Ile kroków na minutę powinniśmy stawiać w trakcie biegu? 180?

Gdy zapytamy przeciętną osobą zainteresowaną bieganiem o to jaka jest optymalna kadencja najczęściej uzyskamy odpowiedź: 180 kroków na minutę. Niektórzy dodadzą, że nie ma co trzymać się tej wartości bardzo sztywno i że widełki 170-190 wydają się być dobrym celem. Gdy dopytamy o dlaczego tak jest, uzyskamy odpowiedź, że z taką kadencją biegają najlepsi. Zjawisko to jako pierwszy zauważył to i opisał dr. Jack Daniel już w 1984 r. A w znacznie nowszym badaniu z 2019 r. tę samą liczbę podali badacze obserwujący elitę ultramaratończyków.

Dodatkowo wiedząc z pracy dr. Danielsa, że początkujący biegacze mają tendencję do biegania z kadencją wyraźnie niższą niż 180 (bliżej 160) oraz, że przy tej samej prędkości biegu, skrócenie długości kroku z jednoczesnym zwiększeniem kadencji zmniejsza ryzyko kontuzji przeciążeniowych, łatwo można pokusić się o połączenie kropek w taki sposób, że:

• Zwiększenie kadencji początkujących biegaczy do okolicy 180 upiecze nam dwie pieczenie na jednym ogniu ponieważ:
  
  • zmniejszy ryzyko kontuzji (poprzez wymuszenie krótszych kroków) oraz
  • zbliży nas do kadencji osiąganej przez zawodowców, którzy nie mogą sobie pozwolić na brak efektywności biegu, a więc zwiększy naszą efektywność (mierzoną zużyciem tlenu).

Można by więc uznać, że sprawa zamknięta i mamy naszą odpowiedź oraz uzasadnienie, ale okazuje się, że prawda jest nieco inna, a najciekawsze jak zawsze kryje się pod powierzchnią.

Dr. Daniel się mylił

Pierwsze rysy na idealnej odpowiedzi, którą przed chwilą stworzyliśmy płyną z przytoczonej wcześniej pracy dr. Danielsa. Wiemy, że prędkość naszego biegu to wypadkowa tego jak długie kroki stawiamy oraz jak często je stawiamy (kadencja). Dr. Daniels zaobserwował że:

The main change that occurs as runners go faster is in stride length; the faster they go, the longer the stride becomes, with little change in rate of leg turnover.

Co można przetłumaczyć jako obserwację, że nasza kadencja pozostaje w miarę stała niezależnie od tego z jaką prędkością biegniemy, a elementem, który się zmienia wraz z prędkością jest długość kroku.

Obecnie wiemy, że to nieprawda. Dobrze pokazuje to wykres z tego badania:

Na jego pionowej osi mamy kadencję, a na poziomie prędkość biegu. Widzimy, że kadencja wyraźnie rośnie wraz z prędkością biegu w sposób, który badacze określili jako „wielomianowy”, co w praktyce oznacza, że:

• przy mniejszych prędkościach kadencja rośnie relatywnie wolno wraz z wzrostem prędkości biegu, ale
• przy większych prędkościach kadencja rośnie relatywnie szybko wraz ze wzrostem prędkości biegu.

Kadencja jest zależna od naszego wzrostu

Bardzo intuicyjna obawa przed poszukiwaniem konkretnej wartości optymalnej kadencji opiera się na spostrzeżeniu, że przecież osoby wyższe (o dłuższych nogach) przy tym samym kącie rozwarcia w biodrach będą stawiać dłuższe kroki, co będzie oznaczało mniejszą kadencję. Badania potwierdzają, że tak rzeczywiście jest. Np. w tym badacze zauważyli taką zależność:

Oznacza ona, że każde dodatkowe 2cm wzrostu podnoszą naszą optymalną kadencję o 1 krok/min. Oznacza to, że pomiędzy osobami o wzroście 170 cm i 190 cm, już na podstawie samej różnicy w wysokości można powiedzieć, że osoba wyższa będzie miała optymalną kadencję o ok. 10 kroków/minutę mniejszą niż osoba niższa.

