Päkiäjuoksu vähentää polven kuormitusta

Päkiä-/paljasjalkajuoksusta on tullut suosittua juoksun harrastajien keskuudessa. Eräs syy suosioon lienee väite, jonka mukaan alaraajan kuormitus pienenee ja sen myötä rasitusvammojen riski vähenee.

Tuore tutkimuksemme, joka toteutettiin UKK-instituutin urheiluvammaprojektissa, osoittaa väitteet päkiäjuoksun vähäisemmästä kuormituksesta osittain oikeiksi.  Havaitsimme, että päkiäjuoksijoilla polveen kohdistuva kuormitus oli kantajuoksijoita pienempi [1]. Tutkimuksemme myös vahvistaa aiemmin tehtyjä havaintoja siitä, että päkiäaskelluksessa jalkaan kohdistuvat törmäysvoimat vähenevät [2], mutta sen sijaan akillesjänteen ja pohjelihasten kuormitus lisääntyy [3].

Päkiäjuoksijoiden 16 % matalampi polven kuormitus selittyy sillä, että törmäysvoimat vaimennetaan sekä polvea että nilkkaa koukistamalla. Sen sijaan kantajuoksussa iskunvaimennus toteutetaan lähes pelkästään polven avulla (ks. oheinen video), jolloin suurempi reiden lihasten voima välittyy polvilumpion rustopintaan nostaen nivelkuormituksen suuruutta.

 

Toisen äskettäin julkaistun tutkimuksen mukaan polven kuormitus vähenee 12 % pelkästään sillä, että otetaan kengät pois ja juostaan paljain jaloin [4]. Kyseinen tulos perustuu päkiävoittoisempaan askellukseen ja edellä mainittuihin mekanismeihin. Päkiävoittoisempi askellus johtuu siitä, että paljain jaloin juostessa pyritään tavallisesti välttämään kantatörmäystä erityisesti kovalla alustalla juostaessa (Figure 1) [5].

Image

Näillä havainnolla voi olla tärkeä merkitys juoksuvammojen ehkäisyssä, sillä vuositasolla keskimäärin puolet juoksun harrastaja kärsii rasitusvammoista, joista yleisimpiä ovat juuri polven ylikuormituksesta johtuvat kiputilat [6]. Päkiäjuoksun pienemmästä polven kuormituksesta saattaakin olla hyötyä erityisesti silloin, kun polvikipu haittaa juoksun harrastusta.

Tätä ajatusta tukee myös aikaisempi tutkimus, jossa päkiäjuoksijoilla havaittiin vähemmän polven ja lonkan vammoja verrattuna kantajuoksijoihin [7]. Nilkan ja säären vammoissa ei havaittu eroja juoksutyylien välillä. Sen sijaan Ridge ym. (2013) havaitsivat, että 10 viikon harjoittelujakson jälkeen joka toisella (10/19) Vibram FiveFinger -paljasjalkatossua käyttävällä koehenkilöllä oli selkeitä rasitusmuutoksia jalkaterän luissa. Tavallista juoksujalkinetta käyttävillä niitä havaittiin vain yhdellä yhdeksästätoista koehenkilöstä [8]. Tutkijoiden mukaan muutokset olivat merkki suurentuneesta rasitusmurtumien riskistä. Tutkimuksessa huomioarvoista oli myös se, että FiveFinger ryhmällä juoksumäärä oli selvästi vähäisempi kontrolliryhmään määrään verrattuna (FIGURE 1.).

Image

Yhteenveto:

Päkiäjuoksutekniikalla voidaan vähentää polven kuormitusta. Samalle kuitenkin akillesjänteen, pohjelihasten ja jalkaterän kuormitus lisääntyy. Tämä tulisi huomioida päkiäjuoksuun siirryttäessä. Ridge ym. tutkimus antaa viitteitä siitä, että paljon viikossa juoksevien henkilöiden, jotka siirtyvät FiveFinger tossuun, tulisi aluksi vähentää juoksumääriä yli puolella aikaisemmasta [8].

Juha-Pekka Kulmala, biomekaniikan tohtoriopiskelija

Tutkimuksesta uutisoi myös New York Times: http://well.blogs.nytimes.com/2013/10/16/pounding-pavement-by-heel-or-toe/

Lähteet:

  1. Kulmala ym. Med Sci Sport Exerc. 2013 Jun 6
  2. Lieberman ym. Nature. 2010 Jan 28;463(2780)
  3. Perl ym. Med Sci Sport Exerc. 2012 Jul;44(7)
  4. Bonacci ym. Br J Sports Med. 2013 Jul 13
  5. Herzog, W. 1978. Thesis Dissertation. ETH.
  6. van Mechelen. Sports Med. 1992 Nov;14(5)
  7. Daoud ym. Med Sci Sports Exerc. 2012 Jul;44(7)
  8. Ridge ym. Med Sci Sport Exerc. 2013 Jul;45(7)

9 thoughts on “Päkiäjuoksu vähentää polven kuormitusta

  1. Onko sitä vielä tutkittu, miten paljasjalkajuoksu vaikuttaa selkävaivoista kärsivien juoksuun? Pienentäisiköhän jalan tehokkaammin toimiva iskunvaimennus selkään kohdistuvaa rasitusta niin paljon, että esim. välilevyn pullistumasta toipuva voisi jatkaa juoksemista.

  2. Hei, ei ole tullut sellaista tutkimusta vastaan, jossa olisi tarkasteltu eri juoksutyylien vaikutuksia selkävaivoihin. Mutta kyllä päkiäjuoksun törmäysvoimia vähentävä vaikutus voisi auttaa näissä vaivoissa..

  3. Monien kevytjalkineita valmistavien mallistosta löytyy iskunvaimennettuja, mutta ohutpohjaisia jalkineita. Osassa näistä malleista löytyy päkiä- ja paljasjalkajuoksulle soveltuva pohjan profiili. Ns. Zero drop -alusta, kiertolöysä runko, varvastilavuutta leveys- ja korkeussuunnassa sekä huolellinen kiinnitysmekanismi. Pohjan paksuuden osalta tuo iskunvaimennusmateriaalin osuus luo tekniikkamuutokseen perehtymättömälle juoksijalle suopeamman lähtökohdan.

    Hypoteesina olkoon erään valmistajan kevyjalkinemallin pohjan paksuus, n.8mm kengän etu- ja takaosalla. Kuvitellaan että tällaisessa kengässä väistämättä seuraisi askelluksen sekä jalkaterän rakenteiden progressiivinen adaptoituminen kohti haluttua juoksutyyliä. Esimerkiksi näin:

    Käytön alussa pohjan paksuus saa aikaan alustasta välittyvän iskun vaimentumisen. Jalkapöytäluiden päät vastaanottavat paljasjalkaa lievempänä niihin kohdistuvat iskut ja voivat vahvistua/muovautua. Samaan aikaan juoksija voi siirtyä juoksutekniikassa kantapään esikuormituksesta jalkaterän keskiosan kuormitukseen. Tällöin akillesjänne sekä pohjelihaksisto ehtii mukaan askelmuutokseen ja tottuu uuteen nivelkulmaan sekä lihastyöhön. Pohkeiden eksentrinen lihastyö ( sekä akillesjänteen venytyksen yhteydessä varastoima potentiaalienergia) voidaan valjastaa turvallisesti uuteen liikemalliin. Jalkineiden käytön myötä iskunvaimennus kuoleentuu n. 900-1200km kuluessa (riippuen käyttöasteesta ja harjoittelun monimuotoisuudesta). Mikäli jalkineet ovat muuten käyttökelpoiset, voidaan niitä käyttää edelleen, sillä keho on ehtinyt tottua jo usean kuukauden aikana muutokseen ja iskunvaimennuksen vähentyessä ja kengän löystyessä entisestään on paljasjalkajuoksu lähempänä totuutta ilman jalkaterveydellisiä riskejä (terävät esineet jne..)

    Tämä oli ajatusleikkinä päässäni jo kun artikkelianne selaisin. Miten näet luisien rakenteiden adaptoitumisen uudenlaiseen ärsykkeeseen jalkaterän alueella? Voisiko jalkapöytäluiden tiheys parantua ulkoisten ärsykkeiden kautta kun itse ärsykkeet ovat ns. Kohtuuden rajoissa (kuten todistetusti on nähtävillä kolmiloikkaajien vs. Uimareiden sääriluun tiheydessä)? Mikäli näin olisi? Pienentäisikö tämä jalkaterän pienten luoden hiusmurtumariskiä?

    Kiitos hyvästä tutkimuksesta!

  4. Minimalistijalkineitakin alkaa tosiaan olla joka lähtöön. Täysin vaimentamattomilla tossuilla juoksija yleensä itse muuttaa askelluksen päkiälle. Zero-drop jalkineilla pohjan vaimentava materiaali sallii myös kantajuoksun, mutta tällöin ohuemman pohjan myötä törmäysvoimat lienevät suurempia: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23877378

    Tämän perusteella zero-drop -kengillä juoksevan kannattanee pyrkiä päkiävoitoisempaan askellukseen. Jalkineen pohjamateriaalilla voitaneen vähentää päkiän alueen maksimikuormituksia, jolla näin ollen voisi olla rasitusmurtumilta suojaava vaikutus. Asiaan saataneen tutkimusnäyttöä lähiaikoina!

  5. Päteeköhän tuo myös selän osalta, sillä tiedän ihmisiä joille juoksu perinteisellä vaimennetulla kengällä on selkäongelmien vuoksi mahdotonta, mutta vaimentamattomalla kengällä sujuu hyvin? Tai ehkä siinä on myös jokin muu biomekaaninen vaikutusketju takana erilaisen lihasaktiivisuuden vuoksi?

  6. Hmm. Mistähän se jalkaterän nivelrikko sitten tulee? Aikaisempina vuosina muuten, päkiäjuoksu oli julistettu pannaan ja se oli ”hienostelua”. Toisaalta esim. Paavo Nurmen päkiäjuoksuaskelta siinä kuuluisassa patsaassa on kyllä liioiteltu.

  7. Kääntääkseni katseen hetkeksi pois ensimmäisestä kontaktista (nopeasti nousevasta voimasta, muutaman sadasosan ”hitaammin” vastaanotettavaan ja kuitenkin suurempaan voimaan eli) keskitukivaiheeseen.

    Voisiko juoksioiden rasitusvammojen yksi suuri ratkaisu löytyä sittenkin suurten reisilihasten happotasapainon muutoksesta johtuvasta heikentyneestä suorituskyvystä, jolloin eksentrinen kontrolli heikkenee joka johtaa..:
    – voimat nousevat selkään asti
    – polven tuki heikkenee
    – patellajänteen rasitus kasvaa
    – säären kudosten rasitus kasvaa kompensaationa pitkän aikavälin muutosten seurauksena

    http://www.barefootrunning.fas.harvard.edu/4BiomechanicsofFootStrike.html

    todettiin, että:

    Note that the peak force at midstance is the same for both kinds of gaits. This peak reflects the ground reaction force when the body’s center of mass is at its lowest point. Because peak force at midstance rises slowly, it is probably less related to injury.

    Mitäs jos tämä juoksunsyklin aikana esiintyvä ”hidas” suurin voima sittenkin on niiden kehon rakenteiden toistuvien ponnistusten aikaansaaman hajoamisen syy? Onko meidän keskustelumme ensimmäisen kontaktin merkityksestä ja juoksutekniikasta turha?

    Ei tietenkään, mutta haluaisin nähdä painopisteen siirtymistä keskustelussa eteenpäin, koska on kaiketi myös nähtävissä, että kanta ja päkiä juoksussa on molemmissa omat ongelmalliset realiteettinsa. Sen sijaan jos yhdistämme urheilijoiden vammahistorian ja juoksun analyysin, voimme saada arvokasta tietoa juuri yksilön biomekaniikan ongelmista ja jo koettujen tilanteiden aiheuttamista muutoksista liikkumisen laadussa.

    Juoksun sykliä analysoitaessa kehottaisin tarkastelemaan juoksijaa mm. frontaalitasolla selkäpuolelta ensimmäisen kontaktin ja keskitukivaiheen kohdalla. Tästä kulmasta on mielestäni nähtävissä selvästi kineettisen ketjun muutokset keskitukivaiheessa, kun taas ensimmäisellä kontaktilla muutoksia ei juurikaan ole havaittavissa. Tämä johtunee siitä, että kehon paino ei ole vielä laskeutunut raajan päälle.

    Edellä mainituin perusteluin uskallan väittää, että keskitukivaiheen voima ei nouse oleellisesti ”hitaammin” kuin ensimmäisen kontaktin reaktiovoima. Sen sijaan kudosten ylirasittumisen aiheuttaa keskitukivaiheessa raajan päällä oleva n. 2,5 kertainen kehon massa ja tämän ilmiön toistuminen.

    Lisäksi oleellisena tekijänä reisien lihaksiston toiminnan heikentyminen juoksun lajinomaisten tekijöiden seurauksena. Näitä tekijöitä ovat mm. tasainen intensiteetti, suuret volyymit, juoksu alusta ja tietenkin yksilölliset kehon koostumukselliset ja valmiudelliset tekijät.

    Lisäksi mieltäisin reisien eksentrisen kontrollin ja keskivartalon hallinnan harjoittamisen helpommiksi ja turvallisemmiksi toimenpiteiksi, kuin kanta tai päkiä juoksu tekniikoiden muutos prosessit.

  8. Olen kanssasi samaa mieltä siitä, että reaktiovoiman perusteella juoksijan vammariskiä on melko vaikea ennustaa. Jonkin verran tutkimusnäyttöä löytyy alkukontaktin vertikaalivoiman ”loading rate” -arvon ja säären rasitusmurtumariskin välisestä yhteydestä. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20846765

    Näyttö on kuitenkin suhteellisen heikko, ja myös vastakkaisia tuloksia löytyy. http://bjsm.bmj.com/content/45/4/328.2.abstract
    http://journals.lww.com/co-ortho/Abstract/1997/12000/Impact_forces_in_running.7.aspx

    Näitä ristiriitaisia tuloksia saattaa selittää erilaiset koehenkilöryhmät, erot juoksutaustassa, juoksualustassa, jalkineissa jne.

    Vaikka reaktiovoima kertookin jalkaan kohdistuvasta kuormituksesta, sen perusteella on kuitenkin vaikea arvioida esim. yksittäiseen niveleen tai muuhun alaraajan rakenteeseen kohdistuvan kuormituksen suuruutta. Esimerkisi polviniveleen kohdistuvasta kokonaiskuormituksesta (joint contact force) suunnilleen 1/3 muodostuu reaktiovoimasta ja 2/3 nivelen ylittävien lihasten supistumisvoimasta.

    Koska juoksutekniikan muutoksilla voidaan siirtää kuormitusta polvesta nilkaan (päkiäjuoksu) tai päin päinvastoin (kantajuoksu), lienee tällä vaikutusta vammariskiin (kokonasimäärä voi tosin pysyä samana, mutta vammojen sijainti muuttua).

    Nivelvoimien selvittämiseksi tarvitaan tietoa eri rakenteiden ominaisuuksista kuten jänteiden vipuvarsista, nivelten kontaktipinta-aloista jne. Lisäksi tarvitaan biomekaanista mallinnusta lihasvoimien suuruuden laskemiseksi.

    Vaikka em. menetelmät ovat monimutkaisempia kuin pelkkä reaktiovoimamittaus, uskon niiden avulla määritettävän kuormituksen olevan mahdollisesti reaktiovoimaa paremmin yhteydessä rasitusvammojen esiintyvyyteen. yksi mahdollisuus myös on se, että vammariksiin vaikuttaa kuormitusta enemmän yksilöllinen vaihtelu eri rakenteiden kestokyvyssä/harjoitettavuudessa.

    Poikkeavan frontaalitason mekanikan on pikään ajateltu olevan yksi keskeinen riskitekijä juoksuvammoissa ja jonkin verran tästä on näyttöä ainakin polven kohdalla: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23274607

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s