Laut Wissenschaftlern war das Fußgewölbe des Menschen der Schlüssel zum aufrechten Gehen

Von Dennis Thompson HealthDay Reporter

MITTWOCH, 31. Mai 2023 (HealthDay News) – Dieser glückliche, selbstbewusste Schwung in Ihrem Schritt ist wahrscheinlich ein Vorteil der menschlichen Evolution, argumentiert eine neue Studie.

Es wurde lange angenommen, dass das erhöhte Fußgewölbe uns beim Gehen hilft, indem es als Hebel fungiert, der den Körper vorwärts treibt, sagten Forscher in Hintergrundinformationen.

Doch ein weltweites Wissenschaftlerteam hat nun herausgefunden, dass der Rückstoß des flexiblen Fußgewölbes auch den Knöchel aufrichtet und so ein effektiveres Gehen ermöglicht.

Dieser Rückstoß unterstützt das Laufen stärker, was darauf hindeutet, dass Menschen einen flexiblen Fußgewölbe entwickelt haben, der ihnen hilft, effizienter zu laufen, so die Forscher. Dass es auch beim Gehen hilft, ist ein zusätzlicher Bonus.

„Wir dachten ursprünglich, dass der federartige Bogen dabei hilft, den Körper auf die nächste Stufe zu heben“, sagte die leitende Forscherin Lauren Welte, Postdoktorandin an der University of Wisconsin-Madison, in einer Pressemitteilung der Fachzeitschrift. „Es stellt sich heraus, dass stattdessen der federartige Bogen zurückfedert, um dem Knöchel dabei zu helfen, den Körper anzuheben.“

Die Entwicklung der menschlichen Füße war entscheidend für die Fähigkeit, aufrecht zu gehen, und dazu gehört auch das erhöhte Mittelgewölbe, das uns von Menschenaffen unterscheidet, sagten Forscher.

Es wird angenommen, dass der Bogen dem Menschen mehr Hebelkraft beim aufrechten Gehen gibt, sagten Forscher. Es ist nicht klar, warum genau, aber es hat sich gezeigt, dass das Laufen mehr Energie erfordert, wenn die Bewegung einer Person eingeschränkt ist, sagten Forscher.

Der Rückstoß des Fußgewölbes könnte uns möglicherweise zu besseren Läufern machen, indem er unsere Körpermitte nach vorne treibt oder die Muskeln bei der mechanischen Bewegungsarbeit unterstützt.

Um diese Hypothesen zu untersuchen, filmte das Forschungsteam sieben Teilnehmer mit unterschiedlicher Beweglichkeit des Fußgewölbes und nutzte Hochgeschwindigkeits-Röntgenkameras zur Bewegungserfassung, während die Menschen gingen und rannten. Die Höhe des Fußgewölbes jedes Teilnehmers wurde gemessen und sein rechter Fuß mittels CT gescannt.

Anschließend erstellten die Forscher starre Fußgewölbemodelle und verglichen sie mit der durch diese Aufzeichnungen beobachteten Bewegung der Fußknochen, um die Auswirkung der Fußgewölbebeweglichkeit auf benachbarte Gelenke zu testen.

Das Team hat auch gemessen, welche Gelenke am meisten zum Rückstoß des Bogens beitrugen und welchen Beitrag der Rückstoß des Bogens zum Vortrieb einer Person leistete.

Die Wissenschaftler hatten damit gerechnet, dass der Rückstoß des Bogens dem starren Hebel des Bogens dabei helfen würde, den Körper anzuheben.

Sie fanden jedoch heraus, dass ein starres Fußgewölbe ohne Rückstoß entweder dazu führte, dass der Fuß den Boden vorzeitig verließ, oder dass die Knöchelknochen zu weit nach vorne geneigt waren. Dadurch entstand eine Körperhaltung, die eher der Haltung schreitender Schimpansen entsprach als der charakteristischen aufrechten menschlichen Haltung.

„Die Beweglichkeit unserer Füße scheint es uns zu ermöglichen, aufrecht zu gehen und zu laufen, anstatt uns entweder nach vorne zu ducken oder zu früh zum nächsten Schritt abzustoßen“, sagte der Co-Autor der Studie, Michael Rainbow von der Queen’s University in Kingston, Kanada, in der Pressemitteilung .

Es stellte sich heraus, dass das flexible Fußgewölbe dazu beiträgt, den Knöchel wieder aufzurichten, wodurch sich das Bein effektiver vom Boden abstoßen kann, schlussfolgerten die Forscher. Der Effekt ist beim Laufen sogar noch größer, was darauf hindeutet, dass die Fähigkeit, besser laufen zu können, die Entwicklung des flexiblen Fußgewölbes förderte.

Forscher fanden außerdem heraus, dass ein Gelenk zwischen zwei Knochen im medialen Bogen, dem Navikular und dem medialen Keilbein, für die Flexibilität des Bogens von entscheidender Bedeutung ist. Durch die Verfolgung von Veränderungen an diesem Gelenk in Fossilien könnte zukünftige Forschung in der Lage sein, die Entwicklung des Bipedalismus beim Menschen zu verbessern.

Diese Ergebnisse deuten auch auf mögliche Therapien für Menschen hin, deren Fußgewölbe aufgrund einer Verletzung oder Krankheit steif ist, so die Forscher. Alles, was die Flexibilität des Fußgewölbes unterstützt, könnte die allgemeine Mobilität einer Person verbessern.

„Unsere Arbeit legt nahe, dass die Bewegung effizienter ist, wenn man die Bewegung des Bogens während des Vortriebs ermöglicht“, sagte Welte. „Wenn wir die Bewegung des Fußgewölbes einschränken, ist es wahrscheinlich, dass sich die Funktion der anderen Gelenke entsprechend verändert.“

Die Forscher sagten, dass weitere Tests in einer größeren Stichprobe erforderlich seien.

QUELLE: Grenzen in Bioingenieurwesen und BiotechnologiePressemitteilung, 30. Mai 2023

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