Řečí čísel: přes patu nebo špičku?
Aleš Tvrzník | 4. 1. 2008 | Přečteno: 4007×
Jelikož mezi běžci stále neutichají diskuse a polemiky o technice došlapu, rozhodl jsem se opětovně k těmto otázkám „rozložit na stůl“ některá fakta. Tentokráte se jedná o výsledky konkrétních biomechanických měření naší laboratoře.
Jako v řadě dalších otázek souvisejících s přípravou běžce, existuje u běžeckého došlapu poměrně hodně věcí k diskusi. Na druhé straně ovšem stojí některá fakta, která jsou exaktně měřitelná a daná přírodními zákony a tudíž neoddiskutovatelná. Dnes bych se tedy rád zaměřil právě na ně včetně jejich významu pro běžeckou praxi.
Cílem měření bylo v tomto případě objektivizovat rozdíly mezi oběma hlavními technikami oporové fáze, tedy mezi došlapem přes špičku a patu. Měření probíhalo na dva metry dlouhé tlakoměrné desce Footscan, která je jako špičkové zařízení svého druhu, pro dynamickou diagnostiku oporové fáze běhu nezbytná. Deska je díky mnoha tisícům senzorů schopna registrovat silové působení a to diferencovaně i na velmi malé ploše a ve velmi krátkém čase, což je právě pro měření chování nohy v kontaktu s podložkou při běhu důležitým předpokladem.
Síla, resp. tlak působící na nohy běžce při kontaktu se zemí je z fyzikálního hlediska dán jeho tělesnou hmotností a rychlostí běhu a samozřejmě i technikou odvíjení chodidla od podložky. Protože se ovšem síly působící na nohy výrazně mění s rostoucí rychlostí, bylo tedy při objektivním porovnání obou technik došlapu zapotřebí testovat při stejné rychlosti běhu (konstantní tělesná hmotnost u téhož běžce je samozřejmostí).
Protože jsou ovšem opakované náběhy na desku v naprosto stejné rychlosti prakticky nemožné, jako nejvhodnější se z tohoto pohledu jevila metoda simulace obou technik v rámci jednoho přeběhu desky. Běžec s tělesnou hmotností 72 kg přebíhal desku přibližně v rychlosti 8-9 km/h. Pro vlastní měření v tomto případě ovšem nebyla rychlost směrodatná, důležitá byla její rovnoměrnost v průběhu jednoho přeběhu.
Dosažené výsledky poměrně dobře znázorňuje obrázek. Běžec nejprve na desku došlápl pravou (přes patu „kolébkou“) a potom levou nohou (přes špičku). Pravá noha se tedy dostala do kontaktu s podložkou nejprve vnější částí paty, celková síla (viz čerchovaná čára) se potom v čase ubírala téměř v souladu s podélnou osou nohy s následným odrazem přes její přední část. U levé nohy potom deska zaznamenala první kontakt v oblasti vnější (malíkové) strany přední části chodidla. Poté došlo k amortizaci působící síly (zhoupnutí směrem k patě) a k následnému odrazu opět přes střední partie přední části nohy.
Rozdíl působících sil pěkně vyjadřuje i barevná symbolika, kdy žlutá, resp. červená barva znázorňuje zvětšující se sílu. V případě běhu přes špičku (obr. uprostřed nebo vlevo) jsou tedy na první pohled zřejmé větší působící síly a to v oblasti příčné klenby (v přední části nohy). Průběh silového působení je markantní i na spodním grafu. Svislá osa „y“ vyjadřuje sílu v Newtonech a vodorovná „x“ čas v milisekundách. První křivka se dvěma „píky“ představuje došlap přes patu. Maximální síla v tomto případě dosahuje asi 1000 N, což přibližně představuje čtvrtinové navýšení tělesné hmotnosti běžce. U druhé křivky (běhu přes špičky) je maximální síla rovna asi 1500 N, což už ovšem představuje dvojnásobek tělesné váhy běžce!
