MASARYKOVA UNIVERZITA Fakulta sportovních studií Katedra atletiky, plavání a sportů v přírodě
Komplexní pohled na běh a jeho analýzu Bakalářská práce
Vedoucí bakalářské práce: PaedDr. Josef Michálek, CSc.
Vypracoval: Jan Klodner
Brno, 2013
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci vypracoval samostatně a na základě literatury a pramenů uvedených v použitých zdrojích.
V Brně dne 26. dubna 2013
podpis
Poděkování Rád bych na tomto místě poděkoval nejen vedoucímu práce PaedDr. Josefu Michálkovi, CSc. za podnětné připomínky a názory, ale také svojí rodině za podporu v časech studia.
Obsah Úvod ........................................................................................................................ 5 1
2
3
Základní komponenty běhu ............................................................................. 7 1.1
Historie běhu ............................................................................................ 7
1.2
Technické prostředky a podmínky ........................................................... 8
1.3
Běžecké trenažéry................................................................................... 11
1.4
Anatomie ................................................................................................ 14
1.5
Fyziologie ............................................................................................... 17
1.6
Biomechanika ......................................................................................... 19
1.7
Pohybové schopnosti .............................................................................. 22
Technika běhu ............................................................................................... 25 2.1
Běžecký krok .......................................................................................... 25
2.2
Došlap ..................................................................................................... 28
2.3
Fáze motorického učení.......................................................................... 30
2.4
Didaktika a nácvik běžecké techniky ..................................................... 31
2.5
Speciální běžecká cvičení ....................................................................... 32
2.6
Specifika běžecké techniky .................................................................... 34
Analýza pohybu ............................................................................................ 38 3.1
Technika pro kinematickou analýzu....................................................... 40
3.2
Souřadné systémy ................................................................................... 41
3.3
Chyby v měření ...................................................................................... 42
3.4
Další typy analýz .................................................................................... 43
4
Diskuze.......................................................................................................... 45
5
Závěr ............................................................................................................. 46
Seznam použitých zdrojů ...................................................................................... 47 Seznam obrázků .................................................................................................... 49 Resumé .................................................................................................................. 50
Úvod V posledních desetiletích se běžecký sport posunul v mnoha aspektech dopředu stejně tak, jak postupovala novodobá technologická revoluce. Ta umožnila vývoj lepších technických podmínek pro běh. Mám na mysli především kvalitnější a lehčí funkční oblečení, speciálně vyráběnou běžeckou obuv pro různé typy běhu či individuálně tvarované boty dle došlapu a další dnes běžně dostupné vybavení. Ruku v ruce se zlepšuje i diagnostika funkčních charakteristik, kterou už zdaleka nevyužívají jen profesionální sportovci, ale ve velké množství kondičně sportující populace, a to především ve formě sport-testerů. Mnohdy ale také v rámci funkční prohlídek organismu na specializovaných pracovištích. Dalo by se tedy říci, že v mnoha aspektech se sport profesionální přiblížil tomu amatérskému rekreačnímu. Pokud chceme ještě dále rozvíjet trénovanost a výkony, kromě výše zmiňovaných technických novinek máme k dispozici celou řadu oblastí ke zlepšování, které i u amatérů vycházejí z obecné struktury sportovního výkonu. Je nutné se zaměřovat stále více i na psychologickou stránku, vhodnost tréninkového prostředí, analýzu samotného běhu, vhodnost pohybové aktivity nebo distanční zaměření v rámci obecně biologických předpokladů na úrovni pohybových schopností. Po dlouhou dobu neměnné byly také vnější podmínky. Vždy se dalo vyběhnout do přírody, po městských tratích, ale objevila se i myšlenka běžeckých pásů, která mnohým ulehčila přístupnost k běhu. Můžeme říci, že i přispěla k masovějšímu rozšíření běhu tím, že umožnila provozovat běh i v zimních obdobích většímu počtu lidí, kteří nebyli schopni zvládat venkovní podmínky (extrémní chlad, vítr nebo také vysoké teploty). Nehledě také na stále se zvyšující kriminalitu ve velkých městech a tím zvyšování pocitu bezpečí při provozování sportu v uzavřené místnosti. Pomineme-li jistě správný názor, že běžecký sport je neodmyslitelně spojen s přírodou, musíme brát reálně fakt nárůstu tzv. indoor běžců, jež rádi využívají běžecké trenažéry. Jak v posilovnách, tak v domácím prostředí. Zmíněná fakta mě přiměla k zamyšlení se nad komplexností běžeckého sportu dnešní doby a v rámci bakalářské práce bych se tak rád zaměřil na 5
detailnější zhodnocení vlivu jednotlivých komponent běhu. A to nejen klasického venkovního běhu, ale také specifiky běhu na trenažérech. V rámci dalšího hlavního tématu se budu zabývat běžeckou technikou, jakožto podle mého názoru hlavní komponentou správního působení na zdravotní stav, nehledě na dodržování odkazu antického ideálu uměleckého působení správně prováděného cvičení. S tím souvisí i shrnutí moderních metod analýzy běhu jako takového, které poskytují rychlejší a komplexnější pohled. S dnešní technikou si i rekreační běžec může prakticky ihned zanalyzovat klady a nedostatky svého běhu. Na závěrečné práci mě vždy lákala možnost mezioborově spojit veškeré poznatky, které jsem během studia načerpal a formulovat tak s pomocí literárních zdrojů načerpané myšlenky. Přesně o to mi v práci půjde a budu jí koncipovat s jistou nadsázkou jako vlastní příručku, která mě bude vždy schopna v budoucnu poskytnout základní informace o běhu. Hlavním cílem práce tedy je shrnutí nejdůležitějších informací o běhu z perspektivy základních vědních oborů, které se zabývají hodnocením pohybových aktivit. A to s přihlédnutím k momentálním možnostem metod analyzování pohybu za pomoci pokročilé technologie.
6
1
Základní komponenty běhu Dle mého názoru nelze hodnotit současný stav bez pohledu do minulosti, a
to se bez výhrad týká i atletiky. Pohled do dob minulých umožňuje hlubší zamyšlení se a provázání souvislostí v širokém kontextu historicko-kulturních změn ve společnosti. Na následujících stranách bych tak rád stručně popsal historický vývoj atletiky a její charakteristiky. Dále vývoj technických podmínek a prostředků, které byly a jsou běžcům k dispozici, a to včetně pohledu na stav běžeckých trenažérů a sportovišť. Nedílnou součástí pro ucelený pohled na navazující téma techniky běhu se budu také zabývat vnitřními komponentami sportovce, jako jsou jeho anatomickomorfologické charakteristiky, fyziologické, biomechanické, antropomotorické či psychologické. Ty je potřeba mezioborově spojovat a vytvářet z nich funkční celky.
1.1 Historie běhu Běh byl a je součástí přirozeného lidského pohybu a lidé ho začali vykonávat spontánně, spíše při běžných denních činnostech, jako například v dávných časech při lovu. Ve starověkém Řecku se běh stal součástí hojně pěstovaných tělesných cvičení, což vyústilo zapojením běhu do hlavní disciplíny starověkých olympijských her v rámci pentatlonu (zápas, běh, skok, hod diskem a hod oštěpem). Po pádu antických impérií nastalo poměrně dlouhé období, kdy se jakákoliv tělesná aktivita považovala za nečistou. Pohybu si ve větší, ale neorganizované míře užívali pouze poddaní, a tak došlo k rehabilitaci tělesných cvičení až počátkem 17. století v Anglii, kde se pořádaly běžecké závody především delšího vytrvalostního charakteru. Vývoj se ani nadále nezastavil a kromě profesionálů se začaly účastnit klání i amatérské spolky běžců. Začaly se zakládat národní atletické federace a koncem 19. století byly obnoveny olympijské hry, jejíž hlavní součástí se staly opět atletické disciplíny.
7
S nárůstem volného času se běh stával více a více náplní aktivního tělesného vyžití a v dnešní době je již celosvětově rozšířeným sportem, který vykonávají miliony lidí a účastní se amatérských i profesionálních závodů. Nejde však pouze o závodní výkony, ale také o radost z pohybu, kterou do běhání přinesl tzv. jogging (původně pohybová aktivita, u které se střídá běh a chůze). Dnes forma rekreačního běhání většinou nízkou až střední intenzitou, s delší dobou zatížení a důrazem na spalování tuků se stal oblíbeným především v zámoří, ačkoliv je jeho původ situován na Nový Zéland. Jak jsem zmiňoval už v úvodu, specifikem 20. století se stalo nejen masové rozšíření běhu, ale také přenesení pohybu na běžecké trenažéry, čímž se otevřely nové obzory potenciálu běžeckého sportu. (Tvrzník, 2006) Za zmínku jistě stojí fakt, že běh byl do počátku 20. století čistě mužskou záležitostí a možnost startovat na závodech si ženy zajistily až v roce 1922 a poprvé se pod olympijskými kruhy objevily v roce 1928 v Amsterodamu. (Vindušková, 2003) Vývoj do budoucna se dá vzhledem k rychlosti dnešní doby jen velmi těžko předpokládat. Uvážíme-li především fakt, že se každým dnem objevují nová sportovní odvětví a variace podléhající módním trendům. Z tohoto hlediska je však běh zatím stálicí v oblasti sportu, společně s rekreační chůzí. V souvislosti s větším rozšířením civilizačních chorob jako například obezita, proti které hodlají vlády a zdravotnické organizace v rámci budoucích let výrazně bojovat, se dá očekávat stále rostoucí počet rekreačních běžců.
1.2 Technické prostředky a podmínky Můžeme říci, že nejlepších výkonů, ať už v jakékoliv oblasti života, dosahuje člověk při vytvoření podmínek, které se blíží těm optimálním. A stejně je tomu i v případě běhu. Jak jsem zmínil v úvodu, technické vybavení, které je dnes dostupné široké sportující veřejnosti významným způsobem pomáhá dosahovat vyšších výkonů, s lepším pocitem a pozitivními zdravotními účinky. Nejvíce zatíženou součástí lidského těla při běhu jsou dolní končetiny, respektive chodidla (následně přenosem sil páteř), a tak je v podstatě zdravotní efekt pohybu do značné míry ovlivněn vhodným výběrem obuvi. Z historického 8
hlediska byl prvním vývojovým stádiem běh naboso, ke kterému se dnes některé alternativní přístupy stále více přiklánějí. Mnohým lidem by dnes jistě pohyb naboso pomohl od mnoha deformit a špatných pohybových návyků. Při chůzi nebo běhu bez bot totiž dochází jednak k vnímání pohybu všemi nervovými zakončeními na ploskách chodidel a zároveň k masáži různých akupresurních bodů, které aktivují mnohé funkce v lidském těle. Navíc dochází k lepšímu vnímání podložky, což může být sice někdy nepříjemné, ale v důsledku pozitivní, jelikož člověk může rychleji analyzovat a dosáhnout pokroku v technice. Připomeňme si i fenomenální úspěch etiopského běžce Abebe Bikily, který bez obutí vyhrál v roce 1960 (běžecké boty byly pro závodníky již běžně k dispozici) olympijský maratón ve skvělém čase. Ne všem však tento způsob vyhovoval, a tak se začaly používat zprvu jednoduché sandály, později kompaktnější obuv, která se postupem času stávala specializovanější. Počátkem 20. století se vyráběly boty s relativně tenkou podrážkou, které se svým charakterem blíží spíš dnešním závodním modelům. Tedy s minimálním odpružením a požadavkem na minimální váhu. Dynamický vývoj odstartovala 70. léta a dnes je sportovní obuvní průmysl velkým odvětvím, ve kterém se předhánějí výrobci v uvádění revolučních novinek. Ne zdaleka všechny jsou však revolučními a pro laického uživatele, kterých je nás většina, tak bez specializovaného výzkumu nejsme schopni zhodnotit, zda se jedná o marketingový postup nebo o opravdu originální konceptuálně revoluční řešení. (Tvrzník, 2006) Základním
požadavkem
však
stále
zůstává
přizpůsobení
boty
individuálním podmínkám a výběr založený na přesném účelu obuvi. Jedná se zde především o správný poměr tuhosti k pružnosti, váhy a odolnosti vůči klimatickým jevům. Pouze správně vybraná obuv nám dovolí správnou techniku běhu bez omezení. Musíme také rozlišovat mezi zaměřením běžce. Pokud se bude jednat o profesionála, jehož tělo je zvyklé na konstantně větší zatížení, můžeme si dovolit běhat i větší tréninkové dávky ve speciálně odlehčených tretrách, které však neposkytují dostatečné tlumení nebo odraz a většina energie tak musí být pohlcena podložkou. Samozřejmě i u této skupiny atletů platí pravidlo co nejfunkčnější obuvi, kvůli minimalizaci rizika zranění. U skupiny amatérských 9
běžců, u kterých se často jedná o vytrvalostní charakter běhu a rozlišnost povrchů je velmi vysoká, tak hraje správný výběr obuvi prim. Z širokého trhu můžeme vybírat boty krosové do terénu, extrémně tlumivé, lehké tréninkové, ale také přímo závodní modely. Všechny velmi často v dostupnosti jak pro léto, tak zimu. Běžec dnešní doby tak výběr němá jednoduchý a kromě pragmatických parametrů jeho oči upoutává i líbivý design, což dělá rozhodnutí mnohdy ještě složitější. Do této kategorie lze také zařadit lehké funkční oblečení, které svými parametry velmi dobře nahradilo dřívější bavlněné oblečení, ne tak vhodné pro sportovní aktivitu. Zajímavostí je, že původní atleti cvičili ve starověkém Řecku obnažení nebo dokonce nazí. Ve spojení se slovem gymnos=nahý. Hlavní roli při výběru oblečení vzhledem ke klimatickým jevům svádí poměr vrstveného oblečení k celkovému tepelnému komfortu. Většina dnešních rad například od profesionálních alpinistů tvrdí přístup co nejvíce vrstev oblečení. Střídání vrstev udržujících teplo, odvádějících a sajících pot, to platí pro případ zimních měsíců. V létě máme k dispozici modely účinně odvádějící přebytečné teplo, které tak příjemně osvěžují a nedovolí do určité míry běžci přehřátí. Z vlastní zkušenosti vím, že není problém neodhadnout množství oblečení a nevhodnou volbou si zkazit dojem z pohybu nebo i samotný závod. Tomuto tématu by se tak měli běžci významně věnovat. K informovanosti pomáhá i značné množství odborných článků na internetu. Důležitou součástí, která ovlivňuje pohyb je volba prostředí, kterým běžíme. Nejbližší spojení s původní ideou běhu má samozřejmě příroda, tedy klasický běh po lesních cestách a loukách, jednoznačně nejvhodnější prostředí z hlediska biomechaniky a účinků na tělesné oporné struktury. V poslední době se více budují cyklostezky, které jsou stavěny i pro běžný pohyb chodců a běžců. Problémem však je, že jsou velice často z pevného materiálu, jako je asfalt nebo beton a pro běh se tak stávají méně vhodnými. Neposkytují totiž dostatečnou míru odpružení a kompenzace tak musí přicházet jedině ze strany vhodné obuvi a jejího rychlejšího zničení. Pozitivem rovného povrchu je minimalizace rizika distorze kotníku. Ruku v ruce však jde menší zatížení kotníkových oporných svalů a tím i jejich menší trénovanost, než při běhu nerovným lesním terénem. 10
Profesionální atletické stadiony si také prošly jistým vývojem, který logicky začínal nejdostupnějším materiálem, tedy na udusané hlíně, později na škvárovém a antukovém podkladu a s příchodem syntetických průmyslových materiálů dostaly tyto povrchy nový a bezpečnější ráz. Užitím tartanu, stříkaných gumových směsí až po nejposlednější vícevrstvé povrchy Mondo, se výrazně omezilo namáhání pohybového aparátu a bylo možné díky lepším pružnostním charakteristikám dosahovat kvalitnějších výkonů. Ty nejlepší možné povrchové úpravy, včetně tlumení musí obsahovat i moderní běžecké trenažéry, kterým se budu věnovat v další kapitole. Z hlediska volby terénu bychom se měli řídit základním pravidlem tréninkového procesu, a to rozlišností. Střídáním prostředí nejenom, že bojujeme proti stereotypu, ale také lépe trénujeme svaly a kosterní struktury na různé typy zatížení. V jednom trénujeme jak psychickou, tak fyzickou stránku a o to jde při běhu především.
1.3 Běžecké trenažéry Běhací pás jako takový je již poměrně starým vynálezem, který se v dnešní podobě velmi odchýlil od původního uplatnění. V první fázi byl totiž využíván v domácím hospodářství k výrobě náhonu nebo samotné elektřiny. Domácí zvířata chodila uvnitř velkého kola, které přes horizontální osu přenášelo pohyb na patřičná místa. Další aplikací byly tzv. chodící schody, jež se používaly při nápravě uvězněných, a pohyb jimi vyráběný se opět používal například pro ventilaci prostor nebo čerpání vody. Kromě tehdy převýchovného účinku strachem ze stereotypní námahy se tak dosáhlo dalšího využití odsouzených. Vůbec první využití motorem poháněného pásu bylo zaznamenáno v USA počátkem století, a to k použití diagnostiky srdečních chorob, jako předchůdce pro účely dnešní funkční medicíny. V polovině 20. století se pak začalo s výrobou běžeckých trenažérů pro domácí použití. Dnes se na trhu vyskytuje velké množství typů pásu, od mechanických (běžec musí pás uvádět do chodu vlastním pohybem) až po motorové. Na většině z nich se dá přes komfortní grafické prostředí navolit rychlost, sklon pásu nebo na 11
některých i oblíbené rádio či televize v zabudovaných obrazovkách. Použití a variant je obecně mnoho, od domácích jednodušších pásů po profesionální fitness trenažéry, rehabilitačních pásů, a to i pro vozíčkáře a samozřejmě také pro diagnostiku, které mají často úctyhodné rozměry.
Obr.1: Historický diagnostický běžecký pás
S tlakem na kvalitu většina společností musela investovat do drahého vývoje tak, aby zajistila co nejlepší biomechanické vlastnosti, instalací plovoucích odpružených pásu, ale zároveň zajištění dostatečně tuhosti a životnosti. A v neposlední řadě zajištění bezpečnostních opatření proti nepříjemným pádům. Bohužel je dodnes možné narazit na pásy rozdílné kvality a při výběru by tak neměla být hlavním parametrem cena, ale především poměr cena/kvalita. Jedině tak lze dosáhnout kvalitních výsledků při udržení dobrého zdravotního stavu. Trenažéry by měl umožňovat plynulé nastavení rychlosti až do minimálně 15km/h, zvyšování sklonu po malých krocích až do 15° nebo záchranný systém okamžitého zastavení pásu v případě zakopnutí. Toho se dosahuje lankem připojeným k pásu a v případě jeho vytržení se pás zastavuje. Důležitá je i šířka a délka pásu, která by měla umožňovat dostatečný rozsah pohybu a také nosnost 12
pásu (většinou 100-180 kg). U domácího použití je potřeba věnovat dostatečnou pozornost hlučnosti trenažéru, především při koupi do obytných domů. Na některých pásech bývají hlučné motory a velký valivý odpor válců pohánějících samotný pás a ty zvukově negativně ovlivňují okolí. Pásy by měly mít štítky udávající hlučnost v dB (decibel) a mělo by tak být jednodušší vybrat ten správný. Z hlediska srovnání se nabízí prostor pro klady a zápory, které na běžce používající trenažér čekají. Je možné dohledat mnoho názorů a studií na téma vhodnosti běžeckých trenažérů, ale v základních bodech se všechny shodují. Výhody běhacího pásu: nezávislost na počasí stále stejný povrch (bez námrazy, písku) větší bezpečnost (kriminalita ve velkých městech - především pro ženy) výrazné odpružení pásu kontrola rychlosti a dlouhodobě trénovanosti snadná dostupnost při domácím použití soukromí ve městech je domácí použití bez rizika dýchání smogu Nevýhody běhacího pásu: nezáživnost a stereotyp prostorová náročnost hluk a vibrace (u některých) jednostranný rozvoj techniky běhu nedostatek čerstvého vzduchu k ochlazování (větší pocení) odlišné zapojování svalových skupin menší energetická náročnost bez možnosti běhu z kopce Poslední dobou se objevily v prémiových fitness centrech, které si mohou dovolit koupit větší množství běhacích pásů také hromadné lekce, velmi podobné
13
spinningovým cvičením. Vedený skupinový trénink, doprovázený hudbou a videoprojekcí. (Tvrzník, 2006) Osobně nemám k běhání na páse žádné předsudky a samotná myšlenka se mi velmi líbí. Trenažéry se podílejí na větší dostupnosti a popularizaci běžeckého sportu. Stejně tak, jako jsem zmiňoval v předchozí kapitole, podporuji různorodý přístup a do něj spadá i používání pasů. Díky kombinaci s během ve volné přírodě odpadá jednostranné namáhání, na páse se naopak dá kontrolovat velmi dobře rychlost a díky stále více rozšířeným videoprojekcím se stává záživnějším. Kombinace a správný výběr pozitivních vlastností jednotlivých způsobů tréninku musí mít vždy jednoznačně pozitivní efekt.
1.4 Anatomie Je vědní disciplínou, která se zabývá nejen stavbou lidského těla, ale také jeho vývojem. Její základní znalosti přispívají ke správně orientaci v tělních strukturách, ať už v samotném tréninkovém procesu, kompenzačních cvičeních nebo při prvotní diagnostice u podezření na zranění. Je důležité umět definovat správně oblast a vlastní pocity ztotožňovat se znalostmi. Základním anatomickým systémem je celek kosterní a svalové soustavy, který udržuje vzpřímenou polohu těla, vytváří prostor pro vnitřní orgány. Protože se tělo chová jako celek a veškeré dysbalance se větví a promítají do dalších problémů, je nutné neustále udržovat rovnováhu mezi jednotlivými vnitřními i vnějšími částmi. Naši kosterní soustavu tvoří něco přes 200 kostí, které mají různý tvar, funkci a také složení. Na kostech můžeme nalézt různé drsnatiny a výběžky, které slouží k uchycení svalů, vazů a šlach. Kosti jsou tvořeny kostní tkání, kterou kryje okostice (periost) a dosedací plochy jsou kryty chrupavkou. Kosti jsou také prostoupeny nervy, cévami a jejich střed je tvořen kostní dření. Spojení kostí jsou tvořena buď napřímo, jako například lební švy, ale daleko častěji je tvoří klouby, které umožňují samotný pohyb. U popisu pohybu vycházím ze základní střední pozice kloubu, kde je v kloubní jamce nejvíce místa a části pouzdra jsou nejvíce uvolněny. Rozeznáváme základní polohy: 14
ohnutí (flexe) natažení (extenze) odtažení (abdukce) přitažení (addukce) rotace zevní či vnější Tyto pojmy se následně používají u terminologického označení jednotlivých biomechanických pochodů při pohybu. Hlavní osu celé kostry tvoří páteř, složená z 33-34 obratlů (7 krčních, 12 hrudních, 5 bederních a 4-5 křížových). Mezi jednotlivými obratli jsou ploténky, se kterými dohromady je vytvořeno dvojesovité zakřivení. Na tuto základní linii se pak připojuje hrudní koš, lebka, kosti horních končetin (např. lopatky, kosti pažní, vřetení, loketní nebo záprstní kůstky a články prstů) a kosti dolních končetin (např. kost pánevní, stehenní, lýtková, holení, kůstky zánártní a články prstů). Stavebně je kostra značně provázána s vápníkem. Jedině jeho dostatečný příjem zajišťuje adekvátní denzitu kostí, která je pro pohyb zásadní. V rámci nesprávně výživy totiž dochází často k osteoporóze nebo únavovým zlomeninám i ve věku, kdy bychom o jejich výskytu ani neuvažovali. (Čihák, 2004) Kostra sama o sobě by neměla žádný význam, kdyby nebyla propojena svalovou tkání, která vytváří z jednotlivých komponent funkční pohybový systém. Rozlišujeme tři hlavní typy. Hladká, srdeční a příčně pruhovaná svalovina. Hladká není vůlí ovladatelná (vnitřní orgány), srdeční (specifická pro srdce) a příčně pruhovaná neboli kosterní svalstvo, jež je ovládáno vůlí a zajišťuje pohyb. Nejvíce nás kromě správného fungování srdce jako hlavní jednotky celého organismu zajímají právě kosterní svaly. Těch je v těle přibližně 600 a ve většině případů jsou párové, symetricky umístěné vzhledem ke svislé ose těla. Tvoří zhruba 45% hmotnosti těla (u žen 25-30%). Základní vlastností svalu je schopnost provádět stah (kontrakci). Ta může mít následující charakter: Izotonický stah (délka svalu se mění, ale napětí zůstává stejné) koncentrický (se zkrácením) excentrický (s protažením) 15
Izometrický stah (délka svalu je stejná, ale mění se napětí) Izokinetický stah (kombinace dvou předchozích v rámci jednoho pohybu) Iniciátorem každého pohybu je tzv. agonista (obecné označení) a v průběhu pohybu jsou aktivovány skupiny antagonistů, svaly protichůdné. Pokud jeden nepracuje, opačný provádí ve stejnou chvíli kontrakci (například přímý břišní sval a bederní sval čtyřhranný). Naopak synergisté, tedy svaly spolupracující, které se navzájem doplňují při práci. Vhodný příkladem je skupina svalů břišních. (Valenta, 1998) Důležitým rozdílem ve svalech je jejich funkce, a to zda se podílejí na vzpřímené poloze těla, tzv. posturální svaly. Mají tendencí ke zkracování, jsou méně unavitelné, jelikož se skládají převážně z pomalých červených svalových vláken a mají rychlejší regenerační schopnost. Druhou skupinu tvoří svaly fázické. Jejích základním znakem je tendence k ochabování, jsou z velké části složeny z bílých rychlých svalových vláken, jsou rychleji unavitelné a mají přirozeně menší svalový tonus. Toto rozdělení značně souvisí s kompenzačními cvičeními a samotným nastavením tréninkového procesu (posilování, protahování). Podle mého názoru se jedná o nejdůležitější rozdělení, které by měl ovládat každý, i amatérský běžec alespoň v základním rozsahu. (Bernaciková, 2010) Nelze však z anatomického hlediska zapomenout ani na centrální nervový systém a mozek, který řídí pohyb na nejvyšší úrovni. Uvádí v součinnost svalovou práci, hladiny hormonů v těle, činnost srdce plic a ostatních důležitých orgánů. Komplexně se jedná o složitý systém, jehož funkčnost byla vylepšována přirozenou evolucí až do dnešní podoby. Uvážíme-li například základní znak vývoje, a to postupné zvyšování průměrné výšky populace, některé parametry se tak budou jistě nadále měnit a požadavek na kontinuální analýzu lidského těla bude dále jistě mít své opodstatnění. (Vindušková, 2003)
16
1.5 Fyziologie Jedná se o vědní disciplínu, která se v rámci sportu posunula do oblasti funkční fyziologie (tedy studia tělesné zátěže), obsahující také diagnostickou složku determinující sportovní výkon. Jak jsem zmiňoval v úvodu, této tématice se nevěnují zdaleka jen profesionálové, ale tyto charakteristiky se naučili hlídat i amatérští běžci. Fyziologická stránka běhu také významně souvisí se stravovacími návyky, což je téma, které se v souvislosti s rozšiřující obezitou dostává více do obecného povědomí. Udržování vyváženého příjmu potravy pokládá dobré základy kvalitnímu pohybu a jeho účinku. Jednou ze základních otázek je energetické krytí pohybové aktivity. Pohyb jako takový je uskutečňován stahem kosterního svalstva a pro takovou práci potřebuje základní makroelementy stravy: sacharidy tuky bílkoviny A také další látky jako vitamíny, minerály a voda. Tyto veličiny se podílejí na metabolismu, který je obecně definován jako přeměna látek. Rozlišujeme děj tvorby složitých látek (anabolismus), štěpení složitých látek (katabolismus) nebo obou zároveň (amfibolismus). Energetické nároky organismu můžeme v rámci metabolismu dělit na bazální metabolismus, pohybovou aktivitu a termický vliv stravy (energie spotřebovaná při procesu samotného trávení). Určujícím parametrem však zůstává samotná pohybová aktivita, která dle množství pohybu ovlivňuje výrazně celkový energetický výdej. Základním zdrojem energie, kterou naše tělo potřebuje je ATP (adenosintrifosfát). Je tvořen v různých chemických řetězcích štěpení energie v lidském těle, a to dle intenzity a délky zatížení. Detailnější vysvětlení bude následovat u systému krytí pohybové práce. (Vindušková, 2003) Hlavním výsledkem pohybové aktivity by měly být adaptační změny organismu v mnoha rovinách. Následně vybírám jen některé. V oblasti vytvoření větších glykogenových zásob, lepší utilizaci tuků při zatížení, větší vaskularizaci 17
svalů, efektivnější práce srdce, vyplavování hormonů, posílení kosterního svalstva, vazů a kloubních spojení, lepší utilizace kapacity plic a dalších pozitivních změn. V případě rychlostního charakteru se jedná hlavně o výraznější svalovou hypertrofii nebo vyšší ATP-CP kapacitu svalů. (Vindušková, 2003) Pro pochopení dále nastíněné tématiky typu svalových vláken uvádím systémy energetického krytí. Jejich zapojování záleží na intenzitě zatížení a délce jeho trvání. Pro jednoduchost budeme předpokládat, že na těchto parametrech nejsou závislé a zapojují se za sebou. Anaerobní
alaktátový
adenosintifosfátu
a
systém
kretinfosfátu.
ATP-CP, Je
k dispozici
využívající v prvních
maximálně 20 vteřinách výkonu. Anaerobní laktátový systém, dochází k neoxidativní gylkolitické fosforylaci za produkce laktátu. Toto krytí je limitováno při horní hranici využití výkony okolo 2 minut. Aerobní alaktátový systém, využívající aerobní fosforylaci a spalující glykogen, lipidy a druhotně laktát. Je využíván pro dlouhotrvající výkony. (Zvonař, 2010)
Obr.2: Systémy krytí energie v závislosti intenzita zatížení/čas
18
Tyto systémy nereagují odděleně, ale procentuálně se mění jejich zastoupení právě v závislosti na povaze výkonu. Zásadní vliv na ideální pohybové uplatnění z hlediska fyziologie má složení kosterního svalstva. Rozeznáváme 3 základní druhy svalových vláken. (pozn. Dle některých autorů máme i 4. Typ, a to vlákna embryonální). Typ I-SO (slow oxidative), tedy pomalá vlákna, ve kterých dominuje anaerobní glykolýza při užití glykogenu a tuků. Typ IIa-FOG (fast oxidative glycolitic), tedy rychlá přechodná vlákna, v nichž byl nalezen podobný podíl rychlých a pomalých vláken. Převládá krytím anaerobní glykolýza s velkou produkcí laktátu a oxidativní glykolýza. Typ IIx-FG (fast gylcolitic), tedy rychlá vlákna, kde převládá ATP-CP sytém a neoxidativní glykolýza při tvorbě laktátu. (Zvonař, 2010) Každý sval je tvořen kombinací těchto typů s jednou převládající složkou. Zastoupení vláken je z velké části geneticky podmíněno a není příliš prostoru pro změny. Především u rychlostních vláken se jejich podíl se zvětšit v zásadě nedá. Naopak vytrvalostním tréninkem můžeme zvětšit zastoupení pomalých vláken, a to přeměnou rychlých typů právě na pomalé. Vysvětluje se tak částečně tvrzení, že vytrvalost lze rozvíjet i v pozdějším věku a starší sportovci tak mnohdy udolávají své mladší kolegy v déle trvajících závodech.
1.6 Biomechanika Pokud se podíváme na běh z fyzikálního hlediska dynamiky, jako jedné z části biomechanického celku, působí na běžce vnitřní a vnější síly. Podle vzájemného vztahu mezi směrem pohybu těla a směrem působení síly může každá z těchto sil být: Hybnou silou, tzn. silou napomáhající pohybu, pokud je směr síly shodný se směrem pohybu těla. 19
Brzdící silou, je-li směr síly opačný směru pohybu těla. Neutrální silou, neovlivňující rychlost v daném směru, když směr síly tvoří pravý úhel se směrem pohybu těla. (Vindušková, 2003) Vnitřní silou nazýváme sílu, která způsobuje běžecký pohyb, tedy vlastní svalová síla běžce. Pohyb, jak jsem již zmínil, nastává působením svalových stahů. Následně lokomoční pohyb vznikne spojením vnitřní síly (svalového stahu) se silou vnější. Vnějších sil je mnoho, některé z nich se nemusí uplatnit v plné míře. Obecně však při pohybu na běžce působí následující: Tíha, která působí nepřetržitě ve svislém směru a je závislá na hmotnosti a gravitačním zrychlení a působí na každé těleso na zemi. Reakce podložky je dle 3. Newtonova zákona je stejně velká, ale opačně orientovaná, než síla jakou běžec na podložku působí Třecí síla závisí na typu podložky (respektive hodnotě součinitele tření) a velikosti svislé síly, nezávisí na velikosti plochy. Odpor prostředí může být brzdící silou (vítr do protisměru), nebo i silou pomocnou (vítr v zádech). Setrvačná síla ve smyslu 1. Newtonova zákona, podle kterého má těleso tendenci setrvávat v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu. Odstředivá a dostředivá síla při křivočarých pohybech, tedy např. při průběhu zatáčkou. (Vindušková, 2003)
Pro pohyb a také jeho analýzu je zásadním bodem těžiště. Těžiště, jinak střed hmotnosti těla (nebo segmentu) je myšlený bod, o němž předpokládáme, že je v něm soustředěna veškerá hmotnost. Nemusí nutně leže uvnitř tělesa. Těžiště se mění s každou změnou polohy lidského těla, a to ve směru všech tří os. Ve stoji spojném s připažením je těžiště člověka přibližně na úrovni druhého křížového obratle. I tento údaj je však značně individuální, v závislosti na somatotypu. Tato problematika je součástí dynamiky, ale i kinematiky, která se na pohyb dívá v časových závislostech a změně jednotlivých parametrů, jako je 20
trajektorie, délka pohybu, rychlost či zrychlení. Odděluje tak příčiny (dynamika) od samotného popisu pohybu. Pro
jednoduchost
se
v zavedeném
souřadnicovém
systému
dvojdimenzionálním nebo trojdimenzionálním pohlíží na celé tělo jako na bod (hmotný bod). Ten může zastupovat celé tělo nebo jeho jednotlivé segmenty právě ve formě globálního nebo lokálního těžiště.
Obr.3: Silový rozbor A Obr.4: Silový rozbor B
FG
tíha
F
síla, kterou atlet působí na podložku např.: = 2,2*m*g = 2,2*94[kg]*9,81[m/s2] = 2028,7 [N] = 202,9 [kg] (obr.3)
Fv
svislá složka síly F
Ft
horizontální složky síly F
R
reakce podložky na sílu F
Rv
reakce podložky na sílu Fv
Rt
reakce podložky na sílu Ft
Fo
odstředivá síla
Fd
dostředivá síla [ABC]
21
V rámci biomechanické analýzy pohybu se zabýváme jednotlivými mikrofázemi pohybu a součástí takové fáze kinematického řetězce je tzv. svalová smyčka, označující zapojení jednotlivých svalů v daném okamžiku a podílejících se na koordinačně složitém procesu pohybu. Pro příklad využiji předchozích obrázků. Odrazová noha (obr.4) trojhlavý sval lýtkový (m. triceps surae) → koncentrický stah čtyřhlavý sval stehenní (m. quadriceps femoris) → koncentrický stah dvojhlavý zdaní sval stehenní (m. biceps femoris)→ excentrický stah Volná noha (obr.4) trojhlavý sval lýtkový (m. triceps surae) → koncentrický stah čtyřhlavý sval stehenní (m. quadriceps femoris) → excentrický stah dvojhlavý zdaní sval stehenní (m. biceps femoris) → koncentrický stah V rámci pozdějších fází motorického učení pohybu je důležitou součástí analýza a dostatečná představivost pohybu jako celku. K takovému popisu nám slouží právě biomechanické postupy, které odkrývají skutečné působení svalů. Blíže se jednotlivým metodám diagnostiky budu věnovat v samostatné kapitole analýzy pohybu.
1.7 Pohybové schopnosti Komplexnost pohybu je vyjádřena především kombinací mnoha faktorů, které jsou spojeny ve funkční celek. Pro dostatečnou představu je potřeba si uvědomit, že je pohyb tvořen na základě vnitřních a vnějších komponent. Vnitřní nazýváme motorické (pohybové) schopnosti. Jde o vrozené předpoklady k určitému typu pohybové činnosti a jsou do značné míry neovlivnitelné. Druhou, a to vnější složkou jsou pohybové dovednosti, které si osvojujeme v průběhu procesu učení (např. technika běhu). V jednotlivých souvislostech se na tyto dvě oblasti dívá jedna z nejmladších vědních sportovních disciplín, antropomotorika. Na dalších řádcích se budu zabývat právě vnitřními faktory. Samotnou
22
specifickou pohybovou dovednost, tedy techniku běhu detailněji zanalyzuji až v další kapitole. Dělení jednotlivých schopností zaznamenalo rozsáhlý vývoj, který se ustálil na rozložení dle Měkoty. Hlavním znakem je propojení některých schopností v tzv. hybridní, které charakterizuje zastoupení jak kondičních, tak koordinačních schopností a jejich význam se nedá jasně oddělit. Síla je definována jako schopnost překonávat hmotné břemeno nebo vlastní váhu pomocí svalovým stahem. Pokud se jí budeme zabývat na základě typu pohybu, rozeznáváme sílu statickou a dynamickou. Zajímají nás však často specifičtější hodnocení, a ta jsou následující: Maximální síla (překonání maximálního možného odporu) Explozivní síla (jednorázový co nejrychlejší silový stah) Vytrvalostní síla (překonávat silový odpor po delší časový úsek) Rychlostní síla (opakovaně udržovat vysokou úroveň explozivní síly) Všechny typy jsou do značné míry spojeny s další schopností, a tou je rychlost. Právě v rychlostních disciplínách se projevuje hybridní povaha spojení síly a rychlosti. Kromě speciální kategorie rychlostní (silové) vytrvalosti. Rychlost je hodnocena na základě schopnosti co nejrychleji zapojit nebo překonat odpor a překážku za co nejkratší časový úsek. Z těchto parametrů vyplývá i logické členění: Akční rychlost (samotná pohybová činnost acyklická nebo cyklická) Reakční rychlost (co nejrychleji zareagovat na podnět jednoduchý – např. výstřel; výběrový – např. při utkání reakce na danou situaci) Další pohybovou schopností je vytrvalost, kterou charakterizujeme jako schopnost organismu po určitý časový úsek překonávat odpor bez snížení intenzity. A to v lokální formě (na segmentu těla) nebo globální (na celém těle).
23
Nejdůležitějším kritériem je doba působení zatížení, dle kterého dělíme vytrvalost následovně: Krátkodobá (do 2 minut) Střednědobá (cca 2 – 10 minut) Dlouhodobá (více, než 10 minut) Pro zajímavost, kategorie jsou značně spojené s rozdělením energetických systémů krytí, které jsem popisoval v práci výše. To právě proto, že se jedná o kondiční schopnosti navázané na energetické krytí. Důležitou pohybovou schopností především v návaznosti na techniku je koordinace. Její fungování je významně spojeno s procesy centrální nervové soustavy a je hodnocena podle schopnosti přiblížit se ideálnímu modelu pohybu. Můžeme do ní zařadit rovnováhu, rytmiku, prostorovou orientaci nebo také docilitu. Na okraji rozdělení stojí flexibilita, kterou můžeme považovat za schopnost
především
kvůli
vrozené
větší
(hypermobilita)
nebo
menší
(hypomobilita) pohyblivosti v klubech a rozsahu pohybu. Snížená pohyblivost je ale způsobena i sedavým způsobem života, a tak právě stojí částečně mimo motorické schopnosti. (Pavlík, 2010) Veškeré zmíněné schopnosti se dají rozvíjet speciálně sestavenými cvičeními do tréninkových programů a k jejich vyhodnocování byla vytvořena řada motorických testů. Mnoho z nich nejsou materiálně náročné a každý sportovec si je může doma provést a podle dostupných tabulek tak porovnat svoje výkony s ostatní populací.
24
2
Technika běhu Jak jsem už několikrát zmínil, základním předpokladem pro pozitivní vliv
běhu na zdraví člověka má samotná technika. Mohlo by se zdát, že je přirozenou součástí lidských schopností, ale s přihlédnutím k mnoha specifikům každého člověka, nalezneme jen málo sportovců s přirozeně správnou technikou běhu. Běh je specifickým cyklickým pohybem (oproti chůzi), kdy dochází k tzv. letové fázi a většímu pohybu těžiště ve vertikální ose. Hodnotíme také polohu hlavy, trupu, pánve a práce paží. Platí tedy, že technika běhu vyžaduje značné koordinační zapojení celého těla do systému takovým způsobem, aby byl co nejefektivněji využit potenciál hybné soustavy.
2.1 Běžecký krok V závislosti na typu běžecké disciplíny se uplatňují dva typy kroku. Prvním a vývojově starším je šlapavý způsob, který se dnes používá výhradně v prvních metrech sprinterských disciplín, a to pro získání rychlosti v úvodní fázi. Využívá se při něm maximální rychlostní síly dolních končetin, kdy je většina energie uvolňována především čtyřhlavým svalem stehenním. I u sprintu však následuje v dnešním moderním pojetí švihový způsob běhu, který je základním stavebním kamenem veškerých ostatních atletických disciplín. Právě jeho správným provedením se budu v následujících odstavcích zabývat. Pro upřesnění se v reálném rozložení na jednotlivé fáze pohybu nejedná o krok, ale o let. Tím se zásadně liší běh od chůze. Terminologicky však zavádíme běžecký krok, který rozdělujeme do tří základních fází: Aktivní oporová fáze je první z cyklu pohybu a začíná v momentu, kdy svislá přímka propojuje těžiště a střed kontaktu chodidla s podložkou. Odrazová noha jde do protažení a odrazu, za současného zvedání sbalené druhé končetiny ostrým kolenem vpřed. Dochází k mírnému nakloněn trupu vpřed s podsazenou pánví, přirozeně vzpřímenou hlavou, uvolněnými rameny a správnou polohou paží. Ta je vždy do kříže, tedy levá noha vpřed a 25
zároveň prává ruka vpřed (a naopak). Práce paží není nijak urputná u vytrvalostních disciplín, nicméně se snažíme o pohyb rovnoběžně s horizontální osou tak, aby nedocházelo k odklonům ze směru, který způsobuje negativní rozklad sil a neefektivní využívání pohybové energie. Vlivem rozsahu pohybu by také nemělo docházet k rotaci horní poloviny těla. Paže by měla v lokti svírat přibližně pravý úhel. Při ideálním provedení dojde k úplnému výponu odrazové nohy. K tomu je však nutná určitá rychlost a zafixování základních pohybových stereotypů. Do tohoto stavu se tak dostávají až pokročilejší běžci. Poté nastupuje letová fáze, při níž dochází k výraznému natahování bérce a kolene směrem dopředu za součastného balení odrazové končetiny k hýždím. Pohyb by měl být v rámci možností dynamický, aby se využila nastřádaná energie a došlo tak aktivnímu došlapu. V tu chvíli hovoříme o začátku pasivní oporové fáze. Úhel v kolenním kloubu dosahuje 10-20 stupňů v závislosti na trénovanosti běžce. Důležitou součástí je došlap samotný, kterému se budu věnovat v dalších kapitolách. Dále pokračuje pohyb druhé končetiny pod hýždě a iniciace opět aktivní oporové fáze pro druhou stranu. (Tvrzník, 2006) Toto jsou aspekty pohybu po rovině a ideálně rovném podkladu. V reálné situaci se však také setkávám s během do kopce a z kopce, které mají také svoje specifika. Do kopce je důležitá práce paží, změna došlapové části chodidla na špičky a mírné naklonění trupu vpřed. Naopak u běhu z kopce nastává opačná situace a nutno říci, že technicky hůře kontrolovatelná. Proto se také tento typ běhu používá pro vyladění techniky pokročilých běžců. Přirozeně větší rychlost
26
způsobená setrvačností nutí běžce k většímu rozsahu pohybu končetin a dává větší důraz na relaxaci a kontrolu techniky. Součástí vyladěné běžecké techniky je správný poměr mezi délkou a frekvencí kroku. Neplatí jasná přímá úměra mezi těmito parametry a samotnou rychlostí běhu. Větší frekvence sice znamená postupné zkracování délky běhu a naopak. Ne však stejně u všech běžců. Platí opět pravidlo individuality a je potřeba zkoušením dospět k optimálnímu poměru. Většinou bude platit, že vyšší běžci budou tíhnout k delším krokům a nižší postavy budou dotahovat rychlost na úkor frekvence. Speciální kategorii tvoří jogging, jeho specifikem jsou malé často i pomalejší kroky, ale to především z titulu menší náročnosti na kondici. Zvyšování frekvence a délky kroku je totiž výrazně propojené s trénovaností a pohyblivostí. Frekvence a délka by měly přirozeně korespondovat s rychlostí běhu a jeho vnímáním. Při nízké rychlosti se můžeme snažit udržet větší délku kroku, ale frekvence bude tak malá, že nám pocitově nebude vyhovovat. U rychlostních disciplín bude délka kroku výrazně větší a frekvence menší, než u vytrvalostních běžců. Při špičkových výkonech je sprinterská délka kroku až 240 cm, zatímco u vytrvalce maximálně 180cm. Jedná se tak o vzájemně se ovlivňující trojúhelník rychlosti, frekvence a délky kroku. Z biomechanického hlediska je důležitým parametrem také pohyb těžiště ve vertikální ose. Jak jsem zmínil v předchozí kapitole, jedná se o myšlený bod soustřeďující veškerou hmotu těla a bývá umístěn v oblasti pánve. Při došlapu je logicky nejníže a při kulminaci letové fáze naopak nejvýše. U nesprávně prováděné techniky, kdy dochází k výrazně neefektivnímu přenášení vektoru odrazové síly směrem vzhůru, je pohyb těžiště značný. U pokročilých atletů se svislý pohyb těžiště nachází do 10 centimetrů. Při vyšších rychlostech je citlivost na výkyvy menší. Uváděl jsem pohyb ve svislé rovině, ale těžiště se také pohybuje ve vodorovném směru do stran. I zde by mělo docházet kvůli ztrátě sil jen k minimálnímu pohybu. (Tvrzník, 2006)
27
2.2 Došlap Charakteristickým a důležitým momentem pro přechod letové a pasivní oporové fáze je samotný došlap a pak jeho průběh. V ideálním případě by mělo na rovném podkladu k prvnímu kontaktu s povrchem dojít přes patu a postupně chodidlo odvalit směrem ke špičce co nejrychleji a nejplynuleji s aktivní prací v kotníku tak, aby se reakční síla z velké části převedla do dopředného pohybu a podložka jí co nejméně musela absorbovat. Tím také snižujeme namáhání kloubních spojení. Generované síly jsou totiž značné a dosahují kvůli dynamickému součiniteli 2-3 násobku hmotnosti.
Obr.5: Ideální forma došlapu (Tvrzník, 2006)
Takto by měla probíhat ideální technika začínajícího běžce. Profesionální atleti jsou schopni efektivně došlápnout i na přední část chodidla a přesto neztratit energii. Pokud by však kondiční běžec bez speciální dlouhodobé přípravy prováděl došlap například pouze na špičku nebo čistě na patu, dostáváme se do situace, kdy významná část síly je pohlcena podložkou a jsou nadměrně zatěžována kloubní spojení, lýtkové svaly a Achillova šlacha. Tyto struktury jsou pak daleko více náchylné ke zranění a běžec by se měl snažit již od začátku eliminovat tato rizika právě pomocí správného provádění.
28
Samotný došlap není ovlivňován pouze naučenou technikou, ale musíme brát v potaz také morfologické postavení tří základních kloubu dolních končetin. Kyčelního, kolenního a hlezenního. V ideálním případě jsou při frontálním pohledu propojeny pomyslnou svislou přímkou. Známe však případy nohou tzv. do X, kdy je kolení kloub umístěn více dovnitř nebo naopak pozice do O, kdy je kolenní klub posunut směrem ven. Oba tyto dva krajní případy bohužel nerovnoměrně zatěžují křížové vazy a meniskus a mají negativní vliv na samotnou běžeckou techniku. Z anatomicko-morfologického hlediska lze pohlížet také na chodidlo. Normou je přirozeně vyklenutá vnitřní klenba, která se přes vnější hranu chodidla dotýká podložky. V praxi se však setkáváme s dvěma dalšími případy. Prvním je vrozená deformita v podobě málo ohebné klenby, která způsobuje přílišné vyklenutí a tím dochází k přenášení váhy pouze na patu a špičku. Posledním případem je plochá noha. V současné době se kvůli nedostatečnému pohybu stále více rozšiřuje tato porucha, při níž dochází ke kontaktu se zemí téměř celé chodidlo. Hlavním důvodem je u většiny lidí buď nevhodně zvolená obuv, nebo nedostatečná pohybová aktivita, která zapříčiní povolení fixačních vazů a šlach. Nemohu však také opomenout určitou část populace, která trpí vrozenou deformitou. V každém případě se dají použít speciální ortopedické vložky, vhodným pohybem následně klenbu posílit a dostat do přirozené polohy. S tímto tématem morfologické pozice chodidla také úzce souvisí termíny pronace a supinace. Pronace je typickým případem běžců s nohami do X a povolenou klenbou, kdy dochází k naklonění kotníku směrem dovnitř a tím k přídavnému namáhání kloubů a svalů. Supinace v malé míře je v podstatě částí naprosto správné techniky běhu, kdy k rozložení došlapových sil dochází více na vnější straně chodidla. Problémem zůstává právě nadměrná supinace, ke které mají tendenci běžci s nohami do O. (Tvrzník, 2006) Výrobci dnešní obuvi se snaží ve velké míře vyhovět požadavkům specifických deformit, a tak je dnes k dispozici celá řada modelů bot, které dané problémy kompenzují. Důležité je správně stanovit diagnózu, která se provádí v první řadě analýzou dosud používané obuvi a jejího opotřebení na různých 29
částech podrážky. A také diagnostikou došlapu na speciálních tlakových deskách, které jsou schopny zobrazit intenzity sil na daných místech a pomoci tak určit vhodnou obuv. Ke správnému výběru je však také nutné zařadit určení samotné počáteční příčiny deformity a následně zařadit speciální cvičení, pro její vykompenzování.
2.3
Fáze motorického učení Přirozených běžeckých talentů, kteří by nemuseli s technikou běhu
v průběhu tréninkového procesu nijak pracovat, je velmi málo, a tak většina musí projít dlouhodobým učením. Zde se projeví jedna z antropomotorických koordinačních schopností, tzv. docilita, tedy schopnost učit se, a ta je velmi individuální. V rámci motorického učení můžeme rozlišit 4 typické postupné fáze a rychlost jejího osvojení závisí právě na rychlosti postupu učebního procesu. Generalizační, ve které probíhá seznámení s pohybovou činností a zkoušení prvních vedených pokusů. Dochází k vytváření spojů v rámci nervového systému. Je proto důležité využít co největší počet smyslů k analýze a princip optimální motivace (není vhodná ani nízká, ani vysoká). V nejvyšším stavu aktivace by měly být všechny možné receptory pohybu. V diferenciační fázi je pohyb prováděn opakovaně v optimálních podmínkách a za permanentní zpětné vazby. Tím se vytváří sled pohybů a vytvářejí se reflexy na základě stále vědomé činnosti. U navazující stabilizační fáze je kontrola pohybu v úrovni podvědomí, pohyb je automatizován a zdokonalován. Poslední asociativní fáze, při níž je jedinec schopen pružně reagovat i v rámci pohybové aktivity na nové podněty a řešit je za pochodu. Těmito fázemi jsme nevědomky procházeli a procházíme všichni od narození, až postupně dospíváme v ideálním případě k perfektnímu provádění dané techniky a pohybu. Velmi vhodným obdobím je tzv. senzitivní období kolem 12 roku života, 30
kdy se vytváří základní návyky pro danou specifickou pohybovou aktivitu. Pokud v těchto letech získáme kvalitní základ techniky, budou další fáze motorického učení probíhat snadněji. Do této doby by však pohyb neměl být nijak zásadně brzděn, právě naopak. Čím dříve se u mnoha aktivit začíná s vhodnými dávkami pohybu, tím lépe. Důležitý je především v začátcích rozvoj obecné koordinační schopnosti a vytváření pozitivního vztahu k pohybu, například hrou. (Pavlík, 2010)
2.4 Didaktika a nácvik běžecké techniky Z hlediska didaktiky se jedná o vyučovací obsah s nácvikem určité pohybové aktivity. Předpoklady ve formě specifických pohybových schopností se přetvářejí učebním procesem ve speciální atletické dovednosti v oblasti techniky běhu. V tréninku techniky lze korektně postupovat podle mnoha zásad a postupů, a i tak bude každý v podstatě správným. Důležité je při výběru učební posloupnosti přizpůsobit proces obsahu tréninku, věku a úrovni trénovanosti svěřence, k materiálním podmínkám (povrch, obuv,…) a k aspektům samotné teoretické připravenosti. V zásadě lze k tréninku přistupovat dvěma základními přístupy, které lze však úspěšně kombinovat pro dosažení maximálního účinku. První je komplexní postup, při kterém se hned od začátku provádí celý nacvičovaný pohyb, většinou cyklického charakteru a ne příliš složitý. Ze začátku se sníží i samotná rychlost provedení, na úkor správnosti techniky. Výhodou je celkový pohled na nacvičovanou techniku a viditelný pokrok. Nevýhodou je větší možnost výskytu chyb a jejich následné obtížnější odstraňování, a to kvůli zapojení do celku. Naopak analyticko-syntetický postup se zaměřuje na rozložení dané techniky na dílčí části, fáze a prvky a jejich následné skládání do celku. Důležité je udržet teoretickou představu návaznosti prvků, tak aby nebyla narušena pozdější schopnost pohyby spojit do plynulého. Nácvik tímto způsobem je snazší s menším rizikem chybovosti. Z kritického hlediska se však vyznačuje dlouhou dobou nácviku a značnou stereotypností bez vidiny konkrétního, komplexního výsledku do poslední chvíle. (Dostál, 1991) 31
Pokud budeme v úvahu brát trénink svěřence, který už byl nějakým způsobem pohybově formován, běh byl pravděpodobně součástí učebního procesu a bude se tak jednat pouze o korekce chyb a špatných hybných stereotypů. Pro tyto případy jsou známé dva postupy. Můžeme zvolit výuku formou speciálních běžeckých cvičení, známých pod pojmem atletická abeceda nebo budeme aplikovat komplexní přístup pohybu, a to uvědomování si pozic částí těla při pomalejším běhu a postupné úpravy techniky při zvyšování rychlosti. V následujících řádcích se zaměřím na první případ, tedy atletickou abecedu, která je základem tréninku i úspěšných atletů. Uvedu pouze základní formy cvičení, avšak z dostupné literatury a vlastních zkušeností vím, že lze vymyslet nespočet variací tak, aby byl trénink pestrý a speciální cvičení se nestala pouze nutným zlem. Výsledný efekt by pak nemusel mít kýžené výsledky. Výbornou publikací je pro tyto účely výukové video bývalého špičkového britského oštěpaře Steva Backleyho, který za svojí profesionální kariéry vymyslel bezpočet variací těchto cvičení. Dostál tak hesla pestrosti tréninkového procesu. Pro maximální výsledek je nutné předkládat při výuce reálné důkazy o správnosti postupů, neustále dbát na správné provedení a hodnocení vlastní techniky pomocí sebereflexe a také celý proces neuspěchat. Jako vhodné se také jeví použití techniky imaginace a následné přenesení pohybu do reality. Zapomínají se tak rychleji staré a špatné návyky a jsou na úrovní centrálního nervového systému nahrazovány novými.
2.5 Speciální běžecká cvičení Z hlediska struktury sportovního výkonu zařazujeme techniku do samostatné oblasti vnitřních faktorů, a to logicky technických. Jak už jsem zmínil, jsou determinovány na úrovni biomechaniky prováděním konkrétního pohybu na základě aktivace a dlouhodobého ukládání do struktur centrálního nervového systému. Běžecká cvičení nejsou prováděna zdaleka pouze atlety, ale kvůli svému pozitivnímu vlivu i v oblasti posilování svalů dolních končetin a správného držení těla v mnoha jiných sportech. Jsou zařazována do tréninkových jednotek, ale i 32
jako součást rozcvičení před samotným výkonem, kdy mohou sloužit jako dobrý prostředek zároveň pro ustálení techniky, protažení určitých svalových skupin a při správně zvoleném množství (a intenzitě) také jako aktivační cvičení. U všech cvičení platí základní poloha vzpřímené horní poloviny těla, aktivované břišní svalstvo, relaxovaná ramena spolu s technicky správným pohybem horních končetin (paže ohnutá v lokti do cca 90°, přirozený rozsah pohybu rovnoběžně se směrem pohybu, mírně sepnuté prsty v dlaň, pohyb vychází z ramen) a pomyslně za lanko vytažená hlava vzhůru. Obecně se cvičení provádí na konci rozcvičení, a to přibližně ve 30 metrových úsecích jednotlivých cviků za sebou. Variantně kvůli nabourání stereotypu je možné prvky zakomponovat i do úvodního rozklusání. Liftink: Plynulý pohyb, kdy špičky chodidel zůstávají ve stálém kontaktu s podložkou a střídá se odvíjení jednoho chodidla na špičku a zároveň druhého na patu. Končetina s patou na zemi by měla být propnutá, zatímco u té s chodidlem na špičce by mělo dojít k namíření kolene vzhůru a dopředu. Plynule střídáme levou a pravou v cyklických pohybech za přidání pohybu horních končetin ve správné poloze. Skipink: Dynamické střídání zvedání kolene jedné končetiny vzhůru, respektive skákání, při kterém by se odrazová noha měla dostat do maximální extenze. Podle dosažené polohy a výšky kolene rozeznáváme nízký, polovysoký a vysoký skipink. Zakopávání: Cyklické střídání zkopávání paty jedné končetiny do hýždě. Dopad chodidla prováděn na špičku. Důležité je udržení polohy pánve v mírném podsazení a neprohýbání se v bedrech. K této chybě přispívají nedostatečně protažené extenzory kolenního kloubu (především čtyřhlavý sval stehenní), které nedovolí kýžený rozsah pohybu.
33
Předkopávání: Opět jde o cyklický dopředný pohyb dolních končetin v plné extenzi, s dopadem na špičku, následovaný aktivním pohybem fixovaného hlezenního kloubu přes přední část chodidla do odrazu. Cvičení je prováděno v mírném záklonu. Odpichy: Cvičení je založeno na základě odrazů z jedné končetiny směrem vpřed. Odrazová noha se musí dostat do plné extenze, zatímco přední končetina ve flexi v kolením kloubu směrem vpřed a mírně vzhůru. Opět s aktivním pohybem hlezenního kloubu při odrazu. V předchozích odstavcích jsem zmínil, že by se tato základní cvičení měla stát inspirací pro vytváření a hledání nových variant vyhovujících přesně požadovanému efektu. Takových kombinací je velké množství a otevírá se tak nové pole kreativitě trenéra nebo svěřence tak, aby se abeceda v širším pojetí stala více oblíbeným prvkem přípravy. Pro zkušenější běžce se pak dají úseky prodlužovat, zrychlovat, provádět pozpátku, bokem, na místě s fixací lanem nebo na gumě a celkově pracovat s jejich konceptem. Do technické přípravy je také vhodné zařadit různé běžecké úseky. Stupňované (s postupným navyšováním rychlosti), zapínané (s maximální intenzitou běhu v určitých částech úseku) nebo čistě technické pomalé. Pro doplnění je možné trénovat různé startovní pozice a následné srovnání se do správné běžecké techniky. Nemusí se jednat o sprint, ale smyslem zůstává širší zapojení receptorů a vyhodnocování nervovou soustavou v součinnosti s jiným pohybem. U sprinterů specialistů jsou starty nedílnou součástí procesu, jelikož se vyznačují speciální technikou.
2.6 Specifika běžecké techniky Doposud jsem se zabýval ideálním provedením a nácvikem standardní běžecké techniky. Není však rozhodně dogmatem a vždy je nutné přistupovat k výcviku s dostatečným nadhledem a respektem k individuálním aspektům.
34
Historie zná mnoho úspěšných atletů, kteří v některých ohledech nesplňovali ani základní požadavky běžecké techniky. Vzpomínám si, jak jsem několik let nazpět viděl na mistrovství světa závodit běžkyni, které nepoužívala k pohybu horní končetiny a měla je po celou dobu volně podél těla. Pravděpodobně se jednalo o podobnou sílu zvyku, jako u některých afrických běžců, u nichž je získání správně běžecké techniky nepřekonatelným problémem. Zůstaneme-li u špičkových atletů, výraznou osobností s vlastní technikou běhu byl americký sprinter Michael Johnson, světový rekordman na 200 a 400 metrů a olympijský vítěz. Jeho technika vycházela z nepoměrně kratších nohou k trupu, vrozené zvýšené bederní lordózy a specifického postavení pánve a téměř vertikální pozicí páteře. Při běhu se tak zdá, jako by běžel v záklonu a přesto byly jeho výsledky špičkové. Dodnes se k nim na trati 400 metrů dlouhodobě nikdo nepřiblížil. Za příklad si vezměme ještě britskou závodnici na dlouhých tratích, speciálně maratonu, Paulu Radcliffovou. Při pohledu na její běžecký styl se zdá, že se pohybem trápí a mnoho sil jde zbytečně mimo směr pohybu a drahocenná energie tak přichází vniveč. V rámci učebního procesu by tato technika byla automaticky hodnocena jako nedostatečná a nutná k přeučení. U špičkových atletů se však někdy ukazuje, že je potřeba aplikovat speciální hodnocení a dát naopak prostor pro rozvoj v rámci nestandardní techniky. Nejinak tomu bude u běžců amatérů, kteří běhají pro radost a mnohdy jejich jediným cílem je jedině dobrý pocit z běhu. Biomechanické a fyziologické analýzy běhu se už po dlouhou dobu zajímají o techniku běhu a její vliv na jednotlivé parametry. Jejich společným cílem je posunout techniku do takové fáze, kdy by se výrazně snížily síly působící na pohybový aparát. U profesionálních běžců je kvůli velkým tréninkovým dávkám věnována zvýšená pozornost ekonomice běhu tak, aby byly regenerační procesy co nejpřirozenější a nemuselo se přistupovat například k suplementaci ve výživě. Naopak u kondičně běhajících jedinců, jejichž interval mezi tréninky je dostatečný pro obnovení energetických zásob a regeneraci, zůstává zvýšený
35
energetický výdej naopak pozitivem. Především u redukování nebo udržování hmotnosti pohybem. V 70. letech minulého století stál u zrodu nové techniky běhání ruský vědec a biomechanik Nicholas Romanov. Ten přes sledování běhu kočkovitých šelem přišel na to, že došlapují výrazně na přední část končetin a nepropínají končetiny zadní. Na základě tohoto pozorování následně rozpracoval POSE metodu běhu. (PoseTech, 2009) Základy techniky se vyznačují větším náklonem těla vpřed s vnitřním pocitem přepadávání ve směru pohybu za stálého udržování páteře v přímce. Významnou změnou oproti běžné technice je vyšší frekvence kroku a dopad chodidla přímo pod svislou osu těla, a to na špičky. Frekvence by měla být vyšší, než 180 dopadů za minutu, což zajišťuje právě nutnost dopadnout na přední část chodidla co nejdříve tak, aby nedošlo k předsunutí před svislou osu. Při běžném dopadu před osu totiž vznikají brzdivé síly – ztráta energie a vyšší namáhání. Metoda by měla běžce také naučit hospodařit s přirozenou potenciální energií dopadající nohy, na základě gravitace. Kombinací těchto faktorů dosáhneme minimálního vertikálního pohybu těžiště a tím menších dynamických rázů, které ovlivňují právě namáhání kosterně-svalových struktur. Nevýhodou a zároveň výhodou celé metody je poměrně složitý a propracovaný postup nácviku a nutnost odborného vedení. Nehledě na to, že výsledný pohyb nevypadá příliš esteticky a k plynulému běžeckému kroku má daleko. Za sebou má však statisticky prokazatelné výsledky zmenšení namáhání kloubů a svalů, a to i v rámci rekonvalescence poúrazových stavů. Technika se již používá delší dobu a k jejímu masovějšímu rozvoji zatím nedošlo. Není jisté, zda kvůli komplikovanosti nebo malému povědomí o ní. Někteří trenéři uvádějí, že podobných výsledků zlepšení se dá dosáhnout zařazením většího počtu plyometrických cvičení a výběhů do kopce. Tím se zvýší schopnost vnímání a využívání gravitace, současně se zlepšením techniky a posílením svalů. Neoddiskutovatelně by si však srovnání žádalo detailnější prozkoumání. (Cynthia,B.G., 2010), (Tvrzník, 2007) Podobné nové modely běžecké techniky vyvinuli například nezávisle dva běžci z Kanady, kteří při běhu pozorovali běh dětí. Připadal jim zpočátku legrační, 36
než si uvědomili, že mladiství kvůli nedovyvinutým určitým svalovým skupinám využívají efektivněji ty rozvinuté. Zásady jsou v podstatě stejné jako u POSE metody, ale přidávají například požadavek na dodržování 90° nejen u rukou, ale také nohou, což podle nich umožňuje kyvadlový efekt. Paralelu bychom tím mohli najít u využívání gravitace pomocí kyvadla, jako u předchozí techniky. (Edwards, 2006) Ať už budeme aplikovat jakoukoliv techniku běhu, v každém případě by měla být po celou dobu lidského života udržována pohyblivost, pro zachování elasticity svalů. Výrazně se tak snižuje riziko úrazů a prodlužuje maximální věk pro sportování. Obecně se tak zvyšuje kvalita života. Při běhu jsou výrazně namáhány dolní končetiny, oblast bederní páteře a vzpřimovačů páteře. Vzhledem k tomu, že patří z velké části do posturální svalové skupiny náchylné ke zkracování, měli bychom jejich protahování věnovat významnou část tréninkového času. V kombinaci se sedavým způsobem života by tak naopak pohybová aktivita mohla mít negativní účinky. Ideálním řešením je časté zařazování kompenzačních cvičení a každodenní krátké protahování nejvíce zatížených svalů.
37
3
Analýza pohybu Vždy měl člověk v rámci evoluce obecnou potřebu analyzovat události
minulé, poučit se z nich a v další podobné situaci použít lepší a efektivnější postup. Za první náznaky analýzy musíme považovat již primitivní kresby v jeskyních v období pravěku, které vyobrazovaly především pračlověka v boji s kořistí. Tato fascinace člověkem a záznamem jeho činnosti probíhala dále přes starověk, kdy byli zachycováni především sportovci ve vítězných pozicích. Nejinak tomu bylo a je v oblasti novodobého sportu, ale až technologická revoluce s příchodem fotografie, speciálně poslední desetiletí nás přivedlo k možnosti analyzovat v podstatě v reálném čase. Ta nejlepší zpětná vazba přichází ve chvíli, kdy vidíme sami sebe. První novodobé pokusy o popsání pohybu byly a jsou dodnes využívány kinogramy. Do jednotlivých krátkých časových úseků rozpracovaný pohyb, který byl možný udělat i lepším fotoaparátem nebo pozastavením videozáznamu. Na těchto mikrofázích pak lze provádět různé silové rozbory, ale v poměrně omezené míře. Do popředí se tak dostalo video, které je dnes možné natočit i z mobilních telefonů a dostáváme z nich i relativně kvalitní analyzovatelný obraz. Na pomyslném vrcholu stojí rychlosběrné kamery, umožňující sledování pohybu v rozmezí desetin sekundy. Samotný záznam by ale byl pouze opět jenom snímkem, a tak bylo zapotřebí vyvinout sofistikovaný software, který by byl schopen pomocí počítačových metod analyzovat a ihned poskytovat výsledky. Dnes je k dispozici celá řada programů komerčního formátu, které umějí ve spojení s kvalitním videozáznamem fascinující záležitosti. Můžeme se rozhodnout, zda k našim účelům postačí 2D rozbor nebo budeme vyžadovat 3D údaje. Dopředu bychom měli mít jasno, už kvůli systematice natáčení. Analýzu lze i z historického hlediska rozdělit do dvou základních skupin. Kvalitativní rozbor zabývající se slovním popisem daného děje. Klade daleko větší požadavky na vzdělanost, zkušenosti v oboru a představivost. Uchyluje se k čistému konstatování bez fyzikálního rozměru, ale vyznačuje se výrazně menší náročností na hardwarové vybavení. Naproti tomu kvantitativní analýzy se 38
zabývají čistě měřitelnými fakty, která jsou však náročná na zpracování a výskyt statistické chyby. Pod kvantitativní metody spadají jednak dynamické, kdy měříme především sílu a parametry od ní odvozené. Druhou variantou relativně jednodušší na změření jsou kinematické metody: Goniometrie je používána k měření rozsahu pohybu v kloubech pomocí úhloměru a ramen, která jsou připojena například pomocí suchých zipů k měřenému objektu. Výhodou elektrogoniometrů je nízká cena a možnost pracovat s daty ihned po ukončení měření. Akcelerometrie nám dává možnost změřit zrychlení jednotlivých segmentů pomocí akcelerometrů. Podle jejich počtu je možné měřit v jedné nebo několika osách zároveň. Obecně pracují na principu měření odchylek v připojeném akcelerometru. Storboskopie využívá k záznamu pohybu rotující částečně propustný kotouč před čočkou objektivu a dochází tak k rozfázování pohybu v rámci jednoho snímku. Chronometrie
slouží
k zachycování
krátkých
okamžiků
pomocí
fotobuňky nebo ve spojení s dotykovým kobercem a spínači v botách jsme schopni určit přesnou dobu kontaktu chodidla s podložkou. (Janura, 2004), (Janura, 2012) Další metody jsou založené na přijímání například elektromagnetických, zvukových nebo optických signálů senzorem umístěným na analyzovaném objektu. V návaznosti na kapitolu o biomechanice připomínám, že stejně jako při dynamické analýze, tak při kinematické je nutné určit těžiště vyšetřovaného tělesa nebo jednotlivých segmentů. Další parametry jako hmotnost segmentu je možné na základě empiricky ověřených dat také určit z tabulek a srovnáním několika přístupů tak získat data, které by nebyla při pozdějším hodnocení příliš náchylná na chybu.
39
Detailněji se budu věnovat 2D a 3D kinematické analýze objektů moderními metodami v kombinaci s vyspělou kamerovou technologií a softwarovým vybavením.
3.1 Technika pro kinematickou analýzu Vždy, když používáme techniku k práci, je potřeba se dopředu zabývat technologickým pozadím a dobře porozumět problematice již od začátku tak, aby byla co nejvíce snížena možnost nutnosti opakovat měření kvůli nekvalitnímu datovému materiálu. Dále proto popíši několik základních skutečností nutných k pečlivému nastudování. Ačkoliv se již dnes setkáváme s kvalitními fotoaparáty v mobilních telefonech, upřednostňoval bych je pouze v případech krajní nouze a nutnosti vytvořit rychle záznam. Ke špičkové analýze budeme potřebovat nahrávací techniku, která bude splňovat i některá další kritéria. Jedním ze základních požadavků je rozlišení nahrávaného snímku. Zjednodušeně si ho lze představit jako malé jednotkové body, kterým je přiřazena jedna barva a na šířku a výšku obrazu mají jistý počet. Udávají tak i velikost fotografie nebo videa. V dnešní době se vysoké rozlišení stává standardem a má 1920 na 1080 obrazových bodů (pixelů). Pro běžnou analýzu se však spokojíme i s polovičním rozlišením. Vyšší rozlišení znamená možnost kvalitnější analýzy, ale ve většině případů také větší soubory pro analýzu a vyšší nároky na výpočetní techniku. Dalším rozhodujícím faktorem je počet snímků na vteřinu, které jsou nahrávány. Filmový formát má standardně 24 snímků a v extrému existují kamery schopné zachytit i stovky těchto snímků do vteřiny. Běžně dostupná technika se pohybuje na hranici 100 obrazových oken. Naše volba by měla vycházet z preference rozestupu jednotlivých snímků. Pokud budeme chtít například změřit odrazovou dobu při skoku dalekém, budeme chtít co nejjemnější dělení tak, abychom mohli dobu určit co nejpřesněji. Obecně platí, že čím rychlejší disciplínu vyhodnocujeme, tím větší frekvenci snímků bychom měli použít.
40
Při samotním natáčení je důležitou součástí rozmístění kamer. Vhodnost má zásadní vliv na kvalitu získaných dat. Měli bychom umisťovat kamery do dostatečné vzdálenosti od sledovaného objektu tak, aby byl celý pohyb zaznamenán kontinuálně bez nutnosti otáčení kamery nebo přibližování obrazu. Ale zároveň tak, aby byl pohyb rozeznatelný. Dbát na správné světelné podmínky tak, aby nebyla ovlivněna expozice obrazu. Neumisťujeme proto kameru pokud možno přímo proti slunku. Nedochází pak ke znehodnocováním záznamu zobrazením bílých ploch a naopak začerňováním tmavých míst. Se základními znalostmi fotografování, jako je nastavení clony, délky uzávěrky, citlivosti a expozice, by měly být výsledky dostačující. Při tomto typu analýzy je nejdůležitějším parametrem rychlost uzávěrky, která se řídí právě podle rychlosti prováděného pohybu. Neměli bychom zapomínat ani na pozadí za snímaným objektem. Jako nevhodné se jeví například nekontrastní oblečení, splývající horizont nebo příliš rušivé a necelistvé pozadí. Ruku v ruce jde také počasí a jeho změny. Mlha, déšť nebo sníh, které mění během chvilky podmínky pro natáčení. Tato problematika se samozřejmě vztahuje především na terénní měření a daleko lépe se dá uchopit při laboratorní práci. Bohužel se však daleko častěji musíme přizpůsobit okolním vlivům a práce v předem připravených podmínkách je spíše výjimečná.
3.2 Souřadné systémy Jakákoliv analýza si vyžaduje zavedení souřadnicového systému, podle kterého se rozlišují jednotlivé pozice. Ve 2D oblasti jsou body definovaný dvěma složkami a vytvářejí funkční záznamovou plochu. Zatímco ve 3D je hlavním prostor definovaný body se třemi složkami. V zásadě ještě rozdělené na globální systém (celý měřicí prostor) a lokální systém (v oblasti jednoho měřeného segmentu). Tyto kartézské souřadné systém mají své jednotkové systémy, ale při analýze je nutné zavést ještě kalibrační soustavu, která dle kalibračních tyčí bude odečítat například skutečné délkové jednotky v závislosti na vzdálenostním zkreslení natáčeného obrazu.
41
Kromě těchto kalibračních soustav (tyč pro 2D a prostorový objekt pro 3D) jsou na rozdíl od dvojrozměrného prostoru v trojdimenzionální soustavě potřeba dvě kamery ideálně svírající úhel 60 až 120 stupňů. S použitím dvou přístrojů souvisí také požadavek na dokonalé synchronizování obrazů. K tomu slouží propojení speciálními kabely a následné spouštění na jeden pokyn. Ve chvíli, kdy jsou nastaveny kamery a vydefinovány souřadné systémy se správným kalibrováním, je potřeba pomocí měřících bodu opatřit analyzovaný objekt. Jsou to jasně určené body pomocí speciálních značek. Ty jsou přilepeny na vytipovaná místa. Do značné míry se jedná o náročnou práci, jelikož správné určení jednotlivých bodu výrazně ovlivňuje správnost výsledků. K tomu je nutná právě dostatečná znalost anatomie a biomechaniky. Software funguje na principu sledování těchto bodů a kontinuálně pak může zaznamenat jejich trajektorii. Vždy stojíme o maximální kontrast těchto bodů. Systém totiž reaguje na základě sledování dané barvy a změně jeho pozice v čase. Zpětně je pak nutná kontrola pohybu, pokud došlo k záměně barvy a vykreslení nesmyslných trajektorií. (Sebera, 2012)
3.3 Chyby v měření Při aplikaci čisté statistiky docházíme vždy k závěru, že nelze pracovat stoprocentně správně a každé měření podléhá několika typům chyb, které jsme schopni v optimálním případě zmenšit na statisticky zanedbatelnou hodnotu. Během měření se setkáváme s následujícími chybami: Přístrojové, způsobené nepřesností měřících zařízení. Metodické, které souvisí se zvolenou metodikou získávání dat. Statistické, závisejících na přesnosti v rámci zpracovávání a použití nepřesných statistických metod. Teoretické, vznikajících nedostatečnou teoretickou přípravou před samotným měřením. Subjektivní, jež ovlivňujeme my sami při celém procesu.
42
Kromě těchto chyb se můžeme také setkat s proviněními proti samotnému správnému používání kamer. Základním kamenem správně naměřených dat, je požadavek na snímání objektu v čistě kolmé rovině ke směru pohybu. Stejný princip platí pro pohyb měřeného objektu, jenž by se měl po celou dobu měření pohybovat rovnoběžně s touto kolmou rovinou. Pokud k tomu nedojde, dochází ke zkreslení vlivem perspektivy a měřené úhly a vzdálenosti (odvozeně rychlost a zrychlení) jsou zkresleny. Důležitou roli hraje také počet kamer. Platí čím více správně umístěných a synchronizovaných kamer, tím lépe. V běžné praxi se však setkáme s maximálně 3 současně používanými kamerami. (Janura, 2004) Ať už se však dopustíme jakýchkoliv výše zmiňovaných chyb, pokud nejsou co do rozsahu zásadní, neměly by výrazně ovlivnit výsledky. Výraznější prohřeškem proti měření by bylo porušení přesnosti, opakovatelnosti a rozlišitelnosti naměřených dat. Vždy je nutné analýzu provádět alespoň v začátcích za dohledu nebo koncepčního vedení ze strany zkušenějšího kolegy.
3.4 Další typy analýz Analýzu lze chápat v obecném slova smyslu, a tak bych rád uvedl některé další případy pro získávání dat pro sportovní praxi. Jednou z nich je elektromyografie (EMG), která slouží k analýze zapojovaných svalů v průběhu pohybové aktivity. Funguje na principu změny elektrického potenciálu ve fungujícím a naopak relaxujícím svalu. Testovaný je napojen pomocí elektrod na vyhodnocovací počítač, který zobrazuje křivku podobnou EKG. Podlé síly signálu a časové osy tak můžeme zjistit zapojované svalové skupiny, jejich rychlost a intenzitu. Elektrody bývají ve většině případů povrchové, někdy se také využívají invazivní jehličkové, které jsou schopny odhalit aktivitu konkrétního svalu a nezahrnují do výsledků zapojované okolí. Zajímavým měřícím postupem z oblasti dynamických metod v návaznosti na techniku došlapu je dynamická plantografie, jejíž pomocí se dají zjišťovat tlaky chodidla na došlapové desce, a to v průběhu času. Základním prvkem systému je měřicí plošina opatřená tlakovými senzory, které jsou napojeny na počítač se specializovaným softwarem. Nastavitelná je i frekvence snímání 43
v závislosti na rychlosti pohybu tak, aby byly výsledky snadno interpretovatelné. Výsledky jsou přehledně graficky znázorňovány pomocí tlaků na chodidlo a veškerých možných úhlů s možností diagnostiky pronace či supinace ve třech příčně dělených segmentech chodidla. Jedná se o vynikajícího pomocníka pro odhalování dysbalancí, vlivu postavení těla na chodidlové tlaky a v neposlední řadě na správný výběr obuvi. Z dalších dynamických měření lze uvést například tenzometrické nebo piezoelektrické měření síly. (Janura, 2012)
Obr.6: Záznam tlaků chodidla na podložku (dynamická plantografie)
44
4
Diskuze Hlavním cílem práce bylo zpracovat v rámci rozsahu bakalářské práce
většinu základních znaků běžeckého sportu. Největší motivací bylo utřídit znalosti a informace z knih a zdrojů do formy, která by v ideálním případě dala naprostému běžeckému začátečníkovi komplexní nadhled. Lze říci, že jsem se snažil vytvořit výukovou publikaci sloužící k otevření dveří do dalšího zkoumání jednotlivých komponent běhu. V rámci práce jsem se potýkal především s vytvořením samotného konceptu tak, aby na sebe jednotlivé části navazovaly a postupně tak dokreslovaly celkový formát. Bylo zajímavé takto uvažovat a snažit se co nejlépe oddělovat nutně důležité od zbytečně složitého. Pro praxi jsem si během pasní uvědomil, jak by se každý běžec měl sebevzdělávat, a to i rekreační sportovci. Nestačí pouze obout maratonky a vyběhnout. Znalosti z oblastí morfologie, fyziologie nebo oblasti správného výběru bot patří ke komplexní vybavenosti běžce a jedině tak může dosahovat těch nejlepších zdravotních účinků. Tématika
analýzy
byla
zajímavým
exkurzem
do
technicko-
technologických možností, jaké dnešní doba přináší. A jistě i někteří amatérští sportovci z čistého zájmu tyto metody využívají a ještě tak posouvají svoje pohybové vzdělání dále.
45
5
Závěr Jasně stanovená struktura, vize a obsah práce splnily podle mého názoru
stanovené cíle. Snažil jsem se vyextrahovat ty nejdůležitější informace z historie běhu, technického zázemní, anatomických, biomechanických, antropometrických a dalších faktorů. Detailněji jsem se zabýval běžeckou technikou, jejími jednotlivými fázemi, samotným nácvikem, speciálními technikami běhu a abnormalitami. Na základě těchto sjednocených informací jsem zaujal určitý pohled k analýze běhu a dalším možnostem, které vyspělá technika nabízí. Možnost napsat takovouto práci pro mě byla přínosem a věřím, že po přečtení se může stát inspirací jak pro rekreační, tak i profesionální běžce k hlubšímu zamyšlení nad celkovým vnímáním běhu a jeho parametrů. Zároveň jsem v teoretické rovině položil základy praktickému testování vybraných parametrů na konkrétních měřeních, které by mohly na tuto práci navazovat. Ať už například srovnání běhu ve volné přírodě a na běžeckém trenažéru, sledování rozsahu pohybu dolních končetin v závislosti na rychlosti a mnoho dalších zajímavých studií.
46
Seznam použitých zdrojů [1] ČIHÁK, Radomír, Rastislav DRUGA a Miloš GRIM. Anatomie. 2., upr. a dopl. vyd. Praha: Grada, 2004, 673 s. ISBN 80-247-1132-x. [2] DOSTÁL, Emil. Didaktika školní atletiky: pro posluchače fakult tělesné výchovy a sportu. 2., přeprac. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1991, 260 s. [3] JANURA, Miroslav a František ZAHÁLKA. Kinematická analýza pohybu člověka. 1. vyd. Olomouc: Univerzita Palackého, 2004, 209 s. ISBN 80-244-09305. [4] JANURA, Miroslav. Metody biomechanické analýzy pohybu. 1. vyd. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci, 2012, 200 s. ISBN 978-80-2443261-8. [5] PAVLÍK, Josef. Vybrané kapitoly z antropomotoriky. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita, 2010, 86 s. ISBN 978-80-210-5144-7. [6] TVRZNÍK, Aleš, Miloš ŠKORPIL a Libor SOUMAR. Běhání: od joggingu po maraton. 1. vyd. Praha: Grada, 2006, 248 s. ISBN 80-247-1220-2. [7] VALENTA, Jaroslav, David VALERIAN a Svatava KONVIČKOVÁ. Biomechanika kosterního a hladkého svalstva člověka. Vyd. 1. Praha: Vydavatelství ČVUT, 1998, 156 s. ISBN 80-01-01734-6. [8] VINDUŠKOVÁ, Jitka. Abeceda atletického trenéra. 1. vyd. Praha: Olympia, 2003, 283 s. ISBN 80-7033-770-2. [9]
ZVONAŘ,
Martin,
Pavel
KORVAS,
Jiří
NYKODÝM
a
Lenka
BIEBERLOVÁ. Pohybové a zdravotní aspekty v kinantropologickém výzkumu. Vyd. 1. Brno: Masarykova univerzita, 2010, 166 s. ISBN 978-80-210-5176-8. [10] CYNTHIA, B. G. (2010, Feb 11). Running with a POSE training technique uses shorter strides, landing on the mid-foot instead of the heel, and wearing thinsoled shoes that simulate barefoot running. St.Louis Post - Dispatch. Retrieved from http://search.proquest.com/docview/403239872?accountid=16531 [11] Edwards, T. (2006, Mar 09). New running technique developed by calgary runners:
National
Post.
Retrieved
http://search.proquest.com/docview/330402244?accountid=16531
47
from
[12] BERNACIKOVÁ, Martina, Miriam KALICHOVÁ a Lenka BERÁNKOVÁ. Základy sportovní kineziologie. IS MUNI [online]. 2010 [cit. 2013-04-13]. Dostupné z: http://is.muni.cz/do/1451/e-learning/kineziologie/elportal/index.html [13] SEBERA, Martin. 2D a 3D analýza pohybu. IS MUNI [online]. 2012 [cit. 2013-04-13]. Dostupné z: http://is.muni.cz/do/fsps/e-learning/2D-3D-analyzapo/index.html [14] Pose tech [online]. 2009 [cit. 2013-04-13]. Dostupné z: http://posetech.com/ [15] TVRZNÍK, Aleš. Revoluční technika běhu: pose running. In: Běhej.com [online]. 2007 [cit. 2013-04-13]. Dostupné z: http://www.behej.com/clanek/888revolucni-technika-behu-pose-running
48
Seznam obrázků Obr.1: Historický diagnostický běžecký pás ......................................................... 12 Obr.2: Systémy krytí energie v závislosti intenzita zatížení/čas ........................... 18 Obr.3: Silový rozbor A.......................................................................................... 21 Obr.4: Silový rozbor B .......................................................................................... 21 Obr.5: Ideální forma došlapu (Tvrzník, 2006) ...................................................... 28 Obr.6: Záznam tlaků chodidla na podložku (dynamická plantografie)................. 44
49
Resumé Bakalářská práce je založena na teoretickém zpracování většiny základních parametrů běhu, jeho techniky a analýzy. Zabývá se technickými podmínkami a tělesnými parametry běhu. Dále zpracovává techniku běhu a jeho nácviku, včetně speciálních technik. Pro doplnění udává nejdůležitější parametry a druhy analýz běhu. The Bachelor’s thesis is based on a theoretical treatment of most of the basic parameters of running, its techniques and analysis. It deals with the physical specifications and parameters of running. It also covers the field of running technique and training, including special techniques. To make the view complete, it indicates the most important parameters of different types of running analysis.
50
