Hoge hakken en de lumbale lordose

Chris Riezebos

Samenvatting
De mogelijkheid zonder compensaties te kunnen gaan en staan op hoge hakken blijkt af te hangen van de aangeboren lenigheid naar plantairflexie van de enkel. De grootte van de benodigde plantairflexie hangt samen met de schoenmaat. Hoe kleiner de voet, des te meer plantairflexie in de enkel moet worden uitgevoerd bij een bepaalde hakhoogte en vice versa.
Indien de hakhoogte groter is dan de lenigheid van de enkel toestaat, moet gecompenseerd worden. In tegenstelling tot wat meestal gedacht wordt, gebeurt dit niet door verdieping van de lendenlordose, doch door flexie in de knieën en heupen.
Bij het adviseren over de maximale hakhoogte die een cliënt kan dragen, is het nodig zowel de maximaal mogelijke lenigheid van de plantairflexie van de enkel als de schoenmaat te bepalen. In een grafiek kan dan de maximale hakhoogte worden afgelezen.

Geschiedenis van de hoge hak
Hoge hakken zijn ontstaan in het oude Egypte (ca. 1500 v.Chr.) ^{(3, 5, 6, 7, 9 ,13)}. Over de reden van de “uitvinding” van de hoge hak bestaan verschillende theorieën. Hoge hakken zouden een status symbool zijn. Ook zouden ze wellicht gedragen zijn tijdens (godsdienstige) rituelen. Slagers zouden hoge hakken dragen om niet met hun voeten in het bloed van de geslachte dieren te hoeven staan. Onder sandalen geplaatste hoge hakken zouden voorkomen dat men de blote voeten zou branden aan het gloeiend hete woestijnzand (zandalen).
De oude Grieken en Romeinen (ca. 3000 v. Chr tot 500 n. Chr) droegen eveneens hoge hakken als statussymbool. Overigens was in die tijd prostitutie geheel legaal en droegen de prostituees hoge hakken als teken van hun beroep ^{(3, 5 ,9, 11)}.
Om geheel andere redenen ontstonden hoge hakken bij  Perzische cavaleristen in de 10^e eeuw. Deze soldaten droegen hoge hakken waardoor ze stabieler in de stijgbeugels konden gaan staan terwijl ze pijlen afvuurden ^{(1, 3, 4, 5, 6, 9)} (figuur 1).

Figuur 1:
Schoenen met hakken zoals gedragen door Perzische soldaten in de 10^e eeuw.Overgenomen uit: https://i.kdcdn.com/9/5/h3STlzr.jpg

Een soortgelijke toepassing vinden we nog terug in de cowboylaars ^{(3, 9)} (figuur 2).

Figuur 2.
Door de hak van de cowboylaars kan de berijder zich opdrukken in de stijgbeugels zonder te ver naar voren in de stijgbeugels te glijden. (Vervaardigd met AI: ChatGPT-DALL∙E).

In Europa werd de hoge hak populair in de 17^e eeuw, met name door de relatief kleine (1.62 m) “zonne”koning Lodewijk XIV ^{(1, 2, 3, 5)}. Deze vorst droeg (rode) hoge hakken van wel 10 cm hoog ⁽³⁾. Figuur 3 geeft een impressie van deze schoenen.

Figuur 3.
Impressie van hoge hakken aan het Franse hof in de 17^e eeuw. (Vervaardigd met AI: ChatGPT-DALL∙E).

In de volgende eeuwen neemt de hoge hak steeds meer in populariteit toe, vooral onder vrouwen. Dit culmineert omstreeks 1950 in de eerste ontwerpen van “stiletto’s” door Christian Dior & Roger Vivier. Deze schoenen hebben hakken tot 15 cm hoog en zijn populair tot op de dag van vandaag ^{(3, 6, 8, 9)}.

Hakhoogte, voetlengte en plantairflexie van de enkel
Om op schoenen met hoge hakken te kunnen staan (en lopen) is, vergeleken met gaan en staan op platte schoenen, een plantairflexie in het enkelgewricht benodigd (figuur 4).

Figuur 4.
a. Voetstand op blote voeten ter vergelijk. Plantairflexie wordt gemeten t.o.v. de horizontaal en bedraagt hier dus 0⁰. b. Voetstand bij dragen van stiletto’s. Rv = rotatiecentrum van de voet ten opzichte van de tenen. c. H = hakhoogte. L = hiel-bal-lengte. a = hoek van de schoen- c.q voetzool met de horizontaal = plantairflexie-hoek in de enkel (a1 = a2 = arcsin H / B)

Het deel van de voet dat bij plantairflexie roteert ten opzichte van de tenen is de hiel-bal-lengte. Deze bedraagt ca. 73 % van de totale voetlengte (dus inclusief de tenen). De hiel-bal-lengte kan ook gevonden worden met de regressievergelijking:   HielBalLengte = 1.0 + ( 0.7 × VoetLengte ). Dit geeft ongeveer gelijke waarden ⁽¹²⁾. Tabel 1 geeft de schoenmaat, de totale voetlengte en de op beide manieren berekende hiel-bal-lengten. De tabel is vervaardigd met ChatGPT.

Tabel 1.

In figuur 4 zagen we dat de plantairflexiestand (a1 = a2) wordt gegeven door arcsin H / B. Hieruit blijkt dat als de hakhoogte H groter wordt, de benodigde plantairflexiestand (a1 = a2) eveneens groter wordt. Echter, dit betekent tevens dat de benodigde plantairflexiestand  groter wordt als de hiel-bal-lengte (B) kleiner wordt. Dit betekent dat, bij eenzelfde hakhoogte, vrouwen met relatief kleine schoenmaten meer plantairflexie in de enkel moeten maken dan vrouwen met relatief grote schoenmaten.
In figuur 5 illustreren we dit met een eenvoudig model.

Figuur 5.
B1 en B2 zijn de hielballengten, Pf1 en Pf2 zijn de benodigde plantairflexiestanden en H is de hakhoogte. B1 is groter dan B2. De benodigde plantairflexie (Pf1 en Pf2) is groter naarmate de hielballengte (c.q. de schoenmaat) kleiner is, bij eenzelfde hakhoogte H. Pf2 is groter dan Pf1.

Ter verduidelijking geven we het volgende voorbeeld. Twee vrouwen met resp. schoenmaat 44 en 36 dragen beide schoenen met een hakhoogte van 12 cm. Bij maat 44 is de benodigde plantairflexie: α= arcsin 12/20.7 = 35⁰. Voor maat 36 is dit: α= arcsin 12/16.8 = 46⁰. Dat betekent een verschil van 11⁰ (ca. 30%). Bij onderzoek naar de invloed van hoge hakken op houding en beweging zou met deze relatie rekening moeten worden gehouden.

De lenigheid naar plantairflexie
De van nature bestaande lenigheid naar plantairflexie in de enkel blijkt, net als de lenigheid in alle andere gewrichten, een grote variatie te vertonen. Gemiddeld bedraagt de maximale plantairflexie ca. 43⁰ met een spreiding van 10⁰ naar boven en 10⁰ naar beneden ^{(14 t/m 20}). De range loopt dus van 33⁰ tot 53⁰. Let wel, dit geldt voor mensen zonder traumata of aandoeningen, “normale” mensen dus. De vraag is nu: welke vrouw kan welke hakhoogte dragen, passend bij haar (aangeboren) maximale plantairflexie in de enkel en bij haar schoenmaat? We bezien hiertoe figuur 6.

Figuur 6.
Verband tussen schoenmaat en plantairflexie bij verschillende hakhoogten. Verklaring in de tekst.

