Exzentrisches Training - in der Nachbehandlung von Kniepatienten Markus Dohm-Acker

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

Assoziation mit exzentrischem Training

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

Aufzeichnung isokinetisches Training / Pat. mit Sz. beim Kraftaufbau

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!

Aus dem Therapiealltag

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