Das Karriereportal für Wissenschaft & Forschung von In Kooperation mit DIE ZEIT Forschung und Lehre

Doping durch die Sohle

von david binnig

Schneller, länger und gesünder laufen: Dafür suchen Forscher nach dem perfekten Schuh.

Doping durch die Sohle© Blazej Lyjak - iStockphoto.comDer aktuelle Trend in der Laufschuhforschung heißt "Natural Running". Der ideale Laufschuh ist demnach so gestaltet als liefe man barfuß
Mit dem Schuh, der seinen Träger schneller machen soll, läuft man wie auf Sand. Man sinkt ein. Auf der Sohle des »On« sitzen 13 kleine Gummischläuche, die sich verformen, wenn man auftritt. Der On ist die derzeit ungewöhnlichste Entwicklung auf dem Laufschuhmarkt. Die 17 Millionen Hobbyläufer in Deutschland wollen Laufschuhe, die leicht sind, bequem, leistungsfördernd, gelenkschonend, muskelauf-, fettabbauend. Die Hersteller liefern so einiges. Vor allem Versprechungen. Jedes Jahr kommen Hunderte neue Modelle auf den Markt. Aber was macht überhaupt einen guten Laufschuh aus? In den Füßen stecken rund ein Viertel der mehr als 200 Knochen des menschlichen Körpers, 33 Gelenke, 107 Bänder. Wer dafür eine passende Hülle finden will, muss Bescheid wissen. Über Pro- und Supination, Vor-, Mittel- und Rückfußlauf, Dämpfung, Sprengung, Schuh oder Anti-Schuh.

Der On ist schlicht und einfarbig, anders als die etwa hundert anderen Modelle in dem vollgestopften Raum. Neben der Tür steht ein Umzugskarton voller Schuhkartons. Schuhe, am Stück oder zerschnitten, stehen und liegen auf Regalen, Schränken und dem Boden. Aus dem Chaos ragt ein Schreibtisch, hinter dem Gerd Brüggemann sitzt. Er spielt mit dem Skelettmodell eines Fußes und sagt: »In den letzten Jahrzehnten lief in der Laufschuhkonstruktion ganz viel falsch.« Brüggemann leitet das Institut für Biomechanik und Orthopädie an der Sporthochschule Köln. Er forscht seit 1986 in Sachen Interface - so nennt er die Verbindung aus Fuß, Schuh und Boden. Er hat etliche Schuhtrends miterlebt, der aktuelle heißt »Natural Running« - zurück zur natürlichen Bewegung, zur Freiheit des Fußes. Bis vor einigen Jahren sollten immer dickere Gel-, Gummi- oder Luftkissen in den Sohlen den Fuß vor Stößen schützen, Stützsysteme seine Einwärtsdrehung beim Aufsetzen, die Pronation, verhindern. Heute weiß man, dass die Pronation um zehn Grad eine natürliche Bewegung ist und ebenso wenig schadet wie die Stoßkräfte beim Aufsetzen des Fußes.

Das künstliche Ding zwischen dem Menschen und der Erde, auf der er wandelt, ist nur einige Millimeter dick. Doch die Schuhsohle wird ständig neu erfunden. Die des On sei eine gute Idee, sagt Gerd Brüggemann - »theoretisch«. Theoretisch gibt die Sohle aus röhrenförmigen Gummis nach, wenn der Fuß auftritt, sie verlängert Weg und Zeit des Aufpralls, verlangsamt den Impuls des Stoßes. »Wenn ein Muskel langsamer kontrahieren kann, hat er ein größeres Kraftpotenzial.« In der bislang einzigen Studie mit den On-Schuhen fanden Forscher der ETH Zürich tatsächlich einen Effekt. Im Vergleich zum Lauf mit ihren eigenen Schuhen hatten die 37 Probanden mit den Ons an den Füßen eine signifikant niedrigere Herzfrequenz und eine um 5,4 Prozent niedrigere Laktatkonzentration im Blut - ein möglicher Hinweis darauf, dass der Körper Energie spart. »Allerdings sollte man mit solchen physiologischen Parametern sehr vorsichtig sein«, sagt Brüggemann, »denn sie unterliegen starken natürlichen Schwankungen.« Noch sei von keinem Laufschuh bewiesen, dass er seinem Träger Vorteile verschaffe. »Aber wenn, wären wir tatsächlich beim Thema Materialdoping.« Das wurde schon bei der Entwicklung der Kompressionssocken heiß diskutiert. Die knielangen Strümpfe sehen zwar komisch aus, werden bei Läufern aber immer beliebter. Sie sollen den Blutfluss und dadurch die Leistung verbessern. Ihre Wirkung ist bislang jedoch umstritten. Die Kölner Forscher konzentrieren sich aktuell weniger auf das künstliche und mehr auf das Biomaterial, also den menschlichen Teil des Interface.

Das Biomechaniklabor ist dunkel, vor den Fenstern hängen schwarze Jalousien, an den Wänden Hochgeschwindigkeitskameras. Ein Student sitzt auf einer Art tiefergelegtem Sessel und stemmt sein rechtes Bein gegen eine Platte. Sein Sprunggelenk steckt in einer Ultraschallmanschette. Auf dem Bildschirm vor sich kann er sehen, wie sein Wadenmuskel die Achillessehne spannt. Dass sich Sehnen an Trainingsreize anpassen, ist erst seit etwa zehn Jahren bekannt. Wie genau diese Adaption funktioniert, wollen die Wissenschaftler herausfinden. Im April werden deshalb zwei von ihnen nach Jamaika fliegen. Zum schnellsten Mann der Welt. Ihr Forschungsobjekt: Usain Bolts Achillessehne. Der Grad der Steifigkeit der Sehne variiert von Mensch zu Mensch um bis zu 40 Prozent. Marathonläufer haben eher flexible Achillessehnen, Sprinter steife. Steife Sehnen können höhere Kräfte übertragen. Sie gezielt zu trainieren ist ein Ziel der Forscher. Das zweite ist, Verletzungen vorzubeugen: Der Anteil an Läufern, die pro Jahr mindestens eine laufbedingte Verletzung erleiden, liegt seit 30 Jahren fast konstant bei etwa 50 Prozent. »Das liegt heute wohl weniger an den Schuhen «, sagt Brüggemann, »sondern an den Läufern. Heute läuft eine ganz andere Klientel als vor 20 Jahren.« Er meint Leute, die in ihren ersten Lebensjahrzehnten kaum Sport gemacht haben und dann zu schnell zu viel wollen. Doch nicht nur falsches Training, auch falsche Schuhe können belasten. Zum Beispiel Hüfte und Knie. Um 54 beziehungsweise 36 Prozent wurden die Gelenke der Probanden beim Laufen in Neutralschuhen stärker belastet als barfuß. Zu diesem Ergebnis kamen 2011 Forscher der University of Virginia.

Auf Studien wie diese beruft sich auch eine wachsende, missionierende Gruppe innerhalb der Laufszene - die Sohlenlosen, Anhänger des Barfußkults. Jäger jagten und Sammler sammelten schließlich auch jahrtausendelang schuhlos. Dieses Evolutionsargument stammt von dem Harvard-Biologen Daniel Lieberman. Er verglich die Laufstile von kenianischen und US-Athleten, von Barfuß- und Schuhläufern. Ergebnis: Wer barfuß rennt, landet eher auf dem Vorfuß. Dabei sei die Stoßbelastung geringer als bei einer Landung auf dem Rückfuß. Vorfußlaufen gehöre zur Natur des Ausdauerjägers Mensch. Auf diesen Trend reagierte die Industrie mit dem paradoxen Produkt des »Barfußschuhs«. Doch die Frage, welcher Laufstil am gesündesten ist - Vor-, Mittel- oder Rückfuß -, ist längst nicht geklärt. »Viele Studien haben gezeigt, dass der Vorfußstil Knie- und Sprunggelenke stärker belastet und das Risiko, umzuknicken, erhöht«, sagt Gerd Brüggemann, der den meistverkauften Barfußschuh mitentwickelt hat, den Nike Free. Er ließ Leichathleten ein halbes Jahr lang viermal pro Woche das Aufwärmtraining damit bestreiten. Sie steigerten dadurch das Volumen mehrerer Muskeln im Unterschenkel und im Fuß um bis zu 12 Prozent. Ein Jahr nach dem Training hatten sie 30 Prozent weniger Verletzungen erlitten als die Läufer der Kontrollgruppe. »Mit einem solchen Schuh kräftigt man seine Füße«, sagt Brüggemann. »Er ist aber nicht dafür gemacht, damit zehn Kilometer oder gar einen Halbmarathon zu laufen.«

Im Kölner Labor finden fast täglich Testläufe statt. Der Raum ist klein und kahl, hinter blauen Jalousien steht ein niedriges Holzpodest, an den Ecken Lasermesssysteme, Kameras, ein 3-D-Ganzkörperscanner. Gegenüber nimmt ein Laufband ein Fünftel des kleinen Raumes ein. Anfang März lief Chrissie Wellington darauf, die vierfache Triathlon-Weltmeisterin. Sie kam, um Schuhe zu testen. »Es ging um die Steifigkeit der Mittelsohle«, erklärt Brüggemann. Und um ein Phänomen, das der Wissenschaftler als »Wabbeln der Muskeln« bezeichnet. Muskeln machen Musik, sie schwingen wie die Saiten einer Geige. »Wenn ein Muskel wabbelt, muss er gedämpft werden«, sagt Brüggemann. »Und das kostet Energie.« Die Schwingungen lassen sich aber von außen beeinflussen. Muskel-Tuning nennt Benno Nigg, ein Schweizer, der an der Universität Calgary forscht, seine Theorie. Demnach erfährt ein Fuß beim Aufsetzen einen Impuls mit einer bestimmten Frequenz. Gleicht diese der natürlichen Frequenz der Waden- und Oberschenkelmuskeln, kann es zu Resonanzerscheinungen kommen. Dämpft man die von außen, etwa durch spezielle Einlagen, erspart man den Muskeln Arbeit. Sie ermüden dann langsamer. Allerdings ist auch diese Theorie noch nicht bewiesen.
Und bislang sind Laufschuhe nicht an die Muskelfrequenz ihres Trägers angepasst - oder an die Elastizität seiner Achillessehne. Bis es so weit ist, lautet Benno Niggs Lösung aller Schuhkaufprobleme: Man kaufe, was sich am besten anfühlt. In einer seiner Studien testeten die Probanden fünf verschiedene Modelle. In denen, die sie als die bequemsten einschätzten, liefen sie auch am ökonomischsten. Sie verbrauchten darin beim Laufbandtest durchschnittlich 0,7 Prozent weniger Sauerstoff als beim Laufen im unbequemsten Modell.

Einigen Laufschuhen ist ihr Konstruktionsfehler schon anzusehen: der hohe Absatz. Bei vielen Modellen beträgt die Sprengung, also der Höhenunterschied zwischen Vor- und Rückfuß, zwölf Millimeter oder mehr. »Biomechanisch am besten sind aber acht Millimeter«, sagt Brüggemann. Zumindest für gesunde Füße. »Den Fuß völlig flach auf den Boden zu stellen ergibt jedoch auch nicht viel Sinn.« Wer trotzdem den radikalen, schuhlosen Weg gehen will, der sollte sich ein Jahr Zeit nehmen. »So lange dauert es, bis sich der Körper ans Barfußlaufen gewöhnt hat.« Wer durchhält, kann sich belohnen. Mit dem Gefühl, direkt auf Gras, Ton, Sand zu laufen, Matsch zwischen den Zehen zu spüren - und der Gewissheit, sich keine neuen Schuhe kaufen zu müssen.


Aus DIE ZEIT :: 04.04.2012

Ausgewählte Artikel
Ausgewählte Stellenangebote