Was ist Laufeffizienz?

Wenn man sich ein Zeitlupenvideo eines Elite-Läufers anschaut, scheint er mühelos voranzukommen und mit geringem Kraftaufwand Geschwindigkeiten zu halten, die ein Normalsterblicher im Sprint kaum erreichen könnte! Effizienz bedeutet im Allgemeinen, etwas auf die effizienteste Art und Weise zu tun, d. h. die geringste Menge an Ressourcen zu verschwenden. Die Fähigkeit, eine bestimmte Geschwindigkeit mit dem geringsten Aufwand zu erreichen, ist eine wünschenswerte Eigenschaft, und wir würden solche Läufer als effizient bezeichnen. Wissenschaftlich gesehen ist Effizienz jedoch definiert als die von einer Maschine verrichtete nützliche Arbeit geteilt durch die aufgewendete Energie; da ein Läufer keine nützliche Arbeit verrichtet (abgesehen vom Bergauflaufen oder der geringen Arbeit, die gegen den Luftwiderstand verrichtet wird), haben wir Wochenendläufer alle die gleiche Effizienz wie ein Spitzensportler – nämlich Null!

Anstelle des Begriffs Effizienz verwenden Wissenschaftler den Begriff Laufökonomie, der dem Kraftstoffverbrauch eines Autos ähnelt: ein Maß für die Menge an Kraftstoff, die für eine bestimmte Strecke verbraucht wird. Um die Sache etwas zu verkomplizieren, verwenden Langstreckenläufer hauptsächlich zwei Brennstoffe: Fett oder Kohlenhydrate, wobei letztere mit zunehmender Anstrengung stärker genutzt werden. Da Fett eine höhere Energiedichte hat, messen wir die Laufökonomie als die bei einer bestimmten Geschwindigkeit zurückgelegte Strecke geteilt durch den Energiegehalt des verwendeten Kraftstoffs und nicht durch die Menge des Kraftstoffs. Es wurde auch festgestellt, dass der Energieverbrauch ähnlich trainierter Athleten mit dem Gewicht variiert, also teilen wir durch das Gewicht (streng genommen die Masse), um eine Laufökonomie in kcal pro kg pro Kilometer zu erhalten, die zwischen den Athleten verglichen werden kann.

Es hat sich gezeigt, dass die Laufökonomie in engem Zusammenhang mit der Laufleistung steht. Eine Studie aus Italien aus dem Jahr 1993 sagte voraus, dass eine 5 %ige Verbesserung der Laufökonomie zu einer 3,8 %igen Zeitverkürzung bei einem 5 km-Lauf führen würde, und eine andere Studie aus dem Jahr 1980 deutete darauf hin, dass der Großteil der Leistungsunterschiede bei einem 10 km-Zeitfahren durch die Laufökonomie erklärt wurde.

Wie kann ich meine Laufökonomie verbessern?

Nachdem wir nun wissen, was Laufökonomie ist und dass sie ein wichtiger Faktor für die Leistung ist, stellt sich natürlich die Frage, wie man sie verbessern kann. Leider sind die Forschungsergebnisse widersprüchlich, wenn es darum geht, inwieweit die Laufökonomie verändert werden kann oder wie dies am besten zu bewerkstelligen ist.

Es wurde festgestellt, dass Läufer, die schon länger trainieren, eine bessere Laufökonomie haben, aber es ist unklar, was der Mechanismus für diese Veränderung ist, so dass es schwierig ist, ein spezifisches Training zu empfehlen, um diese zu maximieren. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die Laufökonomie mit zunehmendem Alter abnimmt, möglicherweise aufgrund einer verminderten Fähigkeit, elastische Energie zu speichern und zu nutzen, so dass es kein guter Ansatz ist, einfach nur älter zu werden!

Es gibt viele potenzielle Einflussfaktoren, die die Laufökonomie beeinflussen: Gewicht, Luftwiderstand, Muskelfasertyp, Nährstoffmetabolismus, um nur einige zu nennen. Der Zeitraum, in dem der Fuß den Boden berührt, ist jedoch die Phase des Laufens, in der fast die gesamte Energie verbraucht wird und die auch mit RunScribe gemessen werden kann, so dass dies der Schwerpunkt dieses Artikels sein wird.

• Kontaktzeit: Die Daten zur Kontaktzeit (die Zeit, die der Fuß auf dem Boden steht) sind widersprüchlich: Einige Studien behaupten, dass kürzere Kontaktzeiten zu einer besseren Ökonomie führen, während andere (einschließlich Studien an anderen Tierarten) berichten, dass längere Kontaktzeiten eine bessere Ökonomie ergeben. Eine Studie mit 14 Langstreckenläufern der unteren Leistungsklasse zeigte, dass sich die Ökonomie mit zunehmender Kontaktzeit verbesserte, und dass der Mittelfußauftritt zu einer besseren Ökonomie führte als der Rückfußauftritt, aber auch eine kürzere Kontaktzeit zur Folge hatte, was den Vorteilen entgegenwirkte. Im Gegensatz dazu ergab eine finnische Studie mit 25 Läufern, dass eine kürzere Bodenkontaktzeit die einzige Variable war, die eine bessere Laufökonomie voraussagte. In unserer eigenen Arbeit haben wir gemischte Ergebnisse festgestellt: Bei Frauen führte eine kürzere Kontaktzeit zu einer besseren Laufökonomie, bei Männern dagegen zu keiner Wirkung. Da sowohl traditionelles Krafttraining als auch plyometrisches Training nachweislich die Laufökonomie verbessern, wahrscheinlich durch die Verbesserung der Fähigkeit, schnell Kraft zu erzeugen, ist die Verkürzung der Bodenkontaktzeit durch Krafttraining ein Ansatz, den es zu erforschen lohnt.
• Fußkontakttyp: In letzter Zeit wurde viel über Barfußlaufen und minimalistisches Schuhwerk berichtet, was zu einem natürlicheren und effizienteren Gang führen soll. In einer Studie wurde eine Gruppe von 12 Läufern 8 Wochen lang auf minimalistisches Schuhwerk umgeschult. Zu Beginn des Trainings liefen 75 % der Teilnehmer in herkömmlichen Schuhen mit dem Rückfuß auf, nach dem Training waren es nur noch 50 %, aber die Laufökonomie der Gruppe veränderte sich nicht. Eine andere Studie mit 15 trainierten Barfußläufern zeigte, dass es keinen Unterschied in der Laufökonomie zwischen Rückfuß- und Vorfußauftritt gab.
• Schuhtyp: In der erstgenannten Studie wurde eine Verbesserung der Laufökonomie um 2,7 % beim Tragen von Minimalschuhen festgestellt, in der zweiten Studie eine Verbesserung um 2,4 % beim Vorfußlauf und eine Verringerung um 3,3 % beim Rückfußauftritt in Minimalschuhen. Dies ist wahrscheinlich auf zwei Effekte zurückzuführen: die geringere Masse der Schuhe (siehe nächster Abschnitt) und die Tatsache, dass mehr elastische Energie in der Achillessehne und im Fußgewölbe gespeichert werden kann. Es ist zu beachten, dass der Übergang zu minimalistischen Schuhen vorsichtig erfolgen sollte, um Verletzungen zu vermeiden.
• Schuhmasse und Dämpfung: Studien berichten von einer Verringerung der Laufökonomie um 1 % pro 100 g zusätzlicher Schuhmasse, so dass Schuhe mit geringerer Masse die Laufökonomie verbessern sollten, vorausgesetzt, die Dämpfung ist ausreichend – die Dämpfungshypothese besagt, dass eine unzureichende Schuhdämpfung den Körper dazu zwingt, Dämpfung zu erzeugen, was zu einem Verlust an Ökonomie führt. In einer Studie verbesserten gut gedämpfte Schuhe die Laufökonomie um bis zu 2,8 % im Vergleich zu steiferen Schuhen mit demselben Gewicht. In einer anderen Studie wurde festgestellt, dass 10 mm Oberflächendämpfung besser für die Laufökonomie sind als keine Dämpfung oder 20 mm Dämpfung.
• Trittfrequenz: Die meisten Läufer laufen von Natur aus mit einer Kadenz (Frequenz), die nahe am Optimum liegt, und wenn diese auf eine mathematisch optimale Kadenz geändert wird, ist es unwahrscheinlich, dass sich die Laufökonomie wesentlich ändert. Dies gilt jedoch nicht für Laufanfänger, die in der Regel mit einer zu niedrigen Trittfrequenz laufen und von einer Erhöhung ihrer Schrittfrequenz profitieren können.

Zusammenfassung

Dies war nur ein kurzer Blick auf einige der Faktoren, die die Laufökonomie beeinflussen können. Es ist klar, dass es keinen einzigen Faktor gibt, der eindeutig mit einer verbesserten Ökonomie für alle Läufer verbunden ist. Die Gründe dafür liegen möglicherweise in den großen Unterschieden zwischen den Läufern in Bezug auf Laufstil, Körpergröße und Muskeltyp. Um die Laufökonomie zu verbessern, sollten Läufer persönlich mit diesen und anderen veränderbaren Faktoren experimentieren und Hilfsmittel wie RunScribe verwenden, um Veränderungen zu quantifizieren und alle positiven oder negativen Auswirkungen auf die Laufökonomie zu notieren.

Dr. Ben Heller ist ein leitender Forschungsmitarbeiter im Centre for Sports Engineering Research (CSER) an der Sheffield Hallam University, wo er in den Bereichen Rehabilitation sowie Messung und Analyse von Informationen für Sportanwendungen arbeitet.