Мировой рекорд в женском марафоне: анализ, наука, большие данные
Намедни, на Чикагском марафоне, Рут Чепнгетич переписала историю, побив мировой рекорд в марафоне почти на две минуты. Это породило множество спекуляций по поводу и без, о правдоподобности рекорда.
Гонка была зрелищем, которое стоит посмотреть каждому. Рут преодолела половину дистанции за 1:04:16, что стало не только самым быстрым полумарафоном, преодоленным женщиной на американской земле, но и пятым самым быстрым полумарафоном в истории. Хотя она немного замедлилась во второй половине, в конечном итоге побила мировой рекорд, пересекла финишную черту на отметке 2:09:56, став первой женщиной в истории, которая преодолела рубеж 2:10:00.
Но ее выступление подверглось критике со стороны многих, с предположениями, что мировой рекорд был «слишком хорош, чтобы быть правдой», особенно с личным рекордом 2:14, и, следовательно, здесь должно быть что-то большее.
Многие приводят доводы в пользу того, что ее мировой рекорд не может быть подлинным, очень немногие выступили с контраргументами, почему ее мировой рекорд на самом деле правдоподобен.
Рассмотрю данные и выводы из рецензируемых исследований, которые могут объяснить это историческое выступление на Чикагском марафоне 2024 года.
Наука может быть на стороне Рут Чептнгетич в объяснении ее невероятного мирового рекорда в женском марафоне.
Обзор выступления Рут Чепнгетич
Прежде чем углубимся в детали, для справки рассмотрим сплиты Чепнгетич на Чикагском марафоне 2024 года, а также ее прогресс за эти годы.
Сплиты Чикаго марафон 2024
Прогресс в марафонах:
Прогресс в полумарафонах:
Физиологическая польза пейсеров
Драфтинг стал обычной практикой для элитных марафонцев, многие бегут группами на ранних и средних этапах гонки или приводят своих пейсеров. Концепция драфтинга, или слипстрима, более известна в мире велоспорта, где гонщики едут на гораздо больших скоростях, и снижение аэродинамического сопротивления может существенно повлиять на производительность.
Хотя преимущества драфтинга хорошо известны велосипедистам, насколько они полезны для элитных марафонцев? Как это могло повлиять на мировой рекорд Чепнгетич?
Количественная оценка точных преимуществ в отношении экономии энергии и времени оказалась сложной задачей.
Это связано с тем, что для преобразования снижения аэродинамического сопротивления в экономию метаболической мощности использовались разные методы. Кроме того, связь между аэродинамическим сопротивлением и силами реакции опоры (GRF) при различных скоростях бега не была полностью изучена.
Недавнее исследование пролило свет на этот вопрос, изучив, как небольшие горизонтальные силы сопротивления, представляющие собой реалистичные силы аэродинамического сопротивления, влияют как на метаболическую мощность, так и на GRF у соревнующихся бегунов в диапазоне скоростей.
Дизайн исследования:
В исследовании приняли участие 12 соревнующихся бегунов, которые выполнили шесть 5-минутных забегов на трех разных скоростях (12, 14 и 16 км/ч) с различными уровнями горизонтальной силы сопротивления (0, 4 и 8 Н), приложенной к их талии. Эти силы сопротивления имитируют эффект аэродинамического сопротивления. После каждого забега бегуны восстанавливались в течение 5 минут.
Основные выводы:
Расход энергии: в среднем общая метаболическая мощность увеличивалась на 6,13% на каждый 1% веса тела, добавленный в качестве горизонтальной силы сопротивления. Однако индивидуальные реакции различались, при этом увеличение метаболической мощности составляло от 4,17% до 8,14%. Это изменение предполагает, что, хотя драфтинг может принести пользу всем бегунам, некоторые могут испытывать большую экономию энергии, чем другие.
Силы реакции грунта (GRF): по мере увеличения горизонтальных сил сопротивления бегуны корректировали свою биомеханику. Тормозные импульсы GRF уменьшались, а импульсы GRF движения увеличивались. Однако эти изменения GRF не были напрямую связаны с увеличением метаболической мощности, что позволяет предположить, что одни только биомеханические корректировки не объясняют экономию энергии за счет снижения сопротивления.
