Veerkrachtig en Ontspannen wandelen: van Top tot Teen: Knieën en Voeten

In de vorige aflevering van Veerkrachtig en Ontspannen wandelen kwamen de volgende aspecten van het het wandelpatroon bij het onderwerp Van top tot teen aan de orde:
Hoofd – Schouders – Ademhaling – Heupen en Bovenbenen.

Ditmaal wordt aandacht besteed aan de aspecten Knieën en Voeten.

In veel verhalen over wandelen gaat de aandacht vooral naar de voeten. En als er aan andere aspecten al aandacht besteed wordt, dan gaat het meestal over problemen en klachten. De andere aspecten zijn echter zeker zo belangrijk, al was het maar omdat de voortdurende en optimale balans van het lichaam uitsluitend goed te realiseren valt met behulp van vrijwel het gehele lichaam.

De Knieën:
Bovenbeen en onderbeen zijn verbonden door de flexibele knieën.
Zonder die flexibiliteit is het niet mogelijk om de voorvoet – die bestaat uit de tenen plus de daarachter liggende middenvoetsbeentjes (metatarsales) – in de horizontale stand te verplaatsen, tenzij men het balletdansen op spitzen beheerst, wat nogal veel van de tenen vraagt en de vering van de voet vrijwel uitschakelt..

Inveren en uitveren van de knie:
In de lijn heupen, knieën, enkels en voeten zorgen de knieën ook voor een belangrijk deel van de veerkracht bij sommige bewegingen. In dit kader is het zinvol een onderscheid te maken tussen de telkens afwisselende functie van het been als stapbeen dat naar voren geplaatst wordt en de functie als standbeen dat het stapbeen draagt. Bij Veerkrachtig en Ontspannen wandelen kan een knie van het standbeen inveren door het bijbehorende bovenbeen iets achterwaarts te trekken, voorafgaand aan en bij het begin van het optillen van het bovenbeen van het stapbeen om het been voorwaarts te laten gaan. Tijdens het inveren dient men wel te voorkomen dat de knie te ver naar achteren wordt getrokken; want dat zou op den duur knieblessures kunnen veroorzaken.

Bij de stand van gewrichten wordt onderscheid gemaakt tussen de maximale buiging in de gebruikelijke richting ofwel flexie, de maximale buiging in de tegenovergestelde richting ofwel extensie en de neutrale positie waarbij de trekkracht van de spieren die het gewricht buigen of strekken is uitgeschakeld. Om de grenzen van die 3 posities te bepalen, wordt door een passende lichaamshouding de invloed van de zwaartekracht geëlimineerd. In het geval van de knie gebeurt dat door rechtop te staan.
Zie de plaatjes in het artikel van onderstaande verwijzing:

Meten van de mobiliteit: van Range of Motion naar Neutrale Nul Methode

Inveren heeft betrekking op de knie in de tegenovergestelde richting van de gebruikelijke richting buigen: voorbij de neutrale positie achterwaarts. In dit speciale geval van de invering gaat het om het inzetten van de spierkracht van de grote bilspier en niet om de spierkracht die de spieren van het bovenbeen uitoefenen om het been te strekken.

Tijdens het uitveren van de knie aan het begin van de stapbeweging ontstaat extra kracht die het been versneld naar voren doet gaan. Zelfs een kleine invering kan een krachtige uitvering veroorzaken.
Het goede inzicht in de kracht van een dergelijke uitvering kan bevorderd worden met de hand als voorbeeld. Wie een hand plat op een tafel duwt en vervolgens ontspant ziet dat de hand vliegensvlug uitveert naar de komvormige neutrale positie en daarbij zelfs de pols en de onderarm naar boven laat springen.

Rotatie van de knie:
Wie staat en het onderbeen bij de knie wil draaien, ontdekt dat het hele been meedraait. Wie echter zit met een been dat vrijwel 90 graden gebogen is, ontdekt dat het onderbeen bij de knie kan draaien terwijl het bovenbeen niet draait; de draaihoek is dan maximaal 10 graden naar binnen en 40 graden naar buiten.
Wanneer komt die rotatie van pas. Wel, onder andere bij de handhaving van de zijdelingse balans bij Veerkrachtig en Ontspannen wandelen. Tijdens het optillen van het stapbeen kan men het onderbeen – zolang het zweeft – iets naar buiten draaien, in combinatie met de rotatie van de heup: de knie wijst dan naar binnen, terwijl de voet nog recht naar voren wijst. Dit bevordert de balans.

Tenslotte is de demping door allerlei weefsels in de knie zowel van belang voor het behoud van een goed werkende knie als het behoud van de hoger gelegen lichaamsdelen, zelfs tot het hoofd toe. De mogelijkheden van de knie als tweede flexibele veer bij de demping in het traject voet/enkel – knie – heup/bekken – ruggengraat zijn echter beperkt, waardoor het essentieel is dat de voet als eerste in het traject een maximale bijdrage levert aan demping en vering; immers bij de voet begint de invering en demping bij het wandelen.

De voeten en enkels:
Deze vormen een uiterst complex systeem dat ontstaan is door evolutie. Zoals men weet, levert de evolutie geen handleidingen voor het gebruik. Daardoor is de kennis van de samenstelling en het gebruik van de voet een kwestie van langdurige bestudering, waarbij steeds nieuwe, verrassende ontdekkingen worden gedaan.

Voor die bestudering kan men allerlei tekeningen gebruiken, maar die geven maar beperkt inzicht. Hoe men het wendt of keert, de tekeningen zijn altijd 2-D en de voet is 3-D. Toch is het voor het begrip van de complexiteit weleens goed om naar anatomische tekeningen van de voet te kijken.
Zie bijvoorbeeld “Atlas of Anatomy 26 Ankle & Foot”:
https://doctorlib.info/medical/anatomy/28.html

Aan het begin van dit hoofdstuk uit de Atlas of Anatomy ziet men een tekening met een hoofdindeling van de voet in voorvoet, middenvoet en achtervoet. Deze wijkt af van de gebruikelijke indeling in de Angelsaksische literatuur: de metatarsales ofwel de middenvoetsbeentjes achter de tenen worden daarin niet tot de voorvoet, maar tot de middenvoet gerekend. Maar, zoals ik al heb verteld, de evolutie biedt geen handleidingen.
In mijn artikelen ga ik uit van een voorvoet inclusief middenvoetsbeentjes.

Voorts plaats ik aan de hand van de tekeningen van de voet in de Atlas of Anatomy een vraagteken bij de begrippen “correcte anatomie” ofwel “normale anatomie”. In die tekeningen ziet men dat de beide kootjes van de grote teen naar binnen wijzen. Dit is een afwijking van de aangeboren stand van de grote teen, een afwijking die meestal ontstaat door het dragen van schoenen die te weinig ruimte geven aan de grote teen.
De correcte anatomie is geen scherp gedefinieerd, maar een enigszins wazig begrip, dat wel handig is om het gebruik van het lichaam te verbeteren en eventueel te herstellen. Een indruk daarvan geeft de website Feet Freex van mensen die graag op blote voeten lopen, die bovendien nog voltijds of deeltijds blootsvoetsschoenen gebruiken.
Zie:
https://www.feetfreex.com/basic-anatomy
Daarin staat de grote teen steeds duidelijk naar buiten afgebeeld in tegenstelling tot de Atlas of Anatomy. Die opvatting van Feet Freex wordt over het algemeen wereldwijd gedeeld door voetspecialisten.
Overigens is de stelling van de website van Feet Freex dat de voet van nature een zeer stabiele basis van het lichaam is, tamelijk discutabel. Iedereen kan vaststellen dat de voet een kleine, flexibele basis van het lichaam is. Architecten van woontorens kunnen een soortgelijke basis niet gebruiken voor een woontoren. Waar het in wezen op neerkomt, is de grote mate van flexibiliteit van het gehele lichaam, met inzet van een systematische interactie van zintuigen, hersenen en motoriek, die constant de balans weet te bewaren.
Bij wolkenkrabbers hebben architecten zoiets ook een beetje afgekeken met systemen van contragewichten in de top van de gebouwen die het slingeren begrenzen. Mensen kunnen overigens hoofd- en nekpijn voorkomen met een goede balans van het hoofd.

Het wandelpatroon dat begint bij het neerzetten van de voet met de voorvoet noemt men wel voorvoetlanding ofwel forefoot strike, in tegenstelling tot de hiellanding ofwel de heel strike. Deze benamingen voor Veerkrachtig en Ontspannen wandelen zijn nogal verwarrend, zeker omdat het gaat om wandelen. Het woord “strike” geeft aan dat de voet met een slag, klap of plof op de grond komt, wat bij constant hardlopen (bij kleine afstanden zoals tot 10 km) voor de hand ligt, omdat men dan voortdurend springt.

Bij Veerkrachtig en Ontspannen wandelen wordt de voet echter zonder schok en vrijwel geluidloos neergezet, afgezien van de mogelijkheid dat het speciale materiaal van de zool van een daarvoor geschikte schoen zelfs bij de geringste aanraking van hard plaveisel of harde vloerbedekking meer geluid maakt dan men zou wensen.
Bij dit wandelpatroon zet men de voet neer op de gehele voet, te beginnen met de voorvoet. Onder voorvoet wordt in dit verband verstaan: ruwweg de voorste helft van de voet waartoe onder meer de tenen, de middenvoetsbeentjes en de gewrichten daartussen behoren. Aangezien niemand beschikt over röntgen-ogen om die botjes te zien, is dit echt een “ongeveer aanduiding” Bovendien is het niet mogelijk tijdens het lopen naar het gedeelte van de voetzool te kijken dat de grond raakt

Voor lokalisering van dit beloopbare gedeelte van de voetzool moet men de druk voelen op de stroken van de voetzool waarop de voet prima en prettig staat. Die stroken beschikken normaal over zogenaamde vetkussen in de onderhuid: de uiteinden van de tenen, de bal van de voet, de buitenzijde van de voetzool en de achtervoet. De vetkussens vormen in goede staat een laag van 1 tot 2 centimeter dik. Het vet is in feite een soort olie dat zich verplaatst tussen zogenaamde vetkamertjes, in wezen een hydraulische demping. Aan de binnenzijde van de voet is er evenwel een holte die de grond niet raakt.

De voet is aan de bovenkant bolvormig en aan de onderkant gedeeltelijk holvormig. Die vorm wordt ondersteund door veel botjes, spieren, pezen en banden. Met deze onderdelen worden onder meer een viertal bogen gevormd die bestaan uit ketens van inflexibel en flexibel materiaal: 2 lengtebogen aan weerszijden van de voet en 2 dwarsbogen, halverwege de voorvoet alsmede de middenvoet zelf. Die bogen veren als er druk op de voeten wordt gezet door vooral de zwaartekracht bij het staan en veren uit als de voeten worden opgetild. Deze vering werkt het sterkst als de voet plat op de grond staat, met een goede drukverdeling, onder andere de meeste druk op de voorvoet en aanzienlijk minder op de achtervoet. Aangezien de middenvoet de grond nauwelijks raakt, omdat die grotendeels boven de holte aan de onderkant van de voet ligt, moet de middenvoet in dit verband vooral gezien worden als het bovenliggend deel van de voet dat de druk van het been doorgeeft aan de lager gelegen gedeelten van de voet. De vering is wel enigszins te vergelijken met een rubberen ontstopper, waarbij de steel het been en de rubberen halve bol de voet moet voorstellen; gelukkig heeft de voet dus een deel dat de grond niet raakt, waardoor lopen de tegels niet uit het trottoir trekt. De invering bij de voet zorgt net als bij de ontstopper bij uitvering voor een krachtige beweging.

Hoe gaan het been en de voet bewegen?
Hiertoe dient men zich te realiseren dat het bovenbeen in een voorwaartse/opgaande en achterwaartse/neergaande, cirkelvormige baan kan draaien met het heupgewricht van het stapbeen als middelpunt. Stel dat het bovenbeen wordt opgetild met spierkracht terwijl de voet door de uitvering een kracht naar boven ondervindt, dan zal het bovenbeen naar voren en naar boven draaien zowel door spierkracht als door uitvering, terwijl het onderbeen door de zwaartekracht vrijwel verticaal zal hangen aan de knie. De afstand van de knie en de enkel tot het heupgewricht zal overigens kleiner worden, wat de draaiende beweging enigszins zal versnellen.

Echter, als het optillen wordt gestopt, dan zullen been en voet door de zwaartekracht weer op dezelfde plaats terugkeren: de vooruitgang is 0, wat natuurlijk niet de bedoeling is van wandelen:
In onderstaande grove schematische tekening wordt de beweging uit stand voorwaarts afgebeeld. De pijlen geven de draairichting bij de voorwaartse beweging aan.

De verplaatsing:
Hierbij kantelt het standbeen – dat het stapbeen draagt – naar voren, terwijl de heup van het stapbeen naar boven en voren wordt bewogen, terwijl het stapbeen nog de hierboven beschreven uitvering van de knie ondervindt. Tevens draait het bovenbeen van het stapbeen vanaf het naar voren en boven bewegende heupgewricht naar voren en boven. En tegelijkertijd draait de voet ten opzichte van het onderbeen snel naar de neutrale positie, een stompe hoek naar voren, waarbij de voorvoet minder of meer schuin naar de grond wijst. Zodra het opheffen stopt, zal de voet dalen, maar daarbij ook naar achteren gaan, waardoor de relatieve snelheid tussen voet en grond zal verminderen.

Niet vergeten moet worden dat bij al deze impulsen de wet van de traagheid een grote rol speelt: zonder tegenkracht zal het lichaam met dezelfde snelheid in dezelfde richting doorgaan. Dat veroorzaakt onder andere de kanteling van het standbeen naar voren, met de enkel als kantelpunt .
Bij de start van het wandelen is er uiteraard bij enkele passen een versnellende beginsnelheid.

Voet terugtrekken alvorens de grond te raken:
Bij het optillen van het bovenbeen gaat de voet naar boven en naar voren. Bij het afdalen van het bovenbeen gaat de voet naar beneden en naar achteren. Die beweging kan versneld worden door de achterwaartse beweging van het bovenbeen met spierkracht van de grote bilspier. Theoretisch is het dan zelfs mogelijk dat de voet stilstaat ten opzichte van de grond op het moment van het begin van de aanraking. Het resultaat is dat het neerzetten van de voet geen schok in het lichaam veroorzaakt.
Om dat praktisch te bereiken, is echter enige oefening nodig.

Enkels van stompe hoek naar scherpe hoek:
Wanneer de voet ten opzichte van de romp naar achteren beweegt, zal de hoek tussen voet en onderbeen overgaan van stomp, meer dan 90 graden naar scherp, minder dan 90 graden. Aangezien de achillespees de voet juist in de omgekeerde richting trekt, zal die inveren. Dat heeft tot gevolg dat de voet snel naar de neutrale (stompe) positie uitveert zodra de voet bij het optillen van het been los van de grond komt. Die neutrale positie is uitstekend geschikt om de voet neer te zetten bij het afdalen van het bovenbeen.

Overigens is het niet de bedoeling om het bovenbeen en de heup van het stapbeen maximaal op te tillen. Dat helpt niet om de staplengte te maximaliseren. Het gaat erom dat de voet kan zweven zonder obstakels te raken. Bijvoorbeeld een een iets opstaande tegel of een drempel.

De staplengte:
Bij Veerkrachtig en Ontspannen wandelen is mijn staplengte 67 cm. Als gemiddelde staplengte voor een volwassen man wordt wel 70 centimeter genoemd; dat is vermoedelijk gebaseerd op wandelen met de hiellanding. De snelheid per uur is afhankelijk van de staplengte en het aantal stappen per uur. Beide factoren kunnen gevarieerd worden.
Een sportief familielid van mij is hardloper op de lange afstand. Bij meer dan 189 km in 24 uur is zijn staplengte met inbegrip van gedeeltelijk wandelen 1 meter, bij een gebruikelijke marathon van 42,2 km is het 1,25 meter en bij slechts 10 km rennen is het 1,5 meter. Dit geeft inzicht in de invloed van het springen tijdens het hardlopen.
Bij wandelen is er geen sprake van springen. Veerkrachtig en ontspannen wandelen leidt tot plusminus 2 maal de schoenlengte per stap. Om nog sneller te lopen dient men meer stappen te nemen per tijdseenheid, bijvoorbeeld per uur.

Vervolg:
In de eerstvolgende aflevering besteed ik aandacht aan het doorgaande proces van het wandelpatroon, nadat ik bij van Top tot teen aandacht heb gegeven aan details van verschillende delen van het lichaam die daarbij een functie hebben.