Ali so današnji rekordi v maratonu res posledica boljše pripravljenosti?
Ideja za ta blog je nastala ob prebiranju znanstvenega članka z naslovom »Modeliranje: Optimalna maratonska zmogljivost na podlagi fizioloških dejavnikov«. Avtor Michael J. Joyner je raziskoval, kako posamezni fiziološki dejavniki in njihove medsebojne povezave vplivajo na maratonsko zmogljivost. Predlagal je zanimiv model, ki predpostavlja, da lahko s poznavanjem tekačevih vrednosti:
VO2max,
delne porabe kisika
ter ekonomije teka
v grobem napovemo njegov potencialni rezultat na maratonski razdalji.
Enačba Joynerjevega modela za napovedovanje maratonske hitrosti
Enačba temelji na precej solidni teoriji, v katero se tokrat ne bomo podrobneje spuščali. Ključno pa je razumeti, da ima potencialno veliko praktično vrednost. Taktična priprava na maraton je namreč izjemno pomemben element tako pri rekreativnih kot pri vrhunskih tekačih. Občutek, kako hitro si dejansko sposoben preteči razdaljo, se v mesecih intenzivne priprave ob nakopičeni utrujenosti zaradi treningov pogosto popolnoma zabriše. Na dan tekme tako praktično ni tekača, ki ne bi imel vsaj kančka dvoma, ali je izbrani tempo morda preveč optimističen ali pa celo preveč konservativen.
Če bi torej s kratkim obiskom športnega laboratorija lahko izmerili ključne fiziološke parametre Joynerjevega modela, jih vstavili v enačbo in »puff« prejeli natančen tempo za maraton, bi bila to velika dodana vrednost. Nedvomno bi bila to tudi boljša alternativa nekaterim terenskim testom, ki na primer predpostavljajo, da če lahko 5 km ali 10 km pretečeš s tempom »x«, potem bo tvoj maratonski tempo samodejno nekje med »x« in »y«, kar je pogosto precej nenatančno.
V zaključku študije je Joyner tudi napovedal najhitrejši možen čas, ki bi ga človek teoretično lahko dosegel na maratonski razdalji. Joynerjev model je napovedal, da bi lahko hipotetični tekač, čigar VO2 max znaša 84 ml/kg/min, laktatni prag 85 % VO2 max in ki ima izjemno ekonomijo teka, pretekel maraton v času 1:57:58!
Študija je bila mimogrede objavljena leta 1991 – v času, ko je svetovni rekord znašal 2:06:50. Nedotaknjen je ostal kar deset let, vse od 1988 do 1998.
To je lahko pomenilo le eno od dveh možnosti:
Joynerjev model ne zajema vseh omejitvenih dejavnikov dolgotrajnega vzdržljivostnega teka in zahteva nadaljnjo nadgradnjo.
Bistvene izboljšave v maratonski zmogljivosti so fiziološko mogoče.
Nekateri so verjeli v bolj optimistično možnost, drugi pa so vanjo močno dvomili. Lahko si predstavljamo, da je z vsakim letom nepremaganega rekorda vse več ljudi prestopilo na stran pesimistov.
Kljub temu pa vprašanje, kje se končajo meje človeške zmogljivosti, ni nikoli izgubilo zanimanja splošne javnosti, kot tudi znanosti. Nasprotno, postalo je le še bolj privlačno. Na to temo je tako bilo napisanih ogromno medijskih prispevkov in znanstvenih člankov, ki so vsak po svoje poskušali obravnavati na to fiziološko kot tudi filozofsko vprašanje. Ta, ki ga sedaj berete bo tako le še eden izmed teh. Upam pa da bo vseeno poseben in zanimiv saj bo v ospredje vprašanja meja človeške zmogljivosti postavil vpliv tehnologije. Natančneje, kako so inovacije v tekaški obutvi, ki je danes na voljo praktično vsem tekačem, drastično spremenile trende svetovnih maratonskih rekordov. No, v resnici je bil vpliv tekaške obutve prisoten tudi pri rekordih na krajših razdaljah, vse do 5 km. A dejstvo, da je z daljšanjem razdalje postajal vpliv obutve vedno večji, je povezano z vprašanjem, na kateri fiziološki parameter iz Joynerjevega modela tekaška obutev dejansko vpliva.
