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Objective: The influence of the jaw position on postural control, body posture, walking and running pattern has been reported in the literature. All these movements have in common that a relatively small, but well controlled muscle activation is required. The induced effects on motor output through changed jaw positions have been small. Therefore, it has been questioned if it could still be observed in maximal muscle activation.
Method: Twenty-three healthy, mid age recreational runners (mean age = 34.0 ± 10.3 years) participated in this study. Three different jump tests (squat jump, counter movement jump, and drop jumps from four different heights) and three maximal strength tests (trunk flexion and extension, leg press of the right and left leg) were conducted. Four different dental occlusion conditions and an additional familiarization condition were tested. Subjects performed the tests on different days for which the four occlusion conditions were randomly changed.
Results: No familiarization effect was found. Occlusion conditions with a relaxation position and with a myocentric condylar position showed significantly higher values for several tests compared to the neutral condition and the maximal occlusion position. Significance was found in the squat jump, countermovement jump, the drop jump from 32cm and 40cm, trunk extension, leg press force and rate of force development. The effect due to the splint conditions is an improvement between 3% and 12% (min and max). No influence of the jaw position on symmetry or balance between extension and flexion muscle was found.
Conclusion: An influence of occlusion splints on rate of force development (RFD) and maximal strength tests could be confirmed. A small, but consistent increase in the performance parameters could be measured. The influence of the occlusion condition is most likely small compared to other influences as for example training status, age, gender and circadian rhythm.
The contribution of upper body movements to dynamic balance regulation during challenged locomotion
(2018)
Recent studies suggest that in addition to movements between ankle and hip joints, movements of the upper body, in particular of the arms, also significantly contribute to postural control. In line with these suggestions, we analyzed regulatory movements of upper and lower body joints supporting dynamic balance regulation during challenged locomotion. The participants walked over three beams of varying width and under three different verbally conveyed restrictions of arm posture, to control the potential influence of arm movements on the performance: The participants walked with their arms stretched out perpendicularly in the frontal plane, spontaneously, i.e., without restrictions to the arm movements, and with their hands on their thighs. After applying an inverse-dynamics analysis to the measured joint kinematics, we investigated the contribution of upper and lower body joints to balance regulation in terms of torque amplitude and variation. On the condition with the hands on the thighs, the contribution of the upper body remains significantly lower than the contribution of the lower body irrespective of beam widths. For spontaneous arm movements and for outstretched arms we find that the upper body (including the arms) contributes to the balancing to a similar extent as the lower body. Moreover, when the task becomes more difficult, i.e., for narrower beam widths, the contribution of the upper body increases, while the contribution of the lower body remains nearly constant. These findings lend further support to the hypothetical existence of an "upper body strategy" complementing the ankle and hip strategies especially during challenging dynamic balance tasks.
Background: Despite the numerous associations of vitamin D with health and disease, vitamin D deficiency is still common from a global perspective. While basic research, clinical and preventive activities grow constantly in vitamin D research, there is no in-depth analysis of the related global scientific productivity available so far.
Methods: Density equalizing mapping procedures (DEMP) were combined with socioeconomic benchmarks using the NewQIS platform.
Results: A total of 25,992 vitamin D-related research articles were identified between 1900 to 2014 with a significant increase (r2 = .6541) from 1900 to 2014. Authors located in Northern America – especially in the USA – distributed the majority of global vitamin D research, followed by their Western European counterparts. DEMP-analysis illustrates that Africa and South America exhibit only minor scientific productivity. Among high-income group countries, Scandinavian nations such as Denmark or Finland (2147.9 and 1607.7 vitamin D articles per GDP in 1000 billion USD) were highly active with regard to socioeconomic figures.
Conclusion: Networks dedicated to vitamin D research are present around the world. Overall, the Northern American and Western European nations occupy prominent positions. However, South American, African and Asian countries apart from Japan only play a minor role in the global research production related to vitamin D. Since vitamin D deficiency is currently increasing in the Americas, Europe and parts of the Middle East, research in these regions may need to be encouraged.
Motion analysis in the field of dentistry : a kinematic comparison of dentists and orthodontists
(2016)
Objectives: To conduct a kinematic comparison of occupational posture in orthodontists and dentists in their workplace.
Design: Observational study.
Setting: Dentist surgeries and departments of orthodontics at university medical centres in Germany.
Participants: A representative sample of 21 (10 female, 11 male) dentists (group G1) and 21 (13 female, 8 male) orthodontists (G2) with one male dropout in G2.
Outcome measures: The CUELA (computer-assisted acquisition and long-term analysis of musculoskeletal loads) system was used to analyse occupational posture. Parallel to the recording through the CUELA system, a software-supported analysis of the activities performed (I: treatment; II: office; III: other activities) was carried out. In line with ergonomic standards the measured body angles are categorised into neutral, moderate and awkward postures. Activities between the aforementioned groups are compared using the stratified van Elteren U test and the Wilcoxon–Mann–Whitney U test. All p values are subject to the Bonferroni–Holm correction. The level of significance is set at 5%.
Results: The percentage of time spent on activities in categories I–II–III was as follows: dentists 41%–23%–36% and orthodontists 28%–37%–35%. The posture analysis of both groups showed, for all percentiles (P5–95), angle values primarily in the neutral or moderate range. However, depending on the activity performed, between 5% and 25% of working hours were spent in unfavourable postures, especially in the head-and-neck area. Orthodontists have a greater tendency than dentists to perform treatment activities with the head and torso in unfavourable positions. The statistically significant differences between the two groups with regard to the duration and the relevance of the activities performed confirm this assumption for all three categories (p<0.01, p<0.05).
Conclusions: Generally, both groups perform treatment activities in postures that are in the neutral or medium range; however, dentists had slightly more unfavourable postures during treatment for a greater share of their work day.
This article describes the motion database for a large sample (n = 2400) of 7-m penalty throws in team handball that includes 1600 disguised throws. Throws were performed by both novice (n = 5) and expert (n = 5) penalty takers. The article reports the methods and materials used to capture the motion data. The database itself is accessible for download via JLU Web Server and provides all raw files in a three-dimensional motion data format (.c3d). Additional information is given on the marker placement of the penalty taker, goalkeeper, and ball together with details on the skill level and/or playing history of the expert group. The database was first used by Helm et al. (2017) to investigate the kinematic patterns of disguised movements. Results of this analysis are reported and discussed in their article "Kinematic patterns underlying disguised movements: Spatial and temporal dissimilarity compared to genuine movement patterns" (doi:10.1016/j.humov.2017.05.010).
Wassergefiltertes Infrarot A (wIRA) ist eine spezielle Form der Wärmestrahlung mit hohem Eindringvermögen in das Gewebe und geringer thermischer Belastung der Hautoberfläche.
wIRA steigert deutlich Temperatur, Sauerstoffpartialdruck und Durchblutung im Gewebe und wirkt auch über nicht-thermische zelluläre Effekte.
wIRA mindert indikationsübergreifend Schmerzen (mit relevant weniger Analgetikabedarf), Entzündung und vermehrte Sekretion und fördert Infektionsabwehr und Regeneration.
Entsprechend breit sind die klinischen Anwendungsmöglichkeiten von wIRA.
wIRA ist ein kontaktfreies, verbrauchsmaterialfreies, leicht anzuwendendes, (selbst bei Wunden) als angenehm empfundenes Verfahren mit guter Tiefenwirkung und anhaltendem Wärmedepot.
wIRA ist u.a. einsetzbar zur Verbesserung der Heilung akuter und chronischer Wunden (wobei selbst eine ungestört "normal" ablaufende Wundheilung noch verbessert werden kann: schneller, schmerzärmer), bei Hauterkrankungen (wie vulgären Warzen, Herpes labialis, Herpes Zoster, Sklerodermie, Akne papulopustulosa; aktinischen Keratosen im Rahmen einer Photodynamischen Therapie), zur Resorptionsverbesserung topisch applizierter Substanzen, bei muskuloskeletalen Erkrankungen (wie Arthrosen, Arthritiden, Lumbago, ankylosierender Spondyloarthritis), zur Regeneration nach Sport, beim komplexen regionalen Schmerzsyndrom (CRPS), bei Polyneuropathien und in Kombination mit Strahlentherapie oder Chemotherapie in der Onkologie.
Case description: A patient with a Barrett oesophageal carcinoma and a resection of the oesophagus with gastric pull-up developed swallowing disorders 6 years and 2 months after the operation. Within 1 year and 7 months two recurrences of the tumor at the anastomosis were found and treated with combined chemoradiotherapy or chemotherapy respectively. 7 years and 9 months after the operation local tumor masses and destruction were present with no ability to orally drink or eat (full feeding by jejunal PEG tube): quality of life was poor, as saliva and mucus were very viscous (pulling filaments) and could not be swallowed and had to be spat out throughout the day and night resulting in short periods of sleep (awaking from the necessity to spit out). In total the situation was interpreted more as a problem related to a feeling of choking (with food or fluid) in the sense of a functional dysphagia rather than as a swallowing disorder from a structural stenosis.
At that time acetylcysteine (2 times 200 mg per day, given via the PEG tube) and irradiation with water-filtered infrared-A (wIRA), a special form of heat radiation, of the ventral part of the neck and the thorax were added to the therapy. Within 1 day with acetylcysteine saliva and mucus became less viscous. Within 2 days with wIRA (one day with 4 to 5 hours with irradiation with wIRA at home) salivation decreased markedly and quality of life clearly improved: For the first time the patient slept without interruption and without the need for sleep-inducing medication. After 5 days with wIRA the patient could eat his first soft dumpling although drinking of fluids was still not possible. After 2½ weeks with wIRA the patient could eat his first minced schnitzel (escalope).
Following the commencement of wIRA (with typically approximately 90–150 minutes irradiation with wIRA per day) the patient had 8 months with good quality of life with only small amounts of liquid saliva and mucus and without the necessity to spit out. During this period the patient was able to sleep during the night.
Discussion: The main physiological effects of water-filtered infrared-A (wIRA) are: wIRA increases tissue temperature, tissue oxygen partial pressure and tissue perfusion markedly.
The five main clinical effects of wIRA are: wIRA decreases pain, inflammation and exudation/hypersecretion, and promotes infection defense and regeneration, all in a cross-indication manner. Therefore there is a wide range of indications for wIRA.
The effects of wIRA are based on both its thermal effects (relying on transfer of heat energy) and thermic effects (temperature-dependent effects, occurring together with temperature changes) as well as on non-thermal and temperature-independent effects like direct effects on cells, cell structures or cell substances.
Conclusion: Besides in a variety of other indications for wIRA, in cases of swallowing disorders (functional dysphagia) and hypersalivation or hypersecretion of mucus the use of wIRA should be considered as part of the treatment regime for improving a patient’s quality of life.
Background: Arising from the relevance of sensorimotor training in the therapy of nonspecific low back pain patients and from the value of individualized therapy, the present trial aims to test the feasibility and efficacy of individualized sensorimotor training interventions in patients suffering from nonspecific low back pain.
Methods and study design: A multicentre, single-blind two-armed randomized controlled trial to evaluate the effects of a 12-week (3 weeks supervised centre-based and 9 weeks home-based) individualized sensorimotor exercise program is performed. The control group stays inactive during this period. Outcomes are pain, and pain-associated function as well as motor function in adults with nonspecific low back pain. Each participant is scheduled to five measurement dates: baseline (M1), following centre-based training (M2), following home-based training (M3) and at two follow-up time points 6 months (M4) and 12 months (M5) after M1. All investigations and the assessment of the primary and secondary outcomes are performed in a standardized order: questionnaires – clinical examination – biomechanics (motor function). Subsequent statistical procedures are executed after the examination of underlying assumptions for parametric or rather non-parametric testing.
Discussion: The results and practical relevance of the study will be of clinical and practical relevance not only for researchers and policy makers but also for the general population suffering from nonspecific low back pain.
Background: Self-myofascial release (SMR) aims to mimic the effects of manual therapy and tackle dysfunctions of the skeletal muscle and connective tissue. It has been shown to induce improvements in flexibility, but the underlying mechanisms are still poorly understood. In addition to neuronal mechanisms, improved flexibility may be driven by acute morphological adaptations, such as a reduction in passive tissue stiffness or improved movement between fascial layers. The aim of the intended study is to evaluate the acute effects of SMR on the passive tissue stiffness of the anterior thigh muscles and the sliding properties of the associated fasciae.
Methods: In a crossover study de sign, 16 participants will receive all of the following interventions in a permutated random order: (1) one session of 2 × 60 s of SMR at the anterior thigh, (2) one session of 2 × 60 s of passive static stretching of the anterior thigh and (3) no intervention. Passive tissue stiffness, connective tissue sliding, angle of first stretch sensation, as well as maximal active and passive knee flexion angle, will be evaluated before and directly after each intervention.
Discussion: The results of the intended study will allow a better understanding of, and provide further evidence on, the local effects of SMR techniques and the underlying mechanisms for flexibility improvements.
We are pleased to introduce the sixth Journal Club. This edition is focused on several relevant studies published in the last years in the field of Strength and Conditioning, chosen by our Editorial Board members and their colleagues. We hope to stimulate your curiosity in this field and to share with you the passion for sport and exercise seen from a scientific point of view. The Editorial Board members wish you an inspiring read.
Background: Delayed-onset muscle soreness (DOMS) refers to dull pain and discomfort in people after participating in exercise, sport or recreational physical activities. The aim of this study was to detect underlying mechanical thresholds in an experimental model of DOMS.
Methods: Randomised study to detect mechanical pain thresholds in a randomised order following experimentally induced DOMS of the non-dominant arm in healthy participants. Main outcome was the detection of the pressure pain threshold (PPT), secondary thresholds included mechanical detection (MDT) and pain thresholds (MPT), pain intensity, pain perceptions and the maximum isometric voluntary force (MIVF).
Results: Twenty volunteers (9 female and 11 male, age 25.2 ± 3.2 years, weight 70.5 ± 10.8 kg, height 177.4 ± 9.4 cm) participated in the study. DOMS reduced the PPT (at baseline 5.9 ± 0.4 kg/cm2) by a maximum of 1.5 ± 1.4 kg/cm2 (-24%) at 48 hours (p < 0.001). This correlated with the decrease in MIVF (r = -0.48, p = 0.033). Whereas subjective pain was an indicator of the early 48 hours, the PPT was still present after 72 hours (r = 0.48, p = 0.036). Other mechanical thresholds altered significantly due to DOMS, but did show no clinically or physiologically remarkable changes.
Conclusions: Functional impairment following DOMS seems related to the increased excitability of high-threshold mechanosensitive nociceptors. The PPT was the most valid mechanical threshold to quantify the extent of dysfunction. Thus PPT rather than pain intensity should be considered a possible marker indicating the athletes’ potential risk of injury.
