Was passiert, wenn Sie laufen? Den Gangzyklus mit Biomechanik aufschlüsseln

Haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, was Ihr Körper macht, wenn Sie laufen? Ihre Beine scheinen sich automatisch zu bewegen, aber hinter den Kulissen wiederholt Ihr Körper eine präzise Abfolge von Bewegungen, den so genannten Gangzyklus. Dieser Zyklus beschreibt alles, vom Aufsetzen des Fußes bis zum Abstoßen und Vorwärtsschwingen. Er ist sozusagen die Geheimformel Ihres Körpers, um effizient zu laufen und das Gleichgewicht zu halten.

In diesem Artikel wird der Gangzyklus aufgeschlüsselt, wobei die biomechanischen Begriffe wie Fersenauftritt und Mittellage erhalten bleiben, aber auf eine verständliche Art und Weise - auch wenn Sie kein Naturwissenschaftler sind.

Was ist der Gangzyklus?

Der Gangzyklus ist die vollständige Abfolge, die Ihre Beine bei jedem Schritt beim Laufen durchlaufen. Er beginnt mit dem Aufsetzen des Fußes auf den Boden ( Erstkontakt genannt) und endet, wenn derselbe Fuß nach dem Schwung in der Luft wieder auf dem Boden aufkommt. Anders als beim Gehen gibt es beim Laufen eine Besonderheit: die Luftphase. Das ist der Moment, in dem kein Fuß auf dem Boden steht und man quasi fliegt! Dieses unterschiedliche Muster beim Laufen sorgt für eine höhere Fortbewegungsgeschwindigkeit und spart gleichzeitig Energie. (Cappellini et al. 2006)

Der Laufschritt ist durch zwei Hauptphasen gekennzeichnet: die Standphase, in der ein Fuß auf dem Boden steht, und die Schwungphase, in der derselbe Fuß den Boden verlässt (Kapri und Mehta 2021). Der Zehenabdruck, ein entscheidendes Element des Gangzyklus, markiert den Übergang von der Standphase zur Schwungphase. Werfen wir einen Blick auf diese beiden Phasen!

Stufenplan (Kapri und Mehta 2021)

1. Standphase: Bodenkontakt und Abstoß

Die Standphase ist der Teil des Gangzyklus, in dem Ihr Fuß den Boden berührt. In diesem Moment findet die gesamte Aktion statt: Stoßabsorption, Stabilisierung des Körpers und Vorwärtsbewegung. Sie macht etwa 40-50 % Ihres Laufzyklus aus.

Wichtige Unterphasen der Standphase:

• Erster Kontakt:

So setzt der Fuß zuerst auf.‍

-Fersenauftritt: Die Ferse berührt den Boden zuerst, was bei Langstreckenläufern üblich ist (Kasmer et al. 2013).

- Mittelfußauftritt: Die Mitte des Fußes landet zuerst und bietet ein Gleichgewicht zwischen Dämpfung und Effizienz.

- Vorfußauftritt: Der Fußballen berührt den Boden zuerst, was häufig bei Sprintern vorkommt.

• Mittlere Lage:

In der mittleren Standphase wird Ihr Körpergewicht vollständig von Ihrem Standbein getragen. In dieser Phase geht es vor allem um Gleichgewicht und Stabilität.

Ihr Knöchel, Ihr Knie und Ihre Hüfte sind leicht gebeugt und wirken wie Stoßdämpfer. Wenn Ihr Fuß zu stark(Überpronation) oder zu wenig (Übersupination) nach innen rollt, kann dies mit der Zeit zu Ungleichgewichten und sogar zu Verletzungen führen.

Visualisierung von Überpronation und Übersupination (Wenger, 2024)

• Toe-Off (Antrieb):

In diesem Moment verlässt Ihr Fuß den Boden und treibt Sie vorwärts. Die große Zehe und der Fußballen heben vom Boden ab, angetrieben von den Wadenmuskeln(Gastrocnemius und Soleus). Diese Phase ist entscheidend für Geschwindigkeit und Effizienz. Wie Cappellini et al. feststellten, stützt sich die zweite Hälfte der Standphase in hohem Maße auf die elastische Energie, die während des ersten Kontakts in den Muskeln und Sehnen gespeichert wurde.

In der Abbildung unten ist der linke Fuß in der Standphase des Gangzyklus erfasst.

2. Swing-Phase

Die Schwungphase beginnt in dem Moment, in dem der Fuß den Boden verlässt, und dauert an, bis er wieder auf dem Boden aufsetzt. Diese Phase macht 50-60 % Ihres Laufzyklus aus und dient dazu, Ihr Bein für den nächsten Schritt neu zu positionieren.

Wichtige Unterphasen der Swing-Phase:

• Früher Schwung:

Wenn sich Ihr Fuß vom Boden abhebt, ziehen Ihre Hüftbeuger und Kniesehnen Ihr Bein nach vorne. Das Knie beugt sich und bildet eine kompakte Form, die das Schwingen des Beins erleichtert.

