Frecuencia de Zancada Preferida y Óptima, Rigidez y Economía: Cambios Asociados a la Fatiga Durante Una Carrera de Alta Intensidad de 1 Hora

Iain Hunter 1, Gerald A. Smith 2,
1 Department of Exercise Sciences, Brigham Young University, Provo, UT, USA 2 Department of Physical Performance, Norwegian School of Sport Sciences, PO Box 4014, Ullevaal Stadion, 0806 Oslo, Norway

Resumen

El costo metabólico de la carrera submáxima a velocidad constante se ve influenciado por diversos factores tales como la fatiga y las características cinemáticas. Los costos metabólicos típicamente fluctúan hacia arriba durante una carrera prolongada y las características asociadas a la zancada, a menudo se diferencian con respecto a las características iniciales. Cuando los corredores experimentados no están fatigados optimizan naturalmente la frecuencia de zancada para minimizar el consumo de oxígeno. Un objetivo inicial de este estudio fue determinar si los corredores tienen la misma capacidad de auto-optimización cuando están fatigados y las características de la zancada pueden haberse alejado de las características del estado inicial. Un objetivo secundario implicó la medición de las características de rigidez vertical y de las piernas como una posible explicación de los cambios en la frecuencia que se observan con la fatiga. Planteamos la hipótesis que los corredores disminuyen la frecuencia de zancada y la rigidez con la fatiga al tiempo que optimizan estas características para minimizar el costo metabólico. Dieciséis corredores experimentados realizaron una carrera en cinta rodante casi máxima de 1 h a velocidad constante. Se midieron las frecuencias de zancada preferida y óptima (PSF y OSF) cerca del comienzo y del final de la carrera de 1 hora usando frecuencias ± 4 y ± 8% alrededor de la frecuencia de zancada preferida (PSF). Además se determinó la rigidez de las piernas y la rigidez vertical a partir de datos de fuerza vertical registrados durante toda la carrera,. Como era de esperar, el consumo de oxígeno aumentó significativamente durante el período variando de 45,9 a 47,4 ml kg-1 min-1 (P=0,004). No se observaron diferencias entre las frecuencias de zancada preferidas y las óptimas al principio ni al final de la carrera (P=0,978), sin embargo tanto PSF como OSF disminuyeron significativamente de 1,45 a 1,43 Hz (P=0,026). Todos los corredores auto-optimizaron la frecuencia de zancada al principio y al final de la carrera de una hora a pesar de los cambios de la frecuencia de zancada óptima. La rigidez y los cambios de frecuencia de zancada fueron específicos de cada sujeto y algunos corredores presentaron un cambio pequeño o no presentaron cambios. No se observó una clara relación entre los cambios en la frecuencia o en la rigidez y la economía de la carrera.

Palabras Clave: Frecuencia de zancada, economía de la carrera, optimización, rigidez

Abstract

Metabolic cost of submaximal running at constant speed is influenced by various factors including fatigue and kinematic characteristics. Metabolic costs typically drift upwards during extended running while stride characteristics often shift away from initial. When non-fatigued, experienced runners naturally optimize stride frequency in a manner that minimizes oxygen uptake. An initial objective was to determine whether runners demonstrate a similar self-optimizing capability when fatigued where stride characteristics have perhaps shifted away from the initial state. A secondary objective involved measurement of vertical and leg stiffness characteristics as a potential explanation for frequency changes with fatigue. We hypothesized that runners decrease stride frequency and stiffness with fatigue while optimizing these characteristics to minimize metabolic cost. Sixteen experienced runners completed a near maximal effort 1-h treadmill run at a constant speed. Preferred and optimal stride frequencies (PSF and OSF) were measured near the beginning and end of the hour run using frequencies +/-4 and +/-8% around PSF. From vertical force data recorded throughout the run, leg and vertical stiffness were determined. As expected, oxygen uptake significantly increased during the run from 45.9 to 47.4 ml kg(-1) min(-1) (P = 0.004). There was no difference between preferred and optimal stride frequencies at the beginning or the end of running (P = 0.978), however both PSF and OSF significantly decreased from 1.45 to 1.43 Hz (P = 0.026). All runners self-optimized stride frequency at the beginning and end of one-hour of running despite changes of optimal stride frequency. Stiffness and stride frequency changes were subject specific with some runners exhibiting little to no change. No clear relationship of frequency or stiffness changes to economy was found.

Keywords: Stride frequency, Running economy, Optimization, Stiffness

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