Bieganie powodujące ból kolana [case study]

Dziś przyłapiemy na gorącym uczynku jeden z mechanizmów przyczyniających się do problemów z kolanami u biegaczy. Okazja ta pojawiła się wraz z wiadomością od Agnieszki, jednej z czytelniczek tego bloga, która przeczytała post z analizą biegu Marii Wengierek. W wiadomości, Agnieszka pisze o tym, że ostatnio nie może trenować z powodu bólu w okolicach kolana. We wpisie zobaczymy co na temat jej biegu mówi biomechanika.

Dodatkowym smaczkiem dzisiejszej analizy będzie fakt, że Agnieszka już jakiś czas temu sama szukała potencjalnych rozwiązań swojego problemu i jednym z nich (po uświadomieniu sobie, że biega typowo „od pięty”), była zmiana techniki na bieganie „od śródstopia” / „od przodostopia”. Jak wiemy z poprzedniej analizy, taka zmiana ma prawo pomóc, gdyż przenosi część wymagań amortyzacyjnych z okolic kolana na okolice kostki. W dzisiejszej analizie zobaczymy jak zmienia się ruch Agnieszki w zależności od obranej techniki biegu i jakie ma to konsekwencje.

Tak wygląda bieg Agnieszki „starą” techniką (heel strike):

a tak „nową” (mid/forefoot strike):

Nie słychać tego na filmach, ale ważną wskazówką do dalszej analizy może być to, że na żywo bieg od śródstopia w wykonaniu Agnieszki był znacznie głośniejszy i wyglądał jakoś mniej naturalnie niż bieg od pięty.

Zacznijmy od przeanalizowania biomechaniki w biegu od pięty:

1.) nacieranie kolanem vs nacieranie stopą

W fazie wybicia piszczele obu nóg są względem siebie niemal idealnie równoległe, co zgodnie z wiedzą z poprzedniego artykułu jest powiązane z bardzo pożądanym w czasie biegu nacieraniem kolanem (a nie stopą).

2.) kąt nachylenia stopy i zgięcia kolana tuż przed uderzeniem w ziemię

Kąt nachylenia stopy przy uderzaniu piętą o ziemię wynosi 23°. Taki sam jest kąt zgięcia kolana (180° – 157°) = 23°.

O ile w przypadku kolana jest to bardzo dobry wynik (m. 4-głowy może w pełni wykorzystać swoje zdolności amortyzacyjne), to w przypadku stopy 23° to nieco zbyt dużo (m. łydki nie przyczyniają się do amortyzacji w optymalny sposób), co sugeruje, że inicjatywa Agnieszki, aby zacząć biegać bardziej ze śródstopia była krokiem w dobrym kierunku.

Spójrzmy teraz jak ta sama analiza wygląda dla drugiej nogi.

Różnica jest spora. Prawa stopa tuż przed kontaktem tworzy z podłożem kąt aż 31°. (Lewa miała 23° i już to uznawaliśmy za kiepski wynik).

Prawe kolano w tym samym momencie jest bardziej wyprostowane niż lewe w analogicznej sytuacji. Jego kąt zgięcia to 15°. (Prawe miało 23°).

Co to oznacza? Prawa noga Agnieszki jest znacznie gorsza w amortyzowaniu uderzenia o ziemię. Zwiększony kąt natarcia stopy utrudnia pracę amortyzującą m. łydki, a zmniejszony kąt zgięcia kolana utrudnia pracę m. 4-głowym. Niezamortyzowaną przez mięśnie siłę uderzenia bezpośrednio przyjmują na siebie struktury pasywne (stawy, ścięgna).

Dla potwierdzenia lub obalenia tego odkrycia spójrzmy na zdolności amortyzacyjne nóg od nieco innej strony.

3.) zakres kołysania kostki

Wiemy, że aby cały nasz nożny aparat amortyzacyjny mógł działać poprawnie, kostka musi się kołysać. Kołysanie to odbywa się jednocześnie we wszystkich
3 płaszczyznach i polega na przechodzeniu kostki od supinacji do pronacji.

Taki trój-płaszczyznowy pomiar byłby bardzo trudny do wykonania w praktyce, ale szczęśliwie, wystarczająco dobre przybliżenie tego ruchu możemy uzyskać obserwując kołysanie kostki w pojedynczej płaszczyźnie zwanej czołową. Mówiąc prościej wystarczy, że nagramy biegnącą osobę nie z boku, a od tyłu.

