Het paard op springveren: de bijzondere functies van pezen

Pezen hebben een bijzondere extra functie bij een aantal diersoorten, waaronder paarden. In de natuur zijn paarden bijna continu in beweging. Ze grazen en lopen daarbij afstanden die afhangen van de beschikbaarheid van voedsel, maar die kunnen oplopen tot wel 30 km per dag. Ze moeten daarnaast, als potentieel prooidier, constant op hun hoede zijn en altijd klaar zijn om heel explosief te kunnen vluchten. Daarnaast zijn paarden, maar ook ponies, relatief groot. Dat betekent dat ze vrij veel energie nodig hebben om hun lichaam te laten functioneren. Die energie heet de ‘metabole energie’ en daar kunnen ze niet op bezuinigen. Maar ze moeten ook energie hebben om hun spieren te laten functioneren zodat ze die afstanden af kunnen leggen en ook nog eens af en toe acuut op hol kunnen slaan. Hoe doen ze dat??

In vergelijking met andere grote zoogdieren, gebruikt het paard minder energie in beweging dan je in theorie bij zo’n groot dier zou verwachten. Een deel van de verklaring is te vinden in de pezen. Spieren zitten via pezen verbonden met een bot, of soms met een peesplaat van een andere spier. Wanneer de spier op spanning komt, trekt die aan de pezen, waardoor die uitrekken. Het grootste deel van de ‘elastische energie’, die nodig is om een pees (een beetje) uit te rekken, gaat niet verloren maar kan worden hergebruikt wanneer de pees weer op zijn oorspronkelijke lengte terug komt. Bij veel pezen zal het uitrekken niet alleen door de spieren, maar ook door het gewicht van het lichaam (zwaartekracht) en door de snelheid van het lichaam worden veroorzaakt. Die pezen geven daardoor meer energie ‘terug’ dan dat ze van de spieren ontvingen. Deze extra energie komt uit de zwaartekracht, maar wordt dan dus eigenlijk via de pees doorgegeven aan de spier. Op die manier hoeft de spier zelf niet alle energie te winnen uit metabole processen. Een voorbeeld van dit soort pezen zijn de grote pezen op de onderbenen, zoals de oppervlakkige (superficial digital flexor tendon, SDFT) en diepe buigpezen (deep digital flexor tendon, DDFT). Die rekken in stap 3-6% in de lengte uit, in draf 3 – 7% en in galop 4 – 9%. ‘Hij loopt met verende tred’ kun je daarom heel letterlijk nemen. Er zijn berekeningen gedaan die suggereren dat de pezen op deze manier tot 40% van de energie bijdragen die nodig is voor een galopsprong. Een paard loopt dus echt een soort op springveren!

De langere pezen zijn het meest geschikt voor de opslag, en daarmee ook voor de terugwinning, van energie. Lange pezen zijn vooral te vinden in de onderbenen van de paarden. Maar ook kortere pezen en peesplaten kunnen tijdens het uitrekken energie tijdelijk opslaan om die later, weer terug in neutrale toestand, weer af te geven. Pezen geven ongeveer 93% van de energie die ze bij het uitrekken gebruiken weer terug tijdens het terugveren naar de uitgangspositie. Ze raken maar 7% van de energie echt kwijt aan warmte. Pezen zijn slecht doorbloed en kunnen daarom slecht hun overtollige warmte afvoeren. Een bijkomend voordeel van het energiebesparende mechanisme van de ‘elastieke’ pezen is daarom ook dat de pezen, doordat ze de meeste energie weer terug geven, niet zo snel oververhit raken. Ze kunnen zo schade door oververhitting helpen voorkomen.

Als een katapult…

Sommige pezen en peesplaten vormen een bijzondere variant van de springveer: ze slaan de energie langzaam op en laten die vervolgens heel snel weer vrij. Je kunt dit vergelijken met een katapult: langzaam strak spannen en ineens laten schieten. De hoeveelheid energie die op het moment van ‘loslaten’ vrijkomt kan veel groter zijn dan de capaciteit van de bijbehorende spier. Het maximale vermogen van de spier wordt bepaald door de enzymatische processen die nodig zijn voor de spieractiviteit. Bij pezen wordt het maximale vermogen bepaald door de structuur van de pees en die kan veel meer vermogen aan dan de spier op een moment kan opwekken. Maar dat kan wel worden ‘opgestapeld’ in de pees. Wanneer de katapult wordt afgeschoten (de pees veert terug) wordt de opgeslagen energie in een heel korte tijd vrijgegeven. Een echte katapult dus!

