Inleiding

Patellofemorale pijn (PFP) is een veel voorkomende aandoening die hardlopers beperkt in hun dagelijks leven en training. Intrinsieke en extrinsieke factoren zijn in verband gebracht met de ontwikkeling van PFP bij hardlopers. Aangezien intrinsieke factoren niet altijd aanpasbaar zijn (patellatracking of malalignment), is er veel aandacht besteed aan de extrinsieke factoren die bijdragen aan de ontwikkeling van PFP bij hardlopers. In hun systematische review en meta-analyse hebben Alammari et al. (2023) vond bewijs voor het toevoegen van heupversterking om PFP te verlichten en de functie te verbeteren. Bij sommige mensen, vooral hardlopers, kan de aandoening echter ontstaan door overmatige belasting van de gewrichten. Daarom kunnen strategieën om de hoge impactbelasting van hardloopactiviteiten te verminderen een positieve invloed hebben op PFP. Het verhogen van de cadans en het verkleinen van de stapbreedte zijn factoren die vrij eenvoudig kunnen worden aangepast en de auteurs van deze cross-sectionele studie wilden de invloed van deze loopaanpassingen op PFP onderzoeken.

Methoden

In deze cross-sectionele studie namen de auteurs mannelijke hardlopers op die leden aan PFP. Ze waren tussen de 18 en 45 jaar oud en liepen minstens 15 km per week. PFP werd gediagnosticeerd als ze minstens 6 weken lang peripatellaire pijn met een niet-traumatisch begin meldden met een pijnintensiteit van minimaal 3/10 op de VAS-schaal tijdens of na het hardlopen. Daarnaast moesten ze kniepijn melden bij minstens 3 van de volgende activiteiten:

• De trap op of af
• Knielend
• Kraken
• Verzet tegen knie-extensie
• Langdurig zitten

Om de invloed van het voetafzetpatroon en de loopcadans op het kniegewricht te onderzoeken, werd de resulterende patellofemorale belasting berekend door de kniegewrichtshoek en -momenten te meten. Reflecterende markers werden bevestigd aan de iliacale wervelkolom, het heiligbeen, de trochanters major, de mediale en laterale femorale epicondylen, de mediale en laterale malleoli, de koppen van het eerste en vijfde middenvoetsbeentje en het uiteinde van de grote tenen en de hielen.

Vervolgens deden de deelnemers zes hardloopwedstrijden waarbij de cadans en het voetafzetpatroon werden aangepast om 6 condities te creëren:

1. Hardlopen met een voorkeursfrequentie en een achtervoetaanzet
2. Hardlopen met een voorkeursfrequentie en een voorvoetaanzet
3. Lopen op -10% van de voorkeursfrequentie met een achtervoetaanzet
4. Hardlopen op -10% van de voorkeursfrequentie met een voorvoetaanzet
5. Hardlopen op +10% van de voorkeursfrequentie met een achtervoetaanzet
6. Hardlopen op +10% van de voorkeursfrequentie met een voorvoetaanzet

Resultaten

Twintig mannelijke hardlopers met PFP werden in het onderzoek opgenomen en deden de hardlooptests. Ze waren gemiddeld 22,5 jaar oud en hadden een symptoomduur van bijna 12 weken. Ze liepen het liefst met hun achterste voet en met een cadans van 169 stappen per minuut.

Ze liepen met een gemiddelde snelheid van 2,71 m/s en de gemiddelde staplengte in hun voorkeurs cadans was 1,01 meter.

Piekgewrichtshoek

De auteurs vonden geen interactie-effect tussen 3D piekkniegewrichtshoeken, maar wel een significant verschil in piekknieflexie en interne rotatiehoeken. Een hogere loopcadans resulteerde in een lagere knieflexiehoek in vergelijking met de voorkeurscadans.

De voorkeurs cadans met zowel de achter- als voorvoet resulteerde in een hogere interne rotatiehoek in vergelijking met hardlopen met een lagere cadans.

De voorvoetaanzet vermindert de knieflexiehoek in alle cadansomstandigheden. Bij een voorvoetaanval was er meer adductie en bij een achtervoetaanval was er meer abductie van de knie.

Piekgewrichtsmoment

Een hogere cadans resulteerde in een lager piekknie-extensiemoment voor zowel de voor- als de achtervoet in vergelijking met een lagere cadans.

De verhoogde cadans gaf ook minder intern rotatiemoment in vergelijking met een lagere cadans.

Lopen met een voorvoetaanval verhoogde het knieflexiemoment en verlaagde het knie-extensiemoment en adductiemoment in vergelijking met lopen met een achtervoetaanval, ongeacht de loopfrequentie.

Patellofemorale contactkracht en stress

De piekpatellofemorale contactkrachten en belasting tijdens het hardlopen waren lager wanneer de cadans hoger was dan wanneer de deelnemers op hun voorkeursnelheid liepen, ongeacht het voetafdrukpatroon. De voorvoetaanval daarentegen resulteerde in een lagere piekbelasting van het patellofemorale gewricht en de patellofemorale belasting in vergelijking met de achtervoetaanval voor alle cadansen.

Questions and thoughts

Samenvattend bleek uit het onderzoek dat wanneer de cadans werd verhoogd en wanneer een slagpatroon met de voorvoet werd gebruikt, de piekcontactkrachten van het patellofemorale gewricht lager waren. Dit zou betekenen dat je een hardloper met patellofemorale pijn kunt adviseren om de stapsnelheid te verhogen en op de tenen te landen.

Moet je ieders hardlooptechniek permanent veranderen om het patellofemorale gewricht te ontzien? Natuurlijk niet. De resultaten van dit onderzoek geven echter een interessant inzicht in de biomechanica van hardlopen en de gevolgen van het veranderen van de looptechniek op het patellofemorale gewricht. Burke et al., (2021) en Dillon et al. (2023) onafhankelijk van elkaar aan dat voetbewegingspatronen geen verband hielden met hardloopblessures. Deze hardloopaanpassingen moeten dan ook niet worden voorgeschreven als primaire preventie, maar kunnen eerder dienen als een manier om de belasting tijdelijk te veranderen en de aandoening te beheersen.

Het knie-extensormoment is een biomechanische metriek die de torsie meet die wordt gecreëerd door de knie-extensorspieren tijdens activiteiten. Het is cruciaal bij handelingen waarbij de knie gestrekt moet worden, zoals lopen, springen en gewichtdragende taken. De gecombineerde kracht van de quadricepsspieren en de hefboomarm wordt gebruikt om het knie-extensormoment te berekenen. Het knie-extensormoment is gebruikt in onderzoeken om de dynamica van het patellofemorale gewricht tijdens verschillende acties te karakteriseren. Variaties in het knie-extensormoment zijn ook gekoppeld aan variaties in de belasting van het kniegewricht, spieractiveringspatronen en gewrichtsstabiliteit. Een toename van het knie-extensormoment resulteert in een toename van de kracht en stress van het patellofemorale gewricht, terwijl het verlagen van de stress van het patellofemorale gewricht en de piekmomenten van de knie-extensoren de pijn en functie kan verbeteren bij mensen met patellofemoraal ongemak(Anderson et al., 2022). Bovendien is aangetoond dat de quadricepsspierkracht, die bijdraagt aan het knie-extensormoment, de patellofemorale kinematica verandert, wat wijst op een functie bij de behandeling van patellofemorale pijn (Zhang et al., 2021).

• De resultaten van dit onderzoek geven aan dat het verhogen van de cadans van het hardlopen het knie-extensiemoment verlaagt, dat wil zeggen dat de quadriceps minder kracht zou moeten produceren in vergelijking met hardlopen bij een lagere cadans, en dat daardoor de belasting van het patellofemorale gewricht afneemt.
• Lopen met een voorvoetaanval verhoogde het knieflexiemoment. Het knieflexiemoment is cruciaal bij het hardlopen omdat het de impact van elke stap absorbeert en het lichaam naar voren stuwt. Het knieflexiemoment helpt bij het geleidelijk buigen van de knie wanneer de voet de grond raakt, waardoor het been de schok van de botsing kan absorberen. Deze buiging verdeelt de druk die op het kniegewricht wordt uitgeoefend.
• Het interne rotatiemoment van de knie verwijst naar de kracht die ervoor zorgt dat het onderbeen naar binnen draait bij het kniegewricht. Lopen met een hogere cadans gaf minder intern rotatiemoment in vergelijking met een lagere cadans.
• Wanneer een toename van 10% in de loopcadans werd gecombineerd met een voorvoetaanval, werd de belasting op het patellofemorale gewricht met 42% verminderd. De reden hiervoor zou zijn dat de knieflexie en grondreactiekrachten tijdens de standfase afnemen. Dit zou de activering van de quadriceps verlagen en daardoor krijgt de patella minder contactspanning met de patellagroef.

Talk nerdy to me

Hardloopschoenen werden gestandaardiseerd voor alle deelnemers. Standaardisatie van de schoenen is nodig om de individuen met elkaar te vergelijken om de invloed van de schoenen die ze dragen op de verzamelde gegevens te beperken. Het onderzoek hield echter geen rekening met andere anatomische verschillen tussen de deelnemers. Iemand met een varus kniestand zal bijvoorbeeld andere biomechanica vertonen dan iemand met een neutrale kniestand of valgusstand. Op dezelfde manier kunnen veranderingen in de patellaire configuratie leiden tot veranderingen in de piekspanning van het gewrichtscontact. De gestandaardiseerde schoenen zijn een goede optie om de vergelijkingen uniformer te maken, maar ik kan me voorstellen dat hardlopen met een schoen waarmee je niet vertrouwd bent raar en oncomfortabel aanvoelt en dit kan ook de biomechanica van het kniegewricht veranderen.

Hoewel de loopaanpassingen voor PFP werden veranderd en lieten zien dat een verhoging van de cadans en een voorvoetaanzet gunstig waren, werd in dit onderzoek de relatie tussen de contactkrachten van het patellofemorale gewricht en pijn niet onderzocht. Als zodanig kan het geen advies geven over het verminderen van PFP. De resultaten van dit onderzoek kunnen slechts inzicht geven in de resultaten van de hardloopaanpassingen voor PFP op biomechanisch niveau. Toch lijken andere onderzoeken de theorie achter verminderde patellofemorale belasting en afname van pijn te ondersteunen.

Briani et al. (2022) concludeerden dat wanneer vrouwen PFP ervaren, ze bewegingsstrategieën gebruiken om meer belasting te verdelen over het heupgewricht dan over het kniegewricht, wat verondersteld werd om de pijn te vermijden of te beheersen. Dit ondersteunt de hypothese dat een verminderde belasting van het patellofemorale contact als gevolg van hardloopaanpassingen de pijn waarschijnlijk zal verminderen.

Take home messages

Loopaanpassingen voor PFP kunnen een verhoogde cadans en een voorvoetaanzet zijn. Samen kunnen deze aanpassingen de belasting die op het patellofemorale gewricht wordt uitgeoefend verminderen en als zodanig kan dit helpen om de aandoening te beheersen. Met deze aanpassingen zouden hardlopers met PFP kunnen blijven hardlopen, ondanks dat ze last hebben van deze aandoening. Omdat PFP een langdurige aandoening kan zijn, voorkomen deze eenvoudige aanpassingen in de looptechniek dat mensen hun favoriete sport moeten opgeven, eventueel door een manier te vinden om de pijn te beheersen.

Referentie

Wei Z, Hou X, Qi Y, Wang L. Invloed van voetbewegingspatronen en cadans op de belasting van het patellofemorale gewricht bij mannelijke hardlopers met patellofemorale pijn. Fysiotherapie Sport. 2023 Nov 9;65:1-6. doi: 10.1016/j.ptsp.2023.10.006. Epub vooruit gedrukt. PMID: 37976905. 

Aanvullende referenties

Sisk, D. en Fredericson, M. (2019). Update van risicofactoren, diagnose en behandeling van patellofemorale pijn. Current Reviews in Musculoskeletal Medicine, 12(4), 534-541. 

Briani RV, Cannon J, Ducatti MHM, Priore LBD, Botta AFB, Magalhães FH, Azevedo FM. Verergering van patellofemorale pijn verandert de coördinatiepatronen van romp en onderste ledematen en de heup-kniemechanica. J Biomech. 2022 Aug;141:111215. doi: 10.1016/j.jbiomech.2022.111215. Epub 2022 jul 2. PMID: 35816782. 

Burke A, Dillon S, O'Connor S, Whyte EF, Gore S, Moran KA. Risicofactoren voor blessures bij hardlopers: Een systematisch overzicht van de techniek van de voetstap en de classificatie ervan bij impact. Orthop J Sports Med. 2021 Sep 9;9(9):23259671211020283. doi: 10.1177/23259671211020283. PMID: 34527750; PMCID: PMC8436320.