Ob dies auch tatsächlich zu einem Anstieg der Sportverletzungen führt, ist bisher nicht geklärt. Dabei sollten auch die Langzeitfolgen von möglichen Fehlbelastungen betrachtet werden. Aufgrund dieser Erkenntnisse ist die Behandlung von Sportverletzungen präsenter denn je.

Die Sprunggelenksverletzung – nur eine Frage der Zeit?

Zu den häufigsten Sportverletzungen gehören jene des Sprunggelenks. Circa ein Drittel aller Sportverletzungen treten in dieser Körperregion auf. Dabei sind es zu 85 % Distorsionen des Sprunggelenks (Steib & Pfeifer, 2015).  Die Behandlungsrate im Anschluss ist nicht all zu hoch, daher ist die Dunkelziffer weitaus höher einzuschätzen. Was folgt, sind Gefühle der Instabilität im Sprunggelenk und oft wiederkehrende Verletzungen an der betroffenen Region des Patient:in. Diese Entwicklung der funktionellen Sprunggelenkinstabilität ist dabei bei 30 % der Distorsionsverletzungen des lateralen Bandes gegeben. Patienten haben oft das subjektive Gefühl des nach außen „wegdriften“ des betroffenen Sprunggelenks.

Die Behandlungsstrategien sind vielseitig. Aufgrund der Komplexität und die Auswirkung auf die gesamte Körperstatik, ist bei der funktionellen Sprunggelenkinstabilität eine konservative Therapie zu bevorzugen. Die konservativen Maßnahmen können trainingstherapeutische Ansätze aber auch eine Hilfsmittelversorgung beinhalten. Die Zielsetzung ist hierbei keineswegs widersprüchlich sondern ergänzend.

Auswirkungen der Sprunggelenkinstabilität

Studien belegten bei einer Sprunggelenkinstabilität ein Defizit der posturalen Kontrolle sowohl bei statischen, ebenen Untergründen, als auch bei instabilen Untergründen. Diese verstärkten sich, wenn die Probanden die Augen geschlossen hatten. (Hiller et al., 2011) Auch propriozeptive Defizite konnten am betroffenen Sprunggelenk erkannt werden. So wurde der Kraftsinn und der Gelenkstellungssinn auf bilaterale Unterschiede untersucht. Kraftreproduktionsaufgaben der Peronealmuskulatur zeigten Defizite im kontralateralen Vergleich (Docherty et al., 2006) als auch im Vergleich mit einer Kontrollgruppe (Docherty & Arnold, 2008) auf.

Auch das Bewegungsmuster scheint sich zu verändern. Es konnte eine erhöhte Inversion des Sprunggelenks kurz vor und während des initialen Fußkontakts gezeigt werden (Monaghan et al., 2006). An dieser Stelle kann ein Hilfsmittel – im definierten Sinne eine Einlagenversorgung – die erhöhte Inversionsbewegung minimieren und zu einem individuell optimierten Bewegungsmuster führen. Die Rückfußstabilität wird erhöht und der Abrollvorgang optimiert. Auch die lateral zu medial wirkende Beschleunigung der Ganglinie kann mittels Rückfußstabilität minimiert werden, wodurch mediale Krafteinwirkungen auf das obere Sprunggelenk ebenfalls minimiert werden können.

Ein neuer therapeutischer Ansatz?

Unerforscht sind bisher das Zusammenspiel von einer solchen Einlagenversorgung und die therapeutische Begleitung über einen Interventionszeitraum mittels Trainingstherapie. Aufgrund der aufgezeigten bisherigen Studienlage, wäre eine trainingstherapeutische Begleitung in Form einer Intervention zur posturalen Stabilität, als auch Kräftigung der unteren Extremitäten und sensomotorischen Aspekten zu empfehlen und anzuwenden. Hierbei ist die Sensomotorik durch die Einlagenintervention als auch die Trainingsintervention abzudecken und vereint damit beide Konzepte als neues Therapiekonzept.

Eine Validierung des Therapiekonzepts ist bisher noch nicht erfolgt. Die praktische Erfahrung im Umgang mit den Patienten zeigt jedoch hier bereits erste Erfolge.

Literatur

Brand, R., Timme, S., & Nosrat, S. (2020). When pandemic hits: exercise frequency and subjective well-being during COVID-19 pandemic. Frontiers in psychology, 11, 2391.

DeJong, A. F., Fish, P. N., & Hertel, J. (2021). Running behaviors, motivations, and injury risk during the COVID-19 pandemic: A survey of 1147 runners. PloS one, 16(2), e0246300.

Docherty, C. L., & Arnold, B. L. (2008). Force sense deficits in functionally unstable ankles. Journal of Orthopaedic Research, 26(11), 1489-1493.

Docherty, C. L., Arnold, B. L., & Hurwitz, S. (2006). Contralateral force sense deficits are related to the presence of functional ankle instability. Journal of orthopaedic research, 24(7), 1412-1419.

Hiller, C. E., Nightingale, E. J., Lin, C. W. C., Coughlan, G. F., Caulfield, B., & Delahunt, E. (2011). Characteristics of people with recurrent ankle sprains: a systematic review with meta-analysis. British journal of sports medicine, 45(8), 660-672.

Monaghan, K., Delahunt, E., & Caulfield, B. (2006). Ankle function during gait in patients with chronic ankle instability compared to controls. Clinical Biomechanics, 21(2), 168-174.

Steib, S., & Pfeifer, K. (2015). Sensorimotor deficits in functional ankle instability. Zeitschrift fur Orthopadie und Unfallchirurgie, 153(3), 253-258.

