Dziś w ramach budowy coraz lepszego rozumienia biomechaniki ludzkiego ciała, miałem okazję wziąć udział w niecodziennym eksperymencie. Elitarny biegacz (Sebastian Nowicki, którego kojarzycie chociażby z tego wpisu) wykonywał bieg z bardzo wymagającym tempem 2:30 min / km. Bieg ten odbył się w dwóch wariantach:

  • Próba nr. 1 była standardowym biegiem.
  • W trakcie próby nr. 2 biegacz był przyczepiony, za miednicę, elastyczną linką, do roweru elektrycznego poruszającego się z zadanym tempem. W ten sposób, rower niejako „ciągnął” biegacza, co sprawiało, że ten, mimo iż obiektywnie poruszał się tą samą prędkością co w próbie nr. 1 to subiektywnie odczuwał wyraźnie mniejsze zmęczenie.

To zrodziło pytanie: Co taki zestaw zmienia w biomechanice ruchu? Poprawia ją, pogarsza, czy może po prostu zmienia? Czy „darmowa” prędkość dostarczana przez linkę pozwoli biegaczowi lepiej skupić się na „do-bodźcowaniu” tkanek?

Dziś odpowiemy sobie na te pytania.

Eksperyment

Do pomiarów biomechaniki biegu wykorzystałem zestaw akcelerometrów IMU. Poniżej publikuję te dane, których zmiana pomiędzy scenariuszem 1 i 2 była istotna statystycznie [p<0,05]).

Wyhamowanie przedniego wahadła

Wszystkie wykresy będą skonstruowana w analogiczny sposób, dlatego pierwszy omówię nieco dokładniej.

Wszystkie dane na wykresie zmierzone zostały przy tempie biegu 2:30 min / km. Na wykresie widzimy słupki w dwóch kolorach. Ciemniejszy zielony oznaczony „no string” to dane dla biegu w wersji nr. 1 (samodzielny bieg bez modyfikacji). Jaśniejszy zielony oznaczony „string” to dane dla biegu w wersji nr. 2 (biegacz przyczepiony linką do roweru).

Słupki po lewej stronie wykresu oznaczone literą „L” są danymi dla nogi lewej. Słupki po prawej stronie oznaczone „P” to dane dla nogi prawej.

Sam parametr „wyhamowanie przedniego wahadła” mówi o tym jak dynamicznie dany biegacz zmuszony jest wyhamowywać swoją przednią nogę przed uderzeniem o ziemię. Normy dla tego parametru w zależności od tempa biegu wyglądają następująco:

W skrócie: niezależnie od prędkości biegu, niższa wartość tego parametru oznacza bieg jakościowo lepszy. Można rozumieć to tak, że elitarny biegacz nie ma potrzeby wykonywać gwałtownych („drogich”) ruchów, gdyż jego zachowanie w tej fazie jest naturalną kontynuacją poprzedniej fazy. Ruch amatora oparty jest bardziej na gwałtownym zaspokojeniu potrzeb danej fazy, co kończy ruch w nieoptymalnym punkcie dla przejścia do kolejnej fazy, a więc wymusza kolejną gwałtowną „drogą” korektę.

Wracając do zmierzonych danych, widzimy, że dodanie linki zmniejszyło wyhamowanie przedniego wahadła w obu nogach. Można rozumieć to tak, że skoro nogi nie miały potrzeby „grzebać”, aż tak mocno jak zwykle, mogły to zrobić spokojniej, a więc spokojniej mogły też podejść do wyhamowania przedniego wahadła. Z perspektywy tego parametru linka zmniejszyła wymagania nakładane na biegacza. Dodała mu trochę spokoju / luzu.

Długość kroku / kadencja

Biegnąc samodzielnie biegacz stawiał kroki długości 2,15cm. W scenariuszu z rowerem, biegacz skrócił krok o niecałe 3 cm. Jako, że prędkość była stała, zmiana ta wpłynęła na kadencję. Przy samodzielnym biegu kadencja wyniosła 185,7 kroku / min. W scenariuszu z rowerem wzrosła do 188,2 kroku / min.

