Ursachen von Hamstring Verletzungen – Teil 1 Theorie

In fast allen Team- und Feldsportarten sind Zerrungen und Muskelfaserrisse ein hartnäckiges Problem. Statisches gesehen erleiden während einer Fußballsaison (Profibereich) 20% aller Spieler eine Muskelverletzung der Beinbeuger. Das ist jeder fünfte Spieler! Im Amateur- und semi-professionellen Bereich dürfte die Zahl noch höher ausfallen.
Glücklicherweise wurde der Themenkomplex in den letzten 10-15 Jahren wissenschaftlich gut aufgearbeitet. Dies ist vor allem den Bemühungen zu verdanken, die Verletzungshäufigkeit im Fußball zu reduzieren! Diese wissenschaftlichen Erkenntnisse möchte ich mit meinen persönlichen Erfahrungen als Spieler und Trainer verknüpfen und in einem zweiteiligen Beitrag präsentieren.

Zunächst werde ich einen Überblick über die Häufigkeit der Verletzungen und die entsprechenden Auswirkungen für Spieler und Vereine geben. Im Anschluss werde ich die Mechanismen darstellen, welche zu einer Zerrung bzw. einem Muskelfaserriss im Beinbeuger führen und die funktionelle Anatomie der beinbeugenden Muskulatur darstellen. Im zweiten Teil verbinde ich diese theoretischen Hintergründe mit meinen praktischen Erfahrungen und gebe Empfehlungen für ein verletzungsprophylaktischen Training und die späte Nachsorge nach einer Verletzung  („Return-to-play“).

Häufigkeit und Auswirkungen von Beinbeuger Verletzungen

Schaut man sich die Verletzungsstatistiken von Spielsportarten an, bekommt man ein erschreckend klares Bild über die Dimensionen:

  • Häufigste „non-contact“ Verletzung in „running based sports“ wie etwa Fußball, Hockey, Rugby, American Football, Australian Rules Football, Baseball und Cricket
  • 12-17% aller Verletzungen in diesen Sportarten betreffen die Hamstrings
  • Im Profi-Fußball sind pro Saison 20% der Spieler von Hamstring-Verletzungen betroffen
  • Die Wiederverletzungsrate nach erstmaliger Verletzung liegt bei 12-33% und ist damit extrem hoch

Jenseits der statistischen Erfassung habe ich noch keine Saison im American Football erlebt, in welcher nicht mehrere Spieler (mich eingeschlossen) von Hamstring Verletzungen betroffen waren. Dieser Umstand hat weitreichende Folgen für die Sportler selbst und auch den Saisonverlauf der gesamten Mannschaft. Eirale et al. (2013) konnten beispielsweise nachweisen, dass sich der verletzungsbedingte Ausfall von Stammspielern negativ auf die Gesamtplatzierung des Teams auswirkt. Spieler selbst verpassen durch eine Verletzung viele Team-Trainingseinheiten, welche den größten Einfluss auf die sportliche Leistungsfähigkeit des Athleten haben. Insbesondere Nachwuchs-  und Ersatzspieler verlieren hier wichtiges Potenzial um Anschluss an die Stammspieler zu bekommen. Es muss also im Interesse jedes Vereins, Trainers und der Spieler selbst (Stamm-, Ersatz- und Nachwuchsspieler!) liegen, das Verletzungsrisiko der Hamstrings so weit wie möglich zu reduzieren!

Verletzungsmechanismen

Mittlerweile konnte der Verletzungsmechanismus bei Zerrungen und Muskelfaserrissen einigermaßen aufgeklärt werden. Zwei kritische Phasen bei Sprintbewegungen konnten identifiziert werden:

  1. Die so genannte vordere Schwungphase (engl. „late swing phase“) bei maximaler Geschwindigkeit:
    Hier befindet sich der Oberschenkel vor dem Körper, nahezu parallel zum Boden, und der Unterschenkel schwingt nach vorne. Dabei kommt es bei deutlicher Hüftbeugung zu einer gleichzeitigen schnellen Kniestreckung. Die Beinbeuger erfahren dadurch eine schnelle Dehnung über zwei Gelenke. Darüber hinaus wirken, aufgrund der starken Muskulatur der Oberschenkelvorderseite, verhältnismäßig hohe Zugkräfte auf die Hamstrings ein.
  2. Die vordere Stützphase (engl. early stance phase) bei welcher der Fuß Bodenkontakt bekommt:
    Hier entsteht durch den Fußaufsatz eine Art Widerlager. Dadurch verändert sich die Bewegung aus einer offenen kinetischen Kette (Fuß schwingt frei in der Luft) in eine geschlossene kinetische Kette (Fuß ist am Boden fixiert). Im Moment des Fußaufsatzes wirken plötzlich sehr hohe Kräfte in der kniebeugenden Muskulatur. Diese werden durch das Tragen von Spikes oder Stollenschuhen weiter verstärkt.

Übersteigen diese einwirkenden Kräfte die isometrischen/exzentrischen Fähigkeiten des Muskel-Sehnen-Komplexes kommt es zu einer Verletzung. Dabei wird die Querbrückenbindung aus Aktin und Myosin innerhalb der Sarkomere mechanisch „aufgelöst“, was die Ursache für das typische „ploppende“ Gefühl ist. Mit 4 von 5 Hamstring-Verletzungen im langen Kopf des Musculus biceps femoris ist dieser mit Abstand am häufigsten betroffen!

Wir können also festhalten, dass eine Verletzung der Beinbeuger Muskulatur

  • bei schnellen Bewegungen,
  • gebeugter Hüfte,
  • (explosiver) Kniestreckung bzw. explosiv auftretenden Kräften und
  • primär im langen Kopf des M. Biceps femoris auftreten.

Funktionelle Anatomie der Hamstrings

Die Verletzungshäufigkeit des M.biceps femoris ist ein Hinweis darauf, dass sich die einzelnen Muskeln der „Hamstring-Gruppe“ in ihrer Funktion unterscheiden. Somit ist die Zusammenfassung aller Muskeln unter dem Überbegriff „Hamstrings“ eigentlich ungünstig und ist unter funktionellen Gesichtspunkten irreführend. Die ischiocrurale Muskulatur (Hamstrings 🙂 ) besteht aus 3 Muskeln: Dem M. semitendinosus und M. semimembranosus an der Innenseite und dem M. biceps femoris an der Außenseite der Oberschenkelrückseite. Der M. biceps femoris unterteilt sich nochmal in den kurzen und den langen Kopf. Diese Differenzierung ist wichtig, wenn wir der tatsächlichen Ursache für die hohe Verletzungsrate auf den Grund gehen wollen.

Bourne et al. (2017) haben in einem sehr guten Review-Artikel die Aktivierung der unterschiedlichen Hamstring-Muskeln bei diversen Übungen untersucht. Dieser Teil des Artikels wurde grafisch hier von Yann LeMeur aufbereitet (siehe Grafik). Zusammengefasst kann man sagen, dass kniedominante Übungen  (bspw. Leg Curls oder Nordic Hamstring Curls) überwiegend den M. semitendinosus und hüftdominante Übungen (bspw. rumänisches Kreuzheben oder Good Mornings) überwiegend den langen Kopf des M. biceps femoris aktivieren. Ein entsprechendes Training löst primär in diesen Muskeln funktionelle und strukturelle Anpassungen aus. Allerdings muss in diesem Zusammenhang angemerkt werden, dass der M. biceps femoris beim Nordic Curl trotzdem eine starke Aktivierung erfährt (absolut gesehen!).

Der „Nordic Hamstring Curl“ wurde zu Recht als effektive Übung identifiziert Verletzungen in den Hamstrings (genauer gesagt im langen Kopf des M. biceps femoris) vorzubeugen. Petersen et al. (2011) berichten von einer um 60% reduzierten Verletzungswahrscheinlichkeit und sogar einer um 85% reduzierten Wiederverletzungsrate! Viele weitere Studien konnten diese Ergebnisse bestätigen. Dabei entspricht der Nordic Hamstring Curl gar nicht den Übungsanforderungen, welche der oben beschriebene Verletzungsmechanismus (theoretisch) erfordert. Er wird langsam und mit gestreckter Hüfte durchgeführt. Außerdem führt er zu einer verhältnismäßig höheren Aktivierung des M. semitendinosus. Nicol Van Dyk von Aspetar geht in einer sehenswerten Präsentation unter anderem auf diese Unterschiede ein (siehe YouTube Video ab Minute 18).

Warum ist der Nordic Hamstring Curl also eine so effektive Übung? Die Antwort findet sich in einer klassischen „Ursache vs. Symptom“-Problematik. Die Verletzung des M. biceps femoris ist sehr wahrscheinlich das Symptom eines zu schwachen M. semitendinosus. Dieser ist also die eigentliche Ursache des Problems. Der M. biceps femoris muss funktionelle Aufgaben des M. semitendinosus kompensieren, für welche er biomechanisch/anatomisch nicht primär vorgesehen ist.

Anpassungen an ein exzentrisches Training

Diese anatomische Ursache ist allerdings nicht die alleinige Erklärung für die Effektivität des Nordic Hamstring Curl. Im Vergleich mit einem traditionellen Krafttraining fällt auf, dass der Nordic Hamstring Curl eine starke, sogar supramaximale, exzentrische Belastung darstellt. Die aktivierte Muskulatur muss eine hohe Masse (gesamtes Körpergewicht ohne Unterschenkel) in einem ungünstigen Hebelverhältnis kontrolliert absenken. Ab einem bestimmten Neigungswinkel des Körpers übersteigt dieses Lastverhältnis die exzentrische Kraftfähigkeit der beteiligten Muskulatur und der Athlet wird sich einfach fallen lassen (außer er ist extrem stark…).
Diese Form des Krafttrainings führt zu einzigartigen Anpassungen in der Muskelarchitektur! Und genau hier liegt ein weiterer Teil der Lösung.

Muskelarchitektur ist ein Begriff, welcher die strukturellen Eigenschaften eines Muskels beschreibt. Diese setzen sich zusammen aus der Muskelfaserlänge, dem Fiderungswinkel des Muskels und dem physiologischen Querschnitt des Muskels (Vgl. hierzu https://www.strengthandconditioningresearch.com/biomechanics/muscle-architecture/). Douglas et al (2016) haben in einem systematischen Review-Artikel die Anpassungen an ein exzentrisches Krafttraining untersucht:

„The nature of hypertrophy appears to differ with eccentric training versus concentric training, and the addition of sarcomeres in series, as inferred from changes in muscle fascicle length, may contribute to increases in CSA. A greater number of sarcomeres in series may consequently increase muscle shortening velocity and increase force production at longer muscle length.“

Einfach ausgedrückt führt ein exzentrisches Krafttraining zu besonderen Anpassungen, welche dem oben beschriebenen Verletzungsmechanismus entgegenwirken. Werden mehr Sarkomere hintereinander (also in Serie) ausgeprägt, führt dies zu einer Verlängerung des gesamten Muskelfaszikels. Dieser kann dann vor allem in einer gedehnten Position (gleichzeitige Hüftbeugung und Kniestreckung) größere Kräfte schneller produzieren!
Ein weiterer Trainingsreiz, welcher zu einer vermehrten seriellen Ausprägung von Sarkomeren beiträgt ist die Übungsausführung bis zur Dehngrenze der Muskulatur. Beim rumänischen Kreuzheben wird die Hüfte so weit nach vorne rotiert, bis die Hamstrings eine maximale Dehnung erreichen. In dieser Position befinden sich die Sarkomere nicht in optimaler Länge um Kraft zu produzieren. Die Anzahl der aktiven Aktin-Myosin-Querbrückenbindungen ist deutlich geringer als bei kürzeren Muskellängen und der Körper reagiert auf diesen Reiz ebenfalls mit vermehrt seriell ausgeprägten Sarkomeren.

Timmins et al (2015) haben in einer hervorragenden Arbeit diesen Umstand herausgearbeitet, welcher durch Yann le Meur ebenfalls grafisch hier aufbereitet wurde. Schaut man sich die Grafik an fällt auf, dass kurze und schwache Faszikel des langen Kopfes des M. biceps femoris die Wahrscheinlichkeit einer Verletzung massiv ansteigen lassen. Dieser Bereich der Grafik wird passenderweise „Quadrant of Doom“ genannt. Auf der anderen Seite ist der beste Schutz gegen Verletzungen lange und starke Faszikel im langen Kopf des M. Bizeps femoris. Dies ist vor allem durch ein exzentrisches Krafttraining zu erreichen!

Wie ein solches Krafttraining aussieht, welche Übungen sich eignen und welche Belastungsparameter am erfolgsversprechenden sind stelle ich im zweiten Teil dar! Bis dahin könnt ihr euch hier den Kraftraum Podcast von Damien Zaid anhören, in welchem wir über die Verletzungsmechanismen sprechen.