Den Release des Nike Vaporfly 4% im Jahr 2017 konnten viele in der Laufcommunity kaum erwarten. 4% schneller laufen – und das nur durch das Tragen eines anderen Schuhs! Das hört sich erst einmal so an, als wäre es zu schön, um wahr zu sein und nur der nächste Marketingstunt des Marktführers in der Sportartikelindustrie. Doch was dann passierte überraschte viele. Nicht nur Amateur- und Profisportler, sondern auch Wissenschaftler. Jene, die schon seit Jahrzehnten versuchten durch verschiedene Laufschuhe die Biomechanik zu beeinflussen und somit die menschliche Leistungsfähigkeit zu steigern. Unzählige Designs und Materialien wurden erforscht und noch nie ist ein solcher Durchbruch gelungen.
Aber warum gerade jetzt?
In diesem Zweiteiler werden wir zunächst die Voraussetzungen für sportliche Höchstleistungen besprechen - egal ob der aktuell beste Marathonläufer Eliud Kipchoge die zwei Stunden Schallmauer durchbricht oder Lukas von nebenan seinen fünften Halbmarathon unter zwei Stunden schafft – am Ende des Tages laufen die meisten von uns auf zwei Füßen, setzen dabei einen vor den anderen und bewegen sich an ihrer individuellen Leistungsgrenze.
Im zweiten Teil werden wir auf den Durchbruch in der Laufschuhindustrie eingehen. Nike hat es geschafft einen Schuh zu entwickeln, der nicht nur Weltklasseläufern dabei hilft schneller zu sein, sondern die Chance auf eine neue Bestzeit, auch unter Amaterläufern, auf 75% erhöht. Dass man diesen Schuh aus biomechanischer Sicht auch mit Vorsicht genießen sollte, sei an dieser Stelle schon erwähnt!
1. Welche Faktoren beeinflussen denn eigentlich die Leistung eines Läufers?
Eine der weltweit führenden Arbeitsgruppen (Fachbereich Biomechanik) um Roger Kram und Wouter Hoogkamer, Universität in Boulder, Colorado (USA) haben sich die Sache mal genauer angeschaut und in ihrer Arbeit vier Faktoren ausmachen können.
Physiologie
Der Sauerstoffverbrauch (VO2) wird als Messwert genommen, um die metabolischen Kosten des Laufens zu bestimmen. Letztendlich kann man diese Vorgehensweise mit dem Verbrauch eines Autos vergleichen. Ein Auto, das weniger Strom bei einer konstanten Geschwindigkeit verbraucht kann nicht nur weiter, sondern auch schneller fahren als ein Auto, das vergleichsweise mehr Strom verbraucht. Wenn also die Laufökonomie (Running Economy) verbessert werden kann, folgt (rein rechnerisch) eine höhere Laufgeschwindigkeit und somit eine bessere Marathonzeit. Die Running Economy steht fast in einem proportionalen Verhältnis mit der Laufgeschwindigkeit. Vereinfacht kann man aber sagen, dass vor allem langsamere Läufer (9km/h und langsamer) mehr von einer besseren RE profitieren als schnellere (12,5 km/h und schneller). Ein weiterer Grund für Laufanfänger das unterstützende (Koordinations-, Kraft- und Technik-) Training nicht zu vernachlässigen!
Biomechanik
Das eigene Körpergewicht bei jedem Schritt zu stützen und nach vorne zu beschleunigen bestimmt fast ausschließlich den Sauerstoffverbrauch während dem Laufen. Weitere biomechanische Faktoren, wie das Schwingen der Beine, das seitliche Stabilisieren und das Atmen tragen nur einen relativen kleinen Teil dazu bei.
Biomechanische Mechanismen, und ihre Wechselwirkungen mit bestimmten Eigenschaften der Laufschuhe, werden im zweiten Teil noch genauer besprochen.
Umgebungsbedingungen
Vielleicht hört es sich ein bisschen übertrieben an, aber selbst bei den relativ niedrigen Marathon-Laufgeschwindigkeiten spielt der Luftwiderstand eine wichtige Rolle. Der Sauerstoffverbrauch kann so um bis zu 6,5% gesenkt werden, was nicht nur für Profi Athleten Welten sind!
Neben dem Luftwiderstand, ist auch die Lufttemperatur ein wichtiger Faktor. Ist es zu heiß muss der Körper zusätzliche Arbeit verrichten, um seine Temperatur zu regulieren. Die sogenannte Thermoregulation braucht Energie, die dem/der Läufer/in nicht mehr zu Verfügung steht, um die Laufgeschwindigkeit aufrecht zu erhalten.
Schuhdesign
Neben der Geometrie/Design von Laufschuhen haben auch ihre Masse einen großen Einfluss auf die Running Economy. Grundsätzlich kann man von einer Verschlechterung der Running Economy um 1% ausgehen, wenn der Schuh 100g schwerer ist. Der Trend zu immer leichteren Laufschuhen hat also einen wissenschaftlich bewiesenen Hintergrund.
Warum laufen dann nicht alle Spitzenathleten Barfuß? Wenn es so einfach wäre müssten die Marketingabteilungen von Nike, Adidas und Co fast schon zaubern können, um trotzdem Laufschuhe zu verkaufen. Tatsächlich ist es aber so, dass die Dämpfung des Aufpralls von den Laufschuhen übernommen wird. Eine Aufgabe, die man beim Barfuß Laufen selbst übernehmen muss und, na klar, Energie kostet. Somit muss in der Laufschuhentwicklung stets ein Kompromiss zwischen dem Gewicht und den Dämpfungseigenschaften eingegangen werden, um den “schnellsten” Schuh zu entwickeln.
Neben diesem, in der Laufschuhindustrie allgemein bekannten, Zusammenhang hat es Nike geschafft einen Schuh zu entwickeln, der selbst heute noch (3 Jahre später!) eine rege Debatte auslöst. Sei es World Athletics (Leichtathletik-Weltverband), die ihre Regularien anpassen, um bei Wettkämpfen für Chancengleichheit zu sorgen, oder Wissenschaftler, die versuchen die Leistungssteigerungen von 4%-Trägern durch biomechanische Änderungen zu erklären, oder andere Firmen, die versuchen einen konkurrenzfähigen Schuh auf den Markt zu bringen.
Im zweiten Teil werden wir darauf eingehen, was den 4% Schuh von anderen unterscheidet und warum er Profi- und Amateurläufern zu neuen Bestzeiten verhilft.
Bei Fragen oder Anregungen könnt Ihr mich gerne unter david@praemedicon.de kontaktieren! Ich freue mich auf Eure Rückmeldungen!
Kipp S, Kram R and Hoogkamer W (2019). Extrapolating Metabolic Savings in Running: Implications for Performance Predictions. Front. Physiol. 10:79. doi: 10.3389/fphys.2019.00079
Quealy, K., & Katz, J. (2019). Nike’s fastest shoes may give runners an even bigger advantage than we thought. New York Times, 13.
Hoogkamer, W., Kram, R., & Arellano, C. J. (2017). How biomechanical improvements in running economy could break the 2-hour marathon barrier. Sports Medicine, 47(9), 1739-1750.
Hoogkamer, W., Kipp, S., Spiering, B. A., & Kram, R. (2016). Altered running economy directly translates to altered distance-running performance. Med Sci Sports Exerc, 48(11), 2175-80.
Maas, E., De Bie, J., Vanfleteren, R., Hoogkamer, W., & Vanwanseele, B. (2018). Novice runners show greater changes in kinematics with fatigue compared with competitive runners. Sports Biomechanics, 17(3), 350-360.