Prispevek bo sestavljen iz dveh delov. V prvem delu bomo:
Podrobneje pogledali trende svetovnih rekordov v maratonu.
Predstavili študije, ki so preučevale vpliv tekaške obutve na tekaško zmogljivost.
Kritično ovrednotili Joynerjev model.
V drugem delu pa se bomo podrobneje posvetili omenjenim fiziološkim parametrom Joynerjevega modela, s posebno pozornostjo na izboljšanju ekonomije teka na račun inovativne tekaške obutve.
Prvi del
Če preskočimo v današnje čase, bi lahko rekli, da so imeli optimisti bolj prav kot pesimisti. Trenutno namreč kot uradno priznani svetovni rekord velja čas 2:00:35, ki ga je dosegel kenijski tekač Kelvin Kiptum, ki pa je na žalost v preteklem letu skupaj s svojim trenerjem tragično izgubil življenje. V primerjavi z 10-letnim nepremaganim rekordom (od leta 1988 do 1998) etiopskega tekača Belayneha Densama se je torej rekord izboljšal za dobrih 6 minut!
Če bi vas vprašali, kaj je botrovalo temu napredku, bi bili odgovori najverjetneje intuitivno vezani na: boljše načine treniranja, optimizacijo prehrane, razumevanje človeške fiziologije itd. Danes je namreč splošno prepričanje, da so v vrhunskem športu optimizirane še najmanjše stvari, ki bi lahko vplivale na rezultat. Malokdo bi najprej pomislil na tekaško obutev, aerodinamična oblačila, boljšo strategijo s pomočjo tempa tekačev ali izbiro optimalnega okolja in pogojev za dolgotrajni tek. S tem smo v grobem dobili dve kategoriji, ki sta vplivali na napredek. To so fiziološki in nefiziološki faktorji. Lahko bi ju poimenovali tudi kako drugače, ampak bistvena razlika je v tem, da gre pri prvi kategoriji za dejansko izboljšanje teka na račun izboljšane človekove fiziologije, medtem ko gre pri drugi za manipulacijo zunanjih dejavnikov.
Mislim, da nikoli ne bomo mogli točno določiti, koliko napredka je bilo na račun fizioloških in nefizioloških dejavnikov, ampak zgolj to, kateri so bili prevladujoči. Morda pa optimisti le niso imeli popolnoma prav in je resnica nekje vmes?
Če primerjamo trend maratonskih rekordov med letoma 2008 in 2014, opazimo položno, skoraj linearno premico. Po tem letu pa se zgodi nekaj, kar bi matematično lahko opisali skoraj kot eksponentno krivuljo. Težko je verjeti, da bi bil ta nenadni preobrat rezultat nove revolucionarne metode treniranja ali skrivnostnega trenerja, ki bi tekače čez noč dvignil na novo raven pripravljenosti. Ob taki neverjetni razlagi se moramo spomniti na kontroverzne olimpijske igre v Riu de Janeiru leta 2016, kjer se je začela nova doba teka. Na tem tekmovanju so namreč prvi trije maratonci tekmovali v prvih prototipnih športnih copatih s karbonskim podplatom, proizvedel pa jih je njihov glavni sponzor. Govorimo seveda o modelu Nike Vaporfly 4, predhodniku modela Alphafly NEXT, v katerem je Eliud Kipchoge tri leta kasneje na Dunaju kot prvi človek pretekel maraton s časom pod dvema urama.
A ta rezultat, čeprav zgodovinski, ni bil priznan s strani svetovne atletske organizacije World Athletics, prav zaradi vnaprej prirejenih pogojev in manipulacije z zunanjimi dejavniki. Mnogi kritiki so tako te tekače obtožili tehnološkega dopinga, saj so imeli, pod okriljem glavnega sponzorja Nike, edini dostop do teh tekaških copatov in s tem domnevno nepošteno prednost pred konkurenco. Da so bili prav copati tisti, ki so prinesli odličja, je postalo več kot očitno že nekaj mesecev kasneje, ko je obutev Nike Vaporfly 4 postala tudi komercialno dostopna.
