Exzentrisches Training - in der Nachbehandlung von Kniepatienten Markus Dohm-Acker
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Exzentrisches Training in der Nachbehandlung von Kniepatienten Markus Dohm-Acker Dipl. Sportwissenschaftler/ CAS Sporttherapie Teamleiter MTT / Training Markus Dohm-Acker Dipl. Sportwissenschaftler/ CAS Sporttherapie 21. April 2018
Exzentrisches Training im Therapiealltag Funktion „Shock absorber“ Elastische Feder Remodellierung Innervation Energie- Wärme Leistung Wärme Wärme Umwandlung Charakteristika Kurze oder (fast) Langsamer DVZ Kurze Konzentrik – Exzentrik > keine Kontraktion Schneller DVZ lange Exzentrik Konzentrik Beispiele/ Landungen (z.B. Counter-Movement Alfredson-Progr. „Step Down“ Einsatz in der beim Turnen) Jump „Nordic Hamstrings“ „exzentrisches Praxis Bergab Rennen Drop-Jump Nachlassen“ Ski alpine Modifiziert nach Vogt 2014
Exzentrisches Training im Therapiealltag Funktion „Shock absorber“ Elastische Feder Remodellierung Innervation Energie- Wärme Leistung Wärme Wärme Umwandlung Charakteristika Kurze oder (fast) Langsamer DVZ Kurze Konzentrik – Exzentrik > keine Kontraktion Schneller DVZ lange Exzentrik Konzentrik Beispiele/ Landungen (z.B. Counter-Movement Alfredson-Progr. „Step Down“ Einsatz in der beim Turnen) Jump „Nordic Hamstrings“ „exzentrisches Praxis Bergab Rennen Drop-Jump Nachlassen“ Ski alpine Modifiziert nach Vogt 2014
Aus dem Therapiealltag Aus dem Nachbehandlungsschema VKB der Schulthess Klinik ➢ Krafttraining: (ab 12 Wochen post-OP) • Restkörpertraining • Operiertes Bein: o Leg-Press (RL, Sitz): 10°-60°(-90°) FLEX o Squat/3-Flex : 0°-30° Flex °(-60°) FLEX + Zusatzgewichte o Training in offener Muskelkette: Extensoren konzentrisch: 90°-40°Flex o exzentrisch: 0°-90° Flex / Flexoren kon- und exzentrisch —> SGT: 8-10 Wochen kein resistives Hamstringstraining!
Historische Ablehnung von Exzentrik Kein fairer Methodenvergleich zw. Konzentrik und Exzentrik 1.) Ergebnisse aus Tierversuchen – isolierte Muskelfasern mathematische Modelle (Brooks et al. 1995, McCully und Faulkner 1985) 2.) Untersuchungen mit Streckung der Muskelfasern von 20-60 % der optimalen Faserlänge bei in vivo Kontraktionen (Griffiths 1991, Butterfield 2005) 3.) PubMed Research: Eccentric und Harmful oder Injury oder Damage sucht, erhält man 2400 seriöse Treffer Eccentric und Beneficial oder Rehabilitation oder Strength gerade mal 30 Treffer (aus Lepley und Butterfield 2017)
Studienlage Gerber et al. 2007/ 09 – Beginn ab 3 Wochen post-OP für 12 Wochen Trainingsphase (n= 20) – 5 min (Borg „sehr leicht“) 30 min (Borg „hart“) – Exzentrik-Bike vs. herkömmlichem Ergometer Quad.: Volumen ↑ EX 23,3% (13,4%) Glut.: Volumen ↑ EX 20,6 % (11,6 %) Ham.: kein sign. Interaktionsdifferenz 1 year follow-up isokin. Kraft: EX + 33 % (+ 9 %) Single Hop: EX + 50 % (+ 21%)
Studienlage Brasileiro et al. 2011 – 9 - 10 Monate post-OP / 12 Wochen Trainingsprogramm (n= 9) – 2x/ Woche 3x 10 Wdh. exzentrisch an Isokinetik bei 30°/ sek – nur das betroffenen Bein wurde trainiert (vergl. mit Gegenbein) Quad.: Volumen ↑ 11,5 % (im proximalen 1/3) Volumenzuwachs hauptsächlich im Vastus med.
Studienlage Farthing et al. 2003 – 33 Probanden den maximalen Hypertrophieeffekt im Aufbautraining – Vergleich von exzentrischer und konzentrischer Durchführung bei 30°/ sek und 180°/ sek – Jeweils 8 Wochen exz. Proramm, 5 Wochen washout, dann 8 Wochen kon. Programm grösserer Muskelzuwachs nach exzentrischer Trainingsphase (distaler Quadrizeps ++)
Studienlage Farthing et al. 2003 – 33 Probanden den maximalen Hypertrophieeffekt im Aufbautraining – Vergleich von exzentrischer und konzentrischer Durchführung bei 30°/ sek und 180°/ sek – Jeweils 8 Wochen exz. Proramm, 5 Wochen washout, dann 8 Wochen kon. Programm grösserer Muskelzuwachs nach exzentrischer Trainingsphase (distaler Quadrizeps ++) exz. Training zeigt bei exz. und kon. Kraftmessung höhere Kraftzuwachsraten
Positive Erscheinungen bei Exzentrik Charakteristika exzentrischer Muskelarbeit in Relation zu Isometrie und Konzentrik (Hoppeler 2016, Lindstedt 2016, LaStayo 2014) • Höheres Drehmoment • Geringere EMG-Aktivität • Geringerer Energieverbrauch • Geringere hämodynamische Belastung (z.B. Blutdruck) • Höhere und frühere zentrale Aktivierung • Größere Energieabsorption bei höheren Kontraktionsgeschwindigkeiten • Höhere Stiffness der Muskelsehneneinheit nach der Kontraktion
Hintergrund der exzentrischen Wirkungsweise Strukturell - Intramuskulär Bei Dehnung wirkt das Titin-Filament als „Feder“ als Beitrag zum Querbrückenzyklus Das Titin-Filament verbindet die Z-Scheibe mit dem „winding filanet hypothesis“, wobei sich die Myosin und verläuft damit parallel zur kontraktilen N2A-Sequenz an Aktin anlagert Einheit (Aktin-Myosin) bei Verlängerung = stabile Bindung hohe Zugkraft lg-Domain = sehr elastisch Mechanismus läuft bereits vor der PEVK-Segment = steif spezifischen Kontraktion!! (Colombini et al. 2016, Gautel 2016, Krüger et al. 2016,) (Hessel et al. 2017, Nishikawa 2016, Gautel 2016)
Hintergrund der exzentrischen Wirkungsweise neuromuskulär Keine „hight threshold motor units activity“ bei exz. Kontraktion Es kommt bereits bei geringen Anforderungen und langsamen Geschwindigkeiten zur Rekrutierung von Typ 2a/b Fasern = höhere Kraftentwicklung bei geringen Anforderungen / Lasten (vgl. Reha-Training) bereits ab 15-20 % MVC in Untersuchungen der Wadenmuskulatur (Nadorne et al. 1989, Duchateau/ Enoka 2016) Vermutet werden unterschiedliche cortikale Strategieren und Bewegungsprogramme bei konzentrischen und exzentrischen Muskelkontraktion (Enoka 1996, Duchateau/ Enoka 2016).
Praktische Umsetzung des Trainings – Lorenz u. Reiman (2011) „low resistance training“ (Isokinetik) Winkel von 45-90° Flexion 30°/Sek bis 90°/ Sek. // exzentrischen Kontraktion (Muskelarbeit) exzentrische Absenken (Beinpresse) Winkel von 0-30°, später 0-90° exzentrisches Absenken (Beinstreckermaschine) im Winkel von 30-90° (später 0-90°) bei konstant exzentrischer Muskelarbeit – Hoppeler (2016) exzentrischer Overload bei einbeinig + 20-30% des kon. Last – Brasileiro et al. (2011) grösster Hypertrophieeffekt bei 30°/sek in anderen Studien „langsam“ bis „sehr langsam“
Umsetzung in der Schulthess Klinik Bei allen 3 Übungen ggf. mit externer Muskelstimmulation (Compex)
Zusammenfassung Früher Trainingsbeginn möglich – durch safely overload gut dosierbar Es werden ST-Fasern (slow twitch) + FT-Fasern (fast twitch) bereits bei geringen Lasten und Geschwindigkeiten rekrutiert - kein hight threshold Prinzip Exzentrische und konzentrische Muskelkontraktion scheinen in unterschiedlichen cortikaen Strategien und Bewegungsprogrammen abgespeichert / innerviert Inhibitionen können umgangen werden Titin-Filament als zusätzlicher Baustein der kontraktilen Einheit – hohe Zugsteifigkeit bei geringem Energieverbrauch / EMG-Aktivität
Fazit – Take Home • Keine Angst vor exzentrischem Training • progressive Steigerung unter Berücksichtigung der Reaktion • gezielte Übungsauswahl • effektivere Muskelansteuerung • „ein Versuch wert bei therapieresistenten Patienten!“
Vielen Dank für Ihr Interesse markus.dohm-acker@kws.ch
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