دوره 10، شماره 3 - ( 9-1403 )
جلد 10 شماره 3 صفحات 252-242 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Hajilou B, Azadian E, Sadeghi S, Mohammadi Sasan R. Evaluation of the Effect of Five-Finger Shoes on Calf Muscle Electromyography Activity in Novice Runners. J Sport Biomech 2024; 10 (3) :242-252
URL: http://biomechanics.iauh.ac.ir/article-1-351-fa.html
URL: http://biomechanics.iauh.ac.ir/article-1-351-fa.html
حاجیلو بهروز، آزادیان الهه، صادقی سارا، محمدی ساسان روناک. ارزیابی اثر کفش پنج‌انگشتی بر فعالیت الکتریکی عضلات ساق در دوندگان مبتدی. مجله بیومکانیک ورزشی. 1403; 10 (3) :242-252
بهروز حاجیلو*1 
، الهه آزادیان2 ، سارا صادقی3 ، روناک محمدی ساسان4
، الهه آزادیان2 ، سارا صادقی3 ، روناک محمدی ساسان4
1- گروه معلولیت‌‌‌های حسی-حرکتی، پژوهشکده کودکان استثنایی، پژوهشگاه مطالعات آموزش و پرورش، سازمان پژوهش و برنامه‌ریزی آموزشی تهران، ایران.
2- گروه رفتار حرکتی، واحد همدان، دانشگاه آزاد اسلامی، همدان، ایران.
3- گروه رفتار حرکتی، دانشکده علوم ورزشی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران.
4- گروه آسیب‌شناسی ورزشی، دانشکده علوم انسانی، موسسه آموزش عالی عمران و توسعه، همدان، ایران.
2- گروه رفتار حرکتی، واحد همدان، دانشگاه آزاد اسلامی، همدان، ایران.
3- گروه رفتار حرکتی، دانشکده علوم ورزشی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران.
4- گروه آسیب‌شناسی ورزشی، دانشکده علوم انسانی، موسسه آموزش عالی عمران و توسعه، همدان، ایران.
متن کامل [PDF 1600 kb]
(258 دریافت)
| چکیده (HTML) (886 مشاهده)
متن کامل: (429 مشاهده)
مقدمه
پا یکی از اندام های مهم بدن انسان است که با تعامل بین زمین و بدن انسان، سه عملکرد جذب نیروهای برخوردی، حفظ تعادل دینامیکی و استاتیکی و انتقال نیروهای پیش‌رونده طی دویدن را بر عهده دارد (1). تعدیل نیروهای وارده بر پا و جلوگیری از آسیب دیدگی، یکی از نقش های استفاده از کفش مناسب است (2) و تکنیک دویدن تیز تحت تأثیر کفش است (3). کفش‌های دویدن را به دو طبقه معمولی یا مینیمالیستی تقسیم‌بندی می کنند که مطالعات متعددی درباره تأثیر آن‌ها بر جنبه‌های مختلف دویدن مانند عملکرد و الگوی دویدن، بیومکانیک، یا آسیب ها انجام شده است (4-6).
ازآنجایی‌که پیشرفت‌های زیادی در فناوری کفش‌های دویدن به وجود آمده است، اما از زمان معرفی این کفش‌ها، میزان و محل آسیب‌های مزمن دویدن تغییر نکرده که منجر به این تصور می‌شود که پیشرفت در فناوری کفش‌های دویدن تأثیری بر این آسیب ها نداشته است (7). این امر منجر به این پیشنهاد شده است که دویدن با کفش‌های مینیمالیستی که فاقد ویژگی‌های بالشتکی و کنترل حرکت مرتبط با کفش‌های دویدن معمولی هستند، ممکن است با کاهش بروز آسیب‌های دویدن مزمن همراه باشد (7). بر اساس این تصور، چندین مدل کفش مینیمالیستی در حال حاضر به‌صورت تجاری در دسترس هستند. کفش‌های مینیمالیستی به کفش‌هایی گفته می‌شود که به دلیل انعطاف‌پذیری زیاد، وزن کم، حداقل ضخامت زیره و عدم وجود ابزار تکنولوژیکی، کمترین تداخل را با حرکت طبیعی پا ایجاد می‌کنند. برای طبقه‌بندی کفش به‌عنوان مینیمالیستی، مقیاس مینیمالیستی (MI) ایجاد شد که حداقل امتیاز 70٪ را برای کفشی که مینیمالیست در نظر گرفته شود ایجاد کرد (8).
مطالعات مختلفی به بررسی تأثیر کفش های مختلف بر کینماتیک و فعالیت عضلات پا، طی دویدن پرداخته اند. حسینی و اسلامی (1395) نشان دادند کفش پنج‌انگشتی با زیره کم ارتفاع، سرعت بارگذاری نیروی عکس‌العمل زمین در طول فاز اتکای دویدن نسبت به وضعیت پابرهنه، اختلاف معنی داری ندارد، اما به دلیل احساس راحتی کمتر افراد هنگام دویدن نمی‌توان آن را در تمرینات ورزشی به‌عنوان یک کفش مناسب توصیه کرد (9). هنینیگان و پولارد (2020) به بررسی تأثیر کفش ماکسیمال، مینیمالیستی و کفش های سنتی بر بیومکانیک دویدن پرداختند. نتایج آن ها نشان داد نرخ بارگذاری در کفش های مینیمالیستی کمتر از کفش ماکسیمال است. کفش ماکسیمال و مینیمالیستی باعث افزایش اورژن پا نسبت به کفش سنتی شده بود (10). بکر و بورکیا (2020) به بررسی تأثیر کفش مینیمالیستی و ماکسیمال بر فعالیت عضلات طی دویدن پرداختند. نتایج آن ها نشان داد کفش ماکسیمال باعث افزایش فعالیت عضلات سرینی میانی و نازک‌نی طویل نسبت به کفش مینیمالیستی و سنتی می شود ولی فعالیت عضله درشت نی قدامی در کفش مینیمال بیشتر از سایر کفش ها بود (11). همچنین نتایج یک مطالعه نیز نشان داد استفاده از کفش راکر (ماکسیمال) باعث کاهش اوج فعالیت سرینی میانی و بزرگ طی دویدن در سطح شیب‌دار نسبت به سطح صاف شده است (11).