Taki uproszczony do jednej płaszczyzny (czołowej) ruch kostki nazywamy inwersją i ewersją. (z ang. inversion, eversion). Poniższa grafika pokazuje orientacyjny zakres ruchu jakim natura nas obdarzyła w tej kwestii:

Łączny przedział pomiędzy skrajnymi punktami to ok. 50°.

Co ważne jest to statystyczny zakres ruchu dla nieobciążonej kostki, a więc dla sytuacji, w której np. siedzimy na kanapie z nogami w górze i machamy kostką. W praktyce naszych stóp / kostek znacznie częściej używamy pod obciążeniem naszego ciała. Oznacza to, że ich roboczy zakres ruchu będzie mniejszy niż ten, który możemy uzyskać bez obciążenia.

O ile mniejszy i ile kołysania tak na prawdę potrzebujemy aby dobrze biegać?

Dobrym punktem odniesienia może być tu zakres, który prezentuje Mo Farah, wielokrotny mistrz olimpijski w biegach długodystansowych. Z poniższych klatek z filmu z jednej z jego sesji treningowych widzimy, że:

przygotowując się do uderzenia o ziemię, jego kostka ma ok. (180° – 166°) = 14° inwersji,

natomiast po zakończeniu fazy amortyzacyjnej jego kostka ma ok. 8° ewersji. Oznacza to, że jego łączny zakres kołysania się kostki pomiędzy inwersją i ewersją wynosi 22°. Na potrzeby naszej dzisiejszej analizy spokojnie możemy przyjąć, że taki zakres kołysania kostki jest w zupełności wystarczający, aby w pełni wykorzystywać potencjał amortyzacyjny jaki oferuje ten mechanizm.

Wróćmy teraz do Agnieszki i spójrzmy w jakich zakresach kołyszą się jej kostki:

W fazie przygotowania na uderzenie jej lewa kostka ma 8° inwersji.

Po zakończeniu amortyzacji kostka ma 10° ewersji. Sumarycznie daje nam to zakres 18°, co porównując z zakresem 22° u mistrza olimpijskiego jest rewelacyjnym wynikiem.

Spójrzmy teraz na nogę prawą, o której wcześniej powiedzieliśmy, że wygląda na gorszą z punktu widzenia zdolności amortyzacyjnych.

Okazuje się, że prawa stopa tuż przed lądowaniem praktycznie nie wchodzi w inwersję.

Do tego po zakończeniu fazy amortyzacji kostka ma tylko 6° ewersji. Łącząc te wyniki wychodzi nam, że prawa kostka kołysze się pomiędzy inwersją i ewersją w zakresie zaledwie 6°. To bardzo mało. Szczególnie jeśli porównamy ten wynik z kostką lewą, która uzyskała bardzo ładne 18° kołysania.

Ta niechęć kostki do kołysania utrudnia rozpraszanie energii pomiędzy poszczególne włókna mięśniowe, przez co jest czynnikiem sprzyjającym przeciążeniom / kontuzjom, co potwierdza naszą wcześniejszą obserwację.

Zobaczmy teraz jak zmienia się biomechanika Agnieszki, gdy biegnie „nowym” / „lepszym” stylem, a więc od śródstopia / przodostopia. Zacznijmy od nogi prawej („gorszej”).

Stopa rzeczywiście nie uderza już o ziemię piętą. Wcześniej kąt natarcia stopy dla tej nogi wynosił 31°. Teraz jest wręcz delikatnie ujemny. To punkt na plus do techniki.

Jeśli jednak spojrzymy na kąt zgięcia kolana (180° – 164°) = 16°, to okaże się, że praktycznie nie zmienił się on w porównaniu z poprzednią techniką („heel strike”). Z tego punktu widzenia biomechanika biegu się nie poprawiła.

Jeśli spojrzymy na kołysanie kostki pomiędzy inwersją i ewersją to okaże się, że:

Nic w tej kwestii się nie zmieniło. Wciąż mamy 0° inwersji i 6° ewersji, co sumarycznie daje zakres zaledwie 6° kołysania w kostce.

Podsumowując, choć w biegu od śródstopia, sama stopa rzeczywiście uderza o ziemię pod innym kątem, to pozostałe parametry pro-amortyzacyjne się nie zmieniły, co oznacza, że noga wciąż zbyt słabo amortyzuje uderzenia i jest podatna na przeciążenia. Bieganie od śródstopia zwiększa potencjał amortyzacyjny, co może przełożyć się na lepszą biomechanikę biegu, jednak w tym wypadku potencjał ten pozostaje niewykorzystany.

