Dr. Thomas Schneider ist leitender Facharzt für Orthopädie, Sport- und Schmerzmedizin in der MVZ Gelenk-Klinik Gundelfingen bei Freibug. Als Leiter des Zentrums für Fuß- und Sprunggelenkchirurgie verfolgt er den Ansatz einer möglichst knochensparenden Therapie. Sein Ziel bei jeder Behandlung ist es, Beweglichkeit zu erhalten, Schmerzen zu lindern und somit die Lebensqualität zu erhöhen. Konservative und minimalinvasive Maßnahmen stehen dabei im Vordergrund. Nicht zuletzt deswegen reisen Patienten aus aller Welt in seine Klinik an, um sich von ihm und seinem Team behandeln zu lassen.
Wirth, Carl Joachim und Ludwig Zichner (Hrsg.). Orthopädie und orthopädische Chirurgie - Das Standardwerk für Klinik und Praxis. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 2002
Nunley, James A. The Achilles Tendon – Treatment and Rehabilitation. Springer Science+ Business Media, Berlin 2009
Porter, David A. und Lew C. Schon. Baxter‘s The Foot and Ankle in Sport. 2. Auflage, Elsevier, Philadelphia 2008
Ohne Theorie und Verständnis gibt es keine erfolgreichen Konzepte. Dass das Fersenschmerzsyndrom viele Ursachen haben kann, liegt am anspruchsvollen Aufbau des Fußes. Ein kleiner Fehler kann dabei große Wirkung haben. Daher ist es im Hinblick auf die Eigenübungen zunächst wichtig zu verstehen, warum und wie der individuelle Schmerz entstanden ist, um so die richtigen Übungen zur Hilfe zu finden. In diesem Kapitel sollen Sie als Leser zunächst die wichtigsten Grundlagen erfahren – einschließlich der Entwicklung des Fußes im Laufe der Evolution –, um dann die komplexen biomechanischen Ursachen des Gehens kennenzulernen.
Die Natur hat sich beim Thema Fuß wirklich viel einfallen lassen. Kein anderer Bereich des menschlichen Körpers ist so einzigartig, vielseitig und aus sehr unterschiedlichen Geweben und Strukturen aufgebaut. Das Wissen um seine Entwicklung im Zuge der Evolution und um das faszinierende Zusammenspiel seiner heutigen Bestandteile bildet für Sie, lieber Leser, die Basis für ein sinnvolles Verständnis.
Der Mensch ist das einzige aufrecht gehende Wesen auf unserem Planeten. Die Besonderheit des aufrechten Gangs ist entwicklungsgeschichtlich eine Errungenschaft, die sich besonders im Aufbau des Fußes zeigt. Hier lassen sich wesentliche strukturelle Anpassungen an die neue Belastung beobachten. Der Vergleich des Fußskeletts des Menschen mit dem anderer tierischer Spezies zeigt dies eindrücklich.
Gerade der Aufbau der menschlichen Ferse stellt eine einmalige Anpassung an das aufrechte Gehen dar. Der Greiffuß des menschenähnlichen Affen, der in den Bäumen lebt, ist komplett anders als unser heutiger Fuß. Beim Greiffuß sind die Knochen in der Fußwurzel flach nebeneinanderliegend angeordnet. Er ist damit ähnlich aufgebaut wie die menschliche Hand und für das Festhalten gut geeignet. Die Anforderungen an einen Fuß, der beim Gehen über den Boden eine ausreichende Stabilität aufweist und zugleich flexibel ist, sehen jedoch anders aus. Denn gerade beim Abrollen oder Gehen zeigen sich beim Schimpansen mit seinem instabilen watschelnden Gang die Nachteile des Greiffußes. Die Schimpansen gehen daher auch immer nur kurze Zeit im aufrechten Gang und bevorzugen die vierfüßige Fortbewegung. Der menschliche Fuß hat sich mit der Weiterentwicklung der Menschen und mit ihren Lebensumständen adaptiert, bis er vor circa 3,5 Millionen Jahren seine heutige Form erreicht hat, wie Funde von Fußabdrücken beweisen.
