Bieganie jest jedną z najbardziej naturalnych form ruchu człowieka, a już od czasów starożytnych należy do dyscyplin sportowych przeprowadzanych w ramach Igrzysk Olimpijskich. Popularność tej formy aktywności fizycznej jest coraz większa, o czym świadczy rosnąca liczba osób uprawiających jogging oraz startujących w imprezach masowych. Swoją popularność bieganie zawdzięcza łatwości uprawiania tej formy sportu, ponieważ nie wymaga specjalnych umiejętności, miejsca do treningu czy sprzętu (1, 2). Bieganie jest formą aktywności fizycznej, która pozytywnie wpływa na zdrowie człowieka, wywołując w organizmie wiele pozytywnych zmian, które mogą chronić przed chorobami cywilizacyjnymi (3).

Odpowiednio dozowany wysiłek powoduje obniżenie ciśnienia krwi i częstości akcji serca oraz poprawia metabolizm i usprawnia system immunologiczny. Trening biegowy ma również ogromny wpływ na psychikę: u osób biegających obserwuje się tak zwany entuzjastyczny stan samopoczucia wywołany obniżonym poziomem stresu występującym po długotrwałym i intensywnym wysiłku, określany jako „euforia biegacza” (4, 5). Udowodniono również, że wydzielające się substancje są powiązane z tak zwanym „warunkowanym modulowaniem bólu”, czyli zmniejszają poziom odczuwania bólu (6).

Należy jednak pamiętać, że bieg długodystansowy to ogromny wysiłek dla organizmu. W jego trakcie dochodzi między innymi do znacznych obciążeń układu ruchu, a w szczególności stóp, które, ze względu na swoje dystalne położenie i bezpośredni kontakt z podłożem, podlegają znacznym naciskom. Długotrwały wysiłek powoduje zmęczenie tkanek miękkich stabilizujących sklepienie podeszwowe stopy, co z kolei wpływa na rozkład ciężaru ciała na poszczególne strefy w obrębie stopy. Długotrwała praca mięśni i więzadeł wywołuje przeciążenie pewnych pól oraz odciążenie innych. Tematykę tę podejmowano wielokrotnie, ukazując w jaki sposób biegi długodystansowe wpływają na zmianę obciążenia w obrębie stopy (7-12).

Celem pracy była ocena zmian obciążeń stopy pod wpływem biegu długodystansowego. Analizie poddano ocenę zmian obciążeń w obrębie stóp oraz poszczególnych ich stref, zachodzących pod wpływem biegu na dystansie półmaratonu. Badania przeprowadzono, porównując stan stopy przed i po biegu.

W pracy szukano odpowiedzi na następujące pytania badawcze:

– Czy po biegu półmaratońskim zmienia się rozkład ciężaru ciała pomiędzy stopą prawą i lewą?

– Czy bieg długodystansowy wpływa na zmiany obciążenia między przodostopiem, śródstopiem, a tyłostopiem stopy prawej i lewej?

– Czy bieg długodystansowy wpływa bezpośrednio po biegu na zmianę typu stopy u biegaczy?

– Czy istnieją różnice w obciążeniach poszczególnych stref stopy prawej i lewej przed i po biegu długodystansowym?

Badania zostały przeprowadzone za zgodą Organizatora w czasie VIII Półmaratonu Ślężańskiego, który odbył się dnia 21.03.2015 w Sobótce. Pomiary wykonano u 36 mężczyzn uczestniczących w biegu, którzy wyrazili zgodę na udział w badaniach zgodnie z Deklaracją Helsinską. Średnia wieku badanych osób wyniosła 35,3 ± 10,4 lata.

Badanie zostało przeprowadzone w dwóch etapach. U każdego z uczestników wykonano badania statyczne: pierwsze przed, a drugie po biegu na dystansie półmaratonu.

Ocena stóp została wykonana metodą pedobarometryczną. Pomiary zostały przeprowadzone za pomocą Platformy E.P.S./R1 o wymiarach 700 x 500 x 5 mm, wyposażoną w 2304 czujniki rozmieszczone na aktywnej powierzchni.

