Przedwczesna supinacja wpływa na efektywność biegu

Z punktu widzenia stopy, lądowanie w biegu składa się z 3 faz:

#1 presupinacja – tuż przed uderzeniem o ziemię, stopa bez żadnego oporu (bo nie jest jeszcze zblokowana o ziemię) ustawia się w wyraźnej supinacji. Dzięki takiemu ustawieniu ma ona większy zakres późniejszej pronacji.

Zjawisko to dobrze prezentuje Eliud Kipchoge (zawodnik w białych butach):

#2 pronacja – w tej fazie stopa przetacza się się poprzecznie dociążając okolicę głowy pierwszej kości śródstopia. Energia uderzenia magazynowana jest w tkankach miękkich. Proces ten można obserwować jako wypłaszczanie się łuku w stopie, z jednoczesnym „zapadaniem” się kostki do wewnątrz i odwiedzeniowym ustawieniem stopy (palce są bardziej na zewnątrz niż pięta). U Eliuda końcówka tej fazy (pełna pronacja) wygląda następująco:

#3 supinacja – w momencie gdy pięta na dobre zaczyna się odrywać od podłoża (co wyznacza nam rozpoczęcie fazy wybicia), stopa zaczyna odwracać swój wcześniejszy ruch pronacji. Jest to jak puszczenie napiętej wcześniej cięciwy łuku. Łuk w stopie zaczyna wracać do wcześniejszego kształtu, a stopa przestaje być ustawiona odwiedzeniowo. Ruch ten wspomaga efektywne wybicie:

Opis ten znany jest badaczom i biegaczom od lat. Nie ma w nim nic odkrywczego. W praktyce jednak nietrudno zauważyć, że niektórzy biegacze przechodzą przez dodatkowe fazy pronacji i supinacji. Oto przykład wideo.

Pierwszy biegacz (z czerwonym paskiem na skarpetce) prezentuje przejście przez standardowe (opisane wyżej fazy), drugi natomiast (w drugiej części filmu) standardową fazę pronacji przerywa dodatkową mini-supinacją.

Całość trwa kilkadziesiąt milisekund, a wspomniane ruchy mają niewielkie zakresy, co utrudnia ich obserwowanie na nagraniach z kamery, jednak już z punktu widzenia powstających przeciążeń możemy to zrobić.

Oto przeciążenia w osi poprzecznej dla kostki biegacza ze standardowymi fazami pronacji i supinacji:

  • Wykres przedstawia zmianę prędkości kostki biegacza w osi poprzecznej (interesuje nas czerwona linia).
  • Na poziomej osi mamy czas liczony w klatkach.
  • Na pionowej, każda szara pozioma linia to 1m/s.
  • Za każdym razem gdy linia czerwona rośnie, oznacza to, że kostka biegacza zwiększa swoją prędkość w kierunku pronacyjnym.
  • Za każdym razem, gdy czerwona linia spada, oznacza to, że kostka biegacza zwiększa swoją prędkość w kierunku supinacyjnym.
  • Pionowa czerowona linia oznaczona IC (initial contact) wyznacza moment pierwszego kontaktu stopy biegacza z podłożem.
  • Pionowa czarna linia oznaczaona „last contact” wyznacza moment ostatniego kontaktu stopy biegacza z podłożem.

Na wykresie widzimy wyraźny podział czerwonej linii prędkości na dwie fazy. Pierwsza (oznaczona jako „P”) związana jest z fazą pronacji. Druga oznaczona jako „S”) związana jest z supinacją.

Spójrzmy teraz na analogiczny wykres dla zawodnika z dodatkowymi fazami:

To co na filmie widzieliśmy bardzo pobieżnie, tu widać w całej okazałości. Czerwona linia najpierw wyraźnie rośnie, co oznacza fazę pronacji, a następnie spada, co oznacza supinację. Spadek ten nie trwa jednak aż do momentu wybicia, tak jak widzieliśmy to przed chwilą, ale przerywany jest przez kolejną fazę pronacji, która ostatecznie przechodzi w supinację.