Elitarni ultramaratończycy nie biegają z kadencją 180

Oto wykres z przytoczonego wcześniej badania z 2019 r. mówiącego, że elita ultramaratończyków osiąga kadencję wynoszącą średnio ok. 180 kroków na minutę.

Okazuje się, że choć gruba czarna linia określająca średnią rzeczywiści znajduje się w okolicy 180, to dopiero spojrzenie na ogromny rozrzut danych wokół średniej ukazuje sedno. Elitarni biegacze osiągali całe spektrum kadencji od 155 do 200 włącznie.

Oznacza to, że znacznie ważniejsze niż osiągnięcie konkretnej wartości liczbowej jest dopasowanie kadencji do swoich indywidualnych predyspozycji.

Wyższa kadencja = mniej kontuzji

Badania mówią jasno, że wyższa kadencja oznacza mniejsze piki przeciążeniowe w momencie uderzania o ziemię, co w konsekwencji oznacza mniej kontuzji przeciążeniowych.

Oznacza to, że jeśli Twoim celem nie jest osiągnięcie lepszego czasu w biegu, a zabezpieczenie się przed kontuzjami, to zwiększenie kadencji będzie jak najbardziej dobrą strategią przeciwbólową. Skróci się wtedy długość kroku, dzięki czemu prędkość biegu pozostanie relatywnie stała.

Takie podejście poza niewątpliwym plusem zmniejszenia ryzyka kontuzji, ma ważny minus związany ze zmniejszeniem możliwości dalszego poprawiania wyników biegowych. Do tego dlaczego tak jest, wrócimy za chwilę przy kolejnej takiej gwiazdce (*).

Moje badania

Poniższa grafika pokazuje zależność pomiędzy kadencją i prędkością biegu grupy badanych przeze mnie osób zawierających osoby na różnych poziomach biegowego zaawansowania (od amatorów po zawodowców):

Na wykresie widać wspomnianą wcześniej przez innych badaczy „wielomianową” zależność polegającą na tym, że przy niższych prędkościach kadencja rośnie relatywnie wolno, aby przy szybszych prędkościach zacząć rosnąć nieporównywalnie szybciej.

Kolejny wykres pokazuje zmierzoną przeze mnie zależność długości kroków od prędkości biegu:

Tu zależność jest znacznie bardziej liniowa. Długość kroków rośnie wraz z prędkością zaczynając już od nawet najmniejszych prędkości.

Nałóżmy na wykres długości kroku, to jak musiałaby się ta długość zmieniać, żeby być w stanie odpowiadać za 100% wzrostu prędkości (wtedy kadencja mogłaby pozostać stała niezależnie od prędkości):

Okazuje się, że choć początkowo, wydłużenie kroku może w 100% sprostać wymogom większej prędkości (dzięki temu kadencja przy niższych prędkościach nie musi rosnąć), to im szybciej biegniemy, tym za coraz mniejszy odsetek wzrostu prędkości odpowiada wydłużenie kroku (a za coraz większy odsetek odpowiada kadencja).

Czas połączyć powyższe informacje w spójny obraz relacji kadencji i długości kroku.

Spójny obraz

Aby łatwiej było oglądać na dane, zamiast na ogół badanych spójrzmy na zmierzoną kadencję dla 3 wybranych osób, które dobrze obrazują to co przed chwilą zaobserwowaliśmy:

Widzimy na nim pewne kluczowe punkty w których kadencja określonej osoby zaczyna wyraźnie rosnąć. Dla czerwonego i niebieskiego amatora wartości tych można by się doszukiwać w okolicy tempa 3:50 – 4:00 min/km. U zielonego zawodowca, punkt ten to sam kraniec wykresu (ok. 3:10 min/km).

Jeśli ktoś z czytelników interesuje się fizjologią wysiłku, to podobne „kluczowe punkty” może kojarzyć z wykresu określającego minutową wentylację płuc.

Co ma wentylacja płuc do dzisiejszego tematu? Okazuje się, że analogia jest niesamowita. Spójrzmy:

---

• Na to ile jesteśmy w stanie przewentylować powietrza przez płuca w ciągu minuty składają się dwa elementy:
  • to ile powietrza nabierzemy przy pojedynczym wdechu (tidal volume – TV)
  • to ile razu weźmiemy wdechów w ciągu minuty (breathing rate – BR).

Obie te składowe nie rosną jednak w taki sam sposób.

Początkowo gdy zaczynamy ćwiczyć liczba oddechów na minutę (BR) niemal nie rośnie, a rośnie objętość pojedynczego wdechu (TV). W pewnym momencie dochodzimy jednak to punktu w którym nie jesteśmy już w stanie brać głębszych oddechów (nie pozwala na to rozmiar klatki piersiowej) i wtedy nagle intensywnie zaczyna nam przyspieszać tempo oddychania.

Za wyznacznik bycia dobrze wytrenowanym uznaje się moment, w którym musimy zacząć brać szybkie oddechy. Im później ten moment następuje, tym bardziej jesteśmy wytrenowani.

---

Teraz zobaczmy, że na podstawie przytoczonych obserwacji, nasze dzisiejsze parametry (kadencja, długość kroku, prędkość biegu) wydają się tworzyć niemal identyczne zależności jak (BR, TV i objętość minutowa):

---

• Na to ile jesteśmy w stanie przebiec w ciągu minuty składają się dwa elementy:
  • kadencja
  • długość kroku

Obie te składowe nie rosną jednak w taki sam sposób.

Początkowo gdy zaczynamy biec kadencja niemal nie rośnie, a rośnie długość kroku. W pewnym momencie dochodzimy jednak to punktu w którym nie jesteśmy już w stanie stawiać dłuższych kroków (nie pozwala na to mechanizm amortyzacyjny / mobilność) i wtedy nagle intensywnie zaczyna nam przyspieszać kadencja.

Za wyznacznik bycia dobrze wytrenowanym możemy uznać moment, w którym musimy zacząć zwiększać kadencję. Im później ten moment następuje, tym bardziej jesteśmy wytrenowani.

---

Po podmianie pojedynczych słów, cała analogia do wentylacji płuc, idealnie opisuje to co obserwujemy na danych:

• na początku rośnie długość kroku
• gdy ten sposób przestaje wystarczać, zaczyna rosnąć kadencja.
• osoby lepsze technicznie, nie mają potrzeby przedwcześnie zwiększać kadencji, bo do uzyskania żądanej prędkości wystarczy im zastosować dłuższy krok.

To rodzi kilka implikacji, z których główna to:

Wydłużenie kroku jest wydajniejszym sposobem na zwiększenie prędkości niż zwiększenie kadencji.

Można by powiedzieć: ale zaraz zaraz… przecież jest takie badania, które wyraźnie pokazało, że zwiększenie kadencji (o ok. 10-14 kroków na minutę) z jednoczesnym skróceniem kroku (o ok. 8-10 cm) przełożyło się na lepszą efektywność biegu (mierzoną ilością zużytego tlenu) i jest to argument nad którym warto się pochylić.

Kluczowy wydaje się tu fakt, że badanie odbyło się na dobrze wytrenowanych kobietach (biegających 5km w 17-22 min) przy dwóch narzuconych odgórnie prędkościach (3,4 m/s i 3,8 m/s co odpowiada tempom ok. (4:50 min/km i 4:20 min/km). O ile przy wolniejszej prędkości spadek zużycia tlenu dzięki zwiększonej kadencji wyniósł -8,6%, to już przy szybszej prędkości spadek ten wyniósł tylko -3,2%. Niestety nie mamy danych dla szybszych prędkości, więc nie wiemy jak dalej zachowałaby się ta różnica, możemy jednak z dużym prawdopodobieństwem przypuszczać, że przy wyższych prędkościach (a co za tym idzie wyższych kadencjach) zależność ta znika lub wręcz się odwraca, gdyż np. próba zwiększenia kadencji biegacza, który już teraz ma ją na poziomie 220 najprawdopodobniej nie poprawiłaby efektywności jego biegu.

Jednocześnie to badanie, w którym badani nie mieli narzuconej prędkości nie wykazało, aby zwiększona kadencja zwiększała efektywność biegu.

Pewnym spojeniem obu tych badań jest to, które pokazało, że zarówno osoby doświadczone jak i początkujący biegacze nie mając narzuconej odgórnie prędkości, sami nieświadomie potrafią z dużą dokładnością przyjąć najbardziej efektywną dla nich długość kroku i co za tym idzie kadencję.

Jeśli wyobrazimy sobie teraz naszego zawodowca (zielona linia na wykresie)…

… który bierze udział w tego typu badaniu, to gdyby narzucić mu tempo wolniejsze niż 4:00 min/km (czyli takie jak było w badaniu), znalazłby się on w obszarze płaskiej kadencji.

Obszar ten najprawdopodobniej nie jest obszarem optymalnej efektywności biegu dla tej osoby, gdyż kadencja tam jest zbyt mała (jej zwiększenie, zwiększyłoby efektywność biegu). Nie oznacza to jednak, że ten biegacz biega nieefektywnie. Biegałby nieefektywnie gdyby zmusić go do biegu z tak niską dla niego prędkością. Jeśli jednak pozwolimy mu przybrać komfortowe dla niego szybsze tempo, najprawdopodobniej okaże się, że jego efektywność wzrosła wraz ze wzrostem prędkości, a co za tym poszło, także ze wzrostem kadencji, gdyż znajdzie się już na obszarze, w którym kadencja zaczyna się podnosić.

Podsumowując ten fragment, oznacza to, że:

Niska kadencja obejmująca duże zakresy niskich prędkości, nie jest naszą optymalną kadencją. Optymalna jest nieco wyższa (o kilkanaście %?).

I tu wracamy do wcześniejszej gwiazdki (*) i wyjaśnienia dlaczego pomimo tego, że trening zwiększania kadencji (bez zmiany prędkości) zmniejsza ryzyko kontuzji (i przy tej zadanej prędkości zwiększa efektywność biegu), może nie być najlepszym pomysłem jeśli zależy nam na poprawie osiąganych wyników:

Kadencja sama rośnie wraz ze zmęczeniem

Oto wykres testu wytrzymałości jednego z testowanych przeze mnie biegaczy. Test odbywał się przy tempie 3:35 min/km utrzymywanym na dystansie 14km. Oto jak w jego trakcie zmieniała się kadencja:

Jak widać w wyniku zmęczenia kadencja biegacza wzrosła z początkowych ok. 168 kroków na minutę do 173 kroków na minutę. Podobną zależność obserwowali już wcześniej inni badacze.

Gdyby ta wyższa kadencja (obserwowana pod koniec biegu) miała być dla biegacza wartością bliższą optymalnej, to dlaczego jego ciało od początku jej nie przyjęło? Odpowiedź jest taka, że to ta początkowa (niższa) kadencja jest bliższa optymalnej dla tego biegacza i tego tempa, ale wraz z narastaniem zmęczenia aparat amortyzacyjny biegacza traci na wydolności i zgłasza informację do mózgu: „nie jestem już w stanie opiekować się tak długimi krokami, musimy je skrócić”. Skutkiem powyższego jest kompensacyjne zwiększenie kadencji.

Zbyt szybko odpalone nitro

Jeśli oglądaliście kiedyś film ala Szybcy i Wściekli to kojarzycie pewnie sceny wyścigów, w których niedoświadczony kierowca zbyt szybko wykorzystuje swoje „nitro” / dopalacze, przez co zostaje wyprzedzony na ostatniej prostej przez bardziej doświadczonego kierowcę.

Na zwiększenie kadencji można spojrzeć w podobny sposób. Skoro nasza optymalna kadencja leży trochę powyżej płaskiego obszaru kadencji na jej wykresie, to jeśli już na początku zwiększymy kadencję (zbyt szybkie nitro) do optymalnej wartości (bez zmiany prędkości biegu), to jeśli później będziemy chcieli przyspieszyć, to nasza kadencja wraz ze wzrostem prędkości także wzrośnie i znajdziemy się już na zbyt wysokiej, nieoptymalnej kadencji.

To co wydaje się, że robią doświadczeni biegacze, to bieg na maksymalnie możliwie niskiej kadencji (nieoptymalnej) do tak wysokiej prędkości jak to możliwe, po to aby później wchodząc na swoją docelową prędkość, wejście to wykonać już nie za pomocą wydłużenia kroku, ale właśnie zwiększenia kadencji (do optymalnego poziomu) (nitro użyte pod koniec, a nie na początku).

Czy lepiej zwiększać kadencję czy długość kroku?

Oznacza to, że:

jeśli naszym celem jest poprawa osiąganych wyników, nigdy nie powinniśmy skupiać się na celowym zwiększaniu kadencji.

Kadencja sama wzrośnie do optymalnego poziomu gdy zaczniemy przyspieszać, a my chcemy ten moment wzrostu jak najbardziej opóźniać. To jak bardzo jesteśmy w stanie opóźnić wzrost kadencji na skutek wzrostu prędkości biegu jest jednym z mierników naszej techniki biegu.

Jednocześnie:

jeśli biegasz ze stałą ulubioną prędkością, która sama w sobie jest zbyt niska, aby wywołać wzrost kadencji i zamierzasz pozostać przy bieganiu taką prędkością (np. dlatego, że lubisz potruchtać dla przyjemności, a nie dlatego, że chcesz osiągać coraz lepsze rezultaty), to nie ma przeszkód, żeby odpalić „nitro” związane ze zwiększoną kadencją przy stałej prędkości już teraz. Sprawi to, że jednocześnie otrzymasz większe zabezpieczenie przed kontuzjami i lepszą efektywność biegu (mniejsze zmęczenie). Rozwiązanie to nie jest dobrze skalowalne, ale jeśli nie potrzebujesz skalowalności, to jest to wybór dla Ciebie i wtedy takie „sztuczne” zwiększenie kadencji jak najbardziej ma sens.

To z jaką kadencją powinniśmy biegać jeśli chcemy osiągać najlepsze wyniki?

Wiemy już, że jest to źle zadane pytanie, ponieważ zakłada ono, że kadencja jest czymś czym będziemy sterować. Z dzisiejszego wpisu wiemy jednak, że znacznie lepiej patrzeć na kadencję jak na skutek a nie jak na przyczynę.

Kadencja to skutek nałożenia prędkości biegu na nasze zdolności amortyzacyjno / mobilnościowe.

Oznacza to, że sterować chcemy prędkością biegu (powinna być taka, aby w jej wyniku nasza kadencja znalazła się kilkanaście % powyżej naszej płaskiej początkowej wartości.

Jeśli pobiegniemy szybciej włączy się kompensacyjny mechanizm overstride’ingu, który pogorszy efektywność naszego biegu.

Jeśli pobiegniemy wolniej, będziemy poniżej naszych możliwości technicznych.

Jeśli chcemy się rozwijać biegowo to elementem związanym z dzisiejszymi parametrami, który powinniśmy śledzić nie jest bliskość naszej kadencji do wartości 180, ale długość kroku jaką jesteśmy w stanie osiągnąć w trakcie zwiększania prędkości bez wyraźnego wzrostu kadencji (kadencja w fazie płaskiej).