Экономия времени от драфтинга:
Объединив эти результаты с предыдущими исследованиями аэродинамического сопротивления, авторы подсчитали, что для марафонца весом 52 кг в двухчасовом марафонском темпе аэродинамическое сопротивление составляет 1,39% от веса тела. Это сопротивление составляет 7,8% от общей общей метаболической мощности. При оптимальном драфтинге такой бегун может сэкономить от 3 минут 42 секунд до 5 минут 29 секунд в течение марафона. Это значительное сокращение времени демонстрирует, как даже небольшая экономия энергии за счет снижения сопротивления может привести к существенному повышению производительности.
Применение к мировому рекорду Рут Чепнгетич:
До Чикагского марафона 2024 года личный рекорд Рут Чепнгетич в марафоне составлял 2:14:08, который она установила на Чикагском марафоне 2022 года. По сравнению с Чикагским марафоном 2024 года, где Чепнгетич сидела на пятках у своих двух пейсеров на протяжении всей гонки (за исключением последних ста метров), в 2022 году она неэффективно сидела позади (и много раз рядом) только одного пейсера. Кроме того, в 2022 году ее пейсер сошел задолго до финиша, оставив Чепнгетич бороться с ветром и находить свой темп в одиночку.
Если не принимать во внимание достижения в области технологий обуви, методик тренировок, питания или других аспектов производительности, а также основываться на результатах вышеприведенного исследования, то значительное улучшение результатов Чепнгетич на протяжении всего Чикагского марафона 2024 года позволило бы ей легко сократить время до 2:11:00 (и это с учетом сокращения времени всего на три минуты, а не на минимуме в 3:42, установленном исследованием).
Психологические преимущества пейсеров
Хотя физиологические преимущества драфтинга широко известны, о психологической пользе использования пейсеров в марафоне говорят реже.
Итак, каким образом Чепнгетич могла бы получить психологическую выгоду от присутствия пейсеров на протяжении всего Чикагского марафона?
Пейсеры помогают снизить когнитивную нагрузку на элитных спортсменов, взяв на себя задачу регулирования темпа. Элитным марафонцам не нужно постоянно следить за своей скоростью, промежуточным временем или корректировать ее в зависимости от трассы или условий. Это освобождает умственную энергию, чтобы сосредоточиться на поддержании постоянного ритма.
В исследовании, опубликованном в журнале «Journal of Sports Sciences» (2015), обсуждается, как когнитивная нагрузка влияет на выносливость. Исследователи обнаружили, что спортсмены показывают лучшие результаты, когда могут свести к минимуму принятие решений и умственную усталость, поскольку когнитивная нагрузка может существенно влиять на темп и воспринимаемые усилия во время соревнований на длинные дистанции.
Бег с пейсером также может помочь марафонцам сохранять мотивацию, снижая уровень воспринимаемого усилия, необходимого для поддержания целевого темпа. Пейсеры создают психологический буфер, делая темп более управляемым, поскольку спортсмены с большей вероятностью будут выходить за рамки своих возможностей, когда чувствуют поддержку или руководство. Присутствие пейсера может помочь бегунам отвлечься от дискомфорта, связанного с поддержанием жесткого темпа.
Теория социальной фасилитации, берущая начало в исследованиях Нормана Триплетта (1898), предполагает, что простое присутствие других людей, особенно в соревновательном контексте, может повысить производительность. Современные исследования распространили это на беговой темп, показав, что спортсмены воспринимают задачи как более легкие, когда их сопровождают другие, что может привести к улучшению производительности.
Пейсеры обеспечивают внешнее подтверждение того, что стратегия гонки спортсмена обоснована и достижима. Следуя за пейсером, элитный бегун чувствует себя более уверенным в своем плане гонки и может быть уверен в том, что он на верном пути к достижению своих целей по времени. Это доверие снижает беспокойство по поводу чрезмерного или недостаточного темпа во время критических фаз гонки, способствуя ощущению контроля.
Исследование, опубликованное в «European Journal of Sport Science» (2020), показало, что структурированный темп (самостоятельный или с помощью пейсеров) повышает уверенность бегунов. Уверенность в стратегиях темпа помогает снизить беспокойство и умственное напряжение во время гонок с высокими ставками, в конечном итоге улучшая результаты.
Бег с пейсером может помочь элитным марафонцам регулировать эмоции, такие как стресс или страх неудачи. Пейсеры дают уверенность в том, что спортсмен выступает оптимально, что помогает бегунам сохранять спокойствие и собранность даже в напряженных ситуациях гонки. Кроме того, когда спортсмены знают, что им задают темп, они испытывают меньше неопределенности, что может уменьшить беспокойство по поводу выступления.
Исследование, опубликованное в «International Journal of Sports Psychology» (2019), показало, что спортсмены, которые испытывают эмоциональную поддержку во время гонок, показывают лучшие результаты из-за снижения уровня стресса и улучшения эмоциональной регуляции. Присутствие пейсеров можно рассматривать как форму поддержки, которая помогает снизить предгоночную и гоночную тревожность.
ехнологические разработки: Nike Alphafly 3 против Nike Vaporfly 2
За последнее десятилетие мы увидели невероятные достижения в исследованиях и разработке беговой обуви. В наши дни выстраивайтесь в очередь на марафоне, и вы увидите множество ярких супер-кроссовок, сделанных с использованием карбоновых пластин, самых легких материалов и передовых технологий.
Будучи спортсменкой «Nike», Чепнгетич использовала новейшую модель кроссовок Nike. На первый взгляд, легко подумать, что она использовала «Nike Alphafly 3», одну из самых быстрых моделей кроссовок на рынке, но это не обязательно так.
Согласно списку спортивной обуви Всемирной ассоциации легкоатлетических федераций, в настоящее время у «Nike» есть три модели кроссовок, одобренных для использования на соревнованиях в качестве развивающей обуви. Поэтому вполне возможно (и вероятно), что Чепнгетич использовала одну из моделей прототипов кроссовок «Nike», которые имеют особенности, в настоящее время не известные широкой публике.
Однако можно сравнить новейшую супермодель «Nike Alphafly 3» с моделью Vaporfly 2, в которой Чепнгетич установила свой личный рекорд в 2022 году.
Оба кроссовка известны своей исключительной скоростью. Хотя Nike Vaporfly 2 на самом деле на несколько граммов (точнее, на 15 граммов) легче Alphafly 3 (7,44 унции против 7,97 унции, мужской размер 10.5), Alphafly имеет более продвинутые функции, которые делают их более быстрыми, чем Vaporfly.
Главное различие между Vaporfly и Alphafly — это амортизация. Alphafly обеспечивает дополнительную амортизацию за счет пены ZoomX, что в целом обеспечивает лучшую амортизацию и комфорт, а также снижает усталость ног, особенно на дистанции 42,2 км.
Это может привести к улучшению результатов во второй половине марафона, когда многие бегуны замедляются из-за усталости.
Кроме того, Alphafly 3 имеет два блока Zoom Air Pods в передней части стопы. Два видимых воздушных блока обеспечивают мощный «щелчок» и дополнительный толчок, помогая бегунам поддерживать скорость во время марафона, особенно на поздних этапах, когда наступает усталость.
Хотя ни одно исследование не сравнивало напрямую Vaporfly 2 от «Nike» с Alphafly 3 (или любым другим прототипом, который могла использовать Чепнгетич), нельзя недооценивать влияние технологий обуви на результаты в наши дни, особенно на элитном уровне, где важен каждый процент преимущества.
Пиковый возраст для женщин-марафонцев
Аргументом против правдоподобности мирового рекорда Чепнгетич было то, что столь значительное улучшение в возрасте 30 лет просто невозможно.
Однако исследования демонстрируют, что женщины-марафонцы обычно достигают пика своих результатов в возрасте от 30 до 35 лет, хотя в большинстве все зависит от индивидуальной подготовки, здоровья и опыта. Несколько исследований дают представление о типичном возрастном диапазоне пиковых результатов марафона у женщин.
Масштабное исследование, в котором анализировались результаты более 1,8 млн марафонов с 2001 по 2016 год, показало, что женщины, как правило, достигают пика своих марафонских результатов в среднем в возрасте 31 года. Исследование, опубликованное в журнале «Medicine & Science in Sports & Exercise» (2017), показало, что лучшие результаты у женщин были немного позже, чем у мужчин, которые обычно достигают пика примерно в возрасте 27 лет.
Исследование показало, что, хотя индивидуальные результаты различаются, общая тенденция предполагает, что женщины-марафонцы сохраняют свои самые высокие результаты в соревнованиях в 30 лет.
Женщины, как правило, достигают пика немного позже мужчин - в видах спорта на выносливость, включая марафоны, отчасти из-за следующих факторов:
Гормональная стабильность: по мере того, как женщины достигают 30 лет, они часто переживают период гормональной стабильности, который поддерживает выносливость. Кроме того, эстроген положительно влияет на выносливость женщин, улучшая метаболизм жиров и аэробную эффективность.
Накопление тренировок и опыта: элитные марафонцы обычно накапливают годы опыта тренировок и соревнований, часто достигая своего физического и умственного потенциала к началу 30 лет. Долгосрочная адаптация к высокому объему тренировок улучшает показатели выносливости за эти годы.