Oznacza to, że z punktu widzenia długości kroku i kadencji, linka zadziałała jako dodatkowy stresor. W teorii, dodatkowy „ciąg” nadawany przez linkę mógłby wydłużyć krok biegowy, ale w praktyce ciało biegacza poczuło, że to zbyt wiele i w odpowiedzi delikatnie (ale istotnie statystycznie) skróciło krok, próbując tym samym zmniejszyć przeciążenia.

Dynamika grzebnięcia

Jest to ważny parametr odróżniający elitarny sposób wybicia od przeciętnego. W skrócie: im wyższa wartość tego parametru tym jakościowo lepiej zostało przeprowadzone wybicie.

Jak widać, doczepienie linki sprawiło, że choć sumaryczna dynamika grzebnięcia dla lewej i prawej nogi pozostała relatywnie stała, to zmienił się charakter pracy obu nóg. W warunkach dodatkowego bodźcowania, które stworzyła linka, noga prawa niejako „uciekła” od dodatkowego obciążenia. Z jej perspektywy taki bodziec był zbyt duży. Jednocześnie pracę, której nie wykonała noga prawa, przejęła noga lewa, dla której taki trening był dodatkowo stymulujący.

Ciekawie jest porównać te dane z moimi wcześniejszymi (8 miesięcy temu) pomiarami tego samego biegacza na przekroju różnych prędkości:

Wykres ten pokazuje, że dla wysokich prędkości (tempo szybsze niż 3:30 min / km) elita wykonuje wyraźnie dynamiczniejsze drugie grzebnięcie.

Kluczowe wnioski:

  • O ile w badaniu sprzed 8 miesięcy, dla wysokich prędkości noga lewa wyraźnie dominowała nad nogą prawą to już w obecnym pomiarze takiej dominacji nie ma (noga prawa zrównała się, a nawet nieco przekroczyła lewą).
  • Jedną z przyczyn takiego stanu rzeczy może być to, że biegacz, przez ostatnie 8 miesięcy, w trakcie treningów skupiał się na znalezieniu sposobu na aktywację nogi prawej.
  • Inną przyczyną może być różnica w badanych odcinkach. W badaniu sprzed 8 miesięcy mieliśmy do czynienia z długim biegiem ciągłym. W aktualnym badaniu, były to ok. 200m odcinki. Możliwe jest zatem, że rozsynchronizowanie pracy nóg powiązane jest ze zmęczeniem i o ile na krótkich odcinkach biegacz jest w stanie wyrównać pracę obu nóg, to już na dłuższych nawyki biorą górę. Kwestię tę mógłby rozstrzygnąć ponowimy pomiar biegu ciągłego na dłuższym dystansie.

Wracając do aktualnego badania, dodanie linki, z punktu widzenia jakości grzebnięcia było bodźcem zbyt silnym, wprowadzającym biegacza w swój „stary” nawyk nadmiarowej pracy nogą lewą, przejmującą pracę od nogi prawej.

Prędkość drugiej pronacji

Parametr ten mierzy jakość amortyzacji. Im niższa wartość, tym lepsza jakościowo amortyzacja.

Jak widać dodatek linki wymusił na obu nogach analogicznie cięższą pracę, jednak uwzględniając fakt, że przy tej prędkości wszystkie wartości poniżej 0,4m/s, wciąż łapią się do zakresu normy dla elity, wiemy, że bodziec treningowy nie był nadmiarowy.

Dynamika powrotu z pronacji

Parametr ten można rozumieć jako pomiar tego na ile płynnym i globalnym procesem było wychodzenie z pronacji. Normą dla biegowej elity są wartości pomiędzy 0g i -7g (im bliżej 0g tym lepiej). Biegowi amatorzy mają tendencję do uzyskiwania wartości przekraczających ten zakres, co oznacza, że ich amortyzacja odbywa się bardziej lokalnie (jest gorsza). Oto zmierzone wyniki:

Jak widać, dodanie linki, zwiększyło dynamikę powrotu z pronacji obu stóp. Oznacza to, że nogi biegacza niejako zaczęły wchodzić w „tryb paniki” co uczyniło amortyzację bardziej lokalną. Więcej o tym dlaczego chcemy dążyć w kierunku globalizowania amortyzacji można znaleźć w tym wpisie.

Podsumowanie

Analizując dane z badania możemy dojść do wniosku, że:

  • Tego typu trening rzeczywiście zmienia biomechanikę ruchu
  • „darmowa” prędkość dostarczana przez linkę pozwala biegaczowi mocniej „przeciążyć” tkanki

ale

  • spodziewalibyśmy się, że w trakcie tego typu treningu ciało biegacza będzie się uspokajało (gdyż zdejmujemy z niego konieczność generowania dużej porcji napędu w przód). Uspokojenie to byłoby obserwowalne jako utrzymanie dobrych parametrów amortyzacyjno-wybiciowych (globalizacja pronacji) przy jednoczesnym braku wchodzenia w wyższą kadencję. Tego typu zjawisko nie zaszło.

Wydaje się więc, że tego typu trening z punktu widzenia wpływu na ciało biegacza można przyrównać do treningu na zbiegu, gdzie grawitacja (tu rower z linką) ułatwia nam szybki bieg, a naszym zadaniem jest próba „nie zgubienia” dobrej techniki pomimo konieczności utrzymania prędkości. Początkowo nasze ciało ma tendencję do wyraźnego „panikowania” / czynienia ruchu bardziej lokalnym, ale zadaniem treningu jest powolne przyzwyczajanie ciała biegacza do tego, że nie ma potrzeby „panikować”.

Dostrzeżenie analogii ciągnięcia biegacza za linkę i zbiegów pozwala nam spojrzeć na to co na temat tego typu treningów mówią badania:

  • W badaniu [Shaw 2018] zbadano ekonomię biegu grupy 19 biegaczy, których następnie podzielono na dwie podgrupy i polecono trenować bieganie przez 8 tygodni. Pierwsza podgrupa (kontrolna) nakierowywała swój trening na bieg po płaskim terenie. Podgrupa druga nakierowywała się na trening na zbiegach. Po 8 tygodniach, ponownie oceniono postępy biegaczy pod kątem ekonomii biegu i okazało się, że obie grupy uzyskały analogiczne wyniki. Trening nakierowany na zbiegi nie poprawił ekonomii biegu bardziej niż zwykły trening.
  • W podobnym badaniu [Toyomura 2017] pojawił się wniosek, że treningi na zbiegach rzeczywiście poprawiły niektóre parametry biegu, ale tylko te powiązane z bieganiem na zbiegach. Parametry te nie przekładały się później na bieg po płaskim.

W skrócie oznacza to, że tego typu trening, ma potencjał do poprawy osiągów biegacza na odcinkach zbiegowych, ale nie na odcinkach płaskich.

Ale to nie wszystko:

  • W badaniu [Barnes 2013] zbadano sytuację odwrotną, a więc taką, w której zawodnikom wdrażano program treningu na podbiegach. I to nie byle jakim zawodnikom, bo wśród 20 badanych osób, średni czas biegu na 5km wynosił 17:00 min. Zawodnicy Ci przez 5 tygodni przechodzili przez różne protokoły oparte o podbiegi. Na zakończenie eksperymentu ponownie zmierzono ich parametry biegowe i jak się okazało 100% z nich poprawiło swój czas w biegu na 5km (średnio o 24s).

Oznacza to, że o ile trening na zbiegach wydaje się nie mieć zbyt wielkiego przełożenia na wyniki osiągane w zawodach na płaskim terenie, to już trening na podbiegach wydaje się takie przełożenie mieć.

Ciekawym eksperymentem mógłby być taki w którym także występuje biegacz i rower, ale tym razem to biegacz za pomocą linki ciągnie rowerzystę. W ten sposób opór stawiany przez rower symulowałby istnienie podbiegu.

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.

Tags:

No responses yet

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.