Kot je razvidno iz spodnjega grafa, se je število tekačev in tekačic, sposobnih preteči izjemno zahtevne čase, čez noč strmo povečalo.
Kako je lahko navidezno tako majhna sprememba, kot je tekaška obutev, privedla do novih standardov, je težko razumeti in razložiti, ampak točno to bomo v nadaljevanju poskusili narediti. Na kratko pa, če se vrnem na ključne fiziološke dejavnike Joynerjevega modela, se je to zgodilo zaradi izboljšanja ekonomije teka! Ta je izjemno pomembna za uspeh v vzdržljivostnem teku, čeprav se o njej govori bistveno manj kot na primer o VO2 max.
Pregled raziskav o učinkih sodobne tekaške obutve na ekonomijo teka in tekaško zmogljivost
Po nekaterih ocenah naj bi tekaški copati s karbonskim podplatom na maratonski razdalji prinesli 2–4 % prednosti v primerjavi s tradicionalno tekaško obutvijo! Na primer, v opazovalni študiji Guinessa in sodelavcev (2020) so ugotovili, da je 75 % od 308 elitnih tekačev, ki so prešli na tekaške copate s karbonskim podplatom, izboljšalo maratonski čas, in sicer za 1,5–2,9 % (približno 2 do 4 minute).
Te podatke je treba vzeti s ščepcem skepticizma, saj imajo opazovalne študije mnoge pomanjkljivosti in omejitve. Kot pove že samo ime, pri tovrstnih študijah raziskovalci zgolj opazujejo in analizirajo podatke, da bi odkrili morebitne povezave med spremenljivkami in ne nujno, da bi odkrili vzročnost. V tem primeru bi bilo lahko izboljšanje časa na maratonu posledica prilagajanja treningov, telesne sestave ali drugih dejavnikov in ne nujno posledica izbire tekaške obutve. Zato se pri raziskovanju kateregakoli področja, če je le mogoče, vedno želimo opreti na randomizirane kontrolirane študije. Pri tej vrsti študij raziskovalci udeležence naključno razdelijo v dve ali več skupin, pri čemer pod nadzorom spreminjajo pogoje, ki jih želijo preučiti.
*Primer take raziskave smo pred kratkim naredili v našem centru. Raziskovali smo učinek aktivnega hlajenja na vzdržljivost kolesarjenja v notranjem prostoru.
Oglejmo si po mojem mnenju izjemno elegantno zasnovano randomizirano kontrolirano študijo raziskovalcev Kyla R. Barnesa in Andrewa Kildinga (2018), ki ponuja empirične dokaze o vplivu različne tekaške obutve na ekonomijo teka in posledično zmogljivost. V tej študiji so bili uporabljeni in primerjani naslednji tekaški copati:
– Nike Vaporfly 4 (čevelj s karbonskim podplatom).
– Nike Zoom Matumbo 3 (copati za sprint).
– Adidas Adizero Adios 3 (popularni tekaški copati, s katerimi so bili doseženi mnogi maratonski rekordi pred Nike Vaporfly 4).
– Nike Vaporfly 4 so po teži izenačeni z Adizero Adios 3.
Ti čevlji so se razlikovali v višini pete, višini sprednjega dela, v materialih podplata, kot tudi ostalih delov čevlja.
Preizkusilo jih je 24 udeležencev študije – izjemno dobro treniranih tekačev (12 moških in 12 žensk). Njihov povprečni VO2 max je znašal 74,5 ml/kg/min pri moških in 62,1 ml/kg/min pri ženskah. Povprečni osebni rekord na 5 km pa je bil pri moških 14:35 ± 38 s, pri ženskah pa 16:64 ± 51 s.
Vsak udeleženec je opravil tri obiske, pri čemer je bil prvi namenjen spoznavanju s postopkom, ki so ga nato izvajali pri drugem in tretjem obisku. Na kratko je bil postopek videti tako, da so udeleženci po ogrevanju štirikrat tekli petminutne intervale pri različnih hitrostih (od 14 km/h do 18km/h), med katerimi so si zamenjali obutev v naključnem vrstnem redu. Medtem so raziskovalci s pomočjo laboratorijske opreme in pripomočkov merili privzem kisika, koncentracijo laktata in srčni utrip.
