Wat is de optimale looptechniek tijdens hardlopen?

Fysiotherapeuten die hardlopers onder behandeling hebben, vragen zich soms af wat nu precies de optimale looptechniek is om prestaties te verbeteren en blessures te voorkomen. Hardlopen is een relatief langdurig repetitieve beweging. Daardoor kan een kleine aanpassing in de looptechniek uiteindelijk een groot effect hebben op de loopprestatie. Daarnaast kan een aanpassing van de looptechniek het risico op een blessure verkleinen. Toch is nog niet alles duidelijk: soms heeft een loper een slechte looptechniek, zoals Emil Zatopek de ‘Czech Locomotive’, terwijl hij toch bij de olympische top behoorde.

De hardloopbeweging is te analyseren met behulp van kinetica en kinematica:

• Kinetica: Dit staat ook wel bekend als krachtenleer en beschrijft de samenhang tussen de bewegingen en de krachten die nodig zijn om de beweging mogelijk te maken.
• Kinematica: Dit staat ook bekend als bewegingsleer waarbij de beweging van een lichaam wordt beschreven zonder de krachten hierin mee te nemen.

Een been doorloopt tijdens het hardlopen ongeveer 85-95 keer per minuut de volgende loopcyclus: landingsfase, standfase, zwaaifase, landingsfase. Bij goed getrainde lopers met een gelijke trainingsachtergrond en prestaties worden toch individueel biomechanische verschillen gezien. Zo werd er in een studie gevonden dat de gemiddelde grondcontacttijd tijdens de standfase bij een groep van 54 topatletes 179,9 milliseconden was, maar sommigen hadden 6% korter en anderen 7% langer grondcontact. Dat is relevant omdat grondcontacttijd nauw gerelateerd is aan paslengte en paslengte weer nauw gerelateerd is aan maximale loopsnelheid (1). De grondcontacttijd is door explosieve training te verkorten. Ook bij analyse van de knieflexie in de zweeffase werd een grote spreiding onder gelijk getrainden geconstateerd. Gemiddeld is de maximale knieflexie 127,9 graden, maar de spreiding is aanzienlijk (109-140 graden). Ook deze spreiding is relevant: als de knie minder gebogen en het been dus langer is tijdens de zwaaifase is er meer kracht nodig om het been naar voren te zwaaien. Naast verschillen tussen lopers zijn er natuurlijk ook overeenkomsten bij gelijkwaardig getrainde lopers in bijvoorbeeld kracht- en spieractivatiepatronen en gewrichtshoeken.

Het dijbeen

Het dijbeen vervult tijdens het hardlopen een paar belangrijke functies:

• het stabiliseren van de knie in de standfase,
• absorptie van de landing,
• het genereren van een voorwaartse propulsie in de standfase.

De hoek die het dijbeen maakt is van groot belang voor de duur van de standfase. De dijbeenhoek wordt gevormd door een denkbeeldige loodlijn vanuit het lichaamszwaartepunt en de lijn van het dijbeen. Hiellanders hebben bij de voetplaatsing een hoek van 25 graden flexie en aan het eind van de standfase 35 graden extensie. Bij middenvoetlanders is de flexie hoek beduidend minder waardoor remming minder optreedt omdat de voet minder ver voorwaarts geplaatst wordt. Een hiellander heeft daardoor een langere standfase waardoor veel energie in de grond verdwijnt en er minder overblijft voor de propulsie. 95% van de recreatieve lopers hebben hiellanding terwijl dit veel minder is bij de elite. Middenvoetlanding is dus gunstiger.

De gluteus maximus is tijdens het hardlopen niet het meest actief tijdens de heupextensie, maar als de heup na de afzet naar flexie gaat. Het doel is dus niet de extensie genereren, maar de heupflexie beheersen. De gluteus is daarom vooral net voor de voetlading opeens erg actief. Bij krachttraining moet deze excentrische werking van de gluteus nagebootst worden.
De rectus femoris is gematigd actief net voor de landing en gedurende de eerst 60% van de standfase. Doel in die fase is toename in knieflexie tegengaan. Deze spier is echter juist extreem actief tijdens de eerste 50% van de zwaaifase en helpt zo het been naar voren te zwaaien.
De gangbare gedachte is dat de hamstrings bij de standfase een concentrische contractie maken om de heup naar extensie te brengen, maar via EMG-analyse is geconstateerd dat de hamstrings in de laatste 1/3 van de standfase zelfs volledig inactief zijn, althans qua emg-activiteit. Het blijkt dat de hamstrings pas in de laatste 1/3 van de zweeffase excentrisch actief worden en het sterkst actief zijn net voor de voetlanding. Daardoor ontstaat er een voorspanning in deze spier en wordt het been ‘stijver’ waardoor de energie van een prestretch tijdens de zweeffase in de hamstrings opgeslagen kan worden. Deze energie komt vervolgens weer vrij als na de voetplaatsing de hamstrings als een elastiek terugspringt naar de normaal lengte en zo tijdens de standfase de propulsie genereerd. Deze ‘Stretch-Shortening Cycle (SSC)’ wordt ook gezien bij de gluteus maximus en de quadriceps.

Knie

De functie van de knie is om de impact van de landing op te vangen door een toename van de knieflexie op het moment van de voetplaatsing. Daarnaast heeft de knie de functie bij het produceren van een voorwaartse propulsie door een krachtige extensie in de standfase. De kniehoek wordt gevormd tussen een denkbeeldige loodlijn vanaf het kniegewricht en de lijn van het scheenbeen. Bij hiellanders is bij de voetplaatsing de kniehoek klein (0-25 graden) waardoor de impact van de landing veel groter is dan de impact die ontstaat bij een middenvoetlanding (>25 graden). Daarnaast is er bij een kleine kniehoek ook een langere grondcontacttijd wat ervoor zorgt dat de propulsie naar voren veel kleiner wordt, omdat er veel energie in de grond verloren gaat. De kniehoek neemt idealiter gedurende de eerste 50% van de zwaaifase toe tot meer dan 90 graden.

Enkel

De functie van de enkel is het produceren van een voorwaartse propulsie in de standfase en het been te stabiliseren door het voorkomen van te veel pronatie en supinatie. Net als bij het dijbeen en de knie is ook de hoek die de enkel maakt van groot belang voor optimalisatie van de voorwaartse propulsie. Neutrale enkel positie is 90 graden (ziet men bij midvoetlanders), dorsaalflexie >90 graden (ziet men bij hiellanders), plantairflexie <90 graden (ziet men bij voorvoetlanders). Tijdens de eerste 60% van de standfase neemt de dorsaalflexie toe, daarna ontstaat plantairflexie (tot gemiddeld 67 graden). De voorwaartse propulsie wordt voor het grootste deel geproduceerd door de gastrocnemius. In het eerste deel van de standfase remt de gastrocnemius de dorsaalflexie, daarna neemt de EMG activiteit af naar nul, maar genereert de gastrocnemuis wel veel propulsie kracht via het vrijkomen van de opgeslagen energie tijdens de Stretch-Shortening Cycle (SSC). In de zweeffase wordt de gastrocnemius op voorspanning gebracht vanuit een prestretch. Vervolgens schiet de gastrocnemius als een elastiek bij de voetplaatsing terug naar zijn normaallengte. Dit proces kan echter alleen optreden als de enkel minder dan 90 graden dorsaalflexie maakt bij de voetplaatsing. Een hiellander maakt dorsaalflexie van meer dan 90 graden en daarmee is de functie van de gastrocnemius uitschakelt. Voor een optimale propulsie is dus een enkelhoek nodig die minder dan 90 graden is. Dit zien we terug bij midden- en voorvoetlanding.

Bovenlichaam

Bij het analyseren van de hardloopbiomechanica wordt er wat betreft bovenlichaam gekeken naar het bekken, de core-spieren en de armen. De functie van het bovenlichaam is om (a) een fixatiepunt te vormen voor de benen waardoor deze een goede krachtsoverdracht kunnen uitoefenen, (b) het handhaven van een juiste houding ten behoeve van pasfrequentie en paslengte en tot slot (c) het corrigeren van overmatige rotatie. Deze rotatie ontstaat door de beenzwaai naar voren, deze wordt gecompenseerd door een voorwaartse armzwaai van de heterolaterale arm. Daarnaast wordt de optredende rotatie tegengegaan door contractie van de schuine buikspiermusculatuur. Het op deze wijze ‘neutraliseren’ van de rotatie die vanuit het been ontstaat voorkomt dat men onnodige energie verspilt en komt de loopeconomie en de prestaties ten goede.

Stretch-Shortening Cycle (SSC)

De hardloopbeweging en propulsie zijn een product van het Stretch-Shortening Cycle (4). Dit proces beschrijft de spierfunctie bij het hardlopen als een springveer. De spier ondergaat een voorbereidende prestretch om vervolgens terug te veren naar normaallengte. Dat betekend dat loopspecifieke krachtraining van de hamstrings dit proces moet nabootsen. Concentrische contracties trainen via een ‘hamstrings curl’ heeft dan weinig zin. ‘Bicycle leg swings’ bootsen wel de SSC na. Op dezelfde wijze zijn ‘heel raises’ relatief zinloos voor de kuitspier. Een oefening die de SSC van voor de kuit wel nabootst is de ‘falls to earth with forward hops’.

Conclusie

Een grondige kennis van hardloopbiomechanica en spierfunctie is essentieel voor een fysiotherapeut om loopprestaties te bevorderen en het blessure risico te verminderen. Tussen gelijkwaardige lopers worden biomechanisch nog redelijk grote verschillen gevonden. Toch zijn er ook veel overeenkomsten te zien in spieractivatie patronen en gewrichtshoeken. Het invullen van looptraining vanuit de kennis van het SSC principe is cruciaal. Loopspecifieke (kracht)training die voortvloeit uit deze kennis kan de specifieke spierkracht en zo de loopprestatie bevorderen. Krachttraining die onvoldoende aangrijpt op imitatie van de hardloopbeweging zal niet tot nauwelijks leiden tot een verbetering van de loopprestatie.

Heb jij ook een passie voor hardlopen dan is de cursus De Running Fysiotherapeut echt iets voor jou.