یکی از کفش هایی که اخیراً به مراکز تجاری ورزشی معرفی شده است، کفش های پنج‌انگشتی است که از طبقه‌بندی کفش های مینیمالیستی محسوب می شود. معدود مطالعات انجام شده نشان می دهد استفاده از این کفش هنگام دویدن موجب کاهش نرخ بارگذاری عمودی می گردد، بدین معنی که دویدن با کفش پنج‌انگشتی سودمندتر از دویدن با پای برهنه است که ممکن است به دلیل کاهش خطر احتمالی بروز شکستگی‌های استرسی تیبیا باشد (12). همچنین استفاده از کفش پنج‌انگشتی موجب حفظ تعادل ایستای بهتر در مقایسه با وضعیت پابرهنه می گردد (13). از طرفی مطالعه سینکلر و همکاران (2013)، نشان داد دویدن با کفش مینیمال، همانند دویدن با پای برهنه، نسبت به دویدن با کفش های معمولی، با فاکتورهای آسیب زا مانند اورژن و ضربه پاشنه، مرتبط است (14).
با توجه به نتایج متناقض و لزوم شناسایی مزایا و معایب این کفش در ورزشکاران، هدف این مطالعه مقایسه فعالیت عضلات مؤثر بر مچ پا حین دویدن با کفش پنج‌انگشتی و پابرهنه، در دوندگان می باشد. با توجه به اطلاعات موجود، فرض می گردد میزان فعالیت عضلات منتخب در دو حالت پابرهنه و کفش پنج‌انگشتی، اختلاف معنی داری ندارد.
پا یکی از اندام های مهم بدن انسان است که با تعامل بین زمین و بدن انسان، سه عملکرد جذب نیروهای برخوردی، حفظ تعادل دینامیکی و استاتیکی و انتقال نیروهای پیش‌رونده طی دویدن را بر عهده دارد (1). تعدیل نیروهای وارده بر پا و جلوگیری از آسیب دیدگی، یکی از نقش های استفاده از کفش مناسب است (2) و تکنیک دویدن تیز تحت تأثیر کفش است (3). کفش‌های دویدن را به دو طبقه معمولی یا مینیمالیستی تقسیم‌بندی می کنند که مطالعات متعددی درباره تأثیر آن‌ها بر جنبه‌های مختلف دویدن مانند عملکرد و الگوی دویدن، بیومکانیک، یا آسیب ها انجام شده است (4-6).
ازآنجایی‌که پیشرفت‌های زیادی در فناوری کفش‌های دویدن به وجود آمده است، اما از زمان معرفی این کفش‌ها، میزان و محل آسیب‌های مزمن دویدن تغییر نکرده که منجر به این تصور می‌شود که پیشرفت در فناوری کفش‌های دویدن تأثیری بر این آسیب ها نداشته است (7). این امر منجر به این پیشنهاد شده است که دویدن با کفش‌های مینیمالیستی که فاقد ویژگی‌های بالشتکی و کنترل حرکت مرتبط با کفش‌های دویدن معمولی هستند، ممکن است با کاهش بروز آسیب‌های دویدن مزمن همراه باشد (7). بر اساس این تصور، چندین مدل کفش مینیمالیستی در حال حاضر به‌صورت تجاری در دسترس هستند. کفش‌های مینیمالیستی به کفش‌هایی گفته می‌شود که به دلیل انعطاف‌پذیری زیاد، وزن کم، حداقل ضخامت زیره و عدم وجود ابزار تکنولوژیکی، کمترین تداخل را با حرکت طبیعی پا ایجاد می‌کنند. برای طبقه‌بندی کفش به‌عنوان مینیمالیستی، مقیاس مینیمالیستی (MI) ایجاد شد که حداقل امتیاز 70٪ را برای کفشی که مینیمالیست در نظر گرفته شود ایجاد کرد (8).
مطالعات مختلفی به بررسی تأثیر کفش های مختلف بر کینماتیک و فعالیت عضلات پا، طی دویدن پرداخته اند. حسینی و اسلامی (1395) نشان دادند کفش پنج‌انگشتی با زیره کم ارتفاع، سرعت بارگذاری نیروی عکس‌العمل زمین در طول فاز اتکای دویدن نسبت به وضعیت پابرهنه، اختلاف معنی داری ندارد، اما به دلیل احساس راحتی کمتر افراد هنگام دویدن نمی‌توان آن را در تمرینات ورزشی به‌عنوان یک کفش مناسب توصیه کرد (9). هنینیگان و پولارد (2020) به بررسی تأثیر کفش ماکسیمال، مینیمالیستی و کفش های سنتی بر بیومکانیک دویدن پرداختند. نتایج آن ها نشان داد نرخ بارگذاری در کفش های مینیمالیستی کمتر از کفش ماکسیمال است. کفش ماکسیمال و مینیمالیستی باعث افزایش اورژن پا نسبت به کفش سنتی شده بود (10). بکر و بورکیا (2020) به بررسی تأثیر کفش مینیمالیستی و ماکسیمال بر فعالیت عضلات طی دویدن پرداختند. نتایج آن ها نشان داد کفش ماکسیمال باعث افزایش فعالیت عضلات سرینی میانی و نازک‌نی طویل نسبت به کفش مینیمالیستی و سنتی می شود ولی فعالیت عضله درشت نی قدامی در کفش مینیمال بیشتر از سایر کفش ها بود (11). همچنین نتایج یک مطالعه نیز نشان داد استفاده از کفش راکر (ماکسیمال) باعث کاهش اوج فعالیت سرینی میانی و بزرگ طی دویدن در سطح شیب‌دار نسبت به سطح صاف شده است (11).
