Ständige Haltungsregulation: der Gleichgewichtskegel als dynamisches Modell

Einleitung

Haltungsregulation ist ein kontinuierlicher, weitgehend unbewusster sensomotorischer Prozess, der es dem menschlichen Körper ermöglicht, seine Ausrichtung und sein Gleichgewicht trotz innerer Störungen (Atembewegungen, Verlagerung von Körpersegmenten) oder äußerer Störungen (wechselnde Auflagen, Unebenheiten der Unterlage) zu bewahren. Sie beruht auf einer Schleife in drei Schritten [1–4]:

• zunächst die Wahrnehmung: Propriozeption, Sehen und Vestibularsystem;
• dann die Integration: Die Informationen werden vom zentralen Nervensystem kombiniert;
• schließlich die Handlung: eine angepasste Muskel- und Gelenkantwort.

Gleichgewicht bedeutet also nicht die Abwesenheit von Bewegung. Im Stehen führt der Körper ständig kleine kontrollierte Schwankungen des Körperschwerpunkts und des Druckmittelpunkts aus, das posturale Schwanken. Diese Schwankungen sind nicht unbedingt Ausdruck mangelnder Stabilität: Sie spiegeln die Tätigkeit eines Systems wider, das die Position des Körpers gegenüber seiner Unterstützungsfläche ständig anpasst [5–8].

Diese dynamische Auffassung trifft sich mit dem von Jean Dubousset vorgeschlagenen Ökonomiekegel: Ist die Organisation des Körpers effizient, wird das Stehen mit einer begrenzten Zahl von Korrekturen und geringem Muskelaufwand aufrechterhalten [9, 10].

Was dieses Dossier behandelt

Dieses Dossier untersucht den Gleichgewichtskegel als dynamisches Modell der Haltungsregulation. Es behandelt insbesondere:

• zunächst den Ökonomiekegel nach Dubousset, dessen funktionelle Erweiterung der Gleichgewichtskegel ist;
• dann die Rolle der Propriozeption bei der Wahrnehmung;
• die Sprunggelenks-, Hüft- und Schrittstrategie;
• die Anwendung dieses Rahmens auf natürliche Positionen, dann auf das Sitzen und die Architektur von Aporia®.

Außerdem unterscheidet jeder Abschnitt, was durch die Literatur belegt ist, was zum Interpretationsmodell von Blue Portance (dem Referenzrahmen SBNFA™) gehört und was eine noch zu prüfende Hypothese bleibt, insbesondere für Aporia®.

1. Der Ökonomiekegel nach Dubousset

Der Ökonomiekegel wurde von Jean Dubousset auf der Grundlage der Analyse des Stehens und des globalen Gleichgewichts des Achsenskeletts beschrieben. Er stützt sich insbesondere auf den Begriff der Gleichgewichtskette, die Füße, Sprunggelenke, Knie, Hüften, Becken, Wirbelsäule und Schädel verbindet [9, 10].

Diese Kette ist keine bloße Übereinanderschichtung von Segmenten, denn jede Region beeinflusst die anderen. Eine Veränderung der Beckenausrichtung kann die Lendenlordose verändern, die ihrerseits die Brusthaltung und dann die Anpassung der Halswirbelsäule zur Erhaltung eines horizontalen Blicks beeinflussen kann [11, 12].

In einer ökonomischen Organisation positionieren sich die Segmente so, dass die Drehmomente und die zur Haltungserhaltung nötigen Kontraktionen begrenzt werden. Der Körper ist deshalb nicht unbewegt: Er bleibt von Mikrobewegungen belebt, doch diese bleiben in einer Zone, die mit einem begrenzten Energieaufwand vereinbar ist. Wird die Organisation ungünstiger, kann der Körper das Gleichgewicht halten, allerdings um den Preis eines breiteren Kegels, stärkerer Kompensationen und erhöhter Muskelaktivität [9].

Ökonomiekegel und Dekompensation

Bei sagittalen Ungleichgewichten der Wirbelsäule versucht der Körper zum Beispiel, den Kopf über dem Becken und den Blick horizontal zu halten. Dazu kann er insbesondere die Beckenretroversion verstärken, die Knie beugen oder den Rumpf verlagern [11]. Diese Strategien erhalten das Stehen eine gewisse Zeit lang aufrecht, sind aber energetisch nicht neutral: Sie können den Muskelbedarf erhöhen und die Anpassungsspielräume verringern. Neuere Arbeiten schlagen zudem vor, die Vergrößerung des Ökonomiekegels als Indikator der Dekompensation bei Patientinnen und Patienten mit Wirbelsäulendeformität im Erwachsenenalter zu nutzen [13].

2. Vom Ökonomiekegel zum Gleichgewichtskegel

Der Ökonomiekegel beschreibt zwar eine effiziente Organisation. Die dynamische Regulation fügt jedoch eine weitere Frage hinzu: Wie reagiert der Körper, wenn er verlagert, gestört oder mit einer neuen Aufgabe konfrontiert wird? Diese Fähigkeit hängt sowohl von der globalen Ausrichtung als auch von der Verfügbarkeit motorischer Strategien ab [5–8].

In diesem Dossier bezeichnet der Gleichgewichtskegel den funktionellen Raum, in dem der Körper seinen Schwerpunkt verlagern, anhalten, stabil bleiben und wieder losgehen sowie auf eine Störung antworten kann, ohne die Haltungskontrolle zu verlieren [24]. Er ersetzt den Ökonomiekegel nicht, sondern erweitert ihn, indem er Bewegungen, Korrekturen und Wechsel der Auflagen einbezieht. Er ist kein anatomisches Volumen, sondern eine Möglichkeit, das Modell von Dubousset mit den Mechanismen der dynamischen Haltungskontrolle zu verbinden.

Zur Veranschaulichung kann man sich zum Beispiel ein Volumen vorstellen, das auf die Unterstützungsfläche zentriert ist und in dem sich der Körperschwerpunkt bewegen kann, ohne dass die Person einen Schritt machen muss. Diese Darstellung bleibt jedoch eine didaktische Hilfe und keine Messung.

3. Körperschwerpunkt, Unterstützungsfläche und Stabilitätsgrenzen

In einer vereinfachten statischen Situation wird das Gleichgewicht begünstigt, wenn die vertikale Projektion des Körperschwerpunkts innerhalb der Unterstützungsfläche bleibt. Diese Regel reicht jedoch nicht aus, um dynamische Situationen zu beschreiben [8, 14].

Der Körperschwerpunkt hat nämlich eine Geschwindigkeit und eine Beschleunigung. Der Körper kann daher die Kontrolle behalten, während sich seine Projektion der Grenze der Unterstützungsfläche nähert, sofern Druckmittelpunkt und Muskelkräfte seine Bahn noch verändern können [14, 15]. Übersteigt die Störung schließlich die Korrekturfähigkeit der Gelenke, kann der Körper seine Unterstützungsfläche durch einen Schritt verlagern [16].

Faktoren, die die Stabilität verändern

4. Die Wahrnehmung: die Rolle der Propriozeption

Die Propriozeption umfasst die Informationen über Position und Bewegung der Körpersegmente. Sie misst die Position des Körperschwerpunkts nicht direkt: Das Nervensystem kombiniert diese Daten daher mit Sehen und Vestibularsystem, um den Gesamtzustand des Körpers einzuschätzen und die Korrekturen zu organisieren [2, 3].

Sie beruht hauptsächlich auf drei Familien von Rezeptoren [2]:

• zunächst die muskulären Mechanorezeptoren: Muskelspindeln (Länge und Dehnungsgeschwindigkeit) und Golgi-Sehnenorgane (Muskel-Sehnen-Spannung);
• dann die Gelenkrezeptoren, die auf Belastungen der Kapseln und auf Bewegungen reagieren;
• schließlich die Hautrezeptoren, insbesondere an der Fußsohle, die über Druck und Verschiebungen gegenüber der Unterlage informieren.

Diese Informationen werden nicht getrennt genutzt. Wird eine Quelle weniger zuverlässig, kann die Gewichtung der anderen verändert werden [3, 4]. Die Propriozeption ermöglicht so, Störungen zu erkennen, Haltungsanforderungen vorwegzunehmen (bevor man zum Beispiel einen Arm hebt, spannen sich die Rumpfmuskeln an, um das Becken zu stabilisieren) und die Antwort an die Art der Unterlage anzupassen.

Propriozeption und Fasziengewebe

FaszienFaszienFaszien sind Bindegewebsstrukturen, die bestimmte Körperteile umhüllen, verbinden oder voneinander trennen. Das „fasziale System“ bezeichnet eine umfassendere Gesamtheit von Bindegeweben, die in ihrer funktionellen Kontinuität betrachtet werden.Vollständigen Eintrag lesen : Faszien- und Bindegewebe enthalten Nervenendigungen und mechanosensible Strukturen; mehrere Arbeiten haben daher vorgeschlagen, dass sie zu den Informationen über Spannung, Verformung und Bewegung des Gewebes beitragen könnten [20, 21]. Dieser Beitrag darf jedoch nicht von dem der Muskeln, Gelenke und der Haut isoliert werden.

5. Die Regulationsstrategien: Sprunggelenk, Hüfte und Schritt

Die Literatur zur Haltungskontrolle unterscheidet klassisch die Sprunggelenks-, die Hüft- und die Schrittstrategie. Sie werden zur Erleichterung der Analyse getrennt dargestellt, verbinden und überlagern sich aber in realen Situationen [17–19].

Die Sprunggelenksstrategie

Sie wird im Allgemeinen bei kleinen Störungen auf fester und ausreichend breiter Unterlage eingesetzt: Der Körper verhält sich annähernd wie ein umgekehrtes Pendel, das um die Sprunggelenke schwenkt, und die Unterschenkelmuskeln modulieren die auf die Unterlage wirkenden Kräfte, um den Druckmittelpunkt zu verlagern [17, 18]. Sie reicht dagegen weniger aus, wenn die Unterlage schmal oder beweglich ist oder wenn die Störung schnell und groß ist.

Die Hüftstrategie

Sie kommt stärker zum Einsatz, wenn die Störung groß oder schnell ist oder wenn die Unterstützungsfläche verkleinert oder weniger stabil ist. Sie mobilisiert dann Becken, Hüften und Rumpf, um die Position des Körperschwerpunkts schnell zu verändern [18]. Sie ist keine „überlegene“ Strategie: Eine zu starke Hüftstrategie in einer Situation, die über die Sprunggelenke kontrollierbar wäre, kann zum Beispiel die Rumpfschwankungen verstärken.

Die Schrittstrategie

Reichen die Gelenkkorrekturen nicht mehr aus, kann der Körper seine Unterstützungsfläche durch einen Schritt verlagern [16]. Das ist jedoch nicht nur ein letztes Mittel: Der Schritt kann auch vorweggenommen oder willentlich sein, wenn die Fortbewegung Teil der Aufgabe ist.

Die Rolle des Beckens

Das Becken ist die mechanische Schnittstelle zwischen unteren Extremitäten und Rumpf: Seine Bewegungen verändern die Ausrichtung des Rumpfes, die Lastverteilung und die Bahn des Körperschwerpunkts. Es ist daher besonders an der Hüftstrategie beteiligt.

6. Natürliche Positionen und Gleichgewichtskegel

Der Referenzrahmen SBNFA™ definiert eine natürliche Position als eine Körperkonfiguration, in der der Körper eine Fähigkeit zur Feinabstimmung, zur Umverteilung der Lasten und zur aktiven Regulation behält. Sie lässt sich also nicht auf eine stabile geometrische Form reduzieren [24].

Das Beispiel der Hadza in Tansania

Die Studie über die Hadza in Tansania veranschaulicht zum Beispiel den Unterschied zwischen Ruhe und Unbeweglichkeit: Erwachsene verbringen einen beachtlichen Teil ihrer nicht gehenden Ruhezeit in der Hocke, einer Haltung, in der die Muskelaktivität höher bleibt als auf einem Stuhl [23].

Positionen vergleichen

Diese Positionen lassen sich anschließend nach ihrem Einfluss auf die Höhe des Körperschwerpunkts, die Unterstützungsfläche und die Verfügbarkeit motorischer Strategien analysieren. Das Hocken bringt den Schwerpunkt näher an den Boden und kann in bestimmten Konfigurationen die mechanische Stabilität erhöhen, erfordert aber eine ausreichende Beweglichkeit von Sprunggelenken, Knien und Hüften. Das Knien verändert zudem die Unterstützungsfläche und die Druckverteilung, um den Preis möglicher Belastungen der Knie. Das Sitzen am Boden schließlich ermöglicht mehrere Konfigurationen und Übergänge, passt aber nicht zu jedem Körperbau.

