Бегите быстрее - суперобувь не нужна!

Эта экспертная статья подготовлена нашими друзьями и партнерами из UESCAведущего поставщика услуг по обучению спорту на выносливость.UESCA тренер по бегу и тренер по сверхмарафонскому бегу Считается, что сертификаты UESCA являются ведущими в отрасли и имеют научно обоснованный, не предвзятый подход.

Если вы занимаетесь бегом, или даже если нет, вы, скорее всего, слышали о термине 'суперобувь'.

Суперобувь - это беговые кроссовки, которые имеют пластина из углеродного волокна чтобы снизить метаболические затраты бегуна и одновременно увеличить его скорость. Итак, что именно делает пластина из углеродного волокна?

Пластина из углеродного волокна в подошве добавляет жесткости, тем самым накапливая и высвобождая больше энергии. Это приводит к увеличению скорости.

Знаете ли вы, что в вашем теле есть структуры, которые также накапливают и высвобождают энергию и, более того, могут быть усилены для повышения производительности? Мы называем это пассивной энергией.

В следующем разделе мы расскажем о пассивной энергии и о том, как она может сделать вас более быстрым бегуном.

Пассивная энергия

В теле человека существуют структуры и паттерны движения, которые позволяют значительно снизить мышечную активацию, сохраняя при этом те же, если не большие, беговые показатели.

Две области, на которых мы сосредоточимся в связи с пассивной энергией, - это возврат энергии и пассивное движение. Пассивное движение и возврат энергии взаимосвязаны.

Суть пассивной энергии заключается в том, что энергия поглощается ударом, когда стопа ударяется о землю во время бега.

Цель бегуна - оптимизировать свою беговая форма (механику), чтобы преобразовать как можно больше накопленной энергии в силы, способствующие движению вперед.

Максимально увеличивая пассивный вклад энергии, бегун может улучшить экономичность бега. Это означает, что потребность в активных мышцах снижается, но при этом они все равно производят необходимое количество усилий.

Цикл растяжения-укорочения (SSC)

'Энергия не может быть создана или уничтожена; она ее можно только перевести из одной формы в другую' - Альберт Эйнштейн.

По определению, SSC представляет собой эксцентрическое сокращение (сокращение удлиняющейся мышцы) мышцы, за которым следует быстрое концентрическое сокращение (сокращение укорачивающейся мышцы) той же мышцы.

Что касается бега, то квадрицепсы, косые мышцы и икры представляют собой мышцы, наиболее подверженные влиянию ССК.

Когда стопа ударяется о землю, квадрицепсы и икры эксцентрически сокращаются (удлиняются), а затем быстро концентрически сокращаются (укорачиваются) во время фаза движения чтобы обеспечить движение вперед.

Чтобы проиллюстрировать, что такое цикл растяжения-укорочения, подумайте о растягивании резиновой ленты. Чем сильнее вы растягиваете ленту, тем дальше она пролетит в воздухе после отпускания. Однако если растянуть ленту слишком сильно, она может порваться.

Кроме того, чем сильнее натянута лента (ее труднее оттянуть), тем дальше она пройдет. Что касается человеческого тела, то мышцы и сухожилия - это резинка.

Напомним, что сухожилия соединяют кости с мышцами. Поэтому в контексте рефлекса растяжения мышцы и сухожилия часто рассматриваются как две части единого целого - мышечно-сухожильного аппарата. Переменные, которые влияют на степень упругого возврата SSC, следующие:

1. длина растяжения
2. Скорость растяжения (нагрузка)
3. Жесткость мышцы и сухожилия
4. Время между растяжением и сокращением.

С точки зрения бега, ноги действуют как пружины. Пружины сжимаются в первой половине фазы опоры и отскакивают во время фазы движения.

Чем жестче мышца, тем больше энергии может быть запасено и высвобождено. Однако, чтобы не увеличивать вероятность травмы, мышца должна обладать полной подвижность.

Сухожилия

Сначала рассмотрим сухожилия и их свойства.

Важно отметить, что в зависимости от расположения сухожилия в организме, они различаются по толщине, форме и длине. Эти параметры влияют на жесткость сухожилия и, следовательно, на способность производить силу.

Сухожилия обладают эластичными свойствами, которые позволяют им растягиваться. При растяжении сухожилия (или мышцы) накапливается энергия; когда растяжение разгружается, накопленная энергия высвобождается.

Правильное использование этой запасенной энергии может значительно снизить метаболические затраты на движение.

Оптимальное растяжение сухожилия следует рассматривать как модифицированную колоколообразную кривую - слишком малое или слишком большое растяжение не является оптимальным. Хотя понятно, почему слишком малое растяжение не будет оптимальным, почему не рекомендуется большое растяжение?

Если растянуть сухожилие за пределы диапазона движения, оно может полностью порваться. Однако до того, как эта точка будет достигнута, сухожилие все еще может быть перерастянуто.

Когда это происходит, в сухожилии происходят структурные изменения, которые эффективно изменяют длину сухожилия и тем самым уменьшают рефлекс растяжения.

Степень растяжения сухожилия, вызывающая идеальный рефлекс растяжения, называется областью эластичности. Когда растяжение выходит за пределы этой области, оно называется пластической областью.

Именно в этот момент изменяется структура сухожилия и, следовательно, изменяется его длина.

На рисунке ниже показаны упругая и пластическая области на модели, основанной на кривой (кривая нагрузка-деформация).

Ахиллово сухожилие

Что касается бега, то ахиллово сухожилие оказывает большое влияние на производительность в отношении пассивной энергии.

Исследование, в котором изучалась связь между тренировками с сопротивлением и жесткостью ахиллова сухожилия, показало, что увеличение жесткости сухожилия трехглавой мышцы (гастроцнемиус, подошва, ахиллово сухожилие) на 16 % с помощью тренировок с сопротивлением снижает скорость потребления кислорода во время бега на 4 %, тем самым повышая экономичность бега (530).

Другое исследование подтвердило эти выводы, отметив, что различия в механических свойствах ахиллова сухожилия в первую очередь зависят от силы мышц (531).

В зависимости от исследования, степень энергии, которую может аккумулировать ахиллово сухожилие, и связанное с этим увеличение экономичности бега варьируются.

Поэтому самое важное, что следует иметь в виду, - это то, что увеличение мышечной силы трехглавой мышцы надколенника увеличит жесткость ахиллова сухожилия, что приведет к увеличению экономичности бега.

По-видимому, нет никакой разницы между мужчинами и женщинами в отношении влияния жесткости ахиллова сухожилия на экономичность бега (529).

Роль большого пальца ноги

Не все пальцы ног созданы одинаковыми, по крайней мере, с точки зрения стабилизации стопы и движения вперед. Во время бега большой палец ноги играет ключевую роль в следующем:

• Стабилизация стопы
• Регулирование степени пронации стопы
• Движение вперед

Большой палец, по сравнению с другими пальцами, отвечает за гораздо больший процент стабилизации стопы и тела, а также за движение вперед.

Механизм лебедки (стопа)

Как показано на рисунке выше, сесамовидные кости - это две маленькие (размером с горошину) кости, которые вплетены в сухожилие. Кости располагаются под мячом стопы в суставе большого пальца. Сесамовидные кости служат точкой опоры, обеспечивая стопе рычаг при отталкивании от земли.

Факты о суставе большого пальца ноги

• На него приходится в 12 раз больше веса, чем на малый палец ноги.
• Это единственный палец на ноге, состоящий из двух костей, а не из трех.
• У него отдельный набор управляющих мышц и сухожилий, нежели у остальных пальцев.

Механика

Быстрая дорсифлексия (нагрузка - вращение стопы вверх) и плантарная флексия (разгрузка - вращение стопы вниз) голеностопа - это то, что отвечает за пружинящее действие ахиллова сухожилия.

Если лодыжка недостаточно разогнута, энергия, запасенная в ахилловом сухожилии, будет не такой высокой, как могла бы быть. С точки зрения механики, пятка стопы в фазе движения должна касаться земли, в то время как бедро отведено за корпус.

Если пятка не касается земли в этой фазе, потенциальная энергия снижается, и, как следствие, снижается экономичность бега.

Основываясь на влиянии дорсифлексии и потенциальной энергии ахилла, можно предположить, что обувь с высокой пяткой по отношению к передней части стопы (большой перепад между пяткой и носком) уменьшает количество запасенной энергии, так как обувь ограничивает возможную дорсифлексию голеностопа.

Кроме того, плохое состояние ахиллова сухожилия диапазон движения (гибкость), скорее всего, ограничит количество потенциальной энергии, которую можно накопить.

Внешние факторы

Что касается пассивной энергии, то экономичность бега основана не только на накоплении энергии, но и на ее использовании. Соприкосновение стопы с землей влияет на количество энергии, которое может быть использовано.

Чем тверже поверхность, тем выше эффективность бегуна.

Если поверхность для бега очень мягкая (например, песок), или обувь имеет большую амортизацию, это уменьшит количество энергии, которую может использовать бегун, так как большая часть энергии рассеивается через амортизацию земли и обуви, соответственно.

Однако некоторая амортизация, скорее всего, является положительным фактором с точки зрения экономичности бега и снижения вероятности травм.

Например, исследования показали, что метаболические затраты при беге босиком выше, чем в минимальной обуви, из-за повышенной мышечной нагрузки (532).

Выбор обуви играет большую роль в гибкости и диапазоне движения ахиллова сухожилия.

Общеизвестно, что длительное сидение влияет на осанку человека - в первую очередь из-за того, что подколенные сухожилия и сгибатели бедра находятся в хронически укороченном положении.

Аналогично этому можно носить обувь с высоким каблуком по отношению к передней части стопы, поскольку в этом случае ахиллово сухожилие и икроножные мышцы находятся в укороченном положении.

Поэтому с точки зрения увеличения амплитуды движения ахиллова сухожилия полезно проводить время, гуляя в помещении без обуви или в обуви с небольшим перепадом пятки к носку.

Тренируемость

Многие бегуны на дистанции не проводят силовые и спринтерские тренировки из-за недостаточной специфичности.

У бегунов на дистанции есть много преимуществ, но если бы они занимались спринтерским бегом только для того, чтобы укрепить ахиллово сухожилие и продольный свод (на фото ниже), чтобы эффективнее использовать упругую отдачу энергии, это будет стоить затраченных усилий.

Свод стопы

Основными функциями стопы в беге являются амортизация и двигательная активность. В отношении пассивной энергии стопа играет большую роль, в частности, продольный свод.

Мышцы и соединительные ткани стопы, включая плантарную фасцию (горизонтальная линия под продольным сводом на изображении выше), которые влияют на продольный свод, действуют как пружина, обеспечивая пассивную энергию во время беговой походки.

На рисунке выше показано, как стопа действует как пружина по отношению к плантарным мышцам стопы и соединительной ткани.

Мышцы

Как и в случае с сухожилиями, чем жестче мышца, тем выше ее упругая отдача.

Предварительная активация мышц ног во время бега подготавливает тело и мускулатуру ног к удару стопы. Предполагается, что предварительная активация мышц ног снижает нагрузку на мышцы ног и увеличивает амортизацию при приземлении.

Задумайтесь на секунду - если бы мышцы ног не сокращались до и во время приземления, тело бы разрушилось при ударе стопы.

Жесткость мышц ног можно контролировать сознательно или бессознательно.

Степень жесткости мышц ног напрямую влияет на величину сгибания колена. При сознательном контроле жесткости мышц ног человек может контролировать скорость и длину шага.

На жесткость ноги также влияет геометрия ноги в момент удара. Это связано с тем, что в зависимости от угла наклона ноги в момент удара на нее будет оказываться различная нагрузка, которой должны противостоять мышцы.

И наконец, как уже отмечалось ранее в связи с темой жесткости ног, тип поверхности, на которую приземляется стопа, коррелирует со степенью жесткости мышц.

При беге тело стремится постоянно поддерживать одинаковую степень общей вертикальной жесткости (жесткость поверхности + жесткость ноги). Поэтому при беге по разным поверхностям, таким как тротуар и песок, степень жесткости ног будет меняться, чтобы поддерживать одинаковую степень общей вертикальной жесткости.

Например, при беге по песку ноги должны стать жестче, чтобы компенсировать снижение жесткости поверхности.

Важно отметить, что, хотя жесткость мышц вызывает более высокий SSC, мышцы должны обладать полной подвижностью (диапазоном движения).