Rezultati?
Nike Vaporfly 4 – čevelj s karbonskim podplatom je absolutni zmagovalec. V primerjavi z vsemi drugimi obutvami in pri različnih hitrostih je v povprečju izboljšal ekonomijo teka za kar 4,2 +/- 1,2 %!
Očitno izboljšanje lahko opazimo, ne da bi se poglabljali v podrobnosti statistike. V zgornjem grafu imamo na osi y ekonomijo teka (izraženo v ml/kg/min), medtem ko sta na osi x hitrost in tekaška obutev. Obutev Nike Vaporfly 4 (NVF) je označena z modro piko, na skrajni desni pri vsakem izmed stolpcev. Kot vidimo, je pri teku s temi čevlji – ne glede na hitrost – poraba kisika na splošno nižja, kar pomeni boljšo ekonomičnost.
Smiseln pomislek bi bil, v kolikšni meri (če sploh) lahko te rezultate prenesemo na rekreativne do dobro trenirane tekače. Velikokrat namreč naredimo napako pri prehitrem posploševanju ugotovitev študije, ne da bi dobro razmislili, kakšna je bila populacija udeležencev raziskave. Na srečo pa imamo tudi nekaj študij z dobro treniranimi a ne vrhunskimi tekači, ki nam lahko podajo odgovore.
Na primer, v študiji Salamanca s sodelavci (2023) je sodelovalo 12 izkušenih tekačev (povprečni čas na 10 km: 35:11 ± 2:37), ki so opravili dva intervalna treninga po 5 × 1000 m z 90-sekundnim odmorom. Trening so izvedli Nike ZoomX Vaporfly Next% 2 - novejši različici prej omenjenega modela v običajni tekaški obutvi.
Rezultati?
Izvedba intervalnega treninga se je z uporabo Vaporfly izboljšala za 2,4 % v primerjavi s klasično obutvijo. Čeprav ekonomije teka niso neposredno merili s spirometrijo, so izvedli biomehansko analizo, ki je pokazala podobne pozitivne spremembe v gibanju kot v študijah na vrhunskih tekačih. Te spremembe so se jasno odrazile v izboljšani izvedbi treninga.
Zaključek
Zaključek obravnavanih študij je jasen: čevlji s karbonskim podplatom pomembno prispevajo k izboljšani zmogljivosti tako pri rekreativnih kot profesionalnih tekačih z vplivom na izboljšano ekonomijo teka. V kolikšni meri to pojasnjuje trend rekordov na praktično vseh razdaljah od 5 km do 42 km, je težko oceniti ob upoštevanju ostalih dejavnikov, kot je izbira optimalnih pogojev in okolja. Na primer, kar 8 od zadnjih 10 svetovnih rekordov v maratonu je bilo postavljenih na Berlinskem maratonu. Gre za skoraj popolnoma ravninsko traso z minimalnimi ovinki, ki tekačem omogoča enakomeren tempo teka od začetka do cilja. Poleg tega so konec septembra v Berlinu običajno temperature in vlažnost zelo blizu optimalnim pogojem za dolgotrajni tek.
Če bi vsem tekačem dali enako tekaško obutev in izenačili zunanje pogoje, bi bilo zelo težko reči, ali so današnji tekači boljši od tistih iz preteklosti. Vemo pa, da fiziološke vrednosti VO2 max in druge danes niso višje od tistih, ki so jih že leta 1991 navajale študije, kot je Joynerjeva.
»Pa je res, da lahko današnje zbiranje fizioloških podatkov vzdržljivostnih športnikov enačimo s kakovostjo podatkov izpred 30 let?« je bil le eden od mnogih komentarjev, ki mi jih je med pisanjem in obravnavanjem te tematike zastavil Simon. In preprosto moral sem ga vključiti v zaključek.