Een katapult wordt gebruikt om iets weg te slingeren en dat is bij deze pees-katapult ook het geval. In veel gevallen gaat het om een gewricht dat, vanuit een gestrekte positie, ineens gebogen wordt, waardoor het deel van het lichaam dat aan dat gewricht vast zit ‘weg wordt geslingerd’. Een mooi voorbeeld hiervan vormt de biceps spier in het voorbeen die loopt van onderaan de scapula (schouderblad), over het schoudergewricht, tot net onder de voorkant van de elleboog.

Schematische weergave van een voorbeen met een biceps in maximale stretch en vlak nadat de katapult in werking is getreden en het voorbeen naar voren wordt geslingerd.

Wanneer de biceps aanspant, dan wordt het voorbeen in de elleboog gebogen en naar voren gebracht. Maar omdat de spier zo dicht bij de elleboog is aangehecht, gaat dat heel zwaar. Stel je voor dat je voor een bijna dichte deur staat, maar je wilt erdoor. Je staat alleen niet bij de klink maar vlakbij de scharnieren. Gelukkig zit daar een oogje, zoéén waarmee je de deur met een haakje aan de muur open kunt zetten zodat hij niet dicht waait. Je pakt dat oogje en wil zo de deur open trekken. Dat valt niet mee! Wanneer je in plaats daarvan een stap opzij doet en de klink pakt, dan trek je de deur een stuk makkelijker open.

De reden hiervoor is dat de klink verder van de scharnier af zit dan het oogje. Vanwege de hefboomwerking wordt het steeds makkelijker om de deur open te trekken naarmate je verder van de scharnier af zit. De biceps zit vlakbij de scharnier aangehecht en moet dus veel kracht leveren om de elleboog te buigen en het been naar voren te zwaaien. Gegeven de afmetingen van de biceps is dat bijna niet te doen, tenzij de biceps daar een speciale oplossing voor heeft: de katapult!

In het midden van de biceps loopt een grote, stevige pees, waarlangs twee kortvezelige spierhoofden liggen. Die centrale pees wordt tijdens de standfase van een gang aangespannen en is op maximale spanning wanneer de punt van de hoef nog net aan de grond staat, vlak voor het loskomen van het voorbeen. De kortvezelige spierhoofden zorgen voor de stabilisatie en de voorknie is dan ‘op slot’, waardoor de pees strak kan worden opgespannen. Wanneer de voet loskomt van de grond, zorgt die pees ervoor dat, zoals bij een katapult, het been naar voren en schuin omhoog wordt geslingerd. Deze katapult werking zorgt voor een vermogen dat tot meer dan 50 keer zo groot is dan wat de biceps normaal zou kunnen genereren! De biceps, als spier die de elleboog ‘bedient’, hoeft daarom veel minder groot te zijn dan wanneer die zonder katapult de hefboom zou moeten bedienen.

Wetenschappers discussiëren over het feit of bij een vluchtreactie, dus in een situatie waarbij heel snel geaccelereerd moet worden, meerdere spieren zo’n katapult reactie zouden kunnen genereren. Er wordt dan een tijdelijke herverdeling van de energie van spieren tot stand gebracht, zodat er via het katapult mechanisme explosief kan worden gevlucht. Maar omdat veel van de andere spieren beter functioneren, en het lichaam beter kunnen coördineren, wanneer ze door een ‘gewoon’ elastisch peesmechanisme worden ondersteund, wordt die katapult dan waarschijnlijk alleen in geval van nood en zeer kortdurend ingezet. Hoe dat zou moeten werken is nog niet duidelijk.

Er zijn aanwijzingen dat het ‘katapult-mechanisme’ van pezen ook in de rug bestaat. De peesplaat die de longissimus dorsi (de lange rugspier) met de ruggengraat verbindt fungeert als een ‘katapult veer’, die wordt opgespannen wanneer beide achterbenen tegelijk onder het lichaam worden gebracht. Dit gebeurt in de rengalop, maar ook bij het actief halthouden (dus met ondergebrachte achterbenen). Wanneer beide achterbenen onder het lichaam worden gebracht, moet de longissimus

In rengalop worden beide achterbenen tegelijk onder het lichaam gebracht, waardoor de katapult in stelling wordt gebracht.

dorsi tegenwicht bieden om te voorkomen dat de rug te bol wordt. Bij het halthouden met achterhand goed ondergetreden, voel je als ruiter dat het paard ‘op spanning’ staat en zo weer attent en actief kan weg draven. Dat is dus letterlijk zo. De peesplaat van de longissimus dorsi staat op spanning door het diep ondertreden van beide
achterbenen tegelijk. Die spanning kan als een katapult worden losgelaten, waardoor de rug van bol weer recht wordt en het paard een soort wordt gelanceerd.

