Studie naar de effecten van de Currex-zolen op loopeconomische parameters

EXPERIMENTELE STUDIE NAAR DE EFFECTEN VAN DE CURREX-ZOLEN RUNPRO EN RUNEXPERT OP LOOPECONOMISCHE PARAMETERS

Hoste R. DO MSc, Loenders L. MSc

RUNNING AND MORE, Sports Medical Lab, Brugge

SAMENVATTING

Bij een proefgroep van 65 lopers bestudeerden we in welke mate de Currex-zolen een invloed hebben op loopeconomische parameters. Vermits in eerder onderzoek bewezen werd dat deze dynamische sportzolen de functie van de voetgewelfspieren verbeteren en vermits aan de Currex-zolen een prestatiebevorderend effect wordt toegeschreven, controleerden we nu in een experimentele studie of deze effecten objectief meetbaar zijn. De studie vond plaats in RUNNING AND MORE en werd uitgevoerd met de 2 modellen RunPro en RunExpert van producent Currex en met gestandaardiseerde apparatuur.

Tijdens korte runs op de loopband werden via het Motion Metrix systeem de parameters Running Economy en Elastic Exchange opgemeten. Dit gebeurde bij elke loper op 2 tempo’s, beide na mekaar gelopen op 3 zooltypes: de gewone inlegzool, de Currex-zool RunPro en de Currex-zool RunExpert. Na randomisatie voor de 3 testsituaties werd het onderzoek enkel-blind uitgevoerd.

De parameter Running Economy is positief beïnvloed door de Currex-zolen met een gemiddelde verbetering t.o.v. de gewone inlegzolen van 4,3% voor Currex RunPro (p < 0,001) en van 2,5% voor Currex RunExpert.

De parameter Elastic Exchange verbetert t.o.v. de gewone inlegzool met gemiddeld 2,4% op het model RunPro (p = 0,0346) en 0,7% op het model RunExpert.

Op hogere snelheid zijn de Currex-zolen RunExpert een meerwaarde voor zowel de Running Economy als de Elastic Exchange van de snellere lopers.

Voor Running Economy laat 46,3% van de proefgroep een unieke beste score zien op de Currex-zolen RunPro. 8 op de 10 proefpersonen haalt een unieke hoogste score voor Elastic Exchange op één van de Currex-modellen (47,5% op RunPro, 32,1% op RunExpert).

Op Currex RunPro behalen 4 op 10 proefpersonen de hoogste score voor tegelijkertijd Running Economy en Elastic Exchange. Op Currex RunExpert tekenen we die zelfde dubbele topscore op bij 11,9% van de proefgroep. Op de gewone inlegzolen komt een topscore voor én Running Economy én Elastic Exchange slechts bij 6,8% voor.

Samengevat zorgen beide modellen van de Currex-zolen, RunPro en RunExpert, voor een verbetering van de loopeconomische parameters. De extra stimuli, eigen aan het model RunExpert, resulteren vooral in betere scores bij de snellere lopers.

INLEIDING

De Currex-zolen zijn functionele sportzolen. De modellen RunPro en RunExpert worden wereldwijd gebruikt door lopers van alle niveaus. Ze hebben een activerend effect op de voetgewelfspieren en zorgen voor een elastische rebound bij de afstoot. Op die manier ontstaat een positief effect op prestaties.

In een vergelijkende studie tijdens een 25km loop toonde RUNNING AND MORE aan dat de Currex-zolen RunPro vermoeidheid van de voetspieren tegengaan. De gemeten parameters (drukverhouding t.h.v de metatarsalen, contacttijd, naviculaire drop bij belasting, hoogte van het os naviculare in stand, hielrotatie) hadden betrekking op de functie van de voetgewelfspieren. Ze waren allemaal in het voordeel van de Currex-zolen (t.o.v. gewone inlegzolen).

Daarnaast bleek uit deze eerste studie ook dat de Currex-zolen RunPro een activerend effect op de voetgewelfspieren hebben. Dankzij de typische eigenschappen van deze dynamische sportzool waren bepaalde functies van de voet beter na 25 km lopen dan vooraf, een fenomeen dat niet gezien werd in de controlegroep.

