Biomechanika wzorca biegu a kontuzje u biegaczy

Bieganie i chodzenie boso jest dla człowieka naturalne. Organizm przystosował się do tego przez lata ewolucji, a buty zaburzają ten naturalny stan. Zarówno ograniczenia funkcjonalne wynikające z trybu życia, jak i przyzwyczajenie stopy do ochrony przez buty sprawia, że dla współczesnego człowieka bieganie czy chociażby chodzenie boso nie jest już tak naturalne, a urazy powstałe podczas biegania boso powstają głównie na skutek istniejących dysfunkcji i zaburzenia wzorców ruchowych.

 

Wśród podstawowych czynników predysponujących do urazów podczas biegania wymienia się niewłaściwe obuwie, błędy w treningu, przeciążenia wynikające z oddziaływania na organizm zbyt dużych sił oraz nieprawidłowe wzorce ruchowe.

Stosowanie u dzieci w wieku rozwojowym butów ze sztywną podeszwą i sztywnym zapiętkiem nie pozwala stopie właściwie się rozwijać. Buty z różnego typu wkładkami izolują stopę od bodźców, które są niezbędne w rozwoju i właściwym wzmocnieniu mięśni w okresie wzrostu. W efekcie stopa rozwija się nieprawidłowo, jest osłabiona i nieprzystosowana do znoszenia większych obciążeń. Istnieją badania, które wskazują, że w populacjach nieużywających butów mniejszy jest odsetek zaburzeń wysklepienia stopy. Wykazano również, że buty minimalistyczne powodują wzmocnienie mięśni krótkich stopy.

Kontuzje są nieodłącznym elementem biegania. Co interesujące, częstotliwość urazów związanych z bieganiem nie zmieniła się od początku mody na bieganie, czyli od roku 1970 aż po dzień dzisiejszy, mimo zainwestowania ogromnych środków w poprawę konstrukcji butów do biegania, oraz pojawienia się nowych programów treningowych. Pomimo istniejących w piśmiennictwie dowodów na szkodliwe i osłabiające działanie zaawansowanych technologicznie wspomagaczy pracy stopy, które znajdują się w nowoczesnych butach sportowych, nadal ten trend jest forsowany przez firmy produkujące obuwie sportowe, jako droga do zapobiegania urazom.

 

Ewolucja obuwia wbrew realnym potrzebom?

Klasyczne buty do biegania mają wysoki usztywniony zapiętek, mało elastyczną podeszwę, wysokie podparcie wysklepienia stopy, wkładki korygujące osiowość ustawienia stopy (pronująca, supinująca) oraz wkładki amortyzujące, które najgrubsze są pod piętą. Wszystkie te udogodnienia w założeniach mają dawać większy komfort biegania oraz zmniejszać ryzyko kontuzji. Jednakże w praktyce mają one odwrotny skutek, wyłączając naturalne mechanizmy amortyzacji w obrębie stopy, osłabiając mięśnie krótkie stopy oraz przez wkładki amortyzujące maskując skutki złej techniki biegania. Te wszystkie udogodnienia i zabezpieczenia sprawiają, że stopa nie pracuje w naturalny sposób, zaburzona jest propriocepcja, a mięśnie krótkie stopy nie są stymulowane do pracy. Prawidłowa technika biegu wymaga lądowania na przedniej części stopy, a nie na pięcie. Ewolucyjnie człowiek przystosowany jest do lądowania na przodostopiu i nie ma pod piętą poduszki amortyzacyjnej. Włożenie do buta takiej sztucznej amortyzacji sprawia, że lądowanie na pięcie nie boli (tak jak to jest, gdy lądujemy na niej biegając np. boso), więc bieganie w tego typu butach sprzyja wykształceniu nieprawidłowego wzorca kontaktu stopy przez piętę, a co więcej ‒ gruba wkładka w tylnej części buta zwiększa jego ciężar, jeszcze bardziej nasilając tendencję biegacza do kontaktu stopy przez piętę.

 

Efekt domina

Stopa jest pierwszym ogniwem łańcucha biomechanicznego naszego ciała. Początek taśmy mięśniowej tylnej, czyli ciągu mięśni po tylnej stronie ciała, zaczyna się na stopie. Wszystkie elementy tej taśmy są połączone, dlatego ograniczenia powstające w obrębie stopy przekazywane są na pozostałe części taśmy mięśniowej tylnej. Niewydolność jednej struktury może skutkować przeciążeniem innych lub zmianą biomechaniki stopy, po pewnym czasie całej kończyny dolnej, a na końcu całego ciała. Jeśli więc zaburzona jest praca struktur stopy, po pewnym czasie może zostać zaburzona praca w innym rejonie naszego ciała, np. podczas przeciążenia rozcięgna podeszwowego napięcie występuje w całej taśmie tylnej, zarówno w obrębie kończyny dolnej, jak i tułowia. Dlatego też przeciążenie rozcięgna podeszwowego może skutkować bólem kręgosłupa, pośladków, tylnej strony ud, a szczególnie łydek i ścięgien Achillesa.

 

Bieganie naturalne

Rozwiązaniem problemów wynikających z zaburzonej przez buty pracy stopy mają być buty minimalistyczne, które mają cieńszą i bardziej elastyczną podeszwę, brak wkładek podpierających łuk stopy i nie mają tylu systemów wspomagających i korygujących. Mają one stwarzać warunki zbliżone do tych, jakie ma stopa podczas biegu boso, przy zachowaniu jednocześnie ochrony, jaką dają buty.

Bieganie boso nazywane bieganiem naturalnym powoduje powstanie bodźców proprioceptywnych i czuciowych pozwalających właściwie ocenić podłoże (twardość, nachylenie). Wyuczone reakcje proprioceptywne pozwalają na uruchomienie adekwatnych reakcji stabilizacyjnych w obrębie stopy i kończyn dolnych oraz w odpowiedzi na siły reakcji podłoża na adekwatną do sytuacji odruchową regulację sztywności kończyn dolnych, co pozwala uniknąć uszkodzeń kończyn spowodowanych niewłaściwym wyczuciem podłoża.

Osoby biegające boso lub w butach minimalistycznych głównie wykorzystują typ kontaktu przodostopia, a rzadziej śródstopia. Takie ułożenie stopy generuje mniejsze siły reakcji w obrębie kończyn dolnych i jest mniej przeciążające dla tkanek. Podczas lądowania na przodostopiu kontakt stopy z podłożem zachodzi dokładnie pod ciałem, a kolano jest cały czas ugięte, amortyzując wstrząsy. Ważne jest to, iż zgięcie w stawie kolanowym zachodzi jeszcze w fazie przeniesienia kończyny, czyli gdy nie jest ona obciążona ciężarem ciała, a następnie podczas fazy obciążenia ten kąt już wiele nie wzrasta. Czyli cała praca w stawie kolanowym przy kontakcie stopy przez przodostopie zachodzi, gdy nie jest ono obciążone, co zmniejsza znacznie wielkość działających sił. Ma to duże znaczenie jako element zapobiegania zmianom przeciążeniowym w obrębie stawu kolanowego. Natomiast osoby biegające w typowych butach sportowych najczęściej wykorzystują typ kontaktu pięty (tyłostopia). Takiemu ułożeniu stopy sprzyjają usztywnienia i wkładki stosowane w butach sportowych. Przy kontakcie pięty z podłożem mają stopę ustawioną przed kolanem, a kolano wyprostowane ‒ przez co nie może ono właściwie absorbować wstrząsów, natomiast zgięcie w kolanie uzyskane jest dopiero w fazie podporu, czyli gdy kończyna jest już obciążona ciężarem ciała.

 

Prawidłowy wzorzec kontaktu

Jednak najważniejszym czynnikiem zmniejszającym przeciążenia kończyn dolnych podczas biegu jest typ kontaktu stopy, a nie rodzaj butów. Dlatego przejście z biegania w butach do biegania boso lub w butach minimalistycznych bez zmiany wzorca kontaktu stopy z podłożem na przodostopie jest szkodliwe i taka zmiana bez odpowiedniego okresu przejściowego, adaptującego do nowych warunków, może przynieść więcej szkody niż pożytku. Bieganie boso samo w sobie nie jest lekarstwem na zmniejszenie ryzyka kontuzji, lecz aby przyniosło ono oczekiwane korzyści, wymaga odpowiednich adaptacji w organizmie, m.in. zmiany wzorca kontaktu stopy z podłożem z tyłostopia (pięty) na przodostopie.

Nowoczesne buty do biegania powodują osłabienie mięśni krótkich stopy, co obniża wysklepienie stopy. A to jest powodem przeciążeń w obrębie rozcięgna podeszwowego. Dodatkowo przez obniżenie łuku podłużnego stopy dochodzi do powstania nadmiernej pronacji stopy, a to wywołuje przeciążenia w obrębie kolana i kości piszczelowej. Silne mięśnie krótkie stopy powodują, że jest ona bardziej elastyczna, co poprawia amortyzację, zmniejsza przeciążenia rozcięgna podeszwowego i lepiej kontroluje nasiloną pronację oraz inne siły działające w kierunkach potencjalnie przeciążających i powodujących urazy.

Kontakt stopy przez przodostopie wymaga większego zaangażowania mięśni łydki oraz większej siły mięśni stabilizujących stopę. Zwiększenie się aktywności mięśnia brzuchatego łydki podczas fazy podporu jest ważnym elementem amortyzującym i zmniejszającym siły reakcji podłoża. Zbyt nasilona praca ekscentryczna mięśni łydki, jaka występuje podczas kontaktu stopy przez piętę, jest przyczyną przeciążeń i uszkodzeń w obrębie ścięgna Achillesa.

