Auteur(s): C. Riezebos Titel: Tillen Jaargang: 13 Jaartal: 1995 Nummer: 5 Oorspronkelijke paginanummers: 282-297 Deze online uitgave mag, onder duidelijke bronvermelding, vrij gebruikt worden voor (para-) medische, informatieve en educatieve doeleinden en ander niet-commercieel gebruik. Zonder kosten te downloaden van: www.versus.nl
TILLEN C. Riezebos C. Riezebos, Fysiotherapeut, Vakgroep Beweging & Analyse, Bewegingstechnologie, Haagse Hogeschool Inleiding ver het algemeen worden de Mm. glutei maximi geacht een belangrijke rol te spelen bij het handhaven van de rechtopgerichte houding van de mens. Die gedachte is niet zo vreemd, gezien de O prominente positie die deze spieren innemen: "seulement l'èspece humaine a des fesses": alleen het menselijk ras heeft billen. Hoe begrijpelijk dit idee ook is, zij is daarom niet minder onjuist, zoals U zelf in het volgende experiment kunt vaststellen. In de rechtopstaande stand plaatst U de handen op de onderzijde van beide bilspieren (figuur 1a). Figuur 1. a en b. In de rechtopstaande stand zowel als bij voorover neigen zijn de bilspieren (Mm. glut.max.) geheel ontspannen. c. In de rechtopstaande stand zijn ook de hamstrings ontspannen. d. Bij voorover neigen spannen de hamstrings krachtig aan. De spieren blijken zo ontspannen te zijn dat U ze gemakkelijk naar craniaal toe kunt verplaatsen. Zelfs wanneer U de gestrekte romp samen met het bekken naar voren neigt, blijken de grote gluteaalspieren geheel ontspannen te blijven (figuur 1b). Indien U het experiment herhaalt, doch nu met de palperende handen op de hamstrings, blijkt het volgende. In de rechtopgerichte stand (figuur 1c) zijn deze spieren eveneens geheel ontspannen. Doch wanneer U de gestrekte romp samen met het bekken een weinig naar voren neigt (figuur 1d), spannen deze spieren ogenblikkelijk aan. Een EMG-analyse (figuur 2) bevestigt deze waarneming. De bovenste afleiding is de aktiviteit van de M. gluteus maximus, de onderste die van de M. semimembranosus, beide in de houding zoals voorgesteld in de figuren 1b en 1d. De aktiviteit van de M. gluteus maximus komt nauwelijks boven de nullijn uit, de M. semimembranosus is daarentegen zeer aktief.
De hamstrings (de "hammen") zijn bij vele viervoetige dieren echter even uitgesproken (en vaak zelfs duidelijker) aanwezig als bij ons. De vraag rijst dan ook waarvoor de grote glutei dienen bij de tweebenige mens. Het blijkt dat deze spieren in aktie komen bij relatief zware belastingen zoals bijvoorbeeld traplopen en met name bij tillen. Juist omdat wij mensen rechtop lopen en dus de "voorste" (bovenste) extremiteiten vrij hebben, kunnen wij lasten heffen en dragen. De ontwikkeling van de grote bilspieren wordt in verband daarmee veel meer begrijpelijk dan in relatie tot het rechtop staan op zich. Figuur 2. EMG-aktiviteit in de houdingen zoals gegeven in figuur 1b en 1d. De M. gluteus maximus vertoont niet of nauwelijks aktiviteit (bovenste afleiding). De hamstrings (M. semimembranosus) vertonen in deze positie een hoge mate van aktiviteit (onderste afleiding). In dit artikel wordt ingegaan op een aantal aspekten van deze typisch menselijke mogelijkheid tot tillen, met name op de rol van het lichaams-evenwicht, de aanwezige lenigheid, het vermogen tot timing en coördinatie van de tilbeweging en de omvang (afmetingen) van het te tillen gewicht. Tillen en evenwicht Figuur 3 is ontleend aan het (overigens voortreffelijke en lezenswaardige) boek van N. Bogduk en L. Twomey: "Clinical Anatomy of the Lumbar Spine" (2). Met de voorstelling van zaken zoals in deze figuur gegeven, is echter iets grondig mis. Voorgesteld wordt iemand die in een voorovergebogen houding staat met een gewicht in de handen. De getekende positie, waarin de benen vertikaal staan, is echter volstrekt onmogelijk. Het resulterende zwaartepunt van de romp plus het getilde gewicht ligt ergens tussen W1 en W2 in. Het zwaartepunt van de vertikaal staande benen pojekteert ongeveer in de enkel. Aangezien de massa van de benen veel geringer is dan die van de romp samen met het getilde gewicht, zal het totale zwaartepunt (van het gehele lichaam - minus de voeten - plus het getilde gewicht) voor de voeten projekteren. Wanneer de voeten van deze persoon niet aan de vloer gelijmd zijn, valt hij dan ook onvermijdelijk naar voren. Figuur 3. De voorgestelde positie is niet mogelijk. Overgenomen uit N. Bogduk en L. Twomey "Clinical Anatomy of the Lumbar Spine" (2). Met behulp van een computermodel wordt in figuur 4 het hiervoorgaande nog wat nader uitgewerkt. Het model bestaat uit 16 lichaamsdelen, elk met hun eigen deelzwaartepunt, waarbij de massaverdeling overeenkomstig is met gegevens ontleend aan Dempster (3). Uitwendige belastingen kunnen worden toegevoegd. Het model kan eenvoudig in iedere gewenste houding worden geplaatst waarna steeds de positie van het totale lichaamszwaartepunt, inclusief de eventueel toegevoegde belasting, wordt berekend. In figuur 4a wordt de situatie voorgesteld waarbij iemand in voorovergebogen houding staat, zonder uitwendige belasting, waarbij de benen vertikaal staan. Het zwaartepunt projekteert hierbij voor de voeten en de persoon zou voorover vallen. (Spieraktiviteit speelt hierbij uiteraard geen enkele rol: inwendige krachten kunnen immers geen uitwendige momenten leveren). In
figuur 4b wordt, overeenkomstig de situatie zoals voorgesteld in figuur 3, een uitwendige belasting toegevoegd. Het zwaartepunt projekteert hierdoor nog verder voor de voeten. Wil de persoon in evenwicht blijven dan is het absoluut noodzakelijk dat een zodanige plantairflexie in de enkels wordt uitgevoerd dat het zwaartepunt in het steunvlak (de voeten) projekteert (figuur 4c). Alleen dan is evenwicht in de voorovergebogen houding mogelijk. Figuur 4. a. Vertikale positie van de benen en voorovergebogen romp zonder externe belasting. Het zwaartepunt projekteert voor de voeten. b. Vertikale positie van de benen en voorovergebogen romp met externe belasting. Het zwaartepunt projekteert verder voor de voeten dan in a. c. Plantairflexie in de enkels. Het bekken wijkt naar achter uit. Het zwaartepunt projekteert in de voeten. Kennis van dit mechanisme kan U overigens flink wat geld opleveren. U spreekt met iemand het volgende af. Indien degene met wie U de weddenschap aangaat een bankbiljet van Uzelf, dat U voor diens voeten op de grond legt, kan oprapen zonder daarbij de voeten te verplaatsen, dan mag deze persoon het geld behouden. Lukt dit niet, dan moet hij/zij het biljet aan U teruggeven samen met een gelijk bedrag van hem/haarzelf. Behalve van magere personen met relatief lange armen, grote voeten, doch een relatief korte romp (zoals bijvoorbeeld de penningmeester van dit tijdschrift) wint U dit altijd. Het enige dat U behoeft te doen is er voor te zorgen dat degene met wie U de weddenschap aangaat met de hielen en de rug tegen een muur staat, waarna U het bankbiljet een klein eindje vóór diens voeten op de grond plaatst (figuur 5a). Figuur 5. a. Een bankbiljet ($) geplaatst voor de voeten van iemand. De persoon staat met bekken en hielen tegen de muur. b. De persoon probeert het bankbiljet op te rapen. Het bekken kan niet naar achteren uitwijken. c. De persoon verliest onvermijdelijk het evenwicht en zal de voeten moeten verplaatsen om niet te vallen. Indien de persoon nu naar voren buigt om het bankbiljet op te rapen, kan géén plantairflexie in de enkels worden gemaakt omdat de muur het hierbij optredende naar achteren uitwijken van het bekken verhindert (figuur 5b). Hierdoor valt hij/zij onvermijdelijk naar voren (figuur 5c), moet de voeten verplaatsen om zich op te vangen en verliest daarmee de weddenschap. Het voorgaande heeft - behalve mogelijk een financiële - tevens een belangrijke praktische konsekwentie. Alvorens daar nader op in te gaan, moet eerst in het algemeen iets gezegd worden over het ontstaan van beschadigingen van het bewegingsapparaat als gevolg van tillen. De algemene opvatting daarover, zowel bij de "leek" als bij de "professional" wordt goed gesymboliseerd door het in figuur 6 getoonde krantenbericht. Vrijwel algemeen wordt aangenomen dat de grootte (het aantal kilogrammen) van het getilde gewicht de boosdoener is. Logischerwijze wordt dan ook bij de ziektepreventie in het kader van de ARBO wetgeving gehamerd op het verminderen van de te tillen last. Wij zijn van mening dat dit een heilloze weg is. Het gewicht op zich is slechts één faktor bij het al of niet schadelijk zijn van tillen.
Het probleem schuilt daarnaast in belangrijke mate in de aard en mate van de lenigheid c.q. de bewegingsmogelijkheden die iemand ter beschikking staan tijdens het tillen, samen met de kwaliteit van de coördinatie van de tilbeweging en niet uitsluitend in de belasting uitgedrukt in kilogrammen. Daarnaast speelt voor de mate waarin kracht geleverd moet worden de omvang (de afmeting) van het te tillen gewicht een minstens zo belangrijke rol als het aantal kilogrammen dat de last weegt. Figuur 6. Tillen, lenigheid, timing en coördinatie Gewichtheffers zijn professionele "tillers" en hun sport demonstreert dat mensen zonder problemen ver boven de 200 kg kunnen tillen. Behalve om de spierkracht gaat het hier bovenal om de techniek. Bij het "trekken en stoten" bijvoorbeeld is het de kunst van de gewichtheffer in een aantal fasen van de beweging onder het gewicht te "vallen". Een van de fasen waarin dit zeer duidelijk zichtbaar is, wordt schematisch weergegeven in figuur 7 (gegevens ontleend aan Alexander (1) ). De grafiek geeft, sterk geschematiseerd, de kracht weer die de sporter op de vloer uitoefent, gemeten met een zogenaamde "force-plate". De sporter heeft het gewicht al getrokken en is aangekomen in de uitgangspositie als voorgesteld in figuur 7a. Het gewicht rust op de handen die op hun beurt weer op de borst rusten. Vanuit deze positie zou het naar boven "duwen" van het gewicht geheel onmogelijk zijn. De momenten die het gewicht uitoefent op de schouder en met name op de elleboog zijn daarvoor veel te groot. Figuur 7. Fase uit de totale bewegingsafloop van het trekken en stoten bij het gewichtheffen. a. Positie na het trekken van het gewicht. b. De sporter is onder het omhoog gestootte gewicht gesprongen en heeft tegelijkertijd de armen gestrekt. Grafiek: (gegevens ontleend aan R. Alexander (1) ) 1. Kracht op de vloer tijdens de positie als gegeven in a. 2. De kracht op de vloer neemt toe doordat de sporter het gewicht omhoog stoot. 3. De sporter laat zich omlaag vallen en dus is de kracht op de vloer gelijk aan nul. 4. De kracht op de vloer neemt toe doordat de sporter het terugvallende gewicht afremt in het eerste deel van de positie als in b. 5. Kracht op de vloer tijdens de positie als gegeven in b. De periode 2-3-4 in de grafiek speelt zich binnen een seconde af. In plaats daarvan doet de sporter het volgende. Hij "werpt" (stoot) het gewicht omhoog en laat zich direkt daarna naar beneden vallen door in een diepe schredestand te "springen" en positioneert zich daarmee onder het gewicht. Tegelijkertijd worden de armen gestrekt. Het moment dat de gewichtheffer naar beneden valt is in de grafiek duidelijk te zien: de kracht die de sporter dan op de
grond uitoefent is gelijk aan nul (gebied 3 in de grafiek). De kunst is natuurlijk om in de positie zoals weergegeven in figuur 7b te komen, voordat het naar boven gestoten gewicht weer omlaag valt. Lenigheid, timing en coördinatie zijn hierbij veel belangrijker dan kracht. Mislukt de beweging dan probeert de gewichtheffer ook niet om te corrigeren. In plaats daarvan springt hij weg en laat het gewicht gewoon vallen. Hij weet maar al te goed dat met kracht alleen het gewicht niet meer te hanteren is wanneer hij uit balans raakt. Het handhaven van het evenwicht is echter niet alleen voor de sporter van belang, het is een dwingende eis voor een ieder die tilt, zoals al werd weergegeven in de figuren 4 en 5. Bij het tillen van zware voorwerpen bepaalt de eis balans te houden zelfs volledig de positie in de gewrichten. Dit wordt nader verduidelijkt in figuur 8. In figuur 8a bukt iemand voorover en pakt een gewicht vast om te gaan tillen. Let wel, op dit moment wordt er nog geen kracht geleverd. Figuur 8. a. De persoon heeft het gewicht vast, maar is nog net niet aan het tillen. Het zwaartepunt projekteert in de voeten. b. Op het moment dat het gewicht getild wordt projekteert, als de persoon zijn houding niet momentaan verandert, het zwaartepunt voor de voeten. Evenwicht is niet mogelijk. c. Alleen indien momentaan een plantairflexie in de enkels, met daarbij een gedwongen verdere buiging