Skriešanas biomehānika: soļa cikls un slodzes

Skriešanas cikls sākas ar vienas pēdas saskari ar zemi un beidzas ar tās pašas pēdas nākamo saskari. Ciklu dala atbalsta fāzē, kad pēda ir uz zemes, un pārnešanas fāzē, kad kāja pārvietojas uz priekšu pa gaisu. Atšķirībā no iešanas šeit nav posma, kad abas pēdas vienlaikus ir uz zemes, bet ir divi lidojuma posmi.

Atbalsta fāzē notiek visa svarīgākā mehānika. Sākumā ķermenis amortizē triecienu: potīte, ceļgals un gūža nedaudz saliecas, un muskuļi strādā, izstiepjoties pretestībā. Vidusatbalstā ķermeņa masas centrs sasniedz zemāko punktu, cīpslas ir maksimāli izstieptas. Pēc tam seko atgrūšanās, kurā uzkrātā enerģija tiek atdota.

1. Saskare ar zemi: pēda nonāk uz virsmas, sākas trieciena uzņemšana.
2. Amortizācija: locītavas saliecas, muskuļi strādā, izstiepjoties pretestībā, pēda pronē.
3. Vidusatbalsts: masas centrs zemākajā punktā, Ahileja cīpsla un pēdas velve uzkrāj enerģiju.
4. Atgrūšanās: potīte izstiepjas, uzkrātā elastīgā enerģija tiek atdota, ķermenis pacelts un pavirzīts uz priekšu.
5. Lidojums un pārnešana: kāja pārvietojas uz priekšu, augšstilba aizmugures muskuļi bremzē apakšstilbu pirms nākamās saskares.

Katrā atbalsta fāzē zeme uz ķermeni iedarbojas ar atbalsta reakcijas spēku, kas skriešanā vairākkārt pārsniedz ķermeņa svaru un pieaug līdz ar ātrumu. Šī spēka lielums pats par sevi nav slikts; ķermenis tam ir pielāgots. Nozīme ir tam, cik strauji spēks pieaug un cik bieži tas atkārtojas.

Spēku uzņem nevis viena struktūra, bet vesela ķēde. Pēdas velve saplacinās un atsperoti atgriežas, Ahileja cīpsla izstiepjas, ikru muskuļi bremzē potītes saliekšanos, četrgalvu muskulis bremzē ceļa saliekšanos, gurnu atvilcēji notur iegurni līmenī. Ja viens posms strādā nepietiekami, slodze pārvietojas uz citu.

Tieši šī pārdalīšana izskaidro, kāpēc gurnu stabilizatoru vājums var izpausties kā sāpes ceļgalā, un kāpēc ikru muskuļu vājums palielina slodzi uz pēdu. Traumu novēršanā bieži jāstrādā ar rajonu, kas nesāp.

Skriešanas efektivitātes atslēga ir tā, ka ievērojamu daļu darba veic nevis muskuļi ar aktīvu sarukšanu, bet cīpslas ar pasīvu izstiepšanos un atgriešanos. Ahileja cīpsla ir lielākā un stiprākā cīpsla ķermenī, un atbalsta fāzē tā izstiepjas kā gumija, uzkrājot enerģiju, kuru atdod atgrūšanās brīdī.

Tādu pašu lomu pilda pēdas garenā velve ar zemvelves saiti. Kad pēda saskaras ar zemi, velve saplacinās un saites izstiepjas; atgrūšanās laikā tās atgriežas sākotnējā formā. Papildus darbojas mehānisms, kurā lielā pirksta atliekšana savelk zemvelves saiti un padara pēdu stingrāku tieši atgrūšanās brīdī.

Šī atsperu sistēma nozīmē, ka skriešana ir daudz ekonomiskāka, nekā tā būtu, ja katru soli vajadzētu izpildīt tikai ar muskuļu darbu. Tā arī izskaidro, kāpēc ikru un Ahileja cīpslas problēmas tik spēcīgi ietekmē skriešanas ekonomiju: bojāta atspere prasa, lai muskulis darītu vairāk.

Skrējēji atšķiras pēc tā, ar kuru pēdas daļu tie pirmo saskaras ar zemi. Šī atšķirība ilgi tika uzskatīta par galveno traumu cēloni, bet mūsdienu izpratnē tā drīzāk pārdala slodzi, nevis samazina to. Pāreja no viena veida uz otru samazina slodzi vienā vietā un palielina citā, tāpēc to veic pakāpeniski un ar pamatotu iemeslu.

Ātrums ir soļa garuma un soļa biežuma reizinājums, un vienu un to pašu ātrumu var sasniegt dažādās kombinācijās. Pārāk garš solis parasti nozīmē, ka pēda nonāk uz zemes tālu ķermeņa masas centra priekšā, kāja ir gandrīz taisna, un trieciens tiek uzņemts nelabvēlīgi.

Praktiskā korekcija, kurai ir salīdzinoši laba pamatotība, ir neliela soļa biežuma palielināšana ar to pašu ātrumu. Tas saīsina soli, tuvina saskares punktu ķermeņa masas centram un samazina slodzi uz ceļa un gūžas locītavu. Izmaiņai jābūt nelielai un pakāpeniskai, jo krasa maiņa pārnes slodzi uz ikriem un pēdu.