Orthopedische zolen hebben als doel de voet te stabiliseren (Lucas-Cuevas et al 2014; Kosonen et al 2017), plantaire drukken te verminderen (Vermand et al 2020; Lullini et al 2020; Fong et al 2020) of belasting op de achillespees te verminderen (Lee et al 2019).

Afhankelijk van de hardheid van het materiaal wordt de natuurlijke vervorming van het voetgewelf in min of meerdere mate afgeremd, waardoor impactkrachten op de bovenliggende structuren en gewrichten net kunnen toenemen (Kosonen et al 2017; Crago et al 2019; Braga et al 2019).

Zhang et al (2019) toonden aan dat zwakte van de voetspieren bepalend is voor het ontstaan van overbelastingletsels. Het activeren en bijgevolg versterken van deze spieren kan dus een belangrijke blessurepreventieve werking hebben.

Huidige studie wil een antwoord geven op de vraag: In welke mate vertaalt de bewezen verbeterde functie van de voetgewelfspieren dankzij de Currex-zolen zich in een verbetering van loopeconomische parameters?

METHODE

Proefpersonen

In mei 2020 recruteerden we na oproep via nieuwsbrief en sociale mediakanalen (LinkedIn, Facebook en Instagram) 65 proefpersonen, die moesten voldoen aan volgende criteria: beschikbaar zijn voor deelname in de periode juni-juli-augustus, blessurevrij zijn, 18 minuten kunnen lopen met korte onderbrekingen op de loopband.

Materiaal en middelen

• In deze studie werd er getest op gewone inlegzolen, Currex RunPro en Currex RunExpert.
• De gewone inlegzool in de eigen loopschoen is als controleconditie de beste methode om invloed van andere inlegzolen te onderzoeken (Lewinson et al 2016).
• Beide Currex-modellen hebben een diepe hielcup, drie lagen voor optimale vochtafvoering en een 3D Dynamic Arch Technology (DAT) als middenvoetbrug. Het model RunPro (40gr) heeft een hielkussentje dat afwezig is bij het model RunExpert (41gr). Deze laatste beschikt op de bovenkant ter hoogte van de hiel en voorvoet over specifieke geldots voor een meer dynamische afstoot.
• Determinerend voor de profielhoogte (High, Medium of Low) zijn de hoogte van het voetgewelf en de beenas. Via de gebruikelijke thuistest, die terug te vinden is op de RUNNING AND MORE-website, bepaalden en communiceerden de proefpersonen zelf de juiste profielhoogte en maat vooraf.

Parameters

De effecten van de 3 testsituaties werden gemeten op de parameters Running Economy en Elastic Exchange.

• Running Economy geeft weer hoeveel arbeid moet geleverd worden om 1kg lichaamsgewicht 1m vooruit te bewegen. Running Economy wordt door meerdere factoren bepaald, waaronder training, omgeving, fysiologie, antropometrie en biomechanische parameters (Saunders et al 2004). De totale workload is de optelsom van de arbeid die nodig is om het lichaam te heffen tegen de zwaartekracht, om de verschillende lichaamssegmenten te bewegen en om het snelheidsverlies op te vangen. Deze parameter wordt uitgedrukt in joule/kg/m.
• Elastic Exchange geeft weer welk percentage van de totale arbeid wordt opgeslagen en vrijgezet als elastische energie in spieren en pezen (referentie). Deze parameter wordt uitgedrukt in %, met een maximum van 50%. Zonder Elastic Exchange zou het VO2-verbruik bij lopen tot 30 à 40% hoger zijn (Cavagna et al 1964). Een hoge elasticiteit gecombineerd met een lage workload is positief voor een goede Running Economy.

Deze parameters werden gemeten via video-opnames met het Motion Metrix systeem. Motion Metrix is een markerless capture systeem dat op een accurate wijze 3D-opnames maakt. Een vergelijkende studie met Qualisys Oqus (systeem met 14 cameras en 72 markers) toonde een zelfde betrouwbaarheid (Bjerkefors & Gustavsson 2016). Een andere studie bevestigde dat de bepaling van de loopeconomie via het Motion Metrix systeem zelfs vergelijkbaar is met deze via calorimetrie (Gullstrand et al 2015).