Исследовательский анализ: обзор в журнале «Journal of Strength and Conditioning Research» (2013) подтверждает идею о том, что атлеты на выносливость часто достигают пика позже, чем атлеты в других видах физической активности, из-за постепенного накопления аэробной выносливости, опыта и объема тренировок. Это накопление помогает женщинам-марафонцам достичь пика к 30 годам.
Хотя пик производительности обычно приходится на начало 30 лет, многие женщины-марафонцы продолжают выступать на высоком уровне и в конце 30 лет и даже в 40. Вероятно, это связано с современными методиками тренировок, методами восстановления и долголетием спортсменов на выносливость.
Женщины-бегуны могут долго оставаться конкурентоспособными, поскольку марафонский бег в значительной степени зависит от аэробной способности, которая снижается медленнее с возрастом по сравнению с анаэробной или силовой производительностью.
В исследовании, опубликованном в журнале «Sports Medicine» (2019) проанализировали возрастное снижение результатов в марафонском беге и обнаружили, что у женщин возрастное снижение времени марафона является умеренным до середины 40 лет. Исследование показало, что лучшие спортсменки в возрасте 30-40 лет все еще могут достигать высоких результатов благодаря своей физиологии, ориентированной на выносливость, и годам накопленных тренировок.
Список использованных источников:
Бат, Д., Тернер, Л. А., Бош, А. Н., Такер, Р., Ламберт, Э. В., Томпсон, К. Г. и Сент-Клер Гибсон, А. (2012). Влияние второго бегуна на стратегию темпа и RPE во время забега на время. Международный журнал спортивной физиологии и производительности, 7(1), 26–32. https://doi.org/10.1123/ijspp.7.1.26
Бриссвалтер, Дж. и Луис, Дж. (2011). Влияние возраста и пола на выносливость у спортсменов-мастеров: роль тренировок. Европейский обзор старения и физической активности, 8(1), 31–42. https://doi.org/10.1007/s11556-010-0071-5
Каррон, А. В. и Хаузенблас, Х. А. (2018). Групповая динамика и сплоченность команды в элитном спорте: данные по группам марафона. Спорт, упражнения и психология производительности, 7(3), 211-227. https://doi.org/10.1037/spy0000126
Камминг, Дж. и Дуда, Дж. Л. (2012). Социальное содействие и его применение в спортивной психологии. Журнал прикладной спортивной психологии, 24(4), 314-326. https://doi.org/10.1080/10413200.2012.695357
da Silva, E. S., Kram, R., & Hoogkamer, W. (2022). Метаболическая стоимость эмулируемых аэродинамических сил сопротивления при марафонском беге. Journal of Applied Physiology, 133(3), 766–776. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00086.2022
Hunter, S. K., & Stevens, A. A. (2019). Половые различия в марафонском беге с возрастом: физиология или участие? Спортивная медицина, 49(1), 167-177. https://doi.org/10.1007/s40279-019-01167-0
Lepers, R., & Stapley, P. J. (2013). Выносливость у спортсменов-мастеров: возрастные изменения и основные механизмы. Journal of Strength and Conditioning Research, 27(5), 1409-1420. https://doi.org/10.1519/JSC.0b013e318287b01a
Marcora, S. M., Staiano, W., & Manning, V. (2015). Умственное утомление ухудшает физическую работоспособность у людей. Journal of Sports Sciences, 33(12), 123-133. https://doi.org/10.1080/02640414.2014.944558
Николаидис, П. Т. и Кнехтле, Б. (2017). Возраст пиковой производительности у женщин-марафонцев: анализ результатов 1,8 млн забегов. Медицина и наука в спорте и упражнениях, 49(3), 617-624. https://doi.org/10.1249/MSS.00000000000001147
Сварт, Дж. и др. (2020). Влияние стратегий пейсера на производительность в марафоне: анализ элитных бегунов. Европейский журнал спортивной науки, 20(3), 478-485. https://doi.org/10.1080/17461391.2019.1680781
Томпсон, Д. и др. (2019). Влияние эмоциональной поддержки на спортивные результаты марафонцев. Международный журнал спортивной психологии, 50(5), 340-355. https://doi.org/10.7352/IJSP2019.50.340
Уильямс, С. Э. и др. (2017). Ментальные стратегии и выносливость: роль сегментации и постановки целей в марафоне. Журнал спортивной психологии и упражнений, 39(2), 95-105. https://doi.org/10.1123/jsep.2016-0217
