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Sind Läufer mit Prothesen schneller?

Beinprothesen verleihen Athleten nicht automatisch mehr Tempo und Ausdauer

Rennprothese
Haben beinamputierte Läufer mit Rennprothesen Vorteile gegenüber nichtamputierten Konkurrenten? © gilaxia/ Getty images

Leistungssport auf Carbonfaser-Füßen: Bisher ist stark umstritten, ob Läufer mit Prothesen bei Wettläufen unfaire Vorteile haben. Deshalb haben Forscher dies für den 400-Meter-Lauf genauer untersucht. Demnach scheinen Rennprothesen ihren Trägern nicht zu mehr Tempo oder Ausdauer zu verhelfen. Stattdessen bremsen sie die Sportler beim Start und in Kurven eher ab. Es bestehe daher kein Grund, amputierte Läufer pauschal von normalen Rennen auszuschließen, sagen die Wissenschaftler.

Früher war es undenkbar, nach der Amputation eines oder beider Unterschenkel noch eine sportliche Karriere anzustreben. Doch dank immer besserer Prothesen aus modernen Verbundmaterialien sind Läufer mit speziellen, sichelförmigen Rennprothesen heute ihren nichtamputierten Konkurrenten kaum mehr unterlegen. Im 400-Meter-Lauf haben mehrere Sportler bereits die zur Olympia-Qualifikation nötigen Zeiten unterboten.

Unfaire Vorteile durch elastische Carbonfaser-„Füße“?

Doch genau dies weckte den Verdacht, dass die Rennprothesen ihren Trägern einen unfairen Vorteil gegenüber nichtamputierten Läufern verleihen könnten. Möglicherweise, so die Annahme, fördert die elastische Carbonfaser-Prothese die Schnellkraft der Läufer und erhöht so ihr Lauftempo. Sie könnte das Laufen aber auch effizienter machen als mit dem natürlichen Bein und Fuß – das würde den Läufern mehr Ausdauer verleihen.

Als Reaktion auf diese Annahmen hat der Welt-Leichtathletikverband 2015 verboten, prothesentragende und nichtamputierte Läufer bei Wettbewerben gegeneinander antreten zu lassen. 2020 allerdings kippte das Internationale Sportgericht diese Regelung mit der Begründung, dass sie diskriminierend und nicht ausreichend begründet sei. Ein solches Verbot sei erst dann angebracht, wenn es klare Belege für Vorteile durch die Rennprothese gebe. Bisher jedoch stehen solche Beweise noch aus.

400-Meter-Läufer im direkten Vergleich

„Das Problem ist, dass es bislang kaum wissenschaftliche Einigkeit über den Netto-Effekt der Rennprothesen gegenüber biologischen Beinen gibt“, erklären Owen Beck vom Georgia Institute of Technology und seine Kollegen. „Einige Wissenschaftler postulieren, dass die Prothesen eine höhere Maximalgeschwindigkeit erlauben und den Energiebedarf beim Rennen verringern.“ Andere hingegen sehen eher Nachteile in Form einer geringeren Beschleunigung beim Start und einem langsameren Lauftempo in den Kurven.

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Um mehr Klarheit zu gewinnen, haben Beck und sein Team sich das Rennverhalten von Topathleten beim 400-Meter-Lauf genauer angeschaut. Dafür verglichen sie Starttempo, Maximalgeschwindigkeit, Kurvenlaufen und Ausdauer der beiden weltweit schnellsten Prothesen-Läufer auf dieser Strecke mit den Werten nichtamputierter Topathleten. Zusätzlich führten sie Laufbandtests durch, um die aerobe Laufkapazität und damit den Energieaufwand von amputierten und nichtamputierten Läufern zu untersuchen.

„Wenn ein Athlet mit Prothesen in diesen Parametern besser abschneidet als die besten nichtamputierten Läufer oder zwei Standardabweichungen besser ist als der Durchschnitt aller Leistungssportler in dieser Disziplin, dann verleihen Prothesen ihren Trägern tatsächlich einen Vorteil“, so die Forscher.

Vergleich
Startzeiten und Laufzeit auf den ersten 20 Metern beim schnellsten Prothesenträger (BA) und nichtamputierten Spitzenläufern. © Beck et al./ Royal Society Open Science, CC-by 4.0

Langsamer beim Start und in den Kurven

Doch die Ergebnisse fielen anders aus – und alles andere als eindeutig. So blieb selbst der schnellste Prothesenläufer in den ersten 20 Metern nach dem Start hinter den nichtamputierten Spitzenläufern zurück. Im Schnitt lag sein Tempo 40 Prozent darunter. „Kein einziger experimentell getestete Läufer mit Prothesen schaffte es, schneller aus den Startblöcken zu kommen als der Durchschnitt der Topathleten“, berichten Beck und sein Team.

Ähnlich sieht es in den Kurven aus: Nichtamputierte Topläufer sind beim Kurvenlaufen rund 3 bis 4,7 Prozent langsamer als auf der Geraden. Bei den Prothesenträgern sinkt das Lauftempo in der Kurve um sechs Prozent – sie verlieren dort demnach mehr Zeit. Auf den Geraden der 400-Meter-Strecke können die Läufer ihr maximale Geschwindigkeit ausspielen. Aber auch hier zeigt sich kein klarer Vorteil für die Prothesen: Beide Läufergruppen erreichten auf der ersten Geraden rund zehn Meter pro Sekunde, wie die Forscher ermittelten.

Effizienz und Abschnittszeiten uneindeutig

Weniger eindeutig waren die Ergebnisse hingegen in Bezug auf die Effizienz des Laufens mit und ohne Prothesen. In Messungen auf dem Laufband zeigte der schnellste Prothesenläufer zwar eine höhere Sauerstoff-Kapazität als seine nichtamputierten Konkurrenten – er benötigte demnach bei gleicher Geschwindigkeit weniger Sauerstoff pro Kilogramm Körpergewicht und Zeiteinheit als seine Konkurrenten. Das maximale Lauftempo im aeroben Bereich war aber bei den Prothesenläufern trotzdem nicht höher.

Wie sich dies auf die Ausdauer und das Tempo im Rennen auswirkt, untersuchte das Forschungsteam anhand des 400-Meter-Finales bei den Weltmeisterschaften von 2017 und dem schnellsten Lauf des weltweit besten Prothesenläufers auf dieser Strecke. Es zeigte sich: Auf den ersten 100 Metern wäre der Prothesenläufer fast eine Sekunde im Rückstand. Im Mittelstück zwischen 100 und 300 Metern läge er etwa im Mittelfeld der Läuferriege. Für die letzten 100 Meter jedoch benötigt er eine halbe Sekunde weniger als der Finalgewinner.

Insgesamt keine klaren Vorteile

Was bedeutet dies nun für die Frage, ob Läufer mit Rennprothesen Vorteile haben? Nach Ansicht von Beck und seinem Team sprechen ihre Ergebnisse dafür, dass sich Vor- und Nachteile eher ausgleichen. „Es gibt daher zumindest bei den 400-Meter-Rennen keinen eindeutigen Vorteil für beinamputierte Athleten mit zwei Rennprothesen gegenüber nichtamputierten Läufern“, konstatieren sie.

Ein Teilnahmeverbot für Läufer mit Beinprothesen wäre demnach auf Basis dieser Parameter nicht ausreichend begründet. Allerdings räumt das Team ein, dass noch weitere Analysen nötig sind. So müsse noch genauer untersucht werde, warum sich die Laufzeiten in den vier Teilabschnitten der Laufstrecke bei amputierten und nichtamputierten Läufern unterscheiden. „Das könnte dabei helfen zu klären, wie biomechanische und physiologische Faktoren die Laufleistung beeinflussen“, so Beck und seine Kollegen. (Royal Society Open Science, 2022; doi: 10.1098/rsos.211799)

Quelle: Royal Society Open Science

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