Wpływ sztywności protezy kończyny dolnej i sztywności deski odbicia na wyniki w skoku w dal

Dlaczego to badanie ma znaczenie dla kibiców sportu

Skok w dal to jedno z najbardziej efektownych wydarzeń lekkoatletycznych: sprint z pełną prędkością kończący się jednym eksplodującym wybiciem. W badaniu zadano pytanie istotne dla zawodników, trenerów i wszystkich zainteresowanych uczciwością w sporcie: jak nowoczesne protezy kończyn dolnych oraz sztywność samej deski odbicia wpływają na długość skoku? Porównując światowej klasy skoczków z amputacją podkolanową z czołowymi zawodnikami akademickimi bez amputacji, badacze zbadali, czy węglowe protezy biegowe dają przewagę oraz jak „sprężystość” podłoża pod stopą wpływa na wynik.

Od czego zależy daleki skok: prędkość i technika

W skoku w dal sukces zaczyna się na długo przed dotknięciem deski. Długość skoku zależy w dużej mierze od prędkości biegu tuż przed wybiciem oraz od tego, jak skutecznie zawodnik przekształca tę prędkość poziomą w unoszenie pionowe, nie tracąc przy tym zbyt wiele na hamowaniu. Gdy noga wybiciowa dotyka podłoża, zachowuje się trochę jak sprężyna — ugina się i odbija, jednocześnie wchodząc w interakcję z nawierzchnią. Suma sztywności nogi i podłoża wpływa na to, ile energii sprężystej można krótko zgromadzić i potem oddać, co pomaga wypchnąć skoczka do przodu. Badanie opiera się na wcześniejszych pracach pokazujących, że ludzie naturalnie dostosowują sztywność swoich nóg, gdy poruszają się po miększych lub twardszych powierzchniach, dopracowując ten układ noga–podłoże, aby utrzymać efektywność ruchu.

Protezy: więcej sprężystości, ta sama odległość

W badaniu wzięli udział dwaj światowej klasy sportowcy z amputacją transtibialną, używający węglowych protez biegowych o trzech poziomach sztywności: jednej miększej niż zalecenia producenta, jednej zgodnej z zaleceniami oraz jednej sztywniejszej. Pomimo wyraźnych różnic mechanicznych — miększa proteza bardziej się uginała i przechowywała więcej energii sprężystej — ich maksymalna prędkość na rozbiegu i długość skoku nie zmieniały się istotnie między tymi ustawieniami. Istotnym czynnikiem była prędkość: przyrost prędkości rozbiegu o 1 metr na sekundę wiązał się z wydłużeniem skoku o około pół metra. Innymi słowy, chociaż ostrza protez mogły magazynować duże ilości energii, kluczowym czynnikiem wydajności była prędkość przy podejściu do deski, a nie sprężystość ostrza w badanym zakresie.

Sprężyste deski odbicia pomagają zawodnikom bez amputacji

Ośmiu skoczków akademickich bez amputacji testowano na trzech różnych platformach odbicia: standardowej twardej nawierzchni i na dwóch specjalnie skonstruowanych, znacznie miększych „deskach sprężynowych” zamontowanych na metalowych sprężynach. Ich maksymalna prędkość rozbiegu zmieniała się niewiele między powierzchniami, ale zmieniały się odległości skoku. Średnio zawodnicy skakali dalej z bardziej podatnych platform, zyskując około 7% dystansu na najmiększej desce w porównaniu ze standardową przy podobnych prędkościach, i około 16% więcej niż użytkownicy protez na ich zalecanym ustawieniu. Miększe deski bardziej się uginały i przechowywały więcej energii sprężystej, jednak analiza sugerowała, że poprawa odległości wiązała się głównie z samą sztywnością platformy, a nie tylko z ilością zgromadzonej energii. Wskazuje to na subtelne zmiany w tym, jak noga i ciało wykorzystują to sprężyste wsparcie, by zmniejszyć stratę prędkości przy wybiciu.

Kto naprawdę ma przewagę?

Porównując warunki odzwierciedlające realne zawody — protezę o zalecanej sztywności na standardowym torze dla zawodników z amputacjami versus zwykłe nogi na tej samej nawierzchni dla osób bez amputacji — badacze nie stwierdzili istotnych różnic ani w prędkości rozbiegu, ani w długości skoku. Mimo że ostrza protez mogły magazynować znacznie więcej energii sprężystej niż zwykła nawierzchnia, autorzy sugerują, że zawodnicy bez amputacji potrafią dostosować sztywność własnych nóg, by zrekompensować ograniczoną sprężystość toru, podczas gdy użytkownicy protez są ograniczeni przez stałą sztywność urządzeń. Dla organów zarządzających sportem kluczowy wniosek jest taki, że obecne węglowe protezy, przy typowych ustawieniach, nie pozwalają skoczkom z amputacją transtibialną przewyższać zawodników bez amputacji jedynie z powodu dodatkowego magazynowania energii. Wynik nadal zależy od fundamentów: prędkości na rozbiegu i skutecznej techniki przy wybiciu, niezależnie od tego, czy noga jest biologiczna, czy wykonana z włókna węglowego.

Cytowanie: Ashcraft, K.R., Grabowski, A.M. The effects of leg prosthesis stiffness and take-off board stiffness on long jump performance. Sci Rep 16, 7418 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38100-x

Słowa kluczowe: skok w dal, proteza biegowa, sztywność nawierzchni, energia sprężysta, sport paraolimpijski