Jak pochylona miednica zmusza nas do biegania od pięty?

Jest to 4 artykuł z serii analiz biegowych. Jeśli nie czytałeś/aś poprzednich, gorąco do tego zachęcam. Można je znaleźć tutaj.

W dzisiejszej analizie naszą modelką zostanie Żaneta. Oto jej bieg:

Pierwszym, co rzuca się w oczy jest to, że Żaneta biega od pięty.

Jej kąt natarcia stopy w momencie kontaktu z ziemią wynosi 26°. To sporo. Normy z poprzednich wpisów zachęcają aby wartość ta była poniżej 15°. W tym samym momencie kolano tworzy kąt 17°. Za pożądaną wartość uznajemy tu ok. 20° lub więcej, co oznacza, że energia początkowego uderzenia o ziemię nie jest optymalnie rozpraszana przez mięśnie.

Druga noga prezentuje się bardzo podobnie.

Także, nie mamy tu żadnej znaczącej asymetrii.

Patrząc tylko na te wskaźniki jakości biegu, można by dojść do błędnego wniosku, że całość wygląda tak sobie. Zanim wyciągniemy pochopne wnioski spójrzmy na kilka kolejnych.

Tu widzimy jak duży zakres ruchu potrafi wykorzystać Żaneta przy każdym kroku. Jej biodro w momencie wybicia osiąga 32°. Pożądaną wartością jest tu ok. 30° lub więcej. Jednocześnie jej łokieć po drugiej stronie ciała sięga daleko w tył. Tak duże „rozciągnięcie” pomiędzy tylną nogą i łokciem / barkiem po przeciwnej stronie ciała powiązane jest z dużą zdolnością do cyklicznego gromadzenia i uwalniania energii. Dzięki temu bieg jest silny. Nieco dokładniej zjawisko to omawia analityk biegu James Dunne w tym filmie.

Na poniższym zdjęciu widać bardzo ładne przechylenie całego ciała w przód już na poziomie kostek, a nie na poziomie bioder czy głowy jak u większości rekreacyjnych biegaczy.

To kolejny punkt, który sprawia, że bieg jest silny.

Prawa kostka kołysze się w bardzo ładnym zakresie, pomiędzy 9° inwersji (na poniższym zdjęciu)

i 12° ewersji (na powyższym zdjęciu). Łącznie daje to na zakres kołysania wynoszący 20°. Pożądaną wartością jest tu co najmniej 15°, a więc jest on w zupełności wystarczający.

Lewa kostka wypada nieco gorzej. Mamy tylko 4° inwersji (obrazek poniżej)

i aż 21° ewersji (obrazek powyżej). Daje nam to łącznie 25° kołysania, jednak zakres ten jest mocno przesunięty w stronę ewersji.

Na filmie nie widać aby to przesunięcie zakresu kołysania propagowało się dalej w górę ciała (jak to miało miejsce np. u Sebastiana). Oznacza to, że najprawdopodobniej biodro jest wystarczająco silne i mobilne, aby powstrzymać tę propagację bez przeciążania samego siebie pracą. Dlatego ewentualne problemy wynikające z tego przesunięcia najprawdopodobniej mogłyby pojawiać się w samej okolicy stopy. Żaneta zgłaszała problemy z rozcięgnem lewej stopy w przeszłości, jednak obecnie jest ona bezobjawowa.

Wracając do głównej myśli artykułu można by zadać pytanie: „Skoro jest tak źle (heel strike + lądowania na zbyt mało zgięte kolano), to dlaczego jest tak dobrze (bieg jest silny i stabilny, kostki ładnie się kołyszą)?„.

Aby móc odpowiedzieć na to pytanie musimy przypomnieć sobie nieco fizyki ze szkoły. Nasz bieg to tak na prawdę seria kolejnych skoków. Z punktu widzenia środka naszego ciężaru ciała, bieg wygląda mniej więcej tak:

Z perspektywy pojedynczego „skoku” zastosowanie maja wszystkie zasady, o których była mowa na zadaniach z fizyki związanych z obliczaniem trajektorii lotu pocisku wystrzelonego z armaty pod pewnym kątem.

Tak samo jak czas lotu pocisku i odległość jaką pokona jest tak na prawdę znana już w momencie wystrzału, tak czas naszego lotu w ramach pojedynczego „skoku” i odległość jaką pokonamy jest z góry ustalona!

Oznacza to, że już w tym momencie, który widzimy poniżej (1,433s), na podstawie siły i kąta odbicia od ziemi, czas lotu i odległość do lądowania zostały na sztywno ustalone. W trakcie lotu nic się nie zmieni.