in heupen en wervelkolom, plaatsvindt, kan het evenwicht bewaard worden. De hoekstanden in de gewrichten worden hierbij bepaald door de grootte (hoogte) van het gewicht en de lengte van de lichaamsdelen, gerelateerd aan de eis dat het zwaartepunt van deze persoon in het steunvlak van de voeten moet vallen. In figuur 8b wordt de situatie voorgesteld waarbij de persoon het gewicht net een heel klein stukje van de grond heeft getild. Doordat nu de externe belasting wordt toegevoegd aan de tillende persoon zou, als geen verandering van de op dat moment bestaande houding zou optreden, het zwaartepunt voor de voeten projekteren en de tiller zou samen met het gewicht naar voren vallen. Om in evenwicht te blijven moet de persoon dan ook op het moment dat het gewicht los komt van de grond momentaan zijn houding veranderen. Dit kan alleen door naar achteren te bewegen in de enkels en daaraan gekoppeld verder te buigen in de heupen en in de rug (figuur 8c). Het is nu maar de vraag of de tiller voldoende timing, coördinatie en vooral lenigheid in heupen en rug bezit, om deze plotselinge houdingsverandering mogelijk te maken. Stel immers dat iemand in de situatie zoals voorgesteld in figuur 8a, al aan het eind van zijn bewegingsmogelijkheden is (maximale flexie in de wervelkolom, maximale verlenging van de hamstrings, enz.). In dat geval wordt een zeer geforceerde beweging gevraagd in situatie c. Het trauma ontstaat dan in dat geval niet uitsluitend door het gewicht zelf, maar door het samenspel van het aantal kilogrammen en de bestaande lenigheid, gekoppeld aan de eis in evenwicht te blijven. Naast de eis dat de lenigheid van de tiller zelf voldoende moet zijn, is er tevens de noodzaak voldoende ruimte achter de persoon te hebben. Tillen in kleine ruimten waardoor men te dicht bij muren, kasten en ander meubilair kan komen, kan als gevolg hebben dat de plantairflexie in de enkels, dat gepaard gaat met het naar achteren uitwijken van het bekken, onvoldoende kan worden uitgevoerd. Hierdoor dreigt de persoon naar voren te vallen op het moment dat de last wordt getild. Struikelen, of het zich in bochten moeten wringen is hiervan het gevolg. De kans op een blessure lijkt hierdoor nog meer toe te nemen.
Tillen en de afmetingen van het gewicht De afmetingen van het te tillen voorwerp zijn onder andere van belang voor de hoeveelheid spierkracht die benodigd is om een voorwerp op te tillen. Wat is zwaarder: 5 kg veren of 5 kg lood, is het raadsel dat ieder als kind wel eens gehoord heeft. Het juiste antwoord moet dan luiden: allebei even zwaar, want 5 kg is 5 kg. Dit is juist voor een weegschaal, doch geheel onjuist voor een mens die deze gewichten moet tillen. De omvang van 5 kg veren is, gezien het veel lagere soortelijk gewicht dan van lood, veel groter dan van het loden gewicht (figuur 9). Figuur 9. a. Tillen van 5 kg lood vraagt minder kracht van de rugspieren dan b. het heffen van 5 kg veren. Let op het verschil in momentsarmen in a en b. De momentsarm - de afstand van het zwaartepunt van het gewicht tot aan de wervelkolom - is bij de zak veren daardoor veel groter dan bij het loden gewicht. Het tillen van de veren vraagt dan ook veel meer aktiviteit van de rugspieren dan het tillen van het lood. De omvang van het te tillen gewicht bepaalt ook de wijze waarop een gewicht met de minste hoeveelheid spierkracht kan worden getild. In het algemeen bestaat de gedachte dat het tillen vanuit de benen, met een zo recht mogelijke rug, "beter" is dan tillen met gestrekte benen en een voorover gebogen rug. De reden daarvoor zou zijn dat de belasting van de wervelkolom in het tweede geval aanzienlijk hoger is dan in het eerste. Dat is echter maar zeer ten dele waar en geldt slechts bij gewichten met een relatief kleine omvang. Bij grote voorwerpen, zoals kisten en dozen bijvoorbeeld, is het precies andersom. We pogen dit te verduidelijken in figuur 10. Figuur 10. a. Tillen op de juiste manier (vanuit de benen) vraagt veel meer kracht van de rugspieren dan b. fout tillen (vanuit de rug). Ter vergelijk zijn de momentsarmen apart onder de figuur weergegeven.
Hieruit blijkt dat bij het op de "juiste" manier tillen (a) de momentsarm (de afstand van het zwaartepunt van de kist tot de wervelkolom) juist veel groter is dan wanneer "fout" wordt getild (b). De manier van tillen getoond in figuur 10a kost dan ook veel meer kracht van de rugspieren (en is dus veel vermoeiender) dan de manier van tillen zoals in figuur 10b. In het algemeen is het daarnaast zo dat het tillen "vanuit de benen" in principe altijd meer energie kost dan bij het tillen "vanuit de rug". Dit wordt gedemonstreerd in figuur 11. Het zwaartepunt van het gehele lichaam plus de te tillen last ligt in figuur 11a (tillen vanuit de benen) een stuk lager dan in figuur 11b (tillen vanuit de rug). Omdat uiteindelijk in beide gevallen het zwaartepunt uitkomt op de hoogte zoals getoond in figuur 11c moet het zwaartepunt in geval a over een grotere afstand omhoog worden gebracht dan in geval b en dat is energetisch ongunstiger en dus vermoeiender. Figuur 11. Tillen vanuit de benen (a) kost veel meer energie dan tillen vanuit de rug (b) omdat het zwaartepunt in het eerste geval verder omhoog gebracht moete worden (tot positie c) dan in het tweede geval. Diskussie In het voorgaande hebben we geprobeerd aan te geven dat een aantal algemeen geaccepteerde opvattingen over tillen op zijn minst bijzonder ongenuanceerd zijn. De gedachte dat het advies tot vermindering van het te tillen gewicht zal bijdragen aan een vermindering van het arbeidsverzuim door aandoeningen die verondersteld worden voort te vloeien uit het tillen, zal dan ook een misvatting blijken te zijn, tenzij de tilbeweging helemaal wordt afgeschaft. Dezelfde ongenuanceerdheid geldt ten aanzien van adviezen omtrent de wijze waarop getild zou moeten worden: uit de benen of uit de rug. De begrippen "goed" en "fout" hebben bij het tillen (evenals bij welke andere beweging of houding dan ook) geen enkele betekenis. Opvallend is dat aan sporters die relatief geringe krachtsexplosies gaan leveren, zoals "joggers", wordt aangeraden een uitvoerige warming-up te doen, terwijl dit bij het tillen van zware voorwerpen niet wordt gedaan. Zelfs het een tweetal malen uitvoeren van de uit te voeren tilbeweging zonder het gewicht daadwerkelijk te heffen, zou, zonder hier verder omstandig op in te gaan, volgens ons al een aanzienlijke reduktie kunnen opleveren van blessures. Ook het zorgen voor voldoende vrije ruimte achter degene die tilt is van het grootste belang voor het verminderen van de kans op beschadigingen. Wij zijn van mening dat zolang voor de verklaring van aandoeningen van het bewegingsapparaat alleen gekeken wordt naar de hoogte van de belasting, in plaats van naar de bewegingsaspekten, de gezondheidszorg c.q. de fysiotherapie niet verlegen zal zitten om patiënten en de ARBO-diensten uitsluitend geld zullen kosten. LITERATUUR 1. Alexander R.M. The Human Machine Natural History Museum Publications (1992), pp.43-46. 2. Bogduk N., Twomey L. Clinical Anatomy of the Lumbar Spine.
Churchill Livingstone (1991), p.101. 3. O'Connel A., Gardner E. Understanding the scientific bases of human movement. The Williams & Wilkins Co. (1972), p.238.