Verletzungsfrei laufen E-Book

Tom Michaud

• Herausgeber: Riva
• Kategorie: Lebensstil
• Sprache: Deutsch

Seitenzahl: 437

Veröffentlichungsjahr: 2022

Beschreibung

Das Must-Have für alle Läufer! Jedes Mal, wenn der Fuß beim Laufen auf den Boden auftrifft, wird eine gewaltige Energie freigesetzt. Die einwirkende Kraft entspricht etwa dem dreifachen Körpergewicht, lässt alle Knochen vibrieren und ist in jeder Sehne zu spüren. Eine so außergewöhnlich hohe Belastung muss erst einmal abgefedert werden. Kommen eine falsche Technik, unpassendes Equipment oder unzureichende Vorbereitung hinzu, sind Verletzungen praktisch vorprogrammiert. Ein ganzheitliches Training ist essenziell, um dem vorzubeugen! Chiropraktiker Dr. Tom Michaud zeigt Ihnen die effektivsten Techniken und Übungen, mit denen Sie Ihre Laufpraxis nachhaltig verbessern und Beschwerden entgegenwirken. Zahlreiche Illustrationen helfen Ihnen, Anatomie und biomechanische Vorgänge des Laufens kennen und verstehen zu lernen. Ausführliche Funktionstests und Ganganalysen helfen Ihnen • individuelle Verletzungsrisiken zu identifizieren, • Ihren Laufstil zu korrigieren, • das richtige Schuhwerk auszuwählen und • Muskeln und Sehnen mit wirkungsvollen Übungen dauerhaft zu stärken. Zusätzlich erfahren Sie, wie Sie die 25 häufigsten laufbedingten Beschwerden – vom Läuferknie über Fersensporn und Achillessehnenentzündung bis hin zu Ermüdungsbrüchen – vermeiden und behandeln. So bleiben Sie leistungsstark und laufen garantiert lange und schmerzfrei!

Leseprobe

DR. TOM MICHAUD

VERLETZUNGSFREI LAUFEN

DR. TOM MICHAUD

VERLETZUNGSFREI LAUFEN

Lauftechnik verbessern, Verletzungen vorbeugen und Beschwerden richtig behandeln

Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie.

Detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.

Für Fragen und Anregungen

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Wichtige Hinweise

Dieses Buch ist für Lernzwecke gedacht. Es stellt keinen Ersatz für eine individuelle medizinische Beratung dar und sollte auch nicht als solcher benutzt werden. Wenn Sie medizinischen Rat einholen wollen, konsultieren Sie bitte einen qualifizierten Arzt. Der Verlag und der Autor haften für keine nachteiligen Auswirkungen, die in einem direkten oder indirekten Zusammenhang mit den Informationen stehen, die in diesem Buch enthalten sind.

Ausschließlich zum Zweck der besseren Lesbarkeit wurde auf eine genderspezifische Schreibweise sowie eine Mehrfachbezeichnung verzichtet. Alle personenbezogenen Bezeichnungen sind somit geschlechtsneutral zu verstehen.

1. Auflage 2022

© 2022 by riva Verlag, ein Imprint der Münchner Verlagsgruppe GmbH

Türkenstraße 89

80799 München

Tel.: [phone]

Fax: [phone]

Die englischsprachige Originalausgabe erschien 2021 bei Lotus Publishing und North Atlantic Books unter dem Titel Injury-Free Running: Your Illustrated Guide to Biomechanics, Gait Analysis, and Injury Prevention. Second Edition © 2021 by Tom Michaud. All rights reserved.

Diese Übersetzung wird mit exklusiver Lizenz von North Atlantic Books und durch die Agentur Agence Schweiger veröffentlicht.

Alle Rechte, insbesondere das Recht der Vervielfältigung und Verbreitung sowie der Übersetzung, vorbehalten. Kein Teil des Werkes darf in irgendeiner Form (durch Fotokopie, Mikrofilm oder ein anderes Verfahren) ohne schriftliche Genehmigung des Verlages reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme gespeichert, verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden.

Übersetzung: Kristina Flemm

Redaktion: Melanie Schölzke

Umschlaggestaltung: Marc-Torben Fischer

Umschlagabbildung: Shutterstock/ lzf

Illustrationen: Tom Michaud

Layout: Katja Muggli, www.katjamuggli.de

Satz: Daniel Förster

eBook: ePUBoo.com

ISBN Print 978-3-7423-2149-7

ISBN E-Book (PDF) 978-3-7453-1927-9

ISBN E-Book (EPUB, Mobi) 978-3-7453-1926-2

Weitere Informationen zum Verlag finden Sie unter

www.riva-verlag.de

Beachten Sie auch unsere weiteren Verlage unter www.m-vg.de

Inhalt

Vorwort

Einleitung

KAPITEL 1: ÜBERBLICK ÜBER ANATOMIE UND DREIDIMENSIONALE BEWEGUNG

KAPITEL 2: DIE BIOMECHANIK DES GEHENS UND DES LAUFENS

Was macht den perfekten Laufstil aus?

Hybrides Laufen: der ideale Laufstil

Ground Running: der ideale Stil zur Verletzungsprävention

Übergang zwischen verschiedenen Laufstilen

Die Standphase

Die Schwungphase

Grafische Zusammenfassung der Muskelaktivität während des Gangzyklus

KAPITEL 3: RISIKOFAKTOREN FÜR LAUFVERLETZUNGEN

Höhe des inneren Fußlängsgewölbes

Beinlängendifferenz

Flexibilität

Krafttraining

Neuromotorische Koordination

KAPITEL 4: DER IDEALE LAUFSTIL FÜR AUSDAUER, SPRINT UND VERLETZUNGSPRÄVENTION

Was macht einen großartigen Ausdauerläufer aus?

Faktoren, die für erfolgreiches Sprinten verantwortlich sind

Die besten Übungen und Trainingsmethoden für verbesserte Leistungsfähigkeit

Den Laufstil zur Verletzungsprävention modifizieren

Die Zusammenführung: eine Laufanalyse für zu Hause

KAPITEL 5: DIE AUSWAHL DES IDEALEN LAUFSCHUHS

Die ersten Beweise für Schuhnutzung

Sportschuhe ab dem frühen 20. Jahrhundert

Laufschuhe von den 1970er-Jahren bis 2010

Die Zwischensohle

Laufschuhe von 2010 bis zu den aktuellen Minimallaufschuhen

Maximallaufschuhe

Neue Kategorien: schnell, weich oder stabil

Die richtige Wahl treffen

KAPITEL 6: BEHANDLUNGSPROTOKOLLE

Achillessehnenentzündung

Sesamoiditis

Metatarsalgie und Ermüdungsbrüche der Mittelfußknochen

Morton-Neuralgie

Ballenzehen

Hallux limitus und Hallux rigidus

Plantarfasziitis

Fersensporn und Ermüdungsbruch des Fersenbeins

Baxter-Neuropathie

Entzündung der Tibialis-posterior-Sehne

Supinationstrauma

Kompartmentsyndrome

Mediales Schienbeinkantensyndrom

Ermüdungsbrüche

Patellofemorales Schmerzsyndrom

Patellasehnen-Tendinopathie

Tractus-iliotibialis-Syndrom

Zerrung der rückseitigen Oberschenkelmuskulatur

Piriformis-Syndrom

Trochanter-major-Schmerzsyndrom

Zerrung der Adduktoren

Schambeinentzündung

Beschwerden im unteren Rücken

Quellen

Über den Autor

Vorwort

Mein guter Freund, der Laufguru Dr. Tom Michaud, ist einer der inspirierendsten Wissenschaftler und Kliniker, die ich kenne. Er hat mein Leben verändert. Und ich teile seine Botschaft in meinem eigenen Buch Run for Your Life. Bei meiner Recherche für dieses war Dr. Michauds Human Locomotion das erste Buch, das ich las, um nicht zu sagen: studierte. Die Evolutionsbiologie bildet die Grundlage, um Gesundheit zu verstehen – wenn wir dieses Wissen haben, können wir besser nachvollziehen, warum jemand krank wird oder sich verletzt. Wir leben in einer Welt, die nicht zu unseren naturgegebenen Anlagen passt, wenn es um Bewegung, Schlaf und Essen geht. Dr. Michauds Ansatz steht in der Tradition bedeutender klinischer Forscher der Vergangenheit: Dieser Sichtweise nach sollte jeder Sportler und jeder Patient als Rätsel betrachtet werden, als Rätsel, das es zu lösen gilt. Dabei beginnt man mit den Bewegungsgrundlagen – mit dem Laufen und Gehen.

Vor einem halben Jahrhundert beschrieb der aus Oregon stammende Trainer und Nike-Mitbegründer Bill Bowerman in seinem Buch Jogging »lockeres Laufen« als beste Möglichkeit, das Herz-Kreislauf-System und das Atmungssystem zu trainieren. Bowerman merkte auch an, für Einsteiger sei es ideal, abwechselnd zu gehen und zu laufen. Für Menschen, die gerade erst mit dem Fitnesstraining beginnen, ist das Laufen oftmals zu intensiv. Gehen ist der passende Einstieg für sie. Sind diese fitter, fordert das Gehen sie allerdings nicht mehr genug heraus. Auf dem Weg zum gesunden Lebensstil zahlt sich das Vermögen, schmerzfrei joggen zu können, aus. Man kann so fitter werden und wird immer mehr Zeit mit Joggen und weniger Zeit mit Gehen verbringen.