Spójrzmy teraz na lewą nogę w biegu od śródstopia:

Stopa ląduje równolegle do ziemi co jest dobrą zmianą. Wcześniej mieliśmy natarcie piętą pod katem 23°, jednak kąt zgięcia kolana z wcześniejszych 23° zmniejszył się do zaledwie 15°, co jest niepożądaną zmianą i pogorszeniem techniki.

Patrząc z tyłu…

… lewa kostka zaczęła zachowywać się niemal jak prawa, gdyż zakres kołysania spadł do 11° (z wcześniejszych bardzo ładnych 18°).

Oznacza to, że z punktu widzenia lewej nogi próba biegania od śródstopia pogorszyła zdolności amortyzacyjne.

Poniższa tabela podsumowuje wszystkie pomiary:

Wnioski:

  • Prawa noga Agnieszki jest ewidentnie gorszym „amortyzatorem” niż lewa. Popularną przyczyną takiego stanu rzeczy może być chociażby stare skręcenie kostki, które po zaleczeniu nigdy nie zostało dobrze przepracowane, przez co zakresy ruchu w kostce zaczęły się zmniejszać, a to pociągnęło za sobą kolejne biomechaniczne konsekwencje.
  • Agnieszkę boli prawe kolano, co po połączeniu z dzisiejszą analizą daje dość duże prawdopodobieństwo związku bólu z kiepską biomechaniką tej nogi.
  • Bieganie od śródstopia jest w ogólności biomechanicznie lepsze niż bieganie od pięty, jednak jak widzieliśmy na dzisiejszym przykładzie, nie jest uniwersalnym rozwiązaniem problemów z techniką biegu. Bieganie od śródstopia po prostu zabiera część obciążeń z kolana i nakłada je na kostkę. Jeśli nasza kostka jest dobrze mobilna i ma siłę w tej mobilności, to takie rozwiązanie będzie idealne dla lepszego rozproszenia sił uderzenia o ziemię. Jeśli jednak nasza kostka jest mało mobilna / słaba i już przy bieganiu od pięty wykorzystuje swoje możliwości na 100%, to dorzucenie jej dodatkowej pracy (zabranej z kolana), sprawi tylko, że kostka zacznie panikować i jeszcze bardziej ograniczy swój zakres ruchu i zdolności amortyzacyjne.

2 przemyślenia nt. „Bieganie powodujące ból kolana [case study]”

  1. ostro…
    uwielbiam te merytoryczne arykuły…
    kiedy wejdziecie w spółę z jakimś fizjo który będzie podawać możliwości rozwiązania problemu !? 🙂

    1. Super 🙂 Co do rozwiązań problemów, to wiem, że często czytając moje artykuły można odnieść wrażenie, że są ucięte jakby tuż przed opisem rozwiązania danego problemu. Dzieje się tak dlatego, że ciągle poznaję mechanizmy / zależności ludzkiego ciała, a artykuły takie jak dzisiejszy mi w tej nauce pomagają. Dopiero gdy poczuję, że na dany temat najprawdopodobniej nic kluczowego już się nie dowiem, wtedy będzie dobry moment, żeby przejść do opisywania konkretnych ćwiczeń / rozwiązań itp.

      Można by na to spojrzeć tak, że żeby napisać artykuł z konkretnymi poradami, z którego będę zadowolony, najpierw potrzebuję na dany temat napisać kilka takich typowo analitycznych wpisów, być może pozostawiających lekki niedosyt, ale jednocześnie dających mi dobry fundament do budowania dalszych tez.

      Dobrym przykładem jest tu wpis, co do którego pada najwięcej próśb o konkretne ćwiczenia dotyczące rozciągania / budowania siły kostki w pozycji supinacyjnej: https://teoria-ruchu.pl/2017/05/dlaczego-boli-cie-sciegno-achillesa/
      Gdybym pisząc go rok temu, od razu dodał na koniec kilka konkretów, dziś nie byłbym z tego zakończenia zadowolony, bo najprawdopodobniej widziałbym je jako „spłaszczone”.

      Także podsumowując, mam świadomość czego brakuje wielu moim artykułom z punktu widzenia ich praktycznego wykorzystania w „naprawianiu” własnego ciała i że czasem stawiają one równie wiele nowych pytań co dostarczają odpowiedzi na dotychczasowe, ale jeszcze nie czuję się na siłach na nie odpowiadać. Gdy tylko tak będzie, na blogu na pewno zacznie się pojawiać coraz więcej artykułów z kompleksowymi rozwiązaniami.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *