Untersuchungen zur Analyse biomechanischer und neuromuskulärer Adaptationsprozesse der menschlichen Gang- und Laufbewegung - Hirschmüller, A. N. (Universität Tübingen, Medizinische Fakultät, 2004)
Einleitung: Veränderungen der Biomechanik der unteren Extremität wurden in den vergangenen Jahren ursächlich mit einer Vielzahl laufspezifischer Beschwerden in Zusammenhang gebracht. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass ein mechanischer Ansatz allein nur unzureichende Erklärungsmöglichkeiten bietet, sodass der Versuch einer biologisch-funktionellen Betrachtung der komplexen Bewegung zunehmend in den Vordergrund des wissenschaftlichen Interesses trat. Ziel der vorliegenden Arbeit war, anhand neuromuskulärer und biomechanischer Bewegungsanalysen Adaptationsprozesse der menschlichen Gang- und Laufbewegung auf variierende externe Stimuli zu untersuchen sowie die Validität des Barfussgehens als Referenzbewegung zu überprüfen. Methode: Bei 15 beschwerdefreien Probanden wurden bei 5 und 12km/h die elektromyographische Aktivität (bipolares Oberflächen-EMG, 10 Muskeln der unteren Extremität) und die plantare Druckverteilung (Druckmessplatte und In-Schuh-Druckmesssystem) auf der Ebene, bei 5% Gefälle und 5% Steigung, auf dem Laufband und auf der Ebene sowie barfuss und beim Tragen unterschiedlicher Schuhe registriert. In einem zweiten Untersuchungsabschnitt wurde die Gangbewegung barfuss vor und nach einer fünftägigen Adaptationsphase an das Barfussgehen untersucht. Als Messgrößen dienten der Beginn, das Maximum und das Ende der Aktivierung und die normalisierten Amplituden in einzelnen Phasen des Gangzyklus. Zusätzlich wurden Geschwindigkeit und Verlauf der Ganglinie, Kontaktzeit, Schrittzykluslänge und der regionale Druck in 4 Fußarealen erfasst. Die Ergebnisse zeigten, dass die verwendeten Methoden in der Lage sind, Veränderungen bei verschiedenen Belastungsarten zu differenzieren. So kompensieren die Probanden die Instabilität auf dem Laufband mit einem früheren Beginn der Aktivierung der Oberschenkelmuskulatur und des M. peroneus longus und einem geringeren medio-lateralen Bewegungsausmaß. Bergab finden sich in Gang und Lauf ebenfalls eine frühere Aktivierung des M. peroneus longus und der Streckschlinge des Unterschenkels. Der Druck im Rückfuß ist erhöht. Bergauf wird der M. tibialis anterior früher, die Streckschlinge später aktiviert. Der Druck unter dem Rückfuß ist geringer. Beim Vergleich des Abrollvorgangs barfuss und in einem Schuh zeigten sich hingegen nur wenige Unterschiede. Nach der fünftägigen Adapationsphase an das Barfusslaufen konnten in keiner der verwendeten Messgrößen Unterschiede nachgewiesenen werden. Zusammenfassung: Es wird geschlossen, dass die menschliche Gang- und Laufbewegung in komplexer Form an veränderte externe Bedingungen zu adaptieren in der Lage ist. Die Barfussbewegung direkt nach dem Ausziehen der Schuhe darf hierbei als valide Referenz gelten. Die Grenzen der physiologischen Adaptation näherungsweise festzulegen bleibt Ziel weiterer Untersuchungen mit Patienten. --------------------------------------------------------------------------------