Hierin wordt voor hakhoogten van 10 t/m 15 cm de benodigde plantairflexie weergegeven bij de schoenmaten 36 t/m 44.
De zwarte horizontale stippellijnen geven de gemiddelde plantairflexie (43⁰), de ondergrens (33⁰) en de bovengrens (53⁰) van de totale range van de “normale” plantairflexie weer.
U wilt bijvoorbeeld weten welke plantairflexie nodig is voor een hakhoogte van 12 cm bij een schoenmaat van 39.
Zoek op de horizontale as de schoenmaat 39. Trek een lijn verticaal omhoog tot u de 12 cm lijn (paars) snijdt. Lees dan op de verticale as de benodigde plantairflexie af (in dit voorbeeld 41⁰).

Gaan op hoge hakken
Het verband tussen hakhoogte, voetlengte en plantairflexie van de enkel heeft consequenties voor het gaan. Uit onderzoek naar het gaan op hoge hakken blijken de volgende veranderingen, ten opzichte van het gaan op blote voeten, c.q. op schoenen met hakken van (minder dan) 1 cm, op te treden ^{(21 t/m 27).}

• de knie en heup van het standbeen staan in het begin van de standfase meer in flexie naarmate de hakhoogte groter is;
• deze grotere flexie gaat gepaard met een hogere activiteit van de spieren (met name de m. quadriceps
  femoris);
• de staplengte is kleiner.

Opvallend is dat geen onderzoek kan worden gevonden waarin de (individuele) maximale lenigheid naar plantairflexie van de proefpersonen mede in ogenschouw wordt genomen. Met behulp van figuur 7 zal geprobeerd worden de gevonden veranderingen in het gangpatroon te verklaren. Hierbij zal blijken dat de maximale lenigheid naar plantairflexie (en dus de hakhoogte) een beslissende rol speelt.

Figuur 7.
Compensaties bij het gaan op hoge hakken. Verklaring in de tekst.

In figuur 7a staat iemand rechtop. De hakhoogte is 12 cm, de schoenmaat is 36 en dus is de benodigde plantairflexie in de enkel (vrijwel) 46⁰ (zie figuur 6). We gaan er van uit dat de vrouw deze lenigheid daadwerkelijk bezit. Als tijdens hielcontact de voet in dezelfde dorsaalflexiestand zou worden gehouden als tijdens het gaan op schoenen met hakken van (minder dan) 1 cm (zoals in figuur 7g) ontstaat de denkbeeldige, zeer instabiele situatie als in figuur 7b. In figuur 7c staat de enkel in dezelfde stand als in figuur 7a. Dit is nog steeds een instabiele situatie door het geringe steunvlak (alleen het oppervlak van de naaldhak). Om het steunvlak te vergroten, door ook de zool op de grond te plaatsen, zou een veel grotere plantairflexie in de enkel nodig zijn (figuur 7d). Ook dit is een geheel denkbeeldige situatie om de eenvoudige reden dat de maximale plantairflexie van deze persoon 46⁰ bedraagt en dus niet verder mogelijk is. Het enige dat de vrouw kan doen om een redelijk steunvlak te creëren, is het flecteren in de knie (figuur 7e) waardoor, bij een gelijke enkelhoek als in figuur 7c, de voet toch plat op de grond kan worden gezet. Door de grotere knieflexie moet de m. quadriceps femoris harder werken. Het voorgaande leidt tot het bekende beeld van het “trippelen op hoge hakken” (figuur 7f). Dit gangpatroon bestaat uit het gaan met gebogen kniën en heupen en een kortere staplengte. De kortere staplengte zorgt er voor dat de benodigde knie en heupflexie weer wat minder wordt. Ter vergelijk wordt in figuur 7g het gaan op schoenen met hakken van (minder dan) 1 cm getoond.
Als de hakhoogte groter is dan de maximale plantairflexie in de enkel toelaat, leidt dit tot een navenant nog grotere knie- en heupflexie, een hogere activiteit van de m. quadriceps femoris en een nog kleinere staplengte.

Staan op hoge hakken
Bij het staan op te hoge hakken moet iemand, evenals bij het gaan, compensaties uitvoeren. Vaak wordt gedacht dat dit wordt gedaan door het verdiepen van de lumbale lordose, dus staan met een holle rug. Echter in tegenstelling tot wat op het Internet veelal wordt beweerd, toont wetenschappelijk onderzoek aan dat er geen sprake is van een hollere rug bij het staan op hoge hakken ⁽²⁸⁾. In plaats daarvan wordt gevonden dat er geen verschil bestaat in de diepte van de lordose tussen staan op blote voeten of op hoge hakken ^{(23, 29 t/m 30)}. Er zijn zelfs onderzoekers die een (geringe) vermindering van de lordose meten ^(32.33). Deze mensen staan dus juist met een wat vlakkere rug.
Dit wordt toegelicht met behulp van figuur 8. De schoenen zijn hier ter wille van de duidelijkheid zeer schematisch weergegeven: als een helling. (Voor het staan op blote voeten op een schuine helling gelden vrijwel dezelfde regels als voor het staan op hoge hakken).

Figuur 8.
Compensaties bij het staan op hoge hakken. Verklaring in de tekst.

In figuur 8a wordt ter vergelijk iemand getoond op “platte” voeten waarbij het lichaamszwaartepunt (Z) in het steunvlak projecteert. In figuur 8b staat iemand op een hakhoogte overeenkomstig met diens maximaal beschikbare plantairflexie in de enkel. In dit geval is er geen enkele compensatie nodig. De enkels kunnen deze positie aan en het zwaartepunt projecteert in het steunvlak. Wanneer deze persoon op een hogere hak (c.q. steilere helling) zou gaan staan (figuur 8c) ontstaat, zonder compensatie, een onmogelijke situatie: de (voor)voet zou geen contact meer kunnen maken met de onderlaag. Het zwaartepunt valt voor het steunvlak (de hiel) en de persoon zou naar voren vallen. In figuur 8d is – opnieuw denkbeeldig – het lichaam ‘en bloc’ zover voorover gekanteld dat de voeten weer contact maken met de onderlaag. In werkelijkheid kan dit natuurlijk niet omdat het zwaartepunt nu ver voor het steunvlak projecteert en deze persoon dus voorover zou vallen. Om het zwaartepunt in het steunvlak te laten projecteren zou de vrouw kunnen kiezen voor het strekken in de heupen (= achteroverkanteling van het bekken) met gelijktijdige lordosering in de lumbale wervelkolom (figuur 8e). Ook dit lijkt niet een erg realistische oplossing door de hiervoor vereiste extreme bewegingsuitslagen in heup en lage rug. Veel eenvoudiger is het een relatief kleine flexie stand in knie en heup in te nemen (figuur 8f). Let wel: de enkelhoeken in figuur 8b t/m 8g zijn steeds gelijk.
Natuurlijk kan iemand naar wens ook nog het bekken voorover kantelen en de rug hol trekken (figuur 8g), maar een mechanische noodzaak hiervoor is er niet.

Literatuur

1. https://artsandculture.google.com/story/the-high-life-a-history-of-men-in-heels/iQJCgMgwSKV5Kw
2. https://blauwbloed.eo.nl/royaltynieuws/lodewijk-xiv
3. https://ChatGPT.com
4. https://en.wikipedia.org/wiki/High-heeled_shoe
5. https://londonrunway.co.uk/the-history-of-high-heels/
6. https://shoefairyofficial.com/blogs/news/the-history-of-high-heels-10-facts-that-surprise-
   you?srsltid=AfmBOoq9nTMCqSb2Ei6_eiw7id2FbcPxcB–jsvURdB9LHtlglIN6zTz
7. https://shoegummi.com/blogs/13-dec-2019/the-history-of-high-heels
8. https://steemit.com/fashion/@lndesta120282/roger-vivier-stiletto-heels
9. https://themoderndirectory.com/education/the-history-of-high-heels/
10. https://www.heels-high.nl/hoge-hakken-none-plateau
11. https://www.metmuseum.org/art/collection/search/82448
12. https://www.slideshare.net/jubjubka7/hopewear
13. https://www.thevintagenews.com/2016/10/02/high-heels-ancient-history-egyptian-butchers-wore-walk-blood-death-animals/
14. Gerritsen B, Heerkens Y. Anatomie in Vivo van het bewegingsapparaat. Elsevier Gezondheidszorg, Maarsssen 4^e druk 2008, p.327
15. https://www.fgc.edu/wp-content/uploads/2011/12/averages-of-rom.pdf
16. http://www.orthopaedicsone.com/display/Main/Ankle+plantar++flexion+Passive
17. Hallaçeli H, Uruç V, Uysal H, Özden R, Hallaçeli Ç, Soyuer F, Parpucu T, Yengil E, Cavlak U. Normal hip, knee and ankle range of motion in the Turkish population. Acta Orthop Traumatol Turc. 2014;48(1):37-42.
18. Kumar S, Sharma R, Gulati D, Dhammi I, Aggarwal A. Normal range of motion of hip and ankle in Indian population. Acta Orthop Traumatol Turc. 2011;45(6):421-24.
19. Powell J, Strauch A, Kim J, Coca A. Effects Of Different Footwear On Ankle Range Of Motion And Postural Stability. Medicine & Science in Sports & Exercise 2016;48:6.
20. Roaas A, Andersson G. Normal range of motion of the hip, knee and ankle joints in male subjects, 30–40 years of age. Acta Orthopaedica Scandinavica 1982; 53(2):205-08.
21. Linder M, Saltzman C. A history of medical scientists on high heels. International journal of health services health and social policy, political economy and sociology, history and philosophy ethics and law. 1998; 28(2):201-25.
22. Annoni I, Mapelli A, Sidequersky F, Zago M, Sforza C. The effect of high-heeled shoes on overground gait kinematics in young healthy women. Sport Sci Health. 2014;10:149–57.
23. Cronin N. The effects of high heeled shoes on female gait: A review. Journal of Electromyography and Kinesiology 2014;24:258–63.
24. Ho K, Blanchette M, Powers C. The influence of heel height on patellofemoral joint kinetics during walking. Gait & Posture 2012;36:271–75.
25. Mika A, Oleksy L, Mika P, Marchewka A, Clark B. The influence of heel height on lowerextremity kinematics and leg muscle activity during gait in young and middle-aged women. Gait & Posture 2012;35:677–80.
26. Simonsen E, Svendsen M, Nørreslet A, Baldvinsson H, Heilskov-Hansen T, Larsen P, Alkjær T, Henriksen M. Walking on high heels changes muscle activity and the dynamics of human walking significantly. Journal of Applied Biomechanics 2012;28:20-28
27. Titchenal M, Asay J, Favre J, Andriacchi T, R. Chu. Effects of high heel wear and increased weight on the knee during walking. J Orthop Res. 2015;33:405–11.
28. Russell B. The effect of high-heeled shoes on lumbar lordosis: a narrative review anddiscussion of the disconnect between Internet content and peer-reviewed literature. Journal of Chiropractic Medicine 2010;9:166–73.
29. Drzał-Grabiec J, Snela S. Effect of high-heeled shoes on the parameters of body posture. SPINE 2013;38(20):1785 – 89.
30. Russell B, Muhlenkamp K, Hoiriis K, DeSimone C. Measurement of lumbar lordosis in static standing posture with and without high-heeled shoes. Journal of Chiropractic Medicine 2012;11:145–53.
31. Weitkunat T, Buck F, Jentzsch T, Simmen H, Werner C, Osterhof G. Influence of high-heeled shoes on the sagittal balance of the spine and the whole body. Eur Spine J. 2016;25:3658–65.
32. Baaklinia E, Angsta M, Schellenberga F, Hitza M, Schmid S, Talb A, Taylora W, Lorenzettia S. High-heeled walking decreases lumbar lordosis. Gait & Posture 2017;55:12–14.
33. Franklin M, Chenier T, Brauninger L, Cook H, Harris S. Effect of Positive Heel Inclination on Posture. JOSPT 1995;21(2):94-9.

Delen van dit artikel zijn eerder gepubliceerd in Podosophia (2017) 25:139–143: Gaan en staan op (te) hoge hakken. Chris Riezebos. The final publication is available at link.springer.com.