Biegacz doskonały, czyli kto pierwszy złamie barierę 2h w maratonie?

Nie jeden z nas snuje marzenia o jakimś rekordzie, najczęściej własnym. Chcemy przeskoczyć kolejną barierę swojego ciała. Pokonać maraton, pobić czas 4 godzin, następnie zejść poniżej 3 godzin i może jeszcze szybciej i szybciej….. Są i tacy, którzy marzą o znacznie większym wyzwaniu. Pokonać granicę, jaka wydaje się nie do pokonania, czyli złamać po raz pierwszy w historii barierę 2 h w maratonie. Czy tego typu wyczyn jest możliwy i czy człowiek jest zdolny do tak szybkiego biegania? Zapraszam do lektury!

Aktualny rekord świata w maratonie to rezultat osiągnięty w zeszłym roku w Berlinie przez kenijskiego biegacza Wilsona Kipsanga z czasem 2:03:23. Gdyby dystans maratonu był o 1160m krótszy, magiczna bariera byłaby pokonana, a rezultat osiągnięty poniżej 2h. Jeden kilometr to nieco ponad 2 % całego dystansu, czyli Kipsang musiałby biec o 2 % szybciej, a dokładnie tempo biegu na 1 km musiałoby być szybsze o 5 sekund. Czy da się wobec tego biec średnio w tempie 2:50 min/km na dystansie maratonu? Jakie są granice ludzkich możliwości i czy w ogóle możemy kiedyś liczyć na złamanie magicznych 2 h?

Fizjologia rekordu

Głównymi czynnikami warunkującymi tempo biegu i rezultaty są odpowiednio wysokie VO2max/kg (maksymalny minutowy pobór tlenu na kilogram masy ciała), odpowiednio niski koszt fizjologiczny wysiłku (ekonomia ruchu) i wysoki poziom prędkości biegu na progu beztlenowym. Najlepsi biegacze maratońscy osiągają wartości VO2max w okolicy 80-85 ml/kg/min (mililitrów tlenu na kilogram masy ciała na minutę wysiłku). Maratończycy ci są w stanie utrzymać prędkość biegu w okolicy 90% VO2max przez dłużej niż 1 h. Dodatkowo mają bardzo dobrą ekonomię ruchu, czyli ich mięśnie zużywają-wymagają relatywnie mniej tlenu na kilogram masy ciała w relacji do pokonywanego dystansu. Co ciekawe, złamanie 2h z matematycznego punktu widzenia jest możliwe! Konieczne jest tylko, aby wszystkie te czynniki znalazły się u jednego biegacza i były na najwyższym poziomie. Kombinacji mogących prowadzić do rekordu jest wiele, ale za te najważniejsze uważa się maksymalnie wysokie wartości poboru tlenu przy maksymalnie niskim koszcie fizjologicznym (ekonomii tlenowej). Wszyscy dobrze wiemy, że w walce o najlepsze rezultaty liczą się biegacze ze wschodniej Afryki z Kenijczykami na czele. Obserwowane u tych biegaczy wartości VO2max nie są jednak najwyższymi, a to co wyróżnia tych biegaczy to rewelacyjna ekonomia biegu (niski koszt fizjologiczny wysiłku). Biali biegacze, mają podobną wydolność tlenową, ale z kolei nieco gorszą ekonomię biegu. A to spowodowane jest, m.in. wyższą masą ciała czy słabszą termoregulacją.