Een laatste voorbeeld van het feit dat pezen heel goed energie kunnen absorberen gaat over het opvangen van heftige acties. Wanneer een paard, bijvoorbeeld, per ongeluk in een kuil stapt, dan kan dat voor veel spieren een flinke een klap opleveren, zodat ze ineens sterk worden
uitgerekt. De pezen kunnen hierbij zoveel van die plotselinge piekbelasting absorberen, dat de spieren niet te ver uitgerekt worden en soms in hun isometrische (niet uitgerekte) positie blijven, of zelfs korter worden. Dit is waarschijnlijk een mechanisme om de spieren te beschermen tegen schade, aangezien spieren vooral in uitgerekte toestand vatbaar zijn voor beschadigingen. Deze beschermende functie van de pezen kan niet langdurig bestaan, omdat de pezen op een gegeven moment de energie weer moeten laten afvloeien om te voorkomen dat ze zelf beschadigd raken. Hiervoor wordt de spier alsnog, maar meer gedoseerd, gebruikt. Het werkt dus alleen bij hele korte, felle, trekkrachten zoals bij een verstapping of bij de landing na een sprong. Dit opvangen van de klappen voor de spieren is waarschijnlijk ook de reden dat blessures vaker voorkomen aan pezen dan aan spieren.

Sterker door trainen

Om hun functie goed te kunnen uitvoeren, moeten de pezen in een conditie zijn die bij hun belasting past. Spieren groeien onder invloed van training, waardoor hun energie output toeneemt. Spieren groeien sneller dan dat pezen sterker worden. Het is belangrijk om je te realiseren dat korte, intensieve trainingen misschien wel zorgen voor een groter spiervolume, maar onvoldoende voor de daarbij noodzakelijke pees versteviging. Pezen moeten net zoveel sterker worden als spieren om goed als een springveer en schokdemper te kunnen blijven functioneren in een situatie waarbij de krachten, als gevolg van de sterkere spieren, groter worden. Onderzoek heeft aangetoond dat de stevigheid van de pezen sterk kan worden verbeterd door laag intensieve duurtraining. Dat geldt niet alleen voor endurance ruiters, maar ook voor ruiters in andere disciplines. Uren stappen en heel rustig draven, vooral over een stevige en vlakke ondergrond, is daarbij heel functioneel omdat je zo wel de pezen, maar minder de spieren traint. De pezen krijgen dan langdurig behoorlijk constante krachten te verwerken, waardoor ze worden gestimuleerd om steviger te worden door meer vezels aan te maken.

Er is nog weinig bekend over hoe vaak en/of hoe intensief er getraind zou kunnen worden, naast het laag intensieve duurwerk. Wel is bekend (uit humaan onderzoek) dat het belangrijk is dat de pezen regelmatig belast worden. Pezen worden minder sterk tijdens een periode van rust. Pezen houden ook niet van verandering, maar ze zullen toch moeten wennen aan variabele ondergrond en mogelijk ook aan een variabel gewicht (bijvoorbeeld wanneer verschillende ruiters het paard trainen). Het is helaas nog niet duidelijk in hoeverre het voordeel oplevert om, bijvoorbeeld, op verschillende ondergronden te trainen. Of om ruiters van verschillend gewicht af te wisselen of niet.

 

De rek is er uit…

Een ‘droog’ voorbeen waarbij de individuele pezen over het onderbeen, de kogel, en langs de koot heel mooi zichtbaar zijn.

Pezen vormen een heel belangrijk onderdeel van de bewegingsmachine van het paard. De pezen in de onderbenen krijgen het daarbij zwaar te verduren, met name bij hoge snelheid en bij de afzet en landing bij het springen. Ze kunnen daarbij vrij makkelijk beschadigd raken. Situaties waarbij pezen het zwaar hebben, hebben vooral te maken met de conditie van de bodem en met de bouw en conditie van het paard. Er zijn nog geen bewezen relaties tussen de bouw van het paard en het risico op een blessure aan het SDTF (oppervlakkige buiger), de pees waar de meeste blessures aan voorkomen. Maar er zijn aanwijzingen dat een steile koot een groter risico geeft. Het is ook nog niet duidelijk wat de meest optimale bodemgesteldheid is, maar het is wel duidelijk dat een diepe bodem (bv mul zand), een gladde bodem, of een ongelijke bodem, zowel qua oppervlak als qua stevigheid, een groter risico op blessures geeft. Maar wanneer paarden de gelegenheid hebben gekregen om daar aan te wennen, dan is de kans op blessures duidelijk kleiner is dan wanneer paarden normaal alleen op een egale en goed onderhouden manegebodem lopen.

De spanning op verschillende pezen (en banden) in de onderbenen lopen op naarmate het paard langere tenen heeft en daarmee meer achterover komt te staan. Op tijd naar de hoefsmid draagt daarom bij aan het risico beperken. Goed naar je paard luisteren en stoppen wanneer, of liever nog voordat, hij moe wordt is ook een duidelijke factor in het beperken van risico op een peesblessure. Pezen kunnen beschadigd raken wanneer de beweging minder gecoördineerd wordt door vermoeide spieren, waardoor die minder goed reageren op neurologische signalen. Het risico op een peesblessure wordt daarmee groter richting het einde van een training of wedstrijd.

Pezen zijn slecht doorbloed en kunnen daarom hun warmte moeilijk afvoeren. Die warmte ontstaat wanneer ze veel worden uitgerekt. Ze kunnen 7% van hun energie niet weer terug geven aan de spieren en moeten die dus zelf verwerken. Bij hogere snelheden wordt met name de SDFT veel uitgerekt en krijgt daardoor te maken met oververhitting, wat nog wordt versterkt wanneer de benen zijn ingepakt. Zware belasting en oververhitting veroorzaakt microschade aan de pezen. Die schade herstelt weer wanneer de pezen daar de gelegenheid voor krijgen. Hoewel het nog niet in detail is uitgezocht, lijkt het aannemelijk dat het opnieuw zwaar belasten van de pezen, voordat ze de kans hebben gehad om weer te herstellen van de vorige zware belasting, opnieuw voor microschade zorgt. Die microschades stapelen op, wat op een gegeven moment tot een grote(re) blessure zal leiden. Een pees met microschade is minder sterk dan een pees zonder schade, waardoor grotere blessures eerder optreden.

Een peesblessure valt helaas meestal pas op wanneer hij al substantieel is en er lokale zwelling te voelen is aan het been en/of het paard kreupel loopt. In een eerder stadium is er in bijna alle gevallen al sprake van microschade. Maar die is aan de buitenkant en met het blote oog niet te zien. Als eigenaar kun je zelf niet veel meer doen dan je trainingsschema met beleid invullen, op tijd de hoefsmid laten komen, dagelijks heel goed de benen af te voelen, de zuiverheid van de beweging in de gaten te houden, en alert te zijn op elke verandering, hoe klein dan ook.

Pezen genezen niet in de zin dat ze weer worden zoals voor de blessure. De beschadigde plek wordt opgevuld met littekenweefsel. Dat littekenweefsel is minder flexibel dan peesweefsel en de pees wordt niet meer zo soepel als voor de blessure. Hij wordt daardoor vatbaarder voor nieuwe blessures. Maar na een kleinere blessure kan de pees kan nog weer goed functioneren. Hoe groter de schade,

Het elke dag af voelen van de benen helpt bij het op tijd opmerken van, en dus kunnen reageren op, kleine veranderingen.

hoe meer littekenweefsel er voor in de plaats komt en hoe minder belastbaar de pees na ‘herstel’ zal zijn. Dus hoe eerder de blessure wordt opgemerkt, hoe beter de schade kan worden beperkt en hoe groter daarmee de kans op een herstel dat volledige belasting weer mogelijk maakt. Let op: een paard met een peesblessure loopt niet altijd kreupel. Maar dat wil niet zeggen dat de blessure niet ernstig is! Bij zwelling en/of lokale warmte is het daarom aan te raden om altijd contact op te nemen met een dierenarts.

