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Kraftwirkung auf die Wirbelsäule beim Tragen eines Rucksacks

Rucksäcke sind der Standard, um im Alltag, in der Schule, beim Sport, im Gebirge, auf Reisen oder beim Militär Dinge zu transportieren. Zahlreiche Studien haben sich damit befasst, wie der Körper auf das Tragen eines Rucksacks reagiert.

 

Man weiß, welche Bandscheiben bei Kindern mit und ohne Rückenschmerzen wie intensiv komprimiert werden, und wie sich das Tragen eines Rucksacks auf das Gangbild auswirkt. Ebenso weiß man, dass ein (zu schwerer) Rucksack eine Ursache für Verletzungen und Schmerzen sein kann. Aus Studienergebnissen wurden sichere Gewichtsmengen für Kinder und Jugendliche (10 Prozent des Körpergewichts), junge Erwachsene (13 – 15 Prozent) und Erwachsene (15 – 20 Prozent) ermittelt.

 

Ein Buch im Rucksack entspricht sieben Büchern auf der Wirbelsäule

Bisher unbekannt war jedoch, wie groß die Kräfte sind, die beim Rucksacktragen auf die Wirbelsäule einwirken. Amerikanische Wissenschaftler haben das nun an einem physiologisch exakten Modell einer Wirbelsäule mit der Finite-Elemente-Methode untersucht. Diese Methode wird häufig bei der Festigkeits- und Verformungsuntersuchung von Festkörpern eingesetzt. Untersucht wurde die Kraftwirkung steigender Gewichtsmengen auf, entweder, die gerade aufgerichtete Wirbelsäule, oder auf eine um 20° nach vorn gebeugte Wirbelsäule. Die Wissenschaftler fanden einen direkten Zusammenhang zwischen dem Gewicht des Rucksacks und der wirkenden Kräfte: Die Kompression betrug bei der aufgerichteten Wirbelsäule den 7,2- fachen Wert des Gewichts im Rucksack (gemessen in lb). Bei gebeugter Wirbelsäule lag der Wert beim, 11,6- fachen des Rucksackgewichts.

 

Megapascal wirken auf den Rücken

Ein gesunder Wirbelknochen bricht bei einem Druck von 100 bis 250 Megapascal (MPa). Ein Gewicht im Rucksack von 11,34 kg (25 lb) erzeugt einen Druck (N/m2) von 0,6 MPa in aufgerichteter und 16 MPa in gebeugter Haltung. Der Druck verzweifacht sich mit der Verdoppelung des Gewichts im Rucksack. Bei einem Rucksackgewicht von 45,36 kg (100 lb), was zugegebenermaßen im Alltag nicht relevant, beim Militär aber durchaus vorkommt, beträgt die Druckbelastung der Wirbelsäule bei der 20°-Beugung bereits 64,4 MPa und reicht damit schon an die mögliche Bruchgrenze heran. Unterstellt man, dass bei dynamische Bewegungen und beim Gehen die Werte deutlich höher liegen könnten, sind Schmerzen und Verletzungen durch große Gewichte auf dem Rücken leicht erklärbar.

 

Um Schädigungen möglichst ab dem Kindesalter vorzubeugen, sollte ein Rucksack so leicht wie möglich sein. Zusätzlich sind eine kräftige Rumpf- und Beinmuskulatur wichtige Voraussetzungen, um Schädigungen der knöchernen Strukturen, der Bänder und Muskeln zu vermeiden. Gleichzeitig bewirkt eine mechanische Belastung der Knochen eine Verbesserung der Knochenstruktur.

 

Quelle:

https://www.zeitschrift-sportmedizin.de/kraftwirkung-auf-die-wirbelsaeule-beim-tragen-eines-rucksacks/

 

 

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