倒走的运动生物力学与生理学研究进展

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中国运动医学杂志20 0 8年 5月第 2 7卷第 3 C i S o t Me, y2 0, o. 7 N .期 hn J p r d Ma 0 8 V 12, o 3 s

倒走的运动生物力学与生理学研究进展郝卫亚。陈严

1国家体育总局体育科学研究所(京 1 0 6 )北 0 0 1 2广东省体育科学研究所(州 5 0 6 )广 1 6 3人类日常生活中存在大量向前走、前跑的运动模向式，向后走、的运动很少。然而向后走、已日益成为但跑跑了充分锻炼。胭绳肌对维持膝关节稳定起到重要作用，倒

走为膝关节疾病康复中肌力训练提供了新方法。另外倒走也可以缓解髌骨的压力，止前交叉韧带的过度拉伸，防 从而促进膝关节疾病患者的康复。水环境中的锻炼需要克服水的阻力而不是克服重力，肌肉和关节不易受伤，故 对心肺耐力的锻炼也较陆地上效果明显。日本学者对

健身锻炼、床康复的重要手段。国外学者在上世纪 8临 O年代即开始了对倒走 ( ak r akn )研究，究重 b c wad w lig的研

点主要集中在倒走对人体生理机能、态的影响和改变步上。研究证实倒走与正走有着完全相反的运动方向，对却

于下肢肌力锻炼、衡能力改善、氧能力提高有着其独平有特地作用机制。国外学者对倒走研究已经很深入细致，然而我国国内学者对此的研究较为少见，是我国学者亟需这填补的空白。

1 O名青年受试者进行水中正走、走练习的肌电采集，倒结果显示，走练习中椎旁肌、内侧肌、骨前肌最大随意倒股胫收缩 ( xma v lnayc n rcin MVC)明显高于正 ma i l ou tr o tat, o均

走。倒走锻炼还能更大限度地调动肌肉工作，不增加运在动速度的前提下，加能耗]增。还有学者认为]倒走锻，

本文综述了近年来国内外关于倒走锻炼对生物力学、 生理学方面影响的相关研究，以期能引起学者们对于此研究领域的关注，今后的进一步研究奠定基础，科学健为为

炼可增大膝关节术后屈膝角度，倒退

跑可减少地面反作而用力( GRF,强膝关节伸肌肌力，时较正向跑减少了 )增同髌骨韧带的向心压力。 1 3倒走对平衡能力的影响 .

身提供数据参考和实验依据。1倒走对人体生理机能的影响 1 1倒走对能量代谢的影响 .在能量代谢方面，走与正走 (o wad wakn )在倒 fr r lig存

平衡能力是维持身体姿势的能力，映了身体前庭器反官、肉、肌肌腱、节内的本体感受器，及视觉等各方面关以对刺激的协调能力。研究结果显示， 5岁之前，觉、庭 1视前器官、体感受器等平衡感觉功能处于一个不断完善的过本程。国外最新的研究结果显示[,】人体的本体感受器功能 在 3~4岁时成熟，前庭器官、觉功能在 1~ 1而视 5 6岁时

明显差异。Teba c e】等对 2 rln h L 6名青年女性进行为期 6周的倒走训练，验组较对照组在心肺耐力水平、氧量实摄

等方面均有显著提高，体成分中脂肪含量明显减少。身Clr sn2等也对 2 ako[ 5名健康女性进行四种不同速度倒走

的逐级递增运动实验，现耗氧量、率、 E都与倒走的发心 RP速度成线性关系。Ch lu k[等对 1 ao p a3 7名普通青年进行两种不同仰角的正走、走比较，果显示倒走在两种仰角倒结均较正走有更高的摄氧量、能量消耗， P R E也较正走更高， 另有研究指出 5仰角的倒走练习更能充分的锻炼心肺耐

才达到成人水平。有关导致平衡能力下降的主导因素， 目前存在两种看法，种是前庭器官功能下降，一种是下一另肢肌肉力量减退，关于平衡能力与下肢肌肉力量的相关但性研究还比较少。

通过锻炼可以提高个体的平衡能力，友廉等观察洪1 6名长期太极拳锻炼者进行 4 2式太极拳锻炼，现太极发

力。F y n4等让受试者分别进行运动速度为 1 7 2 ln L 0 . m/mi n的正走、走和 1 0 8 mi倒 6 . m/ n的正向跑和倒退跑，试测

拳锻炼通过单足站立、换运动方向等方式锻炼下肢肌肉变的力量和耐力，

而提高机体的平衡能力。肌肉力量水平从是影响平衡能力的一个重要因素，肌肉力量的锻炼也是对预防老年人摔倒的一个重要手段。太极拳包含了向前、向后、两侧方向的动作，而增加了对下肢肌肉群的锻炼，向从

