Znaczenie fazy podparcia w biegu

Kontynuujemy cykl analiz biomechanicznych biegaczy. Dziś skupimy się na fazie podparcia (mid-stance). Aby zrozumieć dlaczego spójrzmy na film naszego dzisiejszego modela – Michała. Oto jego bieg:

Pierwszy rzut oka podpowiada, że technika jest bardzo dobra. Michał biega ze śródstopia, co oznacza, że pięta nie jest pierwszym miejscem kontaktu z ziemią. To dobrze.

W trakcie biegu góra ciała jest stabilna. Całe ciało jest ładnie wychylone w przód.

Dekompozycja rytmu biegu Michała wygląda następująco:

Dokładniejsze omówienie tego czym jest ten wykres można znaleźć w tym artykule. Widzimy tu m.in.:

• dobrą długą fazę lotu (zielona linia utrzymująca się na stałym poziomie przed initial contact (IC).
• dobry zakres pracy bioder w płaszczyźnie przód-tył.

Jednocześnie jest coś niepokojącego. Jeśli przypomnimy sobie jak wyglądała dekompozycja rytmu Haile’go i Marka z ostatniego artykułu …

… łatwo dostrzeżemy, że z punktu widzenia zachowania kolana, fazę kontaktu z ziemią możemy podzielić na 3 części:

• amortyzację – w jej trakcie kolano się coraz mocniej ugina.
• mid-stance (przetaczanie) – w jej trakcie kolano pozostaje w mniej więcej stałym zgięciu.
• wybicie – w jej trakcie kolano coraz mocniej się prostuje.

U Michała od razu po zakończeniu amortyzacji rozpoczyna się wybicie:

Wygląda to tak jakby brakowało fazy przetaczania pomiędzy nimi. Aby przyjrzeć się tematowi dokładniej musimy zmienić perspektywę i spojrzeć na bieg od tyłu.

Tu sprawa się wyjaśnia. Na powyższym filmie w zwolnionym tempie widzimy bardzo dynamiczne zapadanie się kostki wraz z kolanem do środka osi ciała.

Po wylądowaniu pierwsza do wewnątrz zapada się kostka (dolna strzałka) i nie ma w tym nic złego. Takie zapadanie jest poprawnym działaniem amortyzacyjnym naszego ciała. Jednak kolejna faza po zapadnięciu powinna polegać na coraz mocniejszym wtaczaniu się na poduszkę dużego palca. To ustanowiło dobry punkt podparcia, dający biodru okazję do przetransferowania siły stabilizującej kolano do ziemi. Tu takiego wtoczenia nie widzimy, czego bezpośrednią konsekwencją jest dynamiczne zapadnięcie się kolana w kierunku środka osi ciała z jednoczesną jego wewnętrzna rotacją.

Pomiar dokonany na podstawie filmu wykazał, że podudzie Michała w tej fazie biegu z zerowej prędkości w płaszczyznach czołowej i poziomej rozpędza się do prędkości ok. 2,4 m/s w ciągu zaledwie 12 ms. Co to oznacza? Jest to przyśpieszenie porównywalne z tym jakie osiąga samochód średniej klasy ruszając na światłach z piskiem opon.

Ale to nie koniec. Gdyby ten ruch miał być kontynuowany, kolana biegacza zderzyłyby się ze sobą, dlatego niemal równie szybko jak rozpędzanie, następuje hamowanie oparte o fakt, że do czasu gdy jest ono potrzebne stopa znajduje się już w pozycji, która jest dla niej bardziej komfortowa do obciążania, a więc jest w stanie dać podparcie dla pracy hamującej, którą chce wykonać biodro.

Dokładnie to widzimy na filmie w zwolnionym tempie, jako nagłe „strzelanie” kolan przy każdym kroku.

Z perspektyw nacisku na podłoże całą tę sytuację można zobrazować następująco. Oto szacunkowa ścieżka przechodzenia wypadkowej siły nacisku przez stopę w trakcie kontaktu z ziemią:

Michała możemy zaliczyć do zielonej lub niebieskiej grupy. Jak widać siła nacisku zaczyna swoją podróż na zewnętrznej krawędzi stopy, aby z czasem coraz mocniej przesuwać się w kierunku do wewnątrz. U Michała tę podróż moglibyśmy oznaczyć w ten sposób:

Siła rzeczywiście zaczyna swoją drogę na zewnątrz stopy i bardzo szybko przechodzi do wewnątrz, tylko po to, aby ostatecznie znów wyjść zewnętrzna stroną stopy. Na zdjęciu z biegu wygląda to tak:

Na pierwszym zdjęciu widzimy, że po fazie amortyzacji środek ciężkości jest przeniesiony na wewnętrzną część stopy:

Przygotowując się do wybicia stopa jest już obciążona równomiernie (zdjęcie poniżej).

W momencie wybicia stopa jest już wyraźnie na zewnętrznej krawędzi. (zdjęcie poniżej).

Echo tego wybicia z zewnętrznej krawędzi zamiast z wewnętrznej widzimy jeszcze kilkadziesiąt ms później pod postacią bezwładności zakrzywiającej tylną stopę do wewnątrz już w fazie lotu. (zdjęcie poniżej).

Odkrycie to jest o tyle niepokojące, że nasze kolana nie zostały zaprojektowane przez naturę do znoszenia tak dużych przeciążeń w płaszczyznach prezentowanych powyżej. W uproszczeniu mamy dwie siły, z których jedna jest skierowana do wewnątrz i działa na kolano od strony łydki, a druga skierowana na zewnątrz i działa na kolano od strony uda.

Taka konfiguracja będzie mocno niekorzystnie wpływać na żywotność elementów pasywnych kolana (łąkotki, więzadła, powierzchnie stawowe) i wyraźnie zwiększać ryzyko kontuzji, co oznacza, że w dłuższym terminie warto było popracować nad jej zmianą.

O AUTORZE

MSc PT Filip Rudnicki

Programista, fizjoterapeuta. Od 12 lat pracuje jako analityk. Autor badań z zakresu biomechaniki. Twórca licznych narzędzi pomiarowych umożliwiających lepsze poznanie mechaniki ludzkiego ciała (sEMG, system mapowania nacisku stóp, IMU).

Jeśli ból przeszkadza Ci w uprawianiu sportu, skontaktuj się ze mną, a najprawdopodobniej będę w stanie Ci pomóc.