Człowiek zwykle dąży do tego, by ułatwiać sobie życie. Czasem robimy to mniej świadomie, wybierając np. wygodne buty, innym razem szukamy przeróżnych sposobów, by wkładać mniej wysiłku z codzienne sprawy. Niestety, pewne rozwiązania mogą w dalszej perspektywie osłabiać niektóre mięśnie, a w skrajnych przypadkach powodować nawet bolesne kontuzje. Na szczęście można tego uniknąć.
Wiele modeli całkiem wygodnych butów – i to nie tylko służących do biegania – jest w przedniej części podeszwy zakrzywiona do góry. Palce znajdują się wtedy w stałej, ustawionej do góry pozycji. Jest to rozwiązanie stosowane przez producentów od dawna, bo w takich modelach wygodniej nam się chodzi i biega. Powszechnie wiadomo, że takie ustawienie podeszwy ułatwia przetaczanie przedniej części stopy w końcowej fazie odbicia. Buty, które wyginają się z przodu ku górze, pozwalają mięśniom stopy mniej pracować, bo łatwiej jest nam odpychać się od podłoża, w porównaniu do butów o płaskim przodzie.
Uniesienie palców może mieć wpływ na naturalne funkcje stopy. Postanowili to sprawdzić autorzy artykułu opublikowanego w czasopiśmie naukowym Scientific Reports 17 września 2020 r.
Badaniami nad tym specyficznymi modelami butów kierował biolog ewolucyjny z Harvardu – Daniel Lieberman, który wcześniej przez wiele lat zajmował się różnymi aspektami biegania boso. W świecie biegaczy jest znany głownie za sprawą popularnonaukowej książki Chrisa McDougalla „Urodzeni biegacze”. Część z jego badań przedstawia poniższy film:
Najlepsze pomysły powstają podczas rozbiegania
Na pomysł nowego projektu panowie Lieberman i Freddy Sichting (zajmujący się ludzką lokomocją na Uniwersytecie Technologicznym w Chemnitz) wpadli trochę przypadkiem, kiedy spotkali się podczas konferencji naukowej w Bostonie w 2018 r. Po intensywnym konferencyjnym dniu obaj poszli wspólnie pobiegać wzdłuż rzeki Charles, nad której ujściem położone jest miasto znane z najstarszego maratonu świata.
Podczas rozbiegania Sichting zaczął dopytywać o słynne laboratorium Liebermana na Harvardzie, gdzie od lat prowadzonych jest szereg badań biomechanicznych. Ustalili wtedy plan działania kolejnego projektu badawczego, który intrygował ich obu od jakiegoś czasu. Do swojego pomysłu badań na temat zakrzywionych butów zaangażowali jeszcze Nicholasa Holowkę, który jest obecnie asystentem profesora antropologii na Uniwersytecie w Buffalo, a także Olivera Hansena – byłego wioślarza (a wcześniej zdolnego studenta Liebermana), który interesuje się biologią ewolucyjną człowieka. Hansen część z tych badań wykorzystał nawet do swojej pracy dyplomowej. Wspólnie przeprowadzili kilka eksperymentów dla zbadania zgięcia stopy i jego efektów na biomechanikę ruchu.
Im większa krzywizna, tym słabsze mięśnie
Panowie postanowili sprawdzić wpływ butów zagiętych do góry na biomechanikę naszej stopy. W tym celu zaprosili do laboratorium kilkunastu ochotników, którzy poruszali się na specjalnie zaprojektowanej bieżni ruchomej, wyposażonej w czujniki siły i system kamer na podczerwień, które mierzyły siłę generowaną w każdy stawiany krok.
Uczestnicy poruszali się boso, a następnie zakładali cztery specjalnie zaprojektowane pary butów. Różniły się one kątem wzniesienia przodu, który mieścił się w przedziale 10-40 stopni. Miało to imitować sztywność i kształt popularnego obuwia dostępnego na rynku.
Nawet niewielka zmiana ustawienia stopy w bucie ma duży wpływ na biomechanikę ruchu. Zagięcie buta ku górze daje ukojenie niektórym mięśniom stopy, ale jednocześnie je osłabia, a stawy usztywniają się. Naukowcy odkryli, że im bardziej zakrzywiony był przód buta, tym mniej sił napędowych generujemy ze stawów śródstopno-paliczkowych. Oznacza to, że dzięki krzywiźnie mięśnie stopy wykonują mniejszą pracę podczas przemieszczania się. Z jednej strony czyni to chodzenie i bieganie prostszym, ale z drugiej strony może osłabiać mięśnie stopy, co może mieć swoje konsekwencje. Słabe mięśnie tej części stopy mogą zwiększać ryzyko stanu zapalnego i kontuzji, takich jak zapalenie rozcięgna podeszwowego – uporczywego i bolesnego stanu zapalnego cienkiej tkanki, która łączy kości pięty i palców
Słabsze mięśnie mogą wpływać na rozcięgno
– Jeśli mięśnie stopy będą pracowały mniej, prawdopodobnie będą miały mniejszą wytrzymałość, którą wypracowujemy odpychając się od palców tysiące razy w ciągu dnia – tłumaczy Lieberman w relacji prasowej (na zdjęciu poniżej). – Jednym z największych problemów, jakie mogą spotkać nas w okolicach stopy jest zapalenie rozcięgna podeszwowego (…) Uważamy, że te zmiany są spowodowane bezkrytycznym poleganiem na prawidłowym działaniu rozcięgna. Kiedy osłabiamy mięśnie, rozcięgno przejmuje ich pracę. Nie jest to jednak obszar, który wyewoluował do tego celu. Gdy ten system przestaje działać, pojawia się stan zapalny.
