Einführung

Patellofemorale Schmerzen (PFP) sind eine häufige Erkrankung, die Läufer in ihrem täglichen Leben und beim Training einschränkt. Intrinsische und extrinsische Faktoren wurden mit der Entwicklung von PFP bei Läufern in Verbindung gebracht. Da intrinsische Faktoren nicht immer veränderbar sind (Patellaspur oder Fehlstellung), wurde den extrinsischen Faktoren, die zur Entwicklung von PFP bei Läufern beitragen, viel Aufmerksamkeit geschenkt. In ihrer systematischen Überprüfung und Meta-Analyse haben Alammari et al. (2023) fanden Hinweise darauf, dass eine zusätzliche Stärkung der Hüfte die PFP lindern und die Funktion verbessern kann. Bei manchen Menschen, insbesondere bei Läufern, kann die Entwicklung der Erkrankung jedoch durch eine übermäßige Belastung der Gelenke ausgelöst werden. Daher können Strategien zur Verringerung der hohen Belastung durch Laufaktivitäten die PFP positiv beeinflussen. Die Erhöhung der Trittfrequenz und die Verringerung der Schrittweite sind Faktoren, die sich recht einfach verändern lassen. Die Autoren dieser Querschnittsstudie wollten den Einfluss dieser Laufanpassungen auf die PFP untersuchen.

Methoden

In dieser Querschnittsstudie schlossen die Autoren männliche Läufer ein, die an PFP litten. Sie waren zwischen 18 und 45 Jahre alt und liefen mindestens 15 km pro Woche. PFP wurde diagnostiziert, wenn sie über peripatellare Schmerzen mit nichttraumatischem Beginn seit mindestens 6 Wochen und einer Schmerzintensität von mindestens 3/10 auf der VAS-Skala während oder nach dem Laufen berichteten. Außerdem mussten sie über Knieschmerzen bei mindestens 3 der folgenden Aktivitäten berichten:

• Die Treppe hinauf oder hinunter gehen
• Kniend
• Hockend
• Widerstand gegen die Kniestreckung
• Längeres Sitzen

Um den Einfluss des Fußabdruckmusters und der Laufkadenz auf das Kniegelenk zu untersuchen, wurde die resultierende patellofemorale Belastung durch Messung des Kniegelenkwinkels und der Momente berechnet. Reflektierende Marker wurden an der oberen Darmbeinwirbelsäule, dem Kreuzbein, dem Trochanter major, den medialen und lateralen Epicondylen der Oberschenkel, den medialen und lateralen Knöcheln, dem ersten und fünften Mittelfußköpfchen sowie an den Enden der Großzehen und Fersen angebracht.

Anschließend absolvierten die Teilnehmer sechs Laufversuche, bei denen die Trittfrequenz und die Fußabdruckmuster angepasst wurden, um 6 Bedingungen zu schaffen:

1. Laufen in einer bevorzugten Trittfrequenz mit Rückfußauftritt
2. Laufen in einer bevorzugten Trittfrequenz mit Vorfußauftritt
3. Laufen bei -10% der bevorzugten Trittfrequenz mit Rückfußauftritt
4. Laufen bei -10% der bevorzugten Trittfrequenz mit Vorfußauftritt
5. Laufen mit +10% der bevorzugten Trittfrequenz mit Rückfußauftritt
6. Laufen mit +10% der bevorzugten Trittfrequenz mit Vorfußauftritt

Ergebnisse

Zwanzig männliche Läufer mit PFP wurden in die Studie aufgenommen und absolvierten die Lauftests. Sie waren im Durchschnitt 22,5 Jahre alt und hatten eine Symptomdauer von fast 12 Wochen. Ihr bevorzugtes Fußabdruckmuster war der Rückfußabdruck, und sie liefen mit einer Schrittfrequenz von 169 Schritten pro Minute.

Sie liefen mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 2,71 m/s, und die durchschnittliche Schrittlänge in ihrer bevorzugten Trittfrequenz betrug 1,01 Meter.

Maximaler Gelenkwinkel

Die Autoren fanden keinen Interaktionseffekt zwischen den 3D-Spitzenwinkeln der Kniegelenke, aber sie fanden einen signifikanten Unterschied zwischen den Spitzenwinkeln der Kniebeugung und der Innenrotation. Eine höhere Laufkadenz führte im Vergleich zur bevorzugten Kadenz zu einem geringeren Kniebeugewinkel.

Die bevorzugte Trittfrequenz sowohl beim Auftreten mit dem hinteren als auch mit dem vorderen Fuß führte zu einem höheren Innenrotationswinkel im Vergleich zum Laufen mit einer niedrigeren Trittfrequenz.

Der Vorfußauftritt reduziert den Kniebeugewinkel bei allen Trittfrequenzen. Beim Vorfußauftritt wurde eine stärkere Adduktion und beim Rückfußauftritt eine stärkere Abduktion des Knies festgestellt.

Spitzenmoment der Verbindung

Eine höhere Trittfrequenz führte zu einem geringeren Spitzenwert des Kniestreckungsmoments sowohl beim Auftreten mit dem Vorder- als auch mit dem Hinterfuß im Vergleich zu einer niedrigeren Trittfrequenz.

Die erhöhte Trittfrequenz führte auch zu einem geringeren Innenrotationsmoment im Vergleich zu einer niedrigeren Trittfrequenz

Das Laufen mit einem Vorfußauftritt erhöhte das Kniebeugemoment und reduzierte das Kniestreckungs- und Adduktionsmoment im Vergleich zum Laufen mit einem Rückfußauftritt, unabhängig von der Laufkadenz.

Kontaktkraft und Belastung des Patellofemoralgelenks

Die Spitzenwerte der patellofemoralen Kontaktkräfte und der Belastung während des Laufens waren niedriger, wenn die Trittfrequenz höher war, als wenn die Teilnehmer mit ihrer bevorzugten Laufgeschwindigkeit liefen, unabhängig vom Fußabdruckmuster. Der Vorfußauftritt hingegen führte bei allen Trittfrequenzen zu geringeren Spitzenwerten der patellofemoralen Gelenkkontaktkraft und der patellofemoralen Belastung im Vergleich zum Rückfußauftritt.

Fragen und Gedanken

Zusammenfassend ergab die Studie, dass bei einer höheren Trittfrequenz und einem Vorfußauftritt die Spitzenwerte der patellofemoralen Gelenkkontaktkräfte geringer waren. Dies würde bedeuten, dass Sie einem Läufer mit Patellofemoralschmerzen raten können, seine Schrittfrequenz zu erhöhen und auf den Zehen zu landen.

Sollte man die Lauftechnik eines jeden dauerhaft ändern, um das Patellofemoralgelenk zu schonen? Nein, natürlich nicht. Die Ergebnisse dieser Studie geben jedoch einen interessanten Einblick in die Biomechanik des Laufens und die Auswirkungen einer Änderung der Lauftechnik auf das Patellofemoralgelenk. Burke et al. (2021) und Dillon et al. (2023) wiesen unabhängig voneinander darauf hin, dass die Fußabdruckmuster nicht mit Laufverletzungen in Verbindung gebracht werden. Daher sollten diese Laufanpassungen nicht als primäre Vorbeugung verschrieben werden, sondern können vielmehr dazu dienen, die Belastung vorübergehend zu verändern und die Erkrankung zu bewältigen.

Das Kniestreckermoment ist eine biomechanische Kennzahl, die das von den Kniestreckermuskeln bei Aktivitäten erzeugte Drehmoment misst. Sie ist von entscheidender Bedeutung bei Handlungen, die eine Streckung des Kniegelenks erfordern, wie z. B. beim Vorwärtsgehen, Springen und bei Aufgaben, bei denen das Knie belastet wird. Die kombinierte Kraft der Quadrizepsmuskeln und des Hebelarms wird zur Berechnung des Kniestreckermoments verwendet. Das Kniestreckermoment wurde in Studien zur Charakterisierung der patellofemoralen Gelenkdynamik während verschiedener Aktionen verwendet. Variationen des Kniestreckermoments wurden auch mit Variationen der Kniegelenkbelastung, der Muskelaktivierungsmuster und der Gelenkstabilität in Verbindung gebracht. Eine Erhöhung des Kniestreckmoments führt zu einer erhöhten Kraft und Belastung des Patellofemoralgelenks, während eine Senkung der Belastung des Patellofemoralgelenks und der Spitzenmomente des Kniestreckmoments Schmerzen und Funktion bei Menschen mit Patellofemoralbeschwerden verbessern kann(Anderson et al., 2022). Darüber hinaus wurde nachgewiesen, dass die Stärke des Quadrizepsmuskels, der zum kniestreckenden Moment beiträgt, die patellofemorale Kinematik verändert, was auf eine Funktion bei der Behandlung patellofemoraler Schmerzen hinweist (Zhang et al., 2021).

• Die Ergebnisse dieser Studie deuten darauf hin, dass eine Erhöhung der Laufkadenz das Kniestreckungsmoment senkt, d. h. der Quadrizeps sollte weniger Kraft aufbringen als beim Laufen mit niedrigeren Kadenzen, wodurch die Belastung des Patellofemoralgelenks verringert wird.
• Das Laufen mit einem Vorfußauftritt erhöhte das Kniebeugemoment. Die Kniebeugung ist beim Laufen von entscheidender Bedeutung, da sie den Aufprall bei jedem Schritt abfedert und den Körper nach vorne treibt. Das Kniebeugemoment trägt dazu bei, dass das Knie beim Auftreffen des Fußes auf den Boden allmählich gebeugt wird, so dass das Bein den durch den Aufprall verursachten Stoß absorbieren kann. Durch diese Beugung wird der auf das Kniegelenk ausgeübte Druck verteilt.
• Das Knie-Innenrotationsmoment bezieht sich auf die Kraft, die den Unterschenkel im Kniegelenk nach innen rotieren lässt. Das Laufen mit einer höheren Trittfrequenz führte zu einem geringeren Innenrotationsmoment im Vergleich zu einer niedrigeren Trittfrequenz.
• Wenn eine 10 %ige Erhöhung der Laufkadenz mit einem Vorfußauftritt kombiniert wurde, verringerte sich die Belastung des Patellofemoralgelenks um 42 %. Der Grund dafür ist, dass die Kniebeuge- und Bodenreaktionskräfte während der Standphase reduziert werden. Dadurch wird der Quadrizeps weniger aktiviert und die Kniescheibe hat weniger Kontakt mit der Kniescheibenrille.

Talk nerdy to me

Die Laufschuhe waren für alle Teilnehmer standardisiert. Die Standardisierung der Schuhe ist notwendig, um die Personen miteinander zu vergleichen und den Einfluss der getragenen Schuhe auf die erhobenen Daten zu begrenzen. In der Studie wurden jedoch andere anatomische Unterschiede zwischen den Teilnehmern nicht berücksichtigt. So weist beispielsweise eine Person mit einem Varusknie eine andere Biomechanik auf als eine Person mit einem neutralen Knie oder einer Valgusstellung. Ebenso können Veränderungen der Kniescheibenkonfiguration zu Veränderungen der Spitzenbelastung im Gelenk führen. Die genormten Schuhe sind eine gute Option, um die Vergleiche zu vereinheitlichen, aber ich kann mir vorstellen, dass sich das Laufen mit einem Schuh, mit dem man nicht vertraut ist, seltsam und unbequem anfühlen würde, und dies könnte auch die Laufbiomechanik im Kniegelenk verändern.

Obwohl die Laufanpassungen für PFP verändert wurden und zeigten, dass eine Erhöhung der Trittfrequenz und ein Vorfußauftritt vorteilhaft waren, wurde in dieser Studie der Zusammenhang zwischen den patellofemoralen Gelenkkontaktkräften und den Schmerzen nicht untersucht. Als solche kann sie nicht zur Verringerung der PFP raten. Die Ergebnisse dieser Studie können lediglich Aufschluss über die Ergebnisse der Laufanpassungen bei PFP auf biomechanischer Ebene geben. Andere Studien scheinen jedoch die Theorie der reduzierten patellofemoralen Belastung und des Schmerzrückgangs zu unterstützen.

Briani et al. (2022 ) kamen zu dem Schluss, dass Frauen, die unter PFP litten, Bewegungsstrategien anwandten, die mehr Last auf das Hüftgelenk als auf das Kniegelenk verteilten, was vermutlich dazu diente, die Schmerzen zu vermeiden oder zu lindern. Dies unterstützt die Hypothese, dass eine geringere patellofemorale Kontaktbelastung aufgrund von Laufanpassungen wahrscheinlich zu einer Verringerung der Schmerzen führt.

Botschaften zum Mitnehmen

Laufanpassungen für PFP könnten eine erhöhte Trittfrequenz und einen Vorfußauftritt beinhalten. Zusammengenommen können diese Anpassungen die Belastung des Patellofemoralgelenks verringern und somit zur Bewältigung der Erkrankung beitragen. Mit diesen Anpassungen könnten Läufer mit PFP trotz der Erkrankung weiterlaufen. Da es sich bei PFP um eine langwierige Erkrankung handeln kann, vermeiden diese einfachen Änderungen der Lauftechnik, dass die Betroffenen auf ihren bevorzugten Sport verzichten müssen, indem sie möglicherweise einen Weg finden, die Schmerzen zu kontrollieren.

Referenz

Wei Z, Hou X, Qi Y, Wang L. Einfluss von Fußabdruckmustern und Kadenzen auf die Belastung des patellofemoralen Gelenks bei männlichen Läufern mit patellofemoralen Schmerzen. Phys Ther Sport. 2023 Nov 9;65:1-6. doi: 10.1016/j.ptsp.2023.10.006. Epub ahead of print. PMID: 37976905. 

Zusätzliche Referenzen

Sisk, D. und Fredericson, M. (2019). Aktuelle Informationen über Risikofaktoren, Diagnose und Behandlung von patellofemoralen Schmerzen. Current Reviews in Musculoskeletal Medicine, 12(4), 534-541. 

Briani RV, Cannon J, Ducatti MHM, Priore LBD, Botta AFB, Magalhães FH, Azevedo FM. Eine Verschlimmerung der patellofemoralen Schmerzen verändert die Koordinationsmuster des Rumpfes und der unteren Gliedmaßen sowie die Hüft-Knie-Mechanik. J Biomech. 2022 Aug;141:111215. doi: 10.1016/j.jbiomech.2022.111215. Epub 2022 Jul 2. PMID: 35816782. 

Burke A, Dillon S, O'Connor S, Whyte EF, Gore S, Moran KA. Risikofaktoren für Verletzungen bei Läufern: Eine systematische Übersicht über die Technik des Fußaufschlags und ihre Klassifizierung beim Aufprall. Orthop J Sports Med. 2021 Sep 9;9(9):23259671211020283. doi: 10.1177/23259671211020283. PMID: 34527750; PMCID: PMC8436320.