Wassergefiltertes Infrarot A (wIRA) als spezielle Form der Wärmestrahlung mit hohem Eindringvermögen in das Gewebe bei geringer thermischer Oberflächenbelastung kann die Heilung akuter und chronischer Wunden sowohl über thermische und temperaturabhängige als auch über nicht-thermische und temperaturunabhängige Effekte verbessern. wIRA steigert Temperatur (+2,7°C in 2 cm Gewebetiefe) und Sauerstoffpartialdruck im Gewebe (+32% in 2 cm Gewebetiefe) sowie die Gewebedurchblutung. Diese drei Faktoren sind entscheidend für eine ausreichende Versorgung des Gewebes mit Energie und Sauerstoff und deshalb auch für Wundheilung und Infektionsabwehr.
wIRA vermag Schmerzen deutlich zu mindern (ausnahmslos bei 230 Bestrahlungen) mit bemerkenswert niedrigerem Analgetikabedarf (52–69% niedriger in den Gruppen mit wIRA verglichen mit den Kontrollgruppen) und eine erhöhte Wundsekretion und Entzündung herabzusetzen sowie positive immunmodulierende Effekte zu zeigen. Die Gesamtbeurteilung des Effekts der Bestrahlung wie auch die Wundheilung und das kosmetische Ergebnis (erhoben mittels visueller Analogskalen) waren in der Gruppe mit wIRA wesentlich besser verglichen mit der Kontrollgruppe. wIRA kann sowohl bei akuten als auch bei chronischen Wunden einschließlich infizierter Wunden die Wundheilung beschleunigen (Abnahme der Wundfläche im Median um 90% bei schwerbrandverletzten Kindern bereits nach 9 Tagen in der Gruppe mit wIRA verglichen mit 13 Tagen in der Kontrollgruppe; im Durchschnitt 18 versus 42 Tage bis zum kompletten Wundschluss bei chronischen venösen Unterschenkelulzera) oder bei stagnierender Wundheilung verbessern (mit Erreichen eines kompletten Wundschlusses und Normalisierung des thermographischen Bildes bei zuvor therapierefraktären chronischen venösen Unterschenkelulzera). Nach großen abdominalen Operationen zeigte sich ein Trend zugunsten der wIRA-Gruppe hin zu einer niedrigeren Rate von Wundinfektionen insgesamt (7% versus 15%) einschließlich später Infektionen nach der Entlassung aus dem Krankenhaus (0% versus 8%) und ein Trend hin zu einem kürzeren postoperativen Krankenhausaufenthalt (9 versus 11 Tage).
Selbst der normale Wundheilungsprozess kann verbessert werden.
Die erwähnten Effekte wurden in 6 prospektiven Studien belegt, die meisten mit einem Evidenzgrad von Ia/Ib.
wIRA stellt eine wertvolle Therapieoption dar und kann generell für die Therapie von akuten und chronischen Wunden empfohlen werden.
Background: This study aims at identifying orthodontic activities with the highest frequency of unfavorable/awkward and static postures held over a period of more than 4 s based on kinematic analysis. Moreover, a separate analysis of static postures for orthodontic and non-orthodontic activities serves to evaluate the duration for which these particular postures are assumed.
Methods: In total, 21 (13f/8 m) orthodontists (age: 31.5 ± 3.8 years) participated in this study. CUELA, a personal measurement system, was used to collect kinematic data for all orthodontic activities in a working day. Angle values of the head and torso were evaluated in accordance with ergonomic standards. Only those postures that were held statically for 4 s and longer were selected for further analysis. Alongside the kinematic analysis, the activities performed on-site were also subject to a detailed computerized analysis. The synchronization of data collected from both measurements arranges the patterns of posture found chronologically and in conjunction with the orthodontic activities performed ((I) "treatment" (II) "office" and (III) "other activities").
Results: For (I) we observed an anterior inclination of the head and torso area as well as a twist of the head and neck area to the right. We found anterior back inclination and lateral back torsion to the right for (II) and (III). If, furthermore, we differentiate the duration of static postures, there are primarily short to medium-term (4–30s) static postures identified for (I). Also, categories (II) and (III) predominantly demonstrate static back postures with a duration of up to 30 s. With regard to (II) we observed that the back is ventrally inclined for 10.1% of the total activity duration.
Conclusions: During treatment static strains are observed in the entire head and torso area. On the contrary, static postures prevalent in the torso area are essential for activities of the other categories, particularly office work. These findings allow for a careful selection of unfavorable and static postures for each of the activities performed and help to develop specific preventive measures.
The lumbodorsal fascia (LF) has been proposed to represent a possible source of idiopathic low back pain. In fact, histological studies have demonstrated the presence of nociceptive free nerve endings within the LF, which, furthermore, appear to exhibit morphological changes in patients with chronic low back pain. However, it is unclear how these characteristics relate to the aetiology of the pain. In vivo elicitation of back pain via experimental stimulation of the LF suggests that dorsal horn neurons react by increasing their excitability. Such sensitization of fascia-related dorsal horn neurons, in turn, could be related to microinjuries and/or inflammation in the LF. Despite available data point towards a significant role of the LF in low back pain, further studies are needed to better understand the involved neurophysiological dynamics.
Fit to play : posture and seating position analysis with professional musicians - a study protocol
(2017)
Background: Musical performance-associated musculoskeletal disorders (MSD) are a common health problem among professional musicians. Considering the manifold consequences arising for the musicians, they can be seen as a threat for their professional activity. String players are the most affected group of musicians in this matter. Faults in upper body posture while playing the instrument, causing un-ergonomic static strain on the back and unergonomic limp-movements, are a main reason for musculoskeletal disorders and pain syndromes.
Methods: A total of 66 professional musicians, divided into three groups, are measured.
The division is performed by average duration of performance, intensity of daily exercise and professional experience. Video raster stereography, a three-dimensional analysis of the body posture, is used to analyse the instrument-specific posture. Furthermore the pressure distribution during seating is analysed. Measurements are performed because the musician is sitting on varying music chairs differing in structure and/or construction of the seating surface. The measurements take place in habitual seating position as well as during playing the instrument.
Results: To analyse the influence of different chairs, ANOVA for repeated measurements or Friedman-test is used, depending on normality assumptions. Comparison of posture between amateur musicians, students, and professional orchestral musicians is carried out the non-parametric Jonckheere-Terpstra-test.
Conclusions: Our method attempts to give the musicians indications for the right music chair choice by analyzing the chair concepts, so that thereby preemptively MSD can be reduced or prevented.
Historisch betrachtet wurde Krebspatienten durch das behandelnde Personal von physischer Belastungen oftmals abgeraten (Steins Bisschop et al., 2012). Mit der zunehmenden Zahl an Publikationen im Bereich onkologischer Rehabilitation wird deutlich, dass Krebspatienten oftmals eine stark reduzierte kardiorespiratorische Leistungsfähigkeit aufweisen, was wiederum Implikationen für akute wie auch längerfristige krebs-assoziierte Effekte und Outcomes haben kann (Jones et al., 2008). Somit steht dem bisherigen Verhaltens-Dogma der Ruhe und Schonung bei Krebspatienten eine Vielzahl an Evidenz der Effektivität und Notwendigkeit von regelmäßiger körperlicher Bewegung gegenüber (Jones et al., 2008; Klika et al., 2009; Steins Bisschop et al., 2012). Diese Arbeiten bieten fundierte Informationen bezüglich der zu Grunde liegenden Limitationen der Belastungstoleranz. Darauf aufbauend wird dieses Wissen genutzt, um effektive Trainings- und Rehabilitationsprogramme zu entwerfen sowie klinische Resultate zu verbessern (Jones et al., 2009).
Strukturierte und individualisierte Sport- und Bewegungstherapie gilt dabei als ein vielversprechender Ansatz, die nachlassende Fähigkeit der selbständigen Alltagsbewältigung, die krebsassoziierte Müdigkeitssymptomatik (fatigue), aber auch die allgemeine kardiorespiratorische Fitness (KRF) zu verbessern (Schmitz et al., 2010). Für onkologische Patienten von ebenso großer Bedeutung ist die Tatsache, dass durch regelmäßige körperliche Aktivität Begleiterscheinungen der eingesetzten Behandlungsmethoden (Hayes et al., 2009), das psychische Wohlbefinden als auch die Gesamtmortalität positiv beeinflusst werden können (Mishra et al., 2012b; Mishra et al., 2012a). Zusätzlich verspricht regelmäßige körperliche Bewegung, den Funktionsverlust in den drei wichtigsten physiologischen Bereichen (Muskulatur, Herz-Kreislauf-System und kardiopulmonales System) zu verringern oder sogar aufzuhalten (Hayes et al., 2009). Demzufolge nimmt die sporttherapeutische Sekundär- und Tertiärprävention bei Krebserkrankungen eine wichtige Rolle ein, und die Frage nach einer effektiven und zielgerichteten Belastungs- und Trainingssteuerung auf Basis valider und reliabler Messgrößen der körperlichen Leistungsfähigkeit gewinnt zunehmend an Bedeutung (Ulrich et al., 2013; Kirkham et al., 2013).
Aktuelle Empfehlungen zu körperlicher Aktivität bei onkologischen Patienten orientieren sich hinsichtlich der Ausgestaltung in punkto Häufigkeit, Umfang und Intensität im Allgemeinen an Bewegungs-Leitlinien für gesunde Gleichaltrige ohne chronische Erkrankungen. Eine Besonderheit bei onkologischen Patienten stellt jedoch oftmals die Berücksichtigung therapieassoziierter bzw. krankheitsbedingter Nebenwirkungen in der praktischen Umsetzung der Empfehlungen dar. Aktuelle Leitlinien sehen dafür ein aerobes Ausdauertraining an mindestens 3-5 Tagen/Woche bei einem Intensitätsspektrum moderater (150min) oder intensiver (75min) Beanspruchung (MVPA) bei 46-90% der maximalen Sauerstoffaufnahmefähigkeit vor.
Die in der Literatur beschriebenen Probleme einer Vielzahl an Verfahren zur Bestimmung der KRF und der darauf basierenden Ableitung von individualisierten Trainingsempfehlungen haben in den letzten Jahren vermehrt zu Ansätzen basierend auf der individuell physiologischen Belastungsreaktion in der Ausdauertrainingssteuerung und –bewertung geführt (Meyer et al., 2005c; Bentley et al., 2007b; Binder et al., 2008; Hofmann & Tschakert, 2011). Dabei kommen vor allem die in der sportmedizinischen Ausdauerleistungsdiagnostik etablierten Verfahren der Laktat-Leistungsdiagnostik und der spiroergometrischen Ermittlung ventilatorischer Schwellen zum Einsatz.
Kernziel der vorliegenden Arbeit war daher die Untersuchung von Leistungskennwerten an submaximalen Variablen aus Spiroergometrie und der Laktatdiagnostik im Kollektiv der onkologischen Patienten mit unterschiedlichen Krebsentitäten.
Das folgende Kapitel 2 fasst den aktuellen Forschungsstand zu Epidemiologie, Prävalenz sowie die Auswirkungen onkologischer Erkrankungen auf Aspekte der körperlichen Ausdauerleistungsfähigkeit und deren Diagnostik in der Sportmedizin zusammen. Resultierend aus dem Forschungsstand werden daraufhin Zielstellung und –fragen der vorliegenden Arbeit formuliert. Kapitel 4 umfasst die methodische Ablaufbeschreibung des Studiendesigns, die Probandenrekrutierung und -stichprobe, die eingesetzten diagnostischen Messverfahren, sowie die Darstellung der statistischen Auswertung. Nachfolgend auf die Darstellung der Ergebnisse in Kapitel 5 werden diese in Kapitel 6 vor dem Hintergrund des dargestellten Forschungstandes und aktueller relevanter Literatur diskutiert. Abschließend erfolgt eine Praxis-orientierte kritische Beleuchtung der Arbeit sowie ein eine perspektivische Einordnung der Ergebnisse mit Ausblick auf zukünftige Forschungsarbeiten.
Die hämatopoetische Stammzelltransplantation (HSZT) stellt für zahlreiche Erkrankungen die einzige Chance auf Heilung dar. Gleichzeitig ist dieses Therapieverfahren mit einer hohen Morbidität und Mortalität verbunden, welche auf diverse akute Nebenwirkungen aber auch langfristige Komplikationen zurückzuführen ist. Unter anderem wurden vielfältige Funktionsbeeinträchtigungen erfasst, welche in einer gravierenden körperlichen Dekonditionierung sowie einem erhöhtem Risiko für kardiovaskuläre Folgeerkrankungen münden können. Sport- und Bewegungstherapie konnte sich in diesem Rahmen als Supportivmaßnahme vor allem bei erwachsenen Krebspatienten etablieren. Die Studienlage für Kinder und Adoleszenten mit Krebs ist nicht gleichsam evident. In der pädiatrischen SZT gibt es bis dato lediglich vier international publizierte Studien. Aufgrund des skizzierten Forschungsdefizits, sollten im Rahmen der vorliegenden randomisiert-kontrollierten Untersuchung, die physischen und psychischen Effekte einer strukturierten Sporttherapie während und nach der HSZT evaluiert werden.
Die erste Studienphase bezieht sich auf die stationäre Behandlung der Patienten und wurde in einem randomisiert-kontrollierten Design durchgeführt. Mit stationärer Aufnahme wurden teilnehmende Probanden in eine von zwei Studiengruppen randomisiert (Interventionsgruppe (IG) oder Kontrollgruppe (KG)). Während die IG ein Ausdauer-, Kraft- und Beweglichkeitstraining erhielt, führte die KG Konzentrations- und Entspannungsübungen durch. Beiden Gruppen wurde das altersentsprechende sowie individualisierte Training täglich zwischen 30–60min angeboten. Mit stationärer Entlassung gingen die Patienten in Phase II, die ambulante Nachbehandlung über. In dieser Pilotstudie sollten neben der Machbarkeit von Sporttherapie, die physischen Effekte bis 6 Monate nach HSZT analysiert werden. Aufgrund der wohnortgestützten ambulanten Weiterbehandlung wurde eine Neu-Stratifizierung der Patienten durchgeführt, wodurch vier Gruppen entstanden: IG–IG, IG–KG, KG–IG und KG–KG. Als MZP dienten die stationäre Aufnahme (T0) und Entlassung (T1) sowie für die Phase II Tag+100 (T2) und Tag+200 (T3). Die Testungen inkludierten motorische Testverfahren (6-Minuten-Walking-Test (6MWT), Spiroergometrie, Handkraft (Hk), Beinkraft (Bk)), psychometrische Testverfahren (Lebensqualität (LQ)) sowie klinische Parameter (z.B. Blutwerte) und die Körperzusammensetzung.
In vier Studienjahren (2011-2014) wurden 70 Patienten mit einem mittleren Alter von 11,0 Jahren (5–18Jahre) eingeschlossen. Stationär kam es zu einer Drop out Rate von 18,6% sowie zu Tag+200 von 54,3%. Die Patientencharakteristika zeigten abgesehen vom BMI bei Aufnahme (p<.05) keine Gruppenunterschiede.