摄氧量、心率、血乳酸等指标发现，论是走、,无跑向后的运动模式均比向前运动要高，走的摄氧量和心率分别较相倒同运动速度的正走高 7 、 7,进一步证实了向后运 8 4更动要求更高的能耗和心肺机能水平。提示在锻炼、复过康程中，以运用向后运动的方式，方面锻炼相应的关节可一

因此提高了平衡能力。由于人体向后运动时缺少视觉的刺激，多的依靠本体感觉来维持身体的平衡，而提高更从平衡能力。很多学者据此设计了包含倒走练习的运动，来改善受试者的平衡能力。C mp el胡等对 2 3名老年妇 a b l】 L 3女分组进行为期 6个月的包含了倒走、向运动、身、侧转跨越障碍的锻炼，果证实，验组的平衡能力得到显著提结实高，功地预防了老年人摔倒。类似的研究还有 S ie成 hg -

肌肉，一方面也提升心血管机能水平。另1 2倒走对肌电的影响 .

倒走独特的运动方向，求机体募集不同的运动单要元， I体现在肌电图上的明显变化。 Es e L在人体进临床 i r n 5行正走、走时，集股外侧肌、直肌、绳肌、骨前倒采股胭胫肌、肠肌等肌肉的肌电信号，现胭绳肌在倒走中得到腓发

基金项目：家体育总局体育科学研究所基础研究项目(本 0—8国基 70 )通讯作者；卫亚， ma: ia a@ y h o c m. n T l0 08 1 2 1都 E i we h o a o . o c; e: 1— 7 8 5 7 l y

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mas¨ tul对 5等 2名 6~8 0 0岁人群分组进行为期 6个月 1

中增龄变化均不明显。有学者对倒走的男女差异也有报道，果显

示女性较男性无论在正走、走过程中，幅结倒步

次/的包括向后、两侧、向等方向运动的练习 ( 周向斜 a

sur—tp i xri:S )数据显示，验组在敏捷、 q aes p geec eS E, e n s实下肢力量、动速度、韧性、衡能力得到了显著提高，移柔平

均要短，倒走过程中的性别差异还体现在步速上，性在男明显快于女性。以上研究提示，走可作为老年个体锻倒炼、复的一项可行、康有效的手段。

从而降低了老年人摔倒的发生率。因此证实了倒走可以作为一种提高机体平衡能力的行之有效的锻炼手段。2倒走对人体生物力学的影响 2 1倒走对关节、肉工作类型的影响 .肌 W itrl对 6名健康受试者正走、走时主要肌群 ne l等倒

有学者对在不同倾斜度跑台上的倒走步态进行分析发现，着跑台倾斜度由 0增至 1,关节开始触地随 0踝期 (nt lc na t以下简称 I角度由 9 8士 5 0。至 iia o tc, i C) . 1 . 6增 1 . 8 . 8,膝关节 I的角度则由 3 . 4 . 5增至 3 0±3 6。而 C 0 9±5 2。

的肌电、节角度、节肌肉收缩类型等进行观测，关关以证实正走、走是否由同一组神经元控制，仅仅是两种运动倒且模式空间位移的倒置。结果显示在关节角度方面，了踝除

4 . 2 . 8,合肌电指标等研究发现， 2 4±4 0。配随着坡度增加，对个体肌肉要求随之增加，炼效果也随之提高。另外有锻学者的实验中， 1名受试者于睁眼、眼、地面、地 l闭硬软面四种不同状况，别进行正走、走，察发现在步速方分倒观

关节，余各关节在倒走过程中均基本呈现与正走完全相其反；了膝关节，种运动模式其余各关节肌群的收缩类除两型也呈现与正走相反的情况，即在正走过程中向心收缩的肌群在倒走中则为离心收缩，一特点在肌电测试中得到这

面，睁眼硬地面条件下正走步速最快，闭眼软地面条件而下倒走步速最慢，尤其在闭眼软地面倒走时，体的头部、人 骨盆、椎可以更加有效地维持稳

定以增加躯体的平衡。脊2 3倒走对足底压力的影响 .

