Biomechanische Überlegungen über Stoßkräfte und Fußstabilität beim Laufen

Zusammenfassung:

Im Rahmen eines Interaktionsmodells, in dem eine wechselseitige Beeinflussung von Mensch-Schuh und Laufoberfläche angenommen wird, wird die Komplexität der Anpassungsmöglichkeiten an unterschiedliche Ausgangsbedingungen bei der menschlichen Fortbewegung behandelt. Nur die Übereinstimmung von physiologischen Vorgaben beim Menschen mit den physikalischen Vorgaben aus der jeweiligen Schuh- bzw. Oberflächenbeschaffenheit läßt eine Koordination im Sinne eines effizienten und effektiven Laufens erwarten. Die Härte unterschiedlicher Schuhkonstruktionen hat in der frühen Bodenkontaktphase einen Anstieg in der vertikalen Bodenreaktion zur Folge. Hohe Krafteinwirkungen werden im Oberflächenmyogramm (EMG) der Beinextensoren vor allem in der reflektorischen Aktivierungsphase von deutlichen Aktivierungsamplituden begleitet. Es kann beobachtet werden, daß die Variation im EMG quantitativ in erheblichem Umfang an die “Weichheit” oder die “Härte” des Fußaufsatzes angepaßt werden kann. Für die Stabilität des Sprunggelenks spielt das Ausmaß von Pro- und Supinationsbewegung eine wichtige Rolle. Systematische Erhöhung des Pronationswinkels bewirkt eine vergrößerte EMG-Amplitude in den Beinextensoren, während gleichzeitig in den Flexoren eine Reduktion zu beobachten ist. Dies kann zu einseitiger Beanspruchung führen. Nur bei optimaler Balance von Pro- und Supinationsamplitude werden Muskeln, Gelenke und Bänder physiologisch belastet und Überlastungen vermieden.

Abstract

The interaction between “man-shoe and surface” is presented as a model to discuss the complexity of human locomotion. Only if the physiological system “man” interacts positively with the physical requirements of shoe and surface quality running will become effective and economical. Especially during the early ground contact phase the hardness of the shoe construction determines the height of the vertical impact load. These adaptations have consequences in the emg amplitudes during the stretch activation phase of the contact, Comparing various jogging shoes with altered construction properties it can be shown that the “hardness” of the shoe material is well adapted by the variation in the emg amplitude. The influence of the amount of pronation on the impact forces has been confirmed in a separate study. Increased pronation resulted in an increased emg amplitude in the extensor muscles whereas activation in the flexor muscles was decreased. By means of different shoe and insole constructions it is possible to adjust the “man-shoe-surface” interaction to an optimum to carry loads by muscles, joints and ligaments and to avoid overuse and injuries.