Das stationäre Training wurde von beiden Gruppen mit 3,1 (2–4; IG) bzw. 2,9 (0,3–4; KG) Trainingseinheiten pro Woche ähnlich gut angenommen (je ~51min/Trainingseinheit). Für drei von den vier motorischen Testverfahren zeigte sich anhand der relativen Veränderungen für die IG ein Erhalt der Leistungsfähigkeit (6MWT: 2,4 (-66,1–25,7)%; Hk: -3,6±16,3%; Bk: -1,6 (-52,6–144,4)%). Gleichzeitig reduzierte die KG diese Daten jeweils signifikant (6MWT: -14,6 (-73,2–18,0)%; Hk: -10,9±20,0%; Bk: -13,0 (-57,9–131,7)%; p<.05). Die VO2peak ml/kg/min der Spiroergometrie zeigte innerhalb beider Gruppen eine signifikante Verschlechterung (IG: 15,0±16,7%; KG: -18,7±22,7%; p<.05). Die LQ präsentierte dagegen ein uneinheitliches Bild für beide Studiengruppen. Für die Körperzusammensetzung und klinischen Parameter konnten keine signifikanten Unterschiede berechnet werden.
Im ambulanten Setting demonstrierte die Aufbereitung des Trainings eine generelle Machbarkeit. Das Training wurde in 53,6±10,2% der Ambulanztermine integriert. Die hohe Ausfallrate war primär auf Kontraindikationen (63,3±22,1%) und Sondertermine (14,6±7,0%) zurückzuführen. Die Trainingshäufigkeit belief sich insgesamt auf 0,7 Trainingseinheiten/Woche bei 42,5min pro Trainingseinheit. Die Betrachtung der physischen Effekte zeigte eine generelle Verbesserung der Daten innerhalb aller Gruppen. Gruppen mit sportlicher Intervention (stationär oder ambulant) wiesen partiell (6MWT, Bk) höhere Messwerte und Verbesserungen auf. Signifikanzen lagen keine vor.
Gesamt betrachtet konnte in Studienphase 1 dem therapieassoziiertem körperlichen Abbau durch Bewegungstherapie entgegengewirkt werden. Gleichzeitig zeigte das Assessment, ausgenommen LQ, Körperzusammensetzung sowie die Spiroergometrie eine gute Anwendbarkeit in dem Setting. Für die ambulante Studienphase kann eine generelle Machbarkeit von Sporttherapie nach HSZT postuliert werden. Weitere Erhebungen wären in diesem Setting hinsichtlich der Trainingseffekte noch erforderlich. Zukünftige Studien sollten multizentrisch durchgeführt werden, um mit Hilfe größerer Fallzahlen umfassendere Erkenntnisse zu erlangen.
Erkrankungs- und transplantationsassoziierte Nebenwirkungen (z.B. Mukositis, Neutropenie) und Komplikationen (z.B. Infektionen, Abstoßung) führen zu einem radikalen Rückgang der körperlichen Leistungsfähigkeit während der Hämatopoetischen Stammzelltransplantation (HSZT). Ein Großteil der Patienten leidet vor Beginn der Transplantation bereits an ausgeprägten muskulären sowie kardiopulmonalen Defiziten. Randomisiert-kontrollierte Interventionsstudien mit Erwachsenen weisen auf positive multidimensionale Effekte einer Bewegungstherapie vor, während und nach der Transplantation hin. Wiskemann et al. [2013] identifizierten zudem das Fitnesslevel zu Transplantationsbeginn als relevanten Prädiktor für trainingsinduzierte Adaptionen. Im klinischen Sektor der pädiatrischen HSZT wird der wissenschaftliche Forschungsstand im als unzureichend eingestuft. Neben der Evaluation der Wirksamkeit pädiatrischer Bewegungsprogramme besteht dringender Bedarf zur Identifikation geeigneter Trainingsmethoden. Auf Basis dessen evaluierte die vorliegende Arbeit als Primärziel den Einfluss der körperlichen Leistungsfähigkeit zu Transplantationsbeginn auf die Effekte einer Sporttherapie während pädiatrischer HSZT. Darüber hinaus erfolgte eine Überprüfung der Machbarkeit des Interventionskonzeptes und eine explorative Analyse der sportlichen Belastbarkeit während der stationären Behandlung.
In dieser Subanalyse der BISON-Studie (RCT, n=70) wurden 53 hämato-onkologisch erkrankte Kinder und Jugendliche (35 m 18 w, 10.9±3.5 Jahre) mit Indikation zur HSZT computergestützt in eine Interventions- (IG) oder bewegungsarme Kontrollgruppe (KG) randomisiert. Im Rahmen der Transplantation führte die IG eine Sporttherapie, bestehend aus einem täglichen Ausdauer-, Kraft- und Beweglichkeitstraining (täglich, 30–60min), die KG ein Konzentrations- und Entspannungstraining von gleichem Umfang durch. Die individualisierten Trainingseinheiten fanden supervidiert statt und wurden von den behandelnden Sporttherapeuten dokumentiert. Zur Evaluation der Therapieeffekte erfasste ein 6-Minuten Gehtest (6MWT) die Ausdauerleistungsfähigkeit im Eingangs- und Retest (T1 Aufnahme, T2 Entlassung). Im Sinne der primären Zielsetzung erfolgte für die Auswertung eine retrospektive Dichotomisierung beider Studiengruppen anhand der referenzwertbezogenen Baslinewerte (cut off: 80 % 6MWDREFT1). Gruppenunterschiede (IGUNFIT n=14, IGFIT n=12, KGUNFIT n=16, KGFIT n=11) der relativen Veränderung im pre-post Design wurden mittels Kruskal-Wallis mit post-hoc-Test analysiert. Die Machbarkeit des sporttherapeutischen Interventionskonzeptes wurde anhand von neun Outcomeparametern (Bedarf, Akzeptanz, Durchführbarkeit, Adhärenz, Toleranz, Verträglichkeit, Sicherheit, Medizinische Barrieren, Non-Compliance) bewertet.
Vor Transplantation legten die Kinder und Jugendlichen im 6MWT ohne Auftreten unerwünschter Ereignisse durchschnittlich 470.9±79.1 m bzw. referenzwertbezogen 76±12% zurück. Die nichtparametrische Testung ergab für das Gesamtkollektiv bereits vor Beginn der Behandlung signifikante Einbußen der Gehstrecke im Vergleich zu den Normwerten gesunder Gleichaltriger (p<.001).
Insgesamt 25 Kinder und Jugendliche der IG (74%) trainierten über den stationären Verlauf kontinuierlich 2–4x pro Woche (50.3±6.3 min/TE) mit einem subjektiven Anstrengungsempfinden (RPE) von 11 bis 16. Die Adhärenzrate lag in der Untersuchung bei 94 (64–100)%. Das Training beinhaltete ein Ausdauertraining auf dem Fahrradergometer, als Aerobic-Einheit oder in spielerischer Form (2.5±0.9x/wk, 20.9±5.1 min/TE, 70.7±6.5% der HFmax), ein kleingerätegestütztes Krafttraining (2.4±0.6x/wk, 3.7±0.7 Übungen, 1.9±0.3 Serien, 10.4±1.1 Wiederholungen) und Stretchingübungen (2.3 ±0.7x/wk, 75% aktiv, 25% passiv). In insgesamt 13 von 410 Therapieeinheiten musste aufgrund von Gegenanzeigen abgebrochen werden.
Beim Vergleich der Trainingseffekte zeigte sich, dass die IGFIT ihre Ausdauerleistung im Rahmen der Transplantation um +0.7% steigerte, während die IGUNFIT eine Verbesserung um +7.7% aufwies (p>.05). In Bezug auf die relative Veränderung konnten ausschließlich signifikante Unterschiede zwischen der IGUNFIT und der KGUNFIT (-13.7%, p<.05) bzw. KGFIT (-15.9%, p>.05) erhoben werden. Bei Entlassung absolvierte die Gruppe IGFIT weiterhin 85.5±10.3% der referenzwertbezogenen Gehstrecke und differierte diesbezüglich bei Entlassung signifikant zu den beiden initial leistungsreduzierten Gruppen (KGUNFIT p<.001, IGUNFIT p<.01).
Negative Auswirkungen der Grunderkrankung und hämato-onkologischer Vorbehandlungen führen auch bei der Mehrheit betroffener Kinder und Jugendlicher bereits vor der Transplantation zu einer defizitären Leistungsfähigkeit im Vergleich zu Gesunden. Vor dem Hintergrund einer progressiven transplantationsinduzierten Dekonditionierung zeigt sich eine supportive Sporttherapie während pädiatrischer HSZT von moderater und hoher Intensität als sicher, machbar sowie effizient. Das konstante Training sowie die hohe Compliance erfordern ein tägliches, flexibles und kreatives Angebot unter fachtherapeutischer Anleitung und Betreuung. Alle Patienten können über den gesamten Verlauf der Transplantation ca. 3x pro Woche zwischen 40–60 min trainieren. Wie bei Gesunden könnten insbesondere initial leistungslimitierte Kinder und Jugendliche sowie Patienten mit schweren Nebenwirkungen von einer supportiven Bewegungsförderung profitieren. Unter Berücksichtigung der Ergebnisse lässt sich außerdem ableiten, dass ein optimaler Versorgungsansatz für die pädiatrische HSZT zusätzlich ein bewegungstherapeutisches Aufbautraining vor Transplantation vorsieht.
Ausgehend von der Frage, was der Sportler jenseits externer Honorierungen davon hat im Wettkampf fair zu handeln, erfolgt die Bestimmung eines mehrdimensionalen Fairnessbegriffs, der sich in einem Kontinuum zwischen Moral und Ästhetik aufspannt. „Fairness“ (aus dem engl. „fair“ = schön, klar) ist demnach ein bipolares Prinzip der Widerstandsregulation im Wettkampf. Da „Sport“ ein Spezialfall sozialer Interaktion ist, braucht es darüber hinaus Normen des Anstands, die das Verhalten regulieren. Damit wird „Fairness“ als dreidimensionaler theoretischer Begriff gefasst, der mit der „sportlichen Moral“ und der „sportlichen Ästhetik“ zwei sportinterne Dimensionen miteinander verbindet und mit dem übergreifenden „Anstand“ in eine sportexterne, nicht speziell an sportliche Regeln gebundene ethische Instanz eingebettet ist.
Leitende Fragestellung der durchgeführten Untersuchung ist dabei, ob sich dieser drei Dimensionen umfassende Fairnessbegriff im praktischen Fairnessverständnis von Sportlern nachweisen lässt. Durch den Einsatz eines Fragebogens wurde diese Fragestellung im Fußballsport empirisch überprüft. Die aus der Theorie hergeleiteten drei Dimensionen des Fairnessverständnisses sind durch die intervallskalierte Bewertung verschiedener Situationsbeispiele für unfaire Verhaltensweisen, repräsentiert. Die ästhetische Dimension (F1Ästh) umfasst dabei 5 Items, die moralische (F2Eth) und die anstandsethische (F3Anst) jeweils 3 Items. Die Situationsbeispiele können auf einer neunstufigen Skala (von weniger unfair bis sehr unfair) bewertet werden.
Mittels der Durchführung einer konfirmatorischen Faktorenanalyse wurde die Annahme des Fairnessbegriffs über ein empirisch repräsentiertes Modell ermöglicht. Darüber hinaus wurden mit einer Stichprobe von insgesamt 484 Amateurfußballspielern soziodemographische und spielbezogene Variablen als Einflussfaktoren für die situative Einstellung zu fairem Verhalten in dem skizzierten Spannungsfeld untersucht. Über den varianzanalytischen Ansatz zur Ermittlung von Einflussfaktoren auf die situative Einstellung zu fairem Verhalten erweist sich die ästhetische Fairnessdimension des Faktors (F1Ästh) als entscheidende abhängige Variable. Im Vergleich zwischen Jugendlichen und Aktiven ist auffällig, dass die prozessorientierte ästhetische Fairnessdimension für Jugendliche insgesamt wichtiger ist als für Aktive, dieser Effekt in der hohen Spielklasse allerdings verschwindet. Darüber hinaus wirkt sich ein ergebnisorientiertes Spielinteresse negativ auf die sportinternen Dimensionen der Fairness aus.
Technology integration in physical education : examining the physical education teachers' domain
(2016)
Physical education (PE), in the meantime, has evolved as school subject that willingly adapts to technology trends to foster student learning. Several efforts to nurture and facilitate technology integration in PE indicate the growth in interest in this topic over the past years: multiple physical education teacher education (PETE) programs, textbooks, and journal papers have adopted technology issues as a regular topic in the realm of PE research and practice. Although there are plenty of conceptual papers and technology teaching tips available in common publication outputs, empirical evidence on technology integration in PE is still a rare sight. Empirical evidence on technology integration in PE is still limited. However, available studies reported vastly positive findings, favorably of a mutual linking of technology and PE Scanning through the various articles that described pedagogical scenarios for technology integration in PE, five pedagogical scenarios that stand for a typical and most beneficiary use of technology integration in PE classes in regard to student learning: a) homework and theory, b) informational Input, c) learning stations, d) feedback, and e) physical activity tracking. Focusing on the PE teachers? perspective, two empirical studies were carried out. The theoretical framework consists of three building blocks: the a) significance of technology in everyday life and school, b) organizational development and agents of school development and change, and c) determinants of technology integration in schools and in the classroom ? emphasizing the teacher as an agent of change. The first study examined PE teachers? subjective theories toward technology integration in PE. Findings indicated that a) computer literacy, b) household computer ownership, c) professional experience, as well as d) gender had an effect on PE teachers? subjective theories toward technology integration in PE. The second study surveyed PE teachers? computer literacy, and instructional technology and media use in PE. The majority of the PE teachers seldom used technology in PE classes. PE teachers? computer literacy had a statistically significant effect on their technology use in PE class for information and communications technology (ICT) such as laptops, Internet, and digital cameras. PE teachers who showed higher levels of computer literacy were more likely to use technology in the classroom. However, the sample tended to consist of PE teachers that do not use technology often. No statistical relation was found for the link of PE teachers? computer literacy and the use of traditional media (e.g., printed images, chalkboard) in the classroom. Conclusively summing up the discussion, the following developmental areas in the field of technology can be posited: a) curriculum development, b) media database, c) documentation, d) empirical research, e) PE environment, f) dissemination, g) implementation strategies, and g) professional development and PETE. Nonetheless, several concerns against technology integration in PE can be stated: a) Physical activity levels and physical activity time, b) sedentary lifestyle, c) empirical evidence, d) unfiltered experience and alienation, and e) preparation time and budget.
Background: Water-filtered infrared-A (wIRA) is a special form of heat radiation with high tissue penetration and a low thermal load to the skin surface. wIRA corresponds to the major part of the sun’s heat radiation, which reaches the surface of the Earth in moderate climatic zones filtered by water and water vapour of the atmosphere. wIRA promotes healing of acute and chronic wounds both by thermal and thermic as well as by non-thermal and non-thermic cellular effects.
Methods: This publication includes a literature review with search in PubMed/Medline for “water-filtered infrared-A” and “wound”/”ulcus” or “wassergefiltertes Infrarot A” and “Wunde”/”Ulkus”, respectively (publications in English and German), and additional analysis of study data. Seven prospective clinical studies (of these six randomized controlled trials (RCT), the largest study with n=400 patients) were identified and included. All randomized controlled clinical trials compare a combination of high standard care plus wIRA treatment vs. high standard care alone. The results below marked with “vs.” present these comparisons.
Results:
* wIRA increases tissue temperature (+2.7°C at a tissue depth of 2 cm), tissue oxygen partial pressure (+32% at a tissue depth of 2 cm) and tissue perfusion (effect sizes within the wIRA group).
* wIRA promotes normal as well as disturbed wound healing by diminishing inflammation and exudation, by promotion of infection defense and regeneration, and by alleviation of pain (with respect to alleviation of pain, without any exception during 230 irradiations, 13.4 vs. 0.0 on a visual analogue scale (VAS 0–100), median difference between groups 13.8, 95% confidence interval (CI) 12.3/16.7, p<0.000001) with a substantially reduced need for analgesics (52–69% less in the three groups with wIRA compared to the three control groups in visceral surgery, p=0.000020 and 0.00037 and 0.0045, respectively; total of 6 vs. 14.5 analgesic tablets on 6 surveyed days (of weeks 1–6) in chronic venous stasis ulcers, median difference –8, 95% CI –10/–5, p=0.000002).
Further effects are:
* Faster reduction of wound area (in severely burned children: 90% reduction of wound size after 9 vs. 13 days, after 9 days 89.2% vs. 49.5% reduction in wound area, median difference 39.5% wound area reduction, 95% CI 36.7%/42.2%, p=0.000011; complete wound closure of chronic venous stasis ulcers after 14 vs. 42 days, median difference –21 days, 95% CI –28/–10, p=0.000005).
* Better overall evaluation of wound healing (surgical wounds: 88.6 vs. 78.5 on a VAS 0–100, median difference 8.9, 95% CI 6.1/12.0, p<0.000001).
* Better overall evaluation of the effect of irradiation (79.0 vs. 46.8 on a VAS 0–100 with 50 as neutral point, median difference 27.9, 95% CI 19.8/34.6, p<0.000001).
* Higher tissue oxygen partial pressure during irradiation with wIRA (at a tissue depth of 2 cm 41.6 vs. 30.2 mmHg, median difference 11.9 mmHg, 95% CI 9.6/14.2 mmHg, p<0.000001).
* Higher tissue temperature during irradiation with wIRA (at a tissue depth of 2 cm 38.9 vs. 36.4°C, median difference 2.6°C, 95% CI 2.2/2.9°C, p<0.000001).
* Better cosmetic result (84.5 vs. 76.5 on a VAS 0–100, median difference 7.9, 95% CI 3.7/12.0, p=0.00027).
* Lower wound infection rate (single preoperative irradiation: 5.1% vs. 12.1% wound infections in total, difference –7.0%, 95% CI –12.8%/–1.3%, p=0.017, of these: late wound infections (postoperative days 9-30) 1.7% vs. 7.7%, difference –6.0%, 95% CI –10.3%/–1.7%, p=0.007).
* Shorter hospital stay (9 vs. 11 postoperative days, median difference –2 days, 95% CI –3/0 days, p=0.022).
Most of the effects have been proven with an evidence level of 1a or 1b.
Conclusion: Water-filtered infrared-A is a useful complement for the treatment of acute and chronic wounds.
Keywords: water-filtered infrared-A (wIRA), wound healing, acute and chronic wounds, reduction of pain, tissue oxygen partial pressure, tissue temperature
BACKGROUND: hysical activity exerts a variety of long-term health benefits in older adults. In particular, it is assumed to be a protective factor against cognitive decline and dementia.
METHODS/DESIGN: Randomised controlled assessor blinded 2-armed trial (n = 60) to explore the exercise- induced neuroprotective and metabolic effects on the brain in cognitively healthy older adults. Participants (age ≥ 65), recruited within the setting of assisted living facilities and newspaper advertisements are allocated to a 12-week individualised aerobic exercise programme intervention or a 12-week waiting control group. Total follow-up is 24 weeks. The main outcome is the change in cerebral metabolism as assessed with Magnetic Resonance Spectroscopic Imaging reflecting changes of cerebral N-acetyl-aspartate and of markers of neuronal energy reserve. Imaging also measures changes in cortical grey matter volume. Secondary outcomes include a broad range of psychometric (cognition) and movement-related parameters such as nutrition, history of physical activity, history of pain and functional diagnostics. Participants are allocated to either the intervention or control group using a computer-generated randomisation sequence. The exercise physiologist in charge of training opens sealed and opaque envelopes and informs participants about group allocation. For organisational reasons, he schedules the participants for upcoming assessments and exercise in groups of five. All assessors and study personal other than exercise physiologists are blinded.
DISCUSSION: Magnetic Resonance Spectroscopic Imaging gives a deeper insight into mechanisms of exercise-induced changes in brain metabolism. As follow-up lasts for 6 months, this study is able to explore the mid-term cerebral metabolic effects of physical activity assuming that an individually tailored aerobic ergometer training has the potential to counteract brain ageing.
NCT02343029 (clinicaltrials.gov; 12 January 2015).
Trotz zunehmender Verbesserungen in der Diagnostik und Therapie von Krebserkrankungen leiden onkologische Patienten häufig unter gravierenden tumorund therapiebedingten Symptomen und Nebenwirkungen wie Fatigue, Reduktion der Leistungsfähigkeit und Lebensqualität (Courneya, 2003a; Crevenna et al., 2002; Ferriset al., 2009). Zahlreiche Untersuchungen und Übersichtsarbeiten zeigen, dass körperliche Aktivität in den verschiedenen Phasen der Krebstherapie möglich ist und zu einer Reduktion der Nebenwirkungen sowie zu einer Verbesserung der Lebensqualität und Leistungsfähigkeit führen kann (Cramp & Byron-Daniel, 2012; Jones & Peppercorn, 2010; Mishra et al., 2012b; Schmitz et al., 2010). In aktuellen Leitlinien wird körperliche Aktivität deshalb als wichtige supportive Therapiemaßnahme während der Akuttherapie und im Rahmen der Nachsorge sowie Rehabilitation empfohlen. Analog der zunehmenden Individualisierung medizinischer Diagnostik- und Therapiestrategien in der Onkologie (z. B. vergleichbare oder sequentielle Therapieregime, targeted therapies, Patientenwunsch), gibt es inzwischen auch im Bereich der Sportmedizin Forderungen nach individuell angepassten, effektiven körperlichen Trainingsprogrammen (Jensen et al., 2011). Bei der Erarbeitung dieser Bewegungsangebote sollten Informationen zur Einschätzung der körperlichen Leistungsfähigkeit sowie zu den individuellen persönlichen und medizinischen Voraussetzungen der Betroffenen berücksichtigt werden. Entsprechend muss bei der Planung der körperlichen Aktivität auch die aktuelle Behandlungsphase im Rahmen der onkologischen Therapien einbezogen werden. Neben der zeitlichen Einteilung der Therapiephasen in Akut- oder Rehabilitationsphase gibt es die Möglichkeit, den Therapieprozess in Abhängigkeit der Heilungsaussicht einzuordnen. Dabei wird die Prognose einer Tumorerkrankung in Abhängigkeit des Tumorstadiums, des Lymphknotenbefalls und der möglichen Metastasierung in einen heilbaren (kurativen) und nicht heilbaren (palliativen) Therapieansatz eingestuft. Während ein Großteil der Studien die Wirkung bewegungstherapeutischer Interventionen bei Patienten mit kurativem Therapieansatz untersucht, gibt es bisher nur sehr wenig Untersuchungen bei unheilbar kranken Tumorpatienten (Albrecht & Taylor, 2012). Infolgedessen sind Aussagen zu prognosebezogenen Informationen über die individuelle Leistungsfähigkeit und zu unterschiedlichen physischen und psychischen Reaktionenaufgrund körperlicher Aktivität bei dieser Patientengruppe bisher nur bedingt möglich und erlauben folglich keine zielgruppenspezifischen Empfehlungen.
Angesichts dieses Forschungsdefizits ist das Kernziel der vorliegenden Arbeit, mögliche Unterschiede von Lebensqualität, Fatigue und aerober Kapazität (VO2peak) in Abhängigkeit der Heilungsaussicht (kurativ/palliativ) initial zu identifizieren und gleichzeitig die jeweiligen Veränderungen im Rahmen der Intervention über den Gesamtuntersuchungszeitraum zu überprüfen.
Initial konnten 300 onkologische Patienten (histologisch gesichertes Malignom) mit unterschiedlichen Krebsentitäten, in verschiedenen Behandlungsphasen, mit bekannter klinischer Heilungsprognose (kurativ/palliativ) und unter Berücksichtigung definierter Ein- und Ausschlusskriterien in die Untersuchung eingeschlossen werden. Mit dem Ziel einer individuellen Sportberatung und Trainingsplangestaltung absolvierten die Studienteilnehmer eine sportmedizinische Gesundheits- und Leistungsdiagnostik zur Ermittlung der Ausdauerleistungsfähigkeit und Bestimmung des Trainingsbereichs. Die Messungen erfolgten auf dem Fahrradergometer (0W; 25W Inkrement; 3 Minuten) und umfassten Herzfrequenz, Blutdruck, maximale Sauerstoffaufnahmefähigkeit (VO2peak), Laktatkonzentration und subjektives Belastungsempfinden (Borg Skala). Baseline- und identische Wiederholungs-untersuchungen nach 4-6 und nach 16-20 Wochen dienten gleichzeitig der Erfassung der subjektiven Parameter Lebensqualität und Fatigue (EORTC QLQ-C30) (Aaronson et al., 1993). Der Trainingsplan wurde unter Einbeziehung persönlicher Präferenzen, individueller Leistungsfähigkeit und Empfehlungen zur Gesundheitsprävention der WHO (als Orientierung für den Trainingsumfang von 150 min/Wo.) erstellt und dem Patienten in einem ca. 20minütigen Beratungsgespräch erläutert. Art, Umfang und Häufigkeit des mindestens mit moderater Intensität absolvierten Ausdauertrainings wurde durch die Patienten in einem Trainingstagebuch dokumentiert. Die Gruppenzuteilung erfolgte in Abhängigkeit der Heilungsprognose (kurativ/palliativ) unter Verwendung des TNM-Systems. Patienten mit der Prognose „heilbar“ wurden der kurativen Stichprobe zugeteilt, während Patienten mit histologisch gesichertem Nachweis von Metastasen (M1) als palliativ eingestuft wurden.
Referenzwerte waren für die VO2peak: alters- und geschlechtsentsprechende Normdaten (Median) des American College of Sports Medicine und für die Daten des EORTCQLQ-C30: das Manual „EORTC QLQ-C30 Reference Values“ einer EORTCArbeitsgruppe (Scott, 2008). Die Dateneingabe und die Aufbereitung der Rohdaten erfolgte mit Hilfe von Microsoft Excel. Für die statistische Auswertung wurden alle statistischen Analysen anschließend mithilfe der Statistikprogramme SPSS 19.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) und „BIAS für Windows“, Version 10, 2012, Universität Frankfurt) durchgeführt. Das Signifikanzniveau wurde a priori auf p<0,05 festgelegt.
Insgesamt 158 Patienten (99 kurativ, 59 palliativ; 54,9±11,1 Jahre, 108 ♀, 50 ♂) nahmen an allen drei Untersuchungen teil. Der parameterfreie Mann-Whitney-Test zeigte sowohl für Lebensqualität als auch Fatigue-Symptomatik keine signifikanten Unterschiede bei der Eingangsuntersuchung zwischen kurativen und palliativen Teilnehmern. Für die VO2peak ergab der parametrische T-Test ebenfalls keine Unterschiede bei den Initialwerten. Nach Abschluss der Intervention zeigten sich in beiden Patientengruppen sowohl bei der Lebensqualität als auch der Fatigue-Symptomatik signifikante Verbesserungen über den gesamten Untersuchungszeitraum. Anschließende post-hoc-Tests ergaben keine signifikanten Gruppenunterschiede bezüglich der Entwicklung während der verschiedenen Untersuchungszeiträume und der Differenz von Initial- und Abschlusswert. Die Varianzanalyse mit Messwiederholung (Anova) zeigte sowohl für Kurativ- als auch Palliativpatienten signifikante Veränderungen der VO2peak über die Zeit. Einen Haupteffekt im Bezug auf die Gruppe oder eine Interaktion von Zeit und Gruppe gab es dabei nicht. Folglich entwickelten sich beide Gruppen über den Untersuchungszeitraum vergleichbar.
Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass die Heilungsprognose, kurativ oder palliativ, keinen unterschiedlichen Einfluss auf die Trainierbarkeit der Betroffenen zu haben scheint. Körperliches Training führte bei beiden Patientengruppen dieser Studie zu signifikanten Verbesserungen der Zielparameter. Ein Vergleich der vorliegenden Daten mit bisherigen Untersuchungsergebnissen ist aufgrund der aktuell geringen Anzahl an Studien mit Palliativpatienten und einer bisher nicht einheitlichen Palliativ-Definition schwierig.
Die sporttherapeutische Beratung, welche neben der Vermittlung von Trainingsumfang und –intensität insbesondere Trainingsziele und deren Wirksamkeit aufzeigen soll, kann Patienten und ihrem Umfeld helfen, den Stellenwert von körperlichem Training zuverstehen und bestenfalls die Compliance erhalten. Darüber hinaus kann die allgemeine Leitlinien-Empfehlung von 150 Minuten moderates Ausdauertraining pro Woche als grober Richtwert bestätigt werden. Unterschiedlich hohe Trainingsumfänge in Abhängigkeit initialer Leistungsfähigkeit weisen indessen darauf hin, dass individuelle Trainingsempfehlungen zu bevorzugen sind. Als Konsequenz aus diesen Ergebnissen ist zu empfehlen, dass sich zukünftig körperliche Aktivität als unverzichtbarer Bestandteil des supportiven Therapieangebotes für Krebspatienten mit fortgeschrittener Erkrankung, speziell bei palliativ eingestuften Patienten, etabliert.
Weitere Untersuchungen zu diesem Thema sollten insbesondere darauf abzielen, Dosis-Wirkungs-Zusammenhänge zu ermitteln und diese in symptom- und entitätsspezifische Empfehlungen zu integrieren.
Hintergrund: Traditionell werden Faszien, die bindegewebigen Hüllen der Skelettmuskulatur, als ein eher passives, abgrenzendes Gewebe beschrieben. Sie könnten für das Bewegungssystem jedoch eine größere Rolle spielen als bislang angenommen. Aktuellen Studien zufolge sind Faszien in der Lage, ihre Steifigkeit etwa mittels Zellkontraktion zu modifizieren. Konzepte myofaszialer Ketten postulieren zudem, dass das kollagene Bindegewebe die Muskeln des Körpers nicht voneinander trennt, sondern morphologisch verbindet. Veränderungen der mechanischen Eigenschaften von Faszien könnten sich daher auch auf benachbarte bzw. entfernte Körperstrukturen auswirken.
Fragestellung: Obwohl die Rationale zahlreicher Studien auf Konzepten myofaszialer Ketten begründet wird, ist deren Existenz bis dato nicht belegt. Die vorliegende, kumulative Dissertation verfolgt das Ziel, die morphologische Existenz myofaszialer Ketten zu überprüfen und ihre funktionelle Bedeutung für das Bewegungssystem zu beurteilen.
Publikation I – Validierung einer Skala zur methodologischen Bewertung von Kadaverstudien
Die im Rahmen dieses Papers entwickelte QUACS-Skala (QUality Appraisal for Cadaveric Studies) bildet die Grundvoraussetzung für das im Rahmen von Publikation II angefertigte systematische Review zur Existenz myofaszialer Ketten. Bislang lag im Bereich anatomischer Kadaverstudien am Leichenpräparat kein Instrument zur Beurteilung der Studienqualität vor. Ein solches ist gemäß den Leitlinien für evidenzbasierte Medizin jedoch zur Anfertigung eines systematischen Reviews notwendig. Die im Rahmen von Publikation I entwickelte, 13 dichotome Items umfassende QUACS-Skala besitzt eine hohe Interrater-Reliabilität (ICC: .87) sowie eine hohe Konstruktvalidität (Kendall’s Tau B-Koeffizient: .69) und ist daher geeignet, um die methodologische Qualität anatomischer Kadaverstudien zu erfassen.
Publikation II – Systematisches Review zur Existenz myofaszialer Ketten
Die mit diesem Paper vorgenommene systematische Literaturanalyse orientierte sich an den PRISMA-Guidelines (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses). Zwei unabhängige Untersucher identifizierten mittels standardisierter Suche in drei Datenbanken (Pubmed inkl. MeSH-Terms, ScienceDirect, GoogleScholar) anatomische Kadaverstudien, die eine strukturelle Kontinuität zwischen Komponenten der myofaszialen Ketten nach Myers (2014) berichten (z.B. zwischen Waden- und hinterer Oberschenkelmuskulatur). Ihre methodologische Qualität wurde mithilfe der QUACS-Skala ermittelt. Die Einstufung der Evidenz erfolgte anhand der Richtlinien der Cochrane-Gesellschaft. Die initiale Recherche ergab 6589 Artikel, von denen 62 den definierten Einschlusskriterien entsprachen. Es besteht starke Evidenz für die vollständige Existenz dreier myofaszialer Ketten (oberflächliche Rückenlinie, funktionelle Rückenlinie, funktionelle Frontallinie). Moderate bis starke Evidenz liegt für gut die Hälfte der Kontinuitäten der Spirallinie (5 von 9 bestätigte Übergänge) bzw. Laterallinie (2 von 5 bestätigte Übergänge). Keine Evidenz ist für die Existenz der oberflächlichen Frontallinie verfügbar.
Publikation III – Interventionsstudie zu den Ferneffekten von Dehnübungen der unteren Extremität
Die dreiarmige, randomisiert-kontrollierte Studie wurde entsprechend der CONSORT-Guidelines durchgeführt (Consolidated Standards of Reporting Trials) und verfolgte das Ziel, die Auswirkung von Dehnübungen der unteren Extremität auf die Beweglichkeit der Halswirbelsäule zu ermitteln.
An eine vorherige Pilotstudie anknüpfend wurden 63 Probanden (36±13 Jahre, 32 männl.) zufallsbasiert drei Gruppen zugeteilt: statisches Dehnen der Waden- und hinteren Oberschenkelmuskulatur (Ferndehnen, FD), statisches Dehnen der Nackenstrecker (lokales Dehnen, LD), Wartekontrolle (KON). Als Outcome wurde vor (M1), unmittelbar nach (M2) sowie 5 Minuten nach der Intervention (M3) mittels ultraschalloptometrischer Messung die Beweglichkeit der Halswirbelsäule erfasst. Sowohl FD als auch LD steigerten nach der Intervention gegenüber KON mit einer Ausnahme (Rotation in LD bei M2) zu beiden Messzeitpunkten ihre Beweglichkeit in allen Ebenen (p<.05). Keine Unterschiede traten zwischen FD und LD auf (p>.05).
Diskussion: Die Muskeln des menschlichen Körpers sind strukturell nicht voneinander unabhängig, sondern – wie Publikation II zeigt - zumindest zu großen Teilen direkt miteinander verbunden. Das alleinige Vorliegen myofaszialer Ketten impliziert jedoch noch keine funktionelle Relevanz. Die im Rahmen von Publikation III durchgeführte Studie liefert Hinweise darauf, dass bewegungsbasierte Interventionen auf Basis myofaszialer Ketten zu relevanten Ferneffekten führen. Zu ermitteln bleiben die Ursachen für die richtungsunspezifischen Beweglichkeitssteigerungen im Bereich der Halswirbelsäule nach Ferndehnübungen sowie die einen möglichen mechanischen Krafttransfer beeinflussenden Faktoren.
Effekte eines zweijährigen Krafttrainings auf die Sprintleistung im Nachwuchsleistungssport Fußball
(2015)
In der internationalen Forschung von Effekten durch ein Krafttraining auf sportrelevante Leistungsparameter im Nachwuchsleistungssport Fußball gibt es keine langfristigen Untersuchungen mit einer Interventionsdauer von mehr als einem Jahr. Generell finden sich kaum bis keine Untersuchungen mit experimentellem Charakter über diesen Zeitraum. Demnach kommt es in der Literatur oft zu reinen Spekulationen über mögliche langfristige Anpassungen aufgrund der ermittelten Ergebnisse über kurze Interventionszeiträume. Dies führt dazu, dass eine Aufklärung bezüglich langfristiger Anpassungen von Trainingsmaßnahmen durch diese Art von Untersuchungen nicht gegeben werden kann. Gerade vor dem Hintergrund koordinativ anspruchsvoller Leistungsparameter ist der Spekulationsfaktor um ein vielfaches höher, da die Anzahl leistungslimitierender Faktoren 1 Einleitung und Problemstellung höher ist. Weiterhin sind Längsschnittuntersuchungen im leistungsorientierten Sport kaum vorhanden, da in der Praxis oft eine gewisse Skepsis vorherrscht, wenn sich Trainingsinterventionen möglicherweise negativ auswirken bzw. ohne Auswirkungen bleiben können. Diese Problematik zeigt sich nicht nur bei Profifußballspielern in hohem Maße, sondern auch im Nachwuchsbereich leistungsorientierter Fußballspieler. Zusätzlich kommt im Nachwuchsbereich neben der erwähnten Problematik noch der reduzierte Trainingsumfang für das Fußballtraining hinzu, der aus Zeitproblemen wegen der Schulpflicht resultiert. Ziel dieser Arbeit ist es daher aufzuzeigen, inwiefern sich ein langfristig periodisiertes Krafttraining über ein bzw. zwei Jahre im leistungsorientierten Nachwuchsfußball auf die im Fußball leistungsdeterminierenden Schnelligkeitsparameter, dem Linearsprint über 30m und dem Richtungswechselsprint, auswirkt. Daraus sollen sich Empfehlungen für die Praxis ableiten, um die Trainingsqualität im leistungssportlich orientierten Fußball zu steigern. Dazu werden Nachwuchsfußballspieler zweier anerkannter Nachwuchsleistungszentren des Deutschen Fußballbunds (DFB) über zwei Jahre begleitet. Aus den Daten soll ersichtlich werden, inwiefern sich Maximalkraft- und Sprintleistungen bei Fußballspielern, die ein Krafttraining durchführen, im Vergleich zu denjenigen, die nur das reguläre Fußballtraining absolvieren, entwickeln. Diese Betrachtung wird über die im Fußball gängigen Altersklassen A-, B- und C-Junioren vorgenommen. Weiterhin soll sich zeigen, ob mögliche Unterschiede der Leistungsentwicklung zwischen den Altersklassen zu erwarten sind.
Patienten mit chronisch-unspezifischen Nackenschmerzen weisen Studien zufolge ein gegenüber symptomfreien Personen pathologisch verändertes Bewegungsverhalten der Halswirbelsäule auf. Aktuelle Untersuchungen bestätigen dabei eine im Vergleich zu gesunden, symptomfreien Probanden verminderte Beweglichkeit der Zervikalregion. Mit dem Fokus auf sensomotorische Funktionen deuten Studien zudem ein erhöhtes Maß an nicht-intendierter Bewegungsvariabilität sowie ein vermindertes Maß an Nebenbewegungen in andere Ebenen bei der Durchführung zweidimensionaler Bewegungsabfolgen an. Demgegenüber verändert sich bei symptomfreien Personen das zervikale Bewegungs-verhalten im Altersverlauf. Aktuelle Untersuchungen indizieren dabei eine im Alter erhöhte Bewegungsvariabilität. Zusätzlich indizieren Studien ein mit zunehmendem Alter geringer werdendes maximales Bewegungsausmaß der Halswirbelsäule. Publizierte Normwerte drücken diese altersabhängigen Veränderungen jedoch nur grob kategorisierend für größere Altersspannen aus. Daten zu möglichen Zuordnungsmöglichkeiten von Patienten und gesunden Personen anhand trennscharfer Schwellenwerten zum Bewegungsausmaß und zur Bewegungskonsistenz fehlen gänzlich.Vor diesem Hintergrund war das Ziel der Studie die Entwicklung und Validierung klassifikatorischer Modelle zur Diskriminierung von symptomatischem und asympto-matischem zervikalem Bewegungsverhalten. Symptomfreie Probanden (120) wurden konsekutiv der Modellentwicklung (n = 100, 18 – 75 Jahre, 36 f) bzw. der Modellvalidierung zugeteilt (n = 20, 23 – 75 Jahre, 15 f). Zusätzlich wurden zur Modellvalidierung ebenfalls 20 Patienten mit chronisch-unspezifischen Nackenschmerzen eingeschlossen (22 – 71 Jahre, 15 f). Alle Probanden absolvierten initial eine Bewegungsanalyse zur Erhebung des Bewegungsverhaltens der Halswirbelsäule. Diese beinhaltet ein Set zu fünf repetitiven zervikalen Flexions-/Extensions-Bewegungszyklen. Die kinematischen Variablen wurden dabei ultraschalltopometrisch erfasst. Diese standardisierte Erhebung erfolgte in stabiler aufrechter Positionierung und selbstgewählter Geschwindigkeit unter Verwendung eines nichtinvasiven 3D-Bewegungsanalysesystems. Die kinematischen Charakteristika, bestehend aus maximalem Bewegungsausmaß in der Sagittalebene (ROM), den Variationskoeffizienten (CV) sowie den mittleren Nebenbewegungen in Frontal- und Transversalebene (NEB) wurden final aus den Rohdaten berechnet. Im Anschluss erfolgte die Modellentwicklung auf Basis von Cut-Offs. Dies geschah mittels der Erstellung von voraussetzungskonformen linearen Regressionsmodellen. Unabhängige Variable war dabei das Alter, die abhängige Variable stellte das jeweilige kinematische Charakteristikum dar. Die Cut-Offs beschrieben jeweils die Prognose-Konfidenzintervalle der Regressionsgeraden (90% Prognose-Konfidenzintervall für individuelle Werte (ind) und 95% Prognose-Konfidenzintervall für Mittelwerte (MW)). Die Werte der kinematischen Analyse jedes Probanden, der in die Modellvalidierung der entwickelten Cut-Offs eingeschlossen wurde, wurden anschließend mittels dieser Cut-Offs klassifiziert als ‘asymptomatisch’ oder ‘symptomatisch’. Auf der Basis dieser Zuteilung wurden die Cut-Offs stringent mittels Vierfeldertafeln auf ihre Trennschärfe in der Diskriminierung von chronisch-unspezifischen Nackenschmerzpatienten und symptomfreien Personen überprüft. Alle entwickelten Modelle wiesen einen gerichteten linearen Zusammenhang zwischen Alter und dem jeweiligen kinematischen Charakteristikum auf. Auf Basis der internen Validierung beinhaltet das 95%-Konfidenzintervall der Steigung der Regressionsgeraden in dem vorliegenden Modell den Nullwert nicht und schließt zudem bei allen drei Modellen die bei der Erstellung des Modells gefundene Steigung ein. Bei der Modellvalidierung ergab die Bewertung der Vierfeldertafeln überzufällige Unterschiede zwischen erwarteter und beobachteter Häufigkeitsverteilung der mittels Prognose-Konfidenzintervalle für Mittelwerte für ROM (ROMMW; Chi2= 6.8; p< .01) und CV (CVMW; Chi2= 6.42; p< .05) klassierten kinematischen Größen, nicht jedoch für die vier anderen Klassifikatoren (p> .05). Im Anschluss ergab die Analyse der Trennschärfe der Modelle mit überzufälliger Merkmalsverteilung eine Sensitivität von 60 % für ROMMW und von 75 % für CVMW. Die Spezifität betrug 85 % für ROMMW und 65 % für CVMW. Die Resultate demonstrieren einerseits einen linearen Zusammenhang von Alter und verschiedener kinematischer Charakteristika sowie eine überzufällige Merkmalsverteilung für die Modelle ROMMW und CVMW mit ausreichender Spezifität und Sensitivität und – daraus hervorgehend – eine ausreichende Trennschärfe der klassifikatoren in der Differenzierung von symptomatischen und asymptomatischen Bewegungsmustern. Die Resultate sind einerseits im Einklang mit anderen – kategorisierenden – Studienresultaten und ergänzen andererseits – durch die Erstellung und Bewertung trennscharfer Klassifikatoren – den aktuellen Forschungsstand konsekutiv. Die Trennschärfe-Indizes bewegen sich dabei in vergleichbarer Größenordnung wie andere (subjektive) Klassifikatoren (z.B. Schmerzstärke) zur Einordnung von Nackenschmerzpatienten. Insbesondere in der individuellen Beurteilung, aber auch für mögliche prospektive Vergleiche sind valide Ein ordnungskriterien von Belangen und bieten gegenüber einfachen kategorisierenden Gruppenwerten genauere und verlässlichere Klassierungen. Zukünftige Forschungsaktivitäten sollten sich insbesondere mit der Übertragbarkeit vorliegender Cut-Offs auf interventionsinduzierte individuelle Veränderungen auseinandersetzen.
Das Anforderungsprofil des Fußballspieles zeigt, dass Maximal- und Schnellkraftleistungen einen leistungsdeterminierenden Faktor in dieser Sportart einnehmen. Krafttrainingsinterventionen im Kindes- und Jugendalter bis hin zum Erwachsenenalter führen zu Leistungsverbesserungen in Maximal- und Schnellkraftparametern. Ziel dieser Untersuchung ist es daher zu klären, ob und wie sich eine zweijährige Krafttrainingsintervention auf Maximal- und Schnellkraftleistungen jugendlicher Athleten aus dem Nachwuchsleistungssport auswirkt. An der zweijährigen Untersuchung nahmen 114 Probanden aus zwei Vereinen teil, die durch den Deutschen Fußball Bund e.V. mit dem Prädikat eines Leistungszentrums ausgezeichnet sind. Die Fußballer wurden in zwei Gruppen unterteilt. Die Fußballer wurden zusätzlich jeweils in Subgruppen nach Alter (unter 14 Jahren [U14], unter 16 Jahren [U16] und unter 18 Jahren [U18]) zugeordnet. Die eine Gruppe (KT) führte zweimal wöchentlich zusätzlich zum regulären Fußballtraining ein Krafttraining durch, die andere Gruppe (KG) absolvierte ausschließlich das reguläre Fußballtraining. Es wurde die Leistungsfähigkeit im Squat- (SJ), Countermovement- (CMJ) und Drop Jump (DJ) aus unterschiedlichen Höhen (16 bis 40 Zentimeter), sowie Maximalkraftleistungen im Einer-Wiederholungs-Maximum (1RM) der Front- und Nackenkniebeuge vor, nach einem Jahr und nach der zweijährigen Trainingsphase erfasst. Zur Kontrolle des Einflussfaktors Wachstum wurden in diesem Forschungsprojekt Querschnittsdaten im SJ, CMJ und DJ von insgesamt 426 Schülern (männlich) im Alter zwischen 12 und 19 Jahren analog zu den Fußballern erhoben. Die Schüler wurden in Altersklassen (U13 bis U19) eingeteilt. Für die Analyse der Leistungsentwicklung innerhalb einer Gruppe und die paarweisen Vergleiche zwischen zwei Gruppen wurde eine zweifaktorielle Varianzanalyse mit Messwiederholung mit den Faktoren Gruppe und Zeit durchgeführt. Im Falle signifikanter F-Werte wurde eine Posthoc-Analyse (Scheffe) durchgeführt, um die Lokalisation der signifikanten Veränderungen zu errechnen. Die Analyse der Querschnittsdaten erfolgte über die einfaktorielle Varianzanalyse. Die Posthoc-Analyse (Scheffe) zeigte statistisch signifikante Leistungsunterschiede zwischen den Altersklassen auf (paarweise Vergleiche zwischen zwei Altersstufen). Zur Ermittlung von Zusammenhängen zwischen verschiedenen Parametern wurde die Produkt-Moment-Korrelation nach Pearson berechnet. Das Signifikanzniveau wurde für alle statistischen Verfahren auf p < 0,05 festgelegt. Im Vergleich der Fußballer schnitt die Krafttrainingsgruppe nach der zweijährigen Untersuchungsdauer in den Maximalkraftleistungen der Front- und Nackenkniebeuge in allen Altersklassen signifikant besser ab. Die Ergebnisse der KG zeigen in der U18 für die Maximalleistungen bei den Kniebeugen über zwei Jahre Steigerungen im Mittel von 9,3 ± 13,1 bis 37,1 ± 21,4%, in der U16 von 48,3 ± 39,7 bis 62,1 ± 53,3% und in der U14 von 84,4 ± 26,1 bis 94 ± 39,8%. Die Leistungssteigerungen der KT in den Maximalkraftparametern übersteigen die Zunahmen der KG bei Weitem. In der U14 finden sich je nach Parameter zwischen 290,9 ± 107,7 bis 312,6 ± 118,6% Leistungssteigerung über zwei Jahre. Die U16 weist 112,4 ± 32,7 bis 121,4 ± 39,4% Leistungssteigerung auf und die U18 zwischen 104,0 ± 45,6 bis 106,0 ± 34,4% Leistungssteigerung je nach Parameter über zwei Jahre. Im Squat Jump zeigte die KT ebenfalls signifikant bessere Leistungen (U18: 26,1 ± 13,9%, U16: 29,7 ± 16,7%, U14: 30,9 ± 13,8%), als die Gruppe, die kein Krafttraining absolvierte (U18: 1,0 ± 8,7%, U16: 10,4 ± 11,8%, U14: 8,1 ± 9,9%). Ähnliche signifikante Steigerungsraten wurden beim Countermovement Jump (U18: 20,3 ± 14,0% vs. 1,2 ± 6,9%, U16: 21,2 ± 14,4% vs. 11,1 ± 10,5%, U14: 21,6 ± 14,4% vs. 9,9 ± 7,7%) zugunsten der KG ermittelt. Die U18 der KT weist im Mittel Steigerungen des Drop Jump in den jeweiligen Höhen von 6,6 ± 16,9 bis 14,8 ± 21,3% auf. Es wurden keine signifikanten Unterschiede zur KG analysiert (Steigerungen: 0,0 ± 20 bis 6,2 ± 27,0%). Die U16 der KT erreicht Steigerungen im DJ im Mittel von 35,8 ± 28,8 bis 36,9 ± 22,5%. Dies führte zu signifikanten Unterschieden gegenüber der KG, die Steigerungen von 15,1 ± 20,8 bis 22,0 ± 19,0% aufwies. Zwischen den Gruppen der U14 kam es zu signifikanten Unterschieden im Ausgangstest. Die KT der U14 wies höhere Steigerungen (29,2 ± 25,8 bis 41,3 ± 29,3%) auf als die KG (1,5 ± 18,3 bis 15,2 ± 30,8%). Die Abschätzung der Leistungsentwicklung in den Schnellkraftparametern zeigte, dass es mit dem Alter zu leistungspositiven Veränderungen kommt. Unterstellt man, dass die Differenz zwischen den Mittelwerten der Leistungsparameter der einzelnen Altersklassen der untrainierten Schüler die entwicklungsbedingte Leistungsentwicklung darstellt, finden sich die höchsten Zunahmen zwischen den Altersklassen der U13 und der U17 und die geringsten Zunahmen bei den ältesten Jugendlichen. Die Gruppenvergleiche erreichten nicht zwischen allen Altersstufen signifikantes Niveau, sondern zum Teil erst zu mindestens zwei Jahre älteren Probandengruppen. Die Zusammenhangsanalysen zeigen hohe Zusammenhänge zwischen dem SJ und CMJ und den Maximalkraftparametern. Die Zusammenhänge zwischen den Maximalkraftparametern und den Leistungen im DJ klassifizieren sich als gering bis mittel. Die Daten zeigen, dass sowohl dem Faktor körperliche Entwicklung, als auch der Sportart Fußball leistungspositive Einflüsse auf Schnellkraftleistungen zugeordnet werden können. Die Datenlage dieser Untersuchung zeigt ferner, dass ein Krafttraining einen positiven Effekt auf Leistungsparameter im Fußball hat. Eine langfristige Trainingsintervention von zwei Jahren kann zu einer deutlichen Steigerung des 1RM, des SJ, des CMJ und des DJ führen. Die Maximal- und Schnellkraft ist demnach im Jugendalter durch ein langfristig angelegtes Krafttraining sehr gut zu steigern. Demnach ist ein ergänzendes Krafttraining im Nachwuchsleistungssport der Sportart Fußball zu empfehlen.
Sedentäres Verhalten steht als Risikofaktor in Verbindung mit kardiovaskulären und metabolischen Erkrankungen sowie der Gesamtsterblichkeit. Die Unterbrechung sedentären Verhaltens durch körperlicher Aktivität wird mit einem verringerten Risiko für kardiovaskuläre und metabolische Erkrankungen in Zusammenhang gebracht. Ziel der Studie ist der Vergleich akuter Effekte aktiver Unterbrechungen während- und körperlicher Aktivität vor mehrstündigem sedentärem Verhalten auf metabolische Veränderungen, innerhalb einer Gruppe junger gesunder Frauen.
18 gesunde Frauen (25.6y±2.6, BMI 21.5 kg/m2±2.0) nahmen an einer balancierten Crossover-Studie mit Kontroll-(CTRL) und 2 verschiedenen Bewegungsarmen teil. Alle Studienarme umfassten eine 4 stündige Sitzphase und eine Frühstücksmahlzeit mit standardisierter Zusammensetzung und selbstgewählter Menge. Während der Bewegungsarme fuhren die Probandinnen 30min am Stück vor (PRE) oder in 5x je 6min als aktive Unterbrechung (BREAK) der Sitzphase auf einem Radergometer (70% VO2max). Es wurden Insulin-, Glucose- und Triacylglycerol-Blutwerte vor (Baseline) und zu 6 Zeitpunkten während der Sitzphase in allen 3 Studienarmen erfasst. Die Kinetik dieser metabolischen Parameter wurde mittels maximaler- und minimaler Differenz zum Baselinewert sowie „incremental Area Under the Curve“ (iAUC) als Hauptzielparameter erfasst. Die Untersuchung auf Unterschiede der Hauptzielparameter zwischen den Untersuchungsarmen wurde mittels Varianzanalysen unter Berücksichtigung der aufgenommenen Nahrungsmenge als Kovariate (ANCOVA) durchgeführt.
Die Analyse der Insulinkinetik zeigte geringere Serum Insulinkonzentrationen im Zeitverlauf (iAUC) im Untersuchungsarm mit aktiven Unterbrechungen (BREAK). Weiterhin war in BREAK die maximale Differenz zum Baselinewert der Insulinkonzentration verglichen zur Bedingung ohne Aktivität (CTRL) niedriger. Die Kinetik der Blutglukose und Serum Triacylglycerolkonzentration unterschied sich nicht zwischen den Untersuchungsarmen. Die aufgenommene Nahrungsmenge zeigte einen deutlichen Einfluss auf die Kinetik der Insulin und Glukosekonzentration.
Die Resultate bestätigen spezifische Effekte von aktiven Unterbrechungen auf die zelluläre Glukoseaufnahme während sedentären Verhaltens. Die Nahrungsmenge beeinflusst das Ausmaß der postprandialen metabolischen Veränderungen während sedentären Verhaltens. Zukünftige Studien sollten den Einfluss der Häufigkeit und zeitliche Anordnung von Pausen in Abhängigkeit der Nahrungsaufnahme überprüfen.
Versucht eine gesunde Person, regungslos auf einer Stelle zu stehen, so kann man feststellen, dass diese vermeintlich einfache Aufgabe nicht zu erfüllen ist. Dieses scheinbar statische Gleichgewicht beim ruhigen Stehen ist bei genauer Betrachtung beherrscht von subtilen, kontinuierlichen Körperschwankungen. Warum treten solche variablen Muster im Gleichgewichtsprozess auf? Die Untersuchung (Ursachenforschung, Beschreibung, Bewertung) dieser Fluktuationen ist Gegenstand der vorliegenden grundlagenwissenschaftlichen Arbeit.
Aufgabe und Inhalt dieser Arbeit war es zu untersuchen, inwieweit ein zielgruppenspezifisches Trainingsprogramm (IST - infanteriespezifisches Training) und die Verwendung der stochastischen Resonanztherapie (SRT Zeptoring) Einfluss auf die Steigerung der motorischen Fähigkeiten Kraft, Ausdauer, Koordination und Schnelligkeit während der militärischen Ausbildung hat. Dazu wurden an 2 Probandengruppen (Experimentalgruppe: Feldwebelanwärterlehrgang Fallschirmjägertruppe, n = 38; Kontrollgruppe: Zugführerlehrgang für Offiziere/-anwärter Fallschirmjägertruppe, n = 26) verschiedene sportmotorische Testungen (BFT; McGill Rumpfkrafttest; Testor- Koordinationstestung; Herzfrequenzmessung und -dokumentation) zur Untersuchung und Darstellung der spezifischen physischen Fitness vollzogen und ausgewertet. Die Experimentalgruppe durchlief das zu untersuchende 7-wöchige IST- Zirkeltraining (14 Trainingseinheiten/2-mal wöchentlich), bestehend aus 15 Übungen, welche neben den Kraftfähigkeiten auch die anderen zu testenden motorischen Fähigkeiten beanspruchten. In diesem Programm wurden Hilfsmittel des täglichen Bedarfs (Reifen, Sandsäcke etc.), Körpergewichtstraining und Trainingsgeräte wie Kettlebells und Schlingentrainer verwendet, um v.a. die funktionellen Bewegungsanforderungen zu trainieren, welche einen Transfer zu den Bewegungsmustern des militärischen Alltags darstellen. Die Durchführung unterlag den planerischen und zeitlichen Vorgaben und Gegebenheiten des Lehrgangsalltags, so dass die Durchführungsbedingungen möglichst realistisch und damit auf andere Ausbildungsabschnitte reproduzierbar sind. Zur Untersuchung des möglichen Einflusses der SRT (2-mal wöchentlich/ je 1 Minute vor den Trainingseinheiten IST) wurde zu Beginn der Trainingsintervention die Experimentalgruppe in zwei gleich große und leistungsstarke Subgruppen (Gruppe „IST+SRT“; Gruppe „IST“; je n=19) mittels Parallelisierungsverfahren aufgeteilt. Die Kontrollgruppe führte während des Untersuchungszeitraums kein spezielles Training durch, hierdurch sollten die Lehrgangsbelastungen und die Wirkungen der Treatments erkennbar gemacht werden.
Ergebnisse: Die Auswertungen des BFT ergaben, dass die Probanden der Experimentalgruppe in den Disziplinen Klimmhang (+ 16,00 % ; p < 0,001) und 11 × 10-m-Sprint (– 4,90 % ; p < 0,001) einen deutlichen Leistungszuwachs erzielten, nur die Zeiten 1000-m-Lauf verschlechterten sich leicht um + 0,60 % (p = 0,622). Die Teilnehmer der Kontrollgruppe hatten in allen Bereichen deutliche Leistungseinbußen (Klimmhang: – 11,30 %; p < 0,001 / 11 x 10 m Sprint: + 4,50 %; p < 0,001 / 1000-m-Lauf: + 3,50 %; p < 0,01). Gleiches galt für die gemessenen Herzfrequenzen während des 1000-m-Laufs (PRE - POST), die HFmax. / HF ∅-Werte sanken bei der Experimentalgruppe (– 4,82 % / – 4,36 %; p < 0,001 / p < 0,05) und stiegen bei der Kontrollgruppe (+ 0,12 % / + 0,31 %; p = 0,914 / p = 0,886). Dies ist als positive Anpassung der Ausdauerleistungsfähigkeit (Ökonomisierung) bei der Experimental- bzw. als Rückgang dieser Kapazitäten bei der Kontrollgruppe zu bewerten.
