Belastung im Agility

Imke Niewöhner, Tierärztin (www.dog-in-motion.com)

Diese Zusammenfassung aus aktuellen Studien findet sich ebenfalls im Anhang meines Buches „Sprungtraining für Agilityhunde“.

Sie soll möglichst wertfrei die Ergebnisse aktueller Studien zeigen. Ich habe dazu die Aufbauten der Studien erklärt und die Ergebnisse dargestellt. Ich hoffe, dass die Übersetzungen einigermaßen verständlich gelungen sind.

Lest es am besten abschnittsweise, es ist nicht gerade „leichte Kost“ 😉

Auf dem Hundesportsektor wurden bisher nur wenige Studien mit wissenschaftlichem Hintergrund durchgeführt. Viele Annahmen werden aus dem Pferdesport übernommen, und bei einigen Messungen zeigten sich auch ähnliche Verhältnisse, besonders im Bereich der Gelenkbeugung und –streckung.

 

Eine davon ist die Studie:

Measurements of Vertical Ground Reaction Force in Jumping Dogs

Susan R. Yanoff, D. A. Hulse, H. A. Hogan, Margaret R. Slater, M. T. Longnecker

Diese wurde 1992 durchgeführt und umfasste 13 Hunde.  Mit Kraftmessplatten hinter einem Sprung wurden die vertikalen Bodenreaktionskräfte gemessen. Diese wurden bei drei verschiedenen Hürdenhöhen bestimmt und verglichen.  Dabei konnte eindeutig festgestellt werden, dass die Kräfte mit steigender Hürdenhöhe ebenfalls steigen. Die Kräfte wurden neben der Hürde auch vom Körpergewicht, Rasse und Geschlecht beeinflusst.

2011 wurde eine weitere Studie zu dem Thema veröffentlicht:

Kinetics of jump landing in agility dogs

Pfau T1Garland de Rivaz ABrighton SWeller R.

 

Diese Studie wurde durchgeführt, um die auftretenden Kräfte (vor allem bei der Landung) bei verschiedenen Typen von Sprüngen (Weitsprung im Vergleich zu normaler Hürde) vergleichen zu können.

Dazu wurden sechs Kraftmessplatten unter einem Agility Grasteppich  genutzt. Außerdem kamen 8 Infrarotkameras zum Einsatz,  die vor allem auf den hinteren Sprung ausgerichtet war.

Gemessen wurden verschiedene Sprung Setups sowie der Sprint auf einer Geraden im Galopp.

Das Setup bestand immer aus 2 Sprüngen in Reihe: der erste Sprung war immer eine normale Hürde von 60cm Höhe, der zweite dann der „gemessene“ Sprung.  Dabei wurde mit der normalen Hürde als zweiter Sprung sowohl eine Distanz von 3,60m , als auch einer Distanz von 5m gemessen. Die Distanz zum Weitsprung betrug immer 5m.

Dies ist in einem Fall eine 60cm hohe Hürde gewesen und im anderen Fall ein Weitsprung (Höhe ansteigend von 12,7-38cm, Tiefe 1,50m). Alle Hunde wurden 10m vor der ersten Hürde gestartet, um volle Geschwindigkeit erreicht zu haben, bevor sie sprangen.

Die Hunde wurden von den Hundeführern so geführt, dass sie das Maximum ihrer Geschwindigkeit erreichten.

Von 11 Hunden wurden insgesamt 211 Durchgänge gemessen und ausgewertet.

Es zeigte sich, dass das Tempo bei einer Vergleichsmessung ohne Hürden, also nur rennend, mit 9,6m/s  am höchsten war. Beim Springen des Weitsprungs wurden maximal 8,7m/s erreicht, während es bei der normalen Hürde 7,9m/s  waren.

Die Distanzen zwischen beiden normalen Hürden hatten in dieser Studie keinen Einfluss auf die gemessenen Kräfte bei der Landung.

Die maximale vertikale Kraft wurde beim Landen nach der Hürde gemessen, gefolgt vom Weitsprung im Vergleicht zum normalen Sprint auf ebener Erde.

Die gemessenen Impulse der Hinterhand und Vorderhand zeigten ebenfalls Unterschiede:

Die vertikalen Impulse der Vorderhand waren bei der Landung nach der Hürde am höchsten, gefolgt von Weitsprung und dem Sprint.

In der Hinterhand konnte ein höherer Impuls beim Springen im Vergleich zum Sprinten gemessen werden, allerdings bestand kein Unterschied zwischen Hürde und Weitsprung.

Generell zeigten sich geringere vertikale Impulse in der Hinterhand als in der Vorderhand. Während im Sprint die Gewichtsverteilung zwischen Vorderhand und Hinterhand 58% /42% war, lag sie bei der Landung nach der Hürde bei 60% / 40%.

Die Beschleunigungsimpulse waren bei allen Sprungmessungen höher als bei den Sprintmessungen. Die  Bremskräfte waren wesentlich stärker in der Vorderhand alsi n der Hinterhand, dies vor allem beim Landen nach der Hürde. Beim Sprint konnte dieser Unterschied nicht gefunden werden.

Es konnte eindeutig gezeigt werden, dass mit steigender Hürdenhöhe der Landungswinkel steiler wurde. Je steiler der Landungswinkel war, desto größer waren die wirkende vertikale Kraft bei der Landung sowie die Beschleunigungskräfte beider Beinpaare.

Die Geschwindigkeit der Hunde war bei geringerer Sprunghöhe höher. Der Landungswinkel war flacher. Je  flacher der Landungswinkel war, desto länger waren die Stützphasen der Beinpaare.

Bei einer „Steady state Aktivität“ (gleichförmige Bewegung) würde man rein rechnerisch eine kürzere Stützphase bei höherer Geschwindigkeit erwarten.

Beim Springen handelt es sich jedoch nicht um eine „steady state Aktivität“. Die Kraft- und Impulsparameter können sich vor und nach dem Sprung verändern.

Eine längere Stützphase bedeutet, dass (zumindest theoretisch) die Kraft besser verteilt werden kann (und in Bindegewebe „gespeichert“ werden kann) und somit die vertikale Kraft bei der Landung geringer ist. Dies ist vor allem in Bezug auf die Vorderbeine wichtig, da diese 60% des Körpergewichts stützen.

Der höchste gemessene Wert bei der Landung war  das 45fache des Körpergewichts.

Generell konnte eindeutig nachgewiesen werden, dass bei den teilnehmenden Hunden mit steigender Sprunghöhe  die Schwerpunktverlagerung  zunehmend mehr zulasten der Vorderhand verteilt wurde.

Es zeigte sich, dass generell bei der Landung mehr beschleunigende als bremsende Kräfte in beiden Beinpaaren wirkte, vor allem im Vergleich zum Sprint auf einer Ebene. Je höher der Sprung war, desto höher waren die wirkenden Beschleunigungsimpulse. Dies bedeutet, dass mehr potentielle Energie in kinetische Vorwärtsenergie umgewandelt werden muss.

Bis diese Energie aber wieder abgegeben werden kann, muss der Körper mit allen bindegewebigen und muskulären Strukturen diese aufnehmen und speichern.

Bei der Messung der Beschleunigungskräfte wurde klar, dass die Beschleunigungskräfte vor allem in der Hinterhand stark erhöht waren. Bei einer Bewegung auf der Ebene richtet sich die Bodenreaktionskraft  direkt auf das Hüftgelenk. Beim Springen kann davon ausgegangen werden, dass die fast ausschließlich auf der Hinterhand wirkende Beschleunigungskraft  die Gelenkbelastung erhöht.

Schlussfolgerungen, die aus der Studie gezogen werden können sind:

  1. Je höher das Hindernis, desto geringer ist die Geschwindigkeit, aber desto steiler ist der Landewinkel.
  2. Höhere Hürden resultieren in stärkeren vertikalen Belastungen bei der Landung
  3. Höhere Hürden bedeuteten stärkere horizontale Impulskräfte
  4. Der Landewinkel steht deutlich im Zusammenhang mit den maximal wirkenden, senkrechten Kräften, den vertikalen Impulsen und den Beschleunigungsimpulsen. Dabei sind alle Werte vor allem für die Vorderhand viel größer, je steiler der Landewinkel.
  5. Vor allem bei der Hürdenhöhe von 60cm konnte eine deutlich verringerte Stützphase gemessen werden, was bedeutet, dass die wirkenden Kräfte nicht über eine längere Zeitspanne auf den Körper verteilt werden können.

Interessant wäre es, eine Studie zu den wirkenden Belastungen in den anatomischen Strukturen durchzuführen. Somit könnte ein Zusammenhang zwischen den biomechanischen (hier gemessenen) Ergebnissen und erhöhten Verletzungsrisiken beispielsweise im Schulter- oder Rückenbereich hergestellt und bewiesen werden.

Generell lässt sich aber sagen, dass hier vor allem 2 verschiedene Sprungtypen verglichen wurden, nicht so sehr verschiedene Sprunghöhen einer normalen Hürde. Forschung auf diesem Gebiet bleibt wünschenswert.

2013 und 2014 hat  KL Cullen hat mehrere Statistische Auswertungen zu Verletzungsrisiken bei Agilityhunden vorgenommen.

Diese zeigten ein deutlich erhöhtes Risiko von Schulter- und Rückenverletzungen im Agility. Weitere Studien werden hoffentlich Aufschluss geben, warum und wie genau diese Risiken zustande kommen und mit welchen Anpassungen bzw. prophylaktischen Maßnahmen diese gesenkt werden könnten.

2013 wurde diese Studie veröffentlicht:

Effect of fence height on joint angles of agility dogs.

Birch E1Leśniak K2.

 

Dabei war die Fragestellung vor allem in Bezug auf die Widerristhöhe in Bezug zur Sprunghöhe gestellt. Es ging um die Klärung der Frage, ob die Relation für kleine Medium Hunde (43- 45cm) zu der Sprunghöhe von 60cm, bzw. 65cm eine starke Belastung darstellt.

Es wurden dazu Marker auf verschiedene Gelenkpunkte geklebt. Angebracht wurden diese an den Vorderbeinen (Schulter, Ellenbogen, Handgelenkt und Mittelhand), den Hinterbeinen (Kreuzdarmbeingelenk, Schwanzansatz, Hüfthöcker, Knie, Sprunggelenk und Mittelfuß) sowie an der Wirbelsäule (Hinterhauptsbein, 2. Halswirbel, 6. Brustwirbel, 13. Brustwirbel)

So konnten die Winkel der verschiedenen Körperregionen bestimmt werden.

Die teilnehmenden Hunde hatten eine Größe zwischen 46 und 72cm Widerristhöhe. Sie musste jeweils Hürden springen, die einer Höhe von 7% weniger und 51% höher als ihrer Widerristhöhe entsprachen.

Diese Aufstellung wurde gemacht, da ein Hund mit 42,9cm 40cm hoch Springen muss, ein 43cm großer Hund aber 60cm (bzw. sogar 65). Da die Maßgaben vor allem am englischen und amerikanischen Agilitysport orientiert waren, ergaben sich diese Maße in Prozent.

Die Hunde wurden aufgewärmt und absolvierten einige Probesprünge.

Für die Messung starteten die Hunde jeweils 4m vor der Hürde und der Besitzer stand 4m hinter der Hürde, um die Hunde darüber abzurufen. Die Sprunghöhe wurde jeweils dreimal pro Höhe absolviert und von 7% unter Wiederristhöhe in 10cm Schritten gesteigert, bis sie bei 51% über Widerristhöhe lag. Die Zwischenschritte wurden nur jeweils einmal gesprungen, die Anfangs und Endhöhe jeweils dreimal.

Die Gelenkwinkel wurden zum Vergleich bestimmt in den Phasen: Absprung (kurz vor dem Abstoßen der Hinterbeine), Flugbahn (höchster Punkt der Flugbahn), Landung (Aufkommen der Vorderbeine) sowie das Abstoßen zum ersten Folgegaloppsprung (get-away phase, erster Punkt, an dem alle vier Beine Bodenkontakt haben).

Die Studie konnte deutlich zeigen, dass die Streckung im Kreuzdarmbeingelenk stärker war, je höher die Hürdenhöhe über der Widerristhöhe lag. Außerdem zeigte sich deutlich, dass das Schultergelenk sowie das Ellenbogengelenk stärker gebeugt wurden, wenn die Sprunghöhe anstieg.  (Vor allem in der Absprungphase). Auch in der Flugbahnphase zeigte sich diese deutlich erhöhe Beugung in der Vorderhand.

Eine so starke Beugung im Bereich des Schultergelenks bedeutet eine gesteigerte Belastung auf die Sehne des Bizepsmuskels. Wiederholte Überbelastung in diesem Bereich führen häufig zu Entzündungen im Bereich der Sehne und dem darunter liegenden Schleimbeutel.

Durch das Fehlen des Schlüsselbeins haben die Muskeln des Schulterbereichs bei Hunden eine starke Belastung zu tragen. Bei allen passiven und aktiven Bewegungen spielen sie eine große Rolle. (Budras 2007) Bei Schädigung und Belastung dieser Muskeln werden immer auch andere Muskeln in Mitleidenschaft gezogen.

Diese Studie hat die Hunde nicht mit vollem Tempo springen lassen, ebenfalls kamen keine Kraftmessplatten zum Einsatz. Variablen in Tempo und Landung (evtl. Wendungen) werden die Belastungen ebenfalls beeinflussen, wurden aber bisher nicht in Studien verglichen und gemessen.

Die Studie zeigte eine deutlich steigende Belastung im Bereich der Vorderhand sowie der Lendenwirbelsäule/Kreuzdarmbeingelenk vor allem für Hürdenhöhen, die deutlich über der Widerristhöhe liegen. Somit stellt vor allem für kleinere Hunde der Gruppe „Large“ die Hürdenhöhe von 65cm eine deutliche Steigerung des Verletzungsrisikos dar.

2015 wurde eine weitere Studie veröffentlicht:

The effects of altered distances between obstacles on the jump kinematics and apparent joint angulations of large agility dogs.

Birch E1Boyd J2Doyle G3Pullen A1.

 

Hier wurden verschiedene Hürdendistanzen (3,60m, 4m und 5m) für die Hunde aufgebaut.  Die Studie teilte die Hunde in Anfänger, Fortgeschrittene und Profihunde, allerdings wurde diese Einteilung anhand ihrer Turnierklasse vorgenommen. Es standen 50 Hunde zur Verfügung.

Die Hürden waren 65cm hoch und es wurden 9 Hürden aufgebaut. Jeweils 3 Hürden waren in Reihe zu absolvieren. Reihe 1 hatte eine Distanz von 3,60m zwischen den Hürden, Reihe 2  eine Distanz von jeweils 4m und Reihe 3 eine Distanz von jeweils 5m.

Den Hunden wurden, wie in zuvor durchgeführten Studien, Marker an den Gelenkpunkten aufgeklebt.

Betrachtet wurden die Absprung- sowie Landedistanzen und ebenfalls die Absprung- und Landegeschwindigkeiten. Außerdem wurden die Gelenkwinkel betrachtet.

Die Absprungdistanzen stiegen mit der Distanz zwischen den Hürden. Die Absprunggeschwindigkeit war ebenfalls bei der 5m Distanz am höchsten.

Landedistanz sowie – geschwindigkeit waren bei der 5m Distanz ebenfalls am höchsten.

Die Gelenkwinkel waren stärker bei den geringen Distanzen, am kleinsten waren sie bei der Reihe mit der 5m Distanz zwischen den Hürden. Dies war sowohl für die Absprungphase als auch die Landephase der Fall.

Auch die Winkel, die an der Wirbelsäule gemessen wurden zeigten Unterschiede. Die Streckung der Lendenwirbelsäule war in der Absprungphase auf der 4m Distanz deutliche höher als auf der 3,6m Distanz und als auf der 5m Distanz.

In der Flugphase war die Wirbelsäulen Beugung der Lendenwirbelsäule auf der 5m Distanz  höher als bei der 4m Distanz.

Die Landephase zeigte die stärkste Beugung der Lendenwirbelsäule auf der 4m Distanz, gefolgt von der 3,6m Distanz und der 5m Distanz.

Die Schulterwinkel zeigten nur in der Flugphase einen Unterschied, sie waren bei der 4m Distanz höher als bei der 5m Distanz. Bei der Lande- sowie Absprungphase konnten keine Unterschiede gemessen werden.

Ergebnisse:

Die Landedistanz und –geschwindigkeit sowie Absprungdistanz und –geschwindigkeit stiegen bei der Distanz von 5m zwischen den Hürden im Vergleich zu 3,6 m und 4m.  Die längeren Distanzen bieten die Möglichkeit einer flacheren Flugbahn und damit reduzierte Bodenreaktionskräfte. In der Studie zeigen die erfahreneren Hunde eine höhere Absprunggeschwindikeit und größere Absprungdistanzen.

Die Sprunghöhe variierte in dieser Studie nicht, jedoch konnte bei der größeren Distanz in Abhängigkeit von der Absprunggeschwindigkeit ebenfalls ein flacherer Landewinkel beobachtet werden. Dies stützt die Ergebnisse aus der Studie von Pfau (siehe oben).

Die Gelenkwinkeländerungen sind auf die steileren Flugbahnen bei den kleineren Distanzen zurückzuführen. Die Hunde landen näher an der darauffolgenden Hürde, was zu einer gezwungenermaßen steileren Flugbahn führt. Diese resultiert in stärkeren Winkeln, vor allem im Bereich der Vorderhand.

Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl die Distanzen zwischen den Hürden, als auch die Erfahrung der Hunde das Sprungverhalten beeinflussen.

Zu der Studie ist zu sagen, dass es in England andere Vorgaben gibt, was die Distanzen zwischen den Hürden angeht. Die Fragestellung ist für den FCI Agilitybereich insofern nicht so interessant, da wird generell einen Mindestabstand von 5m zwischen den Hürden reglementiert haben.

2015 ist ein weiterer Artikel erschienen:

Effect of jumping style on the performance of large and medium elite agility dogs 

  1. Alcock, E. BirchJ. Boyd

 

In dieser kleinen Studie wurden 19 Hunde (davon 13 large und 6 medium) mit Markern an ihren Gelenken versehen. Innerhalb eines Wettkampfes wurde an einer Hürde ihre Sprunggeschwindigkeit, ihre Sprungdistanz (Abstand zwischen Absprung und Landung) sowie der Winkel ihrer Oberlinie (Hinterhauptsbein, Schulterblatt, Schwanzansatz) gemessen.

Dabei bedeutet ein Winkel über 180° eine tiefere Kopfhaltung und tieferen Rutenansatz, also einen eher runden Sprungstil.

Die Hürde war im Parcours mit geradem Anlauf und hohem Tempo zu absolvieren. (keine Kurve etc.).

Die Medium Hunde sprangen eine Höhe von 45cm, die Large Hunde 65cm.

Die Hunde bestanden in der large Klasse nur aus „Collie Rassen“, im Medium aus verschiedenen Rassen (Cocker, Kelpie, Sheltie und „Collie Rassen“).

Die Fragestellung der Untersuchung sollte vor allem nach einem Unterschied zwischen Collie-Rassen und nicht Collie- Rassen gestellt werden. Die Frage nach Unterschieden im Sprungstil und Sprunggeschwindigkeit sowie Sprungdistanz sollte mit Messungen  beantwortet werden.

Generell zeigte sich in der Untersuchung, dass die Collie-Rassen eine höhere Sprunggeschwindigkeit aufwiesen. Der Unterschied der Geschwindigkeit zwischen medium und large war nicht signifikant. Die Collie-Rassen waren aber durchschnittlich über 1m/sek. schneller als die Nicht Collie-Rassen.

Die Sprungdistanzen waren bei den large Hunden größer als bei Medium Hunden und bei den Collie-Rassen größer als bei Nicht Collie-Rassen.

Der Winkel der Oberlinie war bei large Hunden größer als bei medium Hunden. Generell zeigte sich bei 85% der large Hunde ein Oberlinien Winkel von über 180°. Bei den medium Hunden waren es nur 17% der Hunde, die einen Winkel über 180° aufzeigten.

Bei den Collie-Rassen zeigte sich ein durchschnittlich deutlich größerer Winkel der Oberlinie.

Es zeigte sich ein negativer Zusammenhang zwischen Oberlinien-Winkel und Geschwindigkeit sowie zwischen Oberlinien-Winkel und Sprungdistanz.

Das bedeutet, je größer der Oberlinienwinkel, desto langsamer sprangen die Hunde. Je größer der Oberlinienwinkel, desto kürzer war ihre Flugbahn.

Dies bedeutet im Klartext: eine steilere Flugbahn hatte zur Folge, dass die Hunde mit runderem Stil sprangen, aber auch langsamer sprangen.

Zur Diskussion steht, dass dies vor allem bei den kleineren large Hunden der Fall ist, dies wurde in der Studie nicht getrennt ausgewertet.

Außerdem fehlt in der Untersuchung leider der Vergleich zu large Hunden, die nicht Collie-Rassen angehören.

Generell wirft die Untersuchung die Frage auf, ob der Sprungstil stark rasseabhängig ist. Die untersuchten Hunde waren alle auf hohem Niveau im Sport geführt. Interessant wäre, wie weit sich der Sprungstil durch Erfahrung ändert, wie also ein Hund als Junghund springt und wie er sich dann im Laufe der Zeit entwickelt.

 

In Hinsicht auf ein Sprungtraining macht die Untersuchung aber klar, dass es rassebedingt große Unterschiede gibt und somit nicht für alle  Hunde phänotypisch (nach außen sichtbar) derselbe Sprungstil das Ziel sein kann, soll und muss.