Wzorzec kontaktu przez przodostopie wymaga większej mobilności w stawie skokowym, przy jednoczesnej mniejszej mobilności kolana, co ma korzystny wpływ na zmniejszenie nasilenia zmian przeciążeniowych u biegaczy. Klasyczne buty sportowe ograniczają mobilność stawu skokowego, zmuszając do pracy w większym zakresie staw kolanowy. Kompensacja niedostatecznej mobilności stawu skokowego przez staw kolanowy prowadzi do przeciążeń, a zwiększenie jego mobilności odbywa się kosztem pogorszenia stabilności. Utrata stabilności, nadmierna mobilność, duży zakres pracy podczas fazy podporu przy obciążeniu ciężarem ciała, większe siły reakcji nieamortyzowane przez stopę, osłabienie mięśni krótkich stopy i osłabienie łuku podłużnego powodujące nadmierną pronację stopy przenosi się wyżej w postaci zwiększonego momentu siły, powodując rotację wewnętrzną podudzia względem uda i przeciążenie przedniego przedziału stawu rzepkowo-udowego. Większy zakres ruchu zgięcia i wyprostu podczas biegu, jaki zachodzi w kolanie przy wzorcu kontaktu stopy przez piętę, powoduje, że większość tej pracy odbywa się w fazie podporu, gdy kończyna jest obciążona, co też jest czynnikiem zwiększającym pracę mięśnia czworogłowego, przyczyniając się do powstania tzw. kolana biegacza. Zmniejszenie sił reakcji działających na staw kolanowy, który przy kontakcie stopy przez przodostopie jest bardziej zgięty, powoduje mniejsze przeciążenia w obrębie kolana i kości piszczelowej, zmniejszając ryzyko wystąpienia uszkodzeń kolana.

 

Pośpiech nie jest wskazany!

Wiele osób, które przeszły na bieganie w butach minimalistycznych lub boso uważa, że sama zmiana lub pozbycie się butów wystarczy, aby uzyskać efekt terapeutyczny w postaci zmniejszenia przeciążeń i wynikających z tego kontuzji. Jednakże przejście na bieganie we wzorcu kontaktu stopy przez przodostopie musi odbywać się stopniowo. Samo przejście z biegania w tradycyjnych butach sportowych na buty minimalistyczne lub na bieganie boso, bez odpowiedniego przygotowania i nauki nowego wzorca kontaktu stopy z podłożem, może wyrządzić więcej szkody niż pożytku.

Większy zakres ruchomości w stawie skokowym i większe zaangażowanie mięśni łydki podczas biegu w początkowym okresie adaptacji może być czynnikiem predysponującym do urazów przeciążeniowych ścięgna Achillesa. Przy zbyt szybkim przejściu kontakt stopy przez przodostopie może powodować złamania przeciążeniowe kości śródstopia. Dzieje się tak dlatego, ponieważ niewystarczająco wzmocnione jeszcze mięśnie krótkie stopy nie pozwalają na prawidłową amortyzację w obrębie łuku stopy, a dodatkowo niewystarczająco zmieniony wzorzec pracy w stawie kolanowym (zbyt małe ugięcie kolana w fazie przeniesienia) powoduje, że biegacz nadal ląduje na prostym kolanie, a to powoduje powstanie sił przeciążających.

Co więcej, biegacz przyzwyczaja się do rodzaju podłoża, na którym zazwyczaj trenuje, i nauczenie się właściwych reakcji korekcyjnych przy jego zmianie wymaga czasu. Dlatego stosowane przez trenerów zalecenia – aby biegacze, u których pojawiają się zmiany przeciążeniowe jako element profilaktyki stosowali treningi na innym podłożu niż normalnie, może mieć odwrotny skutek. Bez odpowiedniego okresu przystosowania (wyuczenia właściwych reakcji korekcyjnych) zbyt duże napięcie mięśni może tylko nasilać objawy przeciążeń i stwarzać nowe zagrożenia. Zwiększone napięcie mięśni podczas biegu po innym podłożu niż to, do jakiego biegacz jest przyzwyczajony, powoduje nieadekwatne reakcje korekcyjne i prowadzi do szybszego zmęczenia mięśni, a to predysponuje do urazów.

 

Korzyści z biegania boso lub w butach minimalistycznych przy kontakcie stopy przez przodostopie.

  • Poprawa siły mięśni głębokich stopy, co podnosi wysklepienie stopy i zmniejsza przeciążenia w obrębie rozcięgna podeszwowego.
  • Zmniejszenie pronacji stopy przez wzmocnienie łuku podłużnego i tym samym zmniejszenie przeciążenia kolan.
  • Poprawa mobilności stawu skokowego i zwiększenie zaangażowania mięśni łydki ‒ zwiększenie mobilności stawu skokowego pozwala na jednoczesne zmniejszenie jej w stawie kolanowym. Zwiększona mobilność stawu skokowego z jednoczesną większą stabilnością kolana jest korzystną zmianą funkcjonalną, która zmniejsza ryzyko wystąpienia urazu.
  • Poprawa propriocepcji i odpowiednie uruchomienie reakcji poprawczych w kończynach dolnych.
  • Skrócenie długości kroku i zwiększenie jego częstotliwości, co sprawia, że siły reakcji przy kontakcie stopy z podłożem są mniejsze i przez to mniej przeciążające.
  • Poprawa sylwetki biegacza ‒ lądowanie na przedniej części stopy sprawia, że ciało przybiera bardziej otwartą postawę, a biegacz przestaje się garbić.