Pohyb a biomechanika 📚 Část série Cvičení - Věda o fyzické aktivitě odpočinku a zdraví · díl 9

Pravda o chůzi a hubnutí

Jak naši předkové formovali naše těla a proč deset tisíc kroků dává smysl

Chůze je pro většinu z nás tou nejobyčejnější činností pod sluncem. Většinou nad ní vůbec nepřemýšlíme, dokud nám v ní nezabrání zranění nebo nemoc. Přesto je právě chůze po dvou nohou tím nejzásadnějším rysem, který nás oddělil od ostatních primátů a umožnil nám přežít v měnícím se světě. Mnoho lidí dnes vnímá chůzi jako nástroj k hubnutí, jiní ji naopak považují za naprosto neúčinnou. Jak je to ale doopravdy? Abychom pochopili, jak chůze ovlivňuje naše tělo, zdraví a tělesnou hmotnost, musíme se podívat hluboko do naší historie, porozumět mechanice našeho pohybu a zjistit, proč vůbec naše tělo s energií nakládá tak, jak nakládá.

Život v pohybu: Každodenní realita lovců a sběračů

Představte si, že se vydáte na ranní procházku. Obléknete si funkční tričko, které odvádí pot a blokuje sluneční záření, obujete si odlehčené trekové boty a na záda hodíte batoh s vodou, opalovacím krémem, repelentem, energetickými tyčinkami a lékárničkou. Máte s sebou GPS hodinky a mobilní telefon. Vaši společníci mají naopak jen kus barevné látky omotaný kolem pasu, obnošené fotbalové tričko a na nohou jednoduché, podomácku vyrobené sandály. Z výbavy nesou jen luk, toulec se šípy a krátký nůž.

Přesně takový kontrast zažijete, pokud se vydáte na lov s příslušníky kmene Hadza, tradičními lovci a sběrači ze severní Tanzanie. Jejich dny nejsou plné cíleného cvičení pro zdraví, ale neustálého, nezbytného pohybu pro přežití. Výprava začíná za svítání. Neexistují zde žádné upravené cesty, kráčí se vysokou trávou, pod kterou se skrývají zrádné kameny, jež mohou každý špatný krok proměnit ve vymknutý kotník. Lovci se pohybují rychle, tiše a bedlivě sledují stopy.

Někdy se lov protáhne a změní směr. Stačí, aby se objevil malý ptáček zvaný medozvěstka. Tito drobní ptáci už po tisíciletí spolupracují s lidmi. Svým specifickým štěbetáním dovedou lovce až ke včelímu úlu. Následuje rozdělání ohně, vykouření včel pomocí doutnající trávy a odměna v podobě sladké plástve – část snědí lidé, část vosku nechají jako odměnu ptačímu průvodci. Původní plán ulovit antilopu se tak snadno promění v pětihodinovou výpravu za medem. Na konci takového běžného dopoledne ukáže moderní GPS přístroj téměř devatenáct tisíc kroků a vzdálenost necelých dvanáct kilometrů. A to mluvíme o lidech, kteří se vrací do tábora bez hlavního úlovku.

Zatímco muži loví zvěř a hledají med, ženy z kmene ujdou každý den o něco méně, v průměru necelých deset kilometrů. Jejich cesta vede k místům, kde mohou v tvrdé a kamenité půdě vykopat jedlé hlízy. Cestou sbírají bobule, a když dorazí na místo, posadí se, povídají si, kojí děti a u toho nepřetržitě pracují. Část jídla se sní rovnou, část se uvaří k obědu a zbytek putuje do šátků, aby ho mohly donést zpět do tábora.

Tento životní styl ukazuje jednu zcela zásadní věc: člověk se nevyvinul proto, aby dobrovolně cvičil. Vyvinul se proto, aby byl fyzicky aktivní tehdy, kdy je to nutné pro jeho přežití. Průměrný dospělý příslušník kmene lovců a sběračů ujde za rok vzdálenost odpovídající cestě z New Yorku do Los Angeles. Lidé jsou zkrátka vytrvalostní chodci. Dnes, v moderním postindustriálním světě, se však naše chůze radikálně změnila. Podle dat z milionů mobilních telefonů ujde průměrný Američan necelých pět tisíc kroků denně (méně než tři kilometry). A i tento pohyb se odehrává v pohodlných, polstrovaných botách na rovném, tvrdém chodníku.

Proč vlastně chodíme po dvou? Evoluční nutnost a úspora energie

Otázka, proč vlastně lidé chodí po dvou nohou, zaměstnává vědce od dob Charlese Darwina. Pohybovat se na dvou končetinách je totiž ve světě savců poměrně nestabilní a vratký způsob přesunu. Existuje spousta teorií: někteří věří, že jsme se postavili, abychom mohli nosit potravu, používat nástroje, lépe vidět přes vysokou trávu nebo abychom se lépe ochlazovali. Žádná z těchto teorií však nevysvětluje prvotní impuls. Šimpanzi dokážou nosit věci i potravu, ačkoli je to pro ně nepohodlné. Nejstarší kamenné nástroje se navíc objevily až miliony let poté, co naši předci začali chodit vzpřímeně.

Skutečný důvod spočívá v něčem mnohem prozaičtějším: v úspoře energie. Abychom to pochopili, musíme se vrátit o sedm až devět milionů let zpět do Afriky k našemu společnému předkovi se šimpanzi. Tito tvorové žili v deštných pralesích, a když se potřebovali přesunout po zemi, používali chůzi po kotnících prstů předních končetin, podobně jako dnešní šimpanzi.

Tento druh pohybu je ale nesmírně energeticky náročný. Představte si auto s obrovskou spotřebou paliva. Když vědci měřili spotřebu kyslíku u šimpanzů jdoucích na běžeckém pásu (a později to potvrdili i u dospělých jedinců), zjistili fascinující věc. Průměrný člověk, pes nebo jiný savec jdoucí po čtyřech spotřebuje na určitou vzdálenost zhruba stejné množství energie. Šimpanz však spálí více než dvakrát tolik kalorií. Důvodem je to, že šimpanzi chodí s neustále pokrčenými koleny a kyčlemi. Jejich svaly na nohou musí neustále pracovat jen proto, aby tělo udržely nad zemí.

Zatímco hluboko v pralese plném ovoce nebyla tato neefektivita velkým problémem, před miliony let začala Afrika vysychat. Pralesy se zmenšovaly a měnily se v otevřené, suché lesy a savany. Potrava byla najednou mnohem rozptýlenější. Lidé a lidoopi museli za stejným množstvím jídla cestovat mnohem dál. V přírodě platí jednoduché pravidlo: přežije ten, kdo dokáže získat dostatek energie na reprodukci. Pokud se na okraji pralesa objevili jedinci, kteří se sice stále uměli dobře šplhat po stromech, ale díky drobným změnám na páteři, kyčlích a chodidlech dokázali při chůzi po zemi ušetřit stovky kalorií denně, měli obrovskou evoluční výhodu.

Pokud by dnešní lovec musel urazit svých dvanáct kilometrů šimpanzím stylem, stálo by ho to zhruba 700 kalorií. Díky vzpřímené chůzi ho to stojí jen 325 kalorií. Za jediný rok tak vzpřímený člověk ušetří energii odpovídající zaběhnutí pětačtyřiceti maratonů. Chůze po dvou tedy nevznikla z touhy po volných rukách, ale z čiré nutnosti nezemřít hlady při hledání ubývající potravy.

Mechanika chůze: Kyvadla, chůdy a neustálý boj s rovnováhou

I když nám chůze připadá samozřejmá a nevyžaduje naše soustředění, ve skutečnosti jde o neuvěřitelně složitý výkon nervového systému a svalů. Jak těžké to ve skutečnosti je, nejlépe chápou lidé, kteří se po nehodách nebo nemocech učí chodit znovu v rehabilitačních centrech. Každý krok vyžaduje vědomý povel k ohnutí kyčle, pokrčení kolene, natažení nohy a přesunu váhy.

Jak se vlastně pohybujeme dopředu? Zásadní princip chůze, ať už po dvou nebo po čtyřech nohou, je založen na noze fungující jako kyvadlo. Když uděláte krok a vaše noha se vznáší ve vzduchu, chová se jako kyvadlo starých hodin, jehož střed rotace je ve vaší kyčli. Tuto fázi švihu pohánějí především kyčelní svaly.

V okamžiku, kdy pata dopadne na zem, se ale situace otočí. Noha se rázem stane jakousi chůdou – pomyslným kyvadlem, které je obrácené vzhůru nohama a jehož středem otáčení je nyní váš kotník. Během první poloviny tohoto “kroku na chůdách” musí vaše svaly vynést tělo nahoru a přes stojnou nohu. Vaše těžiště se zvedne asi o pět centimetrů. Tento zdvih těla stojí energii (kalorie), ale zároveň ukládá takzvanou potenciální energii. Je to stejné, jako byste vzali do ruky těžkou knihu a zvedli ji do výšky.

Ve druhé polovině kroku se tělo začne překlápět dopředu a dolů. Uložená potenciální energie se mění na energii kinetickou (pohybovou), jako když zvednutou knihu pustíte a necháte ji padat k zemi. Pád vašeho těla je následně zastaven dopadem druhé nohy, která zahájí nový cyklus. Celá chůze je tak z mechanického hlediska neustálým zvedáním těžiště a řízeným pádem vpřed, při kterém si tělo chytře předává energii.

Tělo stvořené pro balanc: Anatomické zázraky lidské chůze

Pohánět tělo vpřed je jedna věc, ale tou největší výzvou dvounohé chůze je neupadnout. Zvířata na čtyřech nohách mají vždy na zemi alespoň dvě opory. Dvounohý člověk tráví většinu kroku balancováním na jediné noze. Naše vertikální trupy mají navíc tendenci kymácet se dopředu, dozadu i do stran.

Aby nás příroda ochránila před neustálým padáním, vybavila nás řadou geniálních tělesných úprav. Tou první a naprosto klíčovou je tvar naší pánve. Zatímco zvířata a lidoopi chodící po čtyřech mají pánevní kosti vysoké, ploché a směřující dozadu, lidská pánev je krátká, široká a miskovitě zahnutá do stran. Díky tomuto zakřivení se svaly, které mají zvířata umístěná vzadu, přesunuly u lidí na boky. Když při chůzi stojíte jen na jedné noze, tyto boční svaly se okamžitě stáhnou a zabrání vaší pánvi a horní polovině těla, aby se zhroutily na stranu, kde právě zvedáte nohu do vzduchu. Můžete si to vyzkoušet: postavte se na jednu nohu a snažte se udržet boky v rovině. Po chvíli ucítíte, jak vás svaly na boku stojné nohy začnou pálit námahou.

Dalším záchranným prvkem je naše unikátní bederní páteř. Šimpanzi mají krátkou a tuhou spodní část páteře složenou obvykle ze tří obratlů. My jich máme pět a vytvářejí prohnutí směrem dozadu. Díky tomuto zakřivení je náš trup posazen přesně nad kyčlemi. Kdybychom ho neměli, neustále bychom přepadávali obličejem vpřed a museli bychom neustále napínat zádové svaly, abychom se udrželi ve stoje. K tomu se přidávají další evoluční vylepšení: rozšířené patní kosti, klenby chodidel (které fungují jako pružiny), palec směřující rovně dopředu, stabilizované kotníky a vbočená stehna, která udržují kolena blízko středu těla. Lidé, kteří chodí pravidelně bosi, si navíc přirozeně vytvoří silné mozoly. Ty chodidlo chrání podobně jako podrážka boty, ale na rozdíl od bot nijak netlumí citlivost na povrch, po kterém kráčíme.

Břemena každodenního života: Od nošení vody po těhotenství

Naši předkové ovšem nechodili po světě nalehko. Jedním ze zásadních rozdílů mezi naší a jejich chůzí je nošení břemen. Dnes, když máme žízeň, prostě otočíme kohoutkem. Po miliony let ale lidé museli vodu, která je nesmírně těžká, přenášet na velké vzdálenosti.

V mnoha oblastech bez tekoucí vody to tak funguje dodnes. Například v keňské komunitě Pemja ženy každý den naplní obrovské plastové barely, které váží dvacet až třicet kilogramů, vyloží si je na hlavu a stoupají s nimi po strmých, kamenitých stezkách k domovu. Zatímco netrénovaný člověk by takový barel nesl oběma rukama, neustále klopýtal a po pár metrech se vyčerpáním zhroutil, místní ženy si barel na hlavě lehce přidržují jednou rukou a dělají krátké, plynulé kroky.

Fyzika nošení břemen je neúprosná. Teoreticky by se dalo očekávat, že když nesete zátěž rovnající se deseti procentům vaší tělesné hmotnosti, spálíte o deset procent více energie. Ve skutečnosti je to ale náročnější. Nesení zátěže stojí zhruba o pětinu více úsilí, než kolik činí pouhá hmotnost neseného předmětu. Svaly musí tvrději pracovat, aby tělo zvedly v první fázi kroku, odrazily ho vpřed ve fázi druhé a navíc celou tu dobu stabilizovaly těžký a vratký náklad.

Protože energie byla vždy vzácná, lidé vymysleli chytré způsoby, jak břemena nosit úsporněji. Ženy v Africe, které nosí těžké náklady na hlavě, dokážou přenést zátěž až do 20 % své vlastní váhy bez jakéhokoliv dodatečného výdeje kalorií. Jejich tajemství tkví v dokonalém balancování a ve zpevnění nohy v okamžiku, kdy přes ni přenášejí váhu, čímž maximalizují přenos potenciální energie na kinetickou. Dalšími úspornými metodami jsou popruhy přes čelo, které využívají sílu krčních svalů, nebo pružné bambusové tyče položené přes ramena. Horský nosič s tyčí dokáže načasovat své kroky tak, že tělo stoupá přesně ve chvíli, kdy se konce tyče zhoupnou dolů, čímž eliminuje vertikální otřesy.

Specifickým, ale o to důležitějším břemenem je těhotenství. Těhotná zvířata na čtyřech nohách nemají s rovnováhou problém – jejich břicho se zkrátka zvětší směrem dolů a do stran, bezpečně umístěné mezi čtyřmi opěrnými body. Těhotná žena na dvou nohách však čelí vážnému problému. Plod a placenta se nacházejí před těžištěm těla, takže žena neustále přepadává dopředu. Aby neupadla, musí se zaklánět. Tím ale obrovsky přetěžuje spodní část zad. Pro naše předky, kteří museli i v těhotenství ujít kilometry při hledání potravy, to představovalo obrovskou zátěž. Evoluce proto zasáhla i zde: zatímco mužská bederní křivka je tvořena dvěma obratli, u žen se (už před třemi miliony let) toto zakřivení rozložilo jemněji přes obratle tři. Ženské obratle mají navíc zvětšené a zpevněné klouby, aby tento neustálý záklon vydržely.

Hubnutí a chůze: Proč je tak těžké shodit přebytečná kila?

Když tedy víme, že naši předkové chodili dlouhé kilometry, nosili těžká břemena a vyžadovalo to po nich energii, jak je možné, že tolik moderních odborníků tvrdí, že chůzí se nedá zhubnout? Tato debata dnes dělí odbornou veřejnost na dva tábory.

Z čistě matematického hlediska dává hubnutí chůzí smysl. Pokud ujdete osm kilometrů (zhruba deset tisíc kroků), spálíte přibližně o 250 kalorií více, než kdybyste stejnou vzdálenost ujeli autem. Pokud tyto kalorie nedoplníte jídlem, vytvoříte za měsíc deficit zhruba 3000 kalorií. Nízká až střední intenzita zátěže (jakou chůze je) navíc spaluje proporcionálně více tuku než cukrů.

Jenže lidské tělo není kalkulačka a biologické systémy jsou složité. Studie zkoumající hubnutí pomocí cvičení často přinášejí frustrující výsledky. Vezměme si například rozsáhlou studii zkráceně nazývanou DREW (Dose Response to Exercise in Women). Ta rozdělila více než čtyři sta žen do čtyř skupin: jedna necvičila vůbec, další měly předepsáno 70, 140 a 210 minut pomalé chůze týdně nad rámec běžných denních povinností. Výsledky po šesti měsících byly šokující. Ženy se standardní dávkou 140 minut (což je asi osm kilometrů chůze týdně navíc) zhubly jen o něco více než dvě kila. A ženy, které chodily nejvíce (210 minut), zhubly dokonce méně – v průměru jen kilogram a půl.

Jak je to možné? Důvody je třeba hledat opět v naší evoluční historii a ve dvou hlavních mechanismech, kterými se tělo brání ztrátě energie:

  1. Kompenzační mechanismy (únava a hlad): Pro přírodu byla ztráta tělesného tuku vždy signálem hrozícího nebezpečí, pravděpodobně hladomoru. Tělo po miliony let ladilo své systémy tak, aby energii (zejména tuk) křečovitě shromažďovalo pro účely přežití a reprodukce. Naše fyziologie neumí změřit, jestli máme nadváhu, vnímá jen to, že energie ubývá. Jakýkoliv energetický deficit spustí reakci podobnou hladovění. Pokud ujdete deset tisíc kroků navíc, tělo na to zareaguje tím, že ve vás probudí hlad a pocit únavy. Snaha přimět vás k odpočinku a k jídlu je přirozeným instinktem. A v dnešním světě plném snadno dostupných kalorií je nesmírně snadné vymazat oněch pracně spálených 250 kalorií jediným sladkým nápojem nebo hrstí sušenek. To přesně vysvětluje, proč ženy v DREW studii, které chodily nejvíce, zhubly nejméně – jednoduše víc jedly.
  2. Příliš nízké cíle: Běžné zdravotnické doporučení radí věnovat se pohybu 150 minut týdně. To vychází na pouhých 21 minut chůze denně. Oproti lidem z kmenů lovců a sběračů je to jen šestina jejich denní aktivity. Běžný člověk v moderní společnosti přitom stráví osminásobek tohoto času (přes 170 minut) jen sledováním televize. Čekat od takto malé námahy masivní váhový úbytek je nerealistické.

Když se ale pravidla změní a dávka pohybu se přiblíží našim historickým kořenům, situace vypadá jinak. Experimenty ukázaly, že lidé, kteří místo doporučených 150 minut týdně chodili rovnou 300 minut týdně, dokázali za tři měsíce zhubnout téměř tři kilogramy – a to bez jakéhokoliv omezování v jídle. Jiné srovnání ukázalo, že muži, kteří spalovali 700 kalorií denně intenzivním cvičením, zhubli za tři měsíce stejně jako muži, kteří o 700 kalorií omezili svůj jídelníček (asi 7,5 kg). Zásadní rozdíl však byl v tom, že cvičící muži ztratili více nebezpečného viscerálního tuku obalujícího vnitřní orgány.

Kompenzace a energetický rozpočet: Proč tělo brání ztrátě tuku

Záhadou, kterou vědci stále rozkrývají, je tzv. hypotéza ohraničeného energetického výdeje. Výzkumy zaměřené na porovnání výdeje energie mezi vysoce aktivními lovci a sběrači (jako jsou Hadzové) a průměrnými, sedavými obyvateli Západu přinesly překvapivé zjištění. Množství celkově spálené energie za jeden den je u obou skupin téměř totožné (pokud porovnáme lidi se stejnou váhou beztukové tkáně).

Jak je možné, že někdo, kdo uloví zvíře a ujde dvanáct kilometrů, spálí za den stejné množství kalorií jako někdo, kdo celý den sedí v kanceláři? Teorie naznačuje, že naše těla mají pevně daný energetický limit. Pokud utratíte stovky kalorií fyzickou námahou na lovu nebo při cvičení, tělo musí někde ušetřit. Udělá to tak, že sníží klidový metabolismus – zkrátka ubere energii potřebnou na vnitřní údržbu, imunitu nebo regeneraci, aby udrželo celkový energetický účet v rovnováze. Proto přidání hodin chůze nebo cvičení nutně neznamená, že se váš celkový denní výdej zvedne o stejný počet spálených kalorií.

Přesto je chůze pro boj s hmotností naprosto klíčová, i když z jiného důvodu. Zhubnout jen pomocí stravy je skutečně jednodušší a rychlejší – nejíst čtyři plátky slaniny je snazší než ujít osm kilometrů. Ale udržet si novou váhu bez pohybu je téměř nemožné. Studie s policisty z Bostonu, kteří byli nasazeni na přísnou dietu, ukázala tvrdou realitu. Obě skupiny (cvičící i necvičící) zpočátku výrazně zhubly. Jakmile ale dieta skončila, policisté, kteří se nevrátili ke cvičení, nabrali všechna kila zpět. Pouze ti, kteří zůstali u pravidelného pohybu, si nižší váhu trvale udrželi.

Mýtus nebo záchrana: Kde se vzalo deset tisíc kroků?

Slyšíme to ze všech stran: pro zdraví a hubnutí je potřeba ujít deset tisíc kroků denně. Mnohé možná překvapí, že toto magické číslo nepochází z žádné hluboké lékařské studie, ale z marketingové kampaně z poloviny šedesátých let. Japonská společnost Yamasa Tokei tehdy vyrobila jednoduchý krokoměr a potřebovala pro něj chytlavý název. Pojmenovala ho „Manpo-kei“, což v překladu znamená „měřič deseti tisíc kroků“. Znělo to dobře a výrobek se stal hitem.

Zajímavé ale je, že toto reklamní číslo se ukázalo být překvapivě přesným vědeckým odhadem ideální denní zátěže. Zdravotní organizace se shodují, že dospělý člověk potřebuje minimálně 150 minut středně intenzivního pohybu týdně nad rámec běžného domácího popocházení. Pokud během dne ujdete necelých pět tisíc kroků běžnou rutinou v práci a doma (což je hranice sedavého způsobu života) a přidáte k tomu třicetiminutovou svižnou procházku (což vydá na 3000 až 4000 kroků), dostanete se celkově na osm až devět tisíc kroků. Stačí přidat ještě malý kousek a oněch japonských deset tisíc kroků se stává naprosto racionálním denním minimem pro udržení zdraví. Mimochodem, je to zhruba osm kilometrů. Přesně ta vzdálenost, kterou ujdou ženy v komunitách tradičních sběračů.

Průměrný lovec či sběrač utratí chůzí asi 10 % svého celkového denního energetického rozpočtu (zhruba 216 kalorií u lidí vážících kolem padesáti kilogramů). Šimpanzi, i když ujdou mnohem méně, obětují na své neefektivní kolébání také 10 % své energie (125 kalorií u menšího zvířete). Průměrný Zápaďan naopak utrácí za chůzi jen 4 % svého rozpočtu (126 kalorií, přestože váží podstatně více).

Pro moderního člověka obklopeného jídlem může úspora sta kalorií na procházce působit zanedbatelně. Ale pro naše předky znamenalo těchto ušetřených 5 % rozpočtu nesmírně mnoho. Během jednoho roku představovala tato drobná denní úspora obrovský rezervoár 30 000 až 60 000 kalorií, které mohly kojící matky přeměnit na mléko pro své děti, a zvýšit tak šanci celého lidského rodu na přežití.

Závěr

Lidská chůze rozhodně není obyčejná nebo nezajímavá. Schopnost chodit po dvou končetinách obrovsky efektivním způsobem byla první a dost možná nejdůležitější věcí, která nás udělala lidmi – dávno předtím, než jsme začali mluvit, vařit nebo vyrábět složité nástroje. Naši předkové by tu nebyli, kdyby každý den neušli svých deset tisíc kroků.

Problém je, že z evoluční nutnosti hledat potravu se stal volitelný koníček. Byli jsme zkonstruováni k tomu, abychom chodili obrovské vzdálenosti, ale protože jsme zároveň museli šetřit energií, vyvinul se v nás hluboký instinkt nedělat to, pokud vyloženě nemusíme. Žijeme tak ve světě paradoxu. Naše těla touží po odpočinku, aby uspořila kalorie, kterých máme dnes v supermarketech nevyčerpatelné zásoby. Pokud se ale nechceme stát oběťmi vlastního blahobytu, musíme svůj přirozený odpor k plýtvání energií překonat a vyrazit na cestu – i kdyby nás na jejím konci nečekal ani ulovený kabanos, ani hnízdo plné sladkého medu.

ZDROJ: Exercised: The Science of Physical Activity, Rest and Health

Autor

  • Jarda Kolcun vede se Zdendou Novákem tréninky džúdžucu v Roztokách u Prahy od roku 2012. Držitel černého pásu v džúdžucu (JJIF, 2016), hlavní instruktor FAST Defense pro ČR, trenér II. třídy. Tři roky přednášel na FTVS UK. Na bojovky.info píše o historii, metodice a psychologii bojových umění.

    View all posts