived Exertion While Hiking Uphill
[10]: Knee joint forces during downhill walking with hiking poles
[11]: Muscular and metabolic costs of uphill backpacking: are hiking poles beneficial?
[12]: Duckham, Rachel Louise, “The Effects of Hiking Poles on Performance and Physiological Variables During Mountain Climbing. “
[13]: Is it possible to reduce the knee joint compression force during level walking with hiking poles?
[14]: Willson J, TorryMR, DeckerMJ, KernozekT, SteadmanJR.Effects of walking poles on lower extremity gait mechanics. Med Sci Sports Exerc2001: 33: 142–147.
[15]: Winby CR, LloydDG, BesierTF, KirkTB.Muscle and external load contribution to knee joint contact loads during normal gait. J Biomech2009: 42(14): 2294–2300.
[16]: Kleindienst FL, MichelKJ, SchwartzJ, KrabbeB.Comparison of kinematic and kinetic parameters between the locomotion patterns in Nordic Walking, walking and running. Sportverletz Sportschaden2006: 20: 25–30 (in German).
[17]: Hansen L, HenriksenM, LarsenP, AlkjaerT.Nordic walking does not reduce the loading of the knee joint. Scand J Med Sci Sports2008: 18: 436–441.
[18]: 登山者對登山風險及危機處理的認知研究