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Effektives Kniebeugentraining bei niedriger Belastung

Kniebeugentraining mit eingeschränkter Durchblutung (BFR) und geringer Belastung kann ebenso viel Hypertrophie auslösen wie Training bei hoher Belastung.

Über dieses Thema wurde eine Studie von Davids et al. unter dem Titel „Acute cellular and molecular responses and chronic adaptations to low-load blood flow restriction and high-load resistance exercise in trained individuals“ angefertigt.

Übersetzen lässt sich diese lange Überschrift mit „Akute zelluläre und molekulare Reaktionen und chronische Anpassungen an die Einschränkung des Blutflusses bei geringer Belastung im Vergleich zu Kraftsportübungen bei hoher Belastung bei gut trainierten Sportlern“.

Bewertet wurden dabei neun Wochen lang vor allem die aufgewandte Kraft bei den Kniebeugen, das Wachstum der Quadrizeps und einige Laborwerte auf molekularer Ebene.

Alle teilnehmenden Männer und Frauen absolvierten drei Tage pro Woche ein Unterkörpertraining, das an den Tagen 1 und 3 aus Kniebeugen, Beinpresse und Kniestreckungen bestand, an Tag 2 standen bulgarische Split-Kniebeugen und Kniestreckung auf dem Programm.

Jene Gruppe I, die das High-Load-Training durchzuführen hatte, startete mit circa 75 Prozent des 1RM, wobei jeder Satz aus acht Einzelübungen und zwei Minuten Pause bestand.

Die BFR-Low-Load-Gruppe II begann mit nur 30 Prozent 1RM-Last und fuhr dann mit dem Standardprotokoll 30-15-15-15 und 45 Sekunden zwischen den Sätzen fort.

Die Wiederholungen in Reserve wurden nach jedem Satz bewertet. In Gruppe I wurde die Belastung dann gesteigert, wenn die Teilnehmer nach aufeinanderfolgenden Sätzen mehr als zwei Wiederholungen in Reserve ausführen konnten. In Gruppe II erfolgte die Steigerung, wenn nach aufeinanderfolgenden Sätzen mehr als vier Wiederholungen in Reserve möglich waren.

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Von besonderem Interesse sind nun gewiss die Vergleiche der Maximalkraft, der Ganzmuskelhypertrophie und der Muskelfaserhypertrophie. Dass in Gruppe I das 1RM in der Kniebeuge mit +19 kg stark zunahm, ist nicht überraschend. Sehr wohl erstaunlich ist aber die Zunahme um immerhin +9 kg in Gruppe II.

Noch überraschender war das Ergebnis, dass die Quadrizeps-Querschnittsfläche und die Typ-II-Faserquerschnittsfläche (Vastus lateralis) in beiden Gruppen in recht ähnlichem Maße zunahmen. Eine signifikante Zunahme der Querschnittsfläche der Typ-I-Fasern war in keiner Gruppe zu verzeichnen.

In einer früheren Studie wurde bereits gezeigt, dass das BFR-Low-Load-Training bei Powerliftern eine signifikante fasertypspezifische Hypertrophie verursacht, was zu einem unverhältnismäßig hohen Typ-I-Faserwachstum führte. Dieses Ergebnis wird durch die vorliegende Studie nicht bestätigt. Ein überproportionales Wachstum von Typ-I-Fasern aufgrund eines BFR-Trainings mit geringer Belastung darf möglicherweise nicht verallgemeinert werden, falls so etwas ausschließlich bei Powerliftern zu beobachten ist.

Die Studie liefert auch Informationen zur Unterscheidung von Versagen und Hypertrophie. Es wird oft argumentiert, dass ein Training bei geringer Belastung nur dann zu Hypertrophie führt, wenn die Sätze bis zum Muskelversagen ausgeführt werden. In der vorliegenden Studie trainierten die Teilnehmer nicht gezielt bis zum Muskelversagen.

Wie oben erwähnt, erfolgten Steigerungen erst dann, wenn Wiederholungen in Reserve eindeutig möglich waren. Die Probanden der BFR-Gruppe mit niedriger Belastung absolvierten viele Sätze mit mehr als vier Wiederholungen in Reserve. Dennoch erfuhren sie ein Quad-Wachstum (+7,4 ± 4,3%), das mit jenem der Hochlastgruppe (+4,6 ± 2,9%), die gewiss näher am Scheitern arbeitete, vergleichbar war.

Man könnte nun einwerfen, dass die vorliegende Studie leider nicht auf ein Training bei geringer Belastung ohne BFR ausgedehnt wurde. Dennoch liefert diese Studie klare Belege dafür, dass ein Low-Load-Training (in diesem Fall mit BFR) zu Hypertrophie-Reaktionen führt, die mit jenen eines High-Load-Trainings durchaus vergleichbar sind.

Es ist wahr, dass ein Training mit hoher Belastung ein spezifischerer Stimulus für Kraftzuwächse ist. Ein Training mit geringer Belastung ist aber immerhin eine Möglichkeit, die vorhandene Kraft aufrechtzuerhalten. Das ist eine gute Nachricht für Kraftsportler, die zum Beispiel nach einer Verletzung auf ein Training mit geringer Belastung zurückgreifen müssen.

Außerdem liefert diese Studie den Beweis dafür, dass ein Training mit geringer Belastung sehr wohl eine robuste Wachstumsreaktion hervorrufen kann. Es ist also nicht notwendig, immerzu bis zum Muskelversagen zu trainieren.

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Dieser Beitrag wurde am 31.05.2022 erstellt.

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Tai Chi verhindert Stürze bei Überlebenden von Schlaganfällen

Eine interessante Arbeit, die auf der „International Stroke Conference 2013“ vor gestellt wurde, zeigte, dass Tai Chi die Fallhäufigkeit und -neigung von Überlebenden von Schlaganfällen verringert.

Im Vergleich mit Überlebenden, die eine schulmedizinisch Versorgung erhalten oder an einem offiziellen Fitness-Programm seitens der amerikanischen Gesundheitsbehörden teilnahmen, zeigten die Tai Chi Teilnehmer die geringste Zahl an Stürzen.

Tai Chi zählt zu den Kampfkünsten und geht in seiner Geschichte zurück bis ins alte China. Es beinhaltet weiche, langsame Körperbewegungen, mentale Konzentration und entspannte Atmung.

Die Leiterin der Studie, Dr. Ruth Taylor-Piliae, erklärt, dass nach einem Schlaganfall eine erhöhte Fallneigung besteht und somit die Herausforderung für den Patienten darin besteht, sein Gleichgewicht zu finden und zu halten. Tai Chi ist effektiv bei der Verbesserung der statischen und dynamischen Balance (Balance im Stehen und in der Bewegung). Beides ist wichtig, um Stürze zu vermeiden. Dazu kommt noch, dass Angebote für Tai Chi Lehrgänge reichlich vorhanden sind und kostengünstig dazu.

Patienten mit Schlaganfällen haben im Durchschnitt eine siebenmal höhere Fallhäufigkeit als gesunde Erwachsene. Diese Fälle sind dann oft die Ursache für Knochenbrüche, eine eingeschränkte Beweglichkeit und Mobilität und einer erhöhten Angst vor weiteren Stürzen, die zu einer sozialen Isolation führen können. Schon früher hat Tai Chi zeigen können, dass es die Fallneigung in gesunden alten Menschen vermindern kann.

Für die Studie nahmen die Autoren 89 Schlaganfall-Patienten – die meisten von ihnen erlitten einen ischämischen Schlaganfall – für eine randomisierte, prospektive Studie, die außerhalb von medizinischen Einrichtungen durchgeführt wurde. Die Patienten waren im Durchschnitt 70 Jahre alt; 46 Prozent waren Frauen, meist Kaukasier, Universitätsabsolventen und lebten im Großraum Tucson. Der Schlaganfall lag durchschnittlich 3 Jahre zurück.

Von den Teilnehmern übten 30 Teilnehmer Tai Chi, 28 erhielten die Standardversorgung und 31 durchliefen das Fitness-Programm. Die Tai Chi Gruppe und die Fitness Gruppe übten pro Woche 3 mal eine Stunde für die Dauer von 12 Wochen. Die Gruppe mit der Standardversorgung erhielt einen wöchentlichen Telefonanruf und Info-Material über Möglichkeiten, innerhalb der Gemeinde sportliche Aktivitäten auszuüben.