Badanie polegało na wejściu biegacza na platformę pedobarometryczną tak, aby stopy znajdowały się po dwóch stronach pionowej linii nakreślonej na macie. Wówczas proszono osobę badaną o wykonanie trzech spokojnych kroków w miejscu w celu swobodnego ustawienia stóp na macie. Następnie badany stawał wyprostowany z kończynami górnymi wzdłuż tułowia, patrząc na wprost przed siebie. Na sygnał pozostawał nieruchomo przez 30 sekund, w czasie których wykonywany był pomiar.

W pracy zostały wykorzystane następujące pomiary:

1. Obciążenie stopy prawej i lewej (wyrażone w %).

2. Obciążenie przodostopia, śródstopia i tyłostopia (wyrażone w %). Na podstawie procentowego udziału śródstopia w podporze stopy program automatycznie przypisał dane badanej osoby do typu stopy (tab. 1).

3. Średni nacisk na poszczególne anatomiczne strefy stopy (wyrażony w kPa). W programie Biomech Studio analizowano wyniki po dokonaniu podziału stopy na dziesięć obszarów: paluch, palce II-V, głowa I kości śródstopia, głowa II kości śródstopia, głowa III kości śródstopia, głowa IV kości śródstopia, głowa V kości śródstopia, śródstopie, przyśrodkowa strona pięty, boczna strona pięty.

Dla każdej analizowanej cechy obliczono podstawowe charakterystyki statystyczne: średnią arytmetyczną (x) i odchylenie standardowe (SD). Normalność rozkładu zmiennych sprawdzono testem Shapiro-Wilka. Za istotne statystycznie uznano wyniki, dla których otrzymano p < 0,05. Istotność różnic między pomiarami zależnymi sprawdzano testem Wilcoxona.

Na podstawie przeprowadzonej analizy dotyczącej obciążeń stóp w pozycji stojącej zaobserwowano, że w badanej grupie biegaczy w większym stopniu obciążana jest stopa lewa. Średni odsetek obciążenia dla tej stopy przed biegiem wynosił 55,5%, natomiast dla stopy prawej – 44,5%. Po biegu zaobserwowano zmianę wartości obciążeń stóp. Dla stopy lewej odsetek ten zmniejszył się do średniej wartości 53,6%, a dla stopy prawej wzrósł o średnio 1,9%, do wartości 46,4%. Różnice obciążenia stóp przed i po biegu półmaratońskim nie były jednak istotne statystycznie. Pomimo przeniesienia części ciężaru ze stopy lewej na stopę prawą, kończyna lewa wciąż była obciążana w większym stopniu, a różnice te były istotne statystycznie (tab. 2).

W dalszej części analizy oceniano rozkład ciężaru ciała w obrębie przodostopia, śródstopia i tyłostopia. Dane przeanalizowano osobno dla każdej części anatomicznej stopy prawej i lewej, biorąc pod uwagę pomiar przed i po biegu.

W przypadku stopy lewej średnia wartość nacisku na przodostopie wynosiła 43,0% przed biegiem, a po biegu wzrosła do 45,2%. Różnica ta była istotna statystycznie (tab. 3). Średni nacisk na przodostopie stopy prawej przed biegiem wynosił 43,0%, a po biegu wzrósł do 44,0%, jednak różnica ta nie była istotna statystycznie (tab. 3). Porównując obie stopy, zaobserwowano, że średni nacisk na przodostopie stopy prawej i lewej przed biegiem przyjmuje podobne wartości, jednak po biegu bardziej obciążone było przodostopie stopy lewej.