Weder von Natur aus gut noch schlecht

7. Wie Aporia® Haltungsregulation im Sitzen ermöglicht

Im Sitzen verändert sich die Unterstützungsfläche: Die Füße sind nicht mehr die einzige Auflage, die Sprunggelenke haben nicht dieselbe Rolle wie im Stehen, und der Sitz wird zu einem mechanischen Partner des Beckens. Es geht daher nicht darum, die Strategien des Stehens unverändert zu übertragen, sondern darum, was die Sitzfläche Becken und Hüften zu tun erlaubt.

Auf einer klassischen Sitzfläche begrenzt die Auflage auf einer festen, einteiligen Fläche die relative Beweglichkeit von Hüften und Becken, verringert die Ausgleichsanpassungen und hält die Belastungen auf denselben Bereichen [26].

Der Referenzrahmen SBNFA™ formuliert diese Frage daher über seine Funktion der Regulation des Haltungsgleichgewichts. Die Gleichgewichtsregulation beruht auf dem koordinierten, aber funktionell unabhängigen Zusammenwirken der rechten und linken Hüft-Sprunggelenk-Kette. Eine Sitzfläche bewahrt sie, wenn sie der Person ermöglicht, sich in mehrere Richtungen zu bewegen, an verschiedenen Stellen ihres Spielraums anzuhalten, dort stabil zu bleiben und wieder loszugehen, ohne systematische Rückstellung zu einem vorgegebenen Nullpunkt [24].

Er setzt auch eine genaue Grenze dafür, was ein Sitz leisten kann: Die Propriozeption wird nicht von der Sitzfläche „erzeugt“. Die Frage ist, wie die Sitzfläche die mechanische Information verarbeitet, die der Körper ihr gibt (Druck, Neigungen, Mikrobewegungen): Sie kann sie blockieren, dämpfen, global verarbeiten oder lokal, differenziert und angemessen darauf antworten [24].

Die Architektur von Aporia®

Die ExoBase™ Aporia® verbindet eine bewegliche, gewölbte Basis mit vier gelenkig gelagerten, mechanisch unabhängigen Auflagen (vorne rechts, vorne links, hinten rechts, hinten links), jede mit eigenem Schaumstoff und eigenem Bezug. Verlagert sich das Becken zu einer Seite, können die rechte und die linke Zone getrennt antworten, und die Auflagen bewahren den lokalen Ursprung der Beanspruchungen [25]. Der Referenzrahmen beschreibt so einen kontinuierlichen Raum ausbalancierter Schwingungen bis ±45°, in dem die Person von einer stabilisierten Position in eine andere wechseln kann, ohne ein vom Sitz aufgezwungenes Ungleichgewicht halten zu müssen [26].

Was die Bewertung aussagen kann

Diese Bewertung ist jedoch eine Expertenbewertung ohne Instrumentierung: Sie betrifft die von der Architektur gebotenen Möglichkeiten, nicht die Nutzung durch eine bestimmte Person, und einen nicht vermarkteten Prototyp [25, 26]. Der Referenzrahmen dokumentiert auch Grenzen: horizontale Verlagerungen und Rotation zwischen Wirbelsäule und Becken durch die Geometrie der Gesamtkonstruktion begrenzt, Druckverteilung abhängig von Körperbau und Einstellung, Festigkeit nicht für jede Auflage einzeln einstellbar [25].

8. Fazit

Zusammengefasst ist der Ökonomiekegel nach Dubousset ein bedeutendes Modell des globalen Gleichgewichts. Der Gleichgewichtskegel ist seine funktionelle Erweiterung: Er beschreibt die Fähigkeit des Körpers, seinen Schwerpunkt zu verlagern, anzuhalten, stabil zu bleiben und wieder loszugehen [9, 24].

Die Haltungsregulation fügt der ökonomischen Organisation zudem eine dynamische Dimension hinzu: Wahrnehmung, Integration und Handlung verbinden sich zu einer kontinuierlichen Schleife, und Sprunggelenks-, Hüft- und Schrittstrategie ermöglichen es, das Gleichgewicht je nach Ausmaß der Störung zu halten oder wiederzuerlangen [1–4, 17–19].

Auf das Sitzen übertragen führt dieser Rahmen zu einem Kriterium: nicht „Bewegt sich der Sitz?“, sondern „Was erlaubt er Becken und Hüften zu mobilisieren, zu differenzieren, zu stabilisieren und anzupassen?“. Die Architektur von Aporia® ist darauf ausgelegt, diesem Kriterium zu entsprechen; ihre Wirkungen auf Propriozeption, Hüftkoordination, Mechanotransduktion und Schmerz sind jedoch noch objektiv zu bewerten.