了证实。相类似的研究却提出不同的结论， n D u s Va e r— en n等认为，动学指标在正走、走运动过程中的差异运倒主要体现在髋、关节，踝而对于膝关节，者基本相似。而两 Gr so等在相类似的研究中得出结论，关节的运动在 a s髋正走、走过程中是呈镜面关系、反的，倒相而膝关节、关踝

人体足底压力分布反映有关足的结构、能及整个身功体姿势控制等情况。测试、析足底压力，以获取人体分可在各体态和运动下的生理、理力学参数和机能参数，病对临床诊断、生物力学及康复研究等均有重要意义。目前对于倒走时足底压力测试报道不多见，见的是对足疾患者常

节则不尽然。De i n vt等则认为髋关节在正走、走过程 a倒中关节、肉工作类型相似，向相反，镜面关系，、肌方呈膝踝

进行步态研究时进行足底压力变化观察分析。研究认为正走时足底压力较站立时明显增加且压力分布改变，过超

关节肌肉收缩类型则在正向跑、退跑的过程中表现出完倒全相反，膝关节伸肌相对于踝关节肌肉在倒走过程中起主要的原动肌功能。但不可否认的是，究结果均证实倒走研可以增加膝、关节关节活动度，强踝关节内翻肌群、踝增伸

5%的正常人动态峰值足压位于第 2跖骨头，明步行时 0表足底最大压力前移，前足跖骨头区域受压最大，且第 1以并 趾也成为主要受力部位。有学者在对太极拳动作进行足底压力分析时，现包含向前、后、两侧的太极拳发向向运动过程中，底压力中心 (e teo r su e C足 cn r f e s r, 0P)正 p较

膝肌群肌力 .j目前对两种运动方式的关节运动模式争 1。 8议较多，位学者均认为正走、走的髋关节运动相反，多倒争论点集中在膝关节和踝关节。故在今后的研究中，肢各下关节，其是存在较大争议的膝、关节运动学指标有待尤踝更深入地探讨分析。 2 2倒走对步态的影响 .

常步行变化

范围更大，更大变化范围的 C而 OP可以募集更多的下肢肌肉群进行锻炼。Ale s等在观察正 bni 走、走过程中个体体重对足跟压力的影响时发现，走倒正对足跟的压力 ( 6 3± 1 . 9 g大于倒走对足跟的压力 5.6 27k)

正走在一个单步周期上体现的顺序为足跟触地 ( el hec na t到脚尖离地 (o f,对应的单步周期在倒走中 o tc) teof相 )则为脚尖触地 (o o tc)足跟离地 ( elof。另 te cn at到 h e f)

( 4 4±l . 3 g,反复不恰当的对足跟的压力会造 5 . 8 14 k )而成足跟的运动性损伤，示倒走也可减少对跟骨的提冲击导致的损伤。对于单纯的倒走步态周期足底压力改变情况未见详细报道。对于倒走产生不同的足底压力对

外倒走在步态上区别于正走还体现在步速、幅、频、步步双支撑时相等指标上，于不同人群影响也不尽相同。对L uen a fr在对 4 0名老年、0名青年以两种速度进行正走、 3 倒走的研究中发现，龄对步态的影响十分显著，论哪增无种运动方向，年人较青年人均呈现步速、频较低，幅老步步

足部肌群、弓、关节等的影响有待进一步深入探讨和足踝研究。

2 4倒走的临床应用 .

在欧美，复专家们利用倒走能够增强肌力、高平康提衡水平的特点，其广泛地应用于整形外科、经科的康将神复中。倒走对于缓解髌骨压力、炼股后肌群、防前交锻预叉韧带损伤已有大量的临床报道及应用 3。 Ya g l j n

较短，支撑时相更长等现象。排除年龄的影响，现倒双发走过程中，正走比较步速更低、幅更短，支撑时相更与步双长，频变化则不明显。提高倒走运动速度后，年组可步青以通过增加步幅、快步频来提高步速，老年组仅能通加而过加快步频保持运动速度。因此对于老年人倒走运动的

等将其应用到对中风患者步态的训练中，对 2在 5名B u n tr分级为 3 r n so m~4级的中风患者以常规步态训练完成后再

进行 3次/, 0 n次，进行 3周的倒走练习，周 3 mi/共 实验组和对照组对比发现，行倒走练习的患者步速明显进提高、幅明显增大，步中风病人不对称的步态也可以通过

要求更高，其体现在对步幅的限制。S k o e a _尤 a i d y ma2 S 等人对 8 4名小学生和 2 0名大学生的倒走、退跑进行了倒观察，发现倒走的速度未随着年龄增长而增加，退跑的倒步速随着年龄增长而增加，幅、频无论在倒走、退跑步步倒

倒走锻炼进行纠正。倒走也已经成为评价、高偏瘫患者提

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动作控制能力的一种临床常见手段。这也提示倒走练习对步态的良性促进作用还可以更广泛地应用于先天性马

蹄内翻足、麻后遗马蹄内翻足、天性髋关节脱位等影儿先响步态疾患的康复中。3问题与展望

[ a blA, o eto, ad e 1]C mp el J R brsnMC G rn r 2 MM,t 1R n o e . ad m— aie c ntole t il g ne a pr c ie s d o r l d ra of a e r l a tc pr ogr m m e f a o h ome ba e e e cs t pr ve f ls n l ry s d x r ie o e nt a l i ede l wom e . n

有关倒走锻炼对于心肺机能、体形态的良性促进作身用，以及运动学相关分析国外学者已有大量报道。但倒走相反的运动方向对足底压力的改变未见详细报道，外，另一

B J 1 9 3 5 7 1 ):0 5— 1 6 . M, 9 7, 1 ( 1 5 1 6 0 9

[3 hg mas O uaT. o e e ec efri rvn 1]S ie tu R, k r A n vl

xri o s mp o i gl owe— x r m iy unc ina ft s i t ede l re te t f to l ine s n he l ry.A gig n

段时问的倒走对于机体平衡能力是否有影响，响程度影

Cl p Ra, 0 6, 8 3: 4— 2 8 i Ex s 2 0 1 ( ) 2 2 n 4.

如何，老年人防摔倒等具有较高现实意义和临床价值，对 却未见深入报道，示可从此方向进行多角度、层次研提多究。

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dipul on r e pon e o f w a d a a kw a d w ak— m a yr s s s t or r nd b c r l

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i rmay s h o hlrn n: a g Q, d r ce 3 n p i r c o lc i e .I W n e .P o ed 2 d

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中国运动医学杂志2 0 0 8年 5月第 2 7卷第 3期 C i S o t Me, y 2 0, o . 7 No 3 h nJ p rs d

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况及对我国的启示 .国食物与营养，0 5 5:—8中 20()4 .[ 5 hr sM. . tg a a u tiait f co lMi 2]C al D Mua w b:S sa blyO h o e n i S l kPr gr m m e o a s, 1 t Ea t r a d S s s e n n out r A f ia he n rc Sc ol ho M ik Conf r nc .Kam p l .U g da 27 h一 3 h Se e— l ee e aa an t 0t pt m be, 2 5. r 00

[6 1 3刘爱玲，艳平，朝辉， .国中小学生学习日平均活李崔等我动时间分析 .国学校卫生， 0 6 2 ( ) 4 3 7 .中 2 0, 7 6: 7—4 5

[7 1]新华社 .美高中生校外学习时间远少于中国学生 .日www. ih a e. o, 0 5年 O xn u n t cm 2 0 3月 1 9日.

[ 6 n ul l o smpina dSh o l C nu t n 2]A n a Mi C n u t n c o

l k o s mpi: k o Mi oChid e — 8 ye s o g 99— 20 lr n6 ar fA e 1 6 03。 Be r g a— ve a e M r

[8 1 3孙丽青，迅 .少年早餐状况亟待改变 .明日报，0 1周青光 2 0年 1月 8日. 1

k t gC r. e i o p;S P ( 0 4) n I 20 .

[9 1]胡小琪，冠生，文， .国 4城市中小学生早餐行为马马等中调查 .生研究，0 2 3 ( ) 2 3 7 .卫 2 0, 1 4: 7—2 5

[7 2]季成叶，军玲 .国学生超重、胖流行现状与 1孙中肥 5年流行趋势 .京大学学报 (学版 )2 0,6 2:9—1 7北医，0 4 3 ( ) 1 4 9 .( 0 8 0 . 5收稿； 0 8 0 . 6修回 ) 20.10 20.30

[O 2]蔡美琴，成叶，科峰， .沪两地小学生早餐行为及季杨等京

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(接第 3 2页)上 9

[ 7 n , i rn ws i . h f c f oto t r oi 2]E gJ Pe y o k J r MR T ee et f fo t t s f os oh con t e - i e son 1 e—i b i matc d i g hr e d m n i a1 ow rlm k ne is urn wa k— l

c a ia o sd rto s i aelfmo a on e a it— h nc lc n ie ain n p t l e rlj it r h b la o it n Am p r s M e, 9 3, 1 3: 3 i . o J S o t d 1 9 2 ( ) 4 8— 4 4 4.

i g a d r n i g P y e, 9 4 7 ( ): 3— 8 4 n n u n n . h s Th r 1 9, 4 9 8 6 4.