Die erste Ausgabe des hier vorliegenden Buchs ist zur Pflichtlektüre für alle Mitarbeitenden meines Laufbedarfgeschäfts Two River Treads geworden. Generell ist es für alle Laufsportbegeisterten und Kliniker, die sich mit dem Laufen auseinandersetzen, gemacht. In dieser zweiten Ausgabe führt Dr. Michaud die Grundlage, die Bowerman legte und der Millionen Amerikaner folgten, weiter aus. Bowermans Jogging war ein Bestseller, der sich über eine Million Mal verkaufte – vielleicht wird Dr. Michaud ähnlich erfolgreich sein. Wie es auch kommen mag – in jedem Fall gibt er eine wichtige Botschaft an Läufer: die, das Tempo zu drosseln, sich in allen Bereichen des Lebens auf die Grundlagen der Bewegung zu besinnen und Anatomie wie Physiologie zu berücksichtigen.

Auf meiner Laufreise bin ich Dr. Michaud viele Male begegnet. Auch mit 53 Jahren bin ich der Meinung, dass es nie zu spät ist, etwas Neues zu lernen und das Wissen mit anderen zu teilen. Selbst wenn ich inzwischen aufgrund meines Alters und neuer Prioritäten gemächlicher werde, ist es mir gelungen, seit 30 Jahren Marathons in unter drei Stunden zu laufen. Und das, während ich Vollzeit als Mediziner arbeite und nebenher Läufe organisiere; ganz zu schweigen von dem kleinen Laufladen, den ich besitze und führe. Einige Angebote meines Laufladens haben sich aus dem entwickelt, was ich von Dr. Michaud gelernt habe, darunter die Analyse der Fußkraft und -funktion sowie der Kraft und Bewegung.

Meine Marathonerfahrung hat mir im Rückblick neue Perspektiven aufs Laufen beschert. Heutzutage neigen viele dazu, auf dem Weg zum Erfolg Tricks und Kniffe anzuwenden. Ich stimme zu, dass dies eine schnelle Leistungssteigerung bewirken kann. Nur ist das letzte Wort damit noch nicht gesprochen, wenn wir auch langfristig gesund sein wollen und lebenslang laufen möchten. Viele Leute lesen etwas, schreiben etwas und stellen Behauptungen über etwas auf, was mit Blick auf kurzfristige Ergebnisse wahr ist. Aber sie laufen selbst gar nicht oder behandeln keine Läufer – manche mögen zumindest früher einmal Läufer gewesen sein.

Der mittlerweile verstorbene Dr. George Sheehan schrieb immer wieder: »Wir alle sind ein Experiment mit einem Teilnehmer.« Das stimmt, aber ich denke, man muss die Prinzipien der allgemeinen Gesundheit verstehen und wissen, wie man den Körper behandeln sollte, um dieses Experiment am Laufen zu halten. Seit meinen Fußoperationen im Jahr 2000 habe ich die Veröffentlichungen von Dr. Michaud gelesen, verinnerlicht und beachtet. Die meisten Befürworter von »Pain is gain« (auf Deutsch: »Nur mit Schmerz macht man Fortschritte«) können ihre Ansicht nicht mit eigenen Leistungsdaten oder Daten ihrer Klienten oder Sportler untermauern – und dies schon gar nicht, wenn es um längerfristige Erhebungen geht. Seit 2000 habe ich keinen Boston-Marathon verpasst (und seitdem hatte ich auch keine Laufverletzungen). Selbst bei extremen Wetterverhältnissen in manchen Jahren waren meine Zeiten beständig, wobei meine Leistungsfähigkeit altersbedingt nur geringfügig nachgelassen hat. Ich habe weit über 100 Marathons und viele Ultraläufe gefinisht und meine Knie nicht »kaputt gemacht« – ein Beweis für Dr. Michauds Lehre.

Was ist also das Geheimrezept von langfristig gesundem Laufen?

Seit 2015 bringen wir den Rekruten während der Grundausbildung bei der US Air Force bei, langsamer zu laufen, stärker zu werden und sich besser zu bewegen. Früher sahen sich die Flieger bei Läufen mit selbst gewähltem Tempo gezwungen, bei der Spitzengruppe zu bleiben. Oder sie sahen sich zumindest genötigt, in einer Gruppe zu sein, die schneller unterwegs war, als sie eigentlich hätten laufen sollen. Beim Militärfitnesstraining war es üblich, jeden Tag an die Grenzen zu gehen. Läufer ›dehnten‹ sich, lernten aber nie, sich zu bewegen. Diese Trainingsmethode führte zu unverhältnismäßig vielen Verletzungen des Haltungs- und Bewegungsapparates. Das Vorgehen drehen wir nun um und lernen die Prinzipien von Dr. Michaud, bevor wir das System mit Geschwindigkeit und Schnellkraft belasten. Nachdem ich selbst auf diese Weise trainiert hatte, führte ich im Alter von 50 Jahren einen VO2max-Test durch, das heißt, ich testete meine maximale Sauerstoffaufnahme; mein Ergebnis lag bei 65 Milliliter in einer Minute pro Kilogramm Körpergewicht, das war der höchste Wert für alle Altersgruppen in dieser Militäreinrichtung, in der über 1000 Tests durchgeführt wurden. Wenn ich nach meiner Trainingsmethode gefragt werde, erkläre ich Dr. Michauds Prinzipien und danke ihm, dass er mir Mut gemacht hat, auf diese Weise vorzugehen.

Jeder hat das Geburtsrecht zu laufen. Dass beide Füße gleichzeitig in der Luft sind, hat etwas Magisches an sich. In meiner Community lehren wir diese Prinzipien durch unseren Laufladen bei jedem »Von der Couch zum 5-Kilometer-Lauf«-Workshop und Laufeinsteiger-Seminar. Jedes Mal macht sich ein erleichtertes Lächeln auf den Gesichtern breit, wenn wir mit der Vorstellung aufräumen, Laufen müsse wehtun. Nehmen Sie dieses Buch und lesen Sie es – es wird Ihr Leben und das Leben anderer verändern, die ein aktives Leben auch im Alter führen möchten. Vielen Dank, Dr. Michaud.

Mark Cucuzzella, MD (Doktor der Medizin), FAAFP (Fellow of the American Academy of Family Physicians, auf Deutsch: verdientes Mitglied der amerikanischen Akademie von Allgemeinmedizinern)

Professor West Virginia University School of Medicine

Lieutenant colonel US Air Force (a. D.)

Renndirektor Freedom’s Run

www.DrMarksDesk.com

Einleitung

Seit der Veröffentlichung der ersten Ausgabe dieses Buchs im Jahr 2013 wurden neue Techniken für die Behandlung und Prävention von Verletzungen entwickelt. Noch wichtiger ist, dass wunderbare neue Forschungsergebnisse gezeigt haben, dass es tatsächlich einen idealen Laufstil gibt. Vorherige Studien hatten nahegelegt, dass Läufer weniger effizient werden, wenn sie ihre selbst gewählte Schrittlänge oder -frequenz verändern müssen. Deshalb hatte man angenommen, dass Läufer die angeborene Fähigkeit besitzen, den für sie idealen Laufstil zu wählen. Die neueste Forschung zeigt, dass die Theorie »Läufer wählen selbst den besten Laufstil« nicht stimmt.

2017 werteten Wissenschaftler aus dem Vereinigten Königreich1 ausführlich die Biomechanik und den Stoffwechsel von beinahe 100 Freizeitläufern aus. Sie zeigten so, dass sehr spezielle Veränderungen der Körperhaltung sie nicht nur effizienter beim Laufen machten, sondern ihnen auch schnelleres Laufen ermöglichen konnten. Ich persönlich bin der Meinung, dass diese Veränderungen des Laufstils auch das allgemeine Verletzungsrisiko senken. Eine Studie aus dem Jahr 2019 wies nach, dass langsamere Freizeitläufer, die verletzungsfrei bleiben möchten, mit dem Wechsel zu einer Lauftechnik ohne Flugphase, dem Ground Running, die Stoßintensität um 35 Prozent und die Belastung des Bewegungsapparats um 34 Prozent reduzieren2. Interessanterweise erhöht es die Stoffwechselrate der Läufer um fünf Prozent, wenn sie statt des konventionellen Laufens das Ground Running praktizieren. Das bestätigt: Ground Running ist eine hervorragende Möglichkeit, sowohl fit zu bleiben als auch Verletzungen zu vermeiden. Da es kaum Training erfordert, vom normalen Laufen zum Ground Running zu wechseln, lässt sich das Verletzungsrisiko mit wenig Aufwand (oder sogar ohne Aufwand) deutlich senken.

