Sehnen schützen Muskeln

Mittwoch, 28. September 2011, 1:01 • Rubrik Medizin, Sport.

Ob beim Auftreten, Springen oder bei Kniebeugen – Muskeln setzen den Körper nicht nur in Bewegung, sondern müssen ihn auch bremsen. Dabei werden sie durch die Sehnen vor einer Überlastung geschützt, demonstrieren Versuche amerikanischer Forscher. Beim Abfangen eines Falls werden erst die Sehnen im Bein jäh gestreckt, um dann ihrerseits die Muskeln langsam und schonend in die Länge zu ziehen.

Erst wird die Sehne (blau) gestreckt, dann der Muskel (rot). Grafik: Roberts Lab/Brown University

“Lange Zeit nahm man an, dass die Bewegungen des Körpers allein durch die Muskulatur als Antrieb erklärt werden könnten”, so Thomas Roberts von der Brown University. “Es zeigt sich jedoch immer deutlicher, dass die Sehnen mit ihrer Elastizität ebenfalls eine bedeutende Rolle spielen.” Dieses Wissen helfe nicht nur bei der Therapie von Verletzungen, sondern auch in der Trainingswissenschaft und bei der Entwicklung von Prothesen.

Roberts und Kollegen führten ihre Versuche mit sechs Truthähnen durch. Die Forscher implantierten den Vögeln Dehnungs- und Kraftsensoren in den Wadenmuskel und in die fußwärts angeschlossene Sehne – das Gegenstück zur Achillessehne des Menschen. Dann ließen sie die Tiere aus einer Höhe von anderthalb Metern fallen und verfolgten, wie diese ihren Schwung beim Aufkommen abfingen.

Die Sensordaten offenbarten einen zweiphasigen Verlauf, berichten die Forscher in den “Proceedings of the Royal Society”. Zeitgleich mit der jähen Beugung von Knie- und Fußgelenk stieg auch die in der Sehne wirkende Kraft rapide an, während sich der Wadenmuskel sogar leicht kontrahierte – möglicherweise ein Reflex. Erst eine Zehntelsekunde nach dem Bodenkontakt setzte die Dehnung des Muskels ein und zog sich über beinahe eine halbe Sekunde hin. In dieser Zeit sank die in der Sehne gemessene Kraft wieder gegen null.

Letzten Endes werde die Bewegungsenergie des Falls also im Muskel aufgenommen, folgern Roberts und Kollegen. Die mit dem Muskel verbundene Sehne funktioniere dabei wie ein Stoßdämpfer: Sie nehme die rasch freiwerdende Energie auf und leite sie dann so langsam an den Muskel weiter, dass dieser keinen Schaden nehme.

Forschung: Nicolai Konow, Emanuel Azizi und Thomas J. Roberts, Department of Ecology and Evolutionary Biology, Brown University, Providence

Veröffentlichung Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 28. September 2011, DOI 10.1098/rspb.2011.1435

WWW:
Roberts Lab, Brown University
Sehnen
Passiver Bewegungsapparat

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