Laufkadenz-Forschung: Was Schritte pro Minute wirklich bewirken

Frag einen beliebigen Läufer, wie hoch seine Kadenz sein sollte, und die Hälfte wird dir 180 sagen. Diese Zahl wird seit Coach Jack Daniels bei den Olympischen Spielen 1984 in Los Angeles Schritte zählte und feststellte, dass die schnellsten Athleten mit 180 Schritten pro Minute oder mehr liefen, in Laufkliniken, auf Marathonmessen und in Podcast-Interviews von Hand zu Hand weitergereicht.

Die Zahl 180 ist nicht falsch. Sie ist nur nicht das, was Läufer glauben. Sie beschrieb eine bestimmte Stichprobe von Elite-Langstreckenläufern im Renntempo an einem bestimmten Tag. Sie war nie eine Vorschrift für eine 42 Jahre alte Person, die an einem Samstagmorgen mit einem Tempo von 10 Minuten pro Meile joggt.

Die tatsächliche peer-reviewte Forschung zur Kadenz ist präziser und nützlicher. Hier ist, was sie sagt, was sie nicht sagt, und wie du deine Schrittfrequenz veränderst, falls du dich dafür entscheidest.

Die Forschung: Was die Studien zeigen

Heiderscheit et al. (2011): Die grundlegende Schrittfrequenz-Studie

Das ist die Arbeit, auf der jede nachfolgende Kadenz-Studie aufbaut. Heiderscheit und Kollegen an der University of Wisconsin rekrutierten 45 gesunde Freizeitläufer (Durchschnittsalter 32,7 Jahre) und ließen sie auf einem instrumentierten Laufband mit konstanter Geschwindigkeit unter fünf Schrittfrequenz-Bedingungen laufen: bevorzugte Kadenz, plus oder minus 5 Prozent und plus oder minus 10 Prozent. Sie erfassten für jede Bedingung dreidimensionale Gelenkkinematik und inverse-dynamische Gelenkkinetik.

Die Ergebnisse waren eindeutig. Bei den Bedingungen +5 Prozent und +10 Prozent wurde weniger mechanische Energie im Knie absorbiert. Bei +10 Prozent sank die Energieabsorption im Knie im Vergleich zur bevorzugten Kadenz um etwa 34 Prozent. Auch die Energieabsorption in der Hüfte sank bei +10 Prozent deutlich. Der maximale Kniebeugewinkel fiel von 46,3° bei bevorzugter Kadenz auf 42,8° bei +10 Prozent (p<0,01). Die vertikale Auslenkung des Körperschwerpunkts fiel von 8,7 cm auf 7,3 cm. Auch Schrittlänge und Bremsimpuls nahmen ab.

Die Schlussfolgerung der Autoren ist zur modernen Standardempfehlung für das Gangbild-Retraining geworden: „Leichte Erhöhungen der Schrittfrequenz können die Belastung von Hüft- und Kniegelenk beim Laufen erheblich reduzieren und sich als vorteilhaft für die Prävention und Behandlung häufiger laufbezogener Verletzungen erweisen."

Quelle: Heiderscheit BC, Chumanov ES, Michalski MP, Wille CM, Ryan MB. Effects of step rate manipulation on joint mechanics during running. Med Sci Sports Exerc. 2011;43(2):296-302.

Schubert, Kempf und Heiderscheit (2014): Der systematische Review

Drei Jahre nach der grundlegenden Studie fassten Schubert und Kollegen die gesammelte Evidenz zu Schrittfrequenz und Laufmechanik in einem systematischen Review zusammen. Sie durchsuchten 2012 PubMed, CINAHL Plus, SPORTDiscus, PEDro und Cochrane und schlossen 10 Studien ein, die Schrittfrequenz oder -länge veränderten und biomechanische Ergebnisse maßen.

Über die zusammengefassten Studien hinweg reduzierte eine höhere Schrittfrequenz durchgängig die maximale vertikale Bodenreaktionskraft, die vertikale Auslenkung des Körperschwerpunkts und die im Hüft-, Knie- und Sprunggelenk absorbierte mechanische Energie (alle p<0,01). Eine reduzierte Schrittfrequenz bewirkte das Gegenteil. Jedes Gelenk absorbierte mehr Energie, wenn die bevorzugte Schrittfrequenz um 10 Prozent gesenkt wurde.