Da manche Teile dieses Buchs relativ technisch sind, befasst sich Kapitel 1 mit dem nötigen Wissen über Anatomie. Kapitel 2 erklärt, was während des Gehens und Laufens im Körper geschieht. Wie wichtig es ist, in den Muskeln und Sehnen Energie zu speichern und die Energie wieder an sie zurückzugeben, wird dabei immer wieder betont. Kapitel 3 geht auf neue Testverfahren ein, die man zu Hause durchführen kann, um das eigene Verletzungsrisiko zu ermitteln. Zudem gibt es einen Überblick zu den neuen Techniken, die der Verbesserung von Sehnenelastizität und Muskelkraft dienen. Die in diesem Buch vorgestellten Übungsroutinen helfen nicht nur, schneller zu laufen, sondern sollten auch dazu beitragen, Unfälle und Schäden zu vermeiden.

Ein vollkommen neues Kapitel wurde hinzugefügt. In diesem wird erklärt, wie man zu Hause seinen Laufstil professionell analysieren kann. Kapitel 4 geht auf alle notwendigen Aspekte der Laufanalyse ein und erläutert, wie man Schritt für Schritt einen von der Laufgeschwindigkeit abhängigen idealen Laufstil entwickelt. Darauf folgt Kapitel 5, ein aktualisiertes Kapitel über Laufschuhe. Immerhin haben in den letzten fünf Jahren eine Reihe innovativer Modelle die Branche komplett verändert. Unter anderem inspiriert von den frühen Minimalschuhen haben Laufschuhhersteller eine große Auswahl an interessanten Modellen auf den Markt gebracht – von den maximalistischen Hokas bis hin zu den ultraschnellen Nike Alphaflys, die in der Lage sind, Energie zu speichern und wieder abzugeben. Dabei wird verdeutlicht, dass man nicht 220 Euro für ein Paar Schuhe ausgeben muss, um schnell zu laufen und/oder Verletzungen zu vermeiden, es sei denn, man hat vor, einen Marathon in weniger als zwei Stunden zu finishen. Tatsächlich ist Komfort der entscheidende Faktor – er führt zur Verbesserung der Effizienz und hilft überdies, dass Verletzungen ausbleiben.

Das letzte Kapitel dieses Buchs, Kapitel 6, wurde ebenfalls angepasst, um die neueste Forschung zum Thema Verletzungsprävention wiederzugeben. Außerdem sind hier einige neue Behandlungsmethoden ergänzt. Beispielsweise zeigt eine großartige Studie von Sullivan et al., dass eine Schwäche der Zehenmuskeln und der Wadenbeinmuskeln (Musculus fibularis longus, brevis und tertius) hauptverantwortlich für die Entwicklung von Plantarfasziitis ist (Plantarfasziitis meint die Entzündung der Sehnenplatte an der Fußunterseite).3 Bevor diese Studie veröffentlicht wurde, hatte niemand in Betracht gezogen, dass eine Schwäche der Wadenbeinmuskeln bei der Entstehung von Plantarfasziitis eine Rolle spielen könnte. Andere interessante Untersuchungen belegen, dass Läufer mit Beschwerden im Bereich der Kniescheibe schneller wieder trainieren können, wenn Fußübungen Teil ihrer Behandlung werden.4 Außerdem wurde nachgewiesen, dass die Kräftigung des Schollenmuskels (Musculus soleus) entscheidend sein kann bei der Therapie und Verhinderung von Achillessehnenverletzungen. Der Abschnitt über Ermüdungsbrüche zeigt das Schritt-für-Schritt-Vorgehen, um nach einem solchen wieder mit dem Laufen zu beginnen. Und ebenfalls finden sich hier die neuesten Informationen zum Thema Ernährung. Einige überraschende Studien haben gezeigt, dass zu viel Vitamin D die Knochen schwächen kann5 und dass ketogene Diäten (Diäten, die sich durch eine sehr kohlenhydratarme, dafür aber fettreiche Ernährung auszeichnen) mit einer schnellen Abnahme der Knochendichte in Verbindung stehen. Daher sollten sie vermieden werden.6

Es scheint, dass Sportmediziner in den letzten fünf Jahren mehr als je zuvor realisiert haben: Der beste Weg zur Leistungssteigerung und Prävention von Verletzungen besteht nicht darin, entzündungshemmend wirkende nicht steroidale Antirheumatika zu verschreiben und Kortikosteroide (Steroidhormone) in Sehnen zu injizieren (was schlechter ist als gar keine Behandlung). Stattdessen empfiehlt es sich, die Elastizität von Muskeln und Sehnen zu erhöhen, die neuromotorische Koordination zu verbessern, den idealen Laufschuh zu finden und den Laufstil zu entwickeln, der genau zu den biomechanischen Bedürfnissen passt. Im Gegensatz zu den Elite- und Freizeitläufern der 1980er- und 1990er-Jahre, die mit Medikamenten und ineffektiven Dehnübungen behandelt wurden, haben die Läufer von heute eigenen Zugang zu den neuesten Informationen. Dieses Wissen kann man nutzen, um mit ein bisschen Anstrengung noch lange schneller zu laufen und Verletzungen zu vermeiden.

KAPITEL 1

Überblick über Anatomie und dreidimensionale Bewegung

Für uns ist es selbstverständlich. Aber generell gilt: Auf zwei Beinen herumzulaufen ist eine äußerst ungewöhnliche Fortbewegungsweise. Von den mehr als 4000 Säugetierarten, die es heutzutage auf der Erde gibt, hat nur eine beim Gehen die aufrechte Haltung. Schon Plato bemerkte, dass unsere bevorzugte Art des Vorankommens eigenartig ist. Er bezeichnete die Menschen als die einzigen »federlosen Zweibeiner« (im alten Griechenland gab es nicht allzu viele Kängurus).

Der Grund, dass es 99 Prozent der Tiere auf diesem Planeten vorziehen, beim Gehen und Laufen alle vier Gliedmaßen zu benutzen, ist, dass die Fortbewegung auf zwei Beinen eine technische Herausforderung darstellt: Wenn der Fuß auf den Boden trifft, muss das gesamte Gliedmaß geschmeidig und flexibel sein, um Stöße zu absorbieren und sich an Unebenheiten im Gelände anzupassen. Kurz darauf wird von denselben Strukturen jedoch Steifheit gefordert. Nur so können sie den Beschleunigungskräften standhalten, die mit dem Vorwärtskatapultieren des Körpers einhergehen. Im Gegensatz dazu gönnen sich Vierbeiner den Luxus, Stöße mit den Vorderbeinen abzufangen, während die Hinterbeine als Stütze und zur Beschleunigung dienen (man denke an eine Katze, die auf einen Sims herauf- und wieder von ihm herunterspringt). Stoßdämpfung ist vor allem beim Marathon wichtig, denn die Füße von Langstreckenläufern berühren durchschnittlich 10 000-mal pro Stunde den Boden. Sie federn bei jedem Schritt das Zwei- bis Siebenfache des Körpergewichts ab. Im Laufe eines Marathons ergibt sich dadurch eine Kraft, die über 5 400 000 Kilogramm entspricht, die vom Körper abgedämpft werden müssen. Heute weiß man, dass schon ein kleiner Fehler in unserem Stoßdämpfungssystem zu Verletzungen führt. Die Kräfte, die mit der Vorwärtsbewegung des Körpers verbunden sind, sind sogar noch größer als diejenigen, die beim ersten Bodenkontakt wirken.

Um die komplexen strukturellen Interaktionen zu verstehen, die für die Stoßdämpfung und Beschleunigung verantwortlich sind, muss man nachvollziehen können, wie unsere Gelenke, Muskeln, Sehnen, Bänder und Knochen beim Gehen und Laufen interagieren. Da die meisten Läufer nicht mit Anatomie und klinischer Biomechanik vertraut sind, bietet der folgende Abschnitt einen bebilderten Überblick über alle wichtigen Muskeln, Sehnen, Bänder und Knochen, die am Laufen beteiligt sind. Die Darstellung führt bis auf die Zellebene, denn um Verletzungen vorzubeugen und die Fähigkeit zu Spitzenleistungen zu erhalten, muss man verstehen, wie sich unsere Gewebe reparieren und umbauen. (Beispielsweise speichern gesunde Muskeln und Sehnen Energie und geben diese wieder ab, um die Effizienz zu steigern und unsere Knochen zu entlasten.) Damit dieser Abschnitt verständlicher ist, werden die griechischen oder lateinischen Ursprünge der Bezeichnungen unserer Muskeln und Knochen aufgeführt. Die frühen Anatomen wollten nicht, dass Anatomie kompliziert ist, und benannten beinahe all unsere Muskeln und Knochen nach ihrer Form: Der Musculus piriformis oder birnenförmige Muskel sieht aus wie eine Birne, das Os naviculare oder Kahnbein erinnert an ein Schiff.

Auf den Anatomieabschnitt folgt eine Darstellung der Begriffe, mit denen die dreidimensionalen Bewegungen beschrieben werden. Anfangs erscheinen Begriffe wie Dorsalflexion (das Ausstrecken eines Körperteils in Richtung Rücken) oder Eversion (Heben der Außenseite des Fußes) vielleicht kompliziert, aber wenn man sie einige Male gelesen hat, gehen sie schnell in den eigenen Wortschatz über. Zu guter Letzt fasst der abschließende Teil dieses Kapitels zusammen, was jeder Muskel tut, während wir laufen, und was passieren kann, wenn der Muskel schwach und/oder verkürzt ist. Auf all diese Informationen wird in den nachfolgenden Kapiteln ausführlicher eingegangen.

Muskelanatomie: In einem Querschnitt jedes Muskels findet man kleine Kompartimente (das Wort leitet sich ab vom lateinischen compartiri für »teilen «). Hier spricht man auch von Faszikeln oder von Faserbündel. Diese sind mit bloßen Augen sichtbar – man kennt sie in der tierischen Form beispielsweise, wenn man ein Steak durchschneidet. Bei den Fasern gibt es solche, die in das Bindegewebe, das sogenannte Perimysium, eingebettet sind. Das Perimysium ist eine Art von straffer Bindegewebshülle, die aus einer Mischung aus starken, stützenden Kollagenfasern und einem dehnbaren Protein, dem Elastin, besteht. Bei den Zellen innerhalb des Perimysiums handelt es sich um Fibroblasten (A), die als Hauptzellen der Haut die beschädigten Kollagen- und Elastinfasern reparieren und umbauen. Das Perimysium ist die Struktur, die wir durch Massagen und/oder mithilfe einer Faszienrolle zu dehnen versuchen.

An den Seiten der Fasern befinden sich Satellitenzellen, die Muskelfasern wieder aufbauen, wurden diese während des Sports beschädigt. Wie kurz erläutert werden wird, sind auch spezielle Sinneszellen, die Muskelspindeln, an die Seiten der Muskelfasern geheftet. Spindelzellen teilen unserem Nervensystem mit, wie schnell und in welchem Umfang sich jedes Gelenk konkret bewegt. Diese Information wird dann analysiert, um den metabolischen Aufwand – also den Aufwand für den Stoffwechsel – jedes Laufschritts zu berechnen und um Veränderungen vorzunehmen, die die Effizienz verbessern. Zu guter Letzt werden Fasern in Myofibrillen unterteilt, die aus den Proteinen Aktin und Myosin bestehen. Diese Proteine bewirken die Muskelkontraktion. Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass Satellitenzellen aktiv werden, um den Umbau zu beschleunigen, wenn Muskeln in ihren gedehnten Positionen (wie unten in dieser Abbildung) trainiert werden. Dieses Wissen konnte genutzt werden, um Übungen zur Verbesserung der Laufleistung zu entwickeln.

Sehnenanatomie: Wie Muskeln gliedern sich auch Sehnen in Faszikel, Fasern und Fibrillen, aber im Gegensatz zu Muskeln, die zu fast 80 Prozent aus Wasser bestehen, setzen sich Sehnen aus starken parallelen Kollagenfasern zusammen und enthalten nur sehr wenige Blutgefäße und kaum Wasser. Die begrenzte Durchblutung und der geringe Wassergehalt ermöglichen es Sehnen, sich wie Stahlseile zu verhalten: Ihre parallelen Fasern aus Kollagen Typ I können ohne den geringsten Schaden große Kräfte aushalten.

Neueste Forschungsergebnisse zeigen, dass es zwei vollkommen verschiedene Sehnenarten gibt: energiespeichernde Sehnen und stabilisierenden Positionssehnen. Die Positionssehnen kommen dort vor, wo eine hohe Kraftabgabe benötigt wird, wie in den Hüft- und Oberschenkelmuskeln. Werden diese Sehnen einer Dehnkraft ausgesetzt, gleiten die kleinen Fasern übereinander hin und her, wobei sie sich nur ein kurzes Stück bewegen. Dank dieses Vorgehens wird die vom Muskel erzeugte Kraft direkt durch die Sehne auf den Knochen übertragen. Im Gegensatz dazu sind bei den energiespeichernden Sehnen, die man beinahe ausschließlich unterhalb des Knies findet, die Faszikel leicht abgewinkelt zueinander angeordnet. Die Fasern hier können aufeinander gleiten und rotieren, um sich so bis zu elf Prozent zu dehnen. Dieses Vermögen zur plötzlichen Verlängerung ist extrem wichtig, um die Laufeffizienz aufrechtzuerhalten. Die sich dehnende Sehne speichert wie ein Flummi freie Energie und gibt diese wieder ab.

Die verbesserte Speicherung von Energie in den energiespeichernden Sehnen und die Rückgabe von Energie an sie erklärt, warum die schnellsten Marathonläufer der Welt die längsten Achillessehnen haben. Die Elastizität der energiespeichernden Sehnen verhindert auch Verletzungen, da sie Kräfte abdämpfen, die sonst auf den Muskel übertragen werden würden. Das schwache Glied bei der Kraftübertragung von der Sehne auf den Muskel ist der Muskel-Sehnen-Übergang. Hier treten am häufigsten Muskelfaserrisse auf, da die Schnittstelle zwischen Muskel und Sehne leicht reißt (A im Einsatzbild). So wie die Kräftigung von Muskeln in gedehnter Position die Muskelreparatur stimuliert, erhöht die Kräftigung von Sehnen in gedehnter Position die Sehnenflexibilität. Die Flexibilität der Sehnen zu maximieren, ist entscheidend, um Verletzungen zu vermeiden und ein altersbedingtes Nachlassen der Laufleistungsfähigkeit zu verhindern, da Sehnen mit dem Alter von Natur aus steifer werden. Mit speziellen Übungen und der richtigen Ernährung kann dem entgegengewirkt werden.

*Wenn eine Sehne verletzt wird, bauen kleine Reparaturzellen, die zwischen Kollagenfasern liegenden Tendinozyten oder Flügelzellen, die Kollagenfasern wieder auf.

Knochenanatomie: Knochen bestehen aus zwei verschiedenen Arten von Knochengewebe: der Kortikalis und der Spongiosa. Die Kortikalis ist eine kompakte Schicht Knochengewebe, während die Spongiosa schwammartig ist. Die grundlegende funktionale Einheit der Kortikalis ist das Osteon, wobei dieser Baustein des Knochengewebes von kleinen Blutgefäßen durchzogen ist. Überall im Osteon findet man Osteozyten, das sind die Knochenzellen, die für die Reparatur und den Umbau von Knochen wichtig sind. Die Kortikalis, die vom schmerzempfindlichen Periost (Knochenhaut) umgeben ist, ist äußerst stark und widersteht Biegekräften wie ein Stahlrohr. Im Gegensatz dazu ist die Spongiosa weicher und mit kleinen Kammern durchsetzt, die die Produktion von roten Blutkörperchen ermöglichen.

Das Verhältnis von Kortikalis und Spongiosa hängt von den Belastungen ab, denen der Knochen ausgesetzt ist: Knochen, die hohe Biegekräfte erfahren, wie die Mittelfußknochen, bestehen beinahe ausschließlich aus Kortikalis (A). Im Gegensatz dazu sind Knochen, die Stöße abdämpfen, wie das Fersenbein (B), hauptsächlich aus weicher Spongiosa gemacht. Dadurch können sie sich wie ein Polster ausdehnen und Erschütterungen abfedern.

Sensorische Nerven der Muskeln und Haut: An den Seiten von Muskelfasern, umgeben vom Epimysium (also von der aus lockerem Bindegewebe bestehenden Schicht, die unterhalb der Faszie liegt), befinden sich Muskelspindeln, die dem zentralen Nervensystem genau mitteilen, wie schnell die Muskeln aktiviert werden und was sie während des Laufens tun. Eine Kontraktur, das heißt eine Verkürzung im Perimysium, kann die Informationsweitergabe der Spindeln verhindern, was das Verletzungsrisiko erhöht. Die Haut an der Fußsohle spielt zudem eine wichtige Rolle bei der Verletzungsprävention. Spezielle Rezeptoren, die sogenannten Meissner-Tastkörperchen und Merkel-Zellen, liefern Informationen zur Druckübertragung entlang der Fußsohle. Wird in einem Bereich zu viel Druck ausgeübt, aktiviert dies die Hautrezeptoren. Sie erzeugen dann eine reflexartige Kontraktion von Muskeln, um speziell das Areal zu entlasten, das zu sehr beansprucht wird. Falls beispielsweise unter dem Vorfuß übermäßiger Druck ist, sorgen die Hautrezeptoren dafür, dass die Zehenmuskeln nach unten gezogen werden – der Druck wird dadurch über einen größeren Bereich verteilt (Einsatzbild). Interessanterweise wurde nachgewiesen, dass Fußmassagen und Fußmobilisation die Empfindlichkeit der Sinnesrezeptoren in der Fußsohle erhöhen, was die Leistungsfähigkeit steigern und zur Verletzungsprävention beitragen kann.

Skelettanatomie

*Die Fußwurzelknochen sind die Fußknochen, die hinter den Mittelfußknochen liegen: Fersenbein, Sprungbein, Würfelbein, Kahnbein und die Keilbeine. Die lateinische Bezeichnung Ossa tarsalia leitet sich ab vom lateinischen Wort für »flache Oberfläche«.

Muskelanatomie (Vorderansicht)

Rückenmuskulatur: Der Darmbein-Rippen-Muskel und der längste Muskel des Brustkorbs sind beim Laufen wichtig, weil sie verhindern, dass der Rumpf zu weit nach vorn gelehnt wird. Zu einer Gruppe zusammengefasst werden diese Muskeln als Rückenstrecker oder Aufrichter der Wirbelsäule (Musculus erector spinae) bezeichnet. Der quadratische Lendenmuskel und die mehrfach gefiederten Muskeln sind starke Stabilisatoren der Wirbelsäule und werden mit Seitstütz (Side Planks) und Unterarmstütz (konventionellen Planks) trainiert.

Muskelanatomie (Seitenansicht)

Muskelanatomie (Rückansicht)

Das iliotibiale Band (Tractus iliotibialis) und der Lenden-Darmbein-Muskel (Musculus iliopsoas): Der Tractus iliotibialis verhält sich wie eine breite Sehne, die die vom großen Gesäßmuskel und Schenkelbindenspanner erzeugte Kraft auf Unter- und Oberschenkel überträgt. Er ist an mehreren Stellen am Oberschenkelknochen befestigt und spielt eine wichtige Rolle dabei, dass die gegenüberliegende Seite des Beckens beim Laufen nicht zu weit absinkt. Der Lenden-Darmbein-Muskel ist ein kräftiger Hüftbeuger. Da der Lendenmuskel an mehreren Stellen mit der Lendenwirbelsäule verbunden ist, stabilisiert er die Wirbelsäule.

Muskeln der Oberschenkelvorderseite: Zu den Adduktoren zählen der lange, der kurze und der große Adduktor sowie der schlanke Muskel und der Kammmuskel. Der vertikale Teil des großen Adduktors wird auch als ischiofemoraler Anteil bezeichnet, da er vom Sitzbein (Ischium) im Becken bis zum unteren Teil des Oberschenkelknochens verläuft. Der Quadrizeps besteht aus vier Muskeln: dem äußeren, dem mittleren und dem inneren breiten Oberschenkelmuskel sowie dem geraden Oberschenkelmuskel. Der äußere breite Oberschenkelmuskel ist der mit Abstand größte dieser Muskeln, er spielt während des Laufens eine wichtige Rolle bei der Stoßdämpfung. Der gerade Oberschenkelmuskel ist der einzige Quadrizeps-Muskel, der das Hüftgelenk überspannt. Zudem ist er einer der wenigen Hüftmuskeln, die eine Sehne besitzen, die merkbar rotiert. Die Rotation der Sehne des geraden Oberschenkelmuskels ermöglicht es ihr, Energie zu speichern, während das Bein nach hinten gestreckt ist, und diese Energie wieder abzugeben, um das Schwungbein nach vorn zu bringen.

Die Kniescheibe befindet sich in der Quadrizeps-Sehne. Sie ist das größte Sesambein des Körpers. Sesambeine sind in verschiedenen Sehnen im ganzen Körper eingelagert, vor allem in solchen, von denen eine hohe Kraftabgabe gefordert ist. Sie dienen im Grunde dazu, die Sehne des Muskels weiter von der Bewegungsachse des Gelenks wegzubringen, um so die mechanische Effizienz des Muskels zu verbessern. Denken wir einmal an einen Türknauf: Wenn ein Türknauf sehr nah am Scharnier angebracht ist, ist es schwierig, die Tür zu öffnen. Wenn sich der Türknauf weiter vom Scharnier entfernt, erfordert es weniger Kraft, die Tür aufzumachen. Das ist im Grunde die Aufgabe von Sesambeinen.

Muskeln an der Oberschenkelrückseite: Die rückseitige Oberschenkelmuskulatur besteht aus dem halbmembranösen Muskel, dem Halbsehnenmuskel und dem zweiköpfigen Oberschenkelmuskel, der einen langen und einen kurzen Kopf besitzt. Da der vertikale Anteil des großen Adduktors so tief am Oberschenkelknochen befestigt ist, verhält er sich wie eine Kniesehne. Die Hüftrotatoren sind beim Laufen ebenfalls wichtig, da sie die gesamten unteren Extremitäten daran hindern, sich zu weit nach innen zu drehen.

Waden- und Fußgewölbemuskeln: Der kurze Großzehenbeuger ist wichtig, da er zwei kleine Sesambeine enthält, die bei Läufern oftmals Probleme auslösen. Schwache Fußgewölbemuskeln sind eine äußerst häufige Ursache für Verletzungen: Eine Schwäche des Großzehenspreizers korreliert mit der Entstehung von Ballenzehen (Hallux valgus), während ein schwacher kurzer Zehenbeuger ein weitverbreiteter Auslöser von Plantarfasziitis ist. Der hintere Schienbeinmuskel spielt eine wichtige Rolle für die Unterstützung des Fußgewölbes, da er an vielen Stellen in dessen Zentrum ansetzt.

Um Bewegungen zu beschreiben, wird der Körper in drei Bezugsebenen aufgeteilt: Sagittal-, Frontal- und Transversalebene

Bewegung der Wirbelsäule in der Sagittalebene

Bewegung der Hüfte in der Sagittalebene

Bewegung des Knies in der Sagittalebene

Bewegung der Zehen und Sprunggelenke in der Sagittalebene

Bewegung der Hüfte in der Frontalebene

Beinachsenfehlstellungen in der Frontalebene

Bewegung der Hüfte in der Transversalebene

Bewegung der Vorfüße in der Transversalebene

Pronation und Supination laufen in allen Ebenen ab und bezeichnen das Absenken beziehungsweise Anheben des Fußgewölbes

KAPITEL 2

Die Biomechanik des Gehens und des Laufens

Um zu verstehen, unter welchen Voraussetzungen ein Läufer leistungsstark wird (und verletzungsfrei bleibt), muss man zunächst nachvollziehen können, wie Menschen sich überhaupt aufrecht fortbewegen. Um die verschiedenen anatomischen Interaktionen beim Gehen und Laufen präzise zu beschreiben, haben Forscher den Begriff »Gangzyklus« eingeführt. Ein kompletter Gangzyklus besteht aus den einzelnen Abläufen vom ersten Bodenkontakt eines Fußes bis zum erneuten Bodenkontakt desselben Fußes beim nächsten Schritt.

Der Gangzyklus wird in zwei verschiedene Phasen unterteilt: die Standphase, in der der Fuß den Boden berührt; und die Schwungphase, in der sich das Bein durch die Luft bewegt und sich auf den nächsten Bodenkontakt vorbereitet (Abbildung unten). Wegen der Komplexität der Bewegungen in der Standphase wird dieser Teil des Gangzyklus in den Anfangskontakt, die mittlere Standphase und die Vortriebsphase gegliedert. Auch wenn diese Klassifizierung generell Anwendung findet, verändert sich die jeweilige Dauer der Ereignisse bei höherer Geschwindigkeit und sobald die Vortriebsphase kraftvoller wird: Der Anfangskontakt und die mittlere Standphase fallen dann ein bisschen kürzer aus, die Vortriebsphase dauert länger (Abbildung Seite 35).

Gangzyklus des rechten Beins: Die Standphase beginnt, wenn die Ferse den Boden berührt, und endet, wenn die Großzehe den Boden verlässt. Die Schwungphase dauert an, bis die Ferse wieder den Boden erreicht. Die Standphase wird unterteilt in den Anfangskontakt, die mittlere Standphase und die Vortriebsphase. Wichtige Bestandteile des Gangzyklus sind »Schrittlänge«, »Doppelschrittlänge« und »Schrittfrequenz«. Die Schrittlänge beschreibt die Distanz, die bei einem Schritt zwischen dem rechten und linken Fuß zurückgelegt wird. Die Doppelschrittlänge bezeichnet dagegen die Distanz, die ein Fuß während des gesamten Gangzyklus schafft, das heißt, die Distanz, die bei zwei Schritten bewältigt wird. Die Schrittfrequenz gibt an, wie oft die Füße pro Minute den Boden berühren. Beim Gehen machen Menschen typischerweise um die 115 Schritte pro Minute, wobei die durchschnittliche Doppelschrittlänge dem 0,8-Fachen der Körpergröße entspricht.

Standphase beim Laufen: Auch wenn Laufen in dieselben Phasen unterteilt wird wie Gehen, unterscheiden sich die Doppelschrittlänge und Schrittfrequenz je nach Lauftempo sehr stark. Während Freizeitläufer Doppelschrittlängen von etwa zwei Metern und Schrittfrequenzen von um die 165 Schritten pro Minute haben, haben die schnellsten Marathonläufer der Welt Doppelschrittlängen von mehr als drei Metern und Schrittfrequenzen von etwa 200 Schritten pro Minute. Usain Bolt stellte den Weltrekord im 100-Meter-Sprint mit einer Doppelschrittlänge von 4,8 Metern und einer Frequenz von 265 Schritten pro Minute auf!

Die neurologischen Mechanismen, die ein vollständiger Gangzyklus erfordert, sind tatsächlich ungewöhnlich, in der Hinsicht nämlich, dass die Bewegungen der Schwungphase reflexartig verlaufen und schon von Geburt an vorhanden sind (beispielsweise bringt ein Kleinkind ein Bein sofort in eine geschützte Position, wenn es das Gleichgewicht verliert). Der Ablauf der Standphase stellt dagegen einen erlernten Prozess dar. Diese Feststellung wird von der klinischen Beobachtung gestützt, dass Kinder, die von Geburt an ohne Sehvermögen sind, keine spontanen Versuche unternehmen, aufzustehen und selbstständig zu laufen. Sie tun es nur, wenn sie dabei geführt werden.

Im Kleinkindalter beginnen wir Menschen mit ganz unterschiedlichen Geh- und Laufmustern zu experimentieren. Dabei analysieren wir unbewusst den metabolischen Aufwand, der mit jeder Variation des Gangs verbunden ist. Das ist ein zeitaufwendiger Lernprozess – es kann bis zu einem Jahrzehnt dauern, die nötigen Interaktionen zwischen Muskeln und Knochen zu perfektionieren, um metabolisch (das heißt im Hinblick auf den Stoffwechsel) effizient zu werden. Auch wenn man die Größenunterschiede rechnerisch berücksichtigt, benötigen dreijährige Kinder durchschnittlich 33 Prozent mehr Sauerstoff als Erwachsene, wenn sie sich in einer bestimmten Geschwindigkeit fortbewegen. Selbst im Alter von sechs Jahren verbrauchen Kinder noch vergleichsweise mehr Kalorien beim Gehen und Laufen. Mit zehn Jahren entspricht das mechanische Leistungsvermögen dann dem eines Erwachsenen. Nach beinahe einem Jahrzehnt Training sind Kinder also endlich erfolgreich darin, sich möglichst ökonomisch auf zwei Beinen fortzubewegen.

Was macht den perfekten Laufstil aus?

Trainer haben oft unterschiedliche Meinungen, wie der perfekte Laufstil aussieht und geben sehr variierende Anweisungen, was man alles verändern soll – von der Kritik an der Handgelenkposition bis hin zu der am Rumpfwinkel. Dabei ist die Antwort auf die Frage nach dem perfekten Laufstil eigentlich simpel. Sie geht auf einen Artikel zurück, der 1953 im Journal of Bone and Joint Surgery7 veröffentlicht wurde. In diesem Beitrag kam ein Team von Orthopäden zu dem Schluss, wir müssten lernen, »unseren Körperschwerpunkt auf einer Bahn durch den Raum zu bewegen – und zwar auf einer Bahn, die den geringsten Energieaufwand erfordert«. So werden wir effizient. (Der Körperschwerpunkt liegt dabei in der Mitte des Beckens und bezeichnet den Punkt, um den unser Körper sich drehte, würden wir uns in der Luft überschlagen.)

Wir minimieren also den Energieaufwand, indem wir unsere Gelenke darauf ausrichten, den Körperschwerpunkt auf einer sehr flachen Bahn durch den Raum zu bewegen (Abbildung unten). Wenn wir beispielsweise umgekehrt mit durchgedrückten Knien und steifem Becken gehen (ähnlich wie Frankenstein), würde der Körperschwerpunkt in einer Reihe von sich abrupt schneidenden Bögen abwechselnd nach oben und unten kommen. Der metabolische Aufwand der Fortbewegung wäre dadurch deutlich erhöht. Bestimmte Muskeln müssten sich immer wieder anspannen, um die überzogenen Bewegungen nach oben und unten zu ermöglichen.

Bewegung des Körperschwerpunkts (KSP): Wenn wir mit steifer Hüfte und steifen Knien gehen, bewegt sich der KSP in einem großen Bewegungsbereich nach oben und unten (vergleiche die Höhe von A und B). Das übermäßige Auf- und Abwärtsgehen des KSP ist im Hinblick auf den Stoffwechsel aufwendig. Die Muskeln müssen hart arbeiten, um den KSP nonstop nach oben und unten zu bringen. Durch das Absenken der gegenüberliegenden Hüfte (C), das Beugen des Knies (D) und eine Bewegung im Sprunggelenk können wir sicherstellen, dass sich der KSP auf einer Linie gerade bewegt.

Legt man einige Schritte mit Frankensteins typischem Gang zurück, merkt man rasch, dass man nach unten hin schneller wird, bevor man die Richtung umkehrt und sich unvermittelt nach oben bewegt. Der dicht getaktete Wechsel von Beschleunigen und Abbremsen wird noch deutlicher, wenn man beim Gehen ein Glas Wasser trägt: Das Wasser im Glas spritzt in dem Moment nach vorn, in dem die Ferse den Boden berührt; dagegen schwappt es nach hinten, sobald man sich wieder stärker nach vorn bewegt. Die extreme Version dieser Gangart stellt das Gehen auf Stelzen dar, da hier die Wechsel zwischen tiefen und hohen Positionen noch abrupter sind.

Die Ineffizienz übermäßigen Bewegens nach oben und unten im Blick habend, könnte man schlussfolgern, dass der Körperschwerpunkt beim idealen Gang einer möglichst geraden Linie folgt: Selbiges suggerieren häufig Lauffachleute mit der Behauptung, am effizientesten kommt man voran mit der geringsten vertikalen Bewegung. Das Problem ist jedoch, dass das übermäßige Abflachen unseres Körperschwerpunkts genauso viel Energieaufwand mit sich bringen kann wie eine Bewegung ohne jeglichen Höhenausgleich. Das spürt man, wenn man einmal versucht, wie der Komiker Groucho Marx zu gehen (Videos von ihm sind auf Youtube zu finden). Auch wenn das übermäßige Beugen in den Beinen und der Hüfte die Bahn des Körperschwerpunkts fast auf eine Linie bringt, ist diese Gangart metabolisch aufwendig, denn das übertriebene Anwinkeln der Knie bedeutet einen hohen Kalorienverbrauch. Die Forschung hat gezeigt, dass der »Groucho-Gang« den Sauerstoffverbrauch um 50 Prozent erhöht.8 Das übermäßige Abflachen der Körperschwerpunktbahn durch das Beugen von Gliedmaßen erklärt, warum kleine Säugetiere im Vergleich zu großen Säugetieren ineffizient sind; pro Gramm Körpergewicht verbraucht eine Maus 20-mal mehr Energie als ein Pony.9

Letztendlich wird die Effizienz beim Gehen und Laufen nur durch ein moderates Abflachen der Bahn unseres Körperschwerpunkts wirklich optimiert. Der Haken daran ist, dass sich die genauen Bewegungsmuster, die die Bahn des Körperschwerpunkts in Richtung maximaler Effizienz bringen, beim Gehen und Laufen unterscheiden. Bei geringeren Geschwindigkeiten sind wir am effizientesten, wenn unsere Beine steif und inflexibel sind, aber bei höheren Geschwindigkeiten müssen wir den Grad von Knie- und Hüftflexion erhöhen, um die Stoßdämpfung zu verbessern. Diese Erkenntnisse stimmen mit der klinischen Beobachtung überein, dass sich Gehen bei langsamer Fortbewegung besser anfühlt, während Laufen bei höheren Geschwindigkeiten angenehmer ist.

Um genau definieren zu können, welches Gangmuster bei einer bestimmten Fortbewegungsgeschwindigkeit am effizientesten ist (es gibt letztlich so viele Optionen für die Auswahl von Gelenkbewegungen), haben Wissenschaftler vom Robotiklabor der Cornell University ein computerbasiertes mathematisches Modell entwickelt. Dieses kann tatsächlich die metabolische Effizienz jeder möglichen Art des Gangs bewerten (einschließlich skurriler Muster wie dem beim Groucho-Gang). Zu den Ergebnissen gab es einen Artikel in der renommierten Fachzeitschrift Nature.10 Wie erwartet, war bei niedrigen Fortbewegungsgeschwindigkeiten das Gehen mit relativ steifen und beinahe durchgedrückten Knien am wirtschaftlichsten in Sachen Energie (denn der Quadrizeps hat einen hohen diesbezüglichen Verbrauch). Bei höheren Geschwindigkeiten war hingegen das Sprinten mit einer längeren Flugphase nachweislich am effizientesten (Abbildung unten, A und B).

Gehen und Sprinten: Beim Gehen (A) ist der Körperschwerpunkt während der mittleren Standphase am höchsten; am niedrigsten ist er, wenn beide Beine den Boden berühren. Beim Sprinten (B) kommt der Körperschwerpunkt während der Schwungphase am weitesten nach oben; während der mittleren Standphase ist er am tiefsten. Beim hybriden Laufen (C) ist die Doppelschrittlänge verringert, es gibt eine kurze Flugphase und die Kniesteifigkeit verhindert, dass sich der Körperschwerpunkt übermäßig nach oben und unten bewegt. Wie beim konventionellen Laufen ist der Körperschwerpunkt beim hybriden Laufen während der Flugphase (D) am höchsten.

Hybrides Laufen: der ideale Laufstil

Das wichtigste Ergebnis des computerbasierten Modells, das die Cornell-Forscher entwickelten, war, dass Gehen und Sprinten nur bei den beiden extremen Geschwindigkeiten zum Einsatz kommen: Gehen bei niedrigen und Sprinten bei hohen Geschwindigkeiten. Bei allen dazwischen liegenden Tempos ermittelte das Computermodell, dass für die Menschen ein Zwischengang günstig wäre: das sogenannte Pendular Running (wörtlich übersetzt: »pendelndes Laufen«). Bei diesem Gangmuster, das ich gern als hybrides Laufen bezeichne, wird die Doppelschrittlänge verkürzt, die Flugphase reduziert und die Beine sind während der Standphase kurzzeitig steif (Abbildung Seite 38, C). Die steifen Beine ermöglichen es, die Energie, die mit leichten Auf- und Abbewegungen des Körperschwerpunkts verbunden ist, effizient zu speichern und wieder abzugeben. Der Fuß des Schwungbeins langsamer hybrider Läufer trifft nur wenige Zentimeter vor ihrem Körperschwerpunkt auf den Boden auf; und der Anfangskontakt am Boden erfolgt an der Außenseite der Ferse. Im Gegensatz dazu kommen schnellere hybride Läufer zwar rascher voran, sind aber weniger effizient, da ihre größeren Doppelschrittlängen mehr Knie- und Hüftbewegung erfordern, um die deutlich erhöhten Stoßkräfte abzudämpfen (Abbildung unten).

Hybrides Laufen bei verschiedenen Geschwindigkeiten: Unabhängig von der Geschwindigkeit verschiebt sich der Körperschwerpunkt bei hybriden Läufern nur minimal. Sie vermeiden übermäßige Bewegungen der Hüfte und Knie und erzeugen in der kurzen Zeit, in der sie den Boden berühren, so viel Kraft wie möglich. Langsame hybride Läufer entwickeln diese im Zwillingswadenmuskel und Schollenmuskel, während schnelle hybride Läufer sie in der Hüfte und rückseitigen Oberschenkelmuskulatur produzieren. Für bestmögliche Ökonomie justieren gute hybride Läufer die Positionen ihrer Gliedmaßen vor dem Bodenkontakt derart, dass die erreichte Steifigkeit jede Laufgeschwindigkeit gewährt: Es wird Energie absorbiert und wieder abgegeben. Sind die Gliedmaßen zu steif, bewegt sich der Körperschwerpunkt übermäßig auf und ab und die Stoßkräfte erhöhen sich; sind sie nicht steif genug, wird die Bahn des Körperschwerpunkts zu flach und der metabolische Aufwand des Laufens schnellt in die Höhe, da die Muskeln zu viel Kraft aufnehmen müssen.

Im Unterschied zum Sprinten bringt hybrides Laufen metabolische Effizienz mit minimaler Verschiebung des Körperschwerpunkts. Bei niedrigen Geschwindigkeiten haben hybride Läufer kurze Doppelschrittlängen (das 0,9-Fache ihrer Körpergröße) und halten ihre Knie beim Auftreten steif. Ihre Knie bleiben während der Standphase so und beugen sich bis zur mittleren Standphase lediglich um sieben Grad. Sowohl beim langsamen als auch beim schnellen hybriden Laufen ist der Unterschenkel beim Auftreten nur drei Grad von der Vertikalen entfernt und der Winkel zwischen Fuß und Boden beträgt fünf Grad.

Beim langsamen hybriden Laufen liegt der Anfangskontaktpunkt beinahe immer auf der Außenseite der Ferse, die nur 6,4 Zentimeter vor dem Körperschwerpunkt auf den Boden trifft. Im Gegensatz dazu erhöht sich beim schnellen Laufen die Doppelschrittlänge auf das 1,3-fache der Körpergröße und der Anfangskontakt am Boden erfolgt zehn Zentimeter vor dem Körperschwerpunkt. Bei den weltweiten Spitzenlangstreckenläufern findet der Bodenkontakt mit dem Fuß mehr als 30,5 Zentimeter vor dem Körperschwerpunkt statt; ihre Doppelschrittlängen entsprechen mehr als dem Doppelten ihrer Körpergröße.

Beim schnellen hybriden Laufen erhöhen sich die Ausprägung der Hüftflexion und -extension (Abbildung Seite 39), was die längeren Doppelschritte ermöglicht, die für mehr Geschwindigkeit nötig sind. Um den Körperschwerpunkt relativ flach zu halten, muss das Knie beim schnellen hybriden Laufen während der mittleren Standphase 40 Grad gebeugt werden. Auch wenn hybrides Laufen in dieser Abbildung kompliziert erscheinen mag, ist es eigentlich sehr einfach. In langsamer Form ist es schlurfendes Laufen. Dabei wird die Kraft erzeugt, indem sich die Hüfte wie eine Schere bewegt, während sich die Knie nur mit einem geringen Bewegungsumfang beteiligen. Man verbringt so wenig Zeit wie möglich auf dem Boden und fokussiert sich darauf, sich schnell mithilfe der Wadenmuskeln abzudrücken, um eine kurze Flugphase einzuleiten. Fast die gesamte Kraft, die mit langsamem hybridem Laufen verbunden ist, stammt aus den Waden und Achillessehnen.

Da die Doppelschrittlänge so kurz ist, prallt man nicht hart auf den Boden auf, und der Bodenkontakt erfolgt typischerweise mit den Außenseiten der Ferse, wobei sich der Fuß nur wenige Zentimeter vor dem Läufer befindet. Um beim hybriden Laufen an Geschwindigkeit zu gewinnen, erhöht man allmählich die Doppelschrittlänge und versucht, so wenig Zeit wie möglich auf dem Boden zu verbringen (man trifft wie ein Flummi auf den Boden auf, speichert schnell Energie und gibt sie wieder ab). Die Knie und Hüfte sind noch immer ein wenig steif, bewegen sich aber mit einem größeren Bewegungsumfang, da man bei einer weiteren Doppelschrittlänge mehr Stoßkraft absorbieren muss.

Um schnelles hybrides Laufen richtig auszuführen, darf der Unterschenkel beim Anfangskontakt nur wenige Grad von der Vertikalen entfernt sein und bei Hüfte und Knie darf es keine übermäßigen Bewegungsumfänge geben. Im Gegensatz zum langsamen hybriden Laufen wird beim schnellen hybriden Laufen fast die gesamte Kraft von der Hüfte, dem Quadrizeps und der Oberschenkelrückseite aufgebracht.11 Wie genau der Laufstil beim schnellen hybriden Laufen aussieht, wird in Kapitel 4 ausführlich erklärt. Ebenso werden spezielle Drills vorgestellt, um hybrides Laufen zu erlernen.

Alle Abbildungen zeigen, dass der Hauptunterschied zwischen Gehen und Laufen darin besteht, dass der Körperschwerpunkt beim Laufen während der mittleren Standphase an einem tiefen Punkt und beim Gehen während der mittleren Standphase an einem hohen Punkt ist. Wo sich der Körperschwerpunkt während der mittleren Standphase befindet, ist wichtig, weil es der einzige genaue Indikator ist, der signalisiert, wann wir vom Gehen zum Laufen übergehen. Leider nutzt die überwältigende Mehrheit der Laufforscher noch immer die Flugphase als Unterscheidungsmerkmal zwischen Gehen und Laufen. Dass sich die Flugphase nicht als Definitionskriterium fürs Laufen eignet, stellte der Biologe Tom McMahon von der Harvard University bereits vor mehr als 30 Jahren fest.12 Er bemerkte, dass der Fuß des Schwungbeins langsamer Läufer häufig schon wieder Bodenkontakt hat, bevor der Abdrückfuß den Boden verlassen hat, was bedeutet, dass diese Läufer keine Flugphase haben. Laufen ohne Flugphase ist in der Natur nicht ungewöhnlich, denn Strauße, Wachteln und Gibbons haben beim Laufen keine Flugphasen. In einem großartigen Artikel mit dem Titel »Running biomechanics: what did we miss?« bemerken Shorten und Pisciotta,13 dass 16 Prozent der Marathonläufer beim Laufen ohne Flugphase unterwegs sind. Laufen ohne Flugphase, auch als Ground Running (auf Deutsch etwa: »geerdetes Laufen«) bezeichnet, kommt ausschließlich bei langsamen Läufern vor.

Ground Running: der ideale Stil zur Verletzungsprävention

Wenn man bedenkt, wie beliebt Laufen ist, überrascht es, dass bis vor Kurzem niemand die Biomechanik des Ground Running analysiert hat. 2019 erschien der erste wissenschaftliche Artikel über Ground Running in Medicine & Science in Sports & Exercise.14

Bonnaerens et al. ließen 30 männliche Läufer von konventionellem langsamem Laufen mit Flugphase (oder »Aerial Running«) zu Ground Running wechseln, indem sie ihnen die Anweisung gaben, »ohne Flugphase zu laufen«. So einfach war das Trainingsprotokoll. Die Forscher maßen dann eine große Bandbreite von Laufparametern (wie die Doppelschrittlänge, Schrittfrequenz, Beschleunigung des Schienbeins, den Energiebedarf und die Stoßintensität), während die Läufer entweder Ground Running oder konventionelles Laufen mit Flugphase betrieben – das Tempo war dabei identisch (etwa 7:56 Minuten pro Kilometer). Um eine bessere Vorstellung von der Beziehung zwischen Ground Running und konventionellem Laufen zu erhalten, wiederholten die Forscher ihre Messungen bei einer Tempoerhöhung auf 5:13 Minuten pro Kilometer. Die Tabelle auf Seite 42 fasst die Ergebnisse dieser Studie zusammen. Man erkennt, dass die Doppelschrittlänge und die Schrittfrequenz beim Ground Running und gemächlichen Laufen mit Flugphase beinahe identisch sind, sich die Doppelschrittlänge aber von 1,6 Meter beim langsamen Laufen auf 2,3 Meter beim schnelleren Laufen erhöhte. Die wichtigste Erkenntnis aus dieser Studie war, dass der Wechsel vom langsamen Laufen mit Flugphase zu Ground Running die Stoßintensität um 35 Prozent und die Belastung des Bewegungsapparats um 34 Prozent verringerte.

Interessanterweise erhöhte sich der Energiebedarf der Läufer um fünf Prozent, wenn sie zum Ground Running wechselten, was bestätigt, dass es eine hervorragende Möglichkeit ist, sowohl fit zu bleiben als auch Verletzungen zu vermeiden. Im Gegensatz zu anderen Umstellungen des Laufstils ist der Wechsel zum Ground Running unglaublich einfach, denn man muss sich nur merken: »ohne Flugphase laufen«. Die Forscher betonen, Ground Running sei eine hervorragende Option für ältere Läufer, vor allem, wenn sie übergewichtig seien oder Gelenkbeschwerden hätten. Eine andere Studie von Gazendam und Hof zeigte, dass beinahe ein Drittel der Läufer Ground Running vor langsamem Laufen mit Flugphase bevorzugen, wenn sie langsamer als etwa 8: 00 Minuten pro Kilometer laufen.15

Übergang zwischen verschiedenen Laufstilen

Dass verschiedene Gangarten für die Fortbewegung zur Verfügung stehen, wird offensichtlich, wenn man auf ein Laufband mit Motor geht und dessen Geschwindigkeit allmählich erhöht. Anfangs ist konventionelles Gehen sehr angenehm, doch wenn man den Knopf für mehr Tempo drückt, ist man doch rasch nicht mehr in der Lage, so auf dem Laufband mitzuhalten und reagiert mit einer Steigerung der Schrittfrequenz. Derartig vorzugehen, ist aber nur kurzzeitig in Ordnung, denn der metabolische Aufwand für ein dicht getaktetes Beschleunigen und Abbremsen der Beine ist zu hoch, sodass man alsbald die Doppelschrittlänge erhöht. Während professionelle Geher bei ihrer Doppelschrittlänge viel Spielraum nach oben haben, da sie die Knie überstrecken und Becken und Sprunggelenke übertrieben bewegen können (wobei sie häufig Gehgeschwindigkeiten von 3:44 Minuten pro Kilometer erreichen), landet der Durchschnittsmensch rasch bei einer Doppelschrittlänge, die sich nur schwer aufrechterhalten lässt. An diesem Punkt wechseln die meisten zum Ground Running. Der genaue Punkt, an dem man mit langsamem Laufen ohne Flugphase beginnt, unterscheidet sich von Mensch zu Mensch, denn jeder hat eine individuelle Übergangsgeschwindigkeit (durchschnittlich liegt sie bei etwas mehr als 6,4 Kilometern pro Stunde).

Über den Grund, warum jeder Mensch eine individuelle Übergangsgeschwindigkeit hat, wurde bis vor Kurzem noch heiß diskutiert. Forscher haben mittlerweile aber eine Antwort gefunden, indem sie spezielle Sensoren an den Wadenmuskeln von Probanden anbrachten und die Kraft unter deren Vorfüßen maßen: Menschen, so wurde durch die Untersuchung klar, wechseln zu langsamem Laufen, um die Belastung des Zwillingswadenmuskels und des Schollenmuskels zu verringern. Wenn sich die Doppelschrittlänge erhöht, werden die Muskeln hinten in den Waden so überdehnt, dass sie nicht mehr genug Kraft erzeugen können, um einen Läufer nach vorn zu drücken16 (Abbildung Seite 44).

An diesem Punkt, der sich von Person zu Person etwas unterscheidet, gehen Menschen dann zum langsamen hybriden Laufen über. Die kürzeren Doppelschrittlängen, die mit dem Laufen ohne Flugphase verbunden sind, ermöglichen es den Wadenmuskeln in einer neutraleren Position zu arbeiten. Die Tatsache, dass ein überdehnter Muskel nicht viel Kraft erzeugen kann, wird offensichtlich, wenn man einen Liegestütz macht: Anfangs scheint es unmöglich, sich vom Boden hochzudrücken, aber nach den ersten Zentimetern wird der Liegestütz einfacher, weil sich die Brustmuskeln in einer neutraleren Position befinden.

Sobald man mit Ground Running begonnen hat, zwingt einen die stetige Erhöhung der Geschwindigkeit auf dem Laufband dazu, die Doppelschrittlänge zu vergrößern. Man geht ziemlich bald zu langsamem hybridem Laufen über. Die Stoßkräfte nehmen zu und man spürt die Belastung des Quadrizeps, wenn die Knie steif werden, um die Bahn des Körperschwerpunkts abzuflachen. Obwohl es im Hinblick auf den Stoffwechsel ein wenig aufwendiger ist, ermöglicht das Laufen mit einer Flugphase, das Tempo einfach durch eine größere Doppelschrittlänge zu erhöhen. Würde man sich im hybriden Laufen weiter steigern und anschließend zu einem maximalen Sprint beschleunigen, würde die optimale Doppelschrittlänge bei etwa 80 Prozent der Höchstgeschwindigkeit erreicht werden. Zur schnellstmöglichen Sprintgeschwindigkeit würde man durch eine Erhöhung der Schrittfrequenz kommen, nachdem die Doppelschrittlänge ausgereizt wurde. Die Beine sind nämlich schwer. Es bedeutet einen hohen metabolischen Aufwand, sie hin- und herzubewegen. Deshalb erhöht man die Schrittfrequenz nur, wenn man muss, das heißt: für die maximale Sprintgeschwindigkeit. Wichtig dabei ist: Weyand und seine Kollegen17 haben durch die Analyse aller Methoden, die beim schnellen Laufen die Geschwindigkeit steigern (das heißt Vergrößerung der Doppelschrittlänge, Schrittfrequenz und/oder Erhöhung der Zeit, die man in der Luft ist), herausgefunden, dass die besten Läufer der Welt nicht mehr Zeit in der Luft verbringen. Stattdessen verbringen sie weniger Zeit auf dem Boden und generieren während dieser kürzeren Zeitdauer mehr Kraft. Dieses interessante Forschungsergebnis zeigt, dass man in der knappen Zeit, in der man Bodenkontakt hat, sehr viel Kraft produzieren muss, wenn man in höherem Tempo laufen möchte. Die Fähigkeit, Explosivkraft zu erzeugen, erfordert sowohl starke Muskeln als auch flexible Sehnen.

Bei einer Dehnung des Zwillingswadenmuskels und des Schollenmuskels (A) werden die Muskelfilamente, die für die Krafterzeugung verantwortlich sind, getrennt (vergleiche die Kontaktbereiche B und C) und können keine Kraft mehr erzeugen.

Da die längere Flugphase, die mit schnellem Laufen einhergeht, zu einer fünfmal höheren Bodenreaktionskraft führt, muss der Körper sofort zwischen verschiedenen biomechanischen Optionen wählen und sich entscheiden, wie er diese verstärkten Kräfte abdämpft. Auf die erhöhten Stoßkräfte kann beispielsweise reagiert werden, indem der Anfangskontakt mit dem Vorfuß erfolgt, die gegenüberliegende Hüfte abgesenkt wird und/oder Knie und Hüfte übermäßig gebeugt werden. Wie die biomechanischen Optionen kombiniert werden, ist sehr variabel, da sich Menschen hinsichtlich ihrer Kraft, Knochenarchitektur und Flexibilität stark voneinander unterscheiden. Auch frühere Verletzungen haben Einfluss darauf, welche Gelenkbewegungen einbezogen werden. Indem Menschen mit allen biomechanischen Optionen experimentieren, kommen sie zu einem speziellen Laufmuster, das im Hinblick auf den Stoffwechsel am effizientesten für sie ist. Das erklärt, warum es unter Läufern eine so große Bandbreite an Laufstilen gibt, unter Gehern jedoch nicht. Es erklärt auch, warum jeder Versuch, die selbst gewählte Doppelschrittlänge eines Läufers spürbar zu verändern, zu einer metabolisch weniger effizienten Bewegungsweise führt. Laut dem Sportphysiologen Tim Anderson18