1

CHÓD

 

Chód – lokomocja polegająca na przemieszczaniu masy skupionej w
środku ciężkości, w przestrzeni, wzdłuż drogi wymagającej
najmniejszego wydatku energetycznego (BASMAJIAN, 1976).
 
Charakterystyka ogólna: kończyny górne spełniają funkcję
podporowo-napędową a górne pełnią rolę równoważną do ich pracy.
Praca kończyn jest na przemian stronna, a ruchy cykliczne t.j.
określone fazy ruchu kończyn powtarzają się.
 
Wydatek energetyczny: struktura kinematyczna i dynamiczna
powinny się tak kształtować, aby lokomocja była możliwie
ekonomiczna. Wszystkie przejawy patologii chodu i obniżenie
sprawności

charakteryzują

się

wzmożonym

wydatkiem

energetycznym, w porównaniu do uzyskiwanych efektów w
przemieszczaniu ciała, lub odwrotnie, w chodzie patologicznym dąży
się do utrzymania wydatku energetycznego na tak niskim poziomie,
jak to tylko możliwe, a służą temu ruchy zastępcze, kompensacyjne.

2

Według kryterium ekonomiczności wydzielono istotne,
charakterystyczne ruchy części ciała, których brak lub obniżona
sprawność pociąga za sobą wzrost wydatku energetycznego. Są to
tzw:

 

DETERMINANTY CHODU

1. skręcenie miednicy

(ruch wokół długiej osi ciała),

2. przechylenie miednicy

(ruch wokół osi strzałkowej),

3. zgięcie w stawie kolanowym,
4. zgięcie w stawie biodrowym,
5. wzajemne oddziaływanie ruchów kolana i stopy,
6. boczne przemieszczenie miednicy, to jest przesunięcie w
prawo i w lewo

(w wyniku stawiania stopy na zewnątrz).

 

Jeżeli ubywa jeden z wymienionych czynników to kompensacja jest
energetycznie mało kosztowna, wyjątkiem jest staw kolanowy. Utrata
dwóch czynników równocześnie pociąga za sobą aż trzykrotny
wzrost kosztu energetycznego.

3

AD.1. Jest związane z długością kroku, czyli im bardziej wydłużony
krok, tym większy musi być zakres tego obrotu.

AD.2. Samoistne opadanie miednicy po stronie kończyny będącej w
fazie wymachu jest objawem patologicznym, chociaż ruch taki może
być celowo wyćwiczony i jest stosowany w chodzie sportowym.

AD.3-4. Ruchy zginania i prostowania w stawie biodrowym i
kolanowym są bezpośrednio związane z amortyzacyjną i napędową
funkcją dużych mięśni działających na stawy.

AD.5. Wzajemna

synchronizacja ruchów kolana i stopy jest bardzo

ważna zarówno w fazach podporowych jak i fazach przenoszenia
kończyny. Zakłócenia w tej synchronizacji są widoczne szczególnie w
paraplegii

.

AD.6. Boczne przesunięcia miednicy związane są ze sposobem
stawiania stopy, a ich eliminacja ze zmniejszeniem nieefektywnych,
bocznych składowych siły reakcji podłoża i stawianiem stóp na
zewnątrz od kierunku przemieszczania się ciała.

4

Rozpoczęcie ruchu można obrazowo przedstawić jako wytrącenie
ciała ze stanu równowagi w określonym, zamierzonym kierunku.

Owa utrata równowagi zaczyna się od chwilowego spadku
aktywności bioelektrycznej mm. utrzymujących postawę stojącą
(posturalnych). Do tych mięśni należą prostowniki kończyn dolnych,
a mianowicie m. brzuchaty łydki, m. czworogłowy uda i m.
pośladkowy wielki oraz grupa mięśni grzbietu, w tym najsilniejszy
m. prostownik grzbietu.

W wyniku chwilowego spadku naprężenia tych mm. rzut pionowy
ogólnego środka ciężkości zakreśla tor w bok, w tył a następnie w
przód, stwarzając korzystny moment siły dla mm. kończyny dolnej w
celu przesunięcia masy ciała w przód i wykonanie pierwszego kroku.

Chód jest ruchem cyklicznym i wyodrębniamy w nim powtarzające
się dwie fazy (ryc. 2., str. 11):
a. podparcie na jednej nodze (f. pojedynczego podparcia),
b. podwójne podparcie (stopy równocześnie stykają się z
podłożem).

