Анотація
У статті розглянуто дослідження, що було проведено в інституті Brigham Young University. Головною метою цього було визначення кореляції певної механіки та анатомії бігу зі споживанням кисню при бігу вниз або ж догори. Отримані результати дослідження можуть бути застосовані для змін у тренуваннях для покращення здатності людини до градуйованого бігу.
Ключові слова: анатомія бігу, біг, біомеханіка, біг вверх, біг вниз, ахіллове сухожилля.
Summary
The article discusses a study that was conducted at the Brigham Young University Institute. The main purpose of this was to determine the correlation of certain mechanics and anatomy of running with oxygen consumption when running down or up. The results of the study can be used for changes in training to improve a person's ability to graduate.
Keywords: anatomy of running, running, biomechanics, running up, running down, Achilles tendon.
Вступ. Люди з хорошою економічністю бігу – це ті, які споживають менше енергії та кисню під час бігу із певною швидкістю. На це впливають різні фактори. Наприклад: анатомічні характеристики та біомеханіка [2], [3]. Біомеханічні відмінності включають в собі довжину кроку, час контакту з землею, швидкість кроку. А ось анатомічні характеристики пов’язані зі структурою стопи та гомілковостопного суглоба, а еластичність сухожиль є важливою для зберігання та вивільнення енергії. Окрім цього, вона бере участь у м’язовій силі [4]. За різних чинників, що можуть впливати на економію бігу, вона може значно відрізнятися поміж бігунів. Існують різні режими бігу, включаючи біг вгору та біг вниз. Ці режими мають значні відмінності за фізіологічними та біомеханічними ознаками. Біг донизу передбачає велике ексцентричне навантаження та більший удар. Під час бігу вниз людина також уповільнює темп та робить довші кроки [5]. Біг вгору в основному складається з концентричної роботи м’язів [6]. Такий біг пов’язаний зі зменшеною фазою розгойдування та більшою частотою кроків [7]. Ці відмінності в режимах бігу впливають на серцево-дихальні реакції людини, які можуть призвести до зміни економії бігу [6].
Мета. Головною метою дослідження проведеного в інституті Brigham Young University була в тому, щоб визначити чи корелює певна механіка та анатомія бігу зі споживанням кисню бігуном при бігу вниз чи вгору [1].
Методи. Двадцять один досвідчений бігун пройшов шість п’ятихвилинних випробувань у марафонських кросівках (тип A) на рівнині (3,83 м/с), вгору (+4% нахилу), на швидкості 3,35 м/с та зі спуском (ухил -4% на швидкості 4,46 м/с). Поглинання кисню та вироблення вуглекислого газу вимірювалося протягом усієї тривалості випробування з усередненням останніх трьох хвилин кожного випробування. Найкраща залежність була встановлена шляхом порівняння поглинання кисню в умовах підйому та спуску. Різні механізми бігу вимірювалися за допомогою системи захоплення руху Vicon Nexus та бігової доріжки Bertec.
Лінійна залежність визначила будь-які кореляції між силою відштовхування, швидкістю кроку, підошовною швидкістю та часом руху та здатністю до бігу вгору/вниз [1].
Результати дослідження. Протягом шести хвилин бігу вгору або вниз поглинання кисню було усереднено для того, щоб описати економічність бігу учасників на певному ухилі та швидкості. Поглинання кисню аналізували, будуючи графік залежності O2 від часу. Пікова сила, час руху та швидкість кроку вимірювалися на біговій доріжці із датчиком сили (Bertec , Columbus, OH). Дані про силу збирали із частотою 1000 Гц протягом 30-секундного періоду. Кожне значення для обох ніг було усереднено роздільною здатністю в 30 кроків. Пікова сила була нормалізована за масою тіла. Перед бігом виміряли плече моменту щиколотки за допомогою системи вимірювання індексу висоти дуги. Сила відштовхування від поверхні вимріювалася під час бігу високошвидкісною камерою.
Рис. 1 - Графік демонструє середню здатність до бігу особи, яка має більші здібності для бігу вниз [1]
Графік споживання кисню окремою людиною порівняно з оцінками −4 та 4 визначив ступінь здатності кожного бігуна бігати на певних ухилах (рис. 1). Дві покрокові лінійні регресії (одна зосереджена на біомеханічних факторах, а друга – на анатомічних факторах) визначили, чи є будь-які фактори, що передбачили нахил лінії, описаної вище.
Було виявлено, що люди, які мали довший середній час контакту з покриттям бігової доріжки, мали більшу здатність до бігу вгору, а люди з меншим середнім часом мають більшу здатність до бігу вниз (рис. 2). Не було виявлено жодних суттєвих зв’язків між іншими анатомічними (біомеханічними) факторами та здатністю до бігу, включаючи максимальну вертикальну силу відштовхування, швидкість кроку, розминкою перед пробіжкою, окрім товщини ахіллового сухожилля.