In Deutschland waren Einlagen im Jahr 2019 das meistverordnete Hilfsmittel (Quelle: 2. Bericht des GKV-Spitzenverbandes über die Entwicklung der Mehrkostenvereinbarungen für Versorgungen mit Hilfsmittelleistungen). Alleine 4,9 Millionen gesetzlich Versicherte wurden 2019 mit einer Einlage versorgt. Hinzu kommen zahlreiche privat Versicherte, als auch Selbstzahler, die orthopädische Einlagen ebenso nutzen. Ziel einer Einlagenversorgung ist es, eine vorhandene Fehlstellung bzw. Fehlbelastung des menschlichen Körpers weitestgehend zu reduzieren und die damit verbundene fehlerhafte Körperstatik zu verbessern. 

Einlagenversorgung

Die Arten der Einlagen sind genau so vielfältig, wie auch ihre angegebenen Wirkungsweisen. Wir möchten uns hier darauf beschränken, im Allgemeinen von einer Einlagenversorgung im Sport zu sprechen. Dabei ist uns bewusst, dass dieses komplexe Thema dadurch eine einseitige Betrachtungsweise erhält, da ein therapeutisches Konzept im Alltag beginnt und im Sport zusätzlich Anwendung finden sollte.

Es besteht die Annahme, dass Fehlstellungen der unteren Extremitäten zu Veränderungen der kinematischen Ketten und damit auch der Körperstatik führen (Khamis et al., 2015). Aus biomechanischer Sicht ist eine kleine Veränderung des Bewegungsmusters mit großen Auswirkungen verbunden, in positiver als auch negativer Weise. Dadurch sind punktuelle Belastungsmaxima auf einer geringeren Fläche in den betroffenen Gelenken (Sprunggelenk, Knie, Hüfte) möglich, die immense Spätfolgen nach sich ziehen können (Lee et al., 2003; Salsich & Perman, 2007). So ist ein unikondylärer Gelenkverschleiß im Sprung- und Kniegelenk eine mögliche Folge von unbehandelten Fehlbelastungen (Levinger et al., 2013). Außerdem sind Wirbelsäulen- und Halteschäden als Spätfolge möglich (Ghasemi et al., 2016). Der menschliche Körper ist ein Meister der Kompensation, als auch des Ausgleichens. Hier entsteht auch die Ernsthaftigkeit des Problems. Die Betrachtung von Fehlstellungen beginnt meist erst, wenn symptomatische Beschwerden auftreten. Eine präventive Untersuchung erfolgt nur in den geringsten Fällen und zielt meist auf die Verbesserung der Lauftechnik ab, ohne das Behandeln von anatomischen Fehlstellungen. Die Notwendigkeit einer präventiven Untersuchung spiegeln sich in den Belastungsmaxima wider. Dabei ist zu beachten, dass beim Joggen schon das 2,3fache des Körpergewichts auf die aktiven und passiven Strukturen der unteren Extremitäten herrscht. Ändert sich die Art der Bewegung (schnelle Richtungswechsel, Sprünge, Landungen nach den Sprüngen, uvm), kann die Belastung deutlich über dem 5fachen des Körpergewichts liegen (Zadpoor & Nikooyan, 2012). 

Die Quantität der Publikationszahlen im Bereich der Einlagenversorgung ist von 2010 bis 2018 um mehr als das 3-fache gestiegen. Die absoluten Zahlen zeigen jedoch auch hier noch eine geringe Publikationszahl, im Vergleich zu weiteren Forschungsfeldern der Medizin. Daher ist dieses Forschungsgebiet teilweise mit gegensätzlichen Aussagen und Fazit belastet. Die Bedeutsamkeit dieses Gebiets wächst jedoch stetig, um quantitativ und qualitativ klinische Aussagerelevanz zu erhalten.

Bisherige Studienuntersuchungen beschäftigten sich hauptsächlich mit der Plantaren Druckverteilung und wie diese mittels Einlagenversorgung beeinflusst werden kann. Im Fokus steht immer eine Schmerzreduktion bei Überlastungserscheinungen. Dabei spielen auch die Materialeigenschaften (wie die Shore-Härte) eine Rolle. Im Laufe der Zeit wandelte sich die Analyseform. Anstatt einer 2D Bewegungsanalyse wurde eine 3D Bewegungsanalyse implementiert. Da der Fuß als komplexestes Körperteil zu sehen ist, sind die Ergebnisse jedoch auch hier sehr variabel, aufgrund unzähliger unabhängigen Variablen. 

Bonanno et al. (2017) schrieben in ihrer Metaanalyse einer Einlagenversorgung eine Minderung von Überlastungserscheinungen als auch Stressfrakturen zu. Schon 1986 zeigte Nigg et al. die Wirksamkeit einer medialen Gewölbestütze an verschiedenen Positionen von anterior zu posterior. Dabei wurde eine reduzierte Fußbewegung festgestellt, welche am größten unter dem Sustentaculum cali war. Die initiale Beineversion verringerte sich ebenso signifikant um 5°. Eine weitere Studie beschäftigte sich ebenfalls mit der medialen Längsgewölbeunterstützung. Diese Stütze resultiert in einer Erhöhung der Aktivität des M. Peroneus zusätzlich zur Beeinflussung der plantaren Druckverteilung. Die Autoren schlussfolgern damit eine mögliche sensomotorische Wirkweise in Sporteinlagen (Baur et al. 2003).

Klinisch relevante Untersuchungen sind bisher jedoch Mangelware, aufgrund ihrer aufwendigen Art. Hinzu kommt ihre Vergleichbarkeit. Aufgrund der Vielzahl von Beschwerdebildern der unteren Extremitäten ist die Varianz der Zielstellungen zur Behandlung eines Beschwerdebildes hoch. Jedoch ist festzuhalten, dass eine deutliche Schmerzreduktion aufgrund einer Schuheinlagenversorgung im Sport bei Überlastungsbeschwerden festgestellt worden ist (Hirschmüller, et al. 2008; Mayer et al. 2007), meist basierend auf Fragebögen.

Trainingstherapie

Um Fehlstellungen der unteren Extremitäten zu korrigieren, wird auch ein anderer Ansatz viel diskutiert: Die Wirkungsweise von Trainingsinterventionen zur Stabilisierung der intrinsischen Fußmuskeln (Mulligan & Cook, 2013). Dabei wird vor allem der Ausgleich von muskulären Dysbalancen zwischen Agonisten und Antagonisten, oder aber auch medio-laterale Unterschiede in den Fokus gerückt. Hier können Trainingsinterventionen zu einer Schmerzreduktion der betroffenen Körperregionen führen (Baldon et al. 2021). Über das Erkennen von muskulären Dysbalancen, können genau diese aufgrund von Trainingsinterventionen ausgeglichen werden. Ziel hierbei ist, über die sensomotorische Trainierbarkeit Fußfehlstellungen und Achsfehlstellungen zu korrigieren. Auch hier sind die Ergebnisse variabel. 

Myer et al.  haben im Jahr 2005 eine neuromuskuläre Trainingsintervention mit Mannschaftssportlern durchgeführt. Sie zeigten ein geringes Valgus als auch Varus Drehmoment im Knie und somit eine Verminderung der Verletzungsgefahr des vorderen Kreuzbandes. Wohingegen eine Trainingsintervention in Form von Krafttraining der unteren Extremitäten zu keiner Verbesserung von unikondylären Beschwerden im Kniegelenk führt (Bartholdy et al., 2017). 

Ebenso ist eine Trainingsintervention positiv zu bewerten mit Blick auf chronische Sprunggelenksinstabilität (A.Lee& W.Lin, 2008). Neben dem Stabilitäts- und Krafttraining ist auch die Durchführung von Gangschulungen nicht zu vernachlässigen. Dafür wurden Patienten mit einer medialen Knieosteoarthritis untersucht. Lässt man diese 4 Monate gezielt mit nach außen rotierten Zehen gehen, verbessern sich die biomechanischen Parameter (Hunt et al. 2018). 

Kombination als effektive Behandlungsstrategie? – Fazit

Studien zu einer kombinierten Einlagenversorgung und Trainingsintervention liegen bisher nicht vor. Genau hier ist die Chance, eine therapeutische Begleitung in die Praxis umzusetzen. Das Zusammenspiel von funktionellem Training und einer Korrektur der Beinachse mittels Einlagenversorgung könnte eine Vielzahl der auftretenden Überlastungserscheinungen besonders im Sport mindern. Bisherige Studien zeigen den jeweiligen Nutzen in ihren Bereichen auf. Somit ist entweder die Korrektur einer Varus/Valgus-Stellung in verschiedenen Gelenken möglich (Knie/Sprunggelenk), oder aber die gezielte Ansteuerung der Weichteilstruktur (Muskulatur) mittels Trainingsintervention, um Asymmetrien aufzuheben. In zahlreichen Bewegungsanalysen ist es auffällig, dass hier die Entscheidung zur Therapie nicht entweder oder sein kann. Dort geht es nur im Zusammenspiel, um die ganzheitlichen Asymmetrien der Patienten zu behandeln. Eine longitudinale, randomisierte Studiendurchführung mit verschiedenen Interventionsgruppen (Einlagenversorgung, Trainingsintervention) sollte somit durchgeführt werden, um eine klinische Relevanz der konservativen ganzheitlichen Behandlung der Patienten zu zeigen. 

Literatur

Baldon, R. D. M., Serrão, F. V., Scattone Silva, R., & Piva, S. R. (2014). Effects of functional stabilization training on pain, function, and lower extremity biomechanics in women with patellofemoral pain: a randomized clinical trial. Journal of orthopaedic & sports physical therapy, 44(4), 240-251.

Bartholdy, C., Juhl, C., Christensen, R., Lund, H., Zhang, W., & Henriksen, M. (2017, August). The role of muscle strengthening in exercise therapy for knee osteoarthritis: a systematic review and meta-regression analysis of randomized trials. In Seminars in arthritis and rheumatism (Vol. 47, No. 1, pp. 9-21). WB Saunders.

Baur, H., Hirschmüller, A., Müller, S., & Mayer, F. (2003). Wirkungsweise von funktionellen Elementen der Schuheinlagenversorgung im Sport. Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin, 54(11), 323-328.

Bonanno, D. R., Landorf, K. B., Munteanu, S. E., Murley, G. S., & Menz, H. B. (2017). Effectiveness of foot orthoses and shock-absorbing insoles for the prevention of injury: a systematic review and meta-analysis. British journal of sports medicine, 51(2), 86-96.

Ghasemi, M. S., Koohpayehzadeh, J., Kadkhodaei, H., & Ehsani, A. A. (2016). The effect of foot hyperpronation on spine alignment in standing position. Medical journal of the Islamic Republic of Iran, 30, 466.

Hirschmüller, A., Baur, H., Müller, S., Helwig, P., Dickhuth, H. H., & Mayer, F. (2011). Clinical effectiveness of customised sport shoe orthoses for overuse injuries in runners: a randomised controlled study. British Journal of Sports Medicine, 45(12), 959-965.

Hunt, M. A., Charlton, J. M., Krowchuk, N. M., Tse, C. T. F., & Hatfield, G. L. (2018). Clinical and biomechanical changes following a 4-month toe-out gait modification program for people with medial knee osteoarthritis: a randomized controlled trial. Osteoarthritis and cartilage, 26(7), 903-911.

Khamis, S., Dar, G., Peretz, C., & Yizhar, Z. (2015). The relationship between foot and pelvic alignment while standing. Journal of human kinetics, 46(1), 85-97.

Lee, A. J., & Lin, W. H. (2008). Twelve-week biomechanical ankle platform system training on postural stability and ankle proprioception in subjects with unilateral functional ankle instability. Clinical biomechanics, 23(8), 1065-1072.

Lee, T. Q., Morris, G., & Csintalan, R. P. (2003). The influence of tibial and femoral rotation on patellofemoral contact area and pressure. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy, 33(11), 686-693.

Levinger, P., Menz, H. B., Morrow, A. D., Bartlett, J. R., Feller, J. A., & Bergman, N. R. (2013). Relationship between foot function and medial knee joint loading in people with medial compartment knee osteoarthritis. Journal of foot and ankle research, 6(1), 1-9.

Mayer, F., Hirschmüller, A., Müller, S., Schuberth, M., & Baur, H. (2007). Effects of short-term treatment strategies over 4 weeks in Achilles tendinopathy. British journal of sports medicine, 41(7), e6-e6.

Mulligan, E. P., & Cook, P. G. (2013). Effect of plantar intrinsic muscle training on medial longitudinal arch morphology and dynamic function. Manual therapy, 18(5), 425-430.

Myer, G. D., Ford, K. R., PALUMBO, O. P., & Hewett, T. E. (2005). Neuromuscular training improves performance and lower-extremity biomechanics in female athletes. The Journal of Strength & Conditioning Research, 19(1), 51-60.

Nigg, B. M. (1986). Factors influencing kinetic and kinematic variables in running. Biomechanics of running shoes, 139-159.

Salsich, G. B., & Perman, W. H. (2007). Patellofemoral joint contact area is influenced by tibiofemoral rotation alignment in individuals who have patellofemoral pain. journal of orthopaedic & sports physical therapy, 37(9), 521-528.

Zadpoor, A. A., & Nikooyan, A. A. (2012). The effects of lower-extremity muscle fatigue on the vertical ground reaction force: a meta-analysis. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H: Journal of Engineering in Medicine, 226(8), 579-588.

Grundlegend können zwei Laufstile voneinander unterschieden werden. Die meisten Läufer (mehr als 85 %) praktizieren den Rückfußlauf (sog. „Rearfoot Strike (RFS)“), bei dem die Ferse der erste Teil des Fußes ist, der den Boden berührt [6, 10]. Andere Läufer bevorzugen den Vorfußlauf („Forefoot strike (FFS)“), bei dem der Mittelfuß oder der Vorfuß den Untergrund zuerst berührt [7]. Natürlich beeinflussen extrinsische Faktoren, wie die Laufgeschwindigkeit, Schuhwerk oder Untergrund, den Laufstil. Bei höheren Geschwindigkeiten ist beispielsweise der Übergang zum Vorfußlauf zu beobachten. Auch neigen Läufer bei einer steilen Anstieg zum FFS, während RFS beim Bergablaufen favorisiert wird [4, 14]. Dennoch kann in den meisten Situationen der Laufstil willkürlich beeinflusst werden. Es stellt sich daher nun beispielsweise für den Hobbyathleten die Frage, ob auch er bei eher moderaten Geschwindig-keiten und ebener Strecke willentlich seinen Laufstil steuern sollte.

Knorpelschäden

Biomechanische Krafteinwirkungen auf die großen Gelenke betreffen letztlich insbesondere den Gelenkknorpel. Diese Gleitschicht ist aufgrund ihrer einzigartigen Struktur enormen Druckkräften angepasst und solange die Belastungen in einem physiologischen Bereich liegen, ist keine dauerhafte Beeinträchtigung der strukturellen Integrität zu erwarten. Allerdings können Schäden durch repetitive Traumata oder chronische Überbeanspruchung sich über die Jahre akkumulieren und die Knorpeldegeneration vorantreiben, die schließlich zur manifesten Arthrose führt [3]. Eine Beziehung zwischen hoher Belastung und Knorpelschaden auf zellulärer Ebene ist belegt. In-vitro-Analysen zeigen, dass insbesondere inadäquate Scherspannungen, sowie sehr hohe Kompressionsbelastungen mit einer hohen Belastungsgeschwindigkeit (z. B. plötzliche Stoßbelastung), zu irreversiblen Knorpelschäden führen, die mit Zelltod (Apoptose, Nekrose) und Rissbildung in der extrazellulären Matrix einhergehen [9,11, 12, 13, 15, 17]. Dies ist insofern von hoher Relevanz, da Gelenkknorpel keine Kapazitäten zur Selbstheilung oder Regeneration besitzen und sich damit deutlich von anderen Strukturen, wie Kapsel-Bandapparat, Muskulatur oder Knochen unterscheiden. Es stellt sich nun die Frage, ob durch Vorfuß- und Rückfußlauf unterschiedliche biomechanische Belastungen auf die großen Gelenke der unteren Extremität resultieren und ob damit die Vitalität und Integrität von Knorpel und anderen Gelenkstrukturen beeinflusst werden kann.

In einer von unserer Arbeitsgruppe durchgeführte Studie [8] wurden die einwirkenden Kräfte auf die Gelenke („Joint Reaction Forces“ (JRF)) der unteren Extremität in allen 3-Raumachsen differenziert betrachtet. Es wurde hierbei ein multimodaler Ansatz mit einem instrumentiertem Laufband durchgeführt. Dies beinhaltete ein mit Kraftmessplatten ausgestattetes fest installiertes Laufband mit einem integrierten 3D-Bewegungsanalyse-System, um die Bewegungsänderungen drei­dimensional im Raum zu erfassen (Abb. 1). Diese Kombination aus Messparametern erlaubt die Ermittlung des Belastungsprofil aus den  Gelenkreaktionskräfte (JRF) und der Belastungsgeschwindigkeit („Loading rate“ (LR)) in allen drei Raumrichtungen für alle großen Gelenke der unteren Extremität. 

Analyse der Laufstile

Sphärische reflektierende Marker wurden an 38 Stellen des Beckens und der unteren Extremitäten in einer standardisierten Anordnung platziert (Abb. 2) [16]. Die Messungen des RFS und FFS erfolgte an 22 Triathleten bei einer Laufgeschwindigkeit von 3,0 m / s. Unter Verwendung der Markerpositionen wurde ein virtuelles biomechanisches Modell jedes Teilnehmers erzeugt, das zu sieben unteren Körpersegmenten (Füßen, Unterschenkeln, Oberschenkeln und Becken) zusammengeführt wurde (Abb. 2). Die durchschnittliche „joint reaction force“ (JRF) und deren jeweiligen 3D-Komponenten (vertikale (V), anterior-posteriore (AP) und medial-laterale (ML) Achse), wurden für jedes Gelenk separat errechnet. Abb. 3 zeigt die für FFS und RFS typischen zeitabhängigen Kraftkurven. Der Vergleich zwischen FFS und RFS basierte auf der Erfassung der maximalen Spitzenkraft („maximum peak force“ (MPF)) (= Maximum der JRF-Kurve) und der maximalen „loading rate“ (LR) (entspricht der größten Steigung des Graphen) für jedes Gelenk in allen drei ­Ordinaten: Die Größe der MPF repräsentiert den maximalen absoluten Belastungswert der auf das Gelenk in der jeweiligen Richtung einwirkt. Die maximale LR entspricht der größten Steigung des zeitabhängigen JRF-Graphen dar.

In der Kraft-Zeit-Kurve zeigt sich die typische „Doppel-Peak“ Kurve beim Rückfußlauf, die sich durch die Landephase mit der Ferse mit der anschließenden Abroll- /Abstoßbewegung erklären lässt. Hingegen lässt sich beim Vorfußlauf in der Kraftkurve nur einen Kraft-Peak erkennen. Zur Analyse der Laufstile wurden die mittleren Maximalwerte von MPF und LR getrennt für das Sprung-, Knie- und Hüftgelenk in ihren 3D-Komponenten und ihren resultierenden Werten bestimmt. Berücksichtigt man rein die vertikale Kraft, so zeigt sich, dass der Vorfußlauf mit seinem Einzel-Peak letztlich eine sogar signifikant höhere Maximalkrafteinwirkung im Bereich der unteren Extremität aufweist als der Rückfußlauf mit seinen Doppel-Peak. Und dies konnte für alle großen Gelenke der unteren Extremität ermittelt werden. Allerdings kommt es beim Rückfußlauf zu einem steileren Anstieg der Krafteinwirkung über die Zeit („loading rate“). Dies entspricht einer schnelleren Krafteinwirkung (LR) bei geringerer Maximalbelastung (MPF). Werden die 3-dimensionalen Daten für Hüft-, Knie- und Sprunggelenk separat betrachtet, so konnten folgende Ergebnisse ermittelt werden:

Hüftgelenk

• FFS assoziiert mit höherer MPF (AP, V und Gesamt)
• FFS assoziiert mit höherer LR (ML und AP) jedoch geringerer LR (V, Gesamt)

Kniegelenk

• FFS assoziiert mit niedrigerer MPF (AP), aber höherer MPF (V und Gesamt)
• FFS assoziiert mit geringerer LR (V und Gesamt)

Sprunggelenk

• FFS assoziierte mit höherer MPF (AP, V und Gesamt)
• FFS assoziiert mit höherer LR (AP), aber signifikant geringerer LR (V und Gesamt)

Diskussion

Bisher wurde davon ausgegangen, dass beim Laufen die Scherkräfte viel kleiner als die vertikalen Kräfte sind und daher für die Entstehung von Gelenkschäden nicht von Signifikanz seien [1]. Die Daten dieser aktuellen Studie zeigten jedoch, dass die Scherkräfte während des Laufens sehr wohl relevante Werte erreichen. Somit dürfen sowohl die AP- als auch die ML-Komponenten nicht vernachlässigt werden. Scherkräfte müssen nicht unbedingt gleich akute Knorpelschäden oder neue Verletzungen in ansonsten gesunden Gelenken hervorrufen, da der Gelenkknorpel im physiologischen Bereich gut an solche Scherkraftmuster angepasst ist [2, 3].Allerdings können für ein bereits vorbelastetes Gelenk mit bereits bestehendem Knorpelschaden (bestehende Knorpelfissuren) solche relativ geringen Scherkräfte in einer hohen Anzahl an Wiederholungen durchaus von Relevanz sein [5]. Demnach ist es durchaus sinnvoll, auch geringfügige Unterschiede im biomechanischen Kraftmuster zu berücksichtigen. Dabei kann letztlich repetitiver unphysiologischer Belastungsstress nicht nur Knorpelschäden hervorrufen, sondern auch sämtliche anderen anatomischen Strukturen betreffen und auch typische Überlastungssyndrome, wie z. B. das Schienbeinkantensyndrom, nach sich ziehen. Unsere Daten stimmen mit bereits bestehenden Untersuchungen insoweit überein, dass der Vorfußlauf zu höheren Spitzenbe-lastungen in der vertikalen Achse (MPF-V) führt. Wohingegen der Rückfußlauf eine höhere LR nach sich zieht, das heißt eine schnellere Krafteinwirkung im Bereich der
unteren Extremität hervorruft. Dies kann man dadurch erklären, dass beim Vorfußlauf eine kürzere Standphase vorherrscht.

Fazit

Diese Studie zeigt, dass FFS und RFS mit verschiedenen biomechanischen Belastungsmustern im Sprunggelenk, Knie- und Hüftgelenk einhergeht. Hinsichtlich der Gelenkbelastung lässt sich aber kein pauschales Urteil über einen grundsätzlichen Vorteils des Vorfuß- oder des Rückfußlaufstils ableiten. Daher ist die pauschalisierte Aussage, der Vorfußlauf sei gelenkschonender, kritisch zu bewerten. FFS ist in der Regel mit einer höheren MPF ​​(Maximum Peak Force) assoziiert, jedoch einer signifikant niedrigere LR (Loading Rate). Für eine generelle Bewertung wäre in Zukunft noch zu klären, ob die MPF oder die LR für die Integrität des Gelenkknorpels größere Relevanz hat. Bis diese Frage in der Zukunft beantwortet ist, lassen sich aus den bisherigen Daten zumindest zwei Em­pfehlungen ableiten:

Rückfußlauf ist mit einer geringeren Scherbelastung im Sprunggelenk verbunden und kann daher für Läufer mit einer Bandinstabilität in diesem Bereich empfohlen werden. 

Vorfußlauf ist mit niedrigeren AP-Kräften im Kniegelenk assoziiert und kann daher für Läufer mit anteriorem Knieschmerz oder einem insuffizienten sagittalen Bandhalt, wie z. B. bei Kreuzbandverletzungen, empfohlen werden.

Dahingehend sollte man das Laufverhalten an entsprechende Voraussetzungen individualisiert anpassen, um Spätfolgen und Langzeitschäden zu vermeiden.

Literatur

1.           Boyer ER, Rooney BD, Derrick TR (2014) Rearfoot and midfoot or forefoot impacts in habitually shod runners. Medicine and science in sports and exercise 46:1384-1391

2.           Buckwalter JA (2003) Sports, joint injury, and posttraumatic osteoarthritis. The Journal of orthopaedic and sports physical therapy 33:578-588

3.           Buckwalter JA, Anderson DD, Brown TD et al. (2013) The Roles of Mechanical Stresses in the Pathogenesis of Osteoarthritis: Implications for Treatment of Joint Injuries. Cartilage 4:286-294

4.           Buczek FL, Cavanagh PR (1990) Stance phase knee and ankle kinematics and kinetics during level and downhill running. Medicine and science in sports and exercise 22:669-677

5.           Hall M, Wrigley TV, Metcalf BR et al. (2014) A longitudinal study of impact and early stance loads during gait following arthroscopic partial meniscectomy. Journal of biomechanics 47:2852-2857

6.           Hasegawa H, Yamauchi T, Kraemer WJ (2007) Foot strike patterns of runners at the 15-km point during an elite-level half marathon. Journal of strength and conditioning research 21:888-893

7.           Hayes P, Caplan N (2012) Foot strike patterns and ground contact times during high-calibre middle-distance races. Journal of sports sciences 30:1275-1283

8.           Knorz S, Kluge F, Gelse K et al. (2017) Three-Dimensional Biomechanical Analysis of Rearfoot and Forefoot Running. Orthopaedic journal of sports medicine 5:2325967117719065

9.           Lane Smith R, Trindade MC, Ikenoue T et al. (2000) Effects of shear stress on articular chondrocyte metabolism. Biorheology 37:95-107

10.        Larson P, Higgins E, Kaminski J et al. (2011) Foot strike patterns of recreational and sub-elite runners in a long-distance road race. Journal of sports sciences 29:1665-1673

11.        Milentijevic D, Torzilli PA (2005) Influence of stress rate on water loss, matrix deformation and chondrocyte viability in impacted articular cartilage. Journal of biomechanics 38:493-502

12.        Mohanraj B, Meloni GR, Mauck RL et al. (2014) A high-throughput model of post-traumatic osteoarthritis using engineered cartilage tissue analogs. Osteoarthritis and cartilage 22:1282-1290

13.        Morel V, Quinn TM (2004) Cartilage injury by ramp compression near the gel diffusion rate. Journal of orthopaedic research : official publication of the Orthopaedic Research Society 22:145-151

14.        Padulo J, Powell D, Milia R et al. (2013) A paradigm of uphill running. PloS one 8:e69006

15.        Quinn TM, Allen RG, Schalet BJ et al. (2001) Matrix and cell injury due to sub-impact loading of adult bovine articular cartilage explants: effects of strain rate and peak stress. Journal of orthopaedic research : official publication of the Orthopaedic Research Society 19:242-249

16.        S. VSJ (2007) Color Atlas of Skeletal Landmark Definitions. Churchill Livingstone

17.        Waters NP, Stoker AM, Carson WL et al. (2014) Biomarkers affected by impact velocity and maximum strain of cartilage during injury. Journal of biomechanics 47:3185-3195

So konnten u. a. Hägglund et al. nachweisen, dass Mannschaften mit geringen Verletzungsraten und kurzen Ausfallzeiten deutlich erfolgreicher sind und somit einen Zusammenhang zwischen geringen Verletzungsraten und Erfolg belegen [4]. Aus Sicht der Vereine gehen hohe Verletzungsraten zudem indirekt mit hohen Kosten einher: Eliakim [5] wies in einer Studie aus der englischen Premier League (EPL) nach, dass 136 Tage Ausfallzeit einen Punkt und 271 Tage Ausfallzeit einen Platz in der Tabelle bedeuten. Bekanntermaßen kann ein Punkt in der Endabrechnung über die Teilnahme an internationalen Wettbewerben oder aber über Auf- und Abstiege entscheiden. Vereine sollten daher ein hohes intrinsisches Interesse an verletzungsfreien Spielern haben und der Verletzungsprävention einen wichtigen Stellenwert zuschreiben [4]. 

Um eine medizinische Betreuung im Saisonverlauf zu gewährleisten, ist die Erfassung leistungsbestimmender Faktoren unerlässlich. Aus diesem Grund werden im Leistungsfußball vor allem zu Saisonbeginn routinemäßig diverse Leistungsdiagnostiken und „Screenings“ zur Detektion individueller Defizite der Athleten durchgeführt (Ausdauer, Kraft, Beweglichkeit, Propriozeption [6]): Ein ergänzendes diagnostisches „Tool“ kann eine Laufanalyse sein, da sich durch die Laufanalytik in einzelnen Screenings gezeigte Defizite in der Bewegungsdynamik aufdecken lassen. In diesem Artikel wird der Einsatz und Nutzen einer Laufanalyse als ein ergänzendes Screening in Rehabilitation und Prävention im professionellen Leistungsfußball dargestellt. 

Ergebnisse

Während sich einzelne Defizite in spezifischen Untersuchungen und Tests nur separiert darstellen lassen, werden sie in einer Laufanalyse oftmals in der Bewegungskette ersichtlich. So kann sich beispielsweise ein in der Isokinetik erfasstes Kraftdefizit der Abduktorenmuskulatur in einer Beckeninstabilität während der Standbeinphase im Laufzyklus widerspiegeln (Pelvic Drop), sodass ein separierter Befund eines (isometrisch erfassten) Kraftunterschieds als ein ersichtliches Defizit in der Bewegungsökonomie deutlich wird (Abb. 1).

Nutzen in der Rehabilitation

Die Laufanalyse kann bereits in der frühen Phase der Rehabilitation eingesetzt werden, um eine erste Beurteilung des Laufmusters unter qualitativen Aspekten (u. a. Abrollverhalten, Schonhinken) vorzunehmen. Sie kann somit erste wichtige Erkenntnisse liefern, um Entscheidungen zu einem möglichen Einstieg in lineare Laufbelastungen zu treffen. Zur Beurteilung des Laufmusters unter quantitativen Aspekten sind höhere Laufgeschwindigkeiten notwendig, sodass sich diese Möglichkeiten erst bei fortschreitendem Rehabilitationsprozess anbieten. Basierend auf den Ergebnissen der Laufanalyse können Rehabilitationsprozesse beurteilt, bestehende Defizite erkannt und individuelle Trainingsübungen angepasst werden. Ein nicht zu unterschätzender Mehrwert ist in motivationalen Aspekten zu sehen, da erzielte Fortschritte im Rehabilitationsprozess objektiviert dargestellt und dem Athleten aufgezeigt werden können: Einerseits lassen sich Verbesserungen der Laufrhythmik (u. a. verbessertes Abrollverhalten, Kontrolle des Fußaufsatzes, Vermeidung eines initialen Schonhinkens) im bewegten Bild darstellen. Andererseits lässt sich zudem der Trainingserfolg aus der Laufanalyse abgeleiteter Übungen, wie in etwa ein Beinachsentraining zur Verhinderung einer valgischen Kniegelenksachse oder ein Training posturaler Kontrollmechanismen nach Sprunggelenksverletzungen, ersichtlich machen und sollte dem Athleten präsentiert werden.

Nutzen in der Prävention

Obwohl ein Fußballspiel durch seinen Intervallcharakter (hohe Spitzenbelastungen, Sprints, Richtungswechsel) gekennzeichnet ist und durchschnittlich alle 4 – 6 Sekunden eine Aktionsänderung stattfindet [7], werden dennoch große Distanzen bei relativ geringen Laufgeschwindigkeiten absolviert. Fußball kann somit grundsätzlich als ein „Laufsport“ klassifiziert werden. Chronische Fehlbelastungen aufgrund unrhythmischer Laufbewegungen können zwangsläufig zu Überlastungssyndromen führen [8, 9]. Defizite, die sich in den jeweiligen einzelnen (prä-saisonalen) Screenings ermitteln lassen, spiegeln sich oftmals in der Laufanalyse wider. So sollten die Ergebnisse einzelner Screenings bei der Beurteilung des Laufmusters unter präventiven Aspekten herangezogen werden, um ein Gesamtbild des Athleten zu erstellen. Durch eine Laufanalyse kann der individuelle Laufstil ermittelt und eine Laufschuhanpassung vorgenommen werden, da nicht jeder Spieler mit dem gleichen Laufschuh versorgt werden sollte. Auch wenn in der modernen Trainingspraxis konditionelle Grundlagen zumeist fußballspezifisch erarbeitet werden, wird die Grundlagenausdauer besonders in der Vorbereitungsperiode auch über Basisläufe geschaffen. Eine an den individuellen Laufstil angepasste Laufschuhversorgung kann aus präventiv-medizinischer Sicht ein weiterer Faktor sein, Überlastungssyndromen entgegenzuwirken. Zudem können Laufanalysen erste Hinweise zur Notwendigkeit einer Einlagenversorgung liefern. In der interdisziplinären Zusammenarbeit mit Orthopädietechnikern sollte der Nutzen einer individuellen Schuheinlage besprochen werden.

Nutzen im Athletiktraining

Aus leistungsoptimierender Perspektive (Athletiktraining) können Laufanalysen genutzt werden, um Defizite in der Bewegungsökonomie aufzudecken: So gilt beispielsweise die Armarbeit (Armrhythmik) als ein entscheidender Faktor in der Schnelligkeitsentwicklung. Eine inadäquate ausgestellte Armhaltung führt zu bremsenden Bewegungsimpulsen und behindert den für Sprintaktionen essentiell wichtigen Armeinsatz (Abb. 2). Ferner ist ein großer Hüftöffnungswinkel (Hüftstreckung) notwendig, um einen impulsiven Vortrieb zu garantieren. Defizitäre Hüftstreckmuster lassen sich ebenso durch eine Laufanalyse aufdecken. Somit können inadäquate Armrhythmen oder Hüftstreckdefizite durch eine Laufanalytik detektiert und durch ein athletisches Schnelligkeitstraining gewinnbringend angegangen werden.

Befundkonstellationen / Fallbeispiel

Die Auswertung und Interpretation einer Laufanalyse bei professionellen Leistungsfußballspielern erfordert viel Erfahrung, zumal hoch trainierte Athleten im Vergleich zu Freizeitsportlern zumeist wenige oder zumindest wenig offensichtliche Defizite aufweisen. Dementsprechend ist die Einrichtung eines professionellen Lauflabors neben der Erfahrung des Laufanalytikers essentiell, um Defizite objektiv zu erfassen (Abb. 3). Am Beispiel einer Befundkonstellation sollen nachfolgend die Herangehensweise, Befunde und Trainingsempfehlungen (Konsequenzen) dargestellt werden.

Wir beschreiben den Fall eines 25-jährigen Profifußballspielers (195 cm, 91 kg), mit rezidivierenden linksseitigen Adduktorenbeschwerden. Aus der isometrischen Kraftmessung der Abduktoren geht ein Kraftunterschied von 12 % (1982/2242 NM) zu Lasten der linken Seite hervor. In der sagittalen Ansicht zeigt der Spieler ein rhythmisches Laufmuster. Der Athlet lässt sich als Mittelfußläufer klassifizieren. Der Fußaufsatz und das Abrollen des Fußes erfolgen harmonisch. Dies spricht für eine adäquate Ansteuerung der prätibialen Muskulatur (Abb. 4). In der Betrachtung von dorsal werden die funktionellen Defizite, die für das Beschwerdebild rezidivierender Adduktorenbeschwerden ursächlich sein können, ersichtlich: Es zeigt sich ein Systemkomplex aus Overcrossing (das Bein wird zur Unterstützung der Standbeinphase über die Mittellinie geführt) in der Landephase sowie ein Absinken des Beckens der Gegenseite während der Standbeinphase (Pelvic Drop) (Abb. 1). Folglich leisten die Adduktoren vermehrte Kontraktionsarbeit und neigen zur Überlastung und Ermüdung. Dieser Systemkomplex ist typisch bei funktionellen Kraftdefiziten der Abduktorenmuskulatur und bestätigt die isometrisch erfassten Kraftwertdefizite. Um diesem Defizit zu begegnen, wurde der individuelle Trainingsplan modifiziert und das bestehende individuelle Trainingsprogramm um weitere Trainingsübungen zur Stabilisation der Abduktoren ergänzt.

Fazit

Laufanalysen können als hilfreiches und ergänzendes Tool in der Prävention und Rehabilitation im Leistungsfußball eingesetzt werden und Defizite, die sich aus anderen Screenings ergeben, in der Bewegung sichtbar machen. Die professionelle Einrichtung eines Lauflabors ist essentiell zur Generierung adäquater Befunde. Die Auswertung und Interpretation der Ergebnisse ist nicht trivial und hängt von der Erfahrung des Laufanalytikers ab, da eine 2-D-Aufnahme einige Fehlerquellen verursachen kann, die bei der Interpretation der Ergebnisse berücksichtigt werden müssen.

Literatur

1. Thorborg K, Krommes KK, Esteve E, et al. Effect of specific exercise-based football injury prevention programmes on the overall injury rate in football: a systematic review and meta-analysis of the FIFA 11 and 11+ programmes . Br J Sports Med 2017;51:562–571.
2. VBG Präventionsprogramm. http://www.vbg.de/DE/3_Praevention_und_Arbeitshilfen/1_Branchen/11_Sport/1_Aktuelles/1_aktuelles_node.html
3. van der Horst, N., Smits, D., Petersen, J., Goedhart, Backx, F. The Preventive Effect of the Nordic
   Hamstring Exercise on Hamstring Injuries in Amateur Soccer Players. The American Journal of Sports Medicine, Vol. 43, No. 6., 2015.
4. Hägglund M, Waldén M, Magnusson H, et al. Injuries affect team performance negatively in professional football: an 11-year follow-up of the UEFA Champions League injury study Br J Sports Med 2013;47:738–742.
5. Eliakim E, Morgulev E, Lidor R, et al.  Estimation of injury costs: financial damage of English Premier League teams’ underachievement due to injuries. BMJ Open Sport & Exercise Medicine 2020.
6. Gribble, P., Hertel, J., Plisky, P. Using the Star Excursion Balance Test to Assess Dynamic Postural-Control Deficits and Outcomes in Lower Extremity Injury: A Literature and Systematic Review. Journal of Athletic Training 2012;47(3):339–357.
7. Meyer, T., Faude, O., aus der Fünten, K. (2014). Sportmedizin im Fußball. Erkenntnisse aus dem Profifußball für alle Leistungsklassen. Meyer und Meyer Verlag: Aachen.
8. Hreljac, A. Impact and Overuse Injuries in Runners. Medicine & Science in Sports & Exercise: 2004; (36): 845-849.
9. Knorz, S., Kluge, F., Gelse, K. et al. Three-Dimensional Biomechanical Analysis of Rearfoot and Forefoot Running. Orthop J Sports Med. 2017;5(7):2325967117719065. Published 2017 Jul 24. doi:10.1177/2325967117719065