Het windlass mechanisme in de voet
Onze voet bestaat uit 28 botten, die samen 35 gewrichten vormen. Rond de 19 spieren zijn er actief in onze voet. Dat betekent dus dat er meer gewrichten zijn dan spieren, en dat dus niet elk gewricht afzonderlijk aangestuurd kan worden door een "eigen" spier. Gelukkig bestaan er meer dan 100 banden (ligamenten) in onze voet.
Ligamenten besparen energie
Sommige bandjes zitten vast aan naast elkaar liggende botten. Andere banden spannen zich uit over meerdere gewrichten, en kunnen zo krachten overbrengen naar meerdere gewrichten tegelijk. Dat maakt het mogelijk om door een beweging van één botje een kettingreactie te veroorzaken van bewegingen in meerdere gewrichten. Deze kettingreacties worden met een duur woord kinematische koppelingen genoemd. Het grote voordeel van kinematische koppelingen is dat er dus minder spieren nodig zijn om een hele keten van botten in beweging te brengen, en hiermee energie wordt bespaard. Want hoe meer spieren er actief zijn, hoe meer energie ons dat kost. Banden stofwisselen niet, en kosten ons dus geen energie.De fascia plantaris
Een van de belangrijkste banden in onze voet, die meerdere gewrichten overspant, is de fascia plantaris. Dit is de peesplaat die onder onze voet loopt vanaf de onderkant van onze hiel tot aan de kootjes van onze tenen. Wanneer mensen last hebben van "hielspoor" of fasciopathie plantaris, dan hebben ze eigenlijk een probleem aan de aanhechting van de fascia plantaris aan de hiel. Deze peesplaat is gemaakt van bindweefsel, kan nauwelijks verlengen en is daardoor heel sterk.De fascia plantaris heeft een belangrijke functie in de afwikkeling van onze voet tijdens het lopen. De grootste kracht die geleverd wordt tijdens de afzet, komt van onze kuitspieren. Die trekken via de Achillespees aan onze hiel. Hierdoor treedt ook spanning op in de fascia plantaris.1 Wanneer we vervolgens over onze grote teen afzetten, zorgt de spankracht in de fascia plantaris voor het grootste aandeel in het afduwen tegen de ondergrond. Hierdoor is er minder spierkracht nodig van de spieren die meehelpen in de afzet, en scheelt ons dit energie.
Wij mensen zijn de enige soort op aarde met een fascia plantaris. In de evolutie had dit als voordeel dat wij daardoor voor hele lange tijd konden blijven lopen op twee benen.2
Het windlass mechanisme
De kettingreactie die plaatsvindt als gevolg van het op spanning komen van de fascia plantaris, wordt het windlass mechanisme genoemd.3 In afbeelding 1 wordt weergegeven wat er daarbij gebeurt.Wanneer we afwikkelen over onze grote teen, rolt de fascia plantaris zich op rond het kopje van het eerste middenvoetsbeentje, en wordt hierdoor korter. Dit brengt een reactie van bewegingen teweeg in de gewrichten in onze middenvoet en voetwortel. Eén belangrijk gevolg is dat onze wreef hierdoor omhoog komt. Dit is een belangrijk gegeven, waarmee we rekening dienen te houden wanneer we onze schoenen strikken. Hier kom ik in een volgende voetnoot op terug.
Afbeelding 1. Het windlass mechanisme.3
Het omgekeerde windlass mechanisme
Er bestaat ook zoiets als het omgekeerde windlass mechanisme.3,4 Dit is ook een mooi voorbeeld van een kinematische koppeling, waarbij de actie van een kleine heupspier een kettingreactie veroorzaakt van bewegingen in onze enkel- en voetgewrichten.Wanneer we ons been vanuit de heup naar binnen draaien, wordt vanzelf onze voet platter. Door de specifieke beweging die optreedt in ons onderste enkelgewricht, kantelt het hielbeen met zijn bovenkant naar binnen, en trekt daarmee onze wreef omlaag. Deze beweging in de voet wordt pronatie genoemd, en is een hele normale en noodzakelijke beweging tijdens onze afwikkeling. Want, doordat onze wreef omlaag zakt, worden de aanhechtingspunten van de fascia plantaris uit elkaar geduwd, en ontstaat er spanning in de peesplaat. Deze spanning zorgt ervoor dat onze grote teen gebogen wordt (zonder spieractiviteit, en dus energieloos) en we hiermee kunnen afzetten.
Afbeelding2. Het omgekeerde windlass mechanisme.4
Het is voor het lopen zeer belangrijk dat deze pronatie kan plaatsvinden. Allerlei aanpassingen in met name hardloopschoenen (antipronatie), maar ook in steunzolen, belemmeren het platter worden van onze voet, en daarmee het omgekeerde windlass mechanisme.5,6
Tijdens het afwikkelen vinden beide mechanismen plaats. Eerst treedt het omgekeerde windlass mechanisme op, wanneer onze voet plat op de grond staat. Vanaf het moment dat onze hiel loskomt van de grond, treedt het windlass mechanisme in werking.
In de volgende voetnoot zal ik beschrijven hoe je er met de juiste manier van je schoenen strikken voor zorgt dat het windlass mechanisme niet belemmerd wordt.
Over de auteur van dit artikel
Dit artikel over het windlass mechanisme is geschreven door Rob Donkers. Hij is fysiotherapeut, manueeltherapeut (MSc), echografist en eigenaar van De Gangmakerij. Tijdens zijn masterstudie manuele therapie, waarvoor hij cum laude slaagde en de titel Master of Science ontving, deed hij wetenschappelijk onderzoek naar enkel- en voetproblemen.
Literatuur
- Cheng HY, Lin CL, Wang HW, Chou SW. Finite element analysis of plantar fascia under stretch-the relative contribution of windlass mechanism and Achilles tendon force. J Biomech. 2008;41(9):1937-44
- Griffin NL, Miller CE, Schmitt D, D'Août K. Understanding the evolution of the windlass mechanism of the human foot from comparative anatomy: Insights, obstacles, and future directions. Am J Phys Anthropol. 2015 Jan;156(1):1-10
- Hicks JH. The mechanics of the foot. II. The plantar aponeurosis and the arch. Journal of anatomy, 1954;88(1):25–30
- Koes E, Van Holstein H. Voetvervorming in het transversale vlak. Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie. 2006;3:93-102
- Lin SC, Chen CP, Tang SF, Wong AM, Hsieh JH, Chen WP. Changes in windlass effect in response to different shoe and insole designs during walking. Gait Posture. 2013 Feb;37(2):235-41
- Morio C, Lake MJ, Gueguen N, Rao G, Baly L. The influence of footwear on foot motion during walking and running. J Biomech. 2009 Sep 18;42(13):2081-8
Recent
Voetnoot 14
Veel mensen die bij ons komen, maken zich zorgen over de vorm van hun voet: een lage voetboog (vaak 'platvoeten' genoemd), juist een opvallend hoge wreef, of tenen die niet mooi recht staan. De vraag die dan bijna altijd volgt: moet dit gecorrigeerd worden, voordat het tot klachten leidt? Het antwoord is genuanceerder dan je zou denken, en recent wetenschappelijk onderzoek geeft hier een mooi en verrassend antwoord op.
Voetnoot 13
Eerder schreef ik al een artikel over de gevolgen van een beperkt beweeglijk bovenste spronggewricht, en hoe dit tot allerlei compensaties en klachten kan leiden. In dit artikel zoom ik specifiek in op sporters, en bespreek ik een net gepubliceerd wetenschappelijk artikel dat een belangrijk punt maakt: een stijve enkel is niet één op zichzelf staand probleem, maar kan door verschillende structuren veroorzaakt worden. En dat betekent dat de aanpak ook per persoon zou moeten verschillen.
Rust en ontzien lijken logisch bij een pijnlijke achillespees — toch lossen ze de klacht zelden blijvend op. Ontdek waarom je achillespees juist gebaat is bij belasten, en wat de wetenschap zegt over écht herstel.
Voetnoot 12
Een voetnoot over ons cursusbedrijf in voet- en enkelklachten FA Education, en waarom dat goed nieuws is voor jouw voeten!
Voetnoot 11
Wij van De Gangmakerij hechten veel waarde aan betrouwbare samenwerkingspartners. Een van die partners is de winkel Barefoot and More, gespecialiseerd in barefoot- en minimalistische schoenen. In dit gastblog laten wij je kennismaken met de grondleggers van deze mooie zaak in Arnhem.
Voetnoot 10
Voeding krijgt steeds meer aandacht als het gaat om de invloed op onze gezondheid. Dat is niet zo vreemd, aangezien zowel de kwaliteit van voeding is veranderd, alsook dat steeds meer wetenschappelijk onderzoek aantoont wat de invloed is van voeding op onze gezondheid én dat voeding niet voor iedereen hetzelfde zal zijn. In dit blog legt Olaf van der Zanden nieuwe inzichten uit in het licht van het herstel van voetklachten.