S tem komentarjem je želel opozoriti, da nam sodobna laboratorijska oprema omogoča natančnejše zbiranje podatkov z manjšimi merskimi napakami, v primerjavi z opremo iz osemdestih in devetdesetih let prejšnjega stoletja. Poleg tega imamo danes (vsaj na papirju) bolj standardizirane protokole za določanje fizioloških parametrov, če jih raziskovalci dosledno upoštevajo.
Hipotetično bi to lahko pomenilo, da so študije iz preteklosti zaradi večjih merilnih napak in manj natančnih protokolov določanja fizioloških parametrov precenile treniranost tekačev. Na primer, v sodobnejši študiji vodilnega raziskovalca Andrewa M. Jonesa (2020), ki je vključevala 16 svetovnih poklicnih tekačev iz projekta Breaking2 podjetja Nike, so bile povprečne vrednosti VO2 max in delne porabe kisika drugačne od tistih, o katerih je Joyner poročal kot o povsem pričakovanih za elitne tekače. Povprečni VO2 max teh tekačev je znašal 71,0 ± 5,7 ml/kg/min, medtem ko je delna poraba kisika znašala 92 ± 3 % VO2 max.
Kaj to pomeni za prihodnost športa, če bodo minimalne razlike med uspehom in neuspehom vse bolj odvisne od tehnoloških inovacij, pa je veliko moralno vprašanje. Ko se je pojavil prvi prototip tekaškega čevlja s karbonskim podplatom, številne današnje regulacije še niso bile jasno opredeljene in zato so bili v slabšem položaju vsi tisti tekači, ki do teh čevljev takrat niso imeli dostopa. Če organizacije, ki definirajo pravila igre, ne bodo korak pred proizvajalci opreme, bomo tako verjetno še kdaj priča podobni zgodbi, kot se je zgodila na olimpijskih igrah v Riu de Janeiru.
Ali so torej današnji rekordi v maratonu res posledica boljše pripravljenosti, bo ostalo vprašanje, na katerega ne moremo odgovoriti z gotovostjo. Najverjetneje pa so razlike med današnjimi prvaki in tistimi iz preteklosti v večji meri rezultat optimizacijskih in ne fizioloških dejavnikov.
Viri
Študije:
- Barnes KR, Kilding AE. A Randomized Crossover Study Investigating the Running Economy of Highly-Trained Male and Female Distance Runners in Marathon Racing Shoes versus Track Spikes. Sports Med. 2019 Feb;49(2):331-342. doi: 10.1007/s40279-018-1012-3. PMID: 30374945.
- Guinness, J., Bhattacharya, D., Chen, J., Chen, M., & Loh, A. (n.d.). An observational study of the effect of Nike Vaporfly shoes on marathon performance. Retrieved from: https://arxiv.org/abs/2002.06105
- Joyner MJ. Modeling: optimal marathon performance on the basis of physiological factors. J Appl Physiol (1985). 1991 Feb;70(2):683-7. doi: 10.1152/jappl.1991.70.2.683. PMID: 2022559.
- Hoogkamer W, Kipp S, Frank JH, Farina EM, Luo G, Kram R. Correction to: A Comparison of the Energetic Cost of Running in Marathon Racing Shoes. Sports Med. 2018 Jun;48(6):1521-1522. doi: 10.1007/s40279-017-0840-x. Erratum for: Sports Med. 2018 Apr;48(4):1009-1019. doi: 10.1007/s40279-017-0811-2. PMID: 29249085; PMCID: PMC6828102.
- Castellanos-Salamanca M, Rodrigo-Carranza V, Rodríguez-Barbero S, González-Ravé JM, Santos-Concejero J, González-Mohíno F. Effects of the Nike ZoomX Vaporfly Next% 2 shoe on long-interval training performance, kinematics, neuromuscular parameters, running power and fatigue. Eur J Sport Sci. 2023 Jul;23(7):1315-1323. doi: 10.1080/17461391.2023.2171907. Epub 2023 Feb 23. PMID: 36680410.
Ostalo (spletni viri):
- https://ig.ft.com/running-shoe/
- https://sl.m.wikipedia.org/wiki/Slika:2023_London_Marathon_-_Kelvin_Kiptum.jpg
- https://en.wikipedia.org/wiki/Belayneh_Dinsamo
Žan Lisec, kineziolog