Zde je potřeba zdůraznit, že v našem případě jde o poměrně pomalý běh. Ve vyšších rychlostech mohou síly odpovídat troj- až maximálně čtyřnásobku tělesné hmotnosti běžce, což už samo o sobě představuje enormní nároky na pohybový aparát. Důvodem vyššího silového působení u běhu přes špičky je také výrazně kratší oporová fáze. V našem případě se jedná přibližně o 50 ms (viz údaj ve spodní části obrázku – TOTAL TIME LEFT x TOTAL TIME RIGHT), což představuje 1/5, resp. 1/6 času celé oporové fáze.
A co tedy naměřená čísla znamenají pro běžce konkrétně? Snad vůbec nejvýstižnější shrnutí této otázky už před časem zaznělo na tomto webu: „hobíci přes paty, chrti přes špičky a veteráni přes Pelhřimov...“ Skutečně snad jen s výjimkou závěrečného doporučení velmi trefné přirovnání, za které určitě patří jeho autorovi dík.
Při hledání definitivní odpovědi na otázku, zda běhat přes špičky či paty, hraje nejdůležitější roli kondice, a zejména běžecké ambice a cíle každého běžce. Z tohoto pohledu je ze zdravotně-preventivního hlediska (drtivá většina hobíků) vhodný běh přes paty, a naopak z hlediska sportovně-výkonnostního rozhodně běh přes špičky. Ve druhém případě se jedná o kratší dobu kontaktu nohy se zemí, ale o to s větší působící silou, kterou v tomto případě musí kompenzovat příčná klenba nohy a zejména achilovky a lýtkové svaly.
Běh přes paty je jednoznačně šetrnější vůči pohybovému aparátu. Při správné technice s mírně pokrčeným kolenem v momentu prvního kontaktu nohy s podložkou ideálně kompenzují nižší reakční síly vedle kostry celé dolní končetiny i svaly stehna a bérce. Tato technika tedy není tak „rychlá“, za to je ovšem v kombinaci s vhodnou obuví důležitým základem dlouhodobého běhání bez zdravotních komplikací.
Související články
Komentáře
Přidat příspěvek
Pro přidání komentáře se musíte přihlásit nebo registrovat, pokud ještě nejste.
Příspěvky v diskuzi (celkem 8)
aja | 05. 01. 2008, 09:56
Možno by bolo dobré porovnať tento článok s článkom z 10.12. od p. Korbela. Zdá sa mi, že údaje o zaťažení pohybového aparátu pri týchto dvoch technikách sú v týchto dvoch člákoch diametrálne odlišné. Alebo je to ešte o trochu inak? Možno by bolo dobré tieto dva články aj kriticky porovnať, prípadne vysvetliť, prečo sa tam tak odlišné výsledky objavujú. Inak, tento článok hodnotím veľmi dobre - je pre rekreačných bežcov veľmi dôležitý.
running-observer | 05. 01. 2008, 18:44
Vydání článku mě potěšilo. Navíc Aleš Tvrzník, aniž by o tom věděl, byl tak trochu mým učitelem běhu (knížka Běhání).
Přesto bych si dovolil s některými fakty a závěry článku nesouhlasit.
Především mám za to, že experiment, který měl poskytnout nezbytná čísla, nebyl naplánován zcela korektně vzhledem k účelu, totiž aby se dala čísla vyhodnotit a interpretovat.
Pokud po sobě bezprostředně následuje došlap jednou nohou na patu a druhou nohou na špičku, dochází zde k jevu, ke kterému běžně při běhu nedojde: vzhledem k tomu, že noha, která našlapuje na špičku, je fyziologicky o nějaký ten centimetr delší, nastane prvý kontakt této nohy s podložkou o něco dříve, čili zkrátí se letová fáze po odrazu nohy, která došlápla přes patu. Navíc fyziologicky delší končetina předpokládá zvýšení střední polohy těžiště o tutéž délku. Tomu logicky odpovídá vyšší zatížení nohy došlapující na špičku při odrazu. Vzhledem k mnohem větší energii tlumené a vydané během došlapu na špičku druhou nohou pak následuje podstatně delší letová fáze (taky tedy postupné zvýšení těžiště o mnohem větší hodnotu než během předchozí letové fáze). Z uvedeného experimentu nelze přímo vyčíst, jak dlouho trvala letová fáze po odrazu ze špičky, lze ji jen odhadovat na asi 400 ms, což je docela dost. Zdá se dokonce, že dvojice kroků se podle uvedených dat nemůže vůbec periodicky opakovat, že tedy pravděpodobně prvému došlapu přes patu nepředcházel odraz ze špičky druhé nohy, ale asi jen přes patu, navíc je otázka, zda předchozí krok byl ve stejné výšce podkladu.
Výše uvedená pochybnost ale nemůže vyvrátit skutečnost, že silové působení během došlapu přes špičku je větší, a to zejména proto, že k pohlcení a předání energie dochází v kratším čase. Obvykle. Zatímco časový průběh silového působení při došlapu přes patu bude ve většině případů téměř stejný, časový průběh došlapu přes špičku se může lišit podle toho, jak moc dojde ke zhoupnutí v patě a zda se pata dotkne podkladu. Jinými slovy, došlap přes špičku dává běžci širokou škálu možností, jak silové působení rozprostřít do času.
V článku uvedené maximální síly nejsou síly působící na náš pohybový aparát, ale jsou to síly mezi podrážkou obuvi a podkladem. Pokud podrážka tlumí, jsou veškeré síly působící na pohybový aparát ve skutečnosti menší.
Další otázkou je, zda 1,5násobné zvýšení silového působení na povrch chodidla je nutno brát jako negativní jev. Pokud je na to soustava ovlivňující chování chodidla připravena, tedy např. lýtkový sval dostatečně silný, nemusí to nutně znamenat problém. Experiment nepodává data o silovém působení v dalších částech pohybového aparátu. Přitom je známo, že při dopadu přes špičku se utlumí téměř vše, zatímco při dopadu přes patu pocítí náraz koleno (viz zmínka v článku o úloze mírně pokrčeného kolene), kyčel i páteř.
Na straně druhé by stálo za zkoumání to, zda prodlužování doby došlapu, i když zmenšuje vertikální silové působení na chodilo, nemá jiné negativní efekty. Prodloužení doby došlapu při zachování rychlosti znamená totiž zkrácení doby letové fáze. Ale během této letové fáze musí chodidlo dotýkající se podložky akcelerovat z nulové horizontální rychlosti na několikanásobek horizontální rychlosti těžiště těla, aby těžiště těla "dohnalo". Toto zrychlení vyvíjí značné silové působení na páce nohy, a tak si dovedeme představit silové zatížení na kratší straně páky - v kyčelním kloubu.
Pozorováním závodníků - běžců jsem zjistil, že běžci, kteří na dlouhých tratích došlapovali více přes paty, si sice málokdy stěžovali na bolesti v chodidle (nanejvýš právě paty a achilovky), ale pokud toho naběhali víc, tak určitě mnohdy laborovali s kolenem nebo s kyčlí, někdy do té míry, že to znamenalo definitivní stop běhání. Ale důsledky přetěžování lýtek a achilovek tu byly také uváděny.
Svaťa Sedláček
Aleš | 07. 01. 2008, 14:53
Ahoj Sváťo,
předně díky za takto obsáhlý a velmi fundovaný komentář. Podle mého názoru mohou takovéto diskuse skutečně celou problematiku posunout dál, o což nám společně určitě jde, ale na druhou stranu odpovědět na všechny Tvoje argumenty bohužel přesahuje rámec této formy komunikace. V úvodu bych rád poznamenal, že v tomto případě skutečně nejde o závěry vědeckého výzkumy, nýbrž o experiment, jehož prvořadým cílem bylo jasně a přehledně přispět do diskuse na toto téma, kde poslední dobou zaznívají rozporuplné argumenty a logicky tak vedou k určitému názorovému „chaosu“ některých čtenářů. Na druhou stranu chci ale říci, že závěry tohoto experimentu korespondují jak s mými dalšími měřeními, tak i s výsledky renomovaných biomechanických laboratoří z jiných zemí. Můžu Tě ubezpečit, že v opačném případě bych určitě výsledky pouhého experimentu „ven nepustil“. Máš pravdu, že parametrů, které mohou ovlivnit výsledky měření, je celá řada a ani kombinace obou technik oporové fáze v rámci jednoho přeběhu není optimální. Tvoje argumenty jsou jistě zajímavé, ale z pohledu dosažených výsledků a závěrů zásadní význam nemají. Vedle biomechanického provedení oporové fáze hraje samozřejmě důležitou roli i nestejná aktivace různých svalových skupin, a tudíž diskutabilních věcí je skutečně mnoho, tak třeba někdy osobně….