Die wesentlichen Änderungen, die notwendig waren, dass sich der Mensch aufrichten konnte, sollen hier kurz erläutert werden. Denn ohne einen Fuß, der sich an das Stehen und Gehen angepasst hat, gäbe es bis heute keinen aufrechten Gang. Die Hände konnten nur durch diese Fußentwicklung frei werden, und die aufrechte Haltung ermöglichte dem Menschen eine Rundumsicht statt einer Sicht nur nach unten beziehungsweise aus gebückter Haltung.
Egal ob für das damalige Jagen in der Steppe oder den heutigen Schuhkauf: Für beide Aktionen muss der Fuß im Stand und Gang stabil sein, weshalb sich die menschliche Beinachse der neuen Statik beim Stehen, aber auch beim Gehen anpassen musste. Der Mensch musste dabei lernen, von der Ferse ausgehend über die Großzehe abzurollen. Wie jedoch wurde diese anatomische Anpassung erreicht? Die Entwicklung eines stabilen Fußes, der trotzdem ausreichend flexibel und beweglich für ein angepasstes Stehen und Gehen auf verschiedenen Untergründen ist, erfolgte im Wesentlichen durch die Veränderung der Stellung des Knochenskeletts.
Der besondere anatomische Aufbau des Fußes kann mit dem Modell der Fußspirale, auch als »stabile Knochenspirale« bezeichnet, recht gut verstanden werden. Denn der entscheidende Anpassungsschritt vom Greiffuß zum menschlichen Fuß bestand in einer spiraligen Verdrehung der Fußknochen mit einer deutlichen Stellungsänderung. So kamen einige Knochen aus der nebeneinanderliegenden Position des Greiffußes übereinander oder schräg zueinander zu liegen. Der normale menschliche Fuß mit seiner spiraligen Verdrehung bildet einen stabilen und dennoch federnden Bogen. Diese innen am gesunden Fuß sichtbare bogenförmige Wölbung nach oben wird als Längsgewölbe bezeichnet. Das Längsgewölbe ist eine wichtige Ausprägung des menschlichen Fußes. Die Variationsbreite der optimalen Lage ist groß und zeigt sich in verschiedenen Fußformen.
Je nach Ausprägung der spiraligen Verdrehung der Rückfußknochen ist die Fußform leicht unterschiedlich.
Die geniale Form des menschlichen Fußes durch dieses Verdrehen der Fußknochen hat also zu einer Spirale geführt, die federt und trotzdem extrem stabil ist. Sie hat den Nachfahren der in Bäumen lebenden Menschenaffen einen entscheidenden Vorteil gebracht: Der stabile Fuß sorgte in Verbindung mit dem aufrechten Stand und Gang für freie Hände und für die notwendige Übersicht. Die Hände waren jetzt für den Werkzeuggebrauch, zum Sammeln von Nahrung oder zum Tragen von Nachkommen einsetzbar.
Weiterhin ermöglichte der Fuß dem Menschen das wandernde Durchqueren der Savanne und war damit eine unabdingbare Voraussetzung für die menschliche Evolution. Der Fuß verrichtet bescheiden und verlässlich, weit weg vom Kopf, seinen Dienst, damit der Mensch sich mit wichtigen Dingen beschäftigen kann.
Wie alle Teile des Bewegungsapparats besteht auch der Fuß des Menschen aus verschiedenen Einheiten. Alle Einheiten sind lebende, also durchblutete und in unterschiedlichem Ausmaß anpassungsfähige Strukturen.
Wir haben als stützenden Teil des Fußes verschiedene Knochen. Jeder tragende Knochen steht mit anderen Knochen an weiteren Gelenkverbindungen in Kontakt. Die Gelenkverbindung besteht immer aus einer Kontaktfläche mit Knorpel. Der Knorpel dient dem reibungsarmen Bewegen und der Dämpfung an den Kontaktflächen. Umgeben werden die Gelenke jeweils von einer Gelenkkapsel und von Bändern.
Die Gelenkkapsel ist eine aus straffem Bindegewebe aufgebaute Hülle. An bestimmten Stellen befinden sich zwischen den Knochen an oder in der Gelenkkapsel Bänder. Die Bänder stabilisieren die Verbindung der Knochen, teilweise sind die Knochen aber auch in sich durch die anatomische Lage verkeilt und stabilisieren sich dadurch zusätzlich.
Die Gelenkkapsel und die benachbarten Knochen bilden zusammen das Gelenk. Innen im Gelenk befindet sich an der Gelenkkapsel eine Schleimhaut, die sogenannte Synovialis. Sie produziert für das Gelenk wichtige Stoffe zur Schmierung und Ernährung.
Die Komplexität des Fußes über Bewegungsachsen unterscheidet sich von der Beweglichkeit eines Einzelgelenks (zum Beispiel dem Knie).
Ganz allgemein haben die Gelenke innerhalb des Bewegungs- und Stützapparats eine besondere Aufgabe, die speziell am Fuß zum Tragen kommt. Die Gelenke erlauben Bewegung und benötigen zugleich Stabilität. Diese Doppelfunktion ist von besonderer Bedeutung. Der Gelenkaufbau und die Bewegungsrichtungen sind am Fuß sehr unterschiedlich. Die möglichen Beweglichkeiten im einzelnen Gelenk werden in Bewegungsachsen zusammengefasst. Hierbei ermöglichen mehrere verschiedene Gelenke mit ihren Einzelkomponenten gemeinsam eine bestimmte Bewegung des Fußes.
Die Bewegungen am Fuß sind um verschiedene Achsen möglich. So ist eine Bewegung im oberen Sprunggelenk um eine Achse zwischen Außen- und Innenknöchel mit Dorsalextension (Beugen) und Plantarflexion (Strecken) möglich. Im unteren Sprunggelenk kann der Fuß um eine schräge Achse seitlich nach innen (Pronation) und nach außen (Supination) gekippt werden. Die Gelenke vermitteln also mit den Bändern Stabilität und ermöglichen die Bewegung über Achsen.
Sowohl die Bewegungen als auch stabile, gehaltene Positionen werden aktiv von Muskeln durchgeführt, die verschiedene Aufgaben erfüllen. Jede Muskeleinheit besteht aus einem Muskelbauch mit seinen Muskelfaserbündeln. Diese Bündel können sich unter Energieverbrauch aktiv verkürzen, sie sind also kontrahierbar.
Ausgelöst wird diese Leistung durch Stromimpulse aus Nervenfasern. Die Steuerfunktion über die Nerven erfolgt über das Gehirn oder das Rückenmark. An der Muskeloberfläche wird an der sogenannten motorischen Endplatte das Stromsignal in ein chemisches Signal umgewandelt. Hier wird Acetylcholin ausgeschüttet und ermöglicht damit die Leistung des Muskels unter Energieverbrauch.
Die Muskeloberfläche hat einen besonderen Aufbau. Zwischen dem Nerv, der den Muskel versorgt, und dem Muskel selbst liegt eine sogenannte Synapse. Diese Kontaktfläche überträgt das elektrische Signal des Nervs in ein chemisches Signal und steuert damit die Funktion des Muskels. Jeder Muskelbauch geht an seinen Enden in eine Sehne über. Die Sehnen können sich nicht selbst aktiv verkürzen. Die Sehne ist an den Ansätzen am Knochen befestigt, ähnlich wie ein Seil an einer Wand. Der Haken zur Befestigung des Seils an der Wand ist der sogenannte Sehnenansatz im Sehnen-Knochen-Übergang des Muskels. Damit dieser Übergang eine Elastizität und eine Dämpfungseigenschaft hat, ist dieser Bereich am Knochen besonders aufgebaut. Diese Befestigung ist kein starrer Haken, sondern ein Wunder der Natur (Kapitel »Dämpfung – ein Wunder der Natur« ab Seite 23).
Die Synapsen wandeln elektrische Signale mithilfe des Neurotransmitters Acetylcholin in chemische Signale um.
