Posted in: Medizin, Technik 29. Januar 2014 08:25 Weiter lesen →

Fuß arbeitet mit

Foto zeigt Fußabdruck in nassem Sand Der menschliche Fuß ist auf einzigartige Weise ans Gehen und Laufen angepasst. Das gilt nicht nur für seinen Aufbau, haben australische und katarische Forscher entdeckt. Der Fuß reagiert demnach aktiv auf Belastungen, indem sich die Muskeln der Fußsohle zusammenziehen. Auf diese Weise verhindern sie, dass das Knochen- und Sehnengewölbe beim Aufsetzen des Fußes regelrecht plattgedrückt wird.

„Die Funktion dieser Muskeln während der Stütz- und Abdruckphase ist seit vielen Jahren Gegenstand der Spekulation“, erläutern die Forscher um Luke Kelly von der University of Queensland. Anatomische Lehrbücher schrieben den Sohlenmuskeln meist nur eine Rolle beim Beugen bzw. Abspreizen der Zehen zu. Das Aktivierungsmuster dieser Muskeln lasse jedoch auf umfangreichere Aufgaben schließen, schreiben Kelly und Kollegen im Fachblatt „Interface“ der englischen Royal Society.

Um mehr über die Arbeitsweise der Muskeln zu erfahren, führten die Forscher zwei Experimente mit erwachsenen Freiwilligen durch. Während diese auf einem Stuhl saßen, wurde ihr Oberschenkel knapp hinter dem Knie mit einem Gewicht belastet. Videoaufnahmen des mit Markierungen gespickten Fußes und feine Messdrähte in den Sohlenmuskeln zeigten, dass der Fuß auf die Belastung nicht nur passiv reagierte.

Indem die Forscher die Belastung schrittweise bis zum 1,5-Fachen des Körpergewichts steigerten, wurde das Fußgewölbe immer flacher und länger. Dadurch wurden auch die unter dem Gewölbe verlaufenden Sohlenmuskeln – Abductor hallucis, Flexor digitorum brevis und Quadratus plantae – um bis zu 2 Prozent in die Länge gezogen. Ab einer Dehnung um etwa 1 Prozent setzte elektrische Aktivität in den Muskeln ein, die mit zunehmender Belastung rasch an Stärke zunahm. Als Folge bewirkten die höchsten Gewichte keine zusätzliche Deformierung von Fußgewölbe und Muskeln mehr. Diesen Effekt konnten die Forscher verstärken, indem sie die Sohlenmuskeln elektrisch stimulierten.

Neben dem passiven, elastisch federnden Fußgewölbe und seinem Sehnenapparat gebe es in der Fußsohle also auch noch ein aktives, krafterzeugendes Element, folgern Kelly und Kollegen. Nach Ansicht der Forscher könnte diese Kombination besonders gut geeignet sein, die beim Aufsetzen des Fußes wirkenden Kräfte abzufangen und gleichzeitig eine effektive Kraftübertragung zwischen Beinmuskulatur und Untergrund zu gewährleisten.

Forschung: Luke A. Kelly und Glen Lichtwark, School of Human Movement Studies, University of Queensland, Brisbane, und Department of Exercise Sport Science, Qatar Orthopeadic and Sports Medicine Hospital, Doha; und andere

Veröffentlichung Journal of the Royal Society Interface, DOI 10.1098/rsif.2013.1188

WWW:
Center for Sensorimotor Neuroscience, University of Queensland
Luke Kelly, Qatar Orthopaedic and Sports Medicine Hospital
Die Biomechanik des Fußes

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