Kräfte an der Hüfte – Das Untergurtmodell:
Teil I: Kritik am Pauwels-Modell: Der Zweibeinstand

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Der Untergurt am Hüftgelenk

Der Untergurt des Hüftgelenkes müsste vom Ansatz des Schenkelhalses horizontal zum Sitzbein ziehen, mit beiden Knochen also ein Dreieck bilden. Durch ihn kann die Hüftkraft genau in die Halsachse eingesteuert werden. Damit würde auch das Gelenk mittig belastet, wodurch sich eine gleichmäßigere Pressung für die Gelenkflächen ergibt. Bänder können diesen Untergurt nicht bilden. Abgesehen davon, dass entsprechend angeordnete Bänder am Hüftgelenk auch gar nicht zu finden sind, hat das folgende Gründe:
Die Resultierende, die sich zunächst aus dem Zug der Abduktoren (Seitenspanner) und dem Körpergewicht ergibt, wechselt ständig in Richtung und Betrag. Ersteres ist dadurch bedingt, dass die Seitenspanner nicht immer benötigt werden, so im Zweibeinstand. Letzteres ergibt sich daraus, dass sich durch Auf- und Abwärts­beschleunigungen des Körpers während des Gehens auch die ,,Körpergewichtskraft” ständig ändert. Weiterhin ändert sich der Winkel zwischen Schenkelhals und Becken während eines Gehzyklus, was Längenunterschiede für den Untergurt nach sich zieht. Im Zweibeinstand muss weiterhin der Untergurt auch bei starker Spreizung arbeiten können. Damit kann die Hüftkraft in den Hals primär nur durch „aktive” Elemente, d.h. durch Muskeln, eingesteuert werden.
Als horizontal ziehende Muskeln sind am Hüftgelenk die sogenannten Außenrotatoren zu finden. Je tiefer diese Muskeln unter dem Gelenk liegen, um so größer ist ihr Drehmo­ment in der Frontalebene und damit ihre Wirksamkeit als Untergurt. Das trifft beson­ders für den M. obturator externus und, als tiefsten Muskel, den M. quadratus femoris zu. Beide sind ausgesprochen kräftige Muskeln; ihre Durchmesser betragen etwa 3 bzw. 2 Zentimeter. Der M. obturator externus verläuft, von oben gesehen, fast parallel zur Schenkelhalsachse, und für den M. quadratus femoris ist die Ablenkung relativ gering. Damit hält sich die außenrotierende Wirkung dieser Muskeln in engen Grenzen und kann offensichtlich durch das Lig. iliofemorale kompensiert werden. Zumindest lässt sich am Präparat zeigen, dass dieses Band der Hemmer der Außenrotation ist, zumal innenrotierende (muskuläre) Gegenspieler nicht existieren. Tänzerinnen überdehnen dieses Band und laufen deshalb leicht außenrotiert, was ihrem Gang die charakteristische aparte Note verleiht.
Als echte Außenrotatoren sind dagegen jene Muskeln zu verstehen, die, rechtwinklig umbiegend, durch das Foramen ischiadicum minus in das kleine Becken ziehen. Sie greifen fast senkrecht am Ansatz des Schenkelhalses an, und nur das sichert ihnen ein günstiges Drehmoment in der Horizontalebene. Es handelt sich hierbei um die „hochliegenden” Außenrotatoren, also die Mm. gemelli und den M. obturatorius internus, evtl. könnte man auch den M. piriformis zuordnen.
Man kann annehmen, dass diese Muskeln normalerweise für die Abspannung des Stand­beines (bzw. des Beckens, wenn man die Betrachtungsrichtung umkehrt) keine Bedeu­tung haben. Vielmehr dürften sie nur der Positionierung des Spielbeines dienen, wes­wegen sie ziemlich schwach ausgebildet sind.

Die Hüfte als Seilspannwerk

Ob Aussagen über Verlauf und Größe der Kräfte am Hüftgelenk richtig sind, klärt sich am besten, wenn man aufzeigen kann, wie die Kräfte einerseits zur Wirbelsäule (durch das Becken), andererseits in das Femur weitergeleitet werden: Das Becken mit Hüftge­lenk und Femur ist als Tragsystem möglichst in seiner Ganzheit zu beschreiben. Biegung bedeutet für ein Bauteil, dass die eine Seite unter Zug, die andere unter Druck steht. Der Bruch setzt gewöhnlich auf der Seite des Zuges als der kritischen Belastungsart ein. Wenn wir für Knochen den Fall der Biegung im Normalfall ausschließen, gilt dies erst recht für den reinen Zug. Man kann der Natur unterstellen, dass sie die Regeln des Leicht­baus kennt und sich folglich für Tragsysteme immer des Seilspannwerkes bedient: Nur Druck wird im Skelett durch „Stäbe” übertragen, Zug dagegen ausschließlich über „Seile”. Es ist, wie schon angedeutet, in aktive und passive Seile zu unterscheiden. Erstere sind durch Muskeln gegeben, letztere durch Bänder.
Wie wir für das Hüftgelenk gezeigt haben, können Bänder als direkte Gegenspieler zu Muskeln (Bewegungssperre) auftreten. Wahrscheinlich ist das sogar grundsätzlich der Fall, ohne dass der Zusammenhang sofort klar ist. Speziell gilt das für die Beckenbänder. Damit sich diese im Belastungsfall auch tatsächlich straffen können, muss der Beckenring nachgiebig sein, was durch das Kreuzbein/Darmbein-Gelenk (Articulatio sacroiliaca) und die Schambeinfuge (Symphysis pubica) als Halbgelenk ermöglicht wird. Keinesfalls dürften Bänder nur eine zusätzliche Sicherung darstellen.
Der Aufbau des Beckens soll soweit behandelt werden, wie die einzelnen Elemente im Zweibeinstand und – als eigentlich interessanter Punkt – im Einbeinstand (Teil 2) betätigt werden. Dabei interessiert zunächst nur die Frontalebene. Vorausgesetzt werden müssen einige Bemerkungen zum Darmbein: Dieses zeigt sich zunächst als flächiger Knochen. Tatsächlich ist aber die Darmbeinschaufel in ihrer Fläche viel dünner als am Rand. Die Kraftübertragung dürfte also im wesentlichen über die Ränder, speziell den inneren Rand (Linea terminalis) und den äußeren erfolgen. Die von Bombelli (1983) dargestellte trajektorielle Struktur der Pfanne in Form eines gotischen Bogens entsteht durch die räumliche Anordnung der Pfanne, wobei die Resultierende in Richtung der Linea terminalis zielt.

Der Zweibeinstand (Abb. 4)

Wir gehen davon aus, das sei wiederholt, dass röhrenartige Knochen, somit auch das Femur und sein Hals, axial auf Druck beansprucht werden. Zur Umlenkung der Femurkraft in den Hals bedarf es eines Horizontalziehers, nämlich der erwähnten (tiefliegenden) kurzen Hüftmuskeln als Untergurt. Dieser Untergurt ist beckenseitig am Sitzbein ange­koppelt. Da sich das Sitzbein unter dem Zug des Untergurts nicht verbiegen darf (es könnte dann brechen), muss es zurückgespannt werden. Diese Rückhaltekraft ist am kleinsten, wenn sie im gleichen Winkel angreift wie der Untergurt, und beim einzigen am Sitzbein ansetzenden Band, dem Lig. sacrotuberale, ist dies auch ungefähr gegeben (50 bis 60 Grad); dieses Band zieht steil nach oben zum Os sacrum.

 Das Becken als Seilspannwerk – Kräfteschema für den Zweibeinstand
Abbildung 4:
Das Becken als Seilspannwerk – Kräfteschema für den Zweibeinstand

Die über den Hals eingebrachte Druckkraft muss durch das Becken weitergeleitet werden, und zwar soll sich die vorgegebene Kraftrichtung möglichst nicht ändern. Da das Sitzbein, bedingt durch seine Abspannung, eine Stützwirkung auf das Gelenk ausübt und somit die durch den Hals einlaufende Kraft nach kranial umlenken würde, muss der Einfluss dieser Stützkomponente durch eine horizontale Zugkraft aufgehoben werden. Diese kann vereinbarungsgemäß nur über ein Band aufgebracht werden, und dieses müsste in unmittelbarer Pfannennähe ansetzen. Gegeben ist es durch das Lig. sacrospinale. Da es im Prinzip hinüber zum gegenüberliegenden Gelenk führt (das dazwischen gekoppelte Kreuzbein dient im gegebenen Fall nur der Kraftumlenkung hinsichtlich der Sagittalebene), verhindert es außerdem das Auseinanderspreizen des Beckens („Beckenuntergurt”). Die Druckkraft des Halses kann nun geradlinig in das Becken übergeleitet werden, wobei als Druckstab der (verdickte) Innenrand der Darmbeinschaufel, die Linea terminalis, dient.
Insgesamt stellt das Becken als Seilspannwerk ein Tragwerk dar, dessen Auflager nicht durch das eigentliche Hüftgelenk, sondern bereits durch den Schnittpunkt der Achsen von Femur und Schenkelhals gegeben sind. Letzterer ist also in statischer Hinsicht ein Bestandteil des Beckens bzw. der Hüfte als Begriff für das Gesamtsystem.

Bestimmung der Kräfte im Beckenfachwerk

Wie hoch die „Stäbe” und „Seile” beansprucht werden, lässt sich sowohl direkt rechnerisch (analytisch) als auch graphisch bestimmen. Wie am Beispiel des Sparrendachs gezeigt, ist letztere Methode einfacher und wird deshalb bevorzugt. Von einem Auflager beginnend, werden für die einzelnen Knoten die Kräftevielecke gezeichnet. Dies muss nicht einzeln geschehen. Da sich immer einige Linien der vorhergehenden Knoten verwenden lassen, zeichnet man meist einen zusammen hängenden Kräfteplan, den sogenannten Cremona-Plan. In jedes Femur wird zunächst das halbe Körpergewicht G" (Körpergewicht minus Beine ∼0,6 G) eingeleitet. Die Femora sind zwar leicht ge­neigt (9 Grad zur Vertikalen), die daraus resultierende Erhöhung der Beanspruchung ist jedoch minimal.

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