Die Sehnen wirken wie Seile zur Kraftübertragung auf den Knochen und sind extrem anpassungsfähig.
Der mechanische Übergang zwischen einer weichen, aus Sehnenfasern aufgebauten Sehne und einem harten Knochen mit seiner geringen Elastizität ist eine kritische Stelle. Genau hier kann die Krafteinwirkung immens sein. Damit ein Bodybuilder oder ein Hochspringer sein Ziel erreicht, muss er eine immense Muskelkraft aufbringen, die besonders an den Übergängen zwischen Sehne und Knochen wirkt. Doch nicht nur bei Leistungssportlern ist dieser Übergang eine besonders anfällige Stelle für Fersenschmerzen. Bei Menschen mit nachlassender Fitness, höherem Gewicht oder fortschreitendem Alter ist dieser Bereich ebenfalls gefährdet.
Neben der direkten Kraftübertragung können Sehnen auch eine Führung für Knochen sein. So gibt es Knochen am Fuß, zum Beispiel das wichtige zentral liegende Sprungbein (Talus), das nur durch Bänder und Sehnen gehalten wird. Das Sprungbein verfügt allerdings über keinen Sehnenansatz am Knochen selbst. Es wird also ausschließlich von Bändern gehalten, durch daran vorbeiziehende Sehnen geschient und durch deren Spannung in seiner Position gehalten. Sehnen haben also eine Doppelfunktion: Führung und Schienung beziehungsweise Spannungshaltung.
Für das Verständnis von Muskelfunktionen und die Wirkung von Übungen ist es sehr wichtig, dass Sie die anatomischen Verläufe von Muskeln kennen. Die Befestigungsstellen von Muskeln am Knochen nennt man Ursprung und Ansatz. Die Lage der Muskeln und Sehnen ist für die Wirkung verantwortlich. Meist ist der Ursprung näher am Körpermittelpunkt, also am Fuß oben in Richtung Unterschenkel, der Ansatz dagegen eher körperfern, also in Richtung Zehen. Diese Fixierung des Muskels an einem Ursprung und an einem Ansatz ist bei jedem Muskel bekannt, ebenso ist der Verlauf der Sehne bezeichnend.
Die Wirkung der Muskulatur hängt von diesen Faktoren ab, kann sich aber gerade am Fuß stark verändern, wenn es durch Fehlstellungen zu einer abweichenden Stellung der Knochen, der Gelenke, der Bewegungsachsen und Gelenklinien kommt. Für die Übungsbehandlungen ist es also wichtig zu verstehen, dass die geänderte Stellung und die Fußform auch die Wirkung bestimmter Übungen beeinflussen können.
Die Funktionen der Muskeln führen bei gemeinsamer Aktivität dazu, dass wir mit unseren Füßen koordinierte Bewegungen durchführen können. Sie sind komplex und sehr wichtig, wenn es um die Betrachtung von Erkrankungen der Ferse und deren Therapiemöglichkeiten geht.
Zusätzlich gibt es im Fuß weitere spezielle Bänder und Muskelgruppen, die für die Fußform und die Belastbarkeit des Fußskeletts wichtig sind. So verleiht das Längsgewölbe dem Fuß seine besondere Form. Diese Struktur bildet sich durch verschiedene tief liegende, längs unten am Fuß befindliche straffe Bänder. Dies sind unter anderem das wichtige Pfannenband, auch Spring Ligament genannt – ein Band zwischen Innenknöchel und Fußwurzel –, und die Plantarfaszie, eine Sehnenplatte an der Fußsohle. All diese Strukturen aus straffem Bindegewebe sind sogenannte passive Haltestrukturen und unterscheiden sich daher in Aufbau und Funktion deutlich von den Sehnen.
Weitere Muskeln am Fuß haben spezielle Aufgaben und unterscheiden sich daher von den oben beschriebenen. Die sogenannte intrinsische Fußmuskulatur hat ihren Ursprung und ihren Ansatz am Fuß selbst. Die anderen auf den Fuß wirkenden Muskeln haben ihren Ursprung am Unterschenkel oder wie die an der Achillessehne ansetzenden Muskelteile sogar am Oberschenkel hinten über dem Kniegelenk. Die Aufgaben der beiden Muskelarten sind daher sehr unterschiedlich.
