Juoksukenkien vallankumous – Tieteellisiä tutkimuksia uudesta kenkäteknologiasta

Juoksukenkien kehitys on ollut viime vuosien kiivas puheenaihe kestävyysjuoksussa. Spekulaatioilta ei olla vältytty pikajuoksussakaan, eikä edes hyppylajeissa uusien piikkareiden myötä.

Uudet kengät herättivät huomiota Rion olympialaisissa 2016, kun parhaat maratoonarit käyttivät paksupohjaisia ja erikoisesti muotoiltuja kenkiä.

Aluksi puhuttiin hiilikuitukengistä, mutta hiilikuitulevyn ohella myös kengän uudella välipohjamateriaalilla on iso merkitys. Tieteelliset tutkimukset vahvistavat uuden teknologia hyödyn tuloksiin, toteaa Hilkka Kontro, Calgaryn yliopiston fysiologi ja entinen aktiivi keskimatkojen juoksija.

Biomekaanisia apuja hyödyntävät kengät sisältävät yleensä hiilikuitulevyn ja modernin välipohjamateriaalin. Nike toi markkinoille ensimmäisen Vaporfly 4%-kenkänsä 2017 ja oli selvä edelläkävijä tällä saralla. Muut kenkämerkit räpiköivät perässä vuosia, mutta ovat viime vuosina saavuttaneet vastaavan tason omilla kenkämalleillaan.

Superkenkien paremmuuden perinteisiin kenkiin verrattuna selittää pääasiassa kaksi seikkaa: 1) niiden positiivinen vaikutus juoksun taloudellisuuteen, eli hapenkulutukseen tietyllä vauhdilla, ja 2) niiden jalkoja säästävä vaikutus, eli lihasvaurioiden ja lihasuupumisen väheneminen tietyllä matkalla. Tässä artikkelissa esitellään viimeisin tieteellinen näyttö näiden kenkien hyödyistä.

Uusi teknologia toimii

Etu happitaloudellisuudessa on dokumentoitu jo kymmenissä riippumattomissa tutkimuksissa. Superkengät parantavat taloudellisuutta keskimäärin noin 4 % (tästä ensimmäinen Vaporfly saikin nimensä), mikä korreloi suoraan parempiin suorituksiin pitkän matkan juoksuissa. Eliittitasolla tulokset paranevat noin 2 % maratonilla ja lyhyemmissä tiejuoksuissa.

Entäpä ratamatkoilla? Aluksi ratajuoksijat olivat skeptisiä paksujen pohjien hyödyistä. Ensimmäinen tutkimus, joka vertasi Nike VaporFly -kenkää kevyeen ratapiikkariin osoitti sen kuitenkin peittoavan piikkarin, vaikka kengällä oli 86 grammaa enemmän painoa ja se oli kömpelömpi erityisesti kaarteissa.

Kompromissi ratatuntuman ja teknologian välillä johti sittemmin piikkariin, joka sisältää perinteistä paksumman välipohjan ja hiilikuitulevyn. Useampien kenkämerkkien valmistamat ”superpiikkarit” ovat osoittautuneet parantavan aikoja 1–1,5 % pikajuoksuista pitkille ratamatkoille, mikä on hieman vähemmän kuin tiellä, mutta tietysti yhä erittäin merkittävä etu.

Uudet kenkäinnovaatiot voivat siis parantaa maratonaikaa useilla minuuteilla tai tuoda 15 metrin etumatkan 1500 metrillä. Tätäkin pienemmät marginaalit voivat ratkaista mitalisijat tasaväkisessä kilpailussa, joten kilpajuoksija on melkeinpä pakotettu hankkimaan superkengät pysyäkseen samalla viivalla kilpakumppaneidensa kanssa.

Uusi kenkäteknologia vaikutti myös yleisurheilun sääntöihin. Nyt paksuin sallittu pohja on 25 mm ratamatkoilla ja 40 mm tiellä sisältäen pohjallisen, ja kengässä saa olla vain yksi hiilikuitulevy.

Miten superkengät parantavat vauhtia?

