bewegungsphysiologie: gehen

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Gehen: das Gehen des Menschen ist eine zyklische Bewegung auf zwei Beinen zur Fortbewegung, bei der immer mindestens ein Fuß Kontakt mit dem Boden hat. Durch Wegfall dieser Forderung kann bei weiter beschleunigter Fortbewegung aus dem Gehen Jogging, Running und Sprinting werden. Gehen findet sich im unterschiedlichem Kontext als alltägliche Fortbewegung auf zwei Beinen, also der Muße dienendes Spazierengehen, als ambitionierteres Walking, als Sportart Gehen sowie als Wandern. Ambitionierteres Gehen kann durchaus die Grundlagenausdauer fördern und bietet bereits einen nennenswerten präventiven Effekt gegen einige wichtige Erkrankungen wie etwa Herzinfarkt, Diabetes, Schlaganfall, die als typische Folge heutiger zivilisatorischer Lebensweise häufig auftreten.

In vereinfachter Betrachtung besteht das Gehen daraus, daß ein Fuß – seitlich versetzt – vor den anderen gesetzt wird. Biomechanisch ist dies weit komplexer als es erst einmal erscheint. Die Grundkomponenten dieses Vorgangs sind jedoch, daß zu Beginn der Spielbeinphase, in der ein Fuß vom Boden abhebt, die Hüftbeuger einen Oberschenkel nach vorn ziehen, wobei das Kniegelenk zuerst eine passive, schwerkraftgemäße Beugung erfährt, um danach aus Kraft des Quadrizeps ein wenig gestreckt zu werden, damit die gewünschte Schrittlänge erreicht ist, wenn der Fuß meist in leichter Dorsalflexion auf dem Boden wieder aufgesetzt. Daraufhin findet eine Abrollbewegung in Richtung Plantarflexion statt, bei der der Trizeps surae einen Beitrag zum Vortrieb leisten kann. Ist der Fuß aufgesetzt, beginnen die Hüftextensoren – und hier bei moderatem Vortrieb vor allem die Ischiocrurale Gruppe – mit einer Hüftextension das Becken gegenüber dem abrollenden Standfuß nach vorn zu schieben. Ab einem gewissen Punkt hebt der hintere Fuß am Ende seiner Abrollphase als Standfuß ab und muß dorsalflektiert werden, damit die Zehen dieses Fußes im Übergang zur nächsten Standbeinphase nicht auf dem Boden anstoßen.

Auf diese Weise ergibt sich eine zyklische Bewegung, die im Wesentlichen in flexiblem Verhältnis von der Ischiocrurale Gruppe und dem Trizeps surae angetrieben wird. Die ventrale Muskulatur der unteren Extremität ist für den eigentlichen Vortrieb nicht von Bedeutung, Die Fußheber des Unterschenkels besitzen nur die Rückstellfunktion, damit eine erneute Plantarflexion den Vortrieb fördern kann und müssen nebenbei verhindern, daß die Zehen am Boden anstoßen. Der Quadrizeps, der hauptsächlich den ventralen Oberschenkel stellt, ist als Strecker des Kniegelenks beteiligt, um in der Spielbeinphase die gewünschte Schrittlänge zu erreichen, unterstützt die Streckung des Kniegelenks am Ende der Standbeinphase aber kaum.

Das Gehen stellt eine stetige Vorwärtsbewegung des Schwerpunkts dar, die allerdings nicht völlig gleichförmig ist: in ventraler Richtung bewegt sich der Schwerpunkt nicht völlig gleichmäßig nach vorn. Viel mehr aber oszilliert der Schwerpunkt in kranialer Richtung. Das Ausmaß beider Oszillationen hängt stark vom individuellen Gehstil ab. Die Exploration Gehen bietet eine Möglichkeit, die wichtigsten variablen Parameter zu erkunden.

Die späte Standbeinphase, in der ein Bein das Becken nach vorn drückt, verursacht durch die Massenträgheit des abgestützten Teilkörpergewichts jeweils eine Verschiebung der kontralateralen Seite nach hinten, was noch dadurch verstärkt wird, daß die kontralateralen Hüftbeuger das Spielbein nach vorn beschleunigen, was ebenfalls das Becken aufgrund der Massenträgheit nach hinten zieht. Dies ergibt eine Oszillation des Beckens um die Hochachse (kranial-kaudal), im Bild übertrieben dargestellt:

Sowohl die Hüftextension des Standbeins als auch die Hüftflexion des Spielbeins üben ein Drehmoment in Richtung der Querachse des Beckens (links-rechts) aus, was zu einer Oszillation des Beckens um diese Achse führt, im Bild übertrieben dargestellt:

Zu diesen beiden Oszillationen kommt noch eine um die Längsachse des Beckens (frontal-dorsal) durch die Schwerkraftwirkung des abgestützten Teilkörpergewichts auf der Seite des Spielbeins, welche das Becken absenkt, und die Kniestreckung des Standbeins kommt, welche das Becken auf der Seite des Standbeins anhebt, im Bild übertrieben dargestellt:

Das erfordert von der Muskulatur des Oberkörpers, die Position des Beckens zu stabilisieren, was je ausgeprägter sein wird, je schneller und je impulshafter die Fortbewegung ist.

Um die Oszillationen des Beckens möglichst gering zu halten, was den Vortrieb verbessert und mögliche Nebenwirkungen wie vermehrten Verschleiß in den Gelenken vermindert, muß nicht nur die Muskulatur des Oberkörpers das Becken stabilisieren. Es stellt sich zu diesem Zweck auch eine gleichzeitig-gegenläufige Bewegung der Arme ein, die die Stabilität des Oberkörpers sehr deutlich fördert. Diese muß um so ausgeprägter sein, je stärker sich die Beine bewegen.

Da die Masse der Beine in der Größenordnung von 3 mal so groß ist wie die der Beine, und die Beine durch ihre größere Länge größere Hebelarme darstellen, ist der Massenausgleich durch die Arme notwendigerweise nicht vollständig, er spielt aber eine wesentliche Rolle, wie der Versuch, ihn zu unterlassen, leicht zeigt. Dabei geht die Masse der Arme linear in den Ausgleich ein, der Arbeitsbereich, in dem sich die Arme bewegen, aber quadratisch, denn für einen größeren Arbeitsbereich muß die Beschleunigung größer werden. Aus diesen Gründen spielt die Masse und vor allem die Leistungsfähigkeit der vor allem der Frontalabduktoren und der Retrovertoren des Schultergelenks für Sprinter eine große Rolle, was man ihrem Körperbau besonders im Vergleich zu Langstreckenläufern auch gut ansieht.