Przy wolnym chodzie (tempo ok. 90 kroków/min faza „a” trwa 0,53s
a „b” – 0,15s.

5

6

W biegu wyróżniamy:
a. podpór (pojedynczy),
b. lot.
Przy prędkości biegu 7 m/s faza lotu trwa ok.0,14s i jest minimalnie
krótsza od fazy podporu (ryc. 2, str. 11). Przy mniejszych
prędkościach proporcje te radykalnie zmieniają się, gdyż wydłuża się
czas podporu.

W chodzie sportowym faza podwójnego podparcia stanowi
podstawowe kryterium techniczne, różniące bieg od chodu i nie jest
często uwzględniane przy sędziowaniu: brak fazy podwójnego
podparcia powinien dyskwalifikować zawodnika. Jednak wysokiej
klasy zawodnicy uprawiający chód cechują się fazą lotu krótszą niż
0,015s, co trudno różnicować wzrokowo. Częste dyskwalifikacje w
chodzie sportowym są wynikiem nie spełnienia innego kryterium
poprawnej techniki tj. braku pełnego wyprostu stawu kolanowego
kończyny podporowej (ryc. 13, str. 36).

Biorąc pod uwagę cechy wspólne występujące zarówno w chodzie,
jak i w biegu, można w ruchach jednej kończyny dolnej,
obejmującej pełny cykl pracy, wyróżnić następujące fazy (tab. 1):

7

8

Tabela 1.

Fazy kroku w chodzie i biegu oraz odpowiadające im fazy cykli

kończyn dolnych

Podział ogólny

Podział

szczegółowy

Pozycje pośrednie

Uderzenie piętą

Amortyzacja

Podparcie

Podparcie

środkowe

Odbicie

Odepchnięcie

palcami

Tylny wymach

Tylny wymach

Wymach

Położenie

środkowe

Przedni wymach

Przedni wymach

9

Czas fazy amortyzacji i odbicia, a przede wszystkim efektywność
tego ostatniego, decyduje o tym, czy będzie to chód (postawienie
drugiej stopy przed oderwaniem poprzedniej) czy bieg (gdy odbicie o
sile reakcji przekraczającej podwójny ciężar ciała spowoduje lot
ciała, płaski skok).
 
Długość kroku w biegu jest niemal dwukrotnie większa niż w chodzie
(ryc. 3, s. 13).
 
W fazie podparcia wyróżnić można uderzenie piętą, podparcie
środkowe i odepchnięcie palcami. Jeżeli na podpór jednej
kończyny przypada ok. 63% czasu całego cyklu jej pracy to na wyżej
wymienione podfazy przypada odpowiednio 9%, 34% i 20% czasu.
 
Wzrost prędkości chodu wpływa istotnie na skrócenie czasu fazy
podporu (amortyzację i odbicie) i w niewielkim stopniu na skrócenie
czasu fazy wymachu (ryc. 4, str. 14), zmienia się proporcja tych faz.
W wartościach względnych bardziej skraca się czas fazy odbicia niż
fazy amortyzacji.

10

11

12

Różnice parametrów chodu u kobiet i mężczyzn

Według Zunigi i Leavitta (1974) czas jednego cyklu pracy kończyny
dolnej jest krótszy u kobiet niż u mężczyzn, co ma związek z
długością kroku, ogólnie zaś proporcje czasu obu faz wymachu do
łącznego czasu podporu są podobne (38 : 62).

Istotna różnica polega na występowaniu u kobiet takiego momentu,
w którym dochodzi do podparcia na całej stopie, u mężczyzn
natomiast przeciwnie jest moment, w którym tylko śródstopie styka
się z podłożem. Ponadto u kobiet nieco dłużej trwa przedostatni
fragment podporu to jest odepchnięcie palcami przy równoczesnym
kontakcie śródstopia. Tutaj również można dostrzec pewną
asymetrię polegającą na tym, że odbicie wykonywane jest nieco
krócej prawą stopą niż lewą.

Przeciętna długość pojedynczego kroku w chodzie ok. 0,75m.
Zależna jest od wysokości ciała, a w tym od płci oraz od techniki
ruchów. Można np. wydłużyć krok przez zwiększenie ruchów
skrętnych miednicy względem osi długiej ciała.
Ohmich i Miyashita (1981) podają następujące związki między
prędkością a długością kroku (ryc. 5, str.16).

13

14

Tor środka ciężkości ciała

Na podstawie przebiegu OSC ciała możemy obliczyć: efektywność
chodu, pracę mechaniczną, moc i energię. Tor nie jest
prostoliniowy, a prędkość nie jest stała (ryc. 8, str. 21).

S

y

– płaszczyzna strzałkowa (góra-dół),

a - maksimum – środek fazy pojedynczego podparcia,
b – minimum- faza podwójnego podparcia).
Wielkość oscylacji zależy między innymi od długości kroku,
przeciętne pionowe przemieszczenie OSC 4cm.

Oscylacje boczne (w płaszczyźnie poprzecznej) – amplituda
dwukrotnie mniejsza, zależy od sposobu oraz odległości stawiania
stopy w odniesieniu do linii środkowej wyznaczającej kierunek
chodu. Skrajne lewe położenie przypada na środek fazy podparcia
lewej kończyny.

Pełny cykl omawianego ruchu realizuje się z częstotliwością
dwukrotnie mniejszą niż oscylacje pionowe.

W związku z wznoszeniem i opadaniem OSC zmienia się jego
prędkość pozioma.

15

16

Wartości sił reakcji w chodzie

Ruch całego ciała w chodzie jest rezultatem wypadkowej (sumy)
wszystkich występujących podczas tej czynności sił.

Do sił czynnych zalicza się przede wszystkim siłę mięśni
szkieletowych kończyn dolnych i siłę grawitacji, do biernych zaś
wewnętrzne opory układu ruchowego człowieka, bezwładność masy
ciała, siłę reakcji podłoża i siły tarcia.

Wielkości działających sił mięśniowych przedstawia się zwykle na
podstawie sił reakcji podłoża (z uwzględnieniem ciężaru ciała)
pomijając

pozostałe,

co

jest

wystarczające

dla

ogólnej

charakterystyki chodu.

W fazach podporu kończyny tj. amortyzacji i odbicia występują trzy
składowe sił reakcji oraz moment skręcający. Rysunek 12 (str. 27)
przedstawia to w jednostkach znormalizowanych (umownych), gdyż
ich absolutna wielkość zależy również od ciężaru ciała.

Składowa pionowa (F

y

) ma dwa szczyty, jeden w chwili postawienia

pięty i drugi w momencie odbicia. Maksima przekraczają o 20-30%
wartość równą ciężarowi ciała, zaś w fazie środkowej jest krótki
okres „odciążenia” - czyli nacisk jest mniejszy niż ciężar ciała.

17

18

Wraz z prędkością chodu zmienia się jednak kształt tej składowej
(przy 2-3 km/h trudno wyróżnić wspomniane szczyty, gdyż nie ma
spadku między nimi).

W płaszczyźnie poziomej składowa przednio-tylna ma w pierwszej
fazie wartość ujemną, co oznacza zwrot przeciwny do zwrotu chodu
czyli jego hamowanie. Odpowiada to fazie amortyzacji. Gdy rzut OSC
przechodzi przed punkt podparcia (początek odbicia) składowa
przyspieszająca ruch postępowy ciała uwidacznia się.

Pewnym zaskoczeniem może być występowanie składowej bocznej
siły reakcji podłoża, nieefektywnej dla ruchu postępowego. Związane
jest to jednak głównie ze stawianiem stopy na zewnątrz od linii
środkowej wyznaczającej kierunek ruchu. Będzie ona wobec tego
tym większa, im bardziej na zewnątrz zwraca się stopę.

Występuje również moment skręcający (M) wynikający z pewnego
obrotu kończyny dolnej wokół jej osi długiej.

Wartości maksymalne oby składowych: przednio-tylnej i bocznej,
zależą wyraźnie od prędkości chodu.

19

B I E G

Szybki marsz, a szczególnie chód sportowy wydaje się nienaturalny
w porównaniu ze swobodą i lekkością ruchów podczas biegu. U
podstaw tego leży mechanika ruchów i związane z nią procesy
energetyczne, dzięki którym dwunożna lokomocja człowieka z
prędkością ok. 4 m/s (14,4 km/h) jest mniej energochłonna, gdy
biegniemy niż gdy chodzimy.

Przy dużych zaś prędkościach biegu sprawność mechaniczna, tj.
stosunek zużytej energii do wykonanej pracy zewnętrznej jest
większa niż w chodzie o znacznie mniejszej prędkości.

