大多数鞋子的脚趾，尤其是运动鞋，稍微向上弯曲。虽然这种被称为“脚趾弹簧”的弯曲能让走路更轻松、更舒适，但它也可能会削弱双脚，并可能引发一些常见的(和疼痛的)足部相关问题。
这是哈佛大学进化生物学家丹尼尔·e·利伯曼(Daniel E. Lieberman)、他的前本科生奥利弗·b·汉森(Oliver B. Hansen’19)以及两位前博士后研究人员弗雷迪·斯切廷(Freddy Sichting)和尼古拉斯·b·霍罗卡(Nicholas B. Holowka)得出的结论，他们研究了脚趾弹簧及其对行走生物力学的影响。
科学家们发现，脚趾弹簧越弯曲，鞋里的脚在走路时离地的动力就越小。这意味着脚部肌肉的工作量减少，研究人员推测，这可能会产生一些后果。
“显而易见,如果脚肌肉要做的工作更少,那么他们可能会有更少的耐力,因为每天成千上万次你推你的脚趾,”利伯曼说,第二埃德温·m·勒纳教授的生物科学和这篇论文的主要作者。关于脚趾弹簧的工作在科学报告中有描述。
研究人员说，这种潜在的弱点可能会使人们更容易患上像足底筋膜炎这样的疾病。足底筋膜炎是一种常见的、难以修复的、令人痛苦的炎症，它是由连接脚后跟骨和脚趾的厚的网状组织带引起的。
哈佛大学进化生物学家丹尼尔·e·利伯曼研究了我们使用和滥用双脚的方式。Jon Chase/哈佛资料照片利伯曼说:“当今世界上人们脚的最大问题之一就是足底筋膜炎。”“我们认为，原因是人们依赖足底筋膜做肌肉通常做的事情。当你的肌肉变弱，足底筋膜需要做更多的工作，它并没有真正进化为那样，所以它会发炎。”
科学家们说，他们的下一步是在未来的研究中验证他们的假设。
“从进化的角度来看，穿有足弓支撑、缓冲和其他支撑功能的现代鞋子是最近才出现的现象，”Sichting说。她现在是德国开姆尼茨科技大学的博士后研究员和人类运动的学术助理，也是这篇论文的第一作者。一些证据表明，足部肌肉无力可能是这些特征的部分后果。在我们的研究中，我们对现代鞋子中几乎无处不在的一个元素感兴趣，这个元素以前从未被研究过:鞋子前端向上的弯曲度。”
他指的当然是脚趾的弹簧，它能不断地使脚趾盒在地面上弯曲，这是大多数现代鞋子的特征，尤其是运动鞋。
Sichting和Lieberman在波士顿的一次会议上认识之后，开始了这个项目，(当然)他们去查尔斯河边跑步，期间他们讨论了足部生物力学和足底筋膜炎。这使得Sichting在2018年来到利伯曼的骨骼生物学和生物力学实验室，与Holowka(现在是布法罗大学的人类学助理教授)和汉森(毕业于人类进化生物学专业的前深红赛艇运动员)一起从事这个项目。汉森的论文是他的高级荣誉论文的一部分。
在实验中，13名参与者赤脚行走，穿着四双定制的凉鞋，在一个特别设计的跑步机上行走，跑步机上装有测力板和一个红外摄像系统来测量每一步所消耗的能量。这两款凉鞋的脚趾处都有不同的倾斜角度——从10度到40度。它们的设计是为了模仿市面上的鞋子的硬度和形状。
通过对数据的分析，我们可以清楚地看到，跖趾或MTP关节(脚趾与脚部其他骨骼连接的地方)产生的推进力随着特制凉鞋上脚趾弹簧曲线的增加而减小。MTP关节是人类进化的关键特征之一，它使人类能够如此有效地用双脚行走和奔跑。
研究人员在研究报告中写道:“通过减少MTP关节处的活动，脚趾弹簧可能会减轻足部固有肌肉的负担，使这些关节变得僵硬。”“考虑到工业化国家的平均每人每天要走4000到6000步，随着时间的推移，这些肌肉运动方面的微小差异可能会累积成巨大差异。”因此，习惯性地穿有脚趾弹簧的鞋子会抑制或降低足部肌肉的力产生能力。”
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研究人员在论文中明确指出，需要在各个方面进行更多的研究，而且他们的研究并没有将脚趾弹簧与足底筋膜炎或其他常见的足部问题直接联系起来。这项研究也只包括那些已经习惯穿鞋的人，他们的脚可能已经适应了有脚趾弹簧的鞋子。
汉森说:“这项研究只分离出我们鞋子的一个元素。”“我们还需要更多的研究来研究脚趾弹簧是如何与鞋子的其他元素相互作用的，比如坚硬的鞋底或缓冲。”这可以让我们更全面地了解鞋子是如何影响我们的生物力学的。”
尽管如此，他们认为尚未被认识到的脚趾弹簧对足功能的生物力学影响值得进一步考虑。
Sichting说:“穿着像脚趾弹簧这样舒适的鞋子走路是有代价的。”
不过，不要指望toe springs很快就会出现在任何地方。
利伯曼说:“我们喜欢舒适。“这就是我们坐在椅子上、坐电梯的原因。”
这项工作是由美国史前研究学院资助的。
新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://news.harvard.edu/gazette/story/2020/09/curve-on-shoes-makes-walking-easier-but-may-lead-to-foot-problems/