Die Distorsion des oberen Sprunggelenkes (OSG) zählt zu den häufigsten Sportverletzungen überhaupt. Der häufigste Traumamechanismus stellt das Inversions- bzw. Supinationstrauma dar. Die größte Inzidenz wird in Feldsportarten wie Handball, Basketball oder Volleyball verzeichnet. Akute Verletzungsfolgen reichen von milden Zerrungen des Kapsel-/Bandapparates bis zur hochgradigen Gelenkstabilität mit knöchernen Begleitverletzungen. In vielen Fällen heilt eine akute laterale OSG-Instabilität, z.B. aufgrund einer Ruptur des lig. fibulotalare anterius bei adäquater Diagnostik und Therapie folgenlos aus und SportlerInnen können in der Regel mit der Wiedererlangung der vollen Sport- und Wettkampffähigkeit rechnen. Demgegenüber zeigen jedoch bis zu 40 % aller Sportler eine persistierende bzw. chronische Sprunggelenkstabilität mit rezidivierenden Umknickereignissen. Die Ursachen hierfür sind komplex und reichen von neuromuskulären Einschränkungen und Bewegungsdefiziten bis zu strukturellen Instabilitäten mit konsekutiven frühfunktionellen Körperschädigungen. Insbesondere die sekundäre Arthrose gilt es als Langzeitfolge zu vermeiden.

Um einerseits eine sichere und zeitgerechte Wiederherstellung der Sport- und Belastungsfähigkeit zu erlangen, aber auch um Sekundärschäden zu vermeiden, ist eine sorgfältige diagnostische Abklärung erforderlich. Von grundlegender Bedeutung ist hierbei die klinische Untersuchung um eine potentielle Instabilität des Gelenkes und mögliche Verletzungen umliegender Nachbarstrukturen zu beurteilen.

In der Therapie gilt es zwischen der Akut- und Initialtherapie unmittelbar nach Verletzungsereignis und der stadiengerechten Therapie nach erfolgter Diagnostik zu unterscheiden. Unter Berücksichtigung eines multimodalen Therapiekonzeptes nehmen u.a. die Aufklärung und Information des Patienten, die Versorgung mit orthopädischen Hilfsmitteln und die Physiotherapie mit Inhalten der Gangschulung und der neuromuskulären Trainingstherapie einen wichtigen Stellenwert ein. Ein operatives Vorgehen ist komplexen Instabilitäten oder Instabilitäten mit Begleitverletzungen (z.B. Syndesmosenverletzungen, Frakturen, osteochondrale Läsionen, begleitende Sehnenverletzungen) indiziert.

Option Orthese

Orthesen haben in nahezu allen Therapie- und Rehabilitationsphasen einen festen Stellenwert. Systematische Übersichtsarbeiten konnten für die Verwendung in der Akutphase aber auch für die funktionelle Therapiephase und zur (Sekundär-)Prävention einen hohen Evidenzgrad aufzeigen. Die zur Verfügung stehenden Hilfsmittel reichen von rigiden Immobilisationsorthesen bis hin zu funktionellen, elastischen Bandagen. Inzwischen ermöglichen die verfügbaren Modelle einen sehr hohen Tragekomfort, eine gute Adjustierbarkeit und Möglichkeiten zur Verwendung im Konfektions- und Funktionsschuhwerk. Einige Modelle sind “abrüstbar” und können in Abhängigkeit der Heilungsstadien, der phasenadaptierten Trainingstherapie oder individuellen Faktoren, wie z.B. einer Weichteilschwellung oder unter Ermüdungsbedingungen angepasst werden.

Folgende Aspekte sollten bei der Auswahl einer OSG-Orthese berücksichtigt werden:

• Ausmaß einer strukturellen Verletzung und Weichteilschädigung
• Heilungsstadium und Therapiephase
• Individuelle anatomische Verhältnisse unter Berücksichtigung des Weichteilmantels und der Schuhsituation
• Sicherstellung einer physiologischen Neutralstellung des OSG, dabei Einschränkung von Talusvorschub und Rückfußinversion, sowie stärkeren Plantarflexion
• Sicherstellung des venösen und lymphatischen Abflusses (Vermeidung einer orthesenfernen Stase)
• Gute Weichteiladaptierung, Passform und Comfort

Literatur

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Gribble, P. A., et al. (2016), ‚Evidence review for the 2016 International Ankle Consortium consensus statement on the prevalence, impact and long-term consequences of lateral ankle sprains‘, Br J Sports Med, 50 (24), 1496-505.

Hotfiel, T. , et al. (2017), Management of Injured Athletes at the Field, eds V. Valderrabano and M. Easley (Foot and Ankle Sports Orthopaedics: Springer International Publishing Switzerland ) 81-87.

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van den Bekerom, M. P., et al. (2013), ‚Management of acute lateral ankle ligament injury in the athlete‘, Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 21 (6), 1390-5.

Veröffentlicht 24.07.2022

Orthopaedics and regenerative medicine

The translation of preclinical results in regenerative research into products that can be used in clinical practice is slow. The reasons range from authorisation issues to ethical discussions about gaps in scientific understanding through to psychosocial issues. Nonetheless, ortho­paedics can be viewed as a pioneer in the clinical application of regenerative medical devices. Orthopaedics and traumatology is a broad field of regenerative medicine with the restoration of musculoskeletal structures, such as the menisci, cartilage, bone and intervertebral discs. Given the high prevalence of injury in athletes,  regenerative medicine is playing an increasingly important role in sports orthopaedics. This includes, on the one hand, tissue engineering, which involves the use of cultured cells of ­various origins on substrates and the addition of growth factors to support tissue regeneration and, on the other, the use of both complex blood deri­vatives (e.g. platelet and cell concentrates with a high proportion of mesenchymal stem cells (MSCs) from bone marrow or adi­pose tissue) and indi­­vi­dual factors such as vesicles or small molecules that intervene in healing and regeneration cascades. The methods have a low adverse effect profile and are often better tolerated than traditional pain and inflammation inhibitors, which furthermore provide only symptomatic relief and do not support any regene­rative potential. In sports medicine in particular, the natural regene­ration potential of the mostly young patients is high and should be researched more intensively.

General strategies in regenerative medicine

In general, regenerative strategies are based on 4 cornerstones:

• cells
• a supporting matrix (biomaterial)
•  

  signals for tissue and cell differentiation

•  

  and environmental factors, such as biomechanical stimuli.

Cells and their source

Cells are the first cornerstone for regene­rative medicine applications. Autologous cell transplants, as in chondrocyte transplantation, are already being used. The evidence for ACT has markedly improved and there are randomised stu­dies confirming by biopsy and MRI the clinical efficacy of the method with restoration of the cartilaginous joint surface in isolated cartilage defects. Long-term studies with a follow-up period of up to 20 years have also confirmed the sustained effect of ACT. In approx. 75 % of cases, the morphology of the joint cartilage is substantially regenerated, which also supports joint longevity and, compared to microfracture, results in improved outcomes, especially beyond the five-year threshold. Just the microfracture-induced bleeding alone results in repair tissue consisting of mixed fibrous tissue and, as recent studies have shown, often in increasing bone formation in the defect, which thins out the cartilage above and ultimately results in failure.

The above impressively demonstrates that repair methods such as microfracture are clinically successful in the short term but are unable to treat cartilage defects in the long term. It is essential, therefore, that cell transplantation be used for large defects in particular, not least because microfracture also negatively affects the outcome of any subsequent cartilage surgery in the long term. Despite these successes with ACT,  the logistics, administration and techno­logy costs are so high that their cost-effectiveness is hard to justify. These criticisms, however, always have to be seen against the background of joint long­evity and the associated improved qua­lity of life and social health economics. Modern approaches are increasingly focusing on stem cells and progenitor cells. Stem cells from bone marrow, umbilical cord blood and adipose tissue have long been used in clinical practice; embryonic stems cells would be another very promising option but for the ethical issues involved. A modern alternative to embryonic stem cells might be induced pluripotent stem cells (iPSC). These are primarily somatic cells that have been reprogrammed to an embryonic stem cell-like state.

Matrices

Matrices are the second cornerstone of regenerative medicine; they are primarily used to provide a support and attach the inserted cells at the defect site. They are thus a scaffold on which new tissue can form. Modern matrices actively emit signals to promote the regeneration process and accordingly provide impulses for regeneration, which can be biological, chemical, or physical. How they emit these signals depends on their design. Modern, smart matrices react to environmental stimuli, whereas more traditional matrices, which are typically absorbable, release their factors as they are absorbed. Matrices consist of a wide variety of natural and synthetic materials and are often copolymers of different components. Natural materials are natural collagens, hyaluronates and fibrin, which are sometimes manufactured recombinantly. Synthetic biomaterials are polylactides and polycaprolactones or combinations of the two. The type of material selected depends on a wide variety of factors, such as porosity, biocompatibility and absorption rate. Modern matrices may also have a micro or nano structure or even be manufactured according to the individual ana­tomy. In this instance, bioprinting allows cells and growth factors to be integrated into the individually manufactured construct. To support the minimally invasive character of modern regenerative approaches overall, increasing use is also being made of matrices made of injectable, self-hardening gels or pastes.

Signals for differentiation

Signals/morphogenetic stimuli that stimulate cells to differentiate into specific tissue are the third cornerstone for regenerative medicine applications. The best known example of this are growth factors such as transforming growth factor beta (TGF-β), which plays an essential role in chondrogenesis. Alongside other stimuli such as transcription factors, trophic factors and small active molecules, the environmental milieu (e.g. hypoxia) can also initiate differentiation processes. A common problem here is that these factors can hardly ever be applied systemically but usually have to be applied locally at the site to be regenerated for days and even weeks. Local application over a prolonged period is the aim of smart scaffolds that are programmed to release such factors. However, to date it is often unclear what factor is required precisely when, in what concentrations it should be applied  and what precise form the kinetics should take.

One pragmatic approach which avoids this problem altogether involves once more MSCs  and other substances harvested from blood such as platelet-rich plasma (PRP). The abundance of individually different trophic factors automatically associated with these pro­ducts saves the user the task of providing the precise concentration/isolating the individual factors. But this also turns a critical eye on blood products such as ACP and PRP. Their clinical efficacy has been demonstrated in both destroyed tissue and degenerative processes such as osteoarthritis. The mixture of anti-­inflammatory, immunomodulatory and regenerative factors can act on the healing cascade and support tissue healing. With chronic pathologies in particular, the introduction of blood components reactivates healing processes through the release of platelet factors and with mesenchymal stem cell-derived microvesicles and can make good a failed attempt at healing that has become chronic.

Mechanical stimuli

Mechanical stimuli are the fourth cornerstone for the success of regenerative methods. They are crucial for the function and development of skeletal structures. The mechanical influence plays an essential role particularly in the initial differentiation phase but also in the later remodelling phase of healing. The use of continuous passive motion devices (CPM) plays an important role in the rehabilitation of cartilage defects. Much movement, little loading is the motto here and ensures optimum cartilage formation post cell transplantation. Another interesting application of mechanical stimuli to promote bone regene­ration is extracorporeal shock wave therapy (ESWT). This is essentially also a regenerative measure to mechani­cally reactivate stalled healing processes using shock waves. The field of mechani­cal stimuli would seem to be a fertile ground for innovative rehabilitation protocols and might come more to the fore in regenerative medicine due to the above mechanisms.

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SPECIFICS: Blood-derived products in regene­rative orthopaedic sports medicine

The physiological support of blood-derived products for tissue repair and regeneration is attracting attention for many applications in regenerative medi­cine. Platelet-rich plasma (PRP) is one of the best known blood products commonly used as a supplement in in-vitro cell cultures and for therapeutic applications. The quantity of growth factors and cytokines available in the platelet alpha granules in PRP provides all the necessary anabolic factors to maintain proliferation, differentiation and cell phenotypes. Deviations that arise due to different PRP manufacturing protocols are responsible for the large number of different platelet-rich plasma products in laboratories globally.

Scientific value of PRP etc in tendon injuries

Tendon disorders of any kind make high demands in terms of diagnostics, treatment, rehabilitation and prevention at a fundamental level and often require interdisciplinary collaboration. Interest in and the use of orthobiologics (e.g. platelet-rich plasma and auto­logous conditioned plasma – PRP and ACP) has steadily grown in the last de­cade. Orthobiologics and the procedures followed for their application are often mentioned in the context of tendon injuries. The results of a current survey  in the AOSSM (American Orthopaedic Society for Sports Medicine) confirm just how frequently they are used in routine clinical practice. Tendon injuries, together with osteoarthritis, are the second most common indication for the use of platelet-rich plasma. How­ever, in this context it is viewed critically that with its increasing popularity the indications for its use are not always based on scientific evidence and therapeutic efficacy.

Acute tendon injuries and those due to overuse, together with functionally related structures (bone insertion areas, surrounding synovial tissue, myofascial interfaces), are one of the most common injuries and clinical pictures in athletes across all sports and ages. Epidemiologically, the (weight-bearing) tendons of the lower extremities (e.g. the Achilles tendon, patellar tendon) in particular are commonly involved. A large number of injuries in sports can be ascribed to different forms of overuse with or without concomitant risk factors. Fundamental knowledge of the pathogenesis is essential to understand damage mechanisms and be able to address them adequately and treat them successfully and appropriately depending on the stage. Where the aetiopathogenesis cannot be fully explained, an interaction between a change in metabolic activity (including tenocyte activity), a change in the structural integrity of the tendon and the presence of more or less inflammatory metabolic disorders can be assumed. The individually selected treatment methods share the goal of clinically identifying and impro­ving impaired tendon function in a continuous and progressive treatment process. Careful selection and structuring of the treatment methods is essential here.

Application and/or infiltration as a procedure routinely available in clinical practice

When PRP etc were first used, the available evidence was inadequate due to the inadequate methodological quality of the studies then available. The at times method-related limi­tations of these studies and the different methods used to collect PRP resulted in different compositions and dosages. Moreover, the application and follow-up protocols were not uniform and still hinder scientific analysis and thus ultimately the assessment of this treatment method today. In principle, the cytokines and growth factors found in PRP can enhance the inflammatory and healing process. PRP, applied at the  correct time and in the correct work-up, might thus have a positive effect on tissue regeneration. However, if the timing and work-up are inadequate, then the opposite effect may be triggered. It has now been generally established that the clini­cal efficacy of PRP  depends on both the biological milieu (application as a supplement perioperatively as opposed to purely conservatively) and localisation of the application. The question therefore is no longer whether PRP is gene­rally useful (e.g. irrespective of localisation and severity) but whether it should be applied in each individual case.

Positive effects for the patellar tendon, rotator cuff and radiohumeral epicondylopathy

The scientific data currently available demonstrate positive therapeutic effects, particularly for the patellar tendon, rotator cuff and radiohumeral epicondylopathy and for perio­perative application in Achilles tendon reconstruction. Application of PRP for Achilles tendinopathy does not appear to be superior to other treatment methods and, based on current knowledge, cannot be fully recommended.

Summary of the use of orthobiologics for tendinopathy

• Heterogeneous data available on clinical efficacy – biological milieu and localisation are crucial 
•  

  Indication must take into account the localisation and be adjusted to the underlying pathology

•  

  Solid data available: patellar  tendon, rotator cuff, radiohumeral epicondylopathy, Achilles tendon reconstruction

•  

  No monotherapy, no unique selling point!

NB: The indication for infiltration treatment in tendinopathy should always be subject to strict scrutiny irrespective of the active substance applied. The user is in each case responsible for the infiltration and must always check what specific treatment goal is being pursued with the infiltration. In tendino­pathy, the purpose of infiltrations (of any kind) is not to maintain sports activity or weight-bearing capacity at a symptomatic level. The goal of all those involved in the treatment should always be to enable, within a continuous rehabilitation process, a safe return to training and competition in line with the severity of the damage.