Oznacza to, że cały cykl zaczyna się i kończy tak jak przy wcześniej analizowanym wykresie, jednak to co dzieje się w środku jest wyraźnie odmienne.

Skąd bierze się dodatkowa pronacja?

Najłatwiej zrozumieć to na wizualizacji. Zadaniem fazy pronacji jest dociążenie przodostopia w okolicy głowy 1-2 kości śródstopia. Można wyobrażać to sobie tak:

Linie reprezentują umowny rzut środka ciężkości ciała nad stopą, sztucznie dopasowany tak, aby znajdował się zawsze nad stopą. Warto zwrócić uwagę, że rzut środka ciężkości może znajdować się nad piętą nawet jeśli dana osoba na piętę nigdy nie ląduje, gdyż rzut środka ciężkości nie jest tym samym co nacisk na dany obszar stopy.

Na obrazku widzimy jak w trakcie fazy pronacji, środek ciężkości kieruje się do głowy 1-2 kości śródstopia (faza amortyzacji), aby następnie w fazie wybicia podążyć ścieżką supinacyjną (na zewnątrz stopy).

Wszystko super, jednak tak przeprowadzona pronacja, wymaga bardzo dobrej siły stopy w mobilności i dynamice. Co stanie się gdy jej zabraknie? Słaba stopa nie będzie w stanie wytrzymać naporu ciężaru ciała wchodzącego bezpośrednio na okolicę 1-2 głowy kości śródstopia, w związku z czym będzie miała do wyboru dwie opcje:

Mniej prawdopodobna jest taka, że pronacja nie zostanie przeprowadzona prawie wcale, a ciężar pozostanie na zewnętrznej krawędzi stopy. Na wcześniejszych wykresach, taki brak pronacji, wyglądałoby tak:

W rzeczywistości jednak taka sytuacja zdarza się ekstremalnie rzadko (u osób ze bardzo specyficzną budową stóp / kostek) i wyłącznie na relatywnie niskich prędkościach (duża prędkość jest w stanie zmusić do pronacji, nawet bardzo oporną stopę).

Bardziej prawdopodobna i znacznie częściej spotykana opcja jest taka, że stopa ratując się przed koniecznością bezpośredniego obciążenia 1-2 głowy kości śródstopia wykona unik pod postacią bardzo przyśrodkowej pronacji. Takiej, która nie wymaga wsparcia przodostopia:

To rozwiązuje jeden problem (stopie udało się uniknąć konieczności obciążania przodostopia dużą dynamiką) jednak rodzi kolejny, gdyż środek ciężkości ciała tak czy inaczej, jakoś musi znaleźć się nad przodostopiem.

Aby rozwiązać ten problem, stopa już na tym etapie korzysta z pomocy supinacji (tylko ona może przesunąć środek ciężkości na zewnątrz stopy), dzięki której może powrócić na tor pozwalający na późniejsze wtoczenie się na dobre miejsce na przodostopiu:

Dzięki takiemu powrotowi na dobrą ścieżkę, możliwy jest dalsze rozegranie scenariusza „po staremu”, czyli powrót do pronacji i udawanie, że jest to ta sama pronacja, która istniała od początku. Sumarycznie obrazek będzie wyglądał tak:

Nietrudno zauważyć, że jest to dokładnie ten schemat, który prezentuje biegacz z drugiej części dzisiejszego filmu.

Można by powiedzieć, że stopa rozegrała to bardzo sprytnie, gdyż wtoczenie się na kluczowe miejsce przodostopia odbywa się za sprawą pronacji, więc może ono poprawnie zapracować i wybicie może być już bez przeszkód wykonane z pomocą supinacji.

Jakie są wady takiego rozwiązania?