Protocol

De proefpersonen liepen op de loopband in 3 enkel-blinde testsituaties (op de gewone inlegzolen, op de Currex-zolen RunPro en op de Currex-zolen RunExpert): Ze konden op geen enkel moment zien welke zolen in hun schoenen werden gelegd.

De volgorde van de 3 testsituaties werd door randomisatie bepaald voor aanvang van de afspraken. Op deze manier werd elke proefpersoon één van de 6 mogelijke volgordes toegewezen: 1 = Gewone zool-Currex RunPro-Currex RunExpert; 2 = Gewone zool-Currex RunExpert-Currex RunPro; 3 = Currex RunPro-Gewone zool-Currex RunExpert; 4 = Currex RunPro-Currex RunExpert-Gewone zool; 5 = Currex RunExpert-Gewone zool-Currex RunPro; 6 = Currex RunExpert-Currex RunPro-Gewone zool.

De video-opnames gebeurden telkens gedurende de laatste 40” van een run van 3 minuten.

Op elke zool werd achtereenvolgens op 2 tempo’s gelopen, die in overleg bepaald werden bij de start van de opnames. Criteria voor bepaling van de tempo’s waren als volgt: Tempo 1 stemde overeen met trage duurloopsnelheid en intensiteitsgevoel ‘rustig’; Tempo 2 was een hoger tempo, dat gedurende 1’10” werd opgebouwd en overeenstemde met intensiteitsgevoel ‘snelle duurloop’.

Statistische methode

Voor de statistische analyses werd, na controle op Gaussiaanse distributies (Shapiro-Wilk en Kolmogorov-Smirnov test), gebruik gemaakt van parametrische testen. De one-way ANOVA werd gebruikt voor het vergelijken van meer dan 2 groepen gepaarde variabelen met toepassing van Geisser-Greenhouse correctie waar nodig. Voor het vergelijken van variabelen tussen twee condities bij dezelfde proefpersoon werden gepaarde t-testen verricht. Statistische analyses werden steeds tweezijdig getoetst en een P-waarde van <0.05 als significantieniveau gehanteerd. 

RESULTATEN

Van de 65 aanmeldingen konden, na 6 dropouts wegens kwetsuur, foute keuze Currex-zolen of outlier, 59 proefpersonen geïncludeerd worden. De verhouding mannen/vrouwen was 38/21.

De frequenties van de 6 volgordes verschilden niet significant van de verwachte proporties (volgorde 1: N = 12; volgorde 2: N = 13; volgorde 3: N = 5; volgorde 4: N = 8; volgorde 5: N = 11; volgorde 6: N = 10)

Na statistische analyse bleken de resultaten van testsituatie 1 sterk af te wijken van testsituatie 2 en 3. Daarom werden de resultaten van testsituatie 1 niet meegenomen in de verwerking.  

Classificatie van de resultaten volgens tempo maakte geen verschil voor de gemeten parameters, waardoor de resultaten van beide tempo’s samen konden geanalyseerd worden.

De Currex-zolen RunPro scoren statistisch significant beter dan de gewone zool, zowel op Running Economy (p < 0,001) als op Elastic Exchange (p = 0,0346). Ook de Currex-zolen RunExpert halen op beide parameters betere scores dan de gewone zool (statistisch niet significant) (Tabel 1 en Grafiek 1).

Grafiek 1: Gemiddelde waardes Running Economy (joule/kg/m) en Elastic Exchange (%) (N = 59)

Uit een gepaarde analyse blijkt dat er voor beide parameters telkens een groter aantal proefpersonen beter presteert op de Currex-zolen dan op de gewone zool (Grafiek 2 en 3).     

    Grafiek 2: Gepaard verschil Running Economy

Grafiek 3: Gepaard verschil Elastic Exchange

Op elk zoolmodel zijn Running Economy en Elastic Exchange beter op tempo 2 dan op tempo 1. De snellere lopers (met tempo 1 = 12-15km/u en tempo 2 = 16-18km/u) profiteren evenveel van deze verbetering op de Currex-zolen RunPro als op RunExpert, terwijl dit voor de minder snelle lopers (met tempo 1 = 9-12km/u en tempo 2: 11-15km/u) enkel geldt op de Currex-zolen RunPro (Tabel 2, 3 en 4; Grafiek 4, 5, 6, 7, 8 en 9).