Naukowcy zauważają też, że podobne problemy mogą pojawić się u osób, które zbyt gwałtownie chciałyby zacząć biegać boso – u nich też mogą pojawiać się podobne problemy z rozcięgnem. (Taka sytuacja jest zapewne znana niektórym, którzy zbyt szybko przerzucili się na bieganie minimalistyczne – przyp. red.)
„Potrzeba dalszych badań”
Lieberman szybko dodaje, że związek między wzniesionym ku górze przodem buta i stanem zapalnym jest ciągle hipotetyczny, a dopiero kolejne badania są w stanie wyjaśnić szczegółowo tę sprawę. Ważne są w tym wypadku również inne elementy podeszwy, takie jak sztywność i ilość pianki, które mają wpływ na to, jak mięśnie stopy pracują podczas przemieszczania się.
– Z perspektywy ewolucyjnej, zakładanie nowoczesnych butów, które mają wsparcie łuku stopy, piankę, która amortyzuje i inne elementy wsparcia, jest bardzo niedawnym zjawiskiem – uzupełnia profesor Sichting. Dlatego niezbędne są kolejne badania. – Dziś wiemy, że wsparcie tego typu butach osłabia mięśnie stopy (…) Komfortowe buty z wsparciem takim jak wzniesienie przodu buta ma swoje koszty – tłumaczy.
Trening leniwej stopy
Naukowcy dodają, że potrzeba dalszych badań na wielu frontach, bo ich obecne spostrzeżenia nie stwierdzają jeszcze jednoznacznego związku pomiędzy zagięciem butów i zapaleniem rozcięgna podeszwowego lub innymi kontuzjami stóp. Dochodzi do tego indywidualna adaptacja do różnych typów butów.
– Nasze badania wyizolowały jedynie jeden element obecny w butach – mówi Hansen. – Potrzeba kolejnych badań, by ocenić, jak zagięcie buta ku górze wzajemnie oddziałuje z innymi elementami butów, takimi jak sztywność podeszwy czy amortyzacja. Może to dać nam większy obraz tego, jak buty wpływają na naszą biomechanikę – wyjaśnia naukowiec.
Nie należy się spodziewać, że popularni producenci obuwia przestaną używać tego typu rozwiązań w swoich modelach. „Lubimy komfort i ułatwienia. Dlatego siedzimy tyle w fotelach i jeździmy windą” – dodaje Lieberman.
Możemy na szczęście przeciwdziałać tym negatywnym zmianom na kilka sposobów. Jeśli chcemy wzmocnić mięśnie stopy i zminimalizować ryzyko zapalenia rozcięgna, powinniśmy stosować ćwiczenia wzmacniające mięśnie stopy i mobilizacje tych rejonów, a także używać kilka par butów – również tych bez uniesionego przodu. Pozwoli to na lepszą pracę mięśni i wzmacnianie osłabianych struktur. Zawsze lepiej przeciwdziałać osłabieniu mięśni, bo leczenie ewentualnych kontuzji może potrwać o wiele dłużej.
Źródła: Sichting, F., Holowka, N.B., Hansen, O.B. et al. Effect of the upward curvature of toe springs on walking biomechanics in humans. Sci Rep 10, 14643 (2020). doi.org/10.1038/s41598-020-71247-9 www.nature.com/articles/s41598-020-71247-9 barefootrunning.fas.harvard.edu projects.iq.harvard.edu/skeleton
Ciągle aktywny chodziarz, który dalej walczy o kolejne cele (wielokrotny reprezentant Polski i dwukrotny olimpijczyk – z Pekinu i Rio). Współautor książek: „Trening Mistrzów” (2018), „Henryk Szost – Rekordzista” (2019), „Marcin Lewandowski – Mój Bieg” (2020), „Adam Kszczot – W pogoni za mistrzostwem” (2022). Doktor nauk medycznych i nauk o zdrowiu. Pracownik Uniwersytetu Jana Długosza w Częstochowie, a także trener lekkoatletycznych klas sportowych w IV liceum w Częstochowie. Działa też jako sędzia i organizator imprez, nie tylko sportowych.