Während der Studiendauer von 12 Wochen ergaben sich insgesamt 34 verzeichnete Stürze im Haus der jeweiligen Teilnehmer, hauptsächlich basierend auf ausrutschen und stolpern. Es ereigneten sich 5 Stürze in der Tai Chi Gruppe; 15 Stürze in der Gruppe mit Standardversorgung; und 14 Stürze in der Fitness Gruppe. Nur vier Teilnehmer mussten medizinisch behandelt werden.

Der Yang-Stil des Tai Chi, so wie er in der Studie praktiziert wurde, ist der bekannteste von fünf Stilrichtungen des Tai Chi in den Vereinigten Staaten. Grund für seine Bekanntheit ist sein Schwerpunkt auf einen gesundheitlichen Nutzen, körperlicher als auch psychosozialer Natur, so die Autoren der Studie.

„Der hauptsächliche körperliche Nutzen von Tai Chi ist die Verbesserung der Balance, Stärkung des Körpers, erhöhte Flexibilität und aerobe Ausdauer. Psychosoziale Vorteile beinhalten eine geringere Neigung zu Depressionen, Unruhe und Stress und eine bessere Lebensqualität“, kommentierte Dr. Taylor-Piliae.

Quelle: Tai Chi Exercise May Reduce Falls in Adult Stroke Survivors

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Dieser Beitrag wurde am 20.05.2022 erstellt.

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Kraft und Stärke resultieren aus Muskulatur und nur untergeordnet aus neuronaler Anpassung

Im Fokus steht hier die Studie von Casolo et al. „Behavior of Motor Units during Submaximal Isometric Contractions in Chronically Strength-Trained Individuals“, was man übersetzen könnte mit: „Verhalten motorischer Einheiten während submaximaler isometrischer Kontraktionen im Krafttraining“.

Das tiefere Verständnis der Beziehung zwischen Muskel- und Kraftzuwachs kann und sollte ganz entscheidend sein für die Planung und die Überwachung des Krafttrainings. Der Powerlifter zum Beispiel richtet seinen Fokus in der Weise auf den Muskelaufbau, indem sein spezifisches Training sogar extra auf niedrige Wiederholungszahlen abzielt. Der Athlet dagegen wird seinen Kraftfortschritt eher als „Proxy“* für das Muskelwachstum verstehen.

* Kommunikationsschnittstelle in einem Rechner-Netzwerk im Sinne eines Vermittlers zwischen Anfragen und ferneren Verbindungen.

Oftmals erfahren Forschungsarbeiten über die Beziehung zwischen Hypertrophie und Kraftzuwachs gewisse Einschränkungen, die durchaus verständlich sind. Man liest immer wieder Querschnittsstudien, die eine starke Korrelation zwischen Muskulatur und Kraft belegen, doch eine solche Korrelation ist aus wissenschaftlicher Sicht noch lange kein Beweis für einen tatsächlich vorhandenen kausalen Zusammenhang.

Längsschnittstudien wären da schon besser geeignet, aber gerade bei bereits gut trainierten Kraftsportlern ist es kaum noch möglich, innerhalb einer realistischen Studiendauer genügend Wachstum zu generieren, um die Beziehung zwischen Hypertrophie und Kraftzuwachs wirklich nachweisen zu können.

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Der Zuwachs an Kraft hat neben der strukturellen (hypertrophen) Anpassung auch immer etwas mit „neuronaler Anpassung“ zu tun. Bei Untersuchungen zu solchen Fragestellungen werden aber in erster Linie die Kraft und die Muskelgröße quantifiziert, wobei die neuronale Anpassung eher so eine Art „Lückenbüßer“ darstellt. Mit anderen Worten, bei den durch Hypertrophie nicht erklärbaren Kraftschwankungen werden entweder neuronale Faktoren oder einfach nur Messfehler in Erwägung gezogen.

Vor diesem Hintergrund füllt die hier diskutierte Studie tatsächlich eine wichtige Verständnislücke. Die Forscher rekrutierten zu diesem Zweck 16 Männer mit im Durchschnitt fast sechs Jahren Erfahrung im Krafttraining und 14 untrainierte Männer.

Mittels Dynamometrie wurde bei allen die maximale isometrische Ellbogenbeugungsstärke bewertet und die anatomische Querschnittsfläche des Bizeps wurde per MRT ausgemessen. Mit der Dichte-Oberflächen-Elektromyographie (HDsEMG) wurde das Verhalten der motorischen Einheiten während der submaximalen isometrischen Kontraktionen bewertet. Diese reichten von 15 bis 70 Prozent der maximalen isometrischen Kraft.

HDsEMG unterscheidet sich etwas von der Standard-Oberflächenelektromyographie (sEMG), die lediglich ein grobes Maß für die gesamte elektrische Aktivität unter der Elektrode darstellt. Bei der HDsEMG werden eine ganze Reihe von Elektroden und spezielle Algorithmen verwendet, um das EMG-Signal zu zerlegen.

Auf diese Weise lassen sich die einzelnen motorischen Einheiten isolieren und getrennt bewerten, das heißt, man erhält Auskunft über die Rekrutierungsschwellen und die Entlassungsraten der verschiedenen motorischen Einheiten.

Dadurch kann zum Beispiel beurteilt werden, ob die trainierten Kraftsportler grundsätzlich geschickter darin sind, ihre motorischen Einheiten zu rekrutieren, oder ob sich deren motorische Einheiten mit höherer Frequenz entladen können, was bedeuten würde, dass sie ihren Muskeln einen größeren Kontraktionsimpuls geben.

Wenn trainierte Lifter tatsächlich mehr Kraft relativ zur maximalen Kraftabgabe bei gleichzeitig niedrigeren Entladungsraten der motorischen Einheiten erzeugen, deutet dies klar auf eine bessere „neuronale Effizienz“ hin.

Ergebnisse

Wie zu erwarten waren die trainierten Lifter mit fast 65 Prozent mehr an maximaler isometrischer Ellbogenbeugungskraft erheblich stärker als die untrainierten Teilnehmer der Vergleichsgruppe. Die anatomische Querschnittsfläche des Bizeps war im Durchschnitt sogar fast 72 Prozent größer.

Dagegen zeigte sich das Verhalten der motorischen Einheiten in beiden Gruppen durchaus ähnlich. Das betrifft die Rekrutierungsschwellen relativ zur maximalen Kraft, die Entladungsraten der motorischen Einheiten während der submaximalen Kontraktionen sowie das Verhältnis zwischen der Entladungsrate und der relativen Kraftabgabe.

Im Original klingt das Résumé der Wissenschaftler so: „Die größere absolute Krafterzeugungskapazität der krafttrainierten Personen bei gleichem neuralen Input zeigt, dass bei submaximaler Anstrengung eher morphologische als neurale Faktoren der vorherrschende Mechanismus für ihre verstärkte Krafterzeugung sind.“

Bei rein isometrischer Bewertung der Kraft spielen „neuronale“ Faktoren in der Tat kaum eine Rolle. Dass größere Muskeln zugleich auch stärkere Muskeln sein müssen, ist dennoch eine Gleichung, die nicht immer ganz aufgeht. Sichtbar wird dies zuweilen bei sehr komplexen Übungen. Trotzdem ist hier beim Thema „neuronale Anpassung“ Vorsicht geboten, insbesondere bei solchen kaum definierten Begriffen wie „Technik“ oder „Motorik“.

Wenn ein Pitcher im Baseball durch Übungen seine Mechanik verbessert, würde es wohl kaum jemand so ausdrücken: „Wegen der neuralen Anpassungen schlägt er jetzt besser.“ Ähnlich sieht es bei der Kraft aus. Das ist keine übernatürliche Fähigkeit in dem Sinne, dass pro Zeiteinheit mehr motorische Einheiten rekrutiert oder eben schneller entladen werden können, vielmehr stehen auch hierbei eine gute Technik und Motorik im Vordergrund, die selbstverständlich neurale Ursprünge im motorischen Kortex oder im Kleinhirn haben. Salopp gesagt: Das Eine schließt das Andere nicht aus. Es zählt im Leben viel öfter das UND als das ODER.

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Dieser Beitrag wurde am 08.05.2022 erstellt.

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