Forschungsbericht: Schwache Knie?

Wenn Sie Ski fahren, springen, laufen oder Schlittschuh laufen, haben Sie sich wahrscheinlich schon einmal am Knie verletzt oder kennen jemanden, dem das passiert ist. Wie können Sie sich schützen? Schauen Sie hinter sich.

Haben Sie sich schon einmal die Achillessehne gezerrt oder, schlimmer noch, Ihr Knie verletzt?

Sie sind zum Physiotherapeuten gegangen. Nach einigem Herumstochern wurde Ihnen wahrscheinlich gesagt, dass Sie ein muskuläres Ungleichgewicht haben, weil Ihre Kniesehnen zu schwach für Ihre Quads sind.

Was bedeutet das wirklich? Zu schwach? Muskelungleichgewicht?

Was ist, wenn du aufhörst, die Quads zu trainieren? Dann könnten Sie schwache Quads haben, die zu Ihren schwachen Hamstrings passen – Problem gelöst.

Warum sind Hamstrings wichtig?

Hamstrings sind nützliche Dinge. Sie sind zweigliedrige Muskeln, die auf der Rückseite des Oberschenkels verlaufen und sowohl an der Hüfte als auch am Knie ansetzen. Sie beugen das Knie und strecken die Hüfte.

Was wir als „Kniesehne“ bezeichnen, ist eigentlich eine vierteilige Struktur – eher eine Konstellation von Muskeln, die zusammenarbeiten, als ein einzelner Muskel, der allein spielt. (Mehr über die Anatomie der Achillessehne)

Diese Muskeln sind so nützlich, dass der Begriff „Achillessehne“ in den allgemeinen Sprachgebrauch eingegangen ist. Er bezieht sich auf die historische Praxis (die vom Sudan über die Mongolei bis zum antiken Griechenland verbreitet ist), die Sehnen der Kniesehne zu durchtrennen, damit ein Mensch oder ein Tier nicht mehr weglaufen kann. Heute bedeutet es einfach, dass man daran gehindert wird, das zu tun, was man tun möchte. Aber niemand ist „biceped“ oder „subscapularisiert“ – der Begriff impliziert die Nützlichkeit dieser speziellen Beinmuskeln.

Wenn Sie Ihre Achillessehne ziehen, z. B. beim Laufen, verlängert sich die Achillessehne, wenn sich Ihr Knie streckt (wenn sich Ihre Quads zusammenziehen). Wenn Ihre Kniesehne zu schwach ist, ziehen Ihre Quads Ihre Kniesehne schneller, als sie sich verlängern kann.

Wenn Sie Ihr Knie verletzen – insbesondere das vordere Kreuzband (ACL) – ist die wahrscheinliche Ursache eine relativ schwache Kniesehne.

Stellen Sie sich vor, Sie tragen einen hohen Bücherstapel. Nehmen wir an, Sie gehen zügig und bleiben dann plötzlich stehen. Was passiert? Die obersten Bücher werden wahrscheinlich nach vorne rutschen, vielleicht sogar vom Stapel rutschen, weil Sie sich nur an den unteren Büchern festhalten können.

Stellen Sie sich nun vor, dass die unteren Bücher Ihr Schienbein (Tibia) und die oberen Bücher Ihr Oberschenkelknochen sind.

Ihre Hamstrings helfen Ihrem ACL, das Knie zu stabilisieren, indem sie das Abrutschen der Bücher verhindern – sie stoppen die Vorwärtsbewegung des Schienbeins auf dem Oberschenkelknochen (auch bekannt als anteriore Translation des Schienbeins auf dem Oberschenkelknochen). Die Hamstrings greifen die oberen Bücher und ziehen sie, so dass der Stapel intakt bleibt.

Wenn deine Quads im Vergleich zu deinen Hamstrings zu stark sind, kann ein plötzlicher Richtungswechsel oder eine ungünstige Landung dazu führen, dass das Knie nach vorne rutscht und einen Riss des vorderen Kreuzbandes verursacht.

Okay, ich habe dich davon überzeugt, dass dein Physiotherapeut Recht hatte und dass du ein Muskelungleichgewicht hast und es beheben solltest. Aber wie?

Forschungsfrage

Tja, Sie haben Glück, denn in dieser Wochenübersicht geht es um verschiedene Methoden zur Messung des Verhältnisses von Hamstring zu Quad und darum, wie ein Kraftprogramm helfen kann.

Holcomb WR, Rubley MD, Lee HJ, Guadagnoli MA. Auswirkung eines hamstringbetonten Widerstandstrainings auf das Verhältnis zwischen Hamstring- und Quadrizepskraft. J Strength Cond Res. 2007 Feb;21(1):41-7

Methoden

Teilnehmerinnen

Da weibliche Athleten am anfälligsten für VKB-Verstauchungen sind, beschlossen die Forscher, Fußballspielerinnen als Testpersonen zu nehmen.

Es handelte sich um zwölf Fußballspielerinnen der National Collegiate Athletic Association (NCAA), Division I (etwa 20 Jahre alt). Die Teilnehmerinnen hatten keine früheren signifikanten Knieverletzungen und keine Vorgeschichte von ACL-Operationen oder Rehabilitationsmaßnahmen.

Die Teilnehmerinnen hatten vor der Studie 8 Monate lang kein formales Krafttraining absolviert. Oh, noch etwas: Aus irgendeinem Grund machen Fußballer nur sehr wenig Krafttraining. Als ich in Alberta Fußball gespielt habe, haben wir kein formelles Krafttraining gemacht. Zum Vergleich: Meine Basketballmannschaft in der Junior High hatte ein offizielles Krafttrainingsprogramm und stellte sicher, dass die Athleten den ganzen Sommer über Zugang zu einer Trainingsanlage hatten.

Warum die Abneigung gegen Krafttraining? Ich habe noch keinen guten Grund dafür gefunden – muss wohl Tradition sein.

Wie auch immer, zurück zur Studie. Die Tests umfassten die Hamstring- und Quadrizepskraft – kein großer Schocker – aber sie umfassten einige interessante Messungen.

Nachdem sie das Verhältnis zwischen konzentrischer Quadrizeps- und konzentrischer Hamstringkraft (konventionelles H:Q-Verhältnis) untersucht hatten, untersuchten sie das Verhältnis zwischen konzentrischem Quadrizeps und exzentrischem Hamstring (funktionelles H:Q-Verhältnis).

Stärke der verlängerten Kniesehne im Vergleich zur Stärke des verkürzten Quadrizeps

Wenn man sich die Stärke der Kniesehne bei der Verlängerung und die Stärke des Quadrizeps bei der Verkürzung ansieht, hat man eine bessere Vorstellung davon, was beim Laufen und Springen passiert.

Wie ich bereits erwähnt habe, verkürzt sich der Quadrizeps beim Laufen, wenn das Knie gestreckt wird. Gleichzeitig muss sich die Achillessehne verlängern. Wenn das nicht der Fall ist, haben Sie Probleme.

Spitzenkraftmessungen

Nach einer Aufwärmphase wurden die Teilnehmer auf einem isokinetischen Dynamometer getestet – einem Gerät, das das Spitzendrehmoment (N – m) bei einer bestimmten Geschwindigkeit misst. In dieser Studie wurden Kontraktionen mit einer Geschwindigkeit von 60 Grad/Sekunde, 180 Grad/Sekunde und 240 Grad/Sekunde getestet.

Wenn Sie jemals ein Cybex oder ein anderes Gerät mit hydraulischen Kolben benutzt haben, dann haben Sie isokinetische Übungen durchgeführt, die den in dieser Studie verwendeten Tests ähneln.

Das Kraftprogramm

Nach den Tests trainierten die Teilnehmer 6 Wochen lang an 4 Tagen pro Woche.

Die Tage 1 & 3 waren Trainingstage für Oberkörper, Geschwindigkeit und Beweglichkeit. Tag 2 & 4 waren Ausdauertrainingstage und Tage für den unteren Körperbereich.

Die Tage für den unteren Körperbereich waren so gestaltet, dass die Stärke der Kniesehne betont wurde. Zwei von sechs möglichen Übungen waren in den auf die Kniesehne ausgerichteten Trainingseinheiten enthalten.

Über die Aufschlüsselung der Sätze, Wiederholungen und Pausen wurde nicht berichtet – und es wurde nicht einmal erwähnt, welche anderen Beintrainings sie durchführten. So viel zur Wiederholbarkeit.

Welche sechs Übungen waren das? Übungen, die Sie machen sollten, wie zum Beispiel:

1. Einzelbeincurls
2. Gerade Beinheben
3. Gutes Morgenessen
4. Rumpfüberstreckungen
5. Schlittengehen
6. Übungsballcurls

Ergebnisse

Funktionelle Kniesehnen:Quadrizeps-Verhältnis

Vor dem Trainingsprogramm lag das durchschnittliche Verhältnis bei 0.96 – das bedeutet, dass die Hamstrings beim Verlängern etwas schwächer waren als die Quadrizeps beim Verkürzen. Auch wenn es kein großer Unterschied war, kann die Schwäche bei der Verlängerung der Kniesehne das Risiko von Zerrungen/Rissen der Kniesehne und Verletzungen des vorderen Kreuzbandes erhöhen.

