Czy bieganie zniszczy moje stawy?

Bardzo niewielu biegaczy przeprowadza badania lekarskie w tym, np. wysiłkowy test EKG, badanie echa serca, co może spowodować poważne następstwa. Na szczególne ryzyko są narażeni mężczyźni w wieku powyżej 40 lat, którzy nie badali swojego serca statycznie i wysiłkowo, nie monitorują lipidogramu (HDL, LDL, cholesterol, trójglicerydy), stosują sterydy anaboliczno-androgenne, przewlekle środki z grupy NLPZ (np. nasilanie dolegliwości ze strony układu pokarmowego), piją alkohol, palą papierosy czy stosują inne środki farmakologiczne lub narkotyki.

Zagadnienie było rozwijane tutaj:

• Uszkodzenia nerek, krwawienia, rozpad mięśni i urazy – czyli czym grozi nadmiar biegania

Ale to tylko wierzchołek góry lodowej, dotyczy doskonale wytrenowanych osób. Początkujący natkną się na znacznie poważniejszy problem – przeciążenia i kontuzje! Dlaczego? Bieganie stanowi gigantyczne obciążenie dla stawów, wymaga lat szlifowania techniki oraz powolnej adaptacji, a większość ludzi podejmuje je za szybko, mając złą technikę (bieganie z lądowaniem na pięcie), stosując niewłaściwe obuwie, po zbyt twardym podłożu (beton, asfalt, kamienie). Jeżeli dołożymy do tego nadwagę i otyłość – bieganie jest proszeniem się o kłopoty zdrowotne. Z tego samego powodu błędne technicznie ćwiczenia siłowe mogą być gwoździem do trumny stawu kolanowego, barkowego, dolnego odcinka grzbietu czy stawów łokciowych.

Ale przejdźmy do konkretów:

Badanie naukowe

W badaniu z 2016 roku [1] naukowcy z Uniwersytetu w Norfolk (USA) zbadali siły w trakcie:

• średnio intensywnego chodzenia po poziomej powierzchni,
• intensywnego wchodzenia, pod kątem,
• biegania po poziomej powierzchni.

W eksperymencie wzięło udział 10 kobiet i 10 mężczyzn w średnim wieku 22,8 ± 0,5 roku. Hipoteza: bieganie będzie bardziej obciążające dla organizmu, nawet z tą samą intensywnością aerobową co szybki marsz.

Pomiarów dokonywano przy 3 próbach:

• chodzenie 5,5 km/h, 0% nachylenia,
• chodzenie 5,5 km/h, 11% nachylenia,
• bieganie 8 km/h, 0% nachylenia.

Mierzono w ciągu 5 ostatnich minut ćwiczenia:

• pochłanianie tlenu,
• częstotliwość kroków,
• szczytową pionową siłę reakcji podłoża (ang. peak vertical ground reaction force VGRF), jest to siła która powstaje w trakcie uderzenia stopy o podłoże,
• dynamikę siły obciążania (VFL), ile siły powstaje w ciągu każdej sekundy.

Wyniki badania

• Częstotliwość kroków w czasie biegania 163 ± 1,5 na minutę,
• częstotliwość kroków w czasie chodzenia po poziomej powierzchni 128 ± 1,0 na minutę,
• częstotliwość kroków w czasie chodzenia po nachylonej powierzchni 126 ± 1,2 na minutę,
• szczytowa pionowa siła reakcji podłoża w czasie biegania wynosiła 844 ± 47 N (~86,06 ± 4,49 kg),
• szczytowa pionowa siła reakcji podłoża w czasie chodzenia wynosiła 581 ± 27 N (~59,25 ± 2,75 kg),
• szczytowa pionowa siła reakcji podłoża w czasie chodzenia po nachylonej powierzchni wynosiła 565 ± 28 N (~57,61 ± 2,86 kg).

Dynamika siły obciążania mówi nam, ile N (siły) przypada na sekundę:

• dla biegania było to 8.214 ± 26 N/s – czyli 837,59 ± 2,65 kg/s,
• chodzenie po poziomej powierzchni 6.497 ± 15 N/s czyli 662,51 ± 1,53 kg/s,
• zaś wchodzenie pod kątem 5.699 ± 16 N/s czyli 581,14 ± 1,53 kg/s.

Wyniki z powyższego badania pokrywają się z innymi, np. w grupie poddanej badaniu [2] maksymalna wartość siły w pierwszym kontakcie z podłożem kończyny zdrowej wynosiła 1,01 ± 0,07 masy ciała. Dla badanej grupy średnia masa ciała wynosiła 74,89 kg, tak więc było to ~ 75,6 kg. Z kolei dynamika obciążenia wynosiła w grupie kontrolnej aż 5,22 ± 2,12 masy ciała – a więc było to ~ 390,9 kg/sekundę. Jednocześnie warto zauważyć, że chorzy mający zdegenerowane stawy kolanowe (zmiany zniekształcająco-zwyrodnieniowe) o wiele słabiej obciążali chorą kończynę, dynamika obciążenia wynosiła tylko 3,22 ± 0,65 masy ciała. Cała stopa zdrowej nogi naciskała na podłoże z siłą 1560,81 ± 311,76 N, a więc 159,16 kg. Siła nacisku na każdy centymetr podłoża wynosiła średnio 10,91 ± 1,53 N czyli 1,11 kg/cm2.

Dla porównania przysiady bez ciężaru wywołują obciążenie (staw udowo-rzepkowy): od 2,5 do 7,6 krotności wagi ciała oraz 2,5 do 7,3 krotności wagi ciała (staw udowo-piszczelowy). Co to znaczy? Osoba ważąca 100 kg wykonująca klasyczny przysiad, bez ciężaru – obciąża staw udowo-rzepkowy z siłą 250 – 760 kg, a staw udowo piszczelowy: 250 – 730 kg. Najgorsze obciążenia przynosi skok w dal z lądowaniem na jednej nodze, przykładowo Simpson (1996) Simpson i Kanter (1997) oraz Simpson i Pettit (1997) odkryli, że siły w trakcie skoku w dal z lądowaniem na jednej nodze działające na rzepkę (staw udowo-rzepkowy)wynoszą 10,4 razy masy ciała, a na staw udowo-piszczelowy aż do 16,8 krotności masa ciała (dla osoby ważącej 80 kg jest to 1,34 tony!).

Wnioski końcowe

• W czasie biegania pionowa siła reakcji podłoża jest o 45% większa w porównaniu do chodzenia, czyli o tyle rośnie obciążenie stawów,
• siły działające na stawy w czasie przysiadów (bez obciążenia) mogą być nieznacznie wyższe w porównaniu do biegania lub chodzenia,
• należy dobrze rozważyć długotrwałe bieganie po twardym podłożu – może stanowić to zbyt duże wyzwanie dla stawu skokowego, kolanowego, w mniejszym stopniu biodrowego,
• siły działające na staw skokowy, kolanowy, biodrowy mogą przekraczać 5-krotność masy ciała danej osoby w trakcie biegu, zaś dynamika obciążenia może wynosić od 5 do 10-krotności masy ciała,
• osoby otyłe lub z nadwagą, dotąd nieaktywne fizycznie, w pierwszej kolejności powinny wybrać marsze, nie bieganie – pozwoli to na adaptację stawów i kości do nowej sytuacji, szczególnie, że „balast” zapewne nie pozwoli kontynuować pracy z efektywną intensywnością,
• z powodu obciążenia bieganie z lądowaniem na pięcie powinno być zastąpione techniką, gdzie lądujemy na przedniej części stopy- amortyzację zapewniają mięśnie.