What is Run Efficiency?

If you study a slow-motion video of an elite distance runner they seem to bound-along effortlessly, exerting little effort to maintain speeds that mere mortals could hardly achieve sprinting flat-out! Wydajność, w ogólnym sensie, oznacza robienie czegoś w najbardziej efektywny sposób, tzn. marnowanie jak najmniejszej ilości zasobów. Zdolność do biegania z określoną prędkością przy jak najmniejszym wysiłku jest rzeczą pożądaną i takich biegaczy określilibyśmy jako sprawnych. Jednakże, naukowo, wydajność jest definiowana jako użyteczna praca wykonywana przez maszynę podzielona przez energię wydatkowaną; ponieważ nie ma żadnej użytecznej pracy wykonywanej przez biegacza (ignorując bieg pod górę lub niewielką ilość pracy wykonanej przeciwko oporowi powietrza) wszyscy z nas, weekendowi biegacze, mają taką samą wydajność jak elitarny sportowiec – tj. zero!

Zamiast terminu wydajność, naukowcy używają terminu ekonomia biegania, jest to podobne do ekonomii paliwowej samochodu: miara ilości paliwa zużytego do pokonania określonej odległości. Aby nieco skomplikować sytuację, biegacze na dystansie korzystają głównie z dwóch rodzajów paliwa: tłuszczu lub węglowodanów, wykorzystując więcej tego drugiego w miarę zwiększania wysiłku. Tłuszcz ma większą gęstość energetyczną, dlatego ekonomikę biegu mierzymy jako dystans pokonany z daną prędkością podzielony przez zawartość energetyczną zużytego paliwa, a nie ilość paliwa. Stwierdzono również, że zużycie energii przez podobnie wytrenowanych sportowców różni się w zależności od wagi, więc dzielimy przez wagę (ściśle masę), aby uzyskać wartość ekonomii biegu mierzoną w kcal na kg na kilometr, która może być porównywana pomiędzy sportowcami.

Wykazano, że ekonomia biegu jest silnie związana z wydajnością biegu, badanie z Włoch z 1993 roku przewidywało, że poprawa ekonomii biegu o 5% doprowadzi do skrócenia czasu wyścigu na 5 km o 3,8%, a inne badanie z 1980 roku sugerowało, że większość zmienności wydajności w próbie czasowej na 10 km jest wyjaśniona przez ekonomię biegu.

Jak poprawić ekonomię biegu?

Gdy już wiemy, czym jest ekonomia biegu i że jest ona ważnym czynnikiem wpływającym na wydajność, nasuwa się oczywiste pytanie, jak ją poprawić? Niestety, badania są sprzeczne co do tego, jak bardzo ekonomia może być modyfikowana lub jaki jest najlepszy sposób, aby to zrobić.

Znaleziono, że biegacze z dłuższą historią treningu mają lepszą ekonomię biegu, ale nie jest jasne, jaki jest mechanizm tej zmiany, więc trudno jest zalecić specyficzny trening, aby ją zmaksymalizować. Ponadto stwierdzono, że ekonomia spada z wiekiem, prawdopodobnie z powodu zmniejszonej zdolności do przechowywania i wykorzystywania energii sprężystej, więc samo starzenie się nie jest dobrym podejściem!

Istnieje wiele potencjalnych czynników wpływających na ekonomię biegu: waga, opór powietrza, typ włókien mięśniowych, metabolizm składników odżywczych, by wymienić tylko kilka. Jednak okres, w którym stopa ma kontakt z podłożem jest fazą biegu, w której wydatkowana jest prawie cała energia, a także tym, co można zmierzyć za pomocą RunScribe, więc na tym skupimy się w tym artykule.

• Czas kontaktu: Dane dotyczące czasu kontaktu (długość czasu, w którym stopa znajduje się na podłodze) są sprzeczne: niektóre badania twierdzą, że krótszy czas kontaktu prowadzi do lepszej ekonomii, podczas gdy inne (w tym badania na innych gatunkach zwierząt) donoszą, że dłuższy czas kontaktu daje lepszą ekonomię. Badanie przeprowadzone na 14 biegaczach dystansowych wykazało, że ekonomia poprawiała się wraz z wydłużaniem czasu kontaktu, a uderzanie śródstopia prowadziło do lepszej ekonomii niż uderzanie tylnej stopy, ale również powodowało krótszy czas kontaktu, co zniwelowało korzyści. Z kolei fińskie badania przeprowadzone na 25 biegaczach wykazały, że krótszy czas kontaktu z podłożem był jedyną zmienną, która przewidywała lepszą ekonomię biegu. W naszej własnej pracy zaobserwowaliśmy mieszane wyniki, z krótszym czasem kontaktu z podłożem przewidującym lepszą ekonomię biegu u kobiet i brakiem efektu u mężczyzn. Ponieważ wykazano, że zarówno tradycyjny trening siłowy oparty na oporze, jak i trening plyometryczny poprawiają ekonomię, prawdopodobnie poprzez poprawę zdolności do szybkiego generowania siły, skrócenie czasu kontaktu z podłożem poprzez trening siłowy jest podejściem, które może być warte zbadania.
• Typ kontaktu ze stopą: Ostatnio dużo mówi się o bosej stopie i minimalistycznym obuwiu, sugerując, że prowadzi to do bardziej naturalnego i wydajnego chodu. Rzeczywiste dane tego nie potwierdzają – w jednym z badań grupa 12 biegaczy została poddana 8-tygodniowemu treningowi chodu w obuwiu minimalistycznym. Na początku okresu treningowego 75% uczestników biegało z wykrokiem tylnej części stopy w konwencjonalnym obuwiu, po treningu odsetek ten zmniejszył się do 50%, ale nie odnotowano żadnych zmian w ekonomii biegu w tej grupie. Inne badanie z udziałem 15 wytrenowanych biegaczy boso wykazało, że nie było różnicy w ekonomii pomiędzy uderzeniami tylnej i przedniej stopy.
• Typ obuwia: W pierwszym badaniu wspomnianym powyżej odnotowano poprawę ekonomii biegu o 2,7% podczas noszenia butów minimalistycznych, w drugim badaniu odnotowano poprawę o 2,4% w przypadku biegania przodem i zmniejszenie o 3,3% w przypadku uderzania tylną częścią stopy w obuwiu minimalistycznym. Jest to prawdopodobnie spowodowane dwoma efektami, niższą masą butów (patrz następna sekcja) oraz faktem, że więcej energii elastycznej może być przechowywane w ścięgnie Achillesa i łukach stopy. Należy zauważyć, że przejście na buty minimalistyczne powinno być podejmowane ostrożnie, aby uniknąć kontuzji.
• Masa buta i amortyzacja: Badania donoszą o 1% spadku ekonomii biegu na każde 100g dodatkowej masy buta, więc buty o niższej masie powinny pomóc w ekonomii biegu, pod warunkiem, że jest wystarczająca amortyzacja – hipoteza amortyzacji sugeruje, że niewystarczająca amortyzacja buta wymaga od ciała generowania amortyzacji, co w konsekwencji powoduje utratę ekonomii kosztem. W jednym z badań dobrze zamortyzowane buty poprawiły ekonomię nawet o 2,8% w porównaniu ze sztywniejszymi butami o tej samej wadze. W innym badaniu stwierdzono, że 10 mm amortyzacji powierzchniowej było lepsze dla ekonomii biegu niż brak amortyzacji lub 20 mm amortyzacji.
• Kadencja: Większość biegaczy naturalnie biega z kadencją (częstotliwością), która jest zbliżona do optymalnej, a jeśli zostanie ona zmieniona na matematycznie optymalną kadencję, jest mało prawdopodobne, aby nastąpiła znacząca zmiana w ekonomii biegu. Jednak to samo nie dotyczy początkujących biegaczy, którzy zazwyczaj biegają ze zbyt niską kadencją i mogą skorzystać na zwiększeniu częstotliwości kroku.

Podsumowanie

To było krótkie spojrzenie tylko na kilka czynników, które mogą wpływać na ekonomię biegu, jasne jest, że nie ma jednego czynnika, który jest wyraźnie związany z poprawą ekonomii dla wszystkich biegaczy. Powodem tego może być ogromna różnica w stylu biegania, wielkości ciała i rodzaju mięśni pomiędzy biegaczami. Aby poprawić ekonomię, biegacze powinni osobiście eksperymentować z tymi i innymi modyfikowalnymi czynnikami, używając narzędzi takich jak RunScribe do ilościowej oceny zmian i odnotowując wszelkie pozytywne lub negatywne skutki dla ekonomii biegu.

Dr Ben Heller jest głównym pracownikiem naukowym w Centrum Badań Inżynierii Sportu (CSER) na Uniwersytecie Sheffield Hallam, gdzie pracuje nad rehabilitacją oraz pomiarem i analizą informacji dla zastosowań sportowych.