De individueel hoogste scores worden zowel voor Running Economy als voor Elastic Exchange vaker behaald op de Currex-zolen dan op de gewone inlegzolen (Grafiek 10 en 11).

Ook het aantal keer dat een proefpersoon op één zelfde paar zolen tegelijkertijd voor Running Economy én voor Elastic Exchange de hoogste score haalt, is beduidend groter voor de Currex-zolen dan voor de gewone inlegzolen (Grafiek 12).

DISCUSSIE

Running Economy en Elastic Exchange

De parameter Running Economy, de meest bepalende en doorslaggevende factor voor een wedstrijdresultaat/prestatie, is positief beïnvloed door de Currex-zolen. De verbetering op Currex RunPro t.o.v. de gewone zool bedraagt 0,038 joule/kg/min (p < 0,001), wat overeenkomt met 4,3%, vermits de gemeten scorerange voor Running Economy tussen 2,62 en 3,50 joule/kg/m ligt.  Op Currex RunExpert is dat respectievelijk 0,022 joule/kg/min en 2,5%. Een studie van Di Prampero et al (1993) kon aantonen dat een betere Running Economy resulteert in een verbetering van de prestatie bij het lange afstandslopen.

De gemiddelde score voor Elastic Exchange op Currex RunPro bedraagt 30,128 en op Currex RunExpert 29,468. Voor de gewone zool is dit gemiddeld 29,162. Dit stemt overeen met een verbetering van de Elastic Exchange met 2,4% op Currex RunPro (p = 0,0346) en met 0,7% op Currex RunExpert, rekening houdend met een gemeten range van 8,5 tot 49,1 voor deze parameter. Deze resultaten geven aan dat de activatie van de voetgewelfspieren door de Currex-zolen (cfr eerste studie van RUNNING AND MORE) zich ook manifesteert in een verbeterde elasticiteit van het volledige spier- en peesstelsel.

Vermits de procentuele verbetering van de Running Economy via de Currex-zolen groter is dan deze van de Elastic Exchange, en vermits Elastic Exchange slechts één van de vele factoren is die de Running Economy beïnvloedt (Saunders et al 2004; Barnes & Kilding 2015), leiden we af dat de Currex-zolen naast de Elastic Exchange nog andere parameters positief beïnvloeden, die de Running Economy bepalen.

Invloed van tempo’s

Qua tendens zien we dat de beste scores voor Running Economy en Elastic Exchange bij tempo 1 behaald worden op Currex RunExpert en bij tempo 2 op Currex RunPro. Dit is opmerkelijk vermits het model Currex RunExpert net ontwikkeld werd voor snelheidswerk. We stellen echter vast dat het loopeconomisch voordeel op Currex RunExpert wél duidelijk zichtbaar is bij de proefpersonen die als tweede snelheid 16 km/u of meer liepen. Lopers van een hoger niveau zijn schijnbaar in staat om de nog grotere dynamische proprioceptieve prikkel, die het model RunExpert geeft, vlotter om te zetten in een betere loopeconomie dan lopers van een minder hoog niveau.

Verdeling mannen/vrouwen

De verdeling mannen/vrouwen (38/21) was statistisch onevenwichtig ten opzichte van een gelijke verdeling. Toch werd er geen opsplitsing doorgevoerd, vermits het aantal proefpersonen per geslacht te beperkt zou worden voor een betrouwbare statistische verwerking van de resultaten.

Individueel hoogste scores

Over alle testsituaties en tempo’s heen, liet 46,3% van de volledige proefgroep een unieke beste score voor Running Economy zien op Currex RunPro. Op Currex RunExpert was dit 25,1% en op de gewone zool 21,7%.

79,6% van de proefpersonen had een unieke hoogste score voor Elastic Exchange op één van de Currex-modellen (47,5% op RunPro, 32,1% op RunExpert). Op de gewone zool was dit 18,2%.

Naast de gemiddelde verbetering stellen we ook vast dat 7 op 10 proefpersonen voor Running Economy en bijna 8 op 10 voor Elastic Exchange hun individueel beste resultaat halen op een Currex-zool.

Wanneer we bestuderen hoe vaak een proefpersoon zijn of haar hoogste scores behaalt voor tegelijkertijd Running Economy en Elastic Exchange op één zelfde zoolmodel (N = 35), dan zien we dat er 24 proefpersonen zijn of 40,7% van de volledige proefgroep die dit realiseren op Currex RunPro. Op Currex-RunExpert waren dat er 7 (11,9%) en op de gewone inlegzolen 4 (6,8%). Deze resultaten op Currex RunPro zijn in lijn met de significante gemiddelde verbetering voor Running Economy en Elastic Exchange op de Currex-zolen RunPro.

Exclusie van testsituatie 1

Voor de berekening van de gemiddelde scores werd de eerste testsituatie niet meegenomen, omdat de scores daarop te veel afweken van de scores op de 2^e en 3^e testsituatie. We veronderstellen een opwarmings- of gewenningseffect.

Profielhoogte Currex-zolen

Enkele van de dropouts waren te wijten aan een foutieve keuze van profielhoogte van de Currex-zolen. De proefpersonen kozen zelf via de aanbevolen thuistest uit de 3 mogelijke profielhoogtes. De keuze wordt gemaakt op basis van de hoogte van het voetgewelf in combinatie met de vorm van de beenas. De juiste profielhoogte is essentieel voor de accurate werking van de zolen. Het werkingsmechanisme bestaat immers uit een proprioceptieve stimulatie van de voetgewelfspieren, waarvoor aan 2 voorwaarden moet voldaan zijn: drukcontact aan de onderkant van het voetgewelf en behoud van de spierspanning, eigen aan het individu. Een te laag zoolprofiel zorgt voor een laat drukcontact in de steunfase en een te hoog profiel neemt de spierspanning weg. Gevolg is dat de proprioceptieve stimulatie ofwel te laat ofwel niet plaatsgrijpt.

Duur van de runs

De effecten van de Currex-zolen werden hier gemeten in korte testsituaties van telkens 3’. Wanneer we de vergelijking maken met de eerdere studie (25km-loop), dan kunnen we verwachten dat de positieve effecten bij langere lopen en/of op langere termijn nog zullen toenemen. In die voorgaande studie konden we immers aantonen dat de functie van de voetgewelfspieren bij gebruik van de Currex-zolen na 25km zelfs beter was dan vooraf, terwijl deze bij de gewone inlegzolen net verminderd was.

Geprefabriceerde zolen

Studies tonen aan dat op maat gemaakte steunzolen een positief effect hebben op de voetstabiliteit (Lucas-Cuevas et al 2014; Kosonen et al 2017), maar negatief kunnen inwerken op de krachtmomenten in de knie en in de heup (Kosonen et al 2017; Crago et al 2019; Braga et al 2019). In huidige studie vergelijken we de loopeconomische effecten van gewone inlegzolen met deze geprefabriceerde Currex-zolen. Deze bestaan in 3 verschillende profielhoogtes. Geprefabriceerde zolen kunnen dezelfde effecten hebben in pijnreductie en functionele verbetering als op maat gemaakte zolen, zowel op korte, middellange als lange termijn (Tran & Spry 2019). Het concept van de Currex-zolen is gebaseerd op proprioceptieve stimulatie van de voetgewelfspieren, die op hun beurt zorgen voor een voetstabiliteit binnen het natuurlijke bewegingspatroon. Deze studie toont aan dat deze proprioceptieve stimulatie bovendien een positief effect heeft op het economisch en elastisch bewegingspatroon van alle lichaamssegmenten.

Aanbevelingen

In een vervolgstudie zou het interessant zijn dat atleten vooraf getest worden op statiek, stabiliteit en elasticiteit. Het effect van de activering van de voetgewelfspieren op Running Economy en Elastic Exchange is door deze eigenschappen beïnvloed. Op deze manier kunnen verbanden gelegd worden tussen de studieresultaten en de intrinsieke capaciteiten van de proefpersonen. Deze aanbeveling is gebaseerd op het gegeven dat het model RunExpert beter rendeert bij snellere lopers, en op de omgekeerde trend bij minder dynamische lopers.

Om de effecten op langere termijn te beoordelen kunnen protocollen uitgewerkt worden waarbij de effecten bij een langere run worden gemeten, of waarbij een 2^e testmoment plaatsgrijpt na meerdere weken van intensief gebruik van de Currex-zolen (in controlecondities).

Daar de thuistest voor de juiste profielhoogte door enkele atleten niet accuraat uitgevoerd werd, is het aangewezen deze test door de onderzoekers zelf te laten doen.

CONCLUSIE

De Currex-zolen RunPro en RunExpert zorgen beide voor een verbetering van de Running Economy en van de Elastic Exchange. De activatie van de voetgewelfspieren heeft dus ook positieve effecten op het volledige bewegingspatroon bij lopers.

REFERENTIES

Barnes KR, Kilding AE, Strategies to improve running economy, Sports Med. 2015 Jan;45(1):37-56

Bjerkefors, Gustavsson, MotionMetrix vs. Qualisys Oqus A pilotstudy, 2016 (communication Motion Metrix)

Braga UM, Mendonca LD, Mascarenhas RO, Alves COA, Filho RGT, Resende RA, Effects of medially wedged insoles on the biomechanics of the lower limbs of runners with excessive foot pronation and foot varus alignement, Gait Posture 2019;74:242-249

Cavagna GA, Saibene FP, Margaria R, Mechanical work in running, J Appl Physiol. 1964.19.2.249

Crago D, Bishop C, Arnold JB, The effect of foot orthoses and insoles on running economy and performance in distance runners: A systematic review and meta-analysis, J Sports Sci. 2019 Nov;37(22):2613-2624

Fong D, Lue K, Chung M, Chu V, Yung P, An individually moulded insole with 5-mm medial arch support reduces peak impact and loading at the heel after a one-hour treadmill run, Gait Posture 2020;82:90-95

Gullstrand L, Cardinale D, Nilsson J, Calculation of running economy with a biomechanical model versus indirect calorimetry, 2015 (communication Motion Metrix)

Kosonen J, Kulmala JP, Müller E, Avela J, Effects of medially posted insoles on foot and lower limb mechanics across walking and running in overpronating men,  J Biomech. 2017 Mar 21;54:58-63

Lee K, Ling S, Yung P, Controlled trial to compare the Achilles tendon load during running in flatfeet participants using a customized arch support orthoses vs an orthotic heel lift, BMC Musculoskelet Disord 2019; 20(1): 535

Lucas-Cuevas AG, Pérez-Soriano P, Llana-Belloch S, Macián-Romero C, Sánchez-Zuriaga D, Effect of custom-made and prefabricated insoles on plantar loading parameters during running with and without fatigue,  J Sports Sci. 2014;32(18):1712-21

Lulline G, Giangrande A, Caravaggi P, Leardini A, Berti L, Functional evaluation of shock absorbing insole during military training in a group of soldiers: a pilot study, Mil Med 2020;185(5-6): 643-648

Saunders PU, Pyne DB, Telford RD, Hawley JA, Factors affecting running economy in trained distance runners, Sports Med. 2004;34(7):465-85

Tran K, Spry C, Custom-Made Foot Orthoses versus Prefabricated foot Orthoses: A Review of Clinical Effectiveness and Cost-Effectiveness, Ottawa (ON): Canadian Agency for Drugs and Technologies in Health; 2019 Sep 23

Vermand S, Duc S, Ferrari FJ, Joly P, Immediate, short and medium-term effects of orthopedic insoles with a metatarsal retro-capital bar on biomechanical variables, plantar pressures and muscle activity in running, J Sports Med Phys Fitness 2020;60(6):848-854

Zhang X, Pauel R, Deschamps K, Jonkers I, Vanwanseele B, Differences in foot muscle morphology and foot kinematics between symptomatic and asymptomatic pronated feet, Scan J Med Sci Sports 2019;29(11):1766-73

Meer info over de Currex-zolen algemeen: klik hier door.

De eerste studie met het model RunPro kun je hier raadplegen.