Inteligentne nogi – bieganie na różnych nawierzchniach. Jak reaguje Twoje ciało?

W środowisku biegaczy często mówi się, że bieganie po twardych nawierzchniach, takich jak chodniki lub drogi asfaltowe, powoduje kontuzje. Wydaje się to być logiczne, ponieważ asfalt, a tym bardziej beton, są bardzo twarde i nie mogą absorbować uderzenia nogi. Energia, którą przekazujemy podłożu powraca do naszego ciała w postaci wstrząsu. Wstrząs natomiast jest absorbowany przez stopę – obuwie, a następnie mięśnie, ścięgna, stawy i kości. W związku z tym intuicyjnie czujemy, że to nie może być dla nas zdrowe i większość typowych kontuzji przypisujemy właśnie bieganiu po twardej nawierzchni. Nic dziwnego, że jednym z najczęstszych zaleceń lekarskich dla biegaczy jest unikanie dróg asfaltowych i chodników i częstsze korzystanie z leśnych ścieżek, duktów, lub szlaków. Ile w tym wszystkim prawdy…?

Wyniki badań są interesujące

Nawierzchnia po której poruszają się biegacze była już niejednokrotnie uwzględniana w badaniach ukierunkowanych na kontuzje. Przebadano setki biegaczy pod względem wielu różnych czynników. Wykryto związek pomiędzy kontuzjami i wiekiem, BMI, amortyzacją obuwia i oczywiście natężeniem oraz długością treningów. Nie znalazłem natomiast ani jednego badania, w którym udałoby się udowodnić związek pomiędzy częstotliwością występowania kontuzji, a nawierzchnią po której biegamy. To oznacza, że nie istnieją (lub nie udało mi się ich znaleźć) naukowe dowody na to, że bieganie po twardym szkodzi. Czyż nie jest to nieintuicyjne? Zobaczmy dlaczego tak się dzieje.

Mechanizm amortyzacji podczas biegu

Podczas biegu nasze ciało pracuje nad tym, aby zachować balans, równowagę i utrzymać środek ciężkości na w miarę równym poziomie. Im mniejsze zmiany środka ciężkości tym mniej energochłonny jest nasz bieg, ponieważ ciało wznosi się przy każdym kroku na mniejszą wysokość. Wiadomo, że im niżej zawieszony środek ciężkości, to mniejsza praca jest potrzebna – w związku z czym im mniejsze będą zmiany położenia środka ciężkości w osi pionowej ruchu, tym lepiej.

Podczas uderzania stopy o ziemię energia uderzenia jest absorbowana między innymi przez mięśnie i ścięgna, które oddają tę energię w kolejnym kroku cyklu biegowego. Tak samo energię oddają buty i podłoże po którym biegamy. W dużej skali można to zobrazować na przykładzie trampoliny. Im mocniej na nią naskoczysz, tym wyżej się odbijesz. Jeżeli but ma dobrą amortyzację to podczas kontaktu z podłożem pianka ściśnięta pomiędzy ziemią a nogą ulegnie kompresji, a następnie odda tę energię rozprężając się i wybijając nogę lekko w górę. Miękkie podłoże zadziała dokładnie tak samo. Oczywiście w każdym z tych przypadków oddawana energia jest mniejsza niż przyjmowana, ze względu na straty energii, sprężystość materiału, itd. Jeżeli więc różne rodzaje podłoża oddają różną ilość energii, to w jaki sposób ciało minimalizuje zmiany środka ciężkości? Poprzez zmianę sztywności mięśni nóg.

Ciało dostosowuje się do podłoża

Wróćmy raz jeszcze do wspomnianej trampoliny. Skacząc na trampolinę i spodziewając się miękkiego lądowania oraz sprężystego odbicia zazwyczaj robimy to na prawie całkowicie wyprostowanych nogach. Mięśnie w nogach są mocno napięte już przed kontaktem z matą trampoliny, aby nie uginały się przy lądowaniu. Takie zachowanie powoduje prawie brak amortyzacji w nodze (nie jest potrzebna, bo amortyzację przejmuje mata trampoliny, a właściwie sprężyny na których jest zawieszona) oraz zapewnia nam maksymalną siłę odbicia (czyli podskoczymy wyżej). Inaczej sytuacja się ma w przypadku gdy skaczemy na nawierzchnię twardą. Wyobraź sobie, że zeskakujesz z metrowego murka na chodnik. Będziesz lądować na ugięte nogi, których mięśnie nie napinają się mocno jeszcze przed lądowaniem, ale w trakcie lądowania, amortyzując uderzenie i chroniąc Twoje stawy i kości.

Stopień napięcia mięśni nogi tuż przed tym gdy stopa uderza w podłoże, będę określał sztywnością mięśni. Działa to tak, że im mięśnie są bardziej napięte przed postawieniem stopy na podłożu, tym mniej amortyzują wstrząs, a im mniej są napięte, tym lepiej amortyzują wstrząs. Wyobraź sobie, że biegniesz na sprężynach. Im sztywniejsza sprężyna, tym mniej amortyzacji zapewnia.

Przed każdym uderzeniem stopy o podłoże mózg człowieka reguluje moc skurczu mięśni w nodze w taki sposób, aby był on optymalny. Robi to na podstawie wielu czynników opartych o to co widzi w danym momencie (bodźce zewnętrzne), oraz informacji gromadzonych przez lata – czyli doświadczenia. Mózg przewiduje twardość podłoża i jego sprężystość. I robi to w niesamowity sposób. Już przy pierwszym kroku, który stawiany jest na nowym rodzaju podłoża, sztywność mięśni jest odpowiednio dostosowana. Cel jest taki, aby cały układ podłoże -> but -> noga miał przy każdym kroku taką samą sztywność lub jak kto woli, amortyzację. Jeżeli więc podłoże jest miękkie, zwiększa się sztywność mięśni. Jeżeli but nie ma amortyzacji, zmniejsza się sztywność mięśni i mięśnie przejmują część amortyzacji na siebie. Fakt dostosowania sztywności mięśni nóg do podłoża na pewno skojarzą osoby, którym zdarza się biegać w nocy, po ciemku. Z uwagi na brak dostatecznej ilości informacji dostarczanych za pośrednictwem wzroku, mózg w ciemności popełnia błędy i gdy nagle z miękkiej nawierzchni wpadniemy niespodziewanie na twardą, wtedy można poczuć, że postawiony krok jest inny, niż powinien być (np. odczuwasz mocniejsze uderzenie w kolanie). Jest to spowodowane tym, że na twardej nawierzchni mięśnie powinny być mniej sztywne niż na miękkiej aby lepiej amortyzować uderzenie. Jeżeli nasz mózg nie przewidzi, że nagle z miękkiego podłoża trafimy na twarde, wtedy zachowa większą sztywność mięśni “używaną” podczas biegu po miękkim i w konsekwencji odczujemy uderzenie mocniej niż jesteśmy do tego przyzwyczajeni.

No dobrze, ale jaki wpływ ma sztywność mięśni na kontuzje wśród biegaczy?

Mniej czy więcej amortyzacji?

Badania niestety nie są jednoznaczne. Z jednej strony wyniki obserwacji przeprowadzonych przez zespół naukowców z Kalifornii, Massachusets, Calgary i Newark wykazały, że biegacze którym przytrafia się przeciążeniowe złamanie piszczeli mają z reguły większą sztywność mięśni, co powoduje, że siła uderzenia w mniejszym stopniu jest absorbowana przez mięśnie i ścięgna, a w większym przez kości. Z drugiej strony inne badanie pod przywództwem dr Benno M. Nigg, dotyczące roli sił uderzeniowych w pronacji stóp, pokazuje, że osoby z wyższym progiem sztywności mięśni nóg, doznają mniejszej ilości kontuzji. Jednemu i drugiemu badaniu trudno coś zarzucić, w związku z czym pojawiła się inna teoria: John Davis* (biegacz, autor i naukowiec z USA) zasugerował, że być może istnieje podział na urazy i kontuzje powodowane przez nadmierną sztywność nóg oraz te powodowane przez niedostateczną sztywność mięśniową. To wyjaśniałoby rozbieżne wyniki badań oraz prowadziło do zupełnie nowego podejścia w leczeniu kontuzji u biegaczy. Niestety, aby udowodnić tę tezę niezbędne są dalsze badania i z pewnością minie jeszcze trochę czasu, zanim poznamy bardziej wiarygodne i wartościowe wyniki.

Co w takim razie nam pozostaje na chwilę obecną?

Postaw na różnorodność

To, że nie ma wyraźnych dowodów wskazujących twarde nawierzchnie jako winowajcę kontuzji wśród biegaczy – to w sumie znakomita wiadomość. Większość dużych biegów odbywa się właśnie na twardych nawierzchniach, w związku z czym trzeba się do nich przygotowywać przynajmniej częściowo w podobnym terenie. Nie zapominajmy również, że spora grupa biegaczy, albo nawet i większość, pochodzi z aglomeracji miejskich, co za tym idzie wyjście na trening i unikanie asfaltu czy betonu jest w wielu przypadkach po prostu niemożliwe.

Z drugiej strony bieganie po nierównym terenie także ma swoje zalety. Na miękkim podłożu każdy krok jest trochę inny, co powoduje, że stopa, noga i całe ciało pracują inaczej. Zróżnicowanie napięć może mieć korzystny wpływ na zredukowanie przeciążeń w jednym konkretnym miejscu, zmusza ciało do wzmożonej pracy związanej z utrzymaniem równowagi (polepsza się koordynacja i balans), a także wzmacnia mięśnie i ścięgna odpowiedzialne za pracę stawu skokowego, który to jest pierwszym elementem stabilizującym nierówne ułożenie stopy.

Ważne są również ćwiczenia ogólnorozwojowe ukierunkowane na wzmacnianie konkretnych partii mięśni. Przede wszystkim powinny to być mięśnie posturalne, ale jeżeli masz już za sobą jakieś kontuzje, to warto również wykonywać ćwiczenia przeciwdziałające ich odnowieniu się w przyszłości. Przykłady ćwiczeń ogólnorozwojowych znajdziesz tutaj.

Można również zastosować przedstawiony w tym artykule tok rozumowania w praktyce – osoby gnębione przez kontuzje kośćca mogą zastanowić się nad zmniejszeniem amortyzacji obuwia i bieganiem po twardszych nawierzchniach, dzięki czemu obniżą sztywność mięśni nóg. I odwrotnie – biegacze z historią kontuzji ścięgien i mięśni mogą pomyśleć o większej amortyzacji i ilością kilometrów przebieganych na miękkiej nawierzchni. To spowoduje, że napięcie mięśniowe przy stąpaniu zwiększy się, redukując tym samym obciążenia układu mięśniowego.

Podkreślam jednak, że to wciąż tylko hipotezy, które w przyszłości okażą się prawdziwe lub nie. Dla mniej skłonnych do eksperymentowania na sobie samym pozostaje bieganie z głową i reagowanie na sygnały wysyłane przez nasz organizm. Bo kto zna Twoje ciało lepiej niż Ty?

Autorem artykułu jest Tomasz Pabich, trener Kadry Polski Juniorów w Biegu na Orientację, trener klubowy w UKS Azymut Pabianice. Autor bloga o sporcie, zdrowym odżywianiu i rozwoju osobistym www.jakzdrowozyc.pl

* John Davis – biegacz, autor, naukowiec. Absolwent Carleton College na wydziale chemii, autor tez o fotoelektronicznych komórkach, autor wielu artykułów o bieganiu, trener i konsultant biegaczy.

Materiały źródłowe:
http://www.runsnrc.org/runsnrc/clinic_-_supporting_research_files/pohl_pf_09.pdf
http://www.runsnrc.org/runsnrc/clinic_-_supporting_research_files/milner_msse06.pdf
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10433420
http://www.footscienceinternational.com/images/stories/Research_Papers/niggnewparadigm.pdf
http://www.biomechanics-education.com/journals/Leg%20Stiffness%20Primary.pdf
http://www.runningwritings.com/