Ein praktischer Hinweis aus dem Review: Die minimale Veränderung der Schrittfrequenz, die in den meisten Studien eine konsistente biomechanische Verschiebung bewirkte, lag bei 10 Prozent, obwohl bei 5 Prozent bereits messbare Effekte auftraten. Das ist der Ursprung der 5-bis-10-Prozent-über-der-bevorzugten-Kadenz-Regel, die Gangbild-Kliniker noch heute anwenden.

Quelle: Schubert AG, Kempf J, Heiderscheit BC. Influence of stride frequency and length on running mechanics: a systematic review. Sports Health. 2014;6(3):210-217.

Anderson et al. (2022): Die Metaanalyse

Ein Jahrzehnt nach Heiderscheit veröffentlichten Anderson und Kollegen in Sports Medicine - Open einen systematischen Review mit Metaanalyse, der 37 Studien zu Verletzungs-, Leistungs- und biomechanischen Ergebnissen der Schrittfrequenz-Veränderung zusammenführte.

Das biomechanische Bild bestätigte sich. Starke Evidenz stützte eine Verringerung des maximalen Kniebeugewinkels bei erhöhter Schrittfrequenz. Moderate Evidenz stützte eine verringerte Schrittlänge, eine verringerte maximale Hüftadduktion und ein verringertes maximales Knieextensor-Drehmoment.

Das klinische Bild war enger gefasst. Die beiden im Review enthaltenen Verletzungsstudien zeigten beide, dass eine erhöhte Schrittfrequenz bei Freizeitläufern mit patellofemoralen Schmerzen Schmerz und Funktion nach 4 und 12 Wochen verbesserte. Die fünf Leistungsstudien waren uneinheitlicher. Höhere Schrittfrequenzen waren zumindest kurzfristig mit höherer wahrgenommener Anstrengung, Unbeholfenheit und höherem metabolischem Energieverbrauch verbunden. Die Autoren wiesen ehrlich darauf hin: „gegenwärtig gibt es unzureichende Evidenz, um die Auswirkungen einer veränderten Laufschrittfrequenz auf Verletzungen und Leistung schlüssig zu bestimmen." Die Biomechanik ist geklärt. Alles, was der Biomechanik nachgelagert ist, braucht noch längere Studien.

Quelle: Anderson LM, Martin JF, Barton CJ, Bonanno DR. What is the Effect of Changing Running Step Rate on Injury, Performance and Biomechanics? A Systematic Review and Meta-analysis. Sports Med Open. 2022;8:112.

Bramah et al. (2019): 10 Prozent höhere Schrittfrequenz bei patellofemoralen Schmerzen

Die klinische Fallstudie, die in Gangbild-Retraining-Programmen am häufigsten zitiert wird. Bramah und Kollegen rekrutierten 12 Läufer mit diagnostizierten patellofemoralen Schmerzen, deren Hüft- oder Beckenkinematik in der Frontalebene eine Standardabweichung über einer gesunden Referenzdatenbank lag. Die Teilnehmer absolvierten ein betreutes Gangbild-Retraining-Programm mit dem Ziel einer 10-prozentigen Erhöhung der Schrittfrequenz, mit Feedback über ein Metronom und visuelle Echtzeit-Kadenzhinweise.

Die Ergebnisse wurden zu Beginn, nach 4 Wochen und nach 3 Monaten gemessen. Der durchschnittliche Schmerz sank um 2,1 Punkte auf einer 10-Punkte-Skala (Cohens d = 1,7). Der stärkste Schmerz sank um 3,9 Punkte (d = 2,0). Beides sind große Effektstärken, und beide hielten nach 3 Monaten noch an. Die maximale Kniebeugung nahm um 3,7° ab (d = 0,78) und die maximale Hüftinnenrotation nahm um 5,1° ab (d = 0,96), was dem kinematischen Muster entsprach, das Heiderscheits Team vorhergesagt hatte.

Das ist eine kleine, unkontrollierte Fallserie, was ihre Aussagekraft begrenzt. Aber sie ist eine der wenigen Studien, die Kadenz-Retraining über Monate des Lauflebens verfolgt hat statt über eine einzelne Laufband-Sitzung. Und die Effektstärken sind groß genug, dass sich die Wirkrichtung schwer von der Hand weisen lässt.

Quelle: Bramah C, Preece SJ, Gill N, Herrington L. A 10% Increase in Step Rate Improves Running Kinematics and Clinical Outcomes in Runners With Patellofemoral Pain at 4 Weeks and 3 Months. Am J Sports Med. 2019;47(14):3406-3413.

van Oeveren et al. (2017): Das wirtschaftliche Optimum

Nicht jede Kadenz-Studie dreht sich um Verletzungen. van Oeveren und Kollegen an der Vrije Universiteit Amsterdam stellten eine andere Frage: Welche Schrittfrequenz minimiert die metabolischen Energiekosten, und stimmt sie mit dem überein, was Läufer tatsächlich wählen? Sie testeten 12 unerfahrene Läufer über eine Reihe von Geschwindigkeiten und berechneten die optimale Schrittfrequenz für jedes Tempo.

Das Optimum lag bei etwa 83 Schrittzyklen pro Minute (etwa 166 Schritte pro Minute, beide Füße zusammengezählt). Die selbstgewählte Schrittfrequenz lag durchgängig 2 bis 6 Prozent unter dem Optimum. Frühere Arbeiten mit erfahrenen Läufern haben gezeigt, dass diese näher an ihrem individuellen Optimum landen. Unerfahrene Läufer neigen also dazu, im Verhältnis zu ihrem ökonomischsten Laufstil zu überstriden und eine zu niedrige Kadenz zu wählen. Erfahrene Läufer nähern sich dem mit zunehmendem Trainingsvolumen von selbst an.

Die praktische Implikation ist bedeutsam: Ein Anfänger, der mit seiner bevorzugten Kadenz läuft, läuft wahrscheinlich nicht in seinem wirtschaftlichen Bestfall. Eine Steigerung um 5 bis 10 Prozent bringt die meisten Menschen näher an ihr wahres Optimum heran, nicht weiter davon weg. Die wahrgenommene Unbeholfenheit während des Retrainings spiegelt Gewöhnung wider, keinen echten Effizienzverlust.

Quelle: van Oeveren BT, de Ruiter CJ, Beek PJ, van Dieën JH. Optimal stride frequencies in running at different speeds. PLoS ONE. 2017;12(10):e0184273.

Warum das für deine Fitness wichtig ist

Freizeitläufer verletzen sich häufig. Veröffentlichte Schätzungen setzen die jährliche Häufigkeit von Laufverletzungen je nach Zählweise zwischen 20 und 80 Prozent an, wobei Knieverletzungen die häufigste Kategorie sind. Wenn eine kleine, kostenlose, ausrüstungsfreie Veränderung des Laufbilds die Gelenkbelastung um ein Drittel senken kann, ist das bedeutsam. Es ist eine der wenigen Interventionen im Laufen, bei der die Biomechanik gut charakterisiert ist, der Mechanismus intuitiv verständlich ist und das Risiko beim Ausprobieren gering ist.

Der Haken ist, dass Kadenz über das Overstriding wirkt. Die meisten Läufer mit niedriger bevorzugter Kadenz überstriden, das heißt, ihr Fuß landet mit gestrecktem Knie deutlich vor ihrem Körperschwerpunkt. Diese Körperhaltung erzeugt den Großteil der Bremskraft und den Großteil der maximalen Knielast. Eine Verkürzung des Schritts durch eine höhere Kadenz zieht den Fußaufsatz zurück unter den Körper, was den Bremsimpuls und das Überschreiten am Knie reduziert. Das ist der Mechanismus, auf den die gesamte Kadenz-Literatur immer wieder verweist.

Der Haken am Haken ist, dass Overstriding nicht der einzige Verletzungstreiber ist. Schwache Hüftabduktoren, mangelnde Wadenkraft, plötzliche Kilometersprünge, abgenutzte Schuhe und Belastungsspitzen spielen ebenfalls eine Rolle. Kadenz ist eine Variable in einem System. Eine Kadenzsteigerung um 8 Prozent wird kein Knie heilen, das schmerzt, weil der Läufer letzte Woche seine wöchentliche Kilometerzahl verdreifacht hat oder nie Hüftstabilität trainiert hat. Deshalb betonen sowohl der Leitfaden zu Gelenkschmerzen und Fitness als auch die Forschung zu Krafttraining und Verletzungsprävention ein Bündel von Maßnahmen statt einer einzelnen Lösung.

Die ehrliche Einordnung: Kadenz-Retraining ist ein gut belegtes, kostengünstiges Werkzeug für ein spezifisches Problem (knielastige Belastung bei Läufern, die überstriden). Es ist nicht die Antwort auf Laufverletzungen im Allgemeinen. Es steht neben Hüftkraft-Training, Schuhwechsel, schrittweiser Kilometersteigerung und strukturierter Erholung, nicht über ihnen.

So wendest du das in der Praxis an

Wenn du deine Kadenz steigern möchtest, ist das Protokoll unkompliziert:

• Miss zuerst deine aktuelle Kadenz. Laufe mindestens eine Meile in deinem normalen lockeren Tempo. Zähle, wie oft ein Fuß in 30 Sekunden aufsetzt, und multipliziere mit 4, um Schritte pro Minute für beide Füße zu erhalten. Die meisten GPS-Uhren (Garmin, COROS, Apple Watch, Polar) zeigen die Kadenz automatisch an. Nutze nicht das Renntempo. Die Kadenz steigt naturgemäß mit der Geschwindigkeit, daher ergibt eine einzelne Zahl nur im Verhältnis zu einer bestimmten Anstrengung Sinn.
• Setze dir ein Ziel 5 bis 10 Prozent über deiner aktuellen Zahl. Wenn du aktuell bei 158 liegst, strebe 166 bis 174 an. Wenn du aktuell bei 170 liegst, strebe 179 bis 187 an. Zwinge dich nicht auf 180, wenn dein aktueller Wert 150 ist. Das wäre ein Sprung um 20 Prozent, und Heiderscheits Daten stützen das nicht.
• Nutze ein Metronom oder eine Musik-Playlist mit dem Ziel-BPM. Metronom-Apps (kostenlos) lassen dich das exakte BPM einstellen. Sowohl Spotify als auch Apple Music indexieren Songs nach BPM. Zu einem hörbaren Takt zu laufen ist der wirksamste Weg, eine neue Kadenz zu halten.
• Trainiere die neue Kadenz schrittweise über 4 bis 6 Wochen um. Reiß deine Kadenz nicht bei deinem längsten Lauf hoch. Bramahs betreutes Protokoll nutzte eine abgestufte Exposition mit Feedback. Eine vernünftige Amateur-Version: In der ersten Woche 5 Minuten in der Mitte lockerer Läufe mit der neuen Kadenz laufen, bis Woche 3 auf 15 Minuten steigern, und bis Woche 6 sollte sich die neue Kadenz wie dein Standard anfühlen.
• Rechne damit, dass es sich in den ersten 2 bis 3 Wochen ungewohnt anfühlt. Eine höhere wahrgenommene Anstrengung ist beim Retraining normal und lässt nach. Der von Anderson et al. (2022) berichtete Anstieg der Stoffwechselkosten ist kurzfristig. van Oeverens Daten legen nahe, dass die meisten Läufer, sobald sich das neue Gangbild eingewöhnt hat, näher an ihrem wirtschaftlichen Optimum landen als zuvor.
• Jage nicht der 180 um ihrer selbst willen hinterher. Personalisiere das Ziel nach deiner aktuellen Kadenz, deiner Körpergröße und deinem Tempo. Große Läufer mit langen Beinen erreichen im lockeren Tempo oft nur 165 bis 170. Kleine Läufer können bequem bei 180+ liegen. Beides ist nicht falsch.

Für Läufer mit aktiven patellofemoralen Schmerzen ist das Bramah-2019-Protokoll ein vernünftiges Modell, aber die Argumente für eine Betreuung sind stärker. Ein Physiotherapeut oder Gangbild-Kliniker kann feststellen, ob Kadenz tatsächlich der richtige Hebel für dein spezifisches Schmerzmuster ist, bevor du dich 6 Wochen lang auf die Veränderung festlegst.

Häufige Missverständnisse

Missverständnis: „180 SPM ist die ideale Kadenz für jeden Läufer"

Ist sie nicht. Die Zahl 180 stammt daher, dass Jack Daniels bei den Olympischen Spielen 1984 Elite-Langstreckenläufer zählte. Diese Athleten waren groß, schnell und im Renntempo unterwegs. Die peer-reviewte Literatur seitdem hat Freizeitläufer über verschiedene Körpergrößen, Tempi und Trainingshintergründe hinweg untersucht, und die häufigste bevorzugte Kadenz liegt im lockeren Tempo eher bei 160 bis 170. Große Läufer mit langen Beinen laufen naturgemäß niedriger. Kleine Läufer laufen naturgemäß höher. Schnellere Läufer laufen unabhängig von der Körpergröße höher. Es gibt keine einzelne ideale Zahl. Die evidenzbasierte Regel ist eine relative: Strebe 5 bis 10 Prozent über deiner eigenen bevorzugten Kadenz an, nicht ein festes Ziel, das aus einer anderen Population übernommen wurde.

Missverständnis: „Höhere Kadenz bedeutet kürzere, abgehacktere Schritte und langsameres Laufen"

Nur wenn du das gleiche Tempo beibehältst. Kadenz und Schrittlänge stehen bei jeder gegebenen Geschwindigkeit in einem Trade-off zueinander. Wenn du schneller wirst, steigen Kadenz und Schrittlänge meist gemeinsam. Das Heiderscheit-Protokoll hielt die Geschwindigkeit konstant und veränderte die Kadenz, sodass die Kadenzsteigerung zwangsläufig eine Verkürzung der Schrittlänge bedeutete. Im echten Training bleibt das Tempo meist gleich, wenn du die Kadenz erhöhst und die Anstrengung konstant hältst, weil sich die Schrittlänge anpasst. Wenn du die Kadenz erhöhst und die Schrittlänge beibehältst, steigt das Tempo. Kadenz-Retraining ist keine Verlangsamung.

Missverständnis: „Kadenz-Retraining behebt jede Laufverletzung"

Nein. Die stärkste Evidenz gibt es speziell für patellofemorale Schmerzen, bei denen Overstriding und hohe Knielast der Verletzungsmechanismus sind. Für Achillessehnen-Tendinopathie, Plantarfasziitis, Hüftbeuger-Probleme oder IT-Band-Schmerzen, die alle andere mechanische Ursachen haben, gibt es weniger Unterstützung für Kadenzveränderungen. Und Anderson et al. (2022) stellten ausdrücklich fest, dass die Evidenz für die allgemeine Verletzungsprävention bei schmerzfreien Läufern noch nicht stark genug für sichere Schlussfolgerungen ist. Kadenz ist ein Werkzeug für ein spezifisches Problem, kein Allheilmittel.

Was die Forschung für die Zukunft nahelegt

Drei Dinge sind einigermaßen geklärt. Eine höhere Schrittfrequenz reduziert die maximale vertikale Bodenreaktionskraft, die Gelenkbelastung an Hüfte und Knie sowie die vertikale Auf- und Ab-Bewegung (Heiderscheit 2011, Schubert 2014, Anderson 2022). Eine Erhöhung der Schrittfrequenz um 10 Prozent bei Läufern mit patellofemoralen Schmerzen führt zu klinisch bedeutsamen Schmerzreduktionen, die über Monate anhalten (Bramah 2019). Und die meisten unerfahrenen Läufer wählen selbst Kadenzen leicht unter ihrem wirtschaftlichen Optimum, sodass eine Steigerung um 5 bis 10 Prozent sie meist näher heranbringt statt weiter wegzudrängen (van Oeveren 2017).

Weniger geklärt ist, ob Kadenz-Retraining das Verletzungsrisiko bei gesunden, schmerzfreien Läufern langfristig bedeutsam senkt. Die Studiendaten dafür existieren noch nicht. Es ist ein plausibler Schutzmechanismus, aber Plausibilität ist nicht dasselbe wie nachgewiesener Nutzen. Wenn du keine Schmerzen und keine Verletzungsvorgeschichte hast, ist eine Veränderung deiner Kadenz aus vorbeugenden Gründen eine vernünftige Idee, die durch den Mechanismus, aber nicht durch Langzeitstudiendaten gestützt wird.

Ebenfalls weniger geklärt ist, wie dauerhaft die Kadenzveränderung selbst ist. Metronom-gestütztes Retraining funktioniert über 4 bis 6 Wochen. Ob die neue Kadenz nach 6 oder 12 Monaten ohne fortlaufendes Feedback erhalten bleibt, ist nicht gut untersucht. In der klinischen Praxis behalten manche Läufer das neue Muster bei, während andere zurückdriften. Läufer, die es beibehalten, verändern tendenziell auch etwas vorgelagert (Hüftkraft-Training, Schuhwechsel, Hinweisreize bei langen Läufen), statt sich allein auf die Kadenz zu verlassen.

Für die meisten Leser ist die Erkenntnis klein und auf die gute Art unspektakulär. Miss deine Kadenz. Wenn sie im lockeren Tempo unter 165 liegt und du Knieschmerzen oder eine Knieverletzung in der Vorgeschichte hast, steigere sie über einen Monat hinweg mit einem Metronom um 5 bis 10 Prozent. Beobachte, was passiert. Wenn du keine Schmerzen hast und dein Körper sich gut anfühlt, ist es völlig in Ordnung, mit deiner natürlichen Kadenz zu laufen.

Ehrliche Einschränkungen

Die stärksten Kadenz-Daten stammen aus Einzelsitzungs-Laufband-Studien. Heiderscheit 2011, Schubert 2014 und ein Großteil der biomechanischen Literatur maßen, was über 5 Minuten bei einer neuen Kadenz passiert, nicht was über ein Trainingsjahr passiert. Die einzige Studie, die Ergebnisse nach 3 Monaten verfolgte (Bramah 2019), ist eine Fallserie von 12 Läufern ohne Kontrollgruppe. Die Evidenzbasis ist richtungskonsistent und mechanistisch sauber, aber die Anzahl ordentlich randomisierter Kadenz-Studien mit langer Dauer ist gering.

Auch die Population ist eng gefasst. Die meiste Kadenz-Forschung wurde an gesunden jungen Freizeitläufern zwischen 20 und 40 Jahren durchgeführt. Daten zu älteren Läufern, Einsteigern und Läufern mit komplexer Verletzungsvorgeschichte sind dünn. Der Befund von van Oeveren 2017, dass unerfahrene Läufer im Verhältnis zum Optimum eine zu niedrige Kadenz wählen, ist aufschlussreich, beruht aber auf einer kleinen gemischtgeschlechtlichen Stichprobe.

Schließlich interagiert die Kadenz mit anderen Variablen. Schuhsprengung, Untergrund (Laufband vs. Straße vs. Trail), Ermüdung am Ende eines langen Laufs, Flüssigkeitszufuhr und Tempo verschieben alle die bevorzugte Kadenz einer Person. Eine einzelne Messung bei einem Tempo an einem Tag ist eine Momentaufnahme, keine Diagnose. Läufer, die ihre Kadenz ernsthaft verfolgen wollen, sollten sie über mehrere Läufe in ihrem normalen lockeren Tempo messen, bevor sie ein Retraining-Ziel festlegen.

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Quellen

1. Heiderscheit BC, Chumanov ES, Michalski MP, Wille CM, Ryan MB. "Effects of step rate manipulation on joint mechanics during running." Medicine & Science in Sports & Exercise 43.2 (2011): 296-302. doi:10.1249/MSS.0b013e3181ebedf4
2. Schubert AG, Kempf J, Heiderscheit BC. "Influence of stride frequency and length on running mechanics: a systematic review." Sports Health 6.3 (2014): 210-217. doi:10.1177/1941738113508544
3. Anderson LM, Martin JF, Barton CJ, Bonanno DR. "What is the Effect of Changing Running Step Rate on Injury, Performance and Biomechanics? A Systematic Review and Meta-analysis." Sports Medicine - Open 8 (2022): 112. doi:10.1186/s40798-022-00504-0
4. Bramah C, Preece SJ, Gill N, Herrington L. "A 10% Increase in Step Rate Improves Running Kinematics and Clinical Outcomes in Runners With Patellofemoral Pain at 4 Weeks and 3 Months." American Journal of Sports Medicine 47.14 (2019): 3406-3413. doi:10.1177/0363546519879693
5. van Oeveren BT, de Ruiter CJ, Beek PJ, van Dieën JH. "Optimal stride frequencies in running at different speeds." PLoS ONE 12.10 (2017): e0184273. doi:10.1371/journal.pone.0184273