1 EINLEITUNG UND PROBLEMSTELLUNG
2 ZIELSETZUNG
3 GEGENWÄRTIGER KENNTNISSTAND
3.1 Geschichtliche Herleitung der Kniebeuge
3.1.1 Kniebeuge im Kindesalter
3.1.2 Kniebeuge mit Zusatzgewicht
3.2 Phänomenologische Betrachtung der Kniebeuge
3.2.1 Die Positionierung der Langhantel
3.2.2 Die parallele Kniebeuge
3.2.3 Die halbe Kniebeuge
3.2.4 Die viertel Kniebeuge
3.2.5 Die tiefe Kniebeuge
3.3 Biomechanische Betrachtung der Kniebeuge
3.3.1 Anatomie
3.3.1.1 Anatomie des Sprunggelenks
3.3.1.2 Anatomie des Kniegelenks
3.3.1.3 Anatomie des Hüftgelenks
3.3.1.4 Anatomie der Lendenwirbelsäule
3.3.2 Bewegungsmöglichkeiten
3.3.2.1 Bewegungsmöglichkeiten des Sprunggelenks
3.3.2.2 Bewegungsmöglichkeiten des Kniegelenks
3.3.2.3 Bewegungsmöglichkeiten des Hüftgelenks
3.3.2.4 Bewegungsmöglichkeiten der Lendenwirbelsäule
3.3.3 Biomechanik der unterschiedlichen Kniebeugevarianten
3.4 Darstellung der populärwissenschaftlichen Theorien und Modelle zum Thema Kniebeuge
3.5 Überleitung zur Problemstellung
4 METHODIK
5 ERGEBNISSE
6 DISKUSSION
7 ZUSAMMENFASSUNG
8 LITERATURVERZEICHNIS
9 ABBILDUNGS-, TABELLEN-, ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS
9.1 Abbildungsverzeichnis
9.2 Tabellenverzeichnis
9.3 Abkürzungsverzeichnis
Innerhalb der Fitnessbranche steigt das Interesse an funktionellem Training, in dessen Rahmen häufig Grundübungen wie Bankdrücken, Kreuzheben und die Kniebeuge zum Einsatz kommen. Die vorliegende Arbeit bezieht sich auf die Kniebeuge. Zu dieser Übung existieren entgegengesetzte Meinungen und diverse Mythen. Eine der größten Annahmen der tiefen Kniebeuge ist die erhöhte Verletzungsgefahr des Kniegelenks und der Lendenwirbelsäule. Aus diesem Grund verzichten viele Kraftsportler auf tiefe Gelenkpositionen. Eine weitere Annahme ist, dass man die Knie nicht über die Fußspitzen schieben sollte.
Die vorliegende Arbeit befasst sich nun mit der Frage, welche individuellen Überlastungsschäden und Anpassungseffekte unterschiedliche Varianten der Kniebeuge zur Folge haben.
Hierzu wird in Kapitel Drei vorab der gegenwärtige Kenntnisstand festgehalten. Dazu gehört die Historie der Kniebeuge sowie die unterschiedlichen Varianten und ihre beteiligten Strukturen. Die Varianten werden anschließend in Kapitel Fünf und Sechs, mittels Primärstudien, untersucht und diskutiert. Zudem werden die in der Bewegung beteiligten Gelenke vorab erläutert. Des Weiteren wird in Kapitel Drei ein populärwissenschaftlicher Artikel eines Sportwissenschaftlers vorgestellt.
Ziel der Arbeit ist es, ein Review in Form einer eigenständigen Zusammenfassung des Forschungsstands zum Thema „Belastungsanalyse unterschiedlicher Kniebeugevarianten unter Berücksichtigung möglicher Überlastungsschäden und Anpassungseffekte“ zu verfassen. Als Grundlage dient die einschlägige theoretische und empirische Forschungsliteratur.
Im Folgenden werden aktuelle Kenntnisse über die Kniebeuge dokumentiert. Diese dienen als Hintergrundwissen für die nachfolgenden Inhalte.
Die Kniebeuge ist eine natürliche Bewegung des Menschen. Auch in der Tierwelt ist sie, beispielsweise bei den Affen, zu finden. In der Umgangssprache wird meist das Wort „Hocke“ benutzt. Erst durch die Zivilisation und der Entwicklung des Stuhls verschwand sie immer mehr aus unserem Leben. Zuvor wurde in der Hocke vieles des täglichen Lebens erledigt.
In der heutigen Zeit gilt es als selbstverständlich auf einer Toilette zu sitzen, um sein Geschäft zu verrichten. In der Vergangenheit wurde dafür die Hocke genutzt. Auch heutzutage gibt es noch in vielen Entwicklungs- und Schwellenländern, wie in großen Teilen Asiens, sogenannte Hocktoiletten (Venjakob, 2017, S. 13).
Dass Jeder einmal in der Lage war eine tiefe Kniebeuge durchzuführen, ist in Hinblick auf die allgemeine Unsportlichkeit der heutigen Generation kaum zu glauben. Kinder ab einem Alter von eineinhalb Jahren bevorzugen die tiefe Hocke beim spielen. Beide Fersen halten dabei Bodenkontakt, während sich das Gesäß weit unterhalb der Kniehöhe befindet. Die Fußspitzen sind leicht nach außen gedreht und die Knie ragen leicht über die Zehenspitzen heraus. Somit ähnelt diese Haltung der tiefen Kniebeuge enorm. Auch zum aufheben von Gegenständen nutzen sie diese. Somit heben Kinder nicht aus dem Rücken, sondern drücken sich aus den Beinen zurück in den Stand.
Mit Nutzung des Stuhls im höheren Alter, geht diese Fähigkeit allmählich verloren. „Trotz umfangreicher Literatur über die motorische Entwicklung hat sich bisher kein Entwicklungskonzept für die Beurteilung der Motorik herauskristallisiert" (Karch, Michaelis, Rennen-Allhoff, & Schlack, 1989).
Wann genau die erste Kniebeuge mit Zusatzgewicht gemacht wurde, lässt sich nicht sagen. Die erste Abbildung einer Langhantel, mit kugelförmigen Gewichten an den Enden, ist von 1854 (Todd, 1995, S. 10).
Somit kann gesagt werden, dass um diese Zeit herum auch die ersten Kniebeugen mit Zusatzgewicht durchgeführt wurden. 1889 wurde die Langhantel vom Deutschen Josef Markl dann weiterentwickelt. Man konnte die Langhantel nun mit Gewichtscheiben beladen (Todd, 1995, S. 13).
Ab 1934 gehörte die Kniebeuge zum klassischen Dreikampf der deutschen Meisterschaften im Gewichtheben. Der Dreikampf diente bis einschließlich 1972 dazu, den deutschen Meister zu ermitteln (Kampmann, 1950, S. 139-140).
Der aktuelle Weltrekord für die Kniebeuge mit dem höchsten Zusatzgewicht liegt bei 477,5 Kilogramm (kg) und wurde 2017 vom U.S. Amerikaner Williams Ray aufgestellt (International Powerlifting Federation, 2020).
Die Kniebeuge tritt in verschiedenen Erscheinungsformen auf. Im Folgenden werden unterschiedliche Varianten dieser vorgestellt. So ergeben sich diverse Varianten durch Änderung des Kniewinkels, der Fußstellung und der Positionierung der Langhantel. Grundsätzlich gilt, dass der Oberkörper während der Übungsausführung möglichst aufrecht und in einer natürlich lodorsierten Haltung bleibt (Chandler & Stone, 1991).
Wie und wo die Langhantel liegt, wirkt sich auf die Haltung des Oberkörpers aus. Hier wird zwischen der Nackenkniebeuge mit tiefer sowie mit hoher Ablage und der Frontkniebeuge unterschieden. In der ersten Variante liegt die Stange auf dem M. deltoideus pars spinales. Bei hoher Ablage liegt sie, unterhalb des siebten Halswirbels, auf dem M. trapezius pars descendens. In der Frontkniebeuge positioniert man die Stange mit pro- niertem Griff oberhalb der Schlüsselbeingelenke. Da sich der Schwerpunkt jeweils über dem Mittelfuß befindet, muss die Oberkörperhaltung, je nach Ablage, angepasst werden (Rippetoe & Kilgore, 2007, S. 31).
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 1 dient zur Veranschaulichung.
Die Ausführung der Bewegung beginnt aus dem aufrechten Stand, bei dem die Füße schulterbreit auseinander stehen. Beim absenken des Oberkörpers wird der Kniegelenkswinkel reduziert. Befinden sich Oberseite der Beinextensoren und Leistenfalte parallel in der horizontalen Ebene, ist die Endposition erreicht. Der Kniewinkel beträgt zwischen 60° und 70° (Fry, Aro, Bauer, & Kraemer, 1993).
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 2: Parallele Nackenkniebeuge (Hartmann & Wirth, 2014, S. 7)
Im Gegensatz zur parallelen Kniebeuge wird der Kniewinkel bei der halben Kniebeuge nur bis auf 80° - 100° reduziert (Wretenberg P. , Feng, Lindberg, & Arborelius, 1993).
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 3: Halbe Nackenkniebeuge (Hartmann & Wirth, 2014, S. 7)
3.2.4 Die viertel Kniebeuge
Die viertel Kniebeuge wird nur bis zu einem Kniegelenkswinkel von 110° - 140° absolviert (Wretenberg P. , Feng, Lindberg, & Arborelius, 1993), wodurch sich deutlich schwerere Lasten stemmen lassen.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 4: Viertel Nackenkniebeuge (Hartmann & Wirth, 2014, S. 7)
Die tiefe Kniebeuge ist die wohl umstrittenste Variante. Hier wird der Kniewinkel bis auf 40° - 45° reduziert (Wretenberg P. , Feng, Lindberg, & Arborelius, 1993), sodass sich das Gesäß unterhalb der Knie befindet.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 5: Tiefe Nackenkniebeuge (Hartmann & Wirth, 2014, S. 7)
„Die Biomechanik ist die Anwendung mechanischer Prinzipien auf biologische Systeme, biologisches Gewebe und medizinische Probleme“. Das vorliegende Kapitel befasst sich mit den Aufgaben der Sportbiomechanik, zu denen die Analyse und Optimierung sportlicher Bewegungstechniken sowie die Prävention von Verletzungen infolge von Überbeanspruchung und unphysiologischer Beanspruchung des menschlichen Bewegungsapparates gehören. Hier wird zwischen dem aktiven Bewegungsapparat, zu dem Muskeln, Sehnen und Sehnenscheiden gehören, und dem passiven Bewegungsapparat, zu dem Knochen, Bänder und Gelenke gehören, unterschieden (Richard & Kullmer, 2014, S. 19).
Anschließend werden die verschiedenen Varianten der Kniebeuge unter Einbeziehung der anatomischen Aspekte näher betrachtet.
Bei der Kniebeuge wird ein Großteil der Beinmuskulatur, die Hüftextensoren, die Hüft- abduktoren, die Hüftadduktoren und die Wadenmuskulatur beansprucht (Nissel & Ekholm, 1986).
Im Folgenden werden die von der besagten Muskulatur mobilisierten Gelenke und ihre einzelnen Strukturen dargestellt. Des Weiteren wird der Lendenwirbelsäule Beachtung geschenkt, da in der Praxis des Krafttrainings immer wieder angenommen wird, dass dieser Bereich, neben den Kniegelenken, erhöhte Verletzungsgefahr bei Kniebeugen mit höheren Lasten aufweist.
Das Sprunggelenk besteht aus dem oberen Sprunggelenk (OSG) und dem unteren Sprunggelenk (USG).
OSG:
Das Schienbein (Tibia), das Wadenbein (Fibula) und das Sprungbein (Talus) bilden die knöcherne Struktur des Gelenks. Die umliegenden Bänder spielen bei der Gelenkstabilisierung eine primäre Rolle. Der Bandapparat besteht aus einem lateralen (Lig. fibulotalare anterior, Lig. fibulotalare posterior und Lig. fibulocalcanare) und einem medialen (Lig. deltoideum, Lig. tibiocalcanare, Lig. tibionaviculare, Lig. tibiotalare superficiale, Lig. tibiotalare anterius und Lig. tibiotalare posterius) Bandkomplex (Barg & Hintermann, 2012, S. 29-39).
USG:
Das USG besteht aus zwei Gelenkkomplexen. Es wird aus dem posterioren Talokalkana- elgelenk, bestehend aus Sprungbein (Talus) und Fersenbein (Calcaneus), und dem talo- kalkaneonavikularem Gelenk, bestehend aus Kahnbein (Os Naviculare), Fersenbein (Calcaneus) und Sprungbein (Talus), gebildet. Die Bandsicherung erfolgt beim posterioren Talokalkalkanaelgelenk über das Lig. talocalcaneum anterius, medius und laterale. Beim talokalkaneonavikularem Gelenk sorgen das Lig. calcaneonaviculare plantare und das Lig. interosseum für die Gelenkstabilität (Resnick, 1974).
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 6 zeigt die Muskeln, dessen Kontraktion zur Bewegung des oberen und unteren Sprunggelenks nötig ist.
Knöcherne Strukturen des Kniegelenks (Articulatio genu) bilden der Oberschenkelknochen (Femur), das Schienbein (Tibia) und die Kniescheibe (Patella). Muskeln und Bänder sind für die Stabilisation verantwortlich. Die Patella ist in das Lig. patellae eingelagert. Damit ist die Patella ein Sesambein. Die Gelenkflächen des Oberschenkelknochens und des Schienbeins weisen eine Inkongruenz auf. Um diese auszugleichen und die Kontaktfläche zu vergrößern, befinden sich auf den lateralen und medialen Gelenkflächen die Menisken. Diese bestehen aus knorpelähnlichen Zellen und Bindegewebe mit kollagenen Fasern. Das Kniegelenk hat einen komplexen Bandapparat. Dazu gehören das innere und äußere Seitenband (Lig. collaterale mediale und Lig. collaterale laterale) sowie das vordere und hintere Kreuzband (Lig. cruciatum anterius und Lig. cruciatum posterius) (Richard & Kullmer, 2014, S. 175-177). Abb. 7 dient zur Veranschaulichung.
Des Weiteren kann das Kniegelenk weiter aufgeteilt werden in das tibiofemorale Gelenk, dessen Bestandteile die Gelenkflächen des Schienbeins und des Oberschenkelknochens sind, und in das patellofemorale Gelenk, dessen Bestandteile die Gelenkflächen der Kniescheibe und des Oberschenkelknochens bilden (Prescher, 2011, S. 1).
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 7: a) Knöcherne Strukturen des Kniegelenks b) Bandapparat des Kniegelenks (Richard & Kullmer, 2014, S. 176)
Es wird die Kontraktion folgender Muskeln benötigt, um das Kniegelenk zu bewegen (Strobel, Stedtfeld, & Eichhorn, 2013, S. 6-35):
- M. quadriceps femoris
- M. biceps femoris
- M. semimembranosus
- M. gastrocnemius
- M. popliteus
- M. fasciae latae
- M. sartorius
Das Hüftgelenk (Articulatio coxae) wird aus dem Kopf des Oberschenkelknochens (Femur) und dem Hüftbein (Os coxae) gebildet. Die knöcherne Struktur sorgt bei dem Hüftgelenk primär für Stabilität. Die sekundäre Stabilisierung erfolgt durch einen Bandapparat, dessen Teil das Lig. ischiofemorale, das Lig. iliofemorale und das Lig. pub- ofemorale sind (Schünke, 2000, S. 315-318).
Die folgenden Muskeln sorgen für Bewegung im Hüftgelenk (Kapandji, 2009, S. 338350):
- M. iliopsoas
- M. sartorius
- M. rectus femoris
- M. fasciae latae
- M. pectineus
- M. adductor longus
- M. gracilis
- M. glutaeus maximus
- Mm. glataei medius und minimus
- M. biceps femoris caput longum
- M. semitendinosus
- M. semimembranosus
- M. adductor magnus
- M. obturatorius internus
- M. obturatorius externus
- Mm. gemelli
- M. adductor brevis
Die Lendenwirbelsäule (Vertebrae lumbales) besteht aus fünf Lendenwirbeln und besitzt eine Lumballordose. Die Wirbelkörper (Corpus vertebrae) der Lendenwirbelsäule sind im Vergleich größer als die der Hals- und Brustwirbelsäule, da sie höheren Krafteinwirkungen ausgesetzt sind (Stofft, 2011, S. 15-16).
Die Wirbel bestehen jeweils aus dem Wirbelkörper, dem Wirbelbogen, dem Wirbelkanal, den Querfortsätzen, dem Dornfortsatz und den Gelenkfortsätzen mit den Gelenkflächen (Tittel, 1994, S. 74).
Zwischen den Wirbelkörpern liegt jeweils eine Bandscheibe (Discus intervertebralis). Sie besteht aus einem äußeren Ring (Anulus fibrosus), der aus kollagenen Fasern besteht, und dem Gallertkern (Nucleus pulposus), der aus einem flüssigen Gel besteht und die Funktion eines Wasserkissens hat. Die Bandscheibe dient somit als Stoßdämpfer zwischen den Wirbeln (Stofft, 2011, S. 17-18).
Die folgenden Bänder stabilisieren die Lendenwirbelsäule (Stofft, 2011, S. 19-21):
- Lig. longitudinale anterius
- Lig. longitudinale posterius
- Ligg. flava
- Ligg. interspinalia
- Lig. supraspinale
- Ligg. intertransversaria
Folgende Muskeln sorgen bei der Lendenwirbelsäule für Mobilisation (Eifler, 2019, S. 94):
- Mm. erector spinae (autochthone Rückenmuskulatur)
- M. rectus abdominis
- M. obliquus externus abdominis
- M. obliquus internus abdominis
- M. transversus abdominis
- M. quadratus lumborum
Nachfolgend werden die Bewegungsmöglichkeiten und ihre Folgen der besagten Gelenke erläutert. Tab. 1 stellt die wichtigsten Bewegungsbezeichnungen in Fachterminologie vor.
Tab. 1: Anatomische Bewegungsbezeichnungen modifiziert nach (Waschke, Böckers, & Paulsen, 2019, S. 13)
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
OSG:
Das obere Sprunggelenk ist ein Scharniergelenk. Es ermöglicht eine Dorsalextension von 20° bis 30° und eine Plantarflexion zwischen 40° und 50° (Rothkötter, 2011, S. 6). Tab. 2 ordnet die Muskulatur der jeweiligen Bewegungsmöglichkeit zu.
Tab. 2: Muskulatur Dorsalextension und Plantarflexion modifiziert nach (Rothkötter, 2011)
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Des Weiteren führt die Dorsalextension, durch die Anordnung der Knochen und Gelenke, zu einer Innenrotation im Unterschenkel und einer Pronation im Vorfuß. Im Umkehrschluss folgt auf die Plantarflexion eine Außenrotation im Unterschenkel und eine Supination im Vorfuß (Barg & Hintermann, 2012, S. 37-38).
USG:
Das untere Sprunggelenk ermöglicht eine Supination und eine Pronation (Hellpap, 1963). Tab. 3 ordnet die Muskulatur der jeweiligen Bewegungsrichtung zu.
Tab. 3: Muskulatur Supination und Pronation modifiziert nach (Falk & Mittlmeier, 2017)
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Zudem geht die Supination mit einer Plantarflexion, und die Pronation mit einer Dorsalextension einher (Falk & Mittlmeier, 2017).
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