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研究發現厚胼胝不會降低足部敏感度

2019-07-09 16:11:20  來源:Nature自然科研

光腳走路的人會自然長出較厚的老繭。和有軟墊的鞋子不同,這些老繭在保護雙腳的同時并不會降低足部敏感度。

大約600萬年前,人類的祖先開始直立行走。從那以后,雙腳就成了古人類和現代人類與地面的唯一接觸點。有證據顯示,人類約從20萬年前開始向解剖學意義上的現代人類演化,但人類很晚才開始為了保護雙腳和其他原因而穿鞋——約從4萬年前開始。那么,如果存在一種既能保護雙腳又能保護雙腳對地面的感知能力(也稱為觸覺敏感度)的方式,不是一舉兩得?Holowka等人在《自然》雜志上發文稱,足部皮膚的老繭(又名胼胝)正好可以發揮這個作用。作者研究了肯尼亞和美國的穿鞋者或光腳者的胼胝厚度和硬度,以及他們的足部敏感度,得出了以上結論。

圖1

圖1|等待投票的肯尼亞村民。投票站前的這個隊伍中,既有赤腳的人,也有穿鞋的人。Holowka等人研究了肯尼亞和美國一些習慣光腳或穿鞋的個體,調查胼胝的形成會如何影響足部的敏感度。一般來說,習慣光腳的人比習慣穿鞋的人的胼胝更厚,也更硬。

Holowka和同事利用超聲波測量胼胝的厚度。他們發現,習慣光腳的人,其胼胝通常比習慣穿鞋的人要厚30%左右。我們可以假設,厚胼胝除了能比薄胼胝提供更多保護外,其他方面應該基本相當。那么,事實確實如此嗎?為了一探究竟,作者使用邵氏硬度計對腳底的力學性能進行了量化測量。邵氏硬度計常用于制鞋業,主要用來測量足部對硬度計造成的壓痕的抗力。實驗結果顯示,習慣光腳走路的人的足部皮膚比經常穿鞋的人要硬30%左右。正是這層又厚又硬的皮膚被認為具有類似鞋底一樣的保護作用。

我們的足部非常敏感,因此我們光腳踩在沙灘上時會有一種愉悅感,而踩到尖銳的石子時會感到疼痛。這種敏感大有用場,因為我們的身體神經需要靠這類信息來調節我們的姿勢和步態,這與我們靈敏的指尖可以幫助我們精確擺弄物體的原理相似。皮膚中的各種機械感受器都屬于這個幫助維持觸覺敏感度的系統,它們可以感知壓力一類的機械刺激。如果這些感受器由于疾病或實驗性操縱而無法正常運作,我們的平衡能力或步態就會受到影響。

Holowka和同事使用激振器對志愿者體內的兩種機械感受器——觸覺小體和環層小體,進行了敏感度評估。這些機械感受器會對我們行走和跑步時的高頻壓力刺激(分別為5–50和100–300赫茲)做出反應,尤其是在足部觸地的那一刻。一般認為皮膚越厚,越容易抑制刺激的傳遞,但Holowka和同事的關鍵發現卻出人意料:那些習慣性不穿鞋的人,他們的機械感受器敏感度并不比穿鞋者的低。

從生物學上說,長著厚胼胝,光腳走路是人類的正常能力,習慣光腳走路的人很少在這方面遇到問題,這一點我在印度的研究中已經發現了。讓習慣穿鞋走路的人光腳走在某些地面上,他們會感到疼痛;但習慣光腳走路的人沒有報告這類疼痛感受。不過,習慣光腳走路的人可能更容易受到外傷,因為鞋子提供的保護比胼胝大。盡管如此,光腳者的足部一般而言可能比穿鞋者的足部更健康,他們很少出現拇囊炎和足弓下陷等足部疾病。

是時候扔掉鞋子了嗎?好像還沒有。鞋子對于足病患者很有幫助,同時還能提高運動成績。在我們的日常生活中,鞋子有保暖作用,能比胼胝提供更多保護。如此一來,我們應該穿什么樣的鞋子就成了一個更加迫切的問題。

Holowka和同事認為,厚胼胝之所以不會降低足部敏感度,是因為其硬度可以將來自地面的機械刺激幾乎原封不動地傳遞至關鍵機械感受器所在的深層皮膚。如果真是這樣,底部較硬的鞋子應該也能發揮和胼胝一樣的功能。事實確實如此,F1賽車手穿的硬底鞋在高頻振動下能提供更高的敏感度。

要全面理解鞋底對步態的影響,還需要開展更進一步的研究。人體和機器不同,機器可以一次研究一個變量;而人體運動是一個復雜、動態的系統,即使只改變一個變量,比如鞋底的硬度,也可能導致其他的生理學和行為學改變。比如說,與光腳跑步相比,穿著有緩沖墊的鞋跑步會改變足部與地面的接觸方式(也叫觸地方式),還會讓足弓反應更為僵硬。

Holowka等人通過跑步機實驗量化沖擊力,即足部觸地時即時感受到的力。作者發現,即使采用沒有軟墊的鞋來模擬類似胼胝的足底,也無法完全反映出觸地時胼胝所發揮的作用。對光腳個體的觀察發現,這類鞋子會減緩沖擊力的增速,同時增加沖量(沖擊力乘以沖擊持續的時間,即從足部踩地到突然減緩的時長)。

保護足部敏感度的好處自不用多說,尤其是對那些難以保持平衡的人而言。對于體操運動員來說是如此,老年人也同理。人的視力、平衡能力和足部敏感度都會隨年齡增長而自然下降。因此,硬底鞋或許是這些人的一個好選擇。事實上,穿硬底鞋可以降低老年人摔倒的風險。Holowka及其同事的研究幫助解釋了個中原因。雖然這個謎團已被解開,但是仍有很多其他影響人類行走的因素等待人們去探索。

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