Nagły atak RFD.

Tym razem bez luźnych wstępów i cytatów.

Jeśli RFD sportowca wynosi np. 6000 N/s, nie oznacza to wcale, choć może się tak wydawać, że w danej próbie osiągnie on wartość 6000 N po upływie jednej sekundy. Nie stanie się tak z jednego, podstawowego powodu: ogranicza go „sufit” siły maksymalnej, który powstrzymuje dalsze narastanie siły. Okoliczności te tłumaczą znaczenie jednej z najczęściej dyskutowanych, a zarazem wciąż nie do końca zrozumianych i wyjątkowo dynamicznych metryk performance jaką jest 'rate of force development' (RFD).

Tempo narastania siły (RFD).

Generowanie, przyspieszanie i hamowanie sił dynamicznych różnej wielkości i prędkości stanowi jeden z sekretów wydajności w sporcie. W sprincie czas kontaktu stopy z podłożem wynosi <100 ms ¹, a w zadaniach takich jak wczesne przyspieszenie, ścinanie w trakcie zmiany kierunku czy skoki mieści się w zakresie 120–300 ms ². Szczytowe odkształcenie i zerwanie więzadła krzyżowego przedniego (ACL) zachodzi już w pierwszych 50 ms od momentu kontaktu z podłożem ³, a typowy–sprinterski uraz hamstringów występuje na ok. 120–150 ms przed kontaktem pięty z podłożem ⁴. Dlatego właśnie tempo narastania siły (rate of force development, RFD), albo, jak wolę to nazywać po swojemu: „nagłe zrywy siłowe”, mają tak ogromne znaczenie w treningu motorycznym i prewencji urazów.

RFD w naturalny sposób skaluje się do dostępnej siły maksymalnej i u sportowców elity narasta o ok. 20–30% gwałtowniej ⁵. Wyraża się to niemal „momentalnym” nasilaniem akcji skurczowej względem „sufitu” sił szczytowych (Diagram 1.). RFD jest przy tym silnie skorelowane ze stanem świeżości układu nerwowego, który determinuje, jak stromy będzie kąt przyrostu siły w czasie ⁶. Popularna w praktyce metafora „eksplozji” siły dobrze oddaje charakter ultra–szybkich zachowań, które w sporcie pełnią krytyczną rolę. Przykładowo: prędkości kątowe w stawie biodrowym i kolanowym sprinterów elity mogą sięgać prędkości kątowych rzędu 700–900°/s ⁷. Oznacza to, że w momentach szczytowych, gdyby biodro i kolano zachowywały się jak wolne stawy kuliste, ich ruchy obrotowe o 360° trwałyby teoretycznie zaledwie 0,4 s.

Opis ten, mimo że pozbawiony barwnego obrazu zachowań dynamicznych opartych na teorii chaosu, jest aktualnie jednym z najlepszych, ścisłych wytłumaczeń na temat tego, czym jest dynamika wytężonych ruchów atletycznych w warunkach wysokiej–intensywności. Dzięki temu łatwiej zrozumieć podstawowy argument, iż RFD w praktyce sports science mierzy się w krótkich, ograniczonych „oknach czasowych”, mieszczących się w przedziale 0–200 ms ⁸ (Diagram 1.)—odpowiednim dla sportowej walki, która „zachodzi” właśnie w takich, mniejszych urywkach sekundy.

Diagram 1. Wykres rozwoju siły w czasie z zaznaczonym oknem, które jest szczególnie wrażliwe na różnice w tempie jej narastania (RFD). Przedstawiono trzy przypadki ekspresji siły: (1) trening oporowy ukierunkowany na osiągnięcie siły szczytowej (peak force, PF), (2) trening eksplozywny–balistyczny, zorientowany na generowanie szybkich sił (skalujących się do PF) oraz (3) charakterystyczny dla osób niewytrenowanych.

Metody pomiaru

Testowanie RFD wykracza poza subiektywną obserwację ruchu—dostrzeżenie różnic w wartościach RFD wymaga, aby ekspert (trener czy fizjoterapeuta) dysponował odpowiednim zapleczem laboratoryjnym. W praktyce najczęściej wykorzystuje się dynamometry umożliwiające możliwie sztywną fiksację względem nieruchomego punktu zaczepu (dlatego ręczne dynamometry, tzw. hand–held, nie nadają się do tego celu), a także coraz powszechniej dostępne cenowo platformy dynamometryczne tj. Force Decks firmy Vald Performance. Warunkiem rzetelności pomiaru jest próbkowanie na poziomie 1000 Hz, które pozwala na precyzyjne odwzorowanie oraz liniową estymację przebiegu funkcji siła–czas w krytycznych oknach 0–200 ms ⁹.

Schematy testowania obejmują zazwyczaj wyskok z przedruchem (countermovement jump, CMJ), wybrane testy plyometryczne, takie jak hop jump czy single–leg drop jump, a także różne próby izometryczne, najczęściej ukierunkowane na grupy mięśniowe, w których podejrzewa się występowanie deficytów siłowych. Dobór testów powinien być skrupulatny, tak aby w danym kontekście sportu i/lub urazu skupić się na najważniejszych aspektach, zamiast testować wszystko bez wyraźnej potrzeby ¹⁰.

Przykłady metod treningowych i typowych testów umożliwiająych ocenę parametrów RFD. Przewiń slajdy klikając na strzałkę i odtwórz każde ćwiczenie naciskając na pole filmu. Prezentacja przedstawia nowy szablon  interaktywnych slajdów, które tworzę dla przyszłej platformy e–learningowej dla BODYWORK®.

Zwróć uwagę, że powyższe praktyki ułożone są zgodnie z zasadą stopniowania skala–po–skali (odsyłam do artykułu na ten temat): rozpoczynają się od izolowanego i izometrycznego testowania mięśni, następnie obejmują efektywność skoków w warunkach wolnego i szybkiego SSC (przy granicy ≤250 ms czasu kontaktu z podłożem). Brakuje w nich pomiaru wyników RFD w warunkach biegania i zadań zmiany kierunku, co może wydawać się wartościowe, jednakże codzienna praktyka S&C, poza prostą jakościową analizą wideo, nie obejmuje tego typu testów z powodu ograniczeń sprzętowych—rzadko też są one przedmiotem badań naukowych.

Osobliwa zmienność

RFD to parametr niezwykle podatny na zmienność—zarówno biologiczną, jak i pomiarową. Jego rzetelna ocena wymaga zrozumienia źródeł fluktuacji (wahań) oraz dokładnej standaryzacji protokołu badawczego. Owa zmienność między próbami może sięgać nawet 20–40%, szczególnie we wczesnych i krótkich oknach czasowych (0–50 ms), gdzie wskaźnik rzetelności (ICC) bywa umiarkowany (ok. 0.60–0.70) ¹¹. W przedziałach późniejszych (np. 0–200 ms), rzetelność ta znacząco wzrasta i może osiągać wartości ICC nawet powyżej 0.90, o ile zastosowany protokół testowy jest odpowiednio ustandaryzowany ¹². Dlatego tak ważne jest "obycie" z testem (familiaryzacja), jasne wyjaśnienie celu testu oraz wysoka motywacja zawodnika ¹³.

Zmęczenie i mikrouszkodzenia mięśniowe wpływają na obniżenie RFD szybciej niż na siłę maksymalną, co sprawia, że RFD traktuje się jako znacznie bardziej czuły wskaźnik osłabienia układu nerwowo-mięśniowego ¹⁴. Obserwuje się, że po intensywnych ćwiczeniach ekscentrycznych spadki RFD utrzymują się dłużej niż spadki siły szczytowej, co może mieć znaczenie przy ocenie gotowości do kolejnych jednostek treningowych ¹⁵. Rodzaj instrukcji wykonawczej 'ballistic' lub 'sustained' ma istotny wpływ na wartości RFD: skurcze wykonywane z intencją możliwie najszybszego narastania siły, charakteryzują się wyższymi wartościami RFD w przedziale 100–200 ms. Efekt ten jest szczególnie widoczny w przypadku krótkich, dynamicznych prób typu SHORT (~1 s), w porównaniu do „tradycyjnych” i dłuższych prób izometrycznych TRAD (~5 s), zaprojektowanych do łatwiejszego osiągania PF ¹².

W rehabilitacji po rekonstrukcji więzadła krzyżowego przedniego (ACLR), obserwuje się, że mimo poprawy PF, wysokości skoku czy impulsu siłowego, early RFD <100 ms może pozostać obniżone nawet 6–12 miesięcy po operacji. Taki deficyt może maskować realne ryzyko kontuzji i nie być widoczny przy klasycznych testach siły maksymalnej ¹⁶. Dlatego w monitoringu postępu rehabilitacji lub przygotowania motorycznego, podparametr RFD₀₋₁₀₀ ₘₛ może być lepszym wskaźnikiem wydajności neuromięśniowej niż same maksy—to właśnie we wczesnej fazie RFD układ nerwowy ma największy wpływ na „zryw” jednostek motorycznych i synchronizację ich raptownej rekrutacji ¹⁷. Późniejsze przedziały 150–200 ms związane być mogą w większym stopniu z architekturą mięśnia i penacją jego włókien ¹⁸.

Co ważne, badania wskazują, że najmniejsza istotna zmiana (smallest worthwhile change) dla RFD może wynosić nawet 15%, podczas gdy dla siły maksymalnej wartość ta często nie przekracza 5%. Oznacza to, że niewielkie zmiany w RFD, obserwowane np. po interwencji treningowej, mogą mieścić się w granicach naturalnej zmienności i nie powinny być automatycznie interpretowane jako efekt adaptacyjny ¹⁹. Rodzi to następujące pytanie: czy duża część zmienności RFD wynika z biologicznych uwarunkowań, tj. zmęczenie, przejściowe fluktuacje pobudzenia nerwowego i motywacji czy też ograniczeniem pozostaje (całkiem niemała) trudność w standaryzacji i powtarzalności testów?

Wartości normatywne

Obecnie nie dysponujemy wynikami RFD, które można by uznać za w pełni wiarygodne dane normatywne. Ustalenie takich norm wymagałoby pełnej standaryzacji testów, identycznych okien czasowych, uwzględnienia specyfiki danej dyscypliny sportowej i docelowej populacji, a także spójnego sposobu prezentacji wyników. W konsekwencji każda załoga motoryków i „badaczy sportu” (sport scientists) pozyskuje dane RFD według własnego, unikalnego protokołu, przez co finalne wyniki—używając terminologii teorii nauki—nie są w pełni „replikowalne” pomiędzy różnymi szerokościami geograficznymi (kontekstami) ⁸.

Tolerowanie sił zdaje się mieć ponadto charakter wysoce–specyficzny. Zakłada się, że ekscentryczne RFD przewyższa wartości koncentryczne, przy czym u sportowców wykonujących częste i intensywne hamowania, tj. koszykarze czy zawodnicy sportów walki, wartości te są zazwyczaj jeszcze wyższe ²⁰. Ponieważ najprostszym punktem odniesienia pozostaje masa ciała, coraz częściej wartości RFD wyrażane są w jednostkach [N/(s·kg)] lub przedstawiane jako wskaźniki relacyjne, zestawiające RFD z innym parametrem siły w danym zadaniu, np. siłą maksymalną (PF) ²¹. Nadal brakuje jednak wiarygodnych norm pochodzących z testów terenowych—takich jak sprinty, zmiany kierunku czy reakcje sytuacyjne—co ogranicza praktyczną użyteczność obecnych standardów oceny RFD.

Wskazówką mogą być wyniki badań wybranych testów izometrycznych. W badaniu obejmującym IMTP RFD₀₋₅₀ ₘₛ u osób zdrowych osiągało 3300‑4300 N/s, a RFD₀₋₁₀₀ ₘₛ 3200‑3700 N/s ²². Dobrze przygotowany test wyprostu kolana w zakresie zgięcia 60° i jedno–sekundowej próbie SHORT oferuje wyniki RFD₀₋₂₀₀ ₘₛ >6000 N/s ²³. Powszechnie stosowany wyskok balistyczny CMJ cechuje się wysoką zmiennością, jednak pewnym punktem odniesienia mogą być średnie wartości RFDCON zbliżone do ~4424 ± 2293 N/s N/s i RFDECC do ~7217 ±2845 N/s ²⁴. Potwierdza to przywołaną wcześniej jedną z uniwersalnych zasad sports performance: szybkie hamowanie wiąże się z wyższymi wartościami sił ²⁵. Czy RFD posiada zatem swój własny „sufit”? Otóż, maksymalne–obserwowane wartości w badaniach CMJ sięgają ~7000–8000 N/s dla CON i mogą dochodzić nawet do 10 000 N/s dla ECC ²⁴.

Omawiane implikacje i całe to zamieszanie w odnalezieniu się „pięknym bałaganie” tak czułych zmiennych jak RFD, skłania wnikliwych praktyków S&C do używania RFD₅₀₋₂₀₀ ₘₛ jako dokładniejszego wskaźnika „dynamiki ruchu”, co brzmi rozsądnie, lecz nie jest złotym standardem, tym bardziej potwierdzonym przez naukę ²⁶. Na dobicie—wystarczy przywołać naturalne różnice w profilach RFD pomiędzy kończynami, obserwowane choćby podczas skoków jednonóż (unilateralnych). One—podobnie jak pozostałe niuanse—których sam zapewne nie jestem świadomy, przemawiają za potrzebą tworzenia skal indywidualnych, zawierających zakresy interpretowane jako „zdrowe” lub „nieprawidłowe”.

Case study: ACLR.

Omówmy wyniki RFD w przebiegu modelowej rehabilitacji po rekonstrukcji więzadła krzyżowego przedniego (ACL) u zawodnika piłki nożnej na poziomie elite. Graficzna wizualizacja danych, osadzona na osi czasu po zabiegu ACLR i wzbogacona o kontekst zdarzeń medycznych i decyzji RTS, powie nam znacznie więcej niż jałowe teoretyzowanie:

Diagram 2. Rozwój trendów RFD₀₋₂₀₀ ₘₛ w fazie CON (linia ciągła — wyniki niższe) i ECC (linia przerywana — wyniki wyższe) w teście CMJ dla kończyny operowanej (kd–op) i zdrowej. Odległość pionowa między liniami przedstawia skalę asymetrii pomiędzy kończynami, zaś boczna oś Y pokazuje progi oczekiwanych norm referencyjncych dla danej populacji atletycznej.

Ważne: powyższa wizualizacja oparta jest wyłącznie na przybliżeniu—na codziennych pomiarach, ich analizie oraz poszukiwaniu typowych scenariuszy. Należy ją traktować przede wszystkim jako narzędzie dydaktyczne: przykład raportu wizualnego, przedstawiającego wartości RFD w odniesieniu do czasu–po–operacji oraz jako „teoretyczną” podkładkę pod storytelling (interpretację kliniczną):

Regularne testy rozpoczęto w 3. miesiącu po ACLR i powtarzano je cyklicznie co miesiąc. Okres 3–6 miesięcy odzwierciedlał fazę środkową rehabilitacji, zdominowaną przez interwencje siłowe, choć zawodnik realizował już progresywne sesje boiskowe w ramach programu return to running (RTR). Miesiące 3–4 były dodatkowo naznaczone powikłaniami w gojeniu blizn, jednak brak dalszych komplikacji oraz pozytywne wyniki siłowe otworzyły drogę do częściowego udziału w ograniczonym treningu piłkarskim około 6. miesiąca po operacji. W tym czasie odnotowano istotną korektę asymetrii RFD (z ~20% do ~10%), przy jednoczesnym wzroście prędkości ruchów w fazach ECC i CON, a także większą efektywność i symetrię w tolerowaniu hamowań RFD. Pomimo typowych fluktuacji wyników—wrażliwych na zmęczenie—zauważalna jest wyraźna konwergencja (zbieżność) wyników obu kończyn, świadcząca o redukcji asymetrii pomiędzy kończynami.

Podsumowanie

Mimo rosnącego zainteresowania tematem, nadal brakuje prospektywnych badań, w których "zrywowe" RFD byłoby wykorzystane jako samodzielne kryterium decyzji o powrocie do sportu (RTS), z jasno określoną wartością progową.

Nawet szpital Aspetar z Doha—jedna z najbardziej wpływowych klinik ortopedyczno–sportowych—nie formułuje konkretnych norm dla RFD w najnowszych wytycznych dotyczących rehabilitacji po ACLR (do pobrania tutaj). RFD traktowane jest raczej jako element ogólnej eksplozywności i siły reaktywnej, rozwijany pośrednio przez takie wskaźniki jak reactive strength index (RSI) czy czas kontaktu z podłożem w testach typu single–leg drop jump (SLDJ). W protokołach Aspetar'a uważa się, że każdy trening siłowy może wspierać rozwój eksplozywności, o ile wykonywany jest z jasną intencją maksymalnie szybkiego działania. W praktyce RFD jest zatem „proxy” RSI i nie jest oceniane jako odrębne, kluczowe KPI, lecz jako integralna część kontinuum ćwiczeń, progresji skoków, specyficznych zdań atletycznych i testów biomechanicznych (jak w załączonej powyżej prezentacji).

Nie oznacza to jednak, że należy porzucać ciekawość „zerkania za kurtynę” pierwszych 0–200 ms, kiedy mięsień przeprowadza nagły atak szczytowy, choć na jednoznaczne wnioski—a może obalenie wielu tez tego tekstu—musimy z kolei jeszcze chwilę poczekać ...

Przeczytaj więcej:

1. Weyand PG et al. Faster Top Running Speeds Are Achieved with Greater Ground Forces Not More Rapid Leg Movements. Journal of Applied Physiology (2000)—otwarty dostęp.

2. Hewett TE et al. Understanding and Preventing ACL Injuries: Current Biomechanical and Epidemiologic Considerations—Update 2010. North American Journal of Sports Physical Therapy (2010)—otwarty dostęp.

3. Bates NA et al. Timing of Strain Response of the ACL and MCL Relative to Impulse Delivery During Simulated Landings Leading up to ACL Failure. Journal of Applied Biomechanics (2021)—darmowy dostęp.

4. Schache AG et al. Stretch and Activation of the Human Biarticular Hamstrings Across a Range of Running Speeds. European Journal of Applied Physiology (2013).

5. Aagaard P et al. Increased Rate of Force Development and Neural Drive of Human Skeletal Muscle Following Resistance Training. Journal of Applied Physiology (2002)—otwarty dostęp.

6. Andersen LL et al. Influence of Maximal Muscle Strength and Intrinsic Muscle Contractile Properties on Contractile Rate of Force Development. European Journal of Applied Physiology (2006).

7. Slawinski J et al. Segment–Interaction in Sprint Start. Journal of Sports Sciences (2010).

8. Maffiuletti NA et al. Rate of Force Development: Physiological and Methodological Considerations. European Journal of Applied Physiology (2016)—otwarty dostęp.

9. Vald Performance Force Decks specifications—otwarty dostęp.

10. McLean B et al. A Systems Analysis Critique of Sport‑Science Research. Sports Medicine (2021)—otwarty dostęp.

11. Oranchuk DJ et al. Variability of Multi–Angle Isometric Force–Time Characteristics in Trained Men. Journal of Strength and Conditioning Research (2022)—otwarty dostęp.

12. Kozinc Ž et al. Comparison of Rate of Force Development Between Explosive vs Sustained Contractions and Ballistic Pulse–like Contractions During Isometric Ankle and Knee Extension Tasks. Applied Sciences (2022)—otwarty dostęp.

13. Courel‑Ibáñez J et al. Familiarization and Reliability of the Isometric Knee Extension Test for Rapid Force Production Assessment. Applied Sciences (2020)—otwarty dostęp.

14. D’Emanuele S et al. Reduced Rate of Force Development Under Fatigued Conditions is Associated to the Decline in Force Complexity in Adult Males. European Journal of Applied Physiology (2024)—otwarty dostęp. 

15. Peñailillo L et al. Rate of Force Development as a Measure of Muscle Damage. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports (2015).

16. Angelozzi M et al. Rate of Force Development as an Adjunctive Outcome Measure for Return-to-Sport Decisions After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy (2012)—otwarty dostęp.

17. McGuire R et al. Early Measures of Torque Development Are Related to Later Strength Outcomes in ACL Reconstruction. International Journal of Sports Physical Therapy (2025)—otwarty dostęp.

18. Coratella G et al. Vastus Intermedius Muscle Architecture Predicts the Late Phase of the Knee Extension Rate of Force Development in Recreationally Resistance-Trained Men. Journal of Science and Medicine in Sport (2020).

19. Ashworth B et al. Early Rate of Force Development and Maximal Strength at Different Positions of the Athletic Shoulder Test in Baseball Players. Sports (2025)—otwarty dostęp.

20. Cabarkapa D, Fry AC et al. Comparison of Force‑Time Metrics Between Countermovement Vertical Jump With and Without an Arm Swing in Professional Male Basketball Players. Sports (2023).

21. Suzuki Y et al. Rate of Force Development in the Quadriceps of individuals with Severe Knee Osteoarthritis: A Preliminary Cross–Sectional Study. PLOS One (2022)—otwarty dostęp.

22. Magal M et al. A Comparison Between the Traditional and Novel Isometric Mid-Thigh Methods and The Relationship to Countermovement Jump Performance. International Journal of Exercise Science (2025)—otwarty dostęp.

23. Courel‑Ibáñez et al. Familiarization and Reliability of the Isometric Knee Extension Test for Rapid Force Production Assessment. Applied Sciences (2020).

24. Laffaye G et al. Age– and Gender–Related Development of Stretch Shortening Cycle During a Sub-Maximal Hopping Task. Biology of Sport (2014).

25. Nuzzo JL et al. Relationship Between Countermovement Jump Performance and Multijoint Isometric and Dynamic Tests of Strength. Journal of Strength and Conditioning Research (2008).

26. Bucktrophe M et al. The Dynamic Strength Index: Is it a Useful Tool to Guide Programming Decisions? (2024)—otwarty dostęp.

Wzbogać dyskusję

Zareaguj na idee zawarte w powyższym tekście, pisząc na: me@pawelkrotki.com.