Die Wirkung der Steifigkeit von Beinprothesen und Absprungbrettern auf die Weitsprungleistung

Warum diese Studie für Sportfans wichtig ist

Der Weitsprung gehört zu den dramatischsten Disziplinen der Leichtathletik: ein Vollsprint, der in einem einzigen explosiven Satz endet. Diese Studie stellt eine Frage, die für Athleten, Trainer und alle, die an Fairness im Sport interessiert sind, von Bedeutung ist: Wie beeinflussen Hightech-Prothesen und die Steifigkeit des Absprungbretts die Sprungweite? Durch den Vergleich von Elite-Weitspringern mit Unterschenkelamputation und Spitzenstudenten ohne Amputation untersuchten die Forschenden, ob karbonfaserverstärkte Laufprothesen einen Vorteil bieten und wie die „Federwirkung“ der Unterlage die Leistung verändert.

Wie Weite von Geschwindigkeit und Technik abhängt

Beim Weitsprung entscheidet sich der Erfolg lange bevor der Athlet das Brett trifft. Die zurückgelegte Distanz wird weitgehend davon bestimmt, wie schnell der Athlet kurz vor dem Absprung ist und wie gut er diese horizontale Geschwindigkeit in Auftrieb umwandelt, ohne zu stark abzubremsen. Wenn das Absprungbein den Boden berührt, verhält es sich ein wenig wie eine Feder: Es komprimiert und federt zurück, während es mit der Bahnoberfläche interagiert. Die kombinierte Steifigkeit von Bein und Untergrund beeinflusst, wie viel elastische Energie kurzzeitig gespeichert und wieder freigesetzt werden kann, was dem Springer beim Vorwärtsstart hilft. Die Studie baut auf früheren Arbeiten auf, die zeigen, dass Menschen ihre Beinsteifigkeit natürlich anpassen, wenn sie auf weicheren oder härteren Untergründen laufen, und so dieses Bein–Boden-System feinjustieren, um die Bewegung effizient zu halten.

Prothesen: Mehr Feder, gleiche Weite

Zwei Weltklasse-Athleten mit transtibialer (untere Kniegelenks-) Amputation nahmen mit karbonfaserbasierten, laufspezifischen Prothesen in drei unterschiedlichen Steifigkeitsstufen teil: eine weicher als die Herstellerempfehlung, eine gemäß Empfehlung und eine steifer. Trotz deutlicher mechanischer Unterschiede – die weichere Prothese verbog sich stärker und speicherte mehr elastische Energie – änderten sich ihre maximale Anlaufgeschwindigkeit und Sprungweite über diese Einstellungen hinweg nicht in nennenswerter Weise. Entscheidend war die Geschwindigkeit: Für jede Steigerung der Anlaufgeschwindigkeit um 1 Meter pro Sekunde sprangen diese Athleten etwa einen halben Meter weiter. Anders gesagt: Obwohl ihre Prothesen große Energiemengen speichern konnten, war der wichtigste Leistungsfaktor, wie schnell sie am Brett ankamen, nicht wie „federnd“ die Klinge innerhalb des getesteten Bereichs war.

Federnde Absprungbretter helfen Nicht-Amputierten

Acht College-Weitspringer ohne Amputation wurden auf drei verschiedenen Absprungplattformen getestet: einer regulären steifen Bahnoberfläche und zwei speziell gebauten, deutlich weicheren „Sprungbrett“-Plattformen, die auf Metallfedern montiert waren. Ihre maximale Anlaufgeschwindigkeit änderte sich zwischen den Oberflächen kaum, wohl aber die Sprungweiten. Im Durchschnitt sprangen die Athleten von den nachgiebigeren Plattformen weiter und gewannen auf dem weichsten Brett bei ähnlichen Geschwindigkeiten etwa 7 % Distanz gegenüber dem regulären Brett und insgesamt rund 16 % mehr als die Prothesenträger mit deren empfohlenem Setup. Die weicheren Bretter sanken stärker ein und speicherten mehr elastische Energie, doch die Analyse deutete darauf hin, dass die Leistungssteigerung vor allem mit der Brettsteifigkeit selbst zusammenhing und nicht nur damit, wie viel Energie das Brett speicherte. Das weist auf subtile Veränderungen hin, wie Bein und Körper die federnde Unterlage nutzen, um den Geschwindigkeitsverlust beim Absprung zu verringern.

Wer hat wirklich den Vorteil?

Verglichen wurden Bedingungen, die Wettbewerben in der Praxis entsprechen – eine Prothese mit empfohlener Steifigkeit auf einer Standardbahn für Athleten mit Amputation versus normale Beine auf derselben Oberfläche für Nicht-Amputierte – und es fanden sich keine bedeutsamen Unterschiede weder in der Anlaufgeschwindigkeit noch in der Sprungweite. Das galt selbst dann, wenn die Prothesenklingen deutlich mehr elastische Energie speichern konnten als die gewöhnliche Bahnoberfläche. Die Autoren schlagen vor, dass Nicht-Amputierte die Steifigkeit ihrer eigenen Beine anpassen können, um die begrenzte Sprungwirkung der Bahn auszugleichen, während Prothesenträger durch die feste Steifigkeit ihres Geräts eingeschränkt sind. Für Sportverbände lautet die zentrale Erkenntnis: Aktuelle karbonfaserbasierte Prothesen ermöglichen Weitspringern mit transtibialer Amputation bei typischen Einstellungen nicht automatisch bessere Leistungen als Nicht-Amputierte allein wegen zusätzlicher Energiespeicherung. Stattdessen bleibt die Leistung von grundlegenden Faktoren abhängig: Geschwindigkeit auf der Anlaufbahn und effektive Technik beim Absprung, unabhängig davon, ob das Bein biologisch ist oder aus Carbonfaser besteht.

Zitation: Ashcraft, K.R., Grabowski, A.M. The effects of leg prosthesis stiffness and take-off board stiffness on long jump performance. Sci Rep 16, 7418 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38100-x

Schlüsselwörter: Weitsprung, Laufprothese, Oberflächensteifigkeit, elastische Energie, Paralympischer Sport