 

Veel voorkomende ellende

De meest voorkomende blessures zijn die aan de SDFT (oppervlakkige buiger), het suspensory ligament (SL), het inferior check ligament, en de DDFT (diepe buiger) en dan met name in de voorbenen, aangezien die het zwaarst worden belast. De meest voorkomende blessure is die aan de SDFT (30% van alle renpaarden en 75 – 93% van de renpaarden met een peesblessure), met het SL op een ‘goede’ tweede plaats. De SDFT is, vanwege de springveer-functie, heel belangrijk bij het behalen van hoge snelheden, maar heeft weinig marge tussen belasten en overbelasten.

Er is veel minder onderzoek gedaan naar het voorkomen van peesblessures in andere paardensportdisciplines, maar een studie heeft uitgewezen dat bij eventers 43% van de ‘peesblessures’ aan de SDFT voorkwamen, 31% aan het SL en 17% aan de DDFT. Springpaarden lopen het meeste risico op het ontwikkelen van blessures aan de SDFT en DDFT, en dressuurpaarden meer aan het SL. Een blessure aan het inferior check ligament is meestal de minst serieuze blessure. De SDFT zorgt voor stabiliteit en de buiging van het onder

Een blessure aan de SDFT, te zien aan de duidelijke boogvormige verdikking.

been. Een blessure aan de SDFT betekent meestal geen einde van de carrière als rijpaard. Een blessure aan de DDFT is vaak serieuzer van aard. De DDFT heeft veel functies. Hij stabiliseert het been tijdens volledige belasting en buigt alle gewrichten in het onderbeen tijdens de zweeffase. Een blessure is meestal pijnlijk en kan het einde van de carrière betekenen. Het meest serieus zijn de blessures aan het SL, onder andere omdat die het lastigst weer genezen. Dit ligament ondersteund de kogel tijdens maximale belasting en voorkomt dat hij de grond raakt. Ik ga hier verder niet in op de behandeling van peesblessures omdat die heel erg afhankelijk zijn van de specifieke omstandigheden. Maar je kunt er eigenlijk in alle gevallen van uitgaan dat het een langdurig (maanden) proces is.

 

Pezen, met hun energiebesparende elastische en soms zelfs katapult
werking, zijn een heel bijzonder onderdeel van het paardenlichaam. Maar omdat ze niet veel ‘speelruimte’ hebben, zijn ze ook kwetsbaar en kunnen makkelijk beschadigd raken door overbelasting. Als ruiter (of menner) heb je een verantwoordelijkheid ten aanzien van je paard om de maximale belasting van de pezen tijdens de training onder controle te houden. Een ongeluk zit in een klein hoekje, maar wanneer je de risicofactoren in acht neemt, dan kun je dat hoekje nog een beetje kleiner maken.

Referenties

Bij het schrijven van deze tekst is gebruik gemaakt van de volgende referenties:

  1. R. van den Hoven, T. Wensing, H.J. Breukink, A.E. Meijer, and T.A. Kruip. 1985. Variation of fiber types in the triceps brachii, longissimus dorsi, gluteus medius, and biceps femoris of horses. Am. J. of Vet. Res. 46: 939-941
  2. R. McNeill Alexander. 2002. Tendon elasticity and muscle function. Comparative biochemistry and physiology Part A 133: 1001-1011.
  3. T. Rich and J.C. Patterson-Kane. 2014. Science-in-brief: what is needed to prevent tendon injury in equine athletes? A conversation between researchers and industry stakeholders. Eq. Vet. J. 46:393-398.
  4. T.J. Thomas and E. Azizi. 2011. Flexible mechanisms: the diverse roles of biological springs in vertebrate movement. The Journal of Experimental Biology 214: 353-361.
  5. C.T. Thorpe, P.D. Clegg, and H.L. Birch. 2010. A review of tendon injury: why is the equine superficial digital flexor tendon most at risk? eq. vet. j. 42:174-180.
  6. J.M. Wakeling, P. Ritruechai, S. Dalton, and K. Nankervis. 2007. Segmental variation in the activity and function of the equine longissimus dorsi muscle during walk and trot. Equine and Comparative Exercise Physiology 4:95-103. DOI: https://doi.org/10.1017/ S1478061507812126
  7. A.M. Wilson, J.C. Watson, andG.A. Lichtwark. 2003. A catapult action for rapid limb protraction. Nature 421: 35-36.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *