Wat doet je knie tijdens het hardlopen?
De anatomie achter elke hardloopstap
Bij iedere hardloopstap beweegt je knie razendsnel van buiging naar strekking en weer terug. Op het eerste gezicht lijkt dat een eenvoudige scharnierbeweging, maar de knie is een complex gewricht.
Terwijl je loopt, buigt en strekt de knie, maar draait het onderbeen ook subtiel ten opzichte van het bovenbeen. De meniscussen verplaatsen zich, de knieschijf beweegt mee met het bovenbeen en de banden begrenzen ongewenste bewegingen. Tegelijkertijd leveren de spieren rond de knie krachten die vele malen groter kunnen zijn dan alleen je lichaamsgewicht.
De knie is dus een dynamisch gewricht dat bij iedere stap zowel de beweging als de belasting onder controle moet houden.
Hoe is de knie opgebouwd?
Het kniegewricht bestaat uit drie belangrijke botstructuren:
- het dijbeen, ofwel het femur;
- het scheenbeen, de tibia;
- de knieschijf, de patella.
Tussen femur en tibia bevinden zich de mediale en laterale meniscus.
De meniscussen zijn twee kraakbeenschijven die dienen als schokdemper en stabilisator. De mediale meniscus zit aan de binnenkant van je knie (grenst dus aan je andere knie), terwijl de laterale meniscus aan de buitenkant zit.
Rondom het gewricht liggen verschillende banden, waaronder de voorste en achterste kruisband en de binnenste en buitenste knieband.
Deze structuren hebben ieder een andere mechanische taak. De botten dragen de belasting, het kraakbeen zorgt voor schokdemping en een glad contactoppervlak, terwijl banden en spieren de beweging controleren.
De knie beweegt niet alleen heen en weer
De belangrijkste acties van je knie zijn flexie (buigen) en extensie (strekken).
De knie kan echter ook in andere richtingen bewegen. Naast flexie en extensie zijn er kleine bewegingen van links naar rechts mogelijk. Verder kan de knie ook een beetje roteren.
Als je een loopbeweging maakt, werkt er dus ook een draaiende kracht op je knie. Dit komt doordat je scheenbeen bij het strekken van je knie iets naar buiten draait om de stabiliteit van een gestrekt been te vergroten. Bij het buigen draait het bot weer een beetje naar binnen.
Als je hardloopt, vinden er dus allerlei processen plaats in je kniegewricht. Zo rollen en glijden de botten over elkaar, draaien sommige onderdelen ten opzichte van elkaar en vindt er een zekere compressie plaats.
Dankzij deze beweeglijkheid van het gewricht kan je knie grote krachten opvangen en verwerken.
Wat gebeurt er tijdens één hardloopstap?
De landing: je knie buigt
Zodra je voet de grond raakt, wordt de kracht van de impact vanuit de grond via je voet, enkel en onderbeen doorgegeven richting je knie. Doordat je tijdens de landing vooruit blijft bewegen, verandert de richting van de kracht ten opzichte van het kniegewricht voortdurend. Door deze kracht wil je knie gaan buigen.
De rol van je grote bovenbeenspier
Op dit moment komt de grootste spier aan de voorkant van je bovenbeen (de quardriceps) in actie. De spier spant aan en trekt daarmee aan je knieschijf, kniepees en onderbeen om zo je knie juist te strekken.
Er werken op dat moment dus eigenlijk twee tegengestelde krachten op het gewricht: de kracht van de impact die je knie wil doen buigen en de kracht van je quadriceps die de buiging juist afremt. Uiteindelijk buigt je knie in deze fase wél, maar gebeurt dit op een heel gecontroleerde manier.
De knieschijf helpt je knie te strekken
Je quadriceps is verbonden met je knieschijf, of patella. De patella zit vervolgens via de patellapees weer vast aan het scheenbeen. Als je quadriceps aanspant, trekt deze dus aan je knieschijf. De knieschijf geeft dit via de patellapees door aan je scheenbeen. Dit helpt je bij het strekken van je been.
Die knieschijf is een belangrijk onderdeel van het gewricht. Als je knieschijf er niet zou zitten, zou de pees te strak over het gewricht lopen, waardoor de hefboomwerking die hier een rol speelt niet goed zou functioneren.
De menisci verdelen de belasting
Ook de meniscussen of menisci spelen een rol bij het strekken van je knie. Hun belangrijkste functie draait om het verdelen van de belasting van je knie.
Menisci zijn kraakbeenschijven die het contactoppervlak tussen je bovenbeen en je scheenbeen vergroten. Hierdoor worden de krachten die op het gewricht uitgeoefend worden over een groter oppervlak verdeeld. Op deze manier blijft het gewricht stabieler en kan beweging gecontroleerd plaatsvinden.
Om dit mogelijk te maken moeten de meniscussen continue meebewegen met je bovenbeen en scheenbeen tijdens het hardlopen.
De afzet: je knie strekt
Na de landing strekt je knie zich geleidelijk weer. Tijdens de afzet leveren de spieren rond je knie kracht om je lichaam vooruit en omhoog te bewegen.
De quadriceps speelt hierbij opnieuw een belangrijke rol. Deze spier trekt via de knieschijf en de patellapees aan het scheenbeen en helpt de knie te strekken. Tegelijkertijd werken ook de spieren aan de achterkant van je bovenbeen, de hamstrings, mee aan de controle van de beweging. De beweging van je knie wordt nauwkeurig afgestemd op de krachten die op dat moment op je been werken.
Naarmate je lichaam zich van de grond afzet, strek je je knie steeds verder. De enkel en heup leveren daarbij eveneens een belangrijke bijdrage. De verschillende gewrichten werken samen om de kracht van de spieren om te zetten in een krachtige afzet, waarna je voet loskomt van de grond en de zweeffase begint.
Het verschil tussen de belasting van je knie bij wandelen en hardlopen
Waar je bij het wandelen bij elke stap doorlopend minimaal één voet aan de grond houdt, bestaat er tijdens het hardlopen een zweeffase. Beide voeten zijn dan los van de grond.
De steunfase (tijd dat je voet de grond raakt) wordt daardoor korter en de beweging wordt dynamischer. Onderzoek laat zien dat de steunfase bij het hardlopen ongeveer half zo lang duurt als de steunfase bij stevig wandelen. De grootte van de beweging en de activiteit van de spieren rond de knie nemen bij het hardlopen juist toe.
| Wandelen | Hardlopen | |
|---|---|---|
| Zweeffase | Nee | Ja |
| Dynamiek | Lager | Hoger |
| Spierbijdrage aan kniebelasting | Lager | Hoger |
| Piekbelasting knieschijf | ± 0,9 × lichaamsgewicht | ± 5,2 × lichaamsgewicht |
| Piek totale knie-gewrichtskracht* | ± 2,72 × lichaamsgewicht | ± 8,02 × lichaamsgewicht |
*De waarden voor de totale knie-gewrichtskracht komen uit een onderzoek waarin wandelen en hardlopen bij dezelfde personen werden vergeleken. Het gaat dus om een onderzoekswaarde en niet om een vaste waarde die geldt voor iedere wandelaar of hardloper.
Je kunt dus concluderen dat de belasting van de knieën tijdens het hardlopen per stap groter is dan bij wandelen. Bij het hardlopen zet je doorgaans echter minder stappen per afgelegde afstand dan bij het wandelen. Het effect van de hogere belasting per stap hangt uiteindelijk ook af van andere factoren, zoals je looptechniek, trainingsbelasting, herstel en snelheid.
Je knie is een heel dynamisch gewricht dat gemaakt is om krachten te verwerken. Ook voor dit gewricht en de betrokken spieren is het belangrijk om je trainingsbelasting geleidelijk op te bouwen. Krijg je bij het hardlopen pijnklachten rondom je knie, negeer deze dan niet. Lees hier verder als je meer wil weten over veelvoorkomende knieblessure bij het hardlopen?