Analiza obciążeń śródstopia stopy lewej wykazała, że średni nacisk zmniejszył się o 6%. Przed biegiem odsetek ten wynosił 22,1%, a po biegu zmniejszył się do 16,1%. Różnica ta była istotna statystycznie (tab. 3). Średni nacisk na śródstopie stopy prawej wynosił przed biegiem 21,8%, a po biegu zmalał do 21,0%. Różnica pomiędzy pomiarami nie była statystycznie istotna (tab. 3). Średni nacisk na śródstopie obu stóp był zbliżony przed biegiem, natomiast po biegu bardziej obciążona była ta część stopy prawej kończyny.

W przypadku tyłostopia średni nacisk stopy lewej wynosił przed biegiem 36,9%, a po biegu wzrósł do 38,9%. Różnica między pomiarami również była istotna statystycznie (tab. 3). Średnie obciążenie stopy prawej wynosiło przed biegiem 35,2% i nie uległo zmianie po jego zakończeniu – 35,3%. Porównując nacisk na tyłostopie, zaobserwowano, że jest ono większe w stopie lewej, a po biegu różnica ta ulega zwiększeniu.

Analiza nacisku poszczególnych części stopy wykazała, że w przypadku stopy lewej obciążenie po biegu wzrosło pod przodo- i tyłostopiem, a zmalało pod śródstopiem. W przypadku stopy prawej stwierdzono, że różnice przed i po biegu nie są istotne statystycznie. Z tego względu stwierdzono, że zmianie uległa typologia stopy lewej, polegająca na uniesieniu łuku podłużnego stopy.

W dalszej części analizy oceniano zmiany nacisku pod wpływem biegu na 10 anatomicznych stref stopy. Zaobserwowano, że w stopie prawej po biegu zmianie uległ nacisk na pierwszą głowę śródstopia. Obciążenie tej części stopy uległo istotnemu zmniejszeniu (tab. 4). Zmiany obciążenia stopy lewej zaobserwowano w śródstopiu oraz po przyśrodkowej i bocznej stronie pięty. W każdej z tych stref po biegu półmaratońskim nastąpiło odciążenie. Wartość nacisku w śródstopiu zmniejszyła się średnio o 1,61 kPa (11,9%), po przyśrodkowej stronie pięty o 3,34 kPa (8,6%), a po bocznej stronie pięty obciążenie zmniejszyło się średnio o 3,61 kPa (9,9%) (tab. 5).

Potwierdzeniem zaobserwowanych różnic dotyczących wielkości obciążeń poszczególnych części stóp była zmiana typów ich wysklepienia, którą oceniano na podstawie obciążeń śródstopia przed biegiem długodystansowym i po nim. Na podstawie przeprowadzonej analizy stwierdzono, że po biegu odsetek osób, z wysokim i silnie wysokim wysklepieniem stopy w wyniku zmniejszenia obciążenia śródstopia, zwiększył się w porównaniu do wyników zanotowanych przed biegiem półmaratońskim (ryc. 1).

W trakcie biegu długodystansowego dochodzi do znacznego obciążenia stóp. Doprowadza to do przeciążeń biernego i czynnego układu ruchu oraz objawia się zmianą wzorca podporu w stopach. Z tego względu może dojść do obniżenia wysklepienia stopy. W badaniach Kurasia (13), który oceniał lekkoatletów, odnotowano obniżenie wielkości kąta Clarka. Również Stawczyk (14) stwierdził zmniejszenie wysklepienia stopy odbijającej u skoczków wzwyż i w dal w porównaniu do stopy przeciwnej, tłumacząc to jako wynik większego obciążenia tej stopy. Natomiast Gradek i wsp. (15) takiej zależności nie zanotowali. Większe obciążenie stóp stwierdzono również u osób z nadwagą i otyłością (16-18). Opisane zwiększone obciążenie w czasie lokomocji może wpływać na obniżenie wysklepienia stóp u tych osób i w konsekwencji prowadzić również do zmniejszenia ich poziomu sprawności fizycznej (19).

Badania własne wykonane bezpośrednio po biegu wykazały, że obciążenie struktur anatomicznych ma swoje rezultaty w rozłożeniu nacisku w obrębie stóp. Zmiana obciążenia przejawiała się także w obrazie ich wysklepienia. Przed biegiem masa ciała w pozycji stojącej nie była rozłożona równomiernie na obie stopy. U większości biegaczy bardziej obciążona była lewa kończyna, która częściej pełni funkcję podporową, co może wynikać z asymetrii funkcjonalnej. Przyjmuje się, że przyjęcie postawy spionizowanej i uprzywilejowanie funkcjonalne prawej kończyny górnej stwarza podstawę do częstszego preferowania w funkcjach podporowych lewej kończyny dolnej. Kończyna ta częściej niż prawa pełni również funkcje odbijające przy skokach, ona bowiem pełni funkcje podporowo-odbijające (20). Po biegu długodystansowym, w którym ruchy mają charakter symetrycznych czynności, część obciążeń została przeniesiona na stopę prawą, choć różnica obciążeń między stopami pozostała.

Analizując obciążenia w obrębie przodostopia, śródstopia i tyłostopia zaobserwowano, że obraz zmian po biegu był różny w stopie prawej i lewej. Rozkład obciążeń w stopie prawej nie zmienił się istotnie, natomiast w stopie lewej nastąpił wzrost obciążenia przodostopia i tyłostopia oraz zmalało obciążenie śródstopia. Zmiana ta wpłynęła na typologię stopy; po biegu zwiększyła się liczba biegaczy, u których sklepienie podłużne tej stopy uległo uniesieniu. Jest to zgodne z poglądami Skarżyńskiego (21), który twierdzi, że biegacze długodystansowi w czasie biegu lądują na piętę, przetaczając stopę i dopiero wtedy następuje odbicie, przez co mniej obciążone jest wysklepienie stopy. Techniką klasyczną, w której ląduje się na śródstopiu, biegają tylko najlepsi maratończycy (22). Badane osoby nie należały do tej grupy zawodników, dlatego mogło u nich zwiększyć się obciążenie tyłostopia lewej kończyny, która w większym stopniu była obciążania w czasie biegu. Równocześnie w obrębie 10 stref stopy lewej w badaniu statycznym zaobserwowano istotne zwiększenie ciśnienia po bocznej i przyśrodkowej stronie pięty. W badaniach dotyczących obciążenia stopy po biegu trwającym 60 minut zmianę obciążeń stopy stwierdzili także Escamilla-Martinez i wsp. (9). Zaobserwowali oni zmiany prowadzące do jej pronacyjnego ustawienia oraz zwiększenie się nacisku po stronie przyśrodkowej pięty i pod głową II kości śródstopia. Pronacyjne ustawienie stopy po biegu na dystansie półmaratonu stwierdzili również Cowley i Marsden (7). Natomiast Masłoń i Golec (23) zaobserwowali u części badanych zwiększenie częstości obciążeń głów kości śródstopia po stronie bocznej. Autorzy tłumaczą taką sytuację adaptacją do treningu biegowego, wynikającą ze zmiany proporcji czasu fazy podparcia do fazy wymachu, które zmieniają się w czasie biegu.

Przyjmuje się, że aktywność fizyczna wiąże się z prawidłowym wysklepieniem stóp (18, 19, 24-28). Jednak zbyt duże obciążenia mogą być niekorzystne dla jej struktury i prawidłowego funkcjonowania.

1. Bieg długodystansowy wpływa na zmianę rozłożenia ciężaru ciała pomiędzy stopami. U badanych osób bardziej obciążona była stopa lewa, jednak po ukończeniu biegu różnice w obciążenie stóp uległy zmniejszeniu.

2. W obu stopach po biegu długodystansowym zmienia się obciążenie strony podeszwowej. W stopie lewej zwiększa się obciążenie przodo- i tyłostopia, a zmniejsza śródstopia, zwiększa się zatem stopień wysklepienia. W stopie prawej różnice przed i po biegu nie są istotne.

3. Po biegu długodystansowym ulegają zmianie obciążenia działające na stopy, z tego względu następuje zmiana typologii.