Рис. 2 - Співвідношення середнього часу на ґрунті та здатності до бігу на ухилі [1]
Стосовно механіки бігу, передбачалося, що бігуни, які мають кращу здатність до бігу вгору, будуть використовувати меншу пікову силу, вищу швидкість кроку та менше часу дотику до землі. Лише час дотику до землі показав будь-яку значущу кореляцію зі здатністю бігати по ухилу (рис. 3).
Після вимірювання різноманітних анатомічних характеристик стопи лише характеристики ахіллесового сухожилля продемонстрували будь-яку кореляцію зі здатністю до бігу на рівнині (рис. 3).
Рис. 3 - Кореляція між товщиною ахіллесового сухожилля та оцінкою якості бігу[1]
Незважаючи на слабку кореляцію, інше дослідження вказало на два чинники механіки та анатомії бігуна, що пов’язані з ефективністю бігу вгору та вниз. Попередні дослідження свідчать, що економія одного режиму бігу не може точно передбачити економію іншого режиму, окрім цього, люди можуть мати різні рівні ефективності в різних режимах бігу [8]. Це дослідження показує, що люди можуть бути краще пристосовані для бігу вгору чи вниз на основі анатомічних та біомеханічних характеристик. Люди з меншим ахілловим сухожиллям можуть мати більшу здатність бігати вниз, а з більшим – бігати вгору. Особи з більшим середнім часом контакту з поверхнею при бігу можуть також мати більшу здатність до бігу вгору, а особи з меншим часом контакту можуть мати більшу здатність до бігу вниз. Така різниця може бути пов’язана із більшим діапазоном рухів у гомілковостопному суглобі під час бігу вгору разом із очікуваними більшими силами реакції поверхні, що спостерігаються при швидшому бігу вниз, що може призвести до більшого навантаження на ахіллове сухожилля [9].
Висновок. Знання, які були отримані в результаті цього дослідження [1], можна застосувати до змін у тренуваннях, щоб сприяти бажаному покращенню здатності до градуйованого бігу. Особи, які мають більшу здатність до спуску в порівнянні з бігом вгору, корелювали з меншою товщиною ахіллового сухожилля та коротшим середнім часом дотику до поверхні. Біг догори передбачає більше концентрованої м’язової активності [9].
Певні анатомічні та біомеханічні відмінності можуть вплинути на здатність людини бігати. Було передбачено, що люди, які мають кращу економію бігу вгору або вниз, матимуть відмінності в піковій силі, швидкості кроку, тривалості руху, механічній перевазі щиколотки, товщині та жорсткості ахіллового сухожилля.
Менше січення ахіллесового сухожилля та менший середній час дотику до поверхні корелювали з більшою здатністю до бігу вниз. Більший перетин січення ахіллесового сухожилля та довший середній час дотику до поверхні корелював із більшою здатністю до бігу вгору. Цю інформацію можна використовувати для внесення змін у тренування для певних адаптацій у здатності людини бігати вгору чи вниз. Однак можуть існувати інші фактори, що не були виміряні в цьому поточному дослідженні [1], які можуть впливати на здатність людини бігати в різних режимах.
Список використаних джерел:
1. Taylor, McKenna (2022) Anatomical and Biomechanical Factors Related to Running Economy in Uphill and Downhill Running 9650, Oct 3
2. Chen, T. C., Nosaka, K., & Tu, J. H. (2007) Changes in running economy following downhill running. Journal of Sports Sciences 25, 55-63, Jan 1
3. Kubo, K., Miyazaki, D., Shimoju, S., & Tsunoda, N. (2015) Relationship between elastic properties of tendon structures and performance in long distance runners. European Journal of Applied Physiology 115, 1725-1733, Aug.
4. Raichlen, D. A., Armstrong, H., & Lieberman, D. E. (2011) Calcaneus length determines running economy: Implications for endurance running performance in modern humans and Neandertals. Journal of Human Evolution 60, 299-308, Mar.
5. Vincent, H. K., Massengill, C., Harris, A., Chen, C., Wasser, J. G., Bruner, M., & Vincent, K. R. (2019) Cadence impact on cardiopulmonary, metabolic and biomechanical loading during downhill running. Gait & Posture 71, 186-191, Jun.
6. Li, F., Newton, R. U., Shi, Y., Sutton, D., & Ding, H. Y. (2021) Correlation of eccentric strength, reactive strength, and leg stiffness with running economy in well-trained distance runners. Journal of Strength and Conditioning Research 35, 1491-1499, Jun.
7. Vernillo, G., Giandolini, M., Edwards, W. B., Morin, J. B., Samozino, P., Horvais, N., & Millet, G. Y. (2017) Biomechanics and physiology of uphill and downhill running. Sports Medicine 47, 615-629, Apr.
8. Breiner, T. J., Ortiz, A. L. R., & Kram, R. (2019) Level, uphill and downhill running economy values are strongly inter-correlated. European Journal of Applied Physiology 119, 257-264, Jan.
9. Gottschall, J. S., & Kram, R. (2005) Ground reaction forces during downhill and uphill running. Journal of Biomechanics 38, 445-52, Mar.
|
Голосування 
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter