内在足部肌肉具有控制纵弓变形的能力

人类的足部特征是明显的纵弓（LA），在步态过程中根据外部负荷进行压缩和回弹，从而允许在弓的被动结构中存储和返回弹性能量，并有助于代谢能量的节省。在这里，我们研究了主动肌肉对弓形变形和回弹生物力学的潜在贡献。我们检验了以下假设：激活三种最大的足底内在肌肉，即拇外展肌、趾屈肌和方足肌，与足部外部负荷产生的肌肉拉伸相关；激活这些肌肉（通过电刺激）将产生足够的力，以抵消外部负荷引起的LA变形。我们发现，内在足部肌肉的招募随着负荷的增加而增加，超出了特定负荷阈值。有趣的是，LA变形和肌肉拉伸在150%体重的最大负荷下趋于平稳，此时肌肉活动达到最高水平。对足底内在肌肉的电刺激通过缩短长度和增加LA的高度，对抗了由于施加外部负荷而发生的变形。这些发现表明，这些肌肉具有控制足部姿势和LA刚度的能力，并且可能在足部负荷时提供支持效应。这种主动的弓形加固机制可能对在步态和姿势活动中如何传递力量以及对代谢能量节省的影响具有重要意义。