(mała uwaga: z punktu widzenia fizyki przypadek kuli armatniej jest prostszy, gdyż kula, w przeciwieństwie do Żanety, jest jednorodnie gęsta i nie zmienia swojego kształtu w trakcie lotu, jednak wpływ tych czynników przy każdym kroku jest taki sam, dlatego z punktu widzenia naszej dzisiejszej analizy jest pomijalny.).

W przypadku sposobu wybicia Żanety parametry te wyglądają tak, że lot potrwa 138 ms, w czasie których pokonany zostanie dystans 169 cm. Koniec lotu będzie wyglądał tak:

Jednocześnie z tych badań wiemy, że niezależnie od tego czy będziemy uderzać o ziemię piętą, śródstopiem czy palcami, z biomechanicznego punktu widzenia najkorzystniej jest lądować w momencie kiedy piszczel jest pionowa w stosunku do ziemi (tak jak u osoby po lewej stronie).

Łącząc te dwie informacje, oznacza to, że idealnie byłoby gdyby piszczel Żanety był pionowy w stosunku do ziemi po 138 ms od wybicia, tak aby zsynchronizować się w czasie z momentem lądowania.

Jeśli jednak spojrzymy na nagranie. Zobaczymy, że moment kiedy piszczel jest pionowy (zdjęcie poniżej) pojawia się już w 46 ms lotu.

To tworzy nam ciekawą sytuację, w której chcielibyśmy zsynchronizować czas lotu (138 ms) z momentem, gdy piszczel jest pionowa (46 ms). Aby to zrobić możemy zastosować dwa podejścia: albo spróbować skrócić czas lotu, albo opóźnić moment prostowania piszczeli. Omówmy obie te możliwości.

Czas lotu zależy bezpośrednio od dwóch czynników: siły wybicia i kąta pod jakim to robimy. Zmniejszenie siły wybicia możemy od razu odrzucić, gdyż byłoby to powiązane jednocześnie ze spadkiem prędkości biegu, a tego nie chcemy robić (tworzy to jednak ciekawą ideę sugerującą, że przy niższych prędkościach biegu synchronizacja czasu lotu i czasu pionizowania piszczeli powinna być łatwiejsza niż przy większych prędkościach).

Pozostaje nam zmiana kąta wybicia. Jako że biegając poruszamy się po dość płaskiej trajektorii,

jej dalsze spłaszczenie sprawiłoby, że nasza faza lotu byłaby krótsza. Mniej bujalibyśmy się w płaszczyźnie góra-dół, a więcej energii szłoby w pchanie nas w przód. To jak mocno dany biegacz wykorzystuje to zjawisko można zmierzyć mierząc kąt w biodrze przy wybiciu.

U Żanety, jak już zaobserwowaliśmy wcześniej, kąt w biodrze przy wybiciu to aż 32°. To bardzo wysoki i jednocześnie bardzo dobry wynik.

Oznacza to jednocześnie, że Żaneta już teraz wykorzystuje ten sposób skracania kroku niemal do maksimum.

To wyczerpuje nam możliwości skrócenia czasu lotu bez utraty prędkości. Spójrzmy zatem jakie mamy możliwości opóźnienia momentu pionizacji piszczeli.

Cykl przez jaki przechodzi wybijająca się noga jest następujący:

  1. Na początku w wyniku działa sił wybijających pięta zaczyna iść w górę.

2. Następnie kolano zaczyna poruszać się w przód. Ruch pięty w górę jest kontynuowany.

3. W tym momencie kolano jest już maksymalnie zgięte i pięta nie może iść już wyżej w górę. Kolano kontynuuje ruch w przód.

4. Kolano kontynuuje ruch w przód. Stopa zaczyna się odwijać i podążać w przód.

5. Kolano osiągnęło już swoją maksymalną wysokość. Stopa kontynuuje ruch w przód.

6. Optymalny moment lądowania. Jeśli lądowanie nie nastąpi, stopa będzie podążała dalej w przód, a kolano będzie się cofało.

Kuszącym sposobem na opóźnienie fazy pionizacji piszczeli wydaje się być użycie mięśni aby mocniej podciągać piętę pod pośladek lub wyżej podnosić kolano przedniej nogi, jednak musimy pamiętać, że to co dzieje się z naszą wybijającą się nogą w czasie lotu, jest wynikiem bezwładności i zjawiska zwanego „stretch reflex” polegającego na oddawaniu zgromadzonej wcześniej energii w pasywny sposób. Oznacza to, że mimo iż nasze stopy i kolana poruszają się wtedy jakby były aktywnie zginane i prostowane, to w praktyce udział mięśni w tych ruchach jest znikomy. Dlatego wszelkie próby „siłowego” przedłużania poszczególnych faz nie są dobrym pomysłem, gdyż mogą zaburzyć motorykę całego biegu i prowadzić do przeciążeń.