First published: GOTS* newsletter

GOTS*: The trinational (Germany, Austria, Switzerland) Society for Orthopaedic and Trauma Sports Medicine (GOTS) is the largest European association of sports orthopaedic and sports trauma specialists. It is the first point of contact in the care of sports injuries and a guarantee of quality in sports trauma care. Its goal is to improve the understanding of sports loads and injuries in order to maintain musculoskeletal function and quality of life. To this end, GOTS promotes trai­ning and continuing education, research and the sharing of information and expertise internationally among doctors active in sports orthopaedics and sports trauma and professional groups in related specialisms.

Orthopädie und Regenerative Medizin

Die Translation präklinischer Ergebnisse aus regenerativer Forschung in anwendbare Produkte ist langsam. Gründe dafür reichen von Zulassungsproblemen, ethischen Diskussionen über Lücken im wissenschaftlichen Verständnis bis hin zu psychosozialen Problemen. Dennoch kann die Orthopädie als Pionier in der klinischen Anwendung regenerativer Medizin-Produkte betrachtet werden.

Die Orthopädie und Traumatologie stellt ein weites Feld der Regenerativen Medizin mit der Wiederherstellung von Strukturen des Bewegungsapparates – wie zB: Meniskus, Knorpel, Knochen, Bandscheibe – dar.

In der Sportorthopädie gewinnt die Regenerative Medizin angesichts der Verletzungshäufigkeiten von Sportlern zunehmend an Bedeutung. Sie inkludiert einerseits das Tissue Engineering, wobei kultivierte Zellen verschiedener Ressourcen auf Trägersubstanzen und Beigabe von Wachstums-faktoren die die Geweberegeneration unterstützen sollen. Andererseits auch die Verwendung von komplexen Blutderivaten, wie Plättchenkonzentrate oder Zellkonzentrate mit hohem Anteil an mesenchymalen Stammzellen aus Knochenmark oder Fettgewebe, sowie auch Anwendung von Einzelfaktoren, wie Vesikel oder small molecules die in die Heilungs- und Regenerationskaskaden eingreifen. Die Methoden zeigen ein niedriges Nebenwirkungsprofil und sind oft besser verträglich als traditionelle Schmerz- und Entzündungshemmer, die noch dazu rein symptomatisch wirken und kein regeneratives Potential unterstützen. Gerade in der Sportmedizin ist das natürliche Regenrationspotential der meist jüngeren Patienten hoch und sollte intensiver beforscht werden.

Allgemeine Strategien der Regenerativen Medizin

Regenerative Strategien im Allgemeinen benötigen 4 Eckpfeiler:

• Zellen
• eine unterstützende Matrix (Biomaterial)
• Signale zur Gewebe- und Zelldifferenzierung
• sowie Umgebungsfaktoren, wie biomechanische Stimuli.

Zellen und deren Quellen

Der erste Eckpfeiler für Anwendungen der Regenerativen Medizin sind Zellen. Autologe Zelltransplantate sind – wie bei der autologen Knorpelzelltransplantation – bereits im Einsatz. Die Evidenzlage der ACT hat sich deutlich verbessert und es liegen randomisierte Studien vor, die die klinische Effizienz der Methode beim isolierten Knorpeldefekt bioptisch als auch im MRT durch die Wiederherstellung der knorpeligen Gelenkoberfläche bestätigen. Langfristige Untersuchungen mit einem Nachuntersuchungszeitraum von bis zu 20 Jahren haben auch die Nachhaltigkeit der ACT bestätigt.

In ungefähr 75 % der Fälle gelingt es die Morphologie des Gelenkknorpels annährend zu regenerieren, was auch die langfristige Haltbarkeit unterstützt und im Vergleich zur Mikrofrakturierung vor allem über die Fünfjahresgrenze hinaus bessere Ergebnisse liefert. Die alleinige Blutungsinduktion durch Mikrofrakturierung führt einerseits zu Reparaturgewebe aus fibrösem Mischgewebe und zeigt in neueren Studien oft zunehmende Knochenbildung im Defekt, die das darüber liegende Knorpelgewebe ausdünnt und letztendlich zum Fehlschlag führt.

Dieser Umstand zeigt eindrucksvoll, dass Reparaturmethoden, wie die Mikrofrakturierung kurzfristige, klinische Erfolge bringen, aber nicht in der Lage sind den Knorpeldefekt nachhaltig zu heilen. Daher sind vor allem größere Defekte unbedingt einer Zelltransplantation zuzuführen, nicht zuletzt, weil die Mikrofrakturierung auch langfristig das Ergebnis jeder nachfolgenden Knorpeloperation verschlechtert. Trotz dieser Erfolge der ACT ist der logistische und administrative, sowie der technologische Aufwand so hoch, dass die Kosteneffizienz schwierig zu argumentieren ist. Diese kritischen Anmerkungen müssen aber immer vor dem Hintergrund des lebenslangen Gelenkerhalts und der damit verbundenen, gewonnenen Lebensqualität sowie der sozialen Gesundheitsökonomie gesehen werden.

Moderne Ansätze konzentrieren sich vermehrt auf Stammzellen oder Progenitorzellen. Bei den Stammzellen sind schon länger Knochenmarkzellen, Fettzellen und Nabelschnurblut im klinischen Einsatz; embryonale Stammzellen wären vielversprechend sind aber aus ethischen Aspekten kritisch.

Eine moderne Alternative zu embryonalen Stammzellen könnten „induced pluripotent stemcells„ (iPS) sein. Dabei handelt es sich um primär somatische Zellen, die durch Re-Programmierung zu pluripotenten Stammzellen gewandelt wurden.

Matrices

Matrices sind der zweite Eckpfeiler der Regenerativen Medizin; sie zielen in erster Linie darauf ab, ein unterstützendes Umfeld zu schaffen und eingebrachte Zellen am Defektort zu fixieren. Sie sind somit ein Gerüst, auf dem sich neues Gewebe formen kann.

Moderne Matrices geben aktiv Signale ab, um den Regenerationsprozess zu fördern –sie schaffen somit Impulse für die Regeneration, diese können biologisch, chemisch oder physikalisch sein. Wie sie diese Signale abgeben, hängt von ihrem Design ab. Moderne „smart matrices“ reagieren dabei auf Umgebungsstimuli, traditionellere Matrices, die typischerweise resorbierbar sind, geben ihre Faktoren gleich der Resorptionsrate ab. Matrices bestehen aus unterschiedlichsten natürlichen und synthetischen Materialien und sind oft Ko-Polymere aus verschiedenen Komponenten. Einerseits werden natürliche Kollagene, Hyaluronate oder Fibrin verwendet, die teilweise auch rekombinant hergestellt werden. Synthetische Biomaterialien sind Polylactide oder Polycaprolacton, aber auch Mischformen kommen zur Anwendung. Die Auswahl des Materialtyps hängt von verschiedensten Faktoren wie der Porosität, der Biokompatibilität oder der Resorptionsrate ab. Moderne Matrices können darüber hinaus eine Mikro, bzw. Nano-Struktur aufweisen oder auch individuell anatomisch angepasst gefertigt werden. Hier haben Bioprinting- Verfahren die Möglichkeit, Zellen und Wachstumsfaktoren in das individuell hergestellte Konstrukt einzuarbeiten. Um den minimalinvasiven Charakter moderner, regenerativer Ansätze insgesamt zu unterstützen sind auch vermehrt Matrices aus injizierbaren, selbsthärtenden Gels oder Pasten in Verwendung.

Signale zur Differenzierung

Den dritten Eckpfeiler für Anwendungen der Regenerativen Medizin stellen Signale bzw. morphogenetische Stimuli dar, die Zelldifferenzierungen in eine bestimmte Form provozieren. Prominentestes Beispiel dafür sind Wachstumsfaktoren wie beispielsweise transforming growth factor beta (TGF -β), der wesentlich in die Chondrogenese involviert ist. Neben anderen Stimuli wie Transkriptionsfaktoren, trophischen Faktoren oder „small active molecules“ kann auch das Umgebungsmilieu wie Hypoxie Differenzierungsprozesse einleiten.

Problem dabei bleibt oft, dass diese Faktoren kaum je systematisch, sondern meist lokal an der zu regenerierenden Stelle für Tage bis Wochen angewandt werden müssen. Die lokale Anwendung über eine längere Zeit ist das Ziel von „smart scaffolds“, die solche Faktoren „programmiert“ freisetzen. Jedoch ist bisher oft unklar, welcher Faktor genau zu welcher Zeit benötigt wird, in welcher Konzentration er appliziert werden muss und wie seine Kinetik exakt aussieht.

Ein pragmatischer Ansatz dieses Problem erst gar nicht entstehen zu lassen ergibt sich erneut bei MSCs und anderen aus dem Blut gewonnen Substanzen wie dem platelet-rich-plasma (PRP). Denn die Fülle an individuell unterschiedlichen trophischen Faktoren, die mit diesen Produkten automatisch einhergeht, erspart es dem Anwender die exakte Konzentration bzw. Isolation von Einzelfaktoren durchzuführen. Dies führt aber auch zur kritischen Betrachtung von Blutprodukten wie ACP und PRP. Die klinische Wirksamkeit konnte sowohl bei Gewebezerstörung als auch bei degenerativen Vorgängen- wie bei der Arthrose – gezeigt werden. Die Mischung aus antiinflammatorischen, immunmodulatorischen und regenerativen Faktoren kann auf die Heilungskaskade einwirken und die Gewebeheilung unterstützen. Besonders bei chronischen Pathologien ergibt das Einbringen von Blutbestandteilen die erneute Aktivierung von Heilungsvorgängen durch Freisetzung der Faktoren aus Thrombozyten (Plättchen) und durch Mikrovesikel von mesenchymalen Stammzellen und kann einen fehlgeschlagenen, chronifizierten Heilungsversuch erfolgreich wiederholen.

Mechanische Stimuli

Mechanische Stimuli stellen den vierten Eckpfeiler für den Erfolg regenerativer Methoden dar. Sie sind entscheidend für die Funktion und Entwicklung von skelettalen Strukturen. Vor allem in der initialen Differenzierungsphase aber auch in der späten Remodellingphase der Heilung spielt der mechanische Einfluss eine wesentliche Rolle. In der Rehabilitation von Knorpeldefekten spielt die Anwendung der Motorschiene zur passiven Bewegung des Gelenkes (CPM) eine wichtige Rolle. Viel Bewegen wenig Belasten ist hier die Devise und sichert eine optimale Knorpelbildung nach Zelltransplantationen. Eine interessante Anwendung zur Förderung der Knochenregeneration mittels mechanischer Stimuli stellen extra-korporale Stoßwellen (EKSTW)dar, was im Wesentlichen auch eine regenerative Maßnahme ist, um zum Erliegen gekommene Heilungsvorgänge mechanisch durch Stoßwellen neuerlich zu aktivieren.

Das Feld mechanischer Stimuli scheint ein guter Nährboden für innovative Reha-Protokolle zu sein und könnte aufgrund der oben erwähnten Mechanismen mehr in den Fokus der Regenerativen Medizin rücken.

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SPEZIAL: Blut abstammende Produkte in der Regenerativen Orthopädischen Sportmedizin

Die physiologische Unterstützung Blut abstammender Produkte für die Gewebereparatur und -regeneration gewinnt bei vielen Anwendungen im Bereich der regenerativen Medizin an Aufmerksamkeit. Thrombozytenreiches Plasma (PRP) ist eines der bekanntesten Blutprodukte, das häufig als Supplement in der In-vitro-Zellkultur und für therapeutische Anwendungen verwendet wird. Die Menge an Wachstumsfaktoren und Zytokinen, die im Thrombozyten-Alphagranulat von PRP vorhanden ist, liefert alle notwendigen anabolen Faktoren, um die Vermehrung, Differenzierung und den Phänotyp von Zellen in vitro aufrechtzuerhalten. Abweichungen, die aufgrund verschiedener Herstellungssprotokolle von PRP entstehen, resultieren in einer großen Anzahl verschiedener Plättchen angereicherten Plasmaprodukte in Laboratorien weltweit.

Wissenschaftlicher Stellenwert von PRP & Co bei Sehnenverletzungen

Sehnenbeschwerden jeglicher Art stellen hohe Anforderungen an die elementaren Ebenen der Diagnostik, Therapie, Rehabilitation und Prävention und setzen häufig eine interdisziplinäre Zusammenarbeit voraus. Die Anwendung von Orthobiologica (z.B. plättchenreichem Plasma oder autologem konditionierten Plasma; PRP, ACP) hat innerhalb der letzten Dekade eine stetig wachsende Aufmerksamkeit und Anwendungshäufigkeit erfahren.

Inzwischen werden Orthobiologika und dessen Anwendungsverfahren im Kontext von Sehnenverletzungen häufig genannt. Die Ergebnisse einer aktuellen Umfrage innerhalb der AOSSM (American Orthopaedic Society for Sports Medicine) bestätigen die große Anwendungshäufigkeit im Praxisalltag. So stellen Sehnenverletzungen neben der Osteoarthrose die zweithäufigste Indikation für die Verwendung von thrombozytenangereichertem Plasma dar. In diesem Zusammenhang wird jedoch auch kritisch gesehen, dass die Verwendung weiter an Popularität gewinnt und die Indikationen für die Verwendung nicht immer auf wissenschaftlicher Evidenz und therapeutischer Wirksamkeit beruht.

Akute und überlastungsbedingte Sehnenverletzungen, mitsamt ihren funktionellen Anhangsgebilden (knöcherne Insertionsgebiete, umliegendes synoviales Gewebe, myofasciale Verbindungsstellen) gehören sportart- und altersübergreifend zu den häufigsten Verletzungen und Beschwerdebildern des Sportlers bzw. der Sportlerin.

Insbesondere die (lasttragenden) Sehnen der unteren Extremitäten (z.B. Achillessehne, Patellarsehne) sind epidemiologisch häufig betroffen. Eine große Anzahl der Verletzungen im Sport können einer überlastungsbedingten Kausalität mit oder ohne begleitende Risikofaktoren zugeordnet werden. Fundamentale Kenntnisse über die Pathogenese sind essenziell, um Schädigungsmechanismen zu verstehen und in adäquater Weise stadiengerecht und erfolgreich behandeln zu können. Auf der Grundlage nicht endgültig geklärter Hypothesen zur Ätiopathogenese ist von einer Interaktion veränderter Stoffwechselaktivität (u.a. Tenozytenaktivität), einer veränderten struktureller Integrität der Sehne und dem Vorhandensein von mehr oder weniger entzündlichen Stoffwechselstörungen auszugehen.

Die individuell ausgewählten Therapieverfahren haben das gemeinsame Ziel, die gestörte Sehnenfunktion klinisch zu erfassen und im Rahmen eines kontinuierlichen und progressiven Therapieprozesses zu verbessern. Eine sorgfältige Auswahl und Strukturierung der Therapieverfahren sind hierbei obligat.

Peri- oder intratendinöse Applikation bzw. Infiltration als allgegenwärtiges Verfahren in der Praxis

In der Anfangszeit von PRP & Co war die Studienlage unzureichend und konnte auf der unzureichenden methodischen Qualität der vorliegenden Studien begründet werden. Die zum Teil methodenbedingten Limitationen der vorliegenden Studien und die unterschiedlichen Gewinnungsmethoden von PRP führten zu abweichenden Zusammensetzungen und Dosierungen. Darüber hinaus sind die Anwendungs- und Nachbehandlungsprotokolle uneinheitlich und erschweren die wissenschaftliche Betrachtungsweise und damit letztlich die Beurteilung dieser Therapiemethode bis heute.

Grundsätzlich kann PRP, durch die enthaltenen Zytokine und Wachstumsfaktoren, zu einem verstärkten Entzündungs- und Heilungsprozess führen. PRP könnte daher zum richtigen Zeitpunkt und in der richtigen Aufbereitung die Geweberegeneration positiv beeinflussen; wenn Zeitpunkt und Aufbereitung jedoch nicht adäquat sind, können auch gegenteilige Effekte ausgelöst werden.

Grundsätzlich hat sich mittlerweile herausgestellt, dass die klinische Wirksamkeit von PRP sowohl vom biologischen Milieu (Anwendung additiv perioperativ vs. rein konservativ) und der Anwendungslokalisation abhängt. Es stellt sich also nicht mehr die Frage, ob PRP prinzipiell (z.B. lokalisations- und schweregradübergreifend) sinnvoll ist, sondern ob es im individuellen Behandlungsfall angewendet werden sollte.

Positive Effekte für Patellarsehne, Rotatorenmanschette, Epicondylopathia humeri radialis

Zum heutigen Zeitpunkt zeigt die wissenschaftliche Datenlage positive therapeutische Effekte, insbesondere für die Patellarsehne, Rotatorenmanschette, Epicondylopathia humeri radialis, und die perioperative Anwendung bei der Achillessehnenrekonstruktion. Für die Achillessehnentendinopathie scheint die Anwendung von PRP anderen Therapieverfahren nicht überlegen zu sein und kann nach derzeitigem Kenntnisstand nicht hinreichend empfohlen werden.

Zusammenfassung Einsatz von Orthobiologika bei Tendinopathien

• Heterogene Datenlage zur klinischen Wirksamkeit – entscheidend sind biologisches Milieu und Lokalisation
• Indikation muss lokalisationsspezifisch vorgenommen und an die zugrundeliegende Pathologie angepasst werden
• Gute Datenlage: Patellarsehne, Rotatorenmanschette, Epicondylopathia humeri radialis, AS-Rekonstruktion
• Keine Monotherapie, keine Alleinstellungsmerkmal!

Merke: Die Indikation zur Infiltrationstherapie bei Tendinopathien sollte unabhängig vom applizierten Wirkstoff stets streng geprüft werden. Der Anwender ist im Einzelfall für die Infiltration verantwortlich und muss sich stets vergewissern, welches konkrete Behandlungsziel mit einer Infiltration verfolgt wird. Bei Tendinopathien dienen Infiltrationen (jeglicher Art) nicht dazu, eine sportliche Aktivität oder Belastungsfähigkeit auf symptomatischer Ebene aufrecht zu erhalten. Das Ziel aller beteiligten Behandler sollte es stets sein, eine dem Schweregrad der Schädigung angepasste und sichere Wiedererlangung der Trainings- und Wettkampffähigkeit des Sportlers im Rahmen eines kontinuierlichen Rehabilitationsprozesses zu ermöglichen!

Erstveröffentlichung: Newsletter GOTS

Veröffentlicht 26.03.2022

Andere Motive zur Verwendung werden in der Förderung der Regeneration, der Verbesserung der Bewegungsökonomie und Leistungsfähigkeit oder der positiven Beeinflussung von Funktionsstörungen und belastungsabhängigen Schmerzen begründet [1]. Im Vergleich zu anderen orthopädischen Hilfsmitteln im Sport ist der selbstindizierte Gebrauch von Kompressionsbekleidung besonders hoch. Ein weiteres, abzugrenzendes Anwendungsgebiet stellt die akutmedizinische Anwendung dar. Dies betrifft die Akutversorgung von Muskel-, Gelenk- und Weichteilverletzungen sowie den Einsatz in der Nachbehandlung und Rehabilitation nach operativen Eingriffen. Die individuellen Indikationen sind folglich komplex und im Interaktionsfeld zwischen der medizinischen Versorgung von Verletzungen, Erkrankungen oder Funktions­störungen des Bewegungsapparates und dem supportiven Einsatz von technischen Hilfsmitteln unter Berücksichtigung sportwissenschaftlicher, (patho-) physiologischer und biomechanischer Erkenntnisse verankert. Ungeachtet aus welchem Grund Sporttreibende auf orthopä­dische Hilfsmittel im Sport zurückgreifen, so gilt auch für die Kompressionstherapie:

Die Verwendung sollte stets zielgerichtet und im Idealfall aus medizinischen, sportphysio­logischen oder sportbiomechanischen Überlegungen begründet sein. Zugrundeliegende oder zumindest bisweilen angenommene Wirk­mechanismen sollten bekannt sein, auch wenn bis heute unzu­reichende Evidenz hinsichtlich der allgemeingültigen Wirkweise und der therapeutischen/präven­tiven Effektivität ausgesprochen werden kann. 

Weitreichende Tradition & jüngere Entwicklungen

Die Kompressionstherapie hat unter medizinischen Aspekten eine weitreichende Tradition. Sie hat sich im klinischen Alltag flächendeckend etabliert und ist in Behandlungsempfehlungen fest verankert. Klassische Anwendungsgebiete sind die Therapie und Prävention von Erkrankungen des venösen oder lymphatischen Gefäßsystems, die Reduzierung von posttraumatischen oder postoperativen Schwellungen oder die Optimierung der Wundheilung und Narbenformation [2]. Im Sport hat die Kompressionstherapie erst in der jüngeren Zeit Einzug gehalten. Auf dem Markt erhältliche Sport-Kompressionsprodukte sind für nahezu alle Körperabschnitte in jeweils vielfältigen Designs, Schnitten, Materialzusammensetzungen und Farben erhältlich. Die Produkte reichen von „echten“ Kompressionsprodukten mit nachweisbaren Kompressionseffekten und Produkten, die diese Eigenschaften nicht im Entferntesten erreichen. Es muss festgehalten werden, dass Sport-Kompressionskleidung bis heute nicht einheitlich standarisiert und klassifiziert ist. Diese Limitationen betreffen den Kompressionsdruck und dessen Verlauf im komprimierten Segment, die resultierende Richtung der Kompression sowie das verwendete Material (Mischung von elastischen und textilen Anteilen, Elastizitätseigenschaften, Strickmuster, Abb 1.) [3]. Jedoch scheint es laut einer aktuellen Studie möglich zu sein, Kompressionskleidung nicht nur standardisiert, sondern auch individuell so herzustellen, dass adäquate Kompressionseffekte und Druckgradienten resultieren [4]. 

Wirkungsmechanismen

Als Wirkungsmechanismen werden ein verbesserter venöser und lymphatischer Abfluss, die Reduzierung von Ödemen und Gewebsschwellungen (u. a. Stoffwechselendprodukte), eine verbesserte Mikrozirkulation und optimierte Muskel- und Gelenkbiomechanische Eigenschaften diskutiert. Unter muskelbiomechanische Überlegungen wird u. a. eine Reduktion von Gewebserschütterungen (Vibrationen und Oszillationen) angenommen [5 – 12]. Durch die zum Teil großflächige Interaktion mit der Dermis und subdermalen Gewebeschichten müssen stets die Beeinflussungen der Sensomotorik und Propriozeption, der Gelenkhämostase sowie der Thermo­regulation berücksichtigt werden [13, 14]. Übergänge und Wechselwirkungen zwischen physiologischer, metabolischer und neuromuskulärer Ermüdung, der Einfluss neuromuskulärer Fehlinner­vationen und der Entstehung von Ultra­strukturverletzungen sind fließend [15]. Die Prävention dieser folglich komplexen und mehrstufigen Ermüdungskaskade zielt darauf ab, die Entstehung der primären Schädigung (Excercise Induced Muscle Damage, EIMD) zu vermeiden oder bei bereits bestehender Primärschädigung die inflammatorische Antwort und die damit einsetzende klinische Manifestation einer Delayed Onset Muscle Soreness (DOMS) und Leistungseinschränkung zu limitieren [16] (Abb. 2). Sowohl für die Prävention von Muskelbelastungen als auch zur Optimierung und Beschleunigung der Regeneration wird seit vielen Jahren die Kompressionstherapie unter Verwendung sowohl medizinischer als auch Sport-Kompressionskleidung erfolgreich angewandt [6 – 12].

 Merke

Unter klinischen Gesichtspunkten gilt eine Optimierung der Muskelregeneration sowie die Prävention von überlastungsbedingten Muskelverletzungen – stets unter Berücksichtigung des sportlichen Belastungsprofils und Art der Kompressionssetups – als belegt. Eine häufig postulierte Leistungssteigerung konnte bis heute nicht nachgewiesen werden [17, 7, 9, 10].

Unter Berücksichtigung der Tragezeit wird die Anwendung während der Belastung („during“) von der Anwendung nach Belastung („post-exercise“) unterschieden (Abb. 3). Unter Betrachtung der vorliegenden Datenlage konnten für beide Anwendungsformen Verbesserungen der Regeneration (Nachuntersuchungszeitpunkte zwischen 24 – 72 Stunden) bestätigt werden [18, 10]. Des Weiteren wurde beobachtet, dass eine angelegte Kompressionskleidung die erforderliche Zeit bis zum Erreichen des maximalen Bewegungsumfangs des Gelenks verkürzt [19]. Auffallend ist, dass die vorliegende Datenlage eine große methodische Heterogenität aufweist und die Studienergebnisse stets unter Berücksichtigung der Belastungsprofile und der o. g. Art der Kompressionsanwendung, den Nachuntersuchungszeitpunkten ­sowie des vorbeste­henden Leistungs­niveaus der einbezogenen Probanden betrachtet werden müssen. Für die Beurteilung des Stellenwertes der Kompressionsbekleidung im Sport sollte weiterhin der indivi­duelle und subjektive Nutzen nicht unbeachtet bleiben: Vornehmlich unter Ausdauersportlern gaben für die Indikation „Verletzungsprophylaxe“ 90 % der Befragten an, positive Effekte zu verspüren, für die „Regeneration“ waren es 80 % und eine „Leistungssteigerung“ verspürten 70 % der Sportler, die die Kompressions­bekleidung aus den jeweiligen Motiven trugen [1].

Merke

Die Auswahl und Anwendung der Kompressionsbekleidung sollte stets indi­viduell erfolgen und Aspekte der Bewegungsfreiheit (u. a. uneingeschränkte technische Bewegungsausführung), Tragekomfort sowie die bedeutsamen Faktoren des Feuchtigkeitstransportes und der Thermoregulation (leistungslimitierende Faktoren!) müssen berücksichtigt werden. 

Akutmedizinischer Einsatz

Muskelverletzungen sind typische Vertreter der „Time-Loss Verletzungen“. Der Muskel zählt, körperliche Aktivität vorausgesetzt, zu den am besten perfundierten Zellverbänden des menschlichen Körpers [20]. Resultieren bei einer Verletzung Gewebsquetschungen oder Zerreißungen des Muskelparenchyms, sind unweigerlich Schädigungen der fragilen terminalen Strombahnen (Gefäßdurchmesser 4 – 8 µm) die Folge – Ähnliches gilt für (peri-)artikuläre Verlet­zungen. Eine Hämorrhagie mit einhergehenden Zelldebris gilt es stets zu vermeiden, da dieses zunächst von ortsständigen Zellpopulationen während einer komplexen und proinflammatorischen Antwort resorbiert werden muss, bevor physiologische Reparationsmechanismen zur Gewebeheilung optimal ablaufen können [21]. Darüber hinaus wird angenommen, dass die durch eine elastische Bandage erzeugte Kompression den Gewebedruck erhöht und dadurch übermäßige Ödeme und Gelenkergüsse reduziert werden [22].

Die Erstversorgung von strukturellen Muskel-, Gelenk-, und Weichteilverletzungen sollte bekanntermaßen unmittelbar und ohne zeitliche Verzögerung nach Auftreten der Verletzung, bzw. einsetzender Symptomatik erfolgen. Die Erstversorgung unter dem allgemein gültigen PRICE/PECH bein­haltet den Belastungsabbruch (Pause, Protektion, Rest), die Kühlung (Eis, ICE), Kompression (Compression) und die Hochlagerung (Hochlagerung, Elevation). Es gilt, eine drohende intramuskuläre Blutung und damit Hämatombildung zu limitieren (Abb. 4). Eine jüngst veröffentlichte klinisch-experimentelle Studie konnte erstmalig nachweisen, dass im sportspezifischen Setup (zu vorige Muskelbelastung mittels Radergometrie) eine PRICE-Intervention (hier Kompressionsklasse II, > 30 mmHg) zu einer signifikanten Reduktion des intramuskulären Blutflusses führt. Von diesem Effekt waren oberflächliche, genauso wie tiefe und knochennahe Gewebeschichten betroffen. Die verbreitete Annahme eines Rebound­phänomens nach Beendigung einer PRICE-Intervention wurde für einen Zeitraum bis zu 60 min nach Intervention widerlegt [23].

Überlastungsbedingte Sehnenverletzungen 

Überlastungsbedingte Sehnenverletzungen (Tendinopathien) beschreiben schmerzhafte und in ihrer biomechanischen und physiologischen Funktionsweise limitierte Sehnenstrukturen [24]. Für die Therapie sind eine sorgfältige diagnostische Abklärung und detail­lierte Kenntnisse über potenzielle Risikofaktoren entscheidend. Neben der meist unvermeidbaren Anpassung der Trainingsgestaltung und Adressierung von auslösenden bzw. die Pathogenese triggernden Faktoren, stellt die Trainingstherapie als gezielte Lasteinwirkung einen regelrechten Goldstandard dar [25 – 27]. Der Stellenwert der Kompressionstherapie ist bei Tendino­pathien bis heute unklar. Eine aktuelle Studie zur Pathogenese der Achillessehnentendinopathie spricht der Kompressionstherapie zur Optimierung der peritendinösen Mikrozirkulation eine hohe Bedeutung zu [28]. Letztlich gilt es, hoch qualitative Studien abzuwarten, inwieweit die Kompressionsbehandlung als adjuvantes Verfahren, die klinischen Ergebnisse etablierter Therapieprotokolle positiv beeinflussen kann. 

Fazit

• In der akutmedizinischen ­Anwendung hat die Kompressionstherapie einen hohen Stellenwert. Die indikationsgerechte Kompressionstherapie mitsamt ihrer Risiken und Kontraindikationen sollte von jedem Sportarzt sicher beherrscht werden. 
• Regenerationsfördernde Effekte werden der Kompressionstherapie vor allem bei vorausgegangenen ermüdenden Muskelbelastungen unter Einbezug exzentrischer Muskelarbeit (v. a. repetitive, plyometrische Belastungsformen mit Richtungswechseln, Spiel­sportarten, Laufen) zugesprochen. 
• In Anbetracht der häufig in der Laienpresse und in Werbekampagnen postulierten Leistungssteigerung besteht eine uneinheitliche Datenlage und insbesondere unter Berücksichtigung harter Outcome-Parameter wie „Wettkampfzeit“ oder „Laufgeschwindigkeit“ konnten derartige leistungssteigernde Effekte nicht nachgewiesen werden. 
• Aufgrund der großen Diversität der zur Verfügung stehenden Kompressionsprodukte und uneinheitlichen Kompressions­klassen ist es zum aktuellen Zeitpunkt nicht möglich das „ideale“ Sport-Kompressions­produkt zu benennen. 

Weitere Autoren des Artikels:

Literatur

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¹ Osnabrücker Zentrum für Muskuloskelettale Chirurgie (OZMC), Klinikum Osnabrück
² GOTS Komitee Muskel/Sehne, Gesellschaft für Orthopädisch-Traumatologische Sportmedizin (GOTS)
³ Radiologisches Institut, Universitätsklinikum Erlangen
⁴ Altius Swiss Sportmed Center, Rheinfelden

Die Delayed Onset Muscle Soreness (DOMS) oder auch „verzögert einsetzender Muskelkater“ wird zu den ultrastrukturellen Muskelverletzungen gezählt. Obwohl
die DOMS zu den milden Verletzungsformen zugeordnet wird und in der Regel
folgenlos ausheilt, ist sie mit erheblichen leistungseinschränkenden Auswirkungen verbunden. Grundlagen der Muskel­biomechanik sind essenziell, um diese Verletzungsentität in ihrer Pathogenese zu verstehen. 

Aspekte zur Anatomie und Muskelbiomechanik

Die quergestreifte Skelettmuskulatur gilt im Verhältnis zum Gesamtkörpergewicht als das am stärksten ausgebildete Organ bzw. Gewebe des Menschen. Je nach Konstitutionstyp erreicht die Skelettmuskulatur einen Anteil zwischen 30 – 50 % des Gesamtkörpergewichts. Die Muskulatur nimmt einen wesentlichen Anteil an der äußeren Formgebung der menschlichen Gestalt ein, hat eine elementare Stütz- und Haltefunktion (z. B. Aufrechthaltung des Körpers beim Stehen oder Sitzen, Bildung von Kompartimenten und Körperhöhlen) und ermöglicht die elementare (Fort-) Bewegung und Kommunikation. Weiterhin wird die Muskulatur inzwischen in der Funk­tionsweise eines endokrinen Organs angesehen. Durch die Ausschüttung von sogenannten Myokinen (u. a. Pep-tidhor­mone) nimmt sie eine entscheidende Rolle in der Regulation und Differenzierung muskelferner Zielzellen ein [1]. Dadurch werden der Muskulatur neben den vielen weiteren Funktionen u. a. protektive, antientzündliche und letztlich allgemein gesundheitsfördernde Eigenschaften zugesprochen [1]. Um Verletzungen und Überlastungen der Muskulatur verstehen zu können, ist die Betrachtung der Anatomie und Physiologie notwendig: Der Muskel ist in seinem Aufbau hierarchisch organisiert. Kennzeichnend für Muskelfasern ist die Tatsache, dass diese im Vergleich zu anderen einige Zentimeter lang sein können und mehrere randständige Zellkerne enthalten. Diese Eigenschaften beruhen auf dem Zusammenschluss mehrerer Vorläuferzellen (Myoblasten) zu einer Muskelzelle[2]. Muskelfasern sind zu einem Faserbündel organisiert, dessen Zusammenschluss unter Einbezug von komplexen bindegewebigen Septen und Faszien zum Skelettmuskel führt [3]. 

Unter funktionellen Gesichtspunkten nimmt die Muskelfibrille einen wichtigen Stellenwert ein. Die Fibrille wird durch Z-Scheiben („Z-discs“) in Sarkomere eingeteilt, dessen Reihenschaltung eine kontraktile Einheit bildet. In den Sarkomeren finden sich die Filamente Myosin, Aktin, Titin und viele weitere regulatorische Eiweiße. Die Autorengruppe um die Gebrüder Huxley hat bereits in den 1950er Jahren die Hypothese der Gleitfilamenttheorie aufgestellt [4]. Mit elektronenmikroskopischen Aufnahmen konnten sie darlegen, dass sich die Länge der Filamente unter Verlängerung des Gesamtmuskels nicht ändert, stattdessen das Bündel der dünnen Filamente (Aktin) aus der Anordnung der dicken Filamente (Myosin) herausgezogen wird [4] (Huxley). Diese Erkenntnis ist bis heute als Meilenstein der Muskelbiomechanik anzusehen. Neben vielen weiteren Erkenntnissen (u. a. Querbrückenzyklus, 1957 [5]; Kraft-Längen-Kurve 1966 [6]) beobachtete Walter Herzog 2002 eine Kraftzunahme des Muskels unter dessen aktiver Verlängerung [7]. Neben Aktin und Titin scheint unter dieser exzentrischen Muskelarbeit das Strukturprotein Titin eine entscheidende Bedeutung zuzukommen [7 – 9]. Die daraus abgeleitete Dreifilamenttheorie postuliert eine aktive Bindung zwischen Titin und Aktin unter Ca2+ Einstrom während exzentrischer Muskelarbeit [7 – 10]. 

Folgende Merkmale konnten inzwischen der exzentrischen Arbeitsweise zugesprochen werden:

• Steigerung der Kraftentfaltung 
• Strukturelle Mehrbelastung der aktivierten Fasern
• Energetisch günstig („Low cost and high force“)
• Beeinflussung der willkürlichen Innervation und des verändertes neuromuskulären Innervationsmusters
• Auftreten von akuten und überlastungsbedingten Verletzungen der Muskulatur
• Auftreten von (peri-)artikulären Verletzungen
• Effektive Trainingsform zur Behandlung der Osteoporose, Sarkopenie, Herz-Kreislauferkrankungen
• Effektive Trainingsform zur Behandlung von Tendinopathien sowie in der Therapie und Prävention von Muskelverletzungen

Entstehung von überlastungsbedingten Muskelverletzungen

Die Terminologie und Klassifikation überlastungsbedingter Muskelverletzungen ist bis dato nicht einheitlich definiert. Übergänge zwischen physiologischer, metabolischer und neuromuskulärer Ermüdung und der Entstehung von Verletzungen im eigentlichen Sinne mit einhergehender klinischer Symptomatik sind fließend. Die Delayed Onset Muscle Soreness (DOMS) oder auch „verzögert einsetzender Muskelkater“ wird nach der Münchner Klassifikation, die unter der Mitwirkung der Autorengruppe um Müller-Wohlfahrt publiziert wurde, als Muskelverletzung Typ 1b verstanden [11]. Ursächlich werden vorausgegangene exzentrische Kontraktionsformen oder ungewohnte Muskelbelastungen angesehen. Der muskelbiomechanische Zusammenhang zwischen ultrastrukturellen Verletzungen und exzentrischer Arbeitsweise wird unter o. g. Abschnitt „Aspekte zur Anatomie und Muskelbiomechanik“ deutlich. Selbst wenn der genaue ursächliche Mechanismus bis heute nicht exakt geklärt ist, wird eine mechanische, die ultrastrukturelle Belastungsfähigkeit übersteigende indirekte Lasteinwirkung als primärer Schädigungsmechanismus angenommen [12]. Eine inflammatorische Phase mit weiterer Proteindegradation, Autophagie und einer lokalen Entzündungsantwort ist die Folge. Klinisch imponieren nach einem initialen symptomarmen Intervall schmerzhafte Bewegungseinschränkungen und Schwellungen eine reduzierte Kraftentfaltung, eine Erhöhung des Muskeltonus sowie Funktionseinschränkungen angrenzender Gelenke. Initiale Symptome treten oftmals zwischen 6 – 12 Stunden nach Belastung erstmalig auf, steigern sich bis zu einem Gipfel nach 48 – 72 Stunden, bevor die Verletzung meist innerhalb einer Woche folgenlos ausheilt [12, 13]. 

Neben den genannten Symptomen kommt es laborchemisch zu einer Erhöhung von Schädigungs- und Entzündungsmarkern (u.a. Kreatinkinase (CK), Laktatdehydrogenase (LDH), Interleukin 6 (IL-6), Pentraxin-3 (PTX-3) oder C-reaktives Protein (CRP) [12]. Die DOMS ist in der Regel eine klinische Diagnose und selbstlimitierend. Folglich bleiben bildgebende Verfahren im klinischen Alltag zumeist unklaren Fällen vorbehalten. Kernspintomographisch stellt sich typischerweise in den flüssigkeitsgewichteten Sequenzen eine globale Signalsteigerung dar, die einem intramuskulärem Ödem entspricht, welches mit dem histopathologischen Schweregrad einer DOMS korreliert [14]. Neben den intramuskulären Ödemen können sich bei fortgeschrittenem Befund perfifasziale Flüssigkeitsansammlungen zeigen, die nicht als Zeichen einer strukturellen Verletzung fehlgedeutet werden dürfen [12]. Die Sonographie bietet im Vergleich zur Kernspintomographie nur eine eingeschränkte Sensitivität und liefert oftmals nur im intraindividuellen, zeitlichen Verlauf indirekte Hinweise [15]. Einen direkten Nachweis der Verletzungen auf Sarkomerebene bleibt bislang elektronenmikroskopischen Verfahren vorbehalten [16]; einhergehende funktionelle Veränderungen der Skelettmuskelperfusion konnten mittels kontrastmittelverstärkter Sonographie (CEUS) nachgewiesen werden [17]. Mitglieder der Autorengruppe haben es sich derzeit zur Aufgabe gemacht, mittels Hochfeld-7-Tesla-MRT o.g. Strukturveränderungen auf ultrastruktureller Ebene erstmalig bildgebend zu visualisieren – die Studienergebnisse gilt es abzuwarten. 

Therapie und Prävention

Aus der Pathogenese dieser Verletzungsentität wird ersichtlich, dass aktuelle Überlegungen auf eine ursächliche primäre mechanische Belastung hinauslaufen. Die Prävention dieser folglich komplexen Verletzung zielt darauf ab, die Entstehung der primären Schädigung (Exercise Induce Muscle Damage, EIMD) zu verhindern oder bei bestehender Schädigung die inflammatorische Reaktion und damit die einsetzende klinische Manifestation zu limitieren [13]. Sofern eine manifeste DOMS vorliegt, gilt es Verfahren anzuwenden, um einhergehende Symptome zu lindern und eine schnellstmögliche Wiedererlangung der Muskelfunktion zu erzielen. Aufgrund der komplexen Pathophysiologie existieren auch hier fließende Übergänge zwischen Regeneration und Rehabilitation sowie Prävention und Therapie [18]. Bis heute sind in Praxis und Wissenschaft unzählige Verfahren und Interventionen angewandt worden. Gute Studienergebnisse sind insbesondere für physikalische Therapieverfahren* (z. B. Kältetherapie oder Kompressionstherapie) zu nennen [13, 18]. Der Vorteil einer systemischen Kältetherapie (Kaltwasserimmersionstherapie oder Kaltluftexposition) liegt in der Möglichkeit begründet, eine große Körperoberfläche adressieren zu können. Die Wirkmechanismen werden sowohl veränderten lokalen Stoffwechselvorgängen im Muskelgewebe selbst, als auch systemischen Vorgängen (u. a. vegetatives Nervensystem) zugesprochen und sind bis heute nicht endgültig geklärt [13]. Lokale Verfahren (z. B. eiswassergetränkte Binden, Kühlelemente) bleiben in der Regel der Akuttherapie struktureller Muskelverletzungen vorbehalten (z. B. klassisches PRICE-Verfahren) [19, 20]. Auch eine optimale Sporternährung und die Einnahme einiger Nahrungsergänzungsmittel, bzw. pflanzlicher Wirkstoffe, können die Entstehung und Ausprägung der DOMS laut aktuellen Studien positiv beeinflussen [13]. Spezifische Anwendungskriterien sollten hierbei stets berücksichtigt werden. Die Autoren verweisen diesbezüglich auch auf von Ihnen verfasste weiterführende Literatur [13, 18]. 

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(1) Sportwissenschaftliche Fakultät, Universität Leipzig, (2) Osnabrücker Zentrum für Muskuloskelettale Chirurgie (OZMC) Klinikum Osnabrück (3) Institut für Sportwissenschaft – Arbeitsbereich Bewegungs- und Trainingswissenschaft, Bergische Universität Wuppertal

Kältetherapie – nicht nur im Sport – hat eine lange Tradition, die bis in die Zeit 2500 v. C. zurück reicht [1]. Seit den 1950er Jahren wird die Kältetherapie verstärkt im Sport eingesetzt, unterstützt durch technische Entwicklungen, die die Kälte­therapie mit Kompression kombiniert und daher differenziert anwendbar macht. Insbesondere nach Sportverletzungen haben sich Kälteanwendungen in der Praxis bewährt. 

Die Anwendung von Kälte stellt ein bewährtes Verfahren bei akuten traumatischen Verletzungen dar und ist in verschiedensten Applikationsformen in Form von Eisspray, Crushed Ice oder idealerweise in Form von eiswassergetränkten Schwämmen möglich. Kälteanwendungen werden über die Akutbehandlung von Sportverletzungen hinaus in den letzten Jahren auch unter dem Aspekt des Regenerations­managements sowie zur Leistungssteigerung unter besonderen Umgebungsbedingungen (Hitze, Luftfeuchtigkeit) angewendet, teils auch als Pre-Cooling [2]. Trotz der Eta­blierung der praktischen Anwendung der Kältetherapie basiert die Grundlage zur Anwendung der Kältetherapie nach wie vor primär auf Erfahrungswissen und nur sekundär auf der Basis wissenschaftlicher Nachweise [3, 4].

Physikalische und physiologische Grundlagen der Kältetherapie

Die Kältetherapie basiert auf den physikalischen Prinzipien der Konduktion, Konvektion sowie der Evaporation. Die Kühlwirkungen sind von den Gewebearten, der Dauer, der Temperatur und der Lokalisation der Kühlung abhängig. Während die Haut schnell abkühlt, ist die Kühlwirkung und – geschwindigkeit in tieferen Geweben langsamer und unter anderem von den Gewebetypen sowie insbesondere von der Dicke der isolierenden Fettschichten abhängig. Neben praktischen Erwägungen, wo Kälte angewendet werden soll (auf dem Sportplatz oder in der physiotherapeutischen Praxis), ist die thermische Leitfähigkeit des Kälteträgers für den therapeutischen Erfolg von größter Bedeutung; so verfügt z. B. feuchte Kälte über eine deutlich höhere Leitfähigkeit als trockene Kälte [5]. 

Merke: Im Wasser (Konduktion; Konvektion) ist der Wärmeverlust gegenüber dem Wärmeverlust in der Luft (Radiation) bei einer gegebenen Temperatur (Kältewirkung) ca. 25-mal größer [5]. 

Bei der Wahl des Verfahrens der Kälteanwendung muss entschieden werden, wo genau die Kälte angewendet werden soll (Lokalisation), in welcher Tiefe die Kälte wirken soll, welcher Kälteträger sinnvoll ist, mit welcher Temperatur und wie lange die Kälte (dauerhaft oder intermittierend) in das Gewebe eindringen und wirken soll (Tabelle 1).

Wirkungen der Kältetherapie

Ein wichtiger therapeutischer Effekt der Kältetherapie – insbesondere in der Erstversorgung – stellt die unmittelbare Schmerzreduktion dar, die durch die kälte­bedingt veränderten Depolarisationsschwellen freier Nervenendigungen und Synapsen erklärt werden kann [6]. Durch die reduzierte Gewebetemperatur ist der Stoffwechsel reduziert, es kommt zur Vasokonstriktion mit reduzierter Muskelperfusion um bis zu –50 % nach zehn Minuten [7]. Eine Reduktion der Hauttemperatur auf 13.6 °C ist ausreichend, um zur lokalen Analgesie zu führen [8], eine Temperatur von 10° führt zur 33%-igen Reduktion der Nervenleitgeschwindigkeit, was nicht nur den sensorischen, sondern auch den motorischen Bereich betrifft [9]. Der Aspekt der reduzierten Nervenleitgeschwindigkeit muss insbesondere dann berücksichtigt werden, wenn nach der Kälteanwendung trainiert werden soll. Kälte hat ebenfalls Auswirkungen auf die Muskelleistung, kurze Kältereize (≤ 5 min) können die isome­trische Maximalkraft kurzfristig steigern, längere Kältereize (≥ 5 min) hingegen reduzieren die Muskelkraft [10, 11], wobei die Ergebnisse widersprüchlich sind [3]. Keinen Einfluss hatten Kälteapplikationen auf das Gleichgewicht, hingegen konnten positive Effekte auf die Gelenkbeweglichkeit nachgewiesen werden [3], wobei die Wirkung (möglicherweise) auf die analgesierende Wirkung der Kältetherapie zurückzuführen ist (Abb. 1). In experimentellen Studien konnte eine reduzierte Entzündungsantwort im betroffenen Gewebe nachgewiesen werden, wobei die Effekte nur für wenige Minuten nachweisbar sind [13]. Neuere Forschungen zeigen, dass es nach Kälteanwendungen zu keiner reaktiven Hyperthermie kommt, was von therapeutischer Bedeutung ist [14]. Eine typische Indikation zur lokalen Kälteanwendung ist das akute Trauma. In der Erstversorgung von Sportverletzungen haben sich Kombinationstherapien wie das PRICE-Schema bewährt [14] (Tabelle 2). 

Kälteanwendungen im Rahmen der  physiotherapeutischen Therapie