Nach dem Trainingsprogramm gab es einen (statistisch) signifikanten Unterschied im Verhältnis, auf 1.08 – ein Anstieg um 12 %.

Andere Unterschiede, die nicht auf die Kraftprogramme zurückzuführen waren, betrafen die dominanten gegenüber den nicht-dominanten Beinen.

Die dominanten Beine hatten ein durchschnittliches funktionelles Verhältnis von 0,94 und die nicht-dominanten Beine ein durchschnittliches funktionelles Verhältnis von 1,10. Das überrascht mich nicht, denn bei Fußballspielern wird der Quadrizeps des dominanten Beins zum Treten des Balls verwendet und wird im Laufe der Jahre stärker als der nicht-dominante Quadrizeps – die Stärke der Kniesehne bleibt jedoch gleich.

Abhängig von der Kontraktionsgeschwindigkeit veränderten sich die Verhältnisse. Bei relativ langsamen Kontraktionsgeschwindigkeiten – 60 Grad/Sekunde – betrug das durchschnittliche Verhältnis 0,74, während es bei 180 Grad/Sekunde 1,10 und bei 240 Grad/Sekunde 1,23 betrug. Je langsamer also die Kontraktion, desto größer der Unterschied im Verhältnis und möglicherweise ein erhöhtes Verletzungsrisiko.

Konventionelle Kniesehnen:Quadrizeps-Verhältnisse

Ein Vergleich der konventionellen H:Q-Verhältnisse (maximale Verkürzungskraft beider Muskeln) vor und nach dem Kraftprogramm ergab keinen Unterschied. Keine. Zippo. Nilch. Die Durchschnittswerte lagen bei 0,82 vor und 0,88 nach dem Programm. Es gab zwar eine Verbesserung, aber sie war nicht groß genug, um als Unterschied zu gelten. Vielleicht hätte ein längeres Krafttrainingsprogramm Unterschiede bewirkt.

Wie bei den funktionellen H:Q-Verhältnissen gab es Unterschiede zwischen dominanten und nicht-dominanten Beinen (0,78 versus 0,92) und der Geschwindigkeit der Kontraktionen (0.79 bei 60 Grad/Sekunde, 0,89 bei 180 Grad/Sekunde und 0,92 bei 240 Grad/Sekunde).

Schlussfolgerung

Viele von uns haben gehört, dass die Kniesehnen mindestens 60 % (0,60 H:Q-Verhältnis) so stark sein müssen wie der Quadrizeps (1), um Verletzungen zu vermeiden. Aber das ist konzentrische oder verkürzende Kraft.

Es scheint, dass dieses funktionelle Verhältnis von Hamstrings zu Quadrizeps mehr Sinn macht, wenn die verlängernde (exzentrische) Kraft der Hamstrings mit der verkürzenden (konzentrischen) Kraft der Quadrizeps verglichen wird. Im funktionellen Hecc:Qcon-Verhältnis wollen Sie weniger als 1,0 bei Geschwindigkeiten von mehr als 120 Grad/Sekunde.

Das mag offensichtlich klingen, aber ich werde es buchstabieren – Sie verbessern Ihr H:Q-Verhältnis, indem Sie mehr Hamstring-Krafttraining machen.

Weibliche Athleten sollten ihr Bestes tun, um die Kniesehnenkraft zu erhöhen und ihr H:Q-Verhältnis zu verbessern, da sie häufiger ACL-Verletzungen haben.

Sie fragen sich vielleicht, warum sich das funktionelle H:Q-Verhältnis mit der Geschwindigkeit der Kontraktion ändert. Nun, das liegt daran, dass eine höhere Geschwindigkeit eine größere Kraft bei verlängernden Kontraktionen (exzentrisch) bedeutet, aber weniger Kraft bei verkürzenden (konzentrischen) Kontraktionen (2).

Fazit

Die Konzentration auf die Kniesehnenkraft verbessert das Verhältnis zwischen Kniesehne und Quadrizeps – mehr für das funktionelle H:Q-Verhältnis, aber es gibt immer noch eine Verbesserung des konventionellen H:Q-Verhältnisses.

Für die große Mehrheit von uns ist mehr Kniesehnenarbeit nur von Vorteil. Ich habe noch nie von jemandem gehört, der sich einen Quadriss zugezogen hat, weil seine Kniesehnen zu stark waren. Falls doch, schicken Sie mir bitte eine E-Mail.

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