Różne mogą być sposoby biegania w zależności od prędkości oraz
dodatkowych czynników:

- bieg po starcie niskim,
- bieg z równoczesnym wykonywaniem różnych czynności
(prowadzenie piłki w grach).

20

W biegu w jednym kroku wyróżniamy fazę podporu na jednej
kończynie (a) i fazę lotu (b) (ryc. 16, str. 44). Nie ma więc fazy
podwójnego podparcia, Dodatkowo fazę podporu można podzielić na
amortyzacji (1) i odbicia (2).

W cyklu ruchu kończyny dolnej na fazę lotu składa się wznoszenie i
opadanie. Podział taki ma praktyczne znaczenie w szczegółowej
analizie ruchu całego ciała. Pewne charakterystyczne położenie ciała
w tym szczególnie kończyn dolnych, pozwala na wyodrębnienie
czterech faz cyklu ruchu tychże kończyn.

Faza amortyzacji (1) zaczyna się z chwilą zetknięcia się stopy z
podłożem i trwa do momentu, gdy ciało (OSC) znajdzie się w
najniższym położeniu. Gdyby za kryterium podziału pojedynczego
podparcia na amortyzację i odbicie przyjąć maksymalne ugięcie
stawu kolanowego, to faza amortyzacji trwałaby ok. 1/3 całego
podporu. Postawienie stopy zaczyna się najczęściej od kontaktu z
podłożem pięty lub zewnętrznej krawędzi stopy. W biegu
sprinterskim jest to raczej przednia część np. głowa piątej kości
śródstopia, a później część tylna aż po piętę. Stopa sięga w przód
przed rzut pionowy OSC ciała, choć nie jest to duża odległość i w
niewielkim stopniu zmienia się wraz ze zmianą prędkości biegu. Na
przykład kąt między liniami łączącymi OSC ciała z punktem
podparcia stopy a pionem, mierzony z przodu, wynosi ok. 110

o

w

zakresie biegu od 4 m/s do 10 m/s.

21

22

23

Faza odbicia (2) (ryc. 16, str. 44). Dochodzi tu do przemieszczania
OSC i prostowania kończyny podporowej w stawie biodrowym – w
końcu fazy dochodzi nawet do tyłozgięcia – prostowania kończyny w
stawie kolanowym oraz zginania podeszwowego stopy. Kończyna
wolna wymachem przechodzi w przód – wyprzedza kończynę
podporową. Nachylenie kończyny podporowej tj. kąt między
kończyną a poziomem zależy od szybkości biegu i wynosi od 60

o

w

biegu o średniej prędkości do 30

o

w pewnych okresach biegu

sprinterskiego.

Faza tylnego wymachu (3) (ryc.16, str.44). Po odbiciu, gdy ciało
wznosi się w górę w przód kończyna wymachowa (wolna) pozostaje
w tyle za płaszczyzną czołową ciała. Odległość między stopami
zwiększa się, stopa kończyny będącej w wymachu unosi się w górę i
stosunkowo niewiele w przód wraz z całym ciałem, gdyż w tym
momencie dochodzi do dużego ugięcia kończyny w stawie
kolanowym. Faza tylnego wymachu trwa nadal podczas opadania
ciała i dalej na początku oporu stopy przeciwnej, wówczas odległość
między stopami zmniejsza się. Dopiero między amortyzacją i
odbiciem kończyny przeciwnej, gdy kończyna wymachowa mija
płaszczyznę czołową ciała, następuje zakończenie tylnego wymachu i
rozpoczyna się ostatnia faza cyklu ruchu kończyny.

24

Faza przedniego wymachu (4) (ryc. 16, str. 44). W tej fazie
dochodzi do unoszenia uda w przód i prostowania stawu
kolanowego. Wysuwanie stopy w przód pokrywa się z odbiciem z
drugiej kończyny, wzlotem ciała, a następnie opadaniem. Wykonanie
przedniego wymachu jest przygotowaniem do lądowania na tej
kończynie i rozpoczęcia następnego cyklu pracy. Zetknięcie stopy z
podłożem kończy fazę czwartą.

Prędkość biegu jako funkcja długości i częstotliwości (tempa)
kroków [v = l

k

, f].

Prędkości biegu na klasycznych dystansach uzyskana przez kobiety
w procentach rekordów świata mężczyzn (rys. 15, str. 43).

Charakterystyka składowej pionowej siły reakcji podłoża przy różnej
prędkości biegu zmienia się (ryc. 28, str. 66).

25

26