Superkenkien toimivuutta happitaloudellisuuden osalta on selitetty kolmen tekijän kautta:

• Hiilikuitulevyt lisäävät pituussunnan jäykkyyttä, joka voi stabiloida isovarpaan nivelen ja täten vähentää energiankulutusta. Lisäksi muotoiltu levy antaa kengänpohjalle keikahduspisteen, joka avustaa työntövaihetta. Tämä ns. keinulautaefekti ikään kuin työntää juoksijaa eteenpäin ponnistaessa.
• Toinen tekijä on edistykselliset välipohjamateriaalit (esim. PEBA). Nämä palauttavat jopa 87 % pohjan muodonmuutokseen käytetystä energiasta, kun vanhemmat materiaalit (EVA) palauttavat noin 75 %. Jos kenkä säilyttää elastista energiaa tehokkaasti, lihasten tarvitsee tehdä vastaavasti vähemmän työtä.
• Välipohjan paksuus ja geometria on kolmas seikka. On arveltu, että paksummat välipohjat pidentävät jalan ”tehollista pituutta”, mikä avustaa askelpituutta, kun taas kaareva geometria optimoi energian siirron kontaktivaiheessa.

On epäselvää, mikä merkitys näillä tekijöillä on itsenäisesti. Eräässä tutkimuksessa Nike Vaporflyn ominaisuuksia muutettiin yksi kerrallaan: sen hiilikuitulevy poistettiin, sen välipohja vaihdettiin toiseen, tai sen etuosan muotoilu muutettiin litteäksi. Kaikki muutokset tekivät kengästä hitaamman lisäämällä nilkan tekemää työtä juoksuaskeleen aikana. Ilmeisesti nämä kolme ominaisuutta toimivat synergisesti avustaen juoksijaa, vaikka tätä prosessia ei ymmärretäkään vielä täydellisesti.

Miten superkengät parantavat jalkojen kestävyyttä?

Yksi yleisimmistä kokemusperäisistä havainnoista on superkenkien tarjoama suoja jalkojen kangistumiselta. Superkengillä kilpailu ja harjoittelu voi vähentää palauttavien päivien tarvetta. Tätä puolta on tutkittu huomattavasti vähemmän huolimatta siitä, että juoksijat raportoivat tästä usein.

Ilmiön tueksi on esitetty kuitenkin aineistoa Nike Sports tutkimuslaboratorion konferenssissa. Maratonin jälkeen Niken superkengillä juosseilla urheilijoilla havaittiin alempia lihasvaurioiden ja tulehduksen merkkiainetasoja sekä pienempää reisilihasten arkuutta verrattuna urheilijoihin, jotka juoksivat perinteisillä kengillä.

Vaikutus näkyy jo suorituksen aikana eikä ainoastaan sen jälkeen. Pitkän lenkin aikana happitaloudellisuus heikkenee lihasvaurioiden seurauksena. Auttaako hyvä vaimennus tähän ongelmaan?

Eräässä tutkimuksessa aiheutettiin lihaskipua 30 minuutin alamäkijuoksulla. Kaksi päivää myöhemmin juoksijat palasivat laboratorioon: taloudellisuus oli yhä heikentynyt, mutta kontrollikenkään verrattuna paksu vaimennus oli lähes 5 % parempi hapenkulutuksen kannalta. Tämä voi selittää, miksi superkengät auttavat vauhdin säilyttämisessä pitkillä matkoilla, kun jalat alkavat painaa.

Suojaako superkenkien käyttö sitten juoksijoita vammoilta? Tämän osalta ei ole vielä selkeää näyttöä.

Eräs tutkimus spekuloi hiilikuitulevyjen lisäävän veneluun rasitusmurtumariskiä. Tässä tutkimuksessa esitettiin viisi tapausta, joissa juoksijalla oli diagnosoitu tämä murtuma. Toisaalta kyseinen raportti ei ole kontrolloitu tutkimus, joten sen näyttö ei ole järin vahvaa.

Eräs tuore tutkimus viittaisi sääriluun rasituksen vähenevän superkengillä perinteisiin kenkiin verrattuna: sääriluun kumulatiivinen rasitus kilometriä kohden oli vähäisempi uuden teknologian kengällä. Tämän aiheen osalta täytynee odotella lisätutkimuksia ennen kuin mitään voi varmasti sanoa suuntaan tai toiseen.

Ovatko kaikki superkengät samalla viivalla?

Nike Vaporfly 4% ja sen seuraajat olivat pitkään ainoat selkeästi parhaat kenkämallit. Ensimmäinen tutkimus vuodelta 2022, jossa tutkittiin muita superkenkiä kuin Nike Vaporfly, tarkasteli seitsemää kenkämallia, jotka sisälsivät vähintään yhden jäykän hiilikuitulevyn. Näihin kuuluivat Nike Alphafly, Nike Vaporfly Next %, Asics Metaspeed Sky, New Balance RC Elite, Brooks Hyperion Elite 2, Hoka Rocket X ja Saucony Endorphin Pro. Näitä verrattiin Asics Hyperspeediin, joka on perinteinen EVA-pohjainen kilpakenkä.

Viisi tutkituista kengistä (molemmat Niket sekä Saucony, New Balance ja Asics) täyttäisivät nykyiset superkenkäkriteerit, joihin hiilikuitulevyn lisäksi kuuluu uudet kimmoisat ja kevyet välipohjamateriaalit kuten PEBA.

Em. tutkimuksessa oli mukana kaksitoista 5000 metrin juoksijaa (ennätys noin 16 min). Kahden päivän toistettujen mittausten perusteella todettiin, että molemmat Niket sekä Asics Metaspeed Sky paransivat juoksun taloudellisuutta samankaltaisesti 2,7 %, 3,0 % ja 2,5 % verrattuna tavalliseen kenkään. Myös Saucony Endorphin ja New Balance FC Elite paransivat taloudellisuutta merkittävästi 1,5 % ja 1,4 %, mutta vähemmän kuin parhaat kengät. Kaksi kenkää, joissa oli hiilikuitulevy mutta jotka oli valmistettu perinteisestä EVA-vaahtomuovista, eivät tuottaneet parannuksia.

Myöhempi tutkimus vertasi kolmea nimettömäksi jäänyttä kaupallista superkenkämallia tuntemattomaan kilpakenkään sekä kunto- että eliittijuoksijoilla nopeuksilla, jotka oli suhteutettu heidän mattotestinsä maksiminopeuteen (keskimäärin 13,1 km/h ja 17,0 km/h). Harrastelijajuoksijoilla havaittiin taloudellisuuden parantuvan 3,5 %–5,0 %, mutta tässä tutkimuksissa eliittijuoksijoilla ei löytynyt merkitseviä eroja.

Viime vuonna eräs tutkijaryhmä vertasi Saucony Endorphin Speed -kenkää (jossa on kimmoisa välipohja mutta muusta materiaalista valmistettu levy) Saucony Cohesion 13 -kenkään, joka on edullinen harrastelijakäyttöön tarkoitettu kenkä. He havaitsivat 3,8 % ja 5,0 % parannukset, kun koehenkilöt juoksivat nopeuksilla, jotka olivat 65 % ja 80 % mattotestin maksiminopeudesta. Näyttäisi siltä, että välipohjamateriaali yksinään on tärkeämpi suorituskykyä parantava tekijä kuin hiilikuitulevy ainakin tiettyjen merkkien kengissä.

Kannattaa huomioida, että edellä mainitut tutkimukset eivät ole tuotetestejä, joten kenkämallien vertailu on turhaa. Tutkimusten tavoitteena on tuoda ensisijaisesti esille, että teknologisilla ratkaisuilla saadaan eroja kenkien ominaisuuksiin.

Eri kenkämallien tutkimustulosten osalta on mahdotonta pysyä ajan tasalla, sillä kenkävalmistajat tuovat uusia malleja markkinoille nopeammin kuin tutkijat ehtivät niitä testata ja julkaista tuloksia. Tieteelliset raportit ovat siis auttamatta jo vanhentuneita julkaisun hetkellä. Monilla merkeillä on kuitenkin nykyään kilpailukykyisiä malleja, ja lisäksi kenkien toimivuus vaihtelee juoksijasta toiseen – ei siis ole mitään syytä takertua yhden valmistajan kenkiin, vaan kokeilla, mikä itselle toimii parhaiten.

Yhteenveto

Superkenkien ja -piikkarien teknologinen harppaus on tullut jäädäkseen. Urheilijoiden tulisi kokeilla eri malleja löytääkseen itselleen ja lajiinsa sopivimman kengän. Jos hapenkulutuksen suora testaus eri kengillä on mahdollista, sitä kannattaa hyödyntää; tässä tapauksessa tulisi kuitenkin testata jokainen malli ainakin kahteen kertaan mittaustarkkuuden parantamiseksi. Kenkien käyttö kilpailujen lisäksi myös harjoittelussa voi olla perusteltua, mutta lienee parasta vaihdella kenkiä harjoitusten välillä, jotta saa vaihtelua jalkojen rasitukseen.