Overstriding wyjaśniony cz.2/2

W ostatnim wpisie omówiliśmy sobie jak zwiększona pobudliwość m. 4-głowych i zmniejszona pobudliwość m. kulszowo-goleniowych może sabotować pracę przedniego wahadła w trakcie biegu, co w konsekwencji przekłada się na overstriding, czyli stawianie kiepskiej jakości, zbyt długich kroków.

W tym tygodniu dowiemy się dlaczego przednie wahadło nie jest jedynym elementem, który może powodować overstriding.

Zacznijmy od tego, że w trakcie biegu nasza tylna kostka zakreśla w powietrzu specyficzny kształt (w płaszczyźnie strzałkowej), który jest wypadkową 2 prędkości:

• prędkość rotacji uda w biodrze (zgięcie / wyprost)
• prędkość rotacji podudzia w kolanie (zgięcie / wyprost)

Przykłady tych kształtów można zobaczyć na poniższych filmach, na których zaznaczyłem ścieżkę zataczaną przez kostki przykładowych biegaczy:

Kształty te z jednej strony różnią się od siebie, ale z drugiej u każdego biegacza formuje się swego rodzaju punkt przegięcia krzywej, w którym zmiana kierunku czerwonej linii jest najbardziej wyraźna.

Jeśli obejrzymy filmy jeszcze raz, tym razem skupiając się na ścieżce zakreślanej przez przednią kostkę, to okaże się, że ona także ma swój punkt przegięcia (nawet wyraźniej widoczny niż noga tylna).

Co więcej, punkty te są ze sobą dość dobrze zsynchronizowane. Poniższe zdjęcia pokazują moment, w którym zarówno przednia jak i tylna kostka biegacza znajduje się blisko swojego punktu przegięcia:

Synchronizację tę można dość intuicyjnie wyjaśnić tym, że tworzenie się punktu przegięcia związane jest z momentem, w którym rozszerzający się wcześniej rozkrok w udach, zaczyna się ponownie zmniejszać. Jeszcze przed chwilą przednie kolano poruszało się w przód w stosunku do środka ciała, a tyle w tył, a po punkcie przegięcia zaczną one się do siebie zbliżać.

Widzimy zatem, że wahadła przedniej i tylnej nogi są ze sobą powiązane. Każde ma swoją własną unikalną mechanikę ruchu, ale ich ruch synchronizuje się w czasie w taki sposób, że w danym momencie oba wahadła poruszają się w przeciwnych kierunkach (albo się od siebie oddalają [faza lotu], albo zbliżają [faza przygotowania do lądowania]).

Wiedząc to, zwróćmy uwagę, że w takim razie ograniczenie ruchu jednego z wahadeł będzie wpływać na skrócenie ruchu w drugim wahadle.

Oznacza to, że dla osiągnięcia dłuższej fazy lotu / dłuższego kroku (które są cechami lepszych technicznie biegaczy), chcielibyśmy maksymalizować czas, który dany biegacz jest w stanie spędzić bez konieczności rozpoczęcia zbliżania ud do siebie w płaszczyźnie strzałkowej.

Jeśli spojrzymy na przednie wahadło, to w momencie przegięcia zarówno biodro jak i kolano znajdują się w komfortowych dla nich pozycjach lekkiego zgięcia. Oznacza to, że problemy z mobilnością w biodrze lub kolanie nogi przedniej nie będą sabotować pracy wahadeł.

Jeśli jednak spojrzymy na wahadło tylne, to tam dzieje się coś znacznie ciekawszego. Początkowo ruch nogi w tył zapewniany jest niemal wyłącznie poprzez pogłębianie wyprostu w biodrze (kolano porusza się w tył w stosunku do środka ciężaru biegacza). Ten zakres kończy się jednak bardzo szybko i gdyby usztywnić biegaczowi nogę w kolanie, to w tym momencie noga jako całość musiałaby już zgłosić ciału (poprzez narastające napięcie na taśmie przedniej w nodze), że skończyła swój ruch.

Ale noga ma na to sposób, w ramach którego, skoro udo nie może kontynuować ruchu wyprostu (bo skończył się zakres w biodrze), to przekazuje ono konieczność rozliczenia się z bezwładności na podudzie.