Ekonomia biegu – kluczowy czynnik

Za ekonomię wysiłku uważamy zapotrzebowanie na energię, jakie ma organizm, wykonując wysiłek o określonej mierzalnej intensywności, jak np. bieg z określoną prędkością. Zużycie energii określa się precyzyjnie poprzez pomiar pobieranego w trakcie wysiłku tlenu. Oczywiście wymaga to używania określonego sprzętu, ergospirometru mobilnego lub stacjonarnego. Jeśli wiemy, ile tlenu zużywa biegacz, aby pokonać określony dystans biegu, wiemy, jaki ma koszt fizjologiczny wysiłku. Całość porównać możemy do spalania paliwa przez samochód jadący z określoną prędkością na określonym dystansie. Wartości będą jeszcze lepiej oddawać nasze możliwości, jeśli wyrazimy je w przeliczeniu na kilogram masy ciała. W ten sposób mamy możliwość określenia zużycia tlenu na pokonanie 1 km przy określonej prędkości biegu. I tak dla przykładu, amator będzie potrzebował w okolicy 160-180 ml tlenu na każdy kilogram masy ciała, aby pokonać jeden kilometr w tempie 5.00 min/km. Z kolei osoby zaczynające treningi oscylują w okolicy 200 ml/kg/km. Dobrze wytrenowani zawodnicy schodzą do poziomu 130-140 ml/kg/km, przy czym ich tempo biegu jest zdecydowanie wyższe 3.30 min/km. Rekordziści, jak się oblicza, mogą potrzebować jedynie 120-130 ml/kg/km przy tempie biegu nieco ponad 3.10 min/km. To niemal dwa razy mniej niż początkujący biegacz przy prawie dwa razy wyższej prędkości biegu. Dzięki tak niskiemu spalaniu, ryzyko kryzysu energetycznego jest zdecydowanie mniejsze, bo zużycie substratów energetycznych jest niższe. Dotyczy to głównie glikogenu mięśniowego, którego utrata jest sporym problemem, nierzadko zmuszając do przerwania biegu. Wyczerpanie energetyczne dopadło nie jednego biegacza, a próby uzupełniania paliwa podczas wysiłku pomagają tylko w niewielkim stopniu. Fizjologii nie oszukamy, jeśli mamy silnik jak w amerykańskim krążowniku szos to paliwa braknie w baku zdecydowanie szybciej niż by się mogło wydawać.

Głównym czynnikiem, jaki ma wpływ na ekonomię biegu, jest masa ciała i zawartość tkanki tłuszczowej. Nasz idealny biegacz będzie musiał ważyć jak najmniej, a zawartość tkanki tłuszczowej musi być minimalna. Średni wzrost wśród 30 najlepszych biegaczy na 10.000 m, którzy zeszli z czasem poniżej 27 min, to 170 cm ± 6, a masa ciała średnio 56 kg ± 5 kg. Kontrola masy ciała jest bardzo istotna, zwłaszcza na wyczynowym poziomie. Każdy dodatkowy kilogram w korpusie to wzrost zapotrzebowania energetycznego o 1 %. Co ciekawe, również dystrybucja masy ciała ma spore znaczenie. Jeśli dokleimy kilogram do łydek biegacza, jak zrobiono to w jednym z eksperymentów, zapotrzebowanie na tlen wzrośnie nawet  o 10 %. Jeśli dodatkowa masa jest w obrębie kończyn, to więcej energii trzeba zużyć na poruszanie tej masy. Między innymi z tego względu tak dużą uwagę przywiązuje się do masy butów startowych. Nic więc dziwnego, że Ci najlepsi biegacze mają stosunkowo niską masę ciała i praktycznie szczątkowe ilości tkanki tłuszczowej. Mają też określoną budowę morfologiczną z charakterystycznie szczupłymi kończynami. W jednej z dyskusji stwierdzono, że nawet wielkość stopy i tym samym jej masa, może mieć przełożenie na czas i osiągane rezultaty. Wszystko dzięki zmniejszaniu wydatku energetycznego.

Termoregulacja

Jest kolejnym ważnym czynnikiem, jaki musi mieć perfekcyjny biegacz. Dobrze wiadomo, że wysiłek podnosi temperaturę mięśni i całego organizmu, co ma korzystny wpływ na możliwości wysiłkowe. Ale są dwie strony medalu. Zbyt duża temperatura mięśniowa (>39,5°C) sprawia, że enzymy mięśniowe zaczynają odmawiać posłuszeństwa, a ich efektywność maleje. Z tego powodu sprawność mięśni spada i tym samym zmuszeni jesteśmy zmniejszać tempo biegu. W trakcie wysiłku tracimy zbędne ciepło poprzez parowanie i konwekcję. Na zdolności termoregulacyjne organizmu główny wpływ ma wskaźnik masy ciała do powierzchni ciała. Im większą mamy powierzchnię skóry i mniejszą masę, tym lepiej. Łatwiej będzie dochodziło do wymiany powstałego ciepła, a dzięki małej masie mięśniowej produkcja tego ciepła jest ogólnie mniejsza. Wschodnioafrykańskich biegaczy natura kształtowała przez tysiące lat. Odpowiednia budowa ciała umożliwia efektywną termoregulację, przez co zmniejsza się ryzyko przegrzania mięśni podczas biegu.  