Aleš Tvrzník
running-observer | 07. 01. 2008, 23:32
Ahoj Aleši, těším se, doufám, že si pro prodebatování najdeme vhodnou příležitost.
Kodlov | 06. 01. 2008, 10:59
Vy mě s těma patama a špičkama nedáte pokoj :-))) Včera to nebyl ani tak běh, jako "laborování" a zkoušení běhat chvilku po špičkách, chvilku po patách, chvilku to bylo tak něco mezi tím, ale vypadá to, že to po špičkách je fakt rychlejší, jedinou nevýhodu to má v tom, že nevím, jak si člověk musí na tento nový styl zvykat, protože dneska mě bolí lýtka jako blázen :-)
Měl bych akorát dva dotazy. Jednak mě není vůbec jasný ten závěr (jak už tady někdo uvedl), protože výsledky obou článků jsou diametrálně jiné. Vladimír Korbel uvádí ve své článku, že běh po špičkách je daleko šetrnější k pohybovému aparátu, že běh po patách rozhodně více zatěžuje klouby atd a v tomto článku je uvedený pravý opak, z toho jsem opravdu zmatenej.
Ještě by mě zajímalo co si myslíte o běhu po špičkách z hlediska "pohodlí" nebo nevím jak to nazvat. Ale prostě mě přijde, že třeba uběhnout desítku po špičkách je dobrý, možná aji rychlejší, ale myslíte že z hlediska pohodlí a tak vůbec dobrý nápad běžet třeba půlmaraton touto technikou?? Že to nepřinese víc škody než užitku? (myslím z hlediska toho, že mě tato technika přijde náročnější a namáhavější, ale asi když tak člověk běhá nějakou dobu, tak mu to možná tak ani nepřijde a má to svoje výhody)Aleš | 07. 01. 2008, 15:31
Ahoj,
ano je pravda, že to asi tak vyznělo, že se s prvním článkem Vladimíra Korbela v těchto otázkách názorově rozcházíme. Tuším ale, že on v těch dalších pokračováních upřesnil, že v prvním článku měl v souvislosti s chybnou technikou při běhu po patách na mysli vrcholové závodníky. V čemž už se shodujeme.
Běh přes špičky na desítce, popř. i půlmaratonu bych doporučil jen v případě dobré kondice příslušných svalů a šlach (lýtka a achilovka), odpovídajícího strečinku a regenerace. V žádném případě bych tedy tuto techniku nedoporučil začátečníkovi nebo příležitostnému joggerovi, pro kterého by to nebylo moc „pohodlné“ jak při běhu, tak i druhý den po něm.
Aleš Tvrzník
dan67 | 10. 01. 2008, 20:58
Pokud to vezmu za sebe, tak pro obecnou vytrvalost jdu přes paty, ale jakmile zrychlím, tak se mi nohy samy přehodí na špičky.
A to jsou moje rychlosti zááávratné, úplně automaticky jsem šel přes špičky při prvním pokusu o "intervalový" tréning - 100m úseky orientačně za 25-28s, přes paty by to snad ani nešlo. OV běhám těsně pod 6 min/km, volně, přes paty, to by zase nešlo přes špičky. To jen pro upřesnění mých rychlostí.
Že by rozumný kompromis? :-)Nikos | 16. 01. 2008, 17:58
Je to tak. Na rychlost se musí přes špičky (přes paty by to ani nešlo - šlo by to, ale závodník by ztratil dost času, jelikož přes paty je běh pomalejší) a na vytrvalost přes paty. Vytrvalci by to zase přes špičky nevydrželi. Je to náročné a namáhavé, což sprintéři do 1 minuty musí vydržet, pokud chtějí uspět.
Myslím si, že to je jednoznačné bez jakýchkoliv dlouhých teorií. Vycházím z dlouleté běžecké praxe.
Nikolaos Tsametis, Ostrava.
RSS