Dlatego nasze wysiłki powinny skupić się raczej na nieprzeszkadzaniu ciału w robienie tego co powinno. Czynnikiem przeszkadzającym są tu ograniczenia w zakresach ruchów poszczególnych struktur.

Temat jest obszerny i będzie jeszcze w przyszłości poruszany, jednak dziś skupmy się konkretnie na możliwości biodra do wchodzenia w zgięcie.

Na tym filmie z biegu Mosesa Mosopa, (klatka z filmu wstawiona poniżej) widzimy jak jego przednie biodro zgina się przez całą fazę wybicia i osiąga kulminacyjny punkt w momencie wybicia się tylnej nogi z ziemi.

U Żanety wygląda to nieco inaczej. Aby nie polegać wyłącznie na naszym wzroku skorzystajmy z oprogramowania do śledzenie ruchu nastawionego na śledzenie odległości kolana i biodra od ziemi. Oto wyniki dla pojedynczego kroku:

Wartość, o którą dokładniej nam chodzi możemy wyznaczyć licząc różnice wysokości kolana i biodra:

Wykres osiąga swoje maksimum po 1400ms od początku badanego filmu. Oznacza to, że to właśnie w tym momencie prawe biodro przestaje się dalej zginać. Klatka wycięta z filmu dokładnie w tym momencie wygląda następująco:

Jak nie trudno zauważyć to jeszcze nie jest moment wybicia się z ziemi tylnej nogi. Moment ten nastąpi za 33ms. Wydaje się, że to niewiele, jednak gdyby w tym czasie kolano dalej szło w górę, opóźniłoby to fazę prostowania piszczeli orientacyjnie o taki czas. Dotychczasowy czas po jakim Żaneta pionizowała piszczel wynosił 46ms. Gdyby biodro było w stanie zgiąć się bardziej, czas ten mógłby się w prosty sposób wydłużyć do 79ms. To znacznie bliżej 138ms potrzebnych do stworzenia pełnej synchronizacji jaką prezentują mistrzowie świata.

Reszty straty można szukać w okolicach momentu, w którym pięta jest najbliżej pośladka. Na poniższym zdjęciu widać jak u Mosesa moment ten następuje gdy piszczel jednej nogi jest niemal pozioma.

U Żanety moment ten następuje, gdy oba kolana są obok siebie.

Żaneta do momentu, gdy piszczel jednej nogi jest pozioma będzie dochodziła jeszcze przez 46ms. Oznacza to, że ta skłonność do wyrzucania pięty wysoko, bez wystarczającego ruchu uda w przód, skraca czas potrzebny na pionizację piszczeli. Ciężko podać tu dokładne wartości, ale jest to kolejny aspekt zbliżający do synchronizacji z czasem trwania lotu (138ms).

Podsumujmy to co wiemy do tego momentu: Bieg Żanety jest silny i stabilny. Jednocześnie coś sprawia, że czas jej lotu jest znacznie dłuższy niż czas dochodzenia nogi do optymalnej pozycji do lądowania, przez co jest zmuszana do lądowania w nieoptymalny sposób (heel strike + zbyt prosta noga). Co to takiego?

Odpowiedź jest prostsza niż mogłoby się wydawać. Żaneta ma przodopochylenie miednicy (anterior pelvic tilt).

Oznacza to, że gdyby jej miednica była wiadrem pełnym wody, to woda wylewałaby się w przód. W praktyce przypadłość taką ma większość z nas, jako skutek siedzącego trybu życia. Co ciekawe jest to w zupełności „naprawialne” odpowiednimi ćwiczeniami.

U Żanety przodopochylenie widać np. tutaj:

W momencie wybicia, jej miednica jest pochyla w przód o ok. 20°. Oznacza to, że cały zakres ruchu jej bioder będzie przesunięty właśnie o tyle w tył. To właśnie dlatego Żaneta potrafi osiągnąć tak duży kąt biodra przy wybiciu (32°). Prawdziwy kąt zgięcia biodra to ok. 12°. Dodatkowe 20° pochodzi z pochylenia miednicy. O ile w tym miejscu pochylenie pomaga, to już przy zginaniu biodra będzie przeszkadzać.

Żaneta w tym momencie ma zgięte biodro aż na ok. 90° w stosunku do miednicy, ale w stosunku do własnego pionu jest to znacznie mniej, właśnie przez przodopochylenie miednicy.

Dokładnie to samo przesunięcie całego zakresu ruchu w biodrach w tył będzie miało negatywny wpływ na zbyt mocne podchodzenie pięty w górę po wybiciu z ziemi.

Podsumowując, wraz ze zmniejszaniem przodopochylenia miednicy poziom heel strike’a i lądowania na zbyt proste kolano będzie się zmniejszał.

Dodaj komentarz

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