Technika mistrzowskiego biegu

Biomechanika, czyli sposób naszego poruszania się podczas biegu, jest istotnym punktem i ma duży wpływ na zużycie energii. Im doskonalsze są ruchy biegacza, tym oczywiście potrzeba mniej energii na pokonywanie dystansu. W technice biegu ważne jest, aby były jak najmniejsze straty energii na zbędne ruchy. Najlepsi biegacze cechują się bardzo małymi oscylacjami środka ciężkości, przez co mniej energii zużywane jest na pionowe ruchy środka ciężkości. Dzięki temu bieg jest płynniejszy a różnice pomiędzy poszczególnymi fazami biegu są mniejsze. Innymi słowy, w fazie wyhamowania (kontaktu pięty z podłożem), a późną fazą przetaczania (wybicia-przyspieszenia) jest mniejsza strata prędkości. Oscylacje środka ciężkości są mniejsze, dzięki większemu kątowi zgięcia w stawach kolanowych i skokowych. Biegacz perfekcyjny musi również mieć odpowiednią siłę i sprężystość mięśni, aby utrata energii w fazie kontaktu pięty – wyhamowania, była jak najmniejsza. Sprężystość tkanek umożliwia z kolei odzyskanie energii w fazie przetaczania i wybicia. Oczywiście trening na tym najwyższym poziomie to lata żmudnej pracy nad poszczególnymi elementami.

Wspomaganie niekoniecznie dozwolone

W latach osiemdziesiątych i dziewięćdziesiątych łamanie rekordów było zdecydowanie łatwiejsze. A tajemnicą poliszynela jest fakt stosowania dopingu przez wielu najlepszych sportowców. Oczywiście tylko część z biegaczy została złapana za rękę, ale skala problemu była/jest nadal duża. Funkcjonowanie kontroli antydopingowej w tamtych czasach było raczej fikcją, a dotarcie kontrolerów do odległych zakątków Kenii czy Etiopii było praktycznie niemożliwe. Nawet dziś jest dosyć problematyczne. Tym bardziej, że najbliższe akredytowane laboratorium jest w RPA, a transport materiałów do badań nie jest łatwy. Kontrole antydopingowe są wyrywkowe i dużo rzadziej przeprowadzane niż w Europie. Jedyną niekiedy możliwością jest kontrola zawodników podczas startów, gdzie nie ma już śladu przyjmowanych wcześniej substancji. Między innymi z tego powodu ustalone zostały tzw. paszporty krwi u zawodników i monitorowany jest poziom poszczególnych wskaźników. Są również określone limity w poziomie m.in. hemoglobiny. Z całą pewnością gdyby nie istniały obostrzenia związane z przyjmowaniem zabronionych substancji, rekord byłby już dawno złamany. Niestety nigdy nie będziemy mieć pewności, czy obecni triumfatorzy doszli do swoich sukcesów bez niedozwolonego wspomagania.  

Kenijska dominacja

Od wczesnych lat 60-tych, gdy na światowe zawody zaczęli zaglądać ciemnoskórzy biegacze, rozpoczęła się era dominacji zawodników z Czarnego Lądu. W światowych listach czołówkę stanowią Kenijczycy i Etiopczycy. I zapewne w Kenii lub Etiopii urodził się już ten, który ma szanse ustanowić magiczny rekord z czasem poniżej 2h w maratonie. Na podstawie dynamiki zmian w uzyskiwanych czasach przez najlepszych biegaczy, obserwuje się w ostatnim dziesięcioleciu poprawę rekordów w maratonie o około 10 sekund na rok. Utrzymanie tego trendu będzie jednak niezwykle trudne. Ale nie możemy też myśleć o tym, co będzie za jakiś czas, patrząc z naszego obecnego punktu widzenia. Nie wiemy, jak będą ewaluować metody treningowe, wspomaganie, sposoby przyspieszania regeneracji czy sprzęt używany przez biegaczy. Przy optymistycznym utrzymaniu trendu, na świecie jest już zapewne biegacz, który dokona tego wyczynu. Najprawdopodobniej ma teraz kilka lat i zaczął właśnie treningi, gdzieś na kenijskim płaskowyżu. Jeśli jednak nie dokona się dalsza ewolucja w treningu, to poprawa rezultatów będzie raczej mniej prawdopodobna. Przy założeniu mniej optymistycznym szacuje się, że może to nastąpić w okolicy roku 2040! Przy tym korzystniejszym wariancie możemy się spodziewać rekordu w okolicy 2030 roku. Ale wcześniej czekają nas jeszcze emocje związane z barierą 2.02, 2.01….