Weniger Verletzungen durch mehr Widerstandsfähigkeit beim Laufen

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Es gibt weitaus mehr Möglichkeiten das Verletzungsrisiko beim Laufen zu reduzieren, als ein paar Dehnübungen und gelegentliches Krafttraining im Rahmen der üblichen Trainingsroutine. Ein methodischer Ansatz zum Erreichen größerer „Widerstandsfähigkeit beim Laufen“ sei weitaus besser, meint Matt Lancaster…

Oscar Pistorius läuft die 400 m in weniger als 47 Sekunden. Damit gilt er zwar nicht unbedingt als Medaillenanwärter, doch seine Entschlossenheit, an den Olympischen Spielen in Peking teilzunehmen, erregte Aufsehen in der Welt der Leichtathletik. Kürzlich entschied die IAAF (International Association of Athletics Féderation) jedoch, dass Pistorius nicht in Peking starten darf.

Pistorius wurde ohne Wadenbeine geboren (das sind die kleineren der beiden Unterschenkelknochen) und kann nur mit Prothesen laufen. 2003 startete er erstmals bei einem Wettkampf. Nachdem er bei den Paralympischen Spielen 2003 in Athen die 200-m-Strecke gewonnen hatte, wollte er auch gegen nichtbehinderte Sportler antreten.

 

Behinderung als Vorteil?

Die IAAF stützte sich auf ein Gutachten von Professor Gert-Peter Brüggemann und kam zu dem Schluss, dass ein Sportler mit Karbonfaserprothesen einen mechanischen Vorteil von mehr als 30 % gegenüber nichtbehinderten Sportlern hat. Sobald Pistorius eine bestimmte Schrittlänge erreicht, verhalten sich seine Prothesen wie harte Federn. Daher muss er bei gleicher Laufgeschwindigkeit etwa 25 % weniger Energie aufwenden als unversehrte Sprinter. Dem hielt Trevor Brauckmann, Pistorius Prothesentechniker, entgegen, dass der Sportler zusätzliche Energie aufbringen müsse, um die Prothesen vorwärtszubewegen. Pistorius erhob daher Einspruch gegen den Beschluss der IAAF.

Aus dieser Entscheidung der IAAF und Braukmanns Verteidigung können wir viel über die Grundlagen der Laufmechanik aber auch über die Belastung lernen, die beim Laufen auf den Körper eines Menschen entsteht. Der vorliegende Artikel gibt eine Übersicht über die wesentlichen Aspekte der Laufmechanik und das Prinzip der natürlichen Widerstandsfähigkeit. Darüber hinaus erhalten Sie praktische Hinweise, wie Sie Ihr Training ausbauen können, um die Belastungen für Ihren Körper zu minimieren.

Auf Federn laufen?

Die Fortbewegung erfordert Vortrieb und ein gleichzeitiges Arbeiten gegen die Schwerkraft die uns ständig nach unten drückt.(1) Zur Überwindung der Schwerkraft müssen wir bei jedem Aufsetzen des Fußes gegen den Boden drücken. Wenn wir eine Kraft auf den Boden übertragen, dann wirkt eine gleich große Gegenkraft auf unsere Füße und Fußgelenke. Diese Kraft nennt man Bodenreaktionskraft (BRK).

Je nach Körpermasse und Laufgeschwindigkeit können die vertikalen Bodenreaktionskräfte beim Laufen mehr als das 3-fache Ihres Körpergewichts ausmachen.(2,3) Um uns fortzubewegen, ziehen wir das Bein nach hinten unter den Oberkörper und schaffen somit eine horizontale BRK. Wenn wir schneller laufen benötigen wir entsprechend mehr Muskelaktivität und Kraft.(4) Dadurch entsteht eine erhebliche Belastung auf den Körper, die das Gewebe auffangen muss, wenn eine Verletzung vermieden werden soll.

Aber wie wirkt unser Körper diesen Belastungen entgegen, die entstehen, wenn wir uns gleichzeitig aufwärts und vorwärts bewegen? Nun, genau wie Oscar Pistorius besitzen auch wir Federn. Nur sind die nicht aus Karbonfasern, sondern bestehen aus einem komplexen System von Muskeln, Sehnen, Bändern und anderem Bindegewebe.(5)

Vereinfacht ausgedrückt: Wenn der Fuß auf dem Boden aufkommt wird Energie aufgefangen und verteilt, da der Schwerpunkt abgesenkt wird (Kompression). Danach wird Energie erzeugt, um das Bein zu strecken und uns nach oben und vorwärts zu bewegen (Rückstoß).(5) Auf diese Art und Weise wird ständig Energie gespeichert (größtenteils in den Sehnen), die mittels eines Mechanismus, den man in der Biomechanik das Feder-Masse-Modell (s. Abb. 1) nennt, wieder genutzt wird.(3)

Abbildung 1: Kompression und Rückstoß beim „Feder-Masse-Modell“

Beim Laufen ist es weniger einfach. Dabei machen wir nämlich nicht nur Vorwärts-, Aufwärts- und Abwärtsbewegungen. Es kommt auch zu seitlichen Bewegungen, da Gliedmaßen und Oberkörper rotieren. Dafür gibt es 3 Gründe:

1. sind unsere Gelenke unregelmäßig geformt und weder perfekte Scharnier- noch Kugelgelenke. Daher erfolgt unsere Bewegung zwangsläufig auf verschiedenen Ebenen.

2. helfen diese Seiten- und Drehbewegungen, die BRK aufzufangen (Braukmann argumentiert, dass Pistorius ja keine Füße bzw. Fußgelenke habe und daher über seine Stümpfe eine erhöhte Stoßbelastung auf Knie, Hüften und Rücken erfolge).

3. könnten wir bei dem Versuch zu laufen, ohne dabei unseren Schwerpunkt von einer auf die andere Seite zu verlagern, das Gleichgewicht nicht halten. Beim Laufen geht es zwar primär darum, sich vorwärtszubewegen, doch der Körper ist hierbei Belastungen ausgesetzt, die in alle möglichen Richtungen gehen.

Widerstandsfähigkeit…

Die natürliche Widerstandsfähigkeit ist die Fähigkeit eines biologischen Systems, seine Hauptaufgaben auch bei Stress und Unsicherheiten innerhalb des Systems oder seiner Umgebung aufrechtzuerhalten.(6,7) Ein Organismus muss bei ständigen Änderungen seiner Bestandteile und seiner Umgebung immer weiterarbeiten können.(8) Wenn der Organismus sich nicht erfolgreich anpassen kann, kann es zu Krankheit oder Verletzung kommen.(9)

Komplexe Systeme wie z. B. unser Nervensystem, das Kreislaufsystem und der gesamte menschliche Körper bestehen aus einer Vielzahl von Komponenten, die miteinander interagieren. Dabei kann die Gesamtfunktion nicht erklärt werden, indem man die Komponenten einzeln betrachtet.(6,8,9) Die Leistung eines komplexen Systems ist größer als die seiner Bestandteile. Eine grundlegende Funktion, wie das Laufen beispielsweise, kann man nicht einfach beschreiben, indem man die Anatomie betrachtet.

…und ihre Entwicklung

Eine simple oder sichere Methode, Verletzungen zu vermeiden, gibt es nicht. Aber wenn wir unser Grundverständnis von der Laufmechanik mit den Prinzipien der natürlichen Widerstandsfähigkeit verknüpfen, können wir feststellen, wie wir unser Training strukturieren sollten, um Verletzungen weitgehend zu vermeiden. Im Folgenden geht es um verschiedene Trainingsformen in Bezug auf ein Trainingsziel und die angestrebte Widerstandsfähigkeit (siehe Tabelle 1).

Tabelle 1: Ziele in Beug auf Training und Widerstandsfähigkeit

TrainingsartTrainingszielAngestrebte Widerstandsfähigkeit
KraftBelastbarkeit von spezifischem Gewebeerhöhte Modularität
KonditionBelastbarkeit von unspezifischem Gewebeverminderte Anfälligkeit
Koordinationmotorische Fertigkeitbessere Systemkontrolle
Laufenspezifische Leistungsanpassungexterne Faktoren

Das Spiel der Module

Das menschliche Knie ist weit mehr als ein Mechanismus mit nur einer Feder. Hier sind 3 Segmente gelenkig miteinander verbunden – Knöchel, Knie und Hüfte. Zusammen stellen sie die gesamte Biomechanik dar, die beim Laufen erforderlich ist.(10)

Jedes Segment kann als separates Modul betrachtet werden, das Energie auffangen kann (das geschieht hauptsächlich im Knie- und Knöchelbereich) und diese dann in Vortriebskraft umsetzt. Dieser Vorgang wird vom Rückstoß der Federn zusätzlich ergänzt. Innerhalb dieser modularen Architektur sind die Waden und Oberschenkel (Quadrizeps und Rectus femoris) sowie der Hüftstrecker (Gesäß– und hintere Oberschenkelmuskulatur) die entscheidenden Muskeln für die Laufbewegung.(1,10)

In biologischen Systemen muss jedes einzelne Modul der einwirkenden Belastung standhalten können, um die Widerstandsfähigkeit sicherzustellen.(6) Die Module müssen erholungsfähig sein, um ihrer Funktion gerecht werden zu können. Vermutlich ist daher auch kraftbasierten Sportlern anzuraten, beim Training eine gewisse Zeit für den Aufbau lokaler Kraftausdauer aufzuwenden.

