Muž vs. kůň: kdo by měl podle vědy zvítězit?

Přední britský fyziolog Dr. David Marlin podrobněji rozebírá šance člověka a koně ve vytrvalostním běhu. Letošní ročník maratonu Man vs Horse se poběží 11. června od 3:00 ve velšském Llanwrtyd Wells.

35. ročník maratonského běhu Muž proti Koni se odehrál 14. června 2014 v Llanwrtyd Wells v hrabství Powys uprostřed Walesu. Do tohoto data zvítězil muž nad koněm jen dvakrát! Na krátké vzdálenosti na rovině nám změřená rychlost Quarterů blížící se 80 km/h jasně dokazuje, že kůň by zvítězil, i kdyby jeho protivníkem byl Usain Bolt. Boltův rekord v roce 2009 v Berlíně je 9,58 sekundy na vzdálenost 100 metrů. Průměrná rychlost je tedy 10,44 m/s neboli 37,7 km/h. Aktuální mužský rekord na maratonskou vzdálenost (42,195km) patří Wilsonu Kipsangsovi, který tuto vzdálenost uběhl za 2 hodiny a 3 minuty a 23 sekund. Průměrná rychlost byla tedy 20,5 km/h. Pro srovnání, maraton pro arabské koně (The Arab Marathon) se obvykle vyhrává průměrnou rychlostí kolem 27 km/h. Ale přidejte 24 mil (nebo 22 mil do roku 2013) a věci se rázem stávají zajímavějšími. Ti, kteří pravidelně sledují maraton Muž proti Koni , budou vědět, že teprve na 25. ročníku člověk (Huw Lobb) zvítězil nad koněm s vítězným časem 2 hodiny a 5 minut a 19 sekund. Ale pokud porovnáme lidskou a koňskou fyziologii, tak jaký výsledek nám předpoví věda?

Schopnost využívat kyslík

Jedna z věcí, která má velký dopad na výkon atleta, je schopnost využívat kyslík. Jedná se o měřitelnou veličinu, které se často říká maximální využití kyslíku, tedy kolik jej dokáže tělo za určitou dobu využít. To je ovlivněno několika faktory, jako je třeba věk (snižuje se s věkem) a trénink (aerobním tréninkem se zvyšuje o 10-15 %). Průměrná maximální absorbce kyslíku (VO2max) u mladé, průměrně atletické osoby, která se nevěnuje vytrvalosti, je kolem 40ml kyslíku/kg/minutu. Špičkoví vytrvalostní běžci a cyklisti mohou dosáhnout 80-100ml kyslíku/kg/minutu. Pokud se podíváme na průměrného poníka, tak se dostaneme na míry kolem 100ml kyslíku/kg/minutu. Takže nejlepší lidští atleti se pouze rovnají průměrnému poníkovi. Když se přesuneme k průměrným plnokrevným a arabským závodním koním, tak se hodnoty pohybují kolem 150ml kyslíku/kg/minutu a pokud budeme pokračovat až k samé špičce mezi závodními koňmi, tak nejlepší z nich mají VO2max větší než 200ml kyslíku/kg/minutu. Schopnost rychle běhat na vzdálenosti mezi 3,2 a 160 km je v přímé úměrnosti se schopností využívat kyslík, což platí jak pro koně, tak pro lidi.

Foto Mackenzie Lobby Havey

Produkce tepla & regulace teploty

Během cvičení je teplo produktem neefektivních metabolických procesů při kontrakci svalů. Každou jednotkou energie, která je přímo využita pro kontrakci svalů, je čtyřnásobek této energie vyzářen ve formě tepla. Zezačátku je produkce tepla výhodou, jelikož svaly pracují rychleji a lépe při zvýšené teplotě. Ale jakmile se teplota zvýší o několik °C, tak je důležité se ji snažit co nejlépe kontrolovat, protože její přílišné zvýšení může vést k vyčerpání a poškození svalů. Tělo svou teplotu kontroluje pomocí krve, která protéká skrz svaly a přebírá teplo. Teplá krev poté putuje přes drobné vlásečnice do kůže, kde je teplo vyzařováno konvekcí (proces, kdy teplo z pokožky přechází na studený vzduch) nebo pocením. Určujícími faktory pro rychlost odvádění tepla jsou hlavně povrch těla (pokožky) a potní kapacita. 80kg osoba má kolem 2 čtverečních metrů plochy kůže a 500kg kůň má přibližně 5 metrů čtverečních. Takže ačkoliv je kůň více jak 6x těžší než člověk, tak má pouze 2,5 násobně větší povrch těla. Kůň se musí zbavit více tepla skrz relativně menší povrch. Velká zvířata teplo ztrácí pomaleji, což je výhodou v chladnějším klimatu, zatímco mala zvířata mají výhodu v teplém klimatu, protože odčerpávají teplo rychleji. Kůň má větší potní kapacitu než lidský běžec. Na stejné ploše se koňská kůže může potit třikrát rychleji než ta lidská, avšak za cenu ztracené energie, vody a elektrolytů. Kůň má tedy větší problémy se tepla zbavit, zatímco lidský běžec si teplo udržet. V chladném počasí má kůň výhodu. Teplo sice dokáže zvládnout, ale za určitou cenu. Je zajímavé, že když se v roce 2004 Huw Lobb stal prvním běžcem, který porazil koně (o 2 minuty), tak bylo teplé počasí.

Hydratace

Mnoho lidských běžců bude vědět o negativních dopadech dehydratace na běžecký výkon. Základní pravidlo zní, že za každé 1% dehydratace (ztráta váhy v důsledku ztráty tekutin) se sníží výkon o 10 %. Tady má kůň výhodu, jelikož dokáže tolerovat ztrátu 3-5 %, než se objeví jakékoliv negativní dopady na výkonnost. Důvodem je, že kůň je býložravec s tlustým střevem, které obsahuje 12% jeho váhy oproti 6% u člověka. Toto poměrně větší tlusté střevo zadržuje velké množství vody. Při velké ztrátě tekutin při pocení může kůň z tlustého střeva vodu vytáhnout, aby udržel objem cirkulující krve. Díky možnosti využít zásoby tekutin v tlustém střevu je kůň schopen běžet delší dobu, aniž by dehydratace ovlivnila jeho výkonnost. Lidští běžci na to mohou reagovat nuceným pitím malého množství vody během závodu. Koně však v prvních fázích závodu pravděpodobně nebudou chtít pít, protože začnou mít žízeň až po poměrně vyšší ztrátě tekutin. Proto tedy rčení, že můžete koně dovézt k vodě, ale nedonutíte ho pít.

Výživa a ukládání glykogenu (ukládání sacharidů atp.)

Mnoho běžců v jejich přípravě na závod používá techniku ukládání glykogenu. Glykogen je způsob, jakým je glukóza ukládána ve svalech (stejně tak, jako je v rostlinných buňkách ukládaný škrob). Z energetické perspektivy je glykogen také limitujícím faktorem ve vytrvalostních závodech. Jakmile vyčerpáte glykogen ve svalech, tak narazíte na zeď, a pak se musíte spolehnout na glukózu a tuk v krvi! Ukládání glykogenu je technika, která zajišťuje zásoby glykogenu ve svalech, kvůli čemuž lidští atleti do týdne před závodem trénují tvrdě, ale mají nízkou karbohydrátovou (sacharidovou) dietu. V posledních 3-4 dnech před závodem pak změní dietu na vysoce karbohydrátovou dietu, a zároveň snižují intenzitu tréninku. Tato technika maximalizuje hladinu glykogenu. Zatímco tapering (snižování objemu, ale ne intenzity tréninku před závodem) lze použít u koní, tak není možné změnit dietu koní tak, aby se jim zvýšily zásoby glykogenu.

Biomechanika

Když přijde na biomechaniku, tak jsou zde znatelné rozdíly. Ale komu tyto rozdíly přejí více? Kůň má 4 nohy, člověk jen 2! Kůň má navíc dlouhé a štíhlé nohy s dlouhými šlachami a váha svalů je blízko u trupu. Tyto adaptace minimalizují energii potřebnou k pohybu končetin a k pohybu celkově. Ve skutečnosti je podle biomechaniky kůň jako dva dvounožci spojení dohromady. Z toho důvodu je pro koně znatelně jednodušší přemístit 1 kg váhy o jeden metr. Lidé mají také v podstatě jen dva chody, chůzi a běh. Koně oproti tomu mají chody 4: krok, klus, cval a trysk. Krok je nejméně úsporný, následován je klusem. Cval je nejekonomičtější a průměrná rychlost mezi 7 a 9 m/s (25-32 km/h) je obvykle nejúspornější rychlost. Pokud je tedy kůň schopen udržovat stálý cval, tak získá výhodu v minimalizování výdaje energie. Posledním aspektem je schopnost synchronizovat dýchání s pohybem (stejně tak to dělají cyklisti), avšak lidé to nemají nijak biomechanicky určené. Kůň ovšem může dýchání sladit v klusu, ale ve cvalu a trysku má kůň vždy perfektně synchronizovaný pohyb vpřed a dýchaní. Tomu se říká spřažené dýchání, tedy technika, která snižuje potřebnou energii k nádechu a výdechu. Důvodem, proč toto kůň musí dělat je, že jeho hrudník je velký a pevný, tedy nepruží - neroztahuje se. Kůň tento problém s hrudníkem řeší pohybem končetin, kterým pomáhá vhánět kyslík do plic a dostávat ho ven a snižuje tím k tomu potřebnou energii. Když se kůň pohybuje z kopce a do kopce, tak se mění zatěžování předních a zadních končetin, takže nedochází k jednostrannému přetížení. Naproti tomu jsou běžci, kteří mají techniku rychlého sbíhání kopců, do určité míry díky potlačení pudu sebezáchovy. Kůň je ovšem opatrnější, možná právě díky funkčnímu pudu sebezáchovy.

Trať

Povaha terénu může mít dopad na to, kdo bude ve výhodě. Rovná, přímá trasa s lehce měkkým povrchem by poskytovala výhodu koni, který by udržoval stálé tempo kolem 24-32 km/h. Silnice by byly pro koně nevýhoda, hlavně pokud má podkovy, tak je ve cvalu zvýšené riziko uklouznutí a pádu, zatímco lidští běžci mohou udržovat rychlé tempo. Čím více a čím prudších zatáček, tím více je kůň znevýhodněn. Vztahuje se to k pevnosti a velikosti (mase). Vezměte si velké lodě. Trvá jim dlouho, než se dostanou do pohybu, dlouho zastavují a těžko se otáčí. Pak si vezměte remorkér, které jsou přesným opakem: rychlá akcelerace, rychlé zatáčení. Malí hlodavci dokážou rychle zrychlit a zastavit, stejně tak jako rychle měnit směr. Koni déle trvá se rozjet, zastavit a zatočit a potřebuje k tomu více energie, než lidský běžec. Takže na kopcovité trati s proměnlivým terénem a častými zatáčkami má člověk výhodu.

Váha jezdce

Jeden z největších a možná nejzřejmějších rozdílů, o kterém se však mnoho nemluví, je fakt, že kůň musí nést jezdce. Pokud 500kg kůň nese 70kg jezdce s 10kg výstroje (sedlo, dečka, boty, uzda, atd.), tak musí unést dalších 16% své váhy navíc. Každá váha navíc zvyšuje potřebnou energii k pohybu. Navíc se snižuje povrch k odvádění tepla. Kůň má neměnnou masu svalů, takže jakákoliv váha navíc ve formě jezdce nebo vybavení jej znevýhodňuje. Aby se vyrovnaly šance, tak by musel lidský atlet o váze 80 kg nést téměř 13 kg; znatelná zátěž. Představte si, že běžíte s 6 2l pet lahvemi v batohu! Takže v tomto ohledu má lidský běžec jasnou výhodu.

Motivace

Lidští běžci účastnící se závodu mohou být velmi motivovaní k vítězství. Mohou také použít techniky sportovní psychologie, aby jim pomohly kontrolovat závodní strategii a pokračovat přes práh bolesti. Bez ohledu na to, jestli se závod běží letos nebo za 1000 let, tak kůň bude běžet stále se stejnou motivací, takže v tomto ohledu může být výhoda přisouzena lidskému běžci.

Závěr

Jak kůň, tak člověk mají oblasti, ve kterých jsou zvýhodněni a naopak. Tento druh závodu však v dnešní době jasně favorizuje koně. Nejvyšší rychlost dosažená koněm v roce 1984 byla 26,4 km/h a lidským běžcem v roce 1987 18,08 km/h. Dominance koně je také vidět na průměrné vítězné rychlosti napříč 34 závody. Průměrná rychlost 34 koňských vítězů byla 18,72 km/h, o 18% rychlejší než průměrná rychlost lidských běžců (15,84 km/h)

Autor Dr. David Marlin

  • Studoval ve Skotsku na Univerzitě ve Stirlingu fyziologii a výpočetní techniku (1978-1981).
  • Trénoval pod vedením renomované drezurní jezdkyně, 4 hvězdové rozhodčí a trenérky Judy Harvey.
  • V roce 1989 získal titul PhD po 4 letech studia vlivu tréninku na plnokrevníky na Animal Health Trust v Newmarketu. Tehdy dělal první studie na na světě v získávání poznatků o tréninku na běžícím pásu.
  • Poté pracoval 3 roky jako fyziolog tréninku u dostihového trenéra Luca Cumaniho - v druhém roce jeho působení měl Cumani Derby vítěze Khayasi, který prolomil rekord na dráze v Epsomu.
  • V roce 1991 se vrací do Animal Health Trust a pracuje na vlivu transportu na koně po zemi a letadly.
  • V roce 1993-1996 dělá výzkum v oblasti termoregulace a transportu koně pro OH Atlanta, v dalších OH (Peking) působí jako poradce, stejně tak je konzultantem Jockey Clubu v Hong Kongu.
  • Od roku 1990 - 2005 je v čele oboru fyziologie v Animal Health Trust.Dalšími oblastmi jeho profesionálního zájmu jsou výživa, fyziologie tréninku, fitness, trénink, výkonnost, termoregulace, strategie v soutěžích a respiratorní onemocnění.
  • Byl konzultantem British Equestrian team od roku 1994, členem World Class Performance Scientific Advisory Group od roku jejího založení 2006
  • Také byl trenérem britského vytrvalostního týmu v roce 2000, kdy Britové získali v Compiegne stříbrnou medaili.
  • Působil také jako konzultant v mnoha stájích na Středním Východě.
  • Nedávno byl jmenován poradcem pro výkonnost u britského vytrvalostního týmu.
  • Nedávno se podílel na projektu sledování účinku teplot na koně během transportu pro britskou vládu, na výzkumu týkajícího se welfare vytrvalostních koní pro FEI, na testování ochranných botiček pro koně, na faktorech souvisejících s elitním výkonem koní.
  • Momentálně se zabývá welfare vytrvalostních koní, problematikou head shaking,výživou.
  • Je držitelem akademického postu Profesor fyziologie na Univerzitě v Oklahomě, je autorem přes 200 publikovaných článků a statí v knihách, předsedal minulé Konferenci fyziologie tréninku koní (ICEEP), byl editorem Komparativní fyziologie tréninku a také je autorem knihy Exercise physiology (Blackwell) a knihy All Systém Go (trénink, aby byl fit).
  • Je zakladatelem společnosti Science Supplements Ltd. (2003), která vyvinula unikátní řadu vysoce účinných produktů, které jsou exportovány do USA, Evropy a na Střední východ (a chystá se expandovat do ČR)