Noga jak astronauta z kamieniem

Sytuację tę można sobie wyobrazić jako astronautę, który odbił się od powierzchni swojego statku (wybicie tylnej nogi z ziemi) i następnie chcąc wrócić uruchomił swój plecak odrzutowy (wyprost w udzie). To niestety wystarczyło tylko do tego, aby przestać się oddalać od pojazdu, a przecież astronauta chce wrócić.

Tak się jednak składa, że nasz astronauta ma przy sobie ciężki kamień (podudzie) i bardzo długą linę, dzięki czemu może odepchnąć go od siebie w kierunku przeciwnym do tego, w którym chce lecieć (ruch zginania kolana). Kamień będzie mu później potrzebny więc nie może go tak po prostu wyrzucić (nasze podudzie będzie nam potrzebne przy kolejnych krokach), ale jeśli lina jest wystarczająco długa, to zanim się ona napnie w wyniku oddalania się kamienia, astronauta zyska pewną prędkość skierowaną do pojazdu.

Jak tylko astronauta chwyci się pojazdu, może zacząć zwijać linę razem z kamieniem, aby wrócić do stanu początkowego. Dzięki temu astronauta się przemieścił nawet jeśli środek ciężkości układu astronauta + kamień + lina pozostał nieruchomy.

To co ma pokazać ta analogia to to, że wprawiając w ruch mniejszą cząstkę „siebie” (podudzie) jesteśmy w stanie przez jakiś czas kontynuować ruch wahadła w zamierzonym kierunku, nawet jeśli nasze udo przestało się już poruszać.

Nadrzędny sens jest tu taki, że:

przedłużenie czasu pracy tylnego wahadła uzyskuje się przez pozwolenie na swobodne zginanie kolana przez siłę bezwładności przy nieruchomym udzie „zablokowanym” w wyproście w biodrze.

Strażnik wyprostu w biodrze i zgięcia w kolanie

W dzisiejszej kosmicznej analogii kluczowa dla sukcesu była długość liny łączącej astronautę i kamień. Jeśli będzie zbyt skrócona / spięta, manewr się nie uda. Okazuje się, że w rzeczywistości także mamy taką linę w swoim ciele. Jest nią mięsień prosty uda, który jest rozciągany przez obie wspomniane komponenty wymagane do swobodnej pracy tylnego wahadła (wyprost w biodrze i zgięcie w kolanie).

Skrócony / spięty mięsień prosty uda nie pozwoli na swobodne zginanie kolana przez siłę bezwładności co będzie skracać pracę tylnego wahadła, co pośrednio będzie skracać również pracę wahadła przedniego (zasada synchronicznego ruchu wahadeł musi zostać zachowana), a to w konsekwencji będzie skracać czas trwania fazy lotu, a więc i długość stawianego kroku, co jak już wiemy jest zjawiskiem niekorzystnym.

Toeria, teorią, ale czy rzeczywistość to potwierdza?

Jeśli przedstawiona wyżej teoria miałaby być prawdziwa, to osoby lepsze technicznie (biegowi zawodowcy) powinny prezentować większą swobodę pracy tylnego wahadła niż biegowi amatorzy (zakładając, że biegną tym samym tempem).

Sprawdziłem czy rzeczywiście tak jest, prosząc grupę 18 biegaczy (6 zawodowców, 12 amatorów) o bieg z tempem 3:10 min/km. Dla obu nóg każdego biegacza zmierzyłem jak swobodne było jego tylne wahadło, rozumiane jako dynamika osiągana przez tylną kostkę, w kierunku tylnym, po utracie kontaktu z podłożem. Oto otrzymane wyniki:

Czerwone słupki to wyniki osiągnięte przez nogi biegowych zawodowców. Niebieskie należą do amatorów. Zależność nie jest jednoznaczna, jednak porównanie średnich i odchyleń (testem statystycznym Manna Whitney’a) informuje nas o tym, że odkryta zależność jest istotna statystycznie (p<0,05).

Zawodowcy osiągnęli średnią swobodę na poziomie 2,4g, podczas gdy amatorzy na poziomie 0,8g.

Gdyby szukać wartości granicznej, to dobrą wydaje się być poziom 1g:

• aż 75% zawodowców osiągnęło wynik powyżej tej granicy.
• tylko 26% amatorów osiągnęło wynik powyżej tej granicy.

Oznacza to, że jakość mięśnia prostego uda jest podwójnie ważna dla zapobiegania overstridingowi, gdyż może sabotować zarówno wahadło przednie jak i tylne.