Um das Treatment SRT zu untersuchen absolvierte nur ein Teil der Experimentalgruppe dieses Verfahren. Die Ergebnisse dieser Subgruppe („IST + SRT“) zeigen in allen Disziplinen höhere Zuwächse und Effektstärken als dies die Vergleichsgruppe „IST“ (nur IST, keine zusätzliche SRT) erzielte (Klimmhang: + 21,54 % vs. + 10,60 %; p < 0,001 / 11 × 10-m-Sprint: – 6,70 % vs. – 3,05 %; p < 0,001 / 1000-m-Lauf: + 0,54 % vs. + 0,69 %; p = 0,813 bzw. p = 0,687). Besonders der höchstsignifikanter Unterschied zwischen der „IST+SRT“- und „IST“- Gruppe bei den
Leistungsentwicklungen beim 11 × 10 m Sprint, zeigt, dass vor allem bei dieser Disziplin, in der Agilität / Schnelligkeit / Gewandtheit (vgl. EßFELD, 2006) besonders abverlangt wurden, das zusätzliche Treatment SRT besonders wirkungsvoll war. Dieses Testprofil entspricht auch am ehesten den realen Bewegungsformen im Gefecht, weshalb die Anforderungen und der damit bedingte Transfer zu den motorischen Anforderungsprofilen hierbei besonders hervorzuheben ist. Bei den Diziplinen 1000-m-Lauf (zyklische Laufbewegung) und Klimmhang (isometrische Haltearbeit) sind naturgemäß geringere koordinative Anforderungen gegeben, weshalb die Unterschiede zwischen den Subgruppen „IST“ und „IST+SRT“ bzgl. signifikanter Veränderungen nicht so zum tragen kommen, was in gleichem Maße für alle Testübungen des McGill-Verfahrens (isometrische Haltearbeit) der Fall ist.
Bei der Überprüfung der Rumpfkraft (McGill Test) ergab sich, dass erneut die Experimentalgruppe in allen Bereichen deutliche Verbesserungen (p < 0,001) erzielte (Lateralflexion rechts : + 28,75 %; Lateralflexion links: + 23,69 %; Flexion: + 33,41 %; Extension: + 33,71 %), während die Probanden der Kontrollgruppe wiederum einen Rückgang der Ergebnisse vorwiesen (Lateralflexion rechts : – 6,55 %; p < 0,05 / Lateralflexion links: – 4,96 %; p = 0,117 / Flexion: + 1,09 %; p = 0,695 / Extension: – 0,59 %; p = 0,433). Die vormals signifikant besseren Ergebnisse der Kontrollgruppe wurden durch den Leistungszuwachs bei der Experimentalgruppe ausgeglichen, so dass zum Ende der Studie keine signifikanten Unterschiede mehr zwischen den Gruppen ersichtlich waren. Ebenfalls zeigte sich auch bei dieser Testreihe, dass die „IST+SRT“ Gruppe bessere Resultate (POST) und somit höhere Effekte erlangten als die Angehörigen der Subgruppe „IST“ (Lateralflexion rechts: + 33,13 % vs. + 24,50 %; Lateralflexion links: + 25,94 % vs. + 21,41 %; Flexion: + 35,34 % vs. + 31,20 % ; Extension: + 36,45 % vs. + 31,15 %).
Die Überprüfung der muskulären Balance (McGill Test) der Lendenwirbelsäule (Indikator für eine Verletzungsprophylaxe) zeichnete dasselbe Bild, während sich die Werte der Experimentalgruppe verbesserten, verschlechterten sich diejenigen der Kontrollgruppe.
Die Gleichgewichtsfähigkeit / posturale Kontrolle (mittlere Auslenkung) verbesserte sich bei der Experimentalgruppe (gesamt) um – 8,63 % (p < 0,05); auch hier bei der Gruppe „IST+SRT“ (–10,72 %) deutlicher als bei der Gruppe „IST“ (– 6,37 %). Die Wirkungen der SRT auf die posturale Kontrolle und Körperstabilität konnten darüber hinaus bei einer parallel durchgeführten Untersuchung (Störgrößentest) nachgewiesen werden. Hinsichtlich der Vergleiche der Subgruppenergebnisse (IST+SRT vs. IST) zeigten sich bei der "Zeptorgruppe" signifikante Verbesserungen, nicht jedoch bei der Kontrollgruppe,.
Die Auswertung der Befragung der Trainingsteilnehmer und Ausbilder ergab, dass diese die durchgeführten Trainingsmaßnahmen (IST und SRT) sehr praktikabel, effizient und zielführend empfanden.
Fazit: Die Anforderungen des militärischen Alltags die v.a. hohe Belastungen für den Bewegungsapparat bedeuten sind durch eine Vielzahl von Studien nachgewiesen. Diese beträchtlichen Beanspruchungen müssen muskulär stabilisiert bzw. kompensiert werden, um eine adäquate physische Leistungsfähigkeit in Einsatz und Ausbildung aufrechtzuerhalten bzw. hieraus resultierende Gefahrenpotential von Überlastungserscheinungen / Verletzungen des Bewegungsapparates zu reduzieren. Die gezeigten Ergebnisse der Studie verdeutlichen, dass das
Zusammenwirken der Treatments IST und SRT positive und nachweisliche Steigerungen der (infanterie-)spezifischen Kraft- und Koordinationsparameter und der anaeroben Leistungsfähigkeit bzw. Herzfrequenzwerte unter Belastung erwirkten. Der Zeitaufwand für die Umsetzung dieses Trainingssystems und -verfahrens war verhältnismäßig gering und erfüllte so die lehrgangsbezogenen Richtwerte. Die Aussage, dass eine zweimalige wöchentliche Trainingsintervention die Leistungsfähigkeit der Probanden (Experimentalgruppe) deutlich steigerte wurde durch die dargestellten Ergebnisse der Untersuchungen belegt. Die Lehrgangsbelastungen jedoch, ohne ein regelmäßig durchgeführtes spezifisches Training, führen zu einer Reduktion der physischen Leistungsfähigkeit, was die Ergebnisse der Kontrollgruppe beweisen und die Bewertung der Effekte der Experimentalgruppe noch verstärken.
Ein kraftorientiertes Programm mit funktionell-koordinativen Übungen in Verbindung mit einem spezifischen Warm-Up forciert durch die SRT scheint für die Zielgruppe Infanterist/Fallschirmjäger eine durchgreifend effektive Trainingsmaßnahme zum Ausbau der spezifischen motorischen Anforderungsprofile des militärischen Alltags darzustellen.
Cognitive flexibility and cognitive stability : neural and behavioral correlates in men and mice
(2014)
The ability to flexibly adjust behavior according to a changing environment is crucial to ensure a species' survival. However, the successful pursuit of goals also requires the stable maintenance of behavior in the face of potential distractors. Thus, cognitive flexibility and cognitive stability are important processes for the cognitive control of behavior. There is a large body of behavioral and neuroimaging research concerning cognitive control in general, but also specifically on cognitive flexibility and cognitive stability, albeit most often assessed in separate task paradigms. Nevertheless, whether cognitive flexibility and cognitive stability depend upon separate or shared neuronal bases is still a matter of debate. Complementing empirical research, computational models have become an important strategy in neuroscientific research, as they have the potential of providing mechanistic explanations of empirical observations, for example by allowing for the direct manipulation of molecular parameters in simulated neural networks. The computational model underlying the so-called Dual-State Theory contains specific hypotheses with respect to cognitive flexibility and cognitive stability. The neural networks simulated by this model exhibit multiple stable firing states, i.e., the neural network can maintain a high firing state also without continuing external input due to a network architecture consisting of recurrently connected neurons. Transitions between such network states, also called attractor states, can be induced by external input, and represent working memory contents or active task rules. Simulations showed that the stability of these attractor states, and thus of task rule representations, depend on the dopamine state of the system and can consequently vary between persons. The Dual-State Theory predicts an antagonistic relationship between cognitive flexibility and cognitive stability, as robust attractor states would facilitate the inhibition of distractors, but impair efficient task switching, while rather unstable attractor states would promote efficient transitions between representations but would also come at the cost of increased distractibility.
Based on the Dual-State Theory, a task paradigm was designed allowing for the simultaneous assessment of cognitive flexibility, in the sense of rule-based task switching, and cognitive stability, in the sense of inhibiting irrelevant distractors. Furthermore, a behavioral measure was developed to assess the individual attractor state stability, named spontaneous switching rate (SSR). In the first study of this work, this paradigm was tested in a sample of healthy human subjects using functional magnetic resonance imaging (fMRI). An overlapping fronto-parietal network was activated for both cognitive flexibility and cognitive stability. Furthermore, behavioral as well as neuroimaging results are in favor of an antagonistic relationship between cognitive flexibility and cognitive stability. A specific prefrontal region, the inferior frontal junction (IFJ), was implied to potentially contain the relevant neural networks mediating the transitions between attractor states, i.e., task rule representations, as its activity was modulated by the SSR such that persons with rather unstable attractor states activated it less during task switching while showing better performance. Most importantly, functional connectivity of the IFJ was antagonistically modulated by the SSR: more flexible persons connected it less to another prefrontal area during task switching, while showing higher functional connectivity during distractor inhibition.
In a second study, a larger human sample was assessed and further hypotheses derived from the Dual-State Theory on variability of neural processing were tested: we hypothesized that persons with high brain signal variability should have less stable network states and thus benefit on tasks requiring cognitive flexibility but suffer from it when the task requires a higher degree of cognitive stability. Furthermore, recent fMRI-research on brain signal variability revealed beneficial effects of higher brain signal variability on cognitive performance in general. Using a novel customized analysis pipeline to measure trial-to-trial fMRI-signal variability, we indeed found differential effects of brain signal variability: higher levels of brain signal variability were found to be beneficial for effectiveness, i.e., performance in terms of error rates, for both cognitive flexibility and stability. However, brain signal variability impaired the efficiency in terms of response times of inhibiting distractors, i.e., cognitive stability.
Due to further predictions of the Dual-State Theory concerning schizophrenia and the dopaminergic system, it was considered valuable to pursue a translational approach and thus allowing for the employment of animal models of psychiatric diseases. Consequently, in a first step the human paradigm was translated for a murine population using an innovative touchscreen approach. Results showed analogous behavioral effects in wildtype mice as before in healthy humans: the antagonistic relation between cognitive flexibility and cognitive stability was replicated and also for mice, a behavioral measure for the individual attractor stability was established and validated, named the individual spontaneous switching score.
To conclude, we established a novel paradigm assessing both cognitive flexibility and stability simultaneously showing an antagonistic relationship between these two cognitive functions on the behavioral level in two different species, which supports predictions from the Dual-State Theory. This was further underlined by evidence on the activation, functional connectivity and signal variability level in the human brain.
Ausgehend von dem gesellschaftlichen Problem des Übergewichts im Kindesalter wird die besondere Bedeutung und Verantwortung des Sportunterrichts für diese Klientel herausgestellt. Dabei wird die These vertreten, dass der Sportunterricht seinem Auftrag nur dann gerecht werden kann, wenn es gelingt, auch übergewichtigen Kindern positive Erfahrungen in Bezug auf Bewegung, Spiel und Sport zu vermitteln. Im Rahmen dieses sportpädagogischen Problemfeldes wurde zunächst ein Fragebogen konzipiert und validiert, der das Wohlbefinden als Indikator für positive Erfahrungen übergewichtiger Schüler mit dem von normalgewichtigen Kindern vergleicht (n = 336). Eine anschließende qualitative Untersuchung in Form von Leitfadeninterviews (mit acht übergewichtigen/adipösen Kindern) ergänzt und konkretisiert die Ergebnisse.
Als wesentliches Resultat konnte die Erkenntnis gewonnen werden, dass das Wohlbefinden – gemessen durch ein faktorenanalytisch generiertes Modell mit den drei Faktoren „Sportunterricht/Sportlehrer“ (Faktor I), „sportliches Selbstwertgefühl“ (Faktor II) und „Mitschüler/Schulzufriedenheit“ (Faktor III) – keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gewichtsklassen zeigt (Faktor I p = .57; Faktor II p = .04; Faktor III p = .23). Übergewichtige Schüler fühlen sich demnach nicht weniger wohl als ihre normalgewichtigen Klassenkameraden, in der Skala sportliches Selbstwertgefühl erzielten sie sogar höhere Werte (Normalgewichtige m = 2,06 ± 0,96; Übergewichtige m = 2,27 ± 0,89). Trotz dieses positiven Befundes verspüren Übergewichtige durchaus so manche Unzufriedenheit. Die Frage nach der Wichtigkeit der bzw. der Zufriedenheit mit den Komponenten Sportunterricht, eigene sportliche Leistung, Zusammenarbeit mit den Mitschülern, Figur und Sportlehrer machte deutlich, dass den Übergewichtigen Figur und sportliche Leistung sehr wichtig sind, sie jedoch nur bedingt damit zufrieden sind. Die Unterschiede in den entsprechenden Skalen erwiesen sich als hoch signifikant (Figur p = .00 d = .28; sportliche Leistung p = .01 d = .29). Die Überprüfung der Frage F1.2 hinsichtlich der geschlechtsspezifischen Unterschiede in den Aussagen zum Wohlbefinden lieferte lediglich ein signifikantes Ergebnis (p = .01) mit mittlerem Effekt (d = .48). Übergewichtige Mädchen gaben im Faktor „Mitschüler/Schulzufriedenheit“ höhere Werte an (m = 3,27 ± 0,66) als übergewichtige Jungen (m = 2,93 ± 0,75). Daraus lässt sich schließen, dass sich die weiblichen Übergewichtigen besser von ihren Mitschülern verstanden und unterstützt fühlen und sie eine allgemein größere Schulzufriedenheit verspüren als die männliche Vergleichsgruppe.
Die Auswertung in Bezug auf die Herkunft der Schüler lieferte keine signifikanten Ergebnisse. Dieser Befund deutet auf eine gelungene Integration der ausländischen Schüler hin, die aber möglicherweise aufgrund des hohen Ausländeranteils im Stadtgebiet Offenbach nicht repräsentativ ist.
Die Auswertung der Interviews zeigte, dass der positive Selbstwert auf ein hohes Maß an sozialer Anerkennung zurückzuführen ist. Entgegen zahlreichen theoretischen Vorannahmen berichtete kein Kind von anhaltenden Diskriminierungen oder Schamgefühlen aufgrund seines Gewichts. Die Bedeutung der eigenen sportlichen Leistung zeichnete sich mehrfach als Schlüsselkriterium im Umgang mit der pädagogischen Herausforderung, dem Erschaffen eines Problembewusstseins, ohne den Selbstwert und die Freude am Sporttreiben zu trüben, ab. Übergewichtige Kinder messen der Leistung einen hohen Stellenwert bei und erkennen in der Hoffnung einer möglichen Verbesserung, dass eine Reduktion des Gewichtes vorteilhaft ist.
Background: Aging is associated with loss of balance and activity in daily life. It impacts postural control and increases the risk of falls. The current study was conducted to determine the feasibility and long-term impact of stochastic resonance whole-body vibration (SR-WBV) on static and dynamic balance and reaction time among elderly individuals.
Methods: A randomized crossover pilot study with blinding of the participants. Twenty elderly were divided into group A (SR-WBV 5 Hz, Noise 4/SR-WBV 1 Hz, Noise 1) or group B (SR-WBV 1 Hz, Noise 1/SR-WBV 5 Hz, Noise 1). Feasibility outcomes included recruitment, compliance and safety. Secondary outcomes were Semi-Tandem Stand (STS), Functional Reach Test (FRT), Expanded Timed Get Up-and-Go (ETGUG), walking under single (ST) & dual task (DT) conditions, hand and foot reaction time (RTH/RTF). Puri and Sen Rank-Order L Statistics were used to analyse carry-over effects. To analyse SR-WBV effects Wilcoxon signed-ranked tests were used.
Results: With good recruitment rate (55%) and compliance (attrition 15%; adherence 85%) rates the intervention was deemed feasible. Three participants dropped out, two due to knee pain and one for personal reasons. ETGUG 0 to 2 m (p = 0.143; ES: 0.36) and ETGUG total time (p = 0.097; ES: 0.40) showed medium effect sizes.
Conclusions: Stochastic resonance training is feasible in untrained elderly resulting in good recruitment and compliance. Low volume SR-WBV exercises over 12 training sessions with 5 Hz, Noise 4 seems a sufficient stimulus to improve ETGUG total time. The stimulation did not elicit changes in other outcomes.
Trial registration: This trial has been registered at the U.S. National Institutes of Health under ClinicalTrials.gov: NCT01045746 .
Das Phänomen der Bewegungsvariabilität erfährt in den letzten Jahren ein gesteigertes Interesse. Die Betrachtung von Modellen der Motorik zeigt, dass innerhalb traditioneller Theorien Variationen in der Bewegungsausführung als Fehler des Systems aufgefasst werden, während aktuellere Theorien Variabilität als dem System inhärente Erscheinung und als möglichen Kompensationsmechanismus betrachten. Eine Operationalisierung der Variabilität als Messwert ist abhängig vom theoretischen Ausgangspunkt. Nichtlineare und klassische Auswerteverfahren – wie die detrended fluctuation analysis, die Standardabweichung, der Variationskoeffizient, u.a. – schließen sich jedoch keinesfalls aus, sondern können sich in der Erweiterung des Verständnisses der zugrundeliegenden physiologischen Mechanismen ergänzen. In der empirischen Untersuchung wurde geprüft, ob der Einsatz von dreidimensionalen Beschleunigungsaufnehmern in der Ganganalyse die Möglichkeit bietet – neben den schon in diversen Untersuchungen dargestellten Schrittzyklusdauer und Schrittbreite – weitere Teilaspekte der Bewegung zu beschreiben und insbesondere deren Variabilität nicht ausschließlich über eine Aneinanderreihung von diskreten Werten, die jeweils einen einzelnen Zyklus abbilden, zu betrachten. 48 Sportstudenten gingen hierzu 20 bis 25 Minuten kontinuierlich, bei selbstgewählter Geschwindigkeit, die nicht willentlich verändert werden sollte, und ebenem Untergrund. Dabei trugen sie an jedem Fuß jeweils einen triaxialen Beschleunigungssensor am distalen Ende des Os metatarsale III und unterhalb des Malleolus lateralis. Über zwei Doppellichtschranken wurde die Lokomotionsgeschwindigkeit der Probanden erfasst. Anhand des Fersenkontaktes wurden die Beschleunigungs-Zeitverläufe der Versuchspersonen in einzelne Schrittzyklen getrennt und deren Dauer bestimmt. Außerdem wurde die Dauer der Stand- und Schwungphase sowie die double-support-time identifiziert. Die einzelnen Schrittzyklen pro Versuchsperson wurden zeitnormiert und für jede Achse getrennt aufsummiert, um eine ensemble-averagecurve (Punkt zu Punkt Verfahren) zu erstellen. Aus den Standardabweichungen in Allen drei Achsen wurde darüber hinaus ein Variabilitätsquader für jeden Zeitpunkt des Schrittzyklus berechnet. Diese wurden für die bereits angesprochen Phasen zusammengefasst und auf Unterschiede geprüft. Die statistische Analyse ergab, dass sich die Variabilität im Raum zwischen den Phasen signifikant unterscheidet (Signifikanzniveau 0,05), jedoch keine Unterschiede zwischen der rechten und der linken Seite bestanden. Für die Zeitreihen, die aus der Schrittzyklus-, Standphasen- und Schwungphasendauer sowie den double-support-times zusammengesetzt waren, wurde eine detrended fluctuation analysis durchgeführt. Der Vergleich dieser Zeitreihen mit fiktiven Zeitreihen, die die gleicheStandardabweichung und den gleichen Mittelwert allerdings eine andere zeitliche Struktur aufwiesen, zeigte, dass die Zeitreihen Langzeitkorrelationen aufwiesen. Für die Schrittzyklusdauer liegen die α-Werte mit im Gruppendurchschnitt 0,856 im Bereich derer, die in der Literatur für Normalpersonen zu finden sind. Die α-Werte für die Stand- (0,776) und Schwungphasendauer (0,656) sowie die double-support-time (0,624) können nicht mit anderen Untersuchungen verglichen werden, da – soweit bekannt – keine weiteren Studien existieren, die diese Parameter mittels DFA untersucht haben. Die Ursache der Bewegungsvariabilität – innerhalb der mechanisch zulässigen Grenzen – entsteht innerhalb des neuronalen Systems. Zytologisch lassen sich ca. 100 verschiedene Neuronentypen klassifizieren. Die Vielfalt der Ionenkanalausprägung ist allerdings noch größer. Leckströme, ungerichtete Ausschüttung von Transmittern, Veränderungen des Zellvolumens, transzelluläre Boten u.a. sind für Schwankungen der intra- und extrazellulären Ionenkonzentrationen und somit für die Fluktuationen des Membranpotentials einer Nervenzelle verantwortlich. Auch die synaptische Übertragung ist variabel: Das gleiche präsynaptische Potential sorgt nicht für die Ausschüttung der gleichen Menge an Vesikeln. Auch die Wirkung des Neurotransmitters an der postsynaptischen Membran ist von diversen Mechanismen modulierbar. Aus energetischer Sicht muss man das Henneman-Prinzip für die Rekrutierung von motorischen Einheiten innerhalb des Motoneuronenpools nach Größe in Frage stellen. Ohne weitere modulierende Faktoren würden bei wiederholter Ausführung einer submaximalen Belastung immer die gleichen motorischen Einheiten aktiviert. In Abhängigkeit der Intensität und der metabolischen Ausgangssituation würde eben dies über kurz oder lang zu einer Ermüdung führen. Dies jedoch stellt eine Gefährdung des Organismus dar. Eine Rotation in der Rekrutierungsreihenfolge der Motoneurone könnte einer Ermüdung vorbeugen. Da nun aber nicht alle Muskelfasern exakt parallel vom Ansatz zum Ursprung verlaufen, würde im Falle einer solchen Rotation gegebenenfalls zwar die gleiche Kraft, aber eventuell in leicht veränderter Richtung produziert. Es ist davon auszugehen, dass dies einen Teil derbeobachtbaren Variabilität darstellt. Aus Sicht der Sensorik ist Variabilität zu begrüßen. Wiederkehrende Reize haben keinerlei Neuigkeitswert und werden demnach schnell nicht mehr detektiert. Die Interaktion mit der Umwelt setzt aber eine möglichst präzise und umfangreiche sensorische Wahrnehmung voraus. Produziert nun die Motorik Variabilität, die dafür sorgt , dass die Sensorik ihre Detektionsqualität steigern oder zumindest länger aufrecht erhalten kann, so stellt dies eine Win-Win Situation dar.
Wassergefiltertes Infrarot A (wIRA) als spezielle Form der Wärmestrahlung mit hohem Eindringvermögen in das Gewebe bei geringer thermischer Oberflächenbelastung fördert die Heilung akuter und chronischer Wunden sowohl über thermische und temperaturabhängige als auch über nichtthermische und temperaturunabhängige Effekte. Wassergefiltertes Infrarot A steigert die Temperatur (+2,7°C in einer Gewebetiefe von 2 cm) und den Sauerstoffpartialdruck im Gewebe (+32% in einer Gewebetiefe von 2 cm) und die Gewebedurchblutung. Diese 3 Faktoren sind entscheidend für eine ausreichende Versorgung des Gewebes mit Energie und Sauerstoff und deshalb auch für Wundheilung und Infektionsabwehr. Wassergefiltertes Infrarot A hilft sowohl bei der normalen als auch bei der gestörten Wundheilung, indem es Entzündungsreaktionen und erhöhte Wundsekretion mindert, Infektionsabwehr und Regeneration fördert und Wundschmerzen lindern helfen kann. Die genannten Effekte wurden in insgesamt 7 prospektiven Studien (davon 6 randomisierten kontrollierten Studien) belegt, die meisten mit einem Evidenzgrad von Ia bzw. Ib. Die hier zusätzlich dargestellten Fallbeispiele komplizierter Wundheilungsverläufe illustrieren die belegten Wirkungen von wIRA. Nicht nur in den hier gezeigten 6 Fällen wendeten die Bestrahlungen mit wIRA komplizierte Wundheilungsverläufe zum Besseren und ermöglichten nach ganz unterschiedlich langen Gesamtdauern der Bestrahlungen (in den 6 Fällen: von 51–550 h) und nach verschieden langen Gesamtdauern der Wundpflege, meist nach Transplantation von Spalthautgittern, die Heilung der Wunden. Bei komplizierten Wundheilungsverläufen ersetzt wIRA nicht den Rat und ggf. auch die Behandlung eines erfahrenen plastischen Chirurgen und eines Chirurgen mit der Spezialisierung in septischer Chirurgie. Mit dieser Einschränkung kann wIRA als wertvolle Ergänzung der Behandlung von akuten und chronischen Wunden empfohlen werden.
Wassergefiltertes Infrarot A (wIRA) stellt eine spezielle Form der Infrarotstrahlung im Bereich von 780–1400 nm dar, die aufgrund ihrer sehr guten Verträglichkeit in der Medizin zur Prävention und Therapie verwendet wird.
wIRA steigert Temperatur, Sauerstoffpartialdruck und Durchblutung im Gewebe. wIRA mindert indikationsübergreifend Schmerzen, Entzündung und vermehrte Sekretion und verbessert die Infektabwehr und Regeneration, insbesondere auch nach sportlicher Belastung. Zudem kann wIRA als kontaktfreies Verfahren simultan mit Bewegung und Training kombiniert werden.
Die klinische Anwendung von wIRA kann präventiv, therapeutisch, regenerativ oder rehabilitativ erfolgen.
Der hier vorliegenden Übersicht liegen u.a. 6 sportmedizinische Studien mit wIRA zugrunde.
So nahmen beispielsweise 25 Probanden an einer prospektiven, randomisierten, kontrollierten Studie mit stufenweise ansteigender ausbelastender Fußkurbelergometrie teil, an einem Tag mit anschließender Bestrahlung der ventralen Oberschenkelmuskulatur mit wIRA (bzw. am Kontrolltag stattdessen Pause) in Ruhe über 20 Minuten. Am Tag mit Bestrahlung verbesserte sich das Befinden der belasteten Oberschenkelmuskulatur auf einer visuellen Analogskala (umsetzbar in 0–100) von 36 auf 71 signifikant mehr (p=0,0138) als am Kontrolltag in Ruhe ohne Bestrahlung (von 34 auf 54). Erstaunlicherweise erreichte das Befinden nach 20 Minuten Bestrahlung wieder den Ausgangswert vor der Ergometrie von 70. Nach den 20 Minuten Ruhe (mit Bestrahlung bzw. Pause) folgte eine zweite Ergometrie, in der die Leistungsfähigkeit am Tag mit Bestrahlung signifikant weniger (p=0,0128) als am Kontrolltag absank.
Es werden ausführlich die Anwendungsmöglichkeiten von wIRA in der Sport- und Präventivmedizin dargestellt.
Moderate physical activity improves various cognitive functions, particularly when it is applied simultaneously to the cognitive task. In two psychoneuroendocrinological within-subject experiments, we investigated whether very low-intensity motor activity, i.e. walking, during foreign-language vocabulary encoding improves subsequent recall compared to encoding during physical rest. Furthermore, we examined the kinetics of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in serum and salivary cortisol. Previous research has associated both substances with memory performance.In both experiments, subjects performed better when they were motorically active during encoding compared to being sedentary. BDNF in serum was unrelated to memory performance. In contrast we found a positive correlation between salivary cortisol concentration and the number of correctly recalled items. In summary, even very light physical activity during encoding is beneficial for subsequent recall.
Der Theorieteil befaßt sich mit den bisher vorliegenden Erkenntnissen über Lerntypen. Anregungen zu dieser Untersuchung kamen von den Neurophysiologen ECCELS J.C. und POSNER M.I.,von den Pädagogischen Psychologen WEIDENMANN B und GAAL J., von dem Pädagogen VESTER F. und dem Psychologen PAIVIO A., auf dessen Thesen von den drei Kodierungssystemen (1964) die Forschungsansätze zu diesem Thema beruhen. Darüber hinaus wurde der kommerzielle Hirndominanztest von HERMANN N. und einige Arbeiten von Vertretern des Neurolinguistischen Progammierens berücksichtigt.
Untersucht wurde die Auswirkungen der visuellen, auditiven und kinästhetischen Unterrichtsformen auf zwölf Jugendliche im Alter zwischen acht und zwölf Jahren. Im Anschluß an die Untersuchung wurde den Kindern ein Fragebogen vorgelegt, mit dessen Hilfe die präferierten Sinneskanäle erfaßt werden sollten. Dies schließt insofern eine Forschungslücke, als hier zum erstenmal die Modalitäten von Probanden festgestellt wurden. Dies befähigt zur Beantwortung der Frage: Wie unterrichte ich wen?
Die Kinder hatten am Jugendtraining des Licher Golfclubs teilgenommen und standen in den letzten drei Wochen der Saison 1996 für den Test zur Verfügung. Der Lernerfolg wurde ausschließlich durch einen Vergleich der Leistung vor und nach dem Unterricht ermittelt. Hierbei wurde beobachtet, daß jedes Kind eine bestimmte Reihenfolge von Lernmodalitäten bevorzugt. Ein für diese Situation entwickelter Fragebogen stimmte in 7 von 12 Fällen mit den Testergebnissen überein. Die Lernleistung kann bei Ansprache der präferierten Sinnesmodalitäten optimiert werden.
Die Ergebnisse haben gezeigt, daß Zusammenhänge zwischen der Instruktion präferierter Sinnesmodalitäten und der Lernleistung bestehen.
Der letzte Teil der Arbeit befaßt sich mit der praktischen Umsetzbarkeit der Ergebnisse und ihren möglichen Auswirkungen auf die Kommunikation.