導(dǎo)讀出品：科普中國制作：秦紫薇（北京大學(xué)新聞與傳播學(xué)院）吳一波（北京大學(xué)藥學(xué)院）監(jiān)制：中國科學(xué)院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心"鞋子哪兒硌腳,只有自己知道"、"常在河邊走，....

出品：科普中國

制作：秦紫薇（北京大學(xué)新聞與傳播學(xué)院）

吳一波（北京大學(xué)藥學(xué)院）

監(jiān)制：中國科學(xué)院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心

"鞋子哪兒硌腳,只有自己知道"、"常在河邊走，哪能不濕鞋"、 "光腳的不怕穿鞋的"、"踏破鐵鞋無覓處,得來全不費工夫"……古今中外，有關(guān)鞋子的俗語還真不少，可見在我們的日常生活中，鞋子已經(jīng)成為了腳部不可或缺的"伙伴"。

（圖片來源：Veer圖庫）

高跟鞋、平底鞋、硬底鞋、軟底鞋，各類鞋子底部的薄厚與軟硬程度各異，那么，它們對我們的行走究竟有怎樣的影響？對于赤腳行走的人而言，足底的老繭又能起到怎樣的作用？

《自然》于本周發(fā)表的一項研究指出：足底由于摩擦和壓迫形成的老繭，能夠保護光腳行走的人，并且不會影響其足底的敏感度或者行走姿態(tài)。

在各類鞋子中，底部沒有軟墊、較薄且較硬的鞋能夠提供類似的保護作用；而底部有軟墊的鞋則會顯著降低足部的敏感度，同時影響腳部接觸地面行走帶來的沖擊力。

在進行實驗前，研究者們首先作出了如下假設(shè)：習(xí)慣赤腳行走之人足底的老繭會厚于穿鞋行走的人，它可以產(chǎn)生類似于鞋底的保護作用?？紤]到老繭的形成屬于自然選擇的結(jié)果，因此它應(yīng)該會適應(yīng)人們行走的需求，從而不會影響足底的敏感度或行走時產(chǎn)生的沖擊力。

以此為起點，哈佛大學(xué)的生物學(xué)教授兼人類進化系主任Daniel Lieberman和同事們以81名肯尼亞成年人和22名美國成年人為研究對象，對以下問題進行了探討。

光腳走路，足底的老繭會更厚

△圖 日常穿鞋行走之人的足底（左）與日常光腳行走之人的足底（右）（圖片來源：https://www.nature.com/articles/s41586-019-1345-6）

作為研究對象的81名肯尼亞人來自農(nóng)村或城市地區(qū)，他們對鞋子的使用頻率從每天穿鞋到從不穿鞋不等。

△圖 "常穿鞋"與"常赤腳"之人足底老件厚度對比（圖片來源：https://www.nature.com/articles/s41586-019-1345-6）

研究者使用便攜式B型超聲傳感器對他們腳底相同位置（腳后跟中心以下即Heel部位與第一跖骨頭以下即MH部位）皮膚的硬度與厚度進行了測定，同時根據(jù)研究對象的自我評估，將他們分為"常穿鞋"（共46人）和"常赤腳"（共35人）兩類，測定結(jié)果如圖所示（灰色塊代表"常赤腳"類，白色塊代表"常穿鞋類"），與之前的假設(shè)相同：常赤腳行走的人足底的老繭會更厚、更硬，因此在遇到粗糙或容易滑倒的地面時老繭可以提供保護。

（圖片來源：Veer圖庫）

足底老繭不會影響足底敏感度，但鞋子會

△圖 使用儀器測試足底皮膚硬度、厚度與敏感度（圖片來源：https://www.nature.com/articles/s41586-019-1345-6）

影響觸覺敏感性的是皮膚上的SA受體與FA受體，前者能夠感知穩(wěn)定的靜態(tài)壓力（如站立時足底皮膚感受到的壓力），后者能夠感知快速的壓力變化（如行走或奔跑時足底皮膚感受到的壓力）?？紤]到人們的行走是一個動態(tài)的過程，在本研究中，研究者們選擇了對FA受體進行研究，將儀器的振動刺激頻率設(shè)置為FA1受體較為敏感的30赫茲與FA2受體較為敏感的200赫茲。足底探針振動的幅度代表著向足底施加的外力，因此在固定振動頻率的刺激下，測量研究對象能夠感受到振動時的最小振幅即可反應(yīng)足底的敏感度。

研究者對所有年齡、性別、穿鞋頻率的研究對象的足底敏感度進行了測定，發(fā)現(xiàn)：所有條件下，隨著年齡的增長，足底的敏感度都會降低；考慮了年齡、性別以及鞋類使用頻率的因素后，不同厚度足底的老繭在提供保護作用的同時，并不會影響敏感度，而鞋子會降低足底對觸覺的感知力。

足底老繭的厚度不會影響行走時產(chǎn)生的沖擊力

△圖 測試行走時產(chǎn)生的沖擊力（圖片來源：https://www.nature.com/articles/s41586-019-1345-6）

行走時產(chǎn)生的沖擊力是指在行走過程中產(chǎn)生的，垂直于地面的方向人體所受的沖擊力。

研究者們以行走時產(chǎn)生的沖擊力峰值、沖擊力產(chǎn)生平均速度和從足底接觸地面到達到?jīng)_擊力峰值的垂直力脈沖為指標，以53名肯尼亞人為研究對象，在控制性別、鞋子使用頻率的因素后，對速度為0.9~1.5米/秒的行走過程產(chǎn)生的沖擊力進行測定。

結(jié)果表明：在赤腳行走的過程中，足底老繭的厚度并不會影響行走產(chǎn)生的沖擊力。

為了研究不同厚度鞋底對于行走沖擊力的影響，研究者們以美國波士頓地區(qū)22名穿鞋頻率從日常赤腳到日常穿鞋的成年人為對象，讓其穿著帶軟墊的鞋和硬底鞋，對速度為0.9~1.4米/秒的行走過程產(chǎn)生的沖擊力進行測定。

結(jié)果表明：穿硬底鞋與赤腳行走產(chǎn)生的沖擊力相類似，但前者略高于后者。而穿帶軟墊的鞋時，行走產(chǎn)生的沖擊力顯著高于赤腳和穿硬底鞋的情況，這可能是由于鞋底會減弱足底的敏感度，并且產(chǎn)生緩沖作用。

（圖片來源：Veer圖庫）

總而言之，鞋子與足底老繭都能為腳部提供保護作用，老繭不會影響腳部的敏感度或行走沖擊力，鞋子由于其緩沖作用會影響足底的感知力并且增強行走時產(chǎn)生的沖擊力，帶軟墊的鞋表現(xiàn)尤為明顯，而這種沖擊力對我們的關(guān)節(jié)與肌肉有怎樣的影響還有待進一步研究。

參考文獻：

1、https://www.nature.com/articles/s41586-019-1345-6