Biomechanische Bewegungskontrolle lateraler Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus Sprünge - Fleischmann, J. (Universität Freiburg, 2011)
Einleitung: Bewegungsabläufe in der Frontalebene wie Side-steps oder Richtungsänderungen stellen integrale Bewegungskomponenten in vielen Ballsportarten dar. Diesen Bewegungen ist gemein, dass sie Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus (DVZ) Bewegungen darstellen, die jedoch zur Seite hin ausgeführt werden. Das Modell des klassischen DVZs berücksichtigt jedoch primär Flexion-Extensionsbewegungen und beschreibt folglich neuromuskuläre und mechanische Bewegungscharakteristiken und Leistungsaspekte der unteren Extremität in der Sagittalebene. Im Gegensatz zu klassischen DVZs, werden laterale DVZ-Bewegungen wesentlich durch frontale Gelenkexkursionen charakterisiert. Diese können aufgrund der Anatomie des Sprung- und des Kniegelenks sowie der Muskelanatomie der unteren Extremität schwerer kontrolliert werden als sagittale Flexion-Extensionsbewegungen. Die daraus resultierenden eingeschränkten Möglichkeiten laterale Belastungen durch Muskelaktivität und durch an die Bewegungsbelastung angepasste Gelenkkinematik kontrollieren zu können, bedingen hohe Verletzungsinzidenzen des Sprung- und des Kniegelenks während der Landephase solcher frontalen Bewegungsformen. Zielstellung: Die biomechanische Bewegungskontrolle der Landephase lateraler DVZ-Bewegungen wurde bisher nur unzureichend untersucht. Daher ist es das Ziel der vorliegenden Arbeit die zentralen neuromuskulären und kinematischen Mechanismen der Bewegungskontrolle während der initialen Bodenkontaktphase lateraler DVZ-Sprünge zu identifizieren. In einem ersten Ansatz wurden diese Mechanismen unter Dehnbelastungs-variation induziert durch unterschiedliche Sprungdistanzen untersucht. Im folgenden Schritt wurden bewegungsspezifische biomechanische Adaptationen während der initialen Bodenkontaktphase von lateralen DVZ-Sprüngen mit denen lateraler Landungen verglichen. Der dritte Forschungsansatz ermittelte, ob medial kompressible Vorfußsohlenelemente in Basketballschuhen die Sprunggelenksinversion in lateralen DVZ-Sprüngen reduzieren können. Methoden: Parameter der kinematischen und muskulären Bewegungskontrolle sowie der Gelenkbelastung der unteren Extremität wurden in lateralen DVZ-Sprüngen und lateralen Landungen mittels eines 3-D Bewegungsanalyseverfahrens und der Elektromyographie analysiert. In allen drei Untersuchungen wurden die Bewegungen von vier Sprungdistanzen durchgeführt, um den Einfluss der Belastungsvariation auf die biomechanische Adaptationen der unteren Extremität untersuchen zu können. Ergebnisse: Die höhere Belastung der unteren Extremität durch Steigerung der Sprungdistanz bedingte in lateralen DVZ-Sprüngen größere sagittale Knie- und Hüftgelenksflexionen, eine höhere muskuläre Aktivität der Oberschenkelmuskeln sowie einen exorotierteren Fußaufsatz. Diese Parameter waren ebenfalls in lateralen DVZ-Sprüngen höher als in lateralen Landungen. In diesem Bewegungsvergleich unterlag die untere Extremität in lateralen DVZ-Sprüngen während der initialen Bodenkontaktphase höheren Bodenreaktionskräften und Gelenkmomenten als in lateralen Landungen. Der bewegungsspezifische Vergleich zeigte zudem, dass die initialen Bodenreaktionskräfte in lateralen DVZ-Sprüngen im Gegensatz zu lateralen Landungen in allen Sprungdistanzen konstant hoch waren. Hierdurch wurden in lateralen DVZ-Sprüngen konstant hohe sagittale und frontale Sprunggelenksmomente in allen Sprungdistanzen bedingt. In lateralen Ladungen nahmen diese wie die initialen Bodenreaktionskräfte mit Steigerung der Dehnbelastung zu. Der Schuh mit kompressiblem Vorfußsohlenelement reduzierte die Inversion und benötigte eine verminderte Muskelaktivität der lateralen Unterschenkelmuskulatur im Vergleich zum Referenzschuh. Mit diesem modifizierten Schuh konnte zudem ein geringer exorotierter Fußaufsatz als mit dem Referenzschuh realisiert werden. Fazit: Die Fußpositionierung stellt einen zentralen Parameter für die Bewegungskontrolle lateraler Bewegungen dar. Die Erhöhung der Exorotation des Fußes bei größerer Belastung ermöglicht die Verlagerung der Belastungskompensation von der Frontal- in die verletzungsunanfälligere Sagittalebene der unteren Extremität. Daher beruht in lateralen DVZ-Sprüngen die Belastungskompensation auf den sagittalen Hüft- und Knieflexionen sowie auf neuromuskulären Adaptationen der Oberschenkelmuskeln. Die Kenntnis bewegungsspezifischer Belastungscharakteristiken und Anpassungen der Bewegungskontrolle während lateraler Landephasen können zur Entwicklung von Trainingsprogrammen zur Verbesserung lateraler Landetechniken eingesetzt werden. Medial kompressible Vorfußsohlenelemente könnten zudem einen Beitrag leisten, das Risiko einer lateralen Sprunggelenksdistorsion in seitlich ausgeführten Bewegungen zu reduzieren.