• Late Swing (Terminal Swing):

Ihr Bein streckt sich nach vorne und bereitet sich auf die nächste Landung vor. Die Kniesehnen kontrollieren diese Vorwärtsbewegung und verhindern, dass Sie zu weit nach vorne gehen (d. h. den Fuß zu weit vor den Schwerpunkt setzen, was das Verletzungsrisiko erhöhen kann).

In der folgenden Abbildung ist der Läufer in der Schwungphase seines Schritts zu sehen.

Warum es wichtig ist, den Gangzyklus zu verstehen :

Das Verständnis des Gangzyklus ist der Schlüssel zur Verbesserung der Laufbiomechanik, zur Steigerung der Leistung und zur Verringerung des Verletzungsrisikos. Indem Sie analysieren, wie sich Ihr Körper in den einzelnen Phasen - dem Stand, dem Schwung und der Luftphase - bewegt, können Sie Ineffizienzen erkennen und Ihr Training auf Ihre spezifischen Bedürfnisse und Ziele abstimmen.

Ein Sprinter kann sich zum Beispiel auf die Optimierung seiner Antriebsphase konzentrieren, um die Geschwindigkeit zu maximieren, während ein Langstreckenläufer an der Verbesserung der Stoßdämpfung während der mittleren Phase arbeiten könnte. Wenn Sie wissen, welche Phase Sie anstreben sollten, können Sie auf die individuelle Biomechanik eingehen, Ihre Technik verfeinern und Anpassungen vornehmen, die Ihrem Laufstil und Ihren Zielen entsprechen.

Außerdem hilft Ihnen das Wissen über den Gangzyklus, potenzielle Probleme zu erkennen, die zu Verletzungen wie Schienbeinkantensyndrom oder Knieschmerzen führen können. Mit diesem Wissen können Sie Strategien wie Krafttraining, Trittfrequenzoptimierung und Übungen anwenden, um effizienter und effektiver zu laufen.

Schlussfolgerung: Intelligenter laufen beginnt mit Verstehen

Der Gangzyklus ist mehr als nur eine Abfolge von Bewegungen - er ist die Grundlage dafür, wie wir laufen. Wenn Sie die Biomechanik hinter jeder Phase verstehen, vom ersten Kontakt bis zum Vortrieb und Schwung, können Sie das Potenzial freisetzen, effizienter zu laufen, Verletzungen zu vermeiden und Ihr Training auf Ihre spezifischen Ziele zuzuschneiden.

Ganz gleich, ob Sie ein Sprinter sind, der auf explosive Kraft abzielt, oder ein Langstreckenläufer, der Ausdauer und Gleichgewicht sucht - wenn Sie sich auf die Nuancen Ihres Gangzyklus konzentrieren, können Sie Ihre Form verfeinern und Ihre Leistung maximieren. Wenn Sie also das nächste Mal Ihre Laufschuhe schnüren, denken Sie daran, dass jeder Schritt Teil eines gut orchestrierten Systems ist. Mit dem richtigen Wissen und Training können Sie jeden Schritt zum Erfolg führen. Viel Spaß beim Laufen!

Referenzen

Cappellini, G., Y. P. Ivanenko, R. E. Poppele, und F. Lacquaniti. Motor Patterns in Human Walking and Running", 2006. https://doi.org/10.1152/jn.00081.2006.

Kasmer, Mark E., Xue-Cheng Liu, Kyle G. Roberts, und Jason M. Valadao. 2013. Foot-Strike Pattern and Performance in a Marathon". International Journal of Sports Physiology and Performance 8 (3): 286–92. https://doi.org/10.1123/ijspp.8.3.286.

Kapri, Ekata, und Manju Mehta. 2021. Biomechanik des Laufens: Ein Überblick über den Gangzyklus'. ResearchGate. https://doi.org/10.34256/ijpefs2131.

Peter, Wenger. n.d. 'Understanding Pronation in Running: A Comprehensive Guide: Princeton Sports and Family Medicine, P.C.: Sportmedizin'. Princeton Sports & Family Medecine. Zugriff am 19. Dezember 2024. https://www.princetonmedicine.com/blog/understanding-pronation-in-running-a-comprehensive-guide.

Prateek, G. V., Pietro Mazzoni, Gammon M. Earhart, und Arye Nehorai. 'Gait Cycle Validation and Segmentation Using Inertial Sensors'. IEEE Transactions on Bio-Medical Engineering 67, no. 8 (August 2020): 2132-44. https://doi.org/10.1109/TBME.2019.2955423.

Robberechts, Pieter, Rud Derie, Pieter Van den Berghe, Joeri Gerlo, Dirk De Clercq, Veerle Segers, und Jesse Davis. Predicting Gait Events from Tibial Acceleration in Rearfoot Running: A Structured Machine Learning Approach". Gait & Posture 84 (Februar 2021): 87–92. https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2020.10.035.

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