Pierwsza pronacja (ta która niesie sporo energii do potencjalnego wykorzystania do późniejszego wybicia) jest spychana na boczny tor, a więc marnowana. Główna sprężyna stopy (głowa 1-2 kości śródstopia) jest obciążana resztkami tej początkowej energii.

Odpowiadając na pytanie z początku akapitu: „skąd bierze się dodatkowa pronacja?” – stąd, że stopa wiedząc, że jest zbyt słaba, aby poradzić sobie z amortyzacją pełni uderzenia, skierowała początkową pronację na bardziej przyśrodkowy tor, co pozwoliło obciążyć inne tkanki i to na nich rozproszyć nadmiar energii (rozproszyć jest tu niestety dobrym słowem, gdyż te inne tkanki nie są tak dobrym zbiornikiem energii do późniejszego wykorzystania jak głowy 1-2 kości śródstopia). Następnie, część energii z pierwszej pronacji stopa wykorzystała na mini-supinację, która była jak korekta kursu samolotu, dzięki czemu stopa powróciła na dobry tor amortyzowania uderzenia, tak jakby nigdy nic się nie stało i teraz stopa mogła już sobie pozwolić na dokończenie pronacji „po staremu”, gdyż niosła ona już znacznie mniej energii.

W dużym skrócie, taki:

galimatias pronacyjno-supinacyjny zawsze będziemy kojarzyć ze słabością stopy.

Tyle mówi teoria, a jak to wygląda w praktyce?

Czy biegacze z silnymi stopami są lepsi niż Ci ze słabymi?

W teorii to co zostało opisane wyżej powinno sprawiać, że biegacze, którzy mają klasyczną, (pojedynczą) fazę pronacji związaną z amortyzacją będą bardziej efektywni niż Ci z podwójną fazą, gdyż marnują mniej energii uderzenia o ziemię, ale czy rzeczywiście tak jest? Postanowiłem to sprawdzić.

Poprosiłem 15 biegaczy (5 zawodowców i 10 amatorów) o dość szybki bieg z tempem 3:10 min/km. Dla każdej z biegających nóg (łącznie 30 pomiarów) wyznaczyłem rozmiar drugiej (dodatkowej) pronacji w trakcie amortyzacji. Jeśli dana noga danego zawodnika nie korzysta z dodatkowej fazy pronacji, to jej wartości będą bliskie 0 na obliczonym wskaźniku. Im bardziej dana noga danego zawodnika korzysta z dodatkowej fazy pronacji, tym jej wartości będą na większym plusie na obliczonym wskaźniku. Oto wyniki moich pomiarów:

Czerwone słupki dotyczą wyników zawodowców. Niebieskie dotyczą amatorów. Okazuje się, że choć podział nie jest jednolity, to rzeczywiście po lewej stronie wykresu (bliżej wartości 0) mamy większe zagęszczenie wyników zawodowców, a po prawej – amatorów.

Po policzeniu średniej i odchylenia, widzimy, że przeciętne wartości dla obu grup istotnie się różnią:

Amatorzy prezentują średnio aż 0,45 m/s dodatkowej pronacji, a zawodowcy zaledwie 0,23 m/s

Gdybyśmy ustawili pewną sztuczną granicę na poziomie 0,25 m/s, to okaże się, że:

  • aż 80% (8/10) nóg zawodowców znajduje się poniżej tej granicy.
  • tylko 15% (3/20) nóg amatorów znajduje się poniżej tej granicy.

Oznacza to, że wcześniejsza teoria rzeczywiście znajduje potwierdzenie w praktyce, gdyż lepsi biegacze częściej niż gorsi prezentują mniejszą fazę dodatkowej pronacji.

Wiedząc, że opisywany dziś wskaźnik jest powiązany niemal wyłącznie z jakością stopy (z jej zdolnością do obciążania poduszki dużego palca), wydaje się być on dobrym miernikiem różnicującym, czy to właśnie ta część ciała biegacza wymaga więcej pracy przygotowawczej przed biegiem.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *