Fit wie ein Turnschuh?

Sportwissenschaft will Läufern mit ausgeklügelter Orthopädie-Technik auf die Beine helfen

Tübingen, 22. Mai

IDer scherzhafte Ausdruck vom "fitten Turnschuh" trügt. Denn wenn fitte Läufer nach etlichen Kilometern Probleme mit Gelenken oder Sehnen bekommen, kann das am Schuhwerk liegen. Tübinger Sportwissenschaftler unter der Leitung von Prof. Ulrich Göhner haben in Zusammenarbeit mit der Abteilung Sportmedizin der Medizinischen Universitätsklinik die Verletzungen von Laufsportlern über zwei Jahre hinweg genauer untersucht: Bei den Läufern standen Probleme mit der Achillessehne an erster Stelle. Die Wissenschaftler haben im nächsten Schritt Funktionsmessungen mit gesunden und an der Achillessehne geschädigten Läufern vorgenommen und die Ergebnisse verglichen. Nun entwickeln sie in Zusammenarbeit mit der Firma Nike eine neue Laufschuhgeneration, bei der die starke Belastung der Sehnen vermieden werden soll.

Bis Anfang der 90er Jahre lagen unter den gesundheitlichen Problemen der Läufer die Kniebeschwerden deutlich vorn. Als die Sportwissenschaftler die Daten von 3500 sportlichen Patienten der Abteilung Sportmedizin von 1997 und 98 auswerteten, hatte sich die Situation geändert. "Ein Drittel der untersuchten Fälle waren Läufer, die mindestens 20 Kilometer in der Woche liefen. Die Hälfte von denen, die das Laufen aufgeben mussten, hatte Probleme mit der Achillessehne", sagt Stefan Grau, Doktorand am Institut für Sportwissenschaft. Bei den Läuferinnen stand die geschädigte Achillessehne allerdings erst an zweiter oder dritter Stelle der Verletzungshäufigkeit. Wie diese Unterschiede zustande kommen, wissen auch die Tübinger Forscher noch nicht. "Möglicherweise liegt das an einer unterschiedlichen Lauftechnik", nennt Grau eine Vermutung.

Um zu erkunden, wie es zu dieser Verschiebung bei den Verletzungen gekommen ist, haben die Forscher im zweiten Schritt des Projektes Läufer mit und ohne Achillessehnen-Problemen mit speziellen Einlegesohlen in den Schuhen auf einem Laufband joggen lassen. Auf der Sohle zeichnete sich dabei das Muster der Druckbelastung der unterschiedlichen Fußsohlenbereiche, die so genannte Ganglinie, ab. "In der Regel setzt ein Läufer zunächst die Außenseite des Fußes auf und rollt dann in einer Vor- und Seitwärtsbewegung relativ schnell auf die Innenseite ab", erklärt Göhner. Aus den Messungen ließ sich erkennen, dass bei den Läufern mit geschädigter Achillessehne im Vergleich zu gesunden Läufern der Abrollvorgang medial verlief, was auch als Pronation bezeichnet werden kann. Wie es zu dieser veränderten Bewegung kommen kann, erläutert Göhner: "Die Schuhtechnik zielte in den 80er und Anfang der 90er Jahre wegen der verbreiteten Knieprobleme auf eine größtmögliche Dämpfung der Bewegungen ab. Dazu wurden große, weiche Kissen aus aufgeschäumtem Material in die Schuhe eingearbeitet. Das vergrößerte jedoch die Pronationsbewegung." Je größer die Pronationsbewegung, setzt Grau hinzu, "desto stärker ist auch die Belastung der Achillessehne." Außerdem stellten die Sportwissenschaftler fest, dass manche Läufer nicht über den großen Zeh abrollen, sondern über den dritten oder vierten Zeh des Fußes, was ebenfalls zu Problemen an der Achillessehne führen kann.

In den 70er Jahren waren die Laufschuhe noch kaum gepolstert, auch weil es die heutigen geschäumten Materialien noch nicht gab. "Die Dämpfung der Laufbewegungen halten wir nach den Ergebnissen unserer Untersuchung nicht für falsch, aber die Kissen im Schuh müssen deutlich flacher sein. Heute lässt sich der gleiche dämpfende Effekt allerdings auch mit einem deutlich dünneren Kissen erreichen", erklärt der Doktorand. Bestimmte Bereiche im Leisten- und Sohlenbereich der Schuhe wollen die Sportwissenschaftler wieder fester kon-struieren als in bisherigen Modellen. Zu weiche technische Stützen können auch nach Erkenntnis anderer Forscher die gesunden Reaktionen auf Belastung unterbinden. "Turnmatten zum Beispiel wurden bisher immer weicher gemacht. Nun hat man festgestellt, dass die Sportler eher bei härterem Material richtig auf einen Sturz reagieren", so Göhner.

Die Sportwissenschaftler haben häufig Probleme, die Bewegungen bei bestimmten Sportarten oder auch die Optimierung von Schuhen technisch genau zu messen. "In vielen Bereichen gibt es bisher keine Messgeräte, die die Fußfunktionen messen können", sagt Grau. Beispielsweise wurde die Stossfestigkeit von Schuhen mit Dämpfungselementen unterschiedlicher Härte vom TüV durch Maschinen getestet. Die Messungen ergaben, dass maximale Kräfte bei hartem Material auftraten. Als die Messungen am Menschen wiederholt wurden, zeigte sich das Gegenteil: Hier waren weiche Materialien besonders ungünstig. ähnlich schwierig sind orthopädische Funktionsuntersuchungen. "Bei einer normalen orthopädischen Untersuchung wird der Mensch im Stehen untersucht. Dabei sind zwar bestimmte Fehlstellungen wie X-Beine erkennbar, doch Rückschlüsse auf Bewegungsabläufe sind kaum möglich", erklärt der Sportwissenschaftler. Das Team von Prof. Göhner besteht daher neben Spezialisten aus der Orthopädie und Sportmedizin auch aus einer Krankengymnastin und Ingenieuren sowie Software-Entwicklern, die gemeinsam neue Messapparaturen konstruieren.

Im dritten Schritt ihres Projektes haben die Tübinger Sportwissenschaftler einen neuen Prototyp eines Laufschuhs konstruiert, der im Moment getestet wird. "Wir stellen zum einen fest, wie sich mit dem Schuh die Ganglinie der Läufer ändert. Dabei wird das Koordinationsmuster der Muskeln durch eine Funktionsmessung, die Elektromyographie gemessen", erklärt Grau. Außerdem wird der neue Schuh testweise in der klinischen Therapie eingesetzt. Einige Läufer mit geschädigter Achillessehne rennen nun mit dem neuen Schuh. "Bei den ersten Versuchsteilnehmern zeigte sich, dass die Schmerzen und Beschwerden sich stark gebessert haben", fasst der Doktorand zusammen. Die Studien werden noch bis zum nächsten Jahr fortgesetzt. "Wir gehen bei der Verbesserung der Sportschuhtechnik davon aus, dass die Bewegungen beim Barfußlaufen ideal sind. Beim Sport sollte der Fuß nicht nur passiv mechanisch gestützt werden, sondern der Schuh sollte über die Passform die beanspruchten Muskeln aktiv stimulieren", so Grau.

Die Wissenschaftler nehmen an, dass die jetzigen Verbesserungen am Schuh noch nicht der Weisheit letzter Schluss sein werden. "In den nächsten zwei Jahren wollen wir die Ursachen für Knieverletzungen näher analysieren und mit weiteren Veränderungen am Schuh Abhilfe schaffen", plant Grau. Dabei soll der Halt im Bereich von Ferse und Mittelfuß ebenfalls verbessert werden. "Bis ein Schuhmodell auf dem Markt ist, bei dem all diese Erkenntnisse berücksichtigt sind, werden bestimmt noch fünf Jahre vergehen", sagt Grau. Nach Einschätzung der Forscher haben nicht nur die Verletzungen der Achillessehne, sondern insgesamt die orthopädischen Probleme der laufenden Bevölkerung zugenommen. "Allerdings lassen sich heutige Daten mit früheren Untersuchungen schwer vergleichen, weil auch die Laufleistung stark gestiegen ist", sagt Göhner. Sport und vor allem auch Laufen hält der Wissenschaftler dennoch für gesund: "Sicherlich muss man mit Vernunft drangehen, die Leistung kontinuierlich aufbauen und den Gelenken nicht zu viel abverlangen. Aber dann profitiert vor allem das Herz-Kreislauf-System vom regelmäßigen Laufen."

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Typischer Abrollvorgang bei gesunden Läufern (links) und bei Läufern mit Achillessehnenbeschwerden (rechts). Violett kennzeichnet hohe Druckbelastung, über rot, gelb, grün, hellblau und dunkelblau zu schwarz hin abnehmend. Die eingezeichneten Ganglinien zeigen die mediale Verschiebung der Abrollbewegung bei Läufern mit Achillessehnen- beschwerden im Vergleich zu gesunden Läufern.

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