Die Interaktion zwischen den Modulen, einschließlich der relativen Steifigkeit, entscheidet auch über die Verteilung der Belastungen auf Hüft-, Knie- und Fußgelenken. Hat ein Modul nur ein geringes Leistungsvermögen kann sich die Belastung auf die angrenzenden Module erhöhen. Durch eine starke modulare Struktur dagegegn können übermäßige Belastungen oder lokale Schäden örtlich begrenzt werden. Dies minimiert die Verletzungsfolgen für das gesamte System.(6)

Das Krafttraining eignet sich ideal zur Steigerung des Leistungsvermögens dieser Module, damit sie den Anforderungen des Laufens gerecht werden. Gegen einen Widerstand zu arbeiten, ob mit Schwerkraft- oder Gewichtstraining, kann sehr effektiv sein, um die Kraftentwicklung und -produktion der Muskel-Sehnen-Einheiten zu steigern. Bei Kraftübungen soll die Aufeinanderfolge in der Regel zu mehr spezifischem Leistungsvermögen führen, während die Trainingsphasen sonst oft ähnlich ablaufen: zuerst Ausdauer, dann Kraft und später Schnellkraft. Abbildung 2 zeigt Beispiele für Kraftübungen der wichtigsten Laufmuskelgruppen.

Abbildung 2: Kraftübungen für die wichtigsten Laufmuskeln: Wadenheben, Kniebeuge, Nordic Hamstring Curl

Anfälligkeit reduzieren

Die Entwicklung einer spezifischen Widerstandsfähigkeit hat allerdings ihren Preis, und daraus erklärt sich, warum auch Hochleistungssportler noch verletzungsanfällig sind. Mit zunehmendem Training und Kraftaufbau werden wir gegenüber dem Anreiz, den der Körper erwartet, immer widerstandsfähiger. Wenn Sie jedoch in hohem Maße an eine bekannte Belastung gewöhnt sind, macht Sie das womöglich anfällig für eine noch unbekannte Belastung. Da der Mensch ein hoch anpassungsfähiges und komplexes Wesen ist, sind es oft geringe aber unerwarteten Belastungen, die sich als katastrophal erweisen. Dies bezeichnet man als Ausgleich zwischen Widerstandsfähigkeit und Anfälligkeit.(6,7,8)

Dieser Anfälligkeit können Sie entgegenwirken, indem Sie die Bandbreite der gewöhnlichen körperlichen Belastungen erweitern. Konditionstraining befasst sich mehr mit dem Krafttraining als mit der speziellen Laufmechanik. Wenn Sie Laufsport betreiben, bringt es relativ wenig, den Körper an völlig konträre Belastungen (z. B. an Judo oder Rugby) zu gewöhnen. Dennoch könnte es vorteilhaft sein, dem Körper Belastungen beizubringen, die vielfältiger sind als die bei der spezifischen Anpassung an ein Lauf- und Krafttraining.

Anstatt die Wiederholungszahl oder den Widerstand bei einer begrenzten Anzahl von Kraftübungen zu erhöhen, besteht die Steigerung hier in einer größeren Vielfalt moderater Belastungen. Dazu wählen Sie z. B. Übungen, die besonders den Oberkörper und das Beingewebe trainieren (s. Abb. 3). Trainieren Sie mit unterschiedlichen Widerständen für je andere Gelenkbereichen und setzen Sie das Gewebe auch multidirektionalen Belastungen aus.

Abbildung 3: Beispiele für elementare Konditions- und Koordinationsübungen: Ellbogenstütz und Kniehebelauf

Achten Sie darauf, dass Sie nicht in einen Trott verfallen und monatelang die gleichen Übungen machen. Wechseln Sie die Übungen, sobald die Anpassung erfolgt ist. Das Ziel besteht nicht darin, die einzelnen Übungen schrittweise um einen Härtegrad zu steigern, sondern das Gewebe einem breiteren Spektrum an Belastungen auszusetzen. Kondition aufzubauen und die Anfälligkeit zu minimieren braucht seine Zeit. Für diese Art der Kondition ist das Zirkeltraining hervorragend geeignet.

Koordination verbessern

In allen biologischen Systemen ist eine gewisse Form von Kontrolle unverzichtbar, um die Widerstandsfähigkeit in Bezug auf eine bestimmte Belastung zu entwickeln.(6) Bei uns Menschen erfolgt diese Kontrolle über das Nervensystem und manifestiert sich als Koordination. In einem komplexen biologischen System bedeutet Koordination die Beherrschung aller machbaren und uns verfügbaren Bewegungen und deren Umsetzung in kontrollierte Bewegungsmuster wie Laufen oder Springen.

Unsere Fertigkeit stellt sicher, dass dieses temporäre Bewegungsmuster widerstandsfähig gegen externe Belastungen wird, die sich auf die Stabilität auswirken könnten. Sie ist für die Entwicklung von Widerstandsfähigkeit vermutlich unerlässlich. Die Steuerung der Module oder die Verwendung leicht geänderter Strategien zur Bewältigung unerwarteter Belastungen erfordert eine ausgefeilte Organisation.(6)

Die Theorien über die Bewegungskontrolle sind immer davon ausgegangen, dass bestimmte Bewegungsmuster in unserem zentralen Nervensystem gespeichert werden, so dass diese, wenn wir ein bestimmtes Können erreicht haben, kontrolliert ablaufen und es kaum zu Abweichungen kommt.

Dagegen spricht, was passiert, wenn wir auf verschiedenen Oberflächen laufen: Wäre die Beinfestigkeit immer gleich, käme es beim Laufen auf einer weichen, nachgiebigen Oberfläche zu einer größeren vertikalen Auf- und Abbewegung. Aus biomechanischen Experimenten geht jedoch hervor, dass wir die Beinfestigkeit je nach Nachgiebigkeit der Oberfläche recht schnell (vermutlich nach nur einem Schritt) anpassen können. Anders gesagt: Unsere Beine werden steifer und komprimieren weniger, wenn wir auf einer weichen Oberfläche laufen. Dadurch können wir ein gleichbleibendes Laufmuster beibehalten.(3)

Auch das Schuhwerk kann die Festigkeit beeinflussen. Allem Anschein nach steuert unsere Muskelaktivität die Gewebebelastungen in Abhängigkeit von den Bodenreaktionskräften. Und es gibt mehr als nur ein Bewegungsmuster. Selbst bei einer scheinbar sich wiederholenden Fertigkeit wie dem Laufen ergibt sich eine ständige Variabilität. Dies erfordert Koordination. Und für einen amputierten Sportler wie Pistorius, der kein Feedback und somit keine Hilfestellung von seinen Füßen und Knöcheln erhält, ist diese Herausforderung wahrscheinlich noch größer.

Koordination im Training

Folgende 3 Aspekte sollten berücksichtigt werden:

1. sollten Sie versuchen, alle Trainingskomponenten (Kraft, Kondition und Laufen) fachgerecht zu bewältigen. Das zentrale Nervensystem koordiniert die Aktivitäten vieler Muskeln, Sehnen und Bänder und sorgt für die „Feder“–Eigenschaft beim Laufen. Das Krafttraining ist nutzlos, wenn keine hoch entwickelte motorische Kontrolle mit einer entsprechenden Steuerung (Timing) von Bewegungen für eine effektive Kraftentwicklung erfolgt.(3,4)

2. Da wir uns bewusst um eine gute Bewegung bemühen, müssen wir uns auch um die Anfälligkeit (Fragilität) kümmern. Hierzu sollten wir beim Laufen und Trainieren eine große „Bandbreite der Variabilität“ ausnutzen. Damit fordern wir unser Koordinationsvermögen auf, sich dieser Variabilität anzupassen – d. h. wir verlassen hier die gewohnten Pfade der Koordination. Hierzu sind Laufübungen sehr gut geeignet. Die Fülle der möglichen Übungen ist jedoch so groß, dass wir sie hier nicht im Einzelnen beschreiben können. Ein guter Ausgangspunkt ist, einzelne Komponenten des Laufens zu üben und diese dann zu verändern – z. B. Geschwindigkeit, Distanz, Richtung oder Rhythmus.

3. sind auch allgemeine Koordinationsaktivitäten nützlich, die einen Bezug zur Laufmechanik haben, zum Beispiel Seilhüpfen oder einfache Springbewegungen wie „Himmel-und-Hölle“. Die Steigerung sollte sich nach der Qualität und Breite Ihres Könnens richten. Alle Aspekte des Trainings haben in irgendeiner Weise mit der Koordination zu tun. Aber nehmen Sie sich auch die Zeit, sich gezielt damit zu befassen und sie weiterzuentwickeln.

Clever laufen – Verletzungsrisiko minimieren

Ein Ausschluss von Verletzungsgefahr ist leider nicht möglich. Wollen Sie aber laufen und gleichzeitig das Verletzungsrisiko minimieren, dann sollten Sie clever laufen. Wählen Sie Trainingsvolumen, -intensität, -gefälle und -gelände so aus, dass Sie die jeweiligen Belastungen bewältigen können. Denn genau hier besteht die eigentliche Gefahr beim Laufen. Um uns anzupassen und die Leistung zu steigern, müssen wir uns immer neuen Belastungen aussetzen.

Das beste Mittel, um die Widerstandsfähigkeit beim Laufen zu erhöhen, liegt im Laufen selbst. Bei Geweben – wie z. B. den Sehnen – kommt es beim Laufen zu einer größeren Anpassung als bei anderen Trainingsformen.(13) Hier kommt es auf externe Faktoren und ein gutes Coaching an. Die Gefahr ergibt sich nicht unbedingt aus dem Gesamtvolumen oder der Intensität eines Laufprogramms, sondern aus der Geschwindigkeit, der Steigerung und der Zeit, die wir zur Verfügung haben, um uns an große neue Belastungen anzupassen. Wenn Sie schneller laufen wollen, sollten Sie die Dinge langsam angehen.

Wenn Sie bislang ausschließlich auf Gras gelaufen sind, wäre es im Anbetracht der geänderten Bodenreaktionskräften und der erforderlichen Beinfestigkeit unklug, wenn Sie plötzlich nur noch auf der Straße liefen. Durch ein ausgewogenes Programm mit Komponenten von beidem können Sie Sicherheit und Anspruch bei neuen Belastungen miteinander kombinieren.

Wenn Sie Ihre Laufform auf kurzen Strecken kontrolliert und gut steuern, können Sie das Gewebe ebenfalls behutsam einer größeren Belastungsbreite und anspruchsvolleren Koordinationsaufgaben aussetzen. Neben den Laufübungen können Sie zum Beispiel besonders lange oder kleine Schritte üben, die Becken- und Hüftrotation übertreiben oder ohne Schwingen der Arme laufen. Passen Sie Ihren Trainingsplan auf eine maßvolle und vernünftige Weise an, aber achten Sie immer auf eine gewisse Variabilität innerhalb Ihres Programms.

Zusammenfassung

Um Widerstandsfähigkeit zu entwickeln benötigen wir Ressourcen wie Energie und Zeit. Wenn Sie ins Fitnessstudio gehen, eine gute Grundkondition aufbauen und Koordinationsübungen machen, werden Sie weniger anfällig für Verletzungen, aber Sie haben dann auch weniger Zeit und Energie für das Laufen übrig. Und wenn Sie von der Zeit, die Ihnen für das Laufen zur Verfügung steht, zu viel für ein weniger spezifisches Training opfern, werden Sie den Anforderungen des Laufens letztendlich weniger gerecht werden. Was die Leistung anbelangt ist die sportspezifische Widerstandsfähigkeit ein ganz entscheidendes Kriterium. Völlig ausschließen können Sie die Verletzungsgefahr nie. Durch Planung und gutes Training können Sie das Risiko jedoch mindern.

Matt Lancaster wurde in Australien geboren und zog 2000 nach Großbritannien. Er arbeitet derzeit am English Institute of Sports als leitender Physiotherapeut für den Großraum London

Quellenangaben

1. New Studies in Athletics 1995; 10. Auflage, 1.Ausgabe, S. 29-49

2. Journal Biomechanics 2005; 38. Auflage, S. 445-452

3. Proceedings of the Royal Society: London 1998; 265. Auflage, S. 989-994

4. Journal of Sports Sciences 2005; 23. Auflage, 10. Ausgabe, S. 1101-1109

5. Journal of Athletic Training 2006; 41.Auflage, 4.Ausgabe, S. 387-392

6. Nature Reviews Genetics 2004; 5.Auflage, S. 826- 837

7. Molecular Systems Biology 2007; 3:Auflage, S. 137

8. Proceedings of the National Acadamy of Sciences 2002; 99. Auflage, S. 2538-2545

9. Molecular Systems Biology 2007; 3.Auflage, S. 124

10, Journal of Biomechanics 2002; 35. Auflage, S. 1459-1474

11. Journal of Sports Sciences 1997; 15. Auflage, S. 621-640

12. Journal of Biomechanics 2004; 37. Auflage, S. 1538-1588

13. Annals of Biomedical Engineering 2003; 31. Auflage, S. 710-717

 

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Über den Autor

Matt Lancaster

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