[ 3]Myt G, a trR, o g et e 1Th ado umo 1 at B xe D u h ryR,ta . ecrip l—n r o to a k r l i g a e e t d s e d . o r a a y c s fb c wa d wa k n ts lc e p e s J u n lo t o p r s P y e, 9 5, 1 3

: 3— 1 8 fOrh p S o t h s Th r 1 9 2 ( ) 1 2 3.

[8 2]Kl g nR La s M, ri KM. h f c o u t— i ma E, i n o S Hadn T eef t f ba e slrjitp sig o aelrg iep st n i u jcswih a on o tn n p tl l o io ns be t t a d ie c s i e r a f o r n t n J Or h p S o t h s Th r x e sv e r o t p o a i . t o p rs P y e, o1 9, 5 3: 8— 1 1 972()15 9.

[Z 3]Yag Y Ye G, n n R, nJ Wa gRY, ta Ga ucme f r e 1 io t . t o sat ea dii d tona ba kw a d w aki tai n l c r l ng r nig i p te s n a int w ih t sr toke: r n m ie c a a do z d ontole ti .Cln r l d ra1 i Re bi, 05, ha 1 20

[9 en o D, lmigB Jh snR,ta Aneir r— 2]B y n nB Fe n C,o no Je 1 tr u . occit ia e ta n be vordurn e a l a i n e er i a e lg m nts r i ha i i g r h bii to x c— t

1 ( ): 6— 2 3 93 2 4 7.

s s i io Am p rs M e 1 9, 3 1: 4 3 . e nvv . J S o t d, 9 5 2 ( ) 2— 4

( 0 7 0 . 8收稿 ) 20.91

[O tik mpL D ln h m MF Mak l 3]Sen a A, ii a , re MD,ta Bo— lg e 1 i . me

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(接第 4 3页 )上 0

[1 3]Abr A, egND, d ak rH,t 1P r h rln egM Abr Heb c e e a. ei ea i— pf s o fI u i n o GF- ee tvey nd e ur ge si n t — I s lc i l i uc s ne o ne s i he a

m ar y CN S n ur a c t r s e on l ulu e .Br i Re De Br i Re . an s v

an s20 4, 4 5 0 1 8: 9— 6 8.

d l rt hp o a p s J ut a i p c m u . Ne r s i 0 0 0(: 8 6— u o c,2 0,2 8) 2 92 03. 9

[ 4 i Z u Y, u e 1 V sua n ohl lgo h 3]JnK, h S n Y,ta. ac l ed tei rwt r af c o V EGF)s i u a e ur e ss n vir a d n vi a t r( tm l t s ne og ne i i to n i— vo Pr t c d Sc . oc Na 1A a iUSA, 00 9 11 46— 1 5 2 2, 9: 9 19 0.

[2 T e L, ar, orsAl n IC ruaig is l— 3] rj J C ro E T re— e . i l n n ui o ma c t nlkegr i owt a t e a e xe cs -n c d i r a e n h fc orIm dit s e r ie i du e nc e s s i

[5 a e K, m B Ka frD, ta VE eesr o 3]F bl Ta , ue e 1 . GF i n csayfr se e cs -n u e d l i p c mp l e r g n ss x r ie i d c d a u t p o a a h n u o e e i.Eu J rN e os i 2 3, 8: 80 ur c, 00 1 2 3— 28 . 12

t e n mb r o e n u o s n t e a ut h p o a p s J h u e f n w e r n i h d l i p c m u . Ne r s i 2 0, 1 5: 6 8— 1 3 . u o c, 0 1 2 ( ) 1 2 6 4

[ 3 h iul aA R snti M, u J Vac l n o 3]K a ln A, oe se J Krm M. sua e d— b i n rt la owt f c o p o ots ne ie m a u a i n i hei lgr h a t r r m e urt t r ton i pr—

( 0 7 0 . 8收稿；0 7 O . 6修回 ) 20.5O 20.91

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