Die intrinsischen Fußmuskeln haben eine aktive Funktion. Sie können sich kontrahieren, also zusammenziehen, und eine Spannung halten. Im Großen und Ganzen ist diese Wirkung am Fuß nicht direkt sichtbar. Diese Halte- und Stützfunktion ist besonders für die Dämpfungswirkung sehr wichtig. Die intrinsischen Fußmuskeln haben, vereinfacht gesagt, eine unterstützende aktive Funktion für die Stellung des Fußes und des Gewölbes.
Neben Bändern, Sehnen, Knochen und Muskeln, die eine bewegliche und stützende Funktion gewährleisten, finden sich verschiedene weitere Weichteile im Fuß. Sogenannte Faszien liegen um Muskeln herum oder unterteilen sie in verschiedene Bereiche, wie Kompartimente. Die Hüllen dieser Faszien bestehen aus straffem Bindegewebe. An mehreren Stellen am Fuß sind zudem Schleimbeutel vorhanden. Diese Strukturen bestehen aus Gleitschichten, die Reibung mindern und für eine gute Funktion notwendig sind. Die Wahrnehmung des Fußes – auch die der Fußstellung – erfolgt über eine Vielzahl von Nerven. Zu guter Letzt bedecken weitere Weichteile den Fuß, das Unterhautfettgewebe, die Haut und die Nägel. Diese passen sich an die übliche Belastung des Fußes an.
Bänder und Sehnen bilden ein komplexes Gesamtkonstrukt, das den Fuß mit dem Unterschenkel verbindet. Dabei umschlingt die Sehne des langen Wadenbeinmuskels das Fußskelett von außen über den Knöchel bis unter die Fußsohle, weshalb sie auch als »Steigbügel« bezeichnet wird.
All die genannten Muskeln sorgen für die Beweglichkeit des Fußes. Je nach Muskelfunktion und Verlauf der Sehnen werden unterschiedliche Bewegungsrichtungen erreicht. Diese Bewegungen finden um bestimmte Achsen statt und können je nach Ausmaß der Aktivität und anatomischer Bauweise verschieden sein. Wie bereits erwähnt, ermöglichen die Strukturen im oberen Sprunggelenk eine Beugung (Dorsalextension) und eine Streckung (Plantarflexion), und die Bewegung um die schräge Achse des unteren Sprunggelenks kennt man als Supination und Pronation. Diese Achse verläuft normalerweise etwa von vorne am ersten Strahl zum äußeren Fersenbein. Die alleinige Bewegung des Fersenbeins gegen das Sprungbein heißt Inversion und Eversion.
Die wichtigsten extrinsischen Muskeln liegen mit ihrem Ursprung am Unterschenkel und haben ihre Wirkung am Fuß. Die peronealen Sehnen liegen außen am Unterschenkel und Fuß. Die Wadenmuskulatur hinten und der wichtigste innen liegende Muskel ist der hintere Schienbeinmuskel (Musculus tibialis posterior).
Der menschliche Fuß wird anatomisch in Vorfuß, Mittel- und Rückfuß unterteilt. Zehen und Mittelfußknochen bilden den Vorfuß, wobei die Mittelfußköpfchen im Bereich der Kontaktfläche zum Boden weitgehend nebeneinander aufliegen. Von oben sind die Mittelfußköpfchen in ihrer Lage und Länge der Mittelfußknochen zueinander wie ein Bogen aufgestellt. Die Länge dieser Knochen ist individuell etwas verschieden, faktisch aber immer bogenförmig, wie ein Quergewölbe angeordnet.
Der komplexe Aufbau des Fußes besteht aus 49 Knochen und Gelenklinien.
Das obere Sprunggelenk besteht aus zwei gabelförmig angeordneten Knochen, dem Schienbein (Tibia)(Fibula)(Talus)