Vertikālā svārstība, tas ir, cik augstu ķermeņa masas centrs paceļas katrā solī, arī ietekmē ekonomiju: pārāk liela nozīmē enerģiju, kas tērēta uz augšu, nevis uz priekšu. Tomēr zināma vertikālā svārstība ir nepieciešama, jo tieši tā ļauj izmantot cīpslu elastību.

Skrējēju traumas gandrīz vienmēr ir pārslodzes, nevis vienreizēja notikuma sekas. Tipiskais scenārijs ir straujš nedēļas apjoma, intensitātes vai kalnu treniņu pieaugums, nepietiekama atjaunošanās vai atgriešanās pie iepriekšējā apjoma pēc pārtraukuma.

Sāpes, kas parādās skrējiena laikā un pāriet pēc tā, prasa treniņa pielāgošanu. Sāpes, kas saglabājas nākamajā dienā, pastiprinās katrā treniņā vai maina gaitu, prasa speciālista novērtējumu. Ja sāpes ir asas, punktveida uz kaula un pastiprinās, lecot uz vienas kājas, ir jādomā par sprieguma lūzumu, un tad skriešana jāpārtrauc un jāvēršas pie ārsta.

Ar skrējēju problēmām strādā sporta ārsts, traumatologs ortopēds un fizioterapeits. Neatliekama palīdzība nepieciešama, ja rodas pēkšņas ļoti asas sāpes ikrā ar nespēju nostāties uz pēdas, pietūkums un sāpīgums vienā ikrā bez traumas, vai sāpes krūtīs, elpas trūkums un ģībonis slodzes laikā.

• Sāpes ap ceļa skriemeli: bieži saistītas ar gurnu stabilizatoru un četrgalvu muskuļa slodzes sadalījumu.
• Sāpes ceļa ārpusē: augšstilba platās fascijas saites kairinājums, bieži pēc apjoma pieauguma.
• Sāpes gar stilba kaula iekšējo malu: apakšstilba pārslodzes sindroms.
• Sāpes Ahileja cīpslā: bieži pēc kalnu vai ātruma treniņu pievienošanas.
• Sprieguma lūzums: punktveida kaula sāpes, kas pieaug ar katru treniņu.

Vienkāršākā metode ir video analīze no sāniem un no aizmugures uz skrejceļa. Tā ļauj novērtēt saskares punktu attiecībā pret ķermeni, ceļa un iegurņa stāvokli atbalsta fāzē un soļa biežumu. Šai metodei ir savas robežas, jo viens skatpunkts neredz kustību visās plaknēs.

Laboratorijas apstākļos izmanto trīsdimensiju kustību uztveršanu ar atstarojošiem marķieriem un spēka platformas, kas mēra atbalsta reakcijas spēku. Spiediena platformas un zolēs ievietoti sensori parāda spiediena sadalījumu pa pēdu. Elektromiogrāfija reģistrē muskuļu darbības laiku.

Klīniskajā praksē tikpat svarīga ir funkcionāla pārbaude bez aparatūras: vienas kājas pietupieni, lēkšana uz vienas kājas, ikru muskuļu izturības tests, gurnu atvilcēju spēka novērtējums. Bieži tieši šie testi parāda vājo posmu, ko video neatklāj.

• Video analīze no sāniem un aizmugures: pieejamākā metode.
• Trīsdimensiju kustību uztveršana un spēka platforma: precīzākā, bet laboratorijas metode.
• Spiediena mērījumi pēdā: slodzes sadalījums zolē.
• Funkcionālie testi: vienas kājas kontrole, ikru izturība, gurnu spēks.
• Treniņu dienasgrāmatas analīze: bieži atklāj cēloni ātrāk nekā jebkurš mērījums.

Pirmais bieži noklusētais fakts ir tas, ka nogurums maina visu. Biomehāniskā aina skrējiena sākumā un pēdējā ceturtdaļā ir atšķirīga: mainās soļa biežums, samazinās ceļa un gūžas kontrole, pieaug iegurņa nolaišanās. Tieši tāpēc analīze, kas veikta tikai atpūtušos, var palaist garām to, kas notiek traumas rašanās brīdī.

Otra nianse ir par apaviem. Apavu amortizācija maina to, kā ķermenis uztver un pielāgojas triecienam, un cilvēks neapzināti maina kāju stīvumu atkarībā no virsmas un zoles. Tāpēc mīkstāka zole ne vienmēr nozīmē mazāku slodzi uz audiem: daļu no šīs mīkstuma ietekmes ķermenis kompensē pats.

Trešais novērojums attiecas uz virsmu maiņu. Pāreja no asfalta uz taku neatvieglo slodzi, bet gan padara to mainīgu, jo katrs solis notiek nedaudz citos apstākļos. Šī mainība lielākajai daļai audu ir drīzāk labvēlīga, bet potītei tā nozīmē lielāku sagriešanās risku.

Ceturtais: audu pielāgošanās notiek atšķirīgā ātrumā. Sirds un asinsvadu sistēma uzlabojas ātrāk nekā cīpslas un kauli pielāgojas slodzei. Tieši šī nesakritība ir iemesls, kāpēc trauma bieži rodas tieši tad, kad cilvēks jūtas formā un grib palielināt apjomu.