یکی از کفش هایی که اخیراً به مراکز تجاری ورزشی معرفی شده است، کفش های پنج‌انگشتی است که از طبقه‌بندی کفش های مینیمالیستی محسوب می شود. معدود مطالعات انجام شده نشان می دهد استفاده از این کفش هنگام دویدن موجب کاهش نرخ بارگذاری عمودی می گردد، بدین معنی که دویدن با کفش پنج‌انگشتی سودمندتر از دویدن با پای برهنه است که ممکن است به دلیل کاهش خطر احتمالی بروز شکستگی‌های استرسی تیبیا باشد (12). همچنین استفاده از کفش پنج‌انگشتی موجب حفظ تعادل ایستای بهتر در مقایسه با وضعیت پابرهنه می گردد (13). از طرفی مطالعه سینکلر و همکاران (2013)، نشان داد دویدن با کفش مینیمال، همانند دویدن با پای برهنه، نسبت به دویدن با کفش های معمولی، با فاکتورهای آسیب زا مانند اورژن و ضربه پاشنه، مرتبط است (14).
با توجه به نتایج متناقض و لزوم شناسایی مزایا و معایب این کفش در ورزشکاران، هدف این مطالعه مقایسه فعالیت عضلات مؤثر بر مچ پا حین دویدن با کفش پنج‌انگشتی و پابرهنه، در دوندگان می باشد. با توجه به اطلاعات موجود، فرض می گردد میزان فعالیت عضلات منتخب در دو حالت پابرهنه و کفش پنج‌انگشتی، اختلاف معنی داری ندارد.
روش شناسی
پژوهش حاضر از نوع نیمه تجربی بود. جامعه آماری در این پژوهش کلیه مردان 20 تا 30 سال دونده مبتدی شهر تهران بودند که حداقل 1 سال سابقه دویدن را داشتند (15). با استفاده از نرم‌افزار G*Power با اندازه تأثیر 7/0 و توان آزمون 95/0 (16) حداقل حجم نمونه 15 نفر تخمین زده شد، بنابراین 16 نفر به‌صورت در دسترس جهت انجام تحقیق انتخاب شدند. معیار ورود به تحقیق شامل عدم سابقه جراحی، یا آسیب های عضلانی-اسکلتی و نورولوژیکی در شش ماه گذشته و همچنین عدم تجربه در استفاده از هرگونه کفش پنج‌انگشتی بود (13). معیار خروج از تحقیق شامل عدم تمایل به ادامه تحقیق طی فرآیند آزمون، احساس ناراحتی و یا درد حین استفاده از کفش پنج‌انگشتی و یا دویدن با پای برهنه بود.
پس از حضور آزمودنی ها در محل انجام آزمون، نحوه انجام پروتکل پژوهش برای آن ها شرح داده شد. سپس بعد از موافقت آزمودنی ها، فرم اطلاعات فردی توسط آن ها تکمیل شد. جهت ثبت فعالیت الکتریکی عضلات از دستگاه مگاوین 8 کاناله، ساخت کشور فنلاند استفاده شد. الکترودهای این دستگاه از نوع چسبنده و یک بار مصرف و از آلیاژ کلرید نقره بودند و به الکترودهای مثبت و منفی هر کانال در دستگاه الکترومایوگرافی متصل شدند. این الکترودها حاوی ژل رسانای مخصوص جهت کاهش مقاومت پوست و دریافت بهتر فعالیت الکتریکی عضله و انتقال آن به دستگاه الکترومایوگرافی هستند. جهت الکترودها ابتدا موهای زائد محل مورد نظر با تیغ تراشید شده و پوست با پنبه و الکل طبی تمیز شد. سپس الکترودهای سطحی و چسبنده یک‌بار مصرف کلرید نقره بروی عضلات منتخب بر اساس پروتکل اروپایی نصب گردید (17). در این مطالعه بر روی چهار عضله دوقلوی داخلی، دوقلوی خارجی، نعلی و درشت‌نئی قدامی پای برتر آزمودنی‌ها نصب و فعالیت عضلات طی دویدن ثبت شد (شکل 1). پای برتر آزمودنی ها پایی در نظر گرفته شد که با آن توپ را شوت می کردند (18). الکترود زمین نیز بر روی استخوان درشت‌نی نصب شد. شد. فاصله مرکز تا مرکز الکترودها 20 میلی متر در نظر گرفته شد. الکترودها و کابل ها بر روی پوست ثابت گردید تا در حرکات آزمودنی اختلال ایجاد نکنند. به‌منظور مشخص نمودن فاز تماس و پیشروی دویدن، از دو عدد فوت سویچ که در زیر مفصل بین انگشتی شست پا و در خلفی ترین بخش کف‌پایی استخوان پاشنه نصب شده بود استفاده شد (19). از آزمودنی ها خواسته شد تا با سرعت 3 متر بر ثانیه مسیر 20 متری دویدن را طی کنند. برای آشنایی آزمودنی ها با مسیر دویدن 3 مرتبه مسیر مورد نظر توسط آزمودنی ها طی شد. برای مقایسه اثر احتمالی سرعت دویدن و کنترل آن در تجزیه‌وتحلیل اطلاعات در طول مسیر، سرعت دویدن فرد با سرعت‌سنج کنترل گردید تا اختلافی در سرعت دویدن نداشته باشند. آزمودنی ها در دو وضعیت دویدن با پای برهنه و دویدن با استفاده از کفش پنج‌انگشتی آزمون را انجام دادند. برای جلوگیری از خستگی سیستماتیک داده ها، ثبت داده ها از هر وضعیت به‌صورت تصادفی انجام گرفت. از هر وضعیت 3 نوبت ثبت اطلاعات به عمل آمد. در این مطالعه از کفش پنج‌انگشتی شرکت ویبرام ساخت کشور آمریکا مورد استفاده قرار گرفت (شکل 1). با توجه به کیفیت سیگنال های فوت سوئیچ گام هفتم یا هشتم برای تجزیه‌وتحلیل انتخاب شد (20). در این پژوهش برای نرمالایز کردن داده ها از روش حداکثر انقباض ارادی ایزومتریک استفاده شد. در این روش آزمودنی ها 3 تکرار 5 ثانیه ای حداکثر انقباض ارادی ایزومتریک را برای هر عضله یا گروه عضلانی انجام دادند و بین هر تکرار یک دقیقه استراحت کردند. از فیلتر میان‌گذر 10-450 برای پالایش داده ها استفاده شد. فرکانس نمونه-برداری برابر 1000 هرتز و نسبت سیگنال به نویز برابر 90 دسی بل بود. داده ها برای انجام عملیات پوشش خطی ، تمام یک‌سویه شده و برای هموارسازی با فیلتر باتروورث 6 هرتز مرتبه 4 پالایش شدند. درنهایت فعالیت عضلات بر مقدار حداکثر انقباض ارادی ایزومتریک تقسیم شد و عدد حاصله در 100 ضرب گردید تا درصد فعالیت عضله بر مقیاس حداکثر فعالیت آن محاسبه شود.
همه شرکت‌کنندگان مدل یکسانی از کفش Vibram FiveFingers® (KSO) را پوشیدند. اندازه شرکت‌کنندگان با استفاده از راهنمای تناسب در وب‌سایت Vibram اندازه‌گیری شدند. شرکت‌کنندگان فقط مجاز بودند پاهای خود را در VFF حرکت دهند تا مطمئن شوند که همه انگشتان پا در جای درست قرار دارند (13). اطلاعات به دست آمده با استفاده از روش آماری توصیفی و استنباطی پردازش شدند. برای بررسی توزیع طبیعی داده‌ها از آزمون شاپیرو-ویلک و برای تجزیه‌وتحلیل داده‌ها از تی تست وابسته استفاده شد. سطح معنی‌داری در این پژوهش 05/0 > p در نظر گرفته شد.
نتایج
اطلاعات دموگرافیک شرکت کنندگان در جدول 1 نشان داده شده است. نتایج مقایسه بین فعالیت عضلات مؤثر بر مچ پا، در دو وضعیت پابرهنه و پوشیدن کفش پنج‌انگشتی، در جدول 2 نشان داده شده است. طبق نتایج، در هر دو وضعیت پابرهنه و کفش، میزان فعالیت عضلات منتخب در اکثر موارد مشابه می باشد (05/0<p) و اختلاف معنی دار فقط در فعالیت عضله ساقی قدامی در فاز تماس و عضله نعلی و دوقلو میانی در فاز پیشروی مشاهده گردید (05/0>p).
بحث
این مطالعه با هدف بررسی تأثیر کفش پنج‌انگشتی بر فعالیت عضلات مؤثر بر مچ پا و مقایسه با وضعیت پابرهنه انجام گردید. تحقیقات در زمینه دویدن و بیومکانیک پا نشان داده است که نوع کفش می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی بر فعالیت عضلات و الگوی دویدن تأثیر بگذارد. کفش‌های پنج‌انگشتی که به‌عنوان نوعی کفش مینیمالیستی شناخته می‌شوند، طراحی شده‌اند تا حسی نزدیک به دویدن پابرهنه را فراهم کنند. در این مطالعه، فعالیت عضلات نعلی، ساقی قدامی، دوقلوی داخلی و دوقلوی خارجی در دو وضعیت پابرهنه و کفش پنج‌انگشتی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که فعالیت عضلات در این دو وضعیت اغلب مشابه است، اما افزایش معنی‌دار فقط در فعالیت عضله ساقی قدامی در لحظه تماس پا و عضله نعلی و دوقلو میانی در فاز پیشروی هنگام پوشیدن کفش پنج‌انگشتی مشاهده شد.
در لحظه تماس پا، فعالیت عضله ساقی-قدامی در وضعیت کفش پنج‌انگشتی به‌طور معنی‌داری افزایش یافت. این افزایش ممکن است به تغییر در الگوی ضربه‌گیری و مکانیک پا مرتبط باشد. در وضعیت پابرهنه، پا تمایل دارد تا با قسمت میانی یا جلویی به زمین برخورد کند که منجر به کاهش زاویه دورسی‌فلکشن و نیاز به فعالیت کمتر عضله ساقی-قدامی می گردد؛ اما در وضعیت پوشش با کفش پنج‌انگشتی، تماس اولیه ممکن است بیشتر به سمت پاشنه تمایل داشته باشد که منجر به افزایش فعالیت عضله ساقی قدامی می‌شود (21). لیبرمن و همکاران (2010) نیز نشان دادند که دویدن پابرهنه الگوی تماس پا را تغییر داده و منجر به کاهش نیروهای ضربه‌ای می‌شود که نیاز به فعالیت کمتر عضله ساقی قدامی دارد (22). درحالی‌که دویدن با کفش‌های مینیمالیستی مانند کفش پنج‌انگشتی می‌تواند منجر به فعالیت عضلانی مشابهی شود، اما به دلیل طراحی خاص این کفش‌ها، ممکن است تفاوت‌های جزئی در الگوی فعالیت عضلات نسبت به وضعیت پابرهنه ایجاد شود (23). همچنین عدم تجربه آزمودنی ها در دویدن با این کفش ها نیز ممکن است یکی از دلایل ایجاد اختلاف در فعالیت عضلات در وضعیت پابرهنه و کفش پنج انگشتی گردد. طبق مطالعه وانرن و گرابر (2017) انتقال به کفش‌های مینیمالیستی نیاز به تطبیق و در نتیجه تغییر در فعالیت عضلات دارد. این مطالعه تأکید می‌کند که استفاده از کفش‌های مینیمالیستی با تأثیر بر عضلات می‌تواند به‌تدریج منجر به تقویت عضلات پا و بهبود عملکرد دویدن شود (24).
افزایش معنی‌دار در فعالیت عضلات نعلی و دوقلو میانی در فاز پیشروی در وضعیت کفش پنج‌انگشتی نسبت به وضعیت پابرهنه نیز مشاهده شد. مطالعات اسکادرون و گالوزی (2009) نشان داده‌اند که دویدن با کفش‌های مینیمالیستی می‌تواند الگوی و شدت فعالیت عضلات پا را تغییر دهد (25)، همچنین، برخی پژوهش ها نیز گزارش کرده اند که استفاده از کفش‌های مینیمالیستی می‌تواند منجر به افزایش فشار و فعالیت بیشتر عضلات پا شود که برای سازگاری و تقویت عضلات در درازمدت مفید است (8, 26, 27).
نتیجه گیری نهایی
نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که فعالیت عضلات در وضعیت پابرهنه و کفش پنج‌انگشتی اغلب مشابه است، اما افزایش معنی‌داری در فعالیت عضله ساقی قدامی در لحظه تماس پا و عضلات نعلی و دوقلو میانی در فاز پیشروی هنگام پوشیدن کفش پنج‌انگشتی مشاهده می‌شود. این نتایج ممکن است تحت تأثیر افزایش دورسی فلکشن مچ پا به علت برخورد با پاشنه در هنگام پوشیدن کفش نسبت به دویدن پابرهنه ایجاد شود و یا به دلیل عدم تجربه آزمودنی‌ها در استفاده از کفش پنج انگشتی باشد که منجر به افزایش شدت انقباض برخی عضلات مؤثر بر مچ پا گردید است. تحقیقات بیشتر در این زمینه می‌تواند به درک بهتری از تأثیر این کفش ها بر عملکرد و پیشگیری از آسیب‌ها کمک کند. این یافته‌ها می‌توانند برای مربیان ورزشی، پزشکان و علاقه‌مندان به دویدن مفید باشند تا بهترین روش‌ها را برای بهبود عملکرد و پیشگیری از آسیب‌ها انتخاب کنند.
ملاحظات اخلاقی
پیروی از اصول اخلاق پژوهش
تمامی اصول اخلاقی در این پژوهش رعایت شده است. همه شرکت‌کنندگان با رضایت کامل در مطالعه شرکت کردند و به آن‌ها اطمینان داده شد که تمام اطلاعات مربوط به آن‌ها محرمانه باقی خواهد ماند.
حامی مالی
این پژوهش هیچ‌گونه کمک مالی از سازمان های دولتی، خصوصی و غیرانتفاعی دریافت نکرده است.
مشارکت نویسندگان
تمام نویسندگان در طراحی، اجرا و نگارش همه بخش های پژوهش حاضر مشارکت داشته اند.
تعارض
بنابر اظهار نویسندگان، این مقاله تعارض منافع ندارد.
پژوهش حاضر از نوع نیمه تجربی بود. جامعه آماری در این پژوهش کلیه مردان 20 تا 30 سال دونده مبتدی شهر تهران بودند که حداقل 1 سال سابقه دویدن را داشتند (15). با استفاده از نرم‌افزار G*Power با اندازه تأثیر 7/0 و توان آزمون 95/0 (16) حداقل حجم نمونه 15 نفر تخمین زده شد، بنابراین 16 نفر به‌صورت در دسترس جهت انجام تحقیق انتخاب شدند. معیار ورود به تحقیق شامل عدم سابقه جراحی، یا آسیب های عضلانی-اسکلتی و نورولوژیکی در شش ماه گذشته و همچنین عدم تجربه در استفاده از هرگونه کفش پنج‌انگشتی بود (13). معیار خروج از تحقیق شامل عدم تمایل به ادامه تحقیق طی فرآیند آزمون، احساس ناراحتی و یا درد حین استفاده از کفش پنج‌انگشتی و یا دویدن با پای برهنه بود.
پس از حضور آزمودنی ها در محل انجام آزمون، نحوه انجام پروتکل پژوهش برای آن ها شرح داده شد. سپس بعد از موافقت آزمودنی ها، فرم اطلاعات فردی توسط آن ها تکمیل شد. جهت ثبت فعالیت الکتریکی عضلات از دستگاه مگاوین 8 کاناله، ساخت کشور فنلاند استفاده شد. الکترودهای این دستگاه از نوع چسبنده و یک بار مصرف و از آلیاژ کلرید نقره بودند و به الکترودهای مثبت و منفی هر کانال در دستگاه الکترومایوگرافی متصل شدند. این الکترودها حاوی ژل رسانای مخصوص جهت کاهش مقاومت پوست و دریافت بهتر فعالیت الکتریکی عضله و انتقال آن به دستگاه الکترومایوگرافی هستند. جهت الکترودها ابتدا موهای زائد محل مورد نظر با تیغ تراشید شده و پوست با پنبه و الکل طبی تمیز شد. سپس الکترودهای سطحی و چسبنده یک‌بار مصرف کلرید نقره بروی عضلات منتخب بر اساس پروتکل اروپایی نصب گردید (17). در این مطالعه بر روی چهار عضله دوقلوی داخلی، دوقلوی خارجی، نعلی و درشت‌نئی قدامی پای برتر آزمودنی‌ها نصب و فعالیت عضلات طی دویدن ثبت شد (شکل 1). پای برتر آزمودنی ها پایی در نظر گرفته شد که با آن توپ را شوت می کردند (18). الکترود زمین نیز بر روی استخوان درشت‌نی نصب شد. شد. فاصله مرکز تا مرکز الکترودها 20 میلی متر در نظر گرفته شد. الکترودها و کابل ها بر روی پوست ثابت گردید تا در حرکات آزمودنی اختلال ایجاد نکنند. به‌منظور مشخص نمودن فاز تماس و پیشروی دویدن، از دو عدد فوت سویچ که در زیر مفصل بین انگشتی شست پا و در خلفی ترین بخش کف‌پایی استخوان پاشنه نصب شده بود استفاده شد (19). از آزمودنی ها خواسته شد تا با سرعت 3 متر بر ثانیه مسیر 20 متری دویدن را طی کنند. برای آشنایی آزمودنی ها با مسیر دویدن 3 مرتبه مسیر مورد نظر توسط آزمودنی ها طی شد. برای مقایسه اثر احتمالی سرعت دویدن و کنترل آن در تجزیه‌وتحلیل اطلاعات در طول مسیر، سرعت دویدن فرد با سرعت‌سنج کنترل گردید تا اختلافی در سرعت دویدن نداشته باشند. آزمودنی ها در دو وضعیت دویدن با پای برهنه و دویدن با استفاده از کفش پنج‌انگشتی آزمون را انجام دادند. برای جلوگیری از خستگی سیستماتیک داده ها، ثبت داده ها از هر وضعیت به‌صورت تصادفی انجام گرفت. از هر وضعیت 3 نوبت ثبت اطلاعات به عمل آمد. در این مطالعه از کفش پنج‌انگشتی شرکت ویبرام ساخت کشور آمریکا مورد استفاده قرار گرفت (شکل 1). با توجه به کیفیت سیگنال های فوت سوئیچ گام هفتم یا هشتم برای تجزیه‌وتحلیل انتخاب شد (20). در این پژوهش برای نرمالایز کردن داده ها از روش حداکثر انقباض ارادی ایزومتریک استفاده شد. در این روش آزمودنی ها 3 تکرار 5 ثانیه ای حداکثر انقباض ارادی ایزومتریک را برای هر عضله یا گروه عضلانی انجام دادند و بین هر تکرار یک دقیقه استراحت کردند. از فیلتر میان‌گذر 10-450 برای پالایش داده ها استفاده شد. فرکانس نمونه-برداری برابر 1000 هرتز و نسبت سیگنال به نویز برابر 90 دسی بل بود. داده ها برای انجام عملیات پوشش خطی ، تمام یک‌سویه شده و برای هموارسازی با فیلتر باتروورث 6 هرتز مرتبه 4 پالایش شدند. درنهایت فعالیت عضلات بر مقدار حداکثر انقباض ارادی ایزومتریک تقسیم شد و عدد حاصله در 100 ضرب گردید تا درصد فعالیت عضله بر مقیاس حداکثر فعالیت آن محاسبه شود.
همه شرکت‌کنندگان مدل یکسانی از کفش Vibram FiveFingers® (KSO) را پوشیدند. اندازه شرکت‌کنندگان با استفاده از راهنمای تناسب در وب‌سایت Vibram اندازه‌گیری شدند. شرکت‌کنندگان فقط مجاز بودند پاهای خود را در VFF حرکت دهند تا مطمئن شوند که همه انگشتان پا در جای درست قرار دارند (13). اطلاعات به دست آمده با استفاده از روش آماری توصیفی و استنباطی پردازش شدند. برای بررسی توزیع طبیعی داده‌ها از آزمون شاپیرو-ویلک و برای تجزیه‌وتحلیل داده‌ها از تی تست وابسته استفاده شد. سطح معنی‌داری در این پژوهش 05/0 > p در نظر گرفته شد.
نتایج
اطلاعات دموگرافیک شرکت کنندگان در جدول 1 نشان داده شده است. نتایج مقایسه بین فعالیت عضلات مؤثر بر مچ پا، در دو وضعیت پابرهنه و پوشیدن کفش پنج‌انگشتی، در جدول 2 نشان داده شده است. طبق نتایج، در هر دو وضعیت پابرهنه و کفش، میزان فعالیت عضلات منتخب در اکثر موارد مشابه می باشد (05/0<p) و اختلاف معنی دار فقط در فعالیت عضله ساقی قدامی در فاز تماس و عضله نعلی و دوقلو میانی در فاز پیشروی مشاهده گردید (05/0>p).
بحث
این مطالعه با هدف بررسی تأثیر کفش پنج‌انگشتی بر فعالیت عضلات مؤثر بر مچ پا و مقایسه با وضعیت پابرهنه انجام گردید. تحقیقات در زمینه دویدن و بیومکانیک پا نشان داده است که نوع کفش می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی بر فعالیت عضلات و الگوی دویدن تأثیر بگذارد. کفش‌های پنج‌انگشتی که به‌عنوان نوعی کفش مینیمالیستی شناخته می‌شوند، طراحی شده‌اند تا حسی نزدیک به دویدن پابرهنه را فراهم کنند. در این مطالعه، فعالیت عضلات نعلی، ساقی قدامی، دوقلوی داخلی و دوقلوی خارجی در دو وضعیت پابرهنه و کفش پنج‌انگشتی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که فعالیت عضلات در این دو وضعیت اغلب مشابه است، اما افزایش معنی‌دار فقط در فعالیت عضله ساقی قدامی در لحظه تماس پا و عضله نعلی و دوقلو میانی در فاز پیشروی هنگام پوشیدن کفش پنج‌انگشتی مشاهده شد.
در لحظه تماس پا، فعالیت عضله ساقی-قدامی در وضعیت کفش پنج‌انگشتی به‌طور معنی‌داری افزایش یافت. این افزایش ممکن است به تغییر در الگوی ضربه‌گیری و مکانیک پا مرتبط باشد. در وضعیت پابرهنه، پا تمایل دارد تا با قسمت میانی یا جلویی به زمین برخورد کند که منجر به کاهش زاویه دورسی‌فلکشن و نیاز به فعالیت کمتر عضله ساقی-قدامی می گردد؛ اما در وضعیت پوشش با کفش پنج‌انگشتی، تماس اولیه ممکن است بیشتر به سمت پاشنه تمایل داشته باشد که منجر به افزایش فعالیت عضله ساقی قدامی می‌شود (21). لیبرمن و همکاران (2010) نیز نشان دادند که دویدن پابرهنه الگوی تماس پا را تغییر داده و منجر به کاهش نیروهای ضربه‌ای می‌شود که نیاز به فعالیت کمتر عضله ساقی قدامی دارد (22). درحالی‌که دویدن با کفش‌های مینیمالیستی مانند کفش پنج‌انگشتی می‌تواند منجر به فعالیت عضلانی مشابهی شود، اما به دلیل طراحی خاص این کفش‌ها، ممکن است تفاوت‌های جزئی در الگوی فعالیت عضلات نسبت به وضعیت پابرهنه ایجاد شود (23). همچنین عدم تجربه آزمودنی ها در دویدن با این کفش ها نیز ممکن است یکی از دلایل ایجاد اختلاف در فعالیت عضلات در وضعیت پابرهنه و کفش پنج انگشتی گردد. طبق مطالعه وانرن و گرابر (2017) انتقال به کفش‌های مینیمالیستی نیاز به تطبیق و در نتیجه تغییر در فعالیت عضلات دارد. این مطالعه تأکید می‌کند که استفاده از کفش‌های مینیمالیستی با تأثیر بر عضلات می‌تواند به‌تدریج منجر به تقویت عضلات پا و بهبود عملکرد دویدن شود (24).
افزایش معنی‌دار در فعالیت عضلات نعلی و دوقلو میانی در فاز پیشروی در وضعیت کفش پنج‌انگشتی نسبت به وضعیت پابرهنه نیز مشاهده شد. مطالعات اسکادرون و گالوزی (2009) نشان داده‌اند که دویدن با کفش‌های مینیمالیستی می‌تواند الگوی و شدت فعالیت عضلات پا را تغییر دهد (25)، همچنین، برخی پژوهش ها نیز گزارش کرده اند که استفاده از کفش‌های مینیمالیستی می‌تواند منجر به افزایش فشار و فعالیت بیشتر عضلات پا شود که برای سازگاری و تقویت عضلات در درازمدت مفید است (8, 26, 27).
نتیجه گیری نهایی
نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که فعالیت عضلات در وضعیت پابرهنه و کفش پنج‌انگشتی اغلب مشابه است، اما افزایش معنی‌داری در فعالیت عضله ساقی قدامی در لحظه تماس پا و عضلات نعلی و دوقلو میانی در فاز پیشروی هنگام پوشیدن کفش پنج‌انگشتی مشاهده می‌شود. این نتایج ممکن است تحت تأثیر افزایش دورسی فلکشن مچ پا به علت برخورد با پاشنه در هنگام پوشیدن کفش نسبت به دویدن پابرهنه ایجاد شود و یا به دلیل عدم تجربه آزمودنی‌ها در استفاده از کفش پنج انگشتی باشد که منجر به افزایش شدت انقباض برخی عضلات مؤثر بر مچ پا گردید است. تحقیقات بیشتر در این زمینه می‌تواند به درک بهتری از تأثیر این کفش ها بر عملکرد و پیشگیری از آسیب‌ها کمک کند. این یافته‌ها می‌توانند برای مربیان ورزشی، پزشکان و علاقه‌مندان به دویدن مفید باشند تا بهترین روش‌ها را برای بهبود عملکرد و پیشگیری از آسیب‌ها انتخاب کنند.
ملاحظات اخلاقی
پیروی از اصول اخلاق پژوهش
تمامی اصول اخلاقی در این پژوهش رعایت شده است. همه شرکت‌کنندگان با رضایت کامل در مطالعه شرکت کردند و به آن‌ها اطمینان داده شد که تمام اطلاعات مربوط به آن‌ها محرمانه باقی خواهد ماند.
حامی مالی
این پژوهش هیچ‌گونه کمک مالی از سازمان های دولتی، خصوصی و غیرانتفاعی دریافت نکرده است.
مشارکت نویسندگان
تمام نویسندگان در طراحی، اجرا و نگارش همه بخش های پژوهش حاضر مشارکت داشته اند.
تعارض
بنابر اظهار نویسندگان، این مقاله تعارض منافع ندارد.
فهرست منابع
1. Kelly LA, Lichtwark GA, Farris DJ, Cresswell A. Shoes alter the spring-like function of the human foot during running. Journal of The Royal Society Interface. 2016;13(119):20160174. [DOI:10.1098/rsif.2016.0174] [PMID]
2. Hirschmüller A, Baur H, Müller S, Helwig P, Dickhuth H-H, Mayer F. Clinical effectiveness of customised sport shoe orthoses for overuse injuries in runners: a randomised controlled study. British Journal of Sports Medicine. 2011;45(12):959-65. [DOI:10.1136/bjsm.2008.055830] [PMID]
3. García-Arrabé M, García-Fernandez P, Díaz-Arribas MJ, López-Marcos JJ, González-de-la-Flor Á, Estrada-Barranco C, et al. Electromyographic activity of the pelvic floor muscles and internal oblique muscles in women during running with traditional and minimalist shoes: a cross-over clinical trial. Sensors. 2023;23(14):6496. [DOI:10.3390/s23146496] [PMID]
4. Azevedo APdS, Mezêncio B, Amadio AC, Serrao JC. 16 weeks of progressive barefoot running training changes impact force and muscle activation in habitual shod runners. PloS one. 2016;11(12):e0167234. [DOI:10.1371/journal.pone.0167234] [PMID]
5. Gillinov SM, Laux S, Kuivila T, Hass D, Joy SM. Effect of minimalist footwear on running efficiency: A randomized crossover trial. Sports health. 2015;7(3):256-60. [DOI:10.1177/1941738115571093] [PMID]
6. Davis IS, Rice HM, Wearing SC. Why forefoot striking in minimal shoes might positively change the course of running injuries. Journal of sport and health science. 2017;6(2):154-61. [DOI:10.1016/j.jshs.2017.03.013] [PMID]
7. Davis IS. The re-emergence of the minimal running shoe. journal of orthopaedic & sports physical therapy. 2014;44(10):775-84. [DOI:10.2519/jospt.2014.5521] [PMID]
8. Campitelli NA, Spencer SA, Bernhard K, Heard K, Kidon A. Effect of Vibram FiveFingers minimalist shoes on the abductor hallucis muscle. Journal of the American Podiatric Medical Association. 2016;106(5):344-51. [DOI:10.7547/14-084] [PMID]
9. Hoseini SZ, Eslami M. Effect of Five-Finger Shoes on Vertical Ground Reaction Force Loading Rates and Perceived Comfort during the Stance Phase of the Running. Journal of Sport Biomechanics. 2016;2(1):37-47.
10. Hannigan J, Pollard CD. Differences in running biomechanics between a maximal, traditional, and minimal running shoe. Journal of science and medicine in sport. 2020;23(1):15-9. [DOI:10.1016/j.jsams.2019.08.008] [PMID]
11. Becker J, Borgia B. Kinematics and muscle activity when running in partial minimalist, traditional, and maximalist shoes. Journal of Electromyography and Kinesiology. 2020;50:102379. [DOI:10.1016/j.jelekin.2019.102379] [PMID]
12. Burden S, Maulder P. A biomechanical comparison of the foot strike between running in Vibram Fivefingers® shoes and barefoot/Leah Hutching: Wintec, Hamilton, New Zealand; 2013.
13. Smith BS, Burton B, Johnson D, Kendrick S, Meyer E, Yuan W. Effects of wearing athletic shoes, five‐toed shoes, and standing barefoot on balance performance in young adults. International journal of sports physical therapy. 2015;10(1):69.
14. Sinclair J, Hobbs S, Currigan G, Taylor P. A comparison of several barefoot inspired footwear models in relation to barefoot and conventional running footwear. Comparative Exercise Physiology. 2013;9(1):13-21. [DOI:10.3920/CEP13004]
15. Hajiloo B, Anbarian M, Esmaeili H, Mirzapour M. The effects of fatigue on synergy of selected lower limb muscles during running. Journal of Biomechanics. 2020;103:109692. [DOI:10.1016/j.jbiomech.2020.109692] [PMID]
16. Sepehrian M, Anbarian M, Khotanlou H, Hajilou B. Effects of Cycling-induced Fatigue on Lower Extremity Muscles Synergy in Novice Triathletes. Journal of Advanced Sport Technology. 2022;6(1):103-12.
17. Stegeman D, Hermens H. Standards for surface electromyography: The European project Surface EMG for non-invasive assessment of muscles (SENIAM). Enschede: Roessingh Research and Development. 2007;10:8-12.
18. Schorderet C, Hilfiker R, Allet L. The role of the dominant leg while assessing balance performance. A systematic review and meta-analysis. Gait & posture. 2021;84:66-78. [DOI:10.1016/j.gaitpost.2020.11.008] [PMID]
19. Alvim F, Cerqueira L, Netto ADA, Leite G, Muniz A. Comparison of five kinematic-based identification methods of foot contact events during treadmill walking and running at different speeds. Journal of applied biomechanics. 2015;31(5):383-8. [DOI:10.1123/jab.2014-0178] [PMID]
20. Winter D. Human balance and posture control during standing and walking. J Neurophysiol. 1998;80:1211. [DOI:10.1152/jn.1998.80.3.1211] [PMID]
21. Beierle R, Burton P, Smith H, Smith M, Ives SJ. The effect of barefoot running on EMG activity in the gastrocnemius and tibialis anterior in active college-aged females. International journal of exercise science. 2019;12(1):1110. [DOI:10.70252/LNVL7215] [PMID]
22. Lieberman DE, Venkadesan M, Werbel WA, Daoud AI, D'andrea S, Davis IS, et al. Foot strike patterns and collision forces in habitually barefoot versus shod runners. Nature. 2010;463(7280):531-5. [DOI:10.1038/nature08723] [PMID]
23. Divert C, Mornieux G, Freychat P, Baly L, Mayer F, Belli A. Barefoot-shod running differences: shoe or mass effect? International journal of sports medicine. 2008;29(06):512-8. [DOI:10.1055/s-2007-989233] [PMID]
24. Warne JP, Gruber AH. Transitioning to minimal footwear: a systematic review of methods and future clinical recommendations. Sports medicine-open. 2017;3:1-21. [DOI:10.1186/s40798-017-0096-x] [PMID]
25. Squadrone R, Gallozzi C. Biomechanical and physiological comparison of barefoot and two shod conditions in experienced barefoot runners. Journal of sports medicine and physical fitness. 2009;49(1):6.
26. Hoitz F, Vienneau J, Nigg BM. Influence of running shoes on muscle activity. PloS one. 2020;15(10):e0239852. [DOI:10.1371/journal.pone.0239852] [PMID]
27. Johnson A, Myrer J, Mitchell U, Hunter I, Ridge S. The effects of a transition to minimalist shoe running on intrinsic foot muscle size. International journal of sports medicine. 2016;37(02):154-8. [DOI:10.1055/s-0036-1585483]
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
تماس با ما
فصلنامه بیومکانیک ورزشی
همدان،شهرک مدنی، بلوار امام خمینی(ره)، بلوار پروفسور موسیوند، مجتمع دانشگاه آزاد اسلامی واحد همدان، معاونت پژوهش و فناوری، دفتر مجلات علمی
صندوق پستی: 734
تلفن دفتر نشریه: 08134494042
وب‌سایت: http://biomechanics.iauh.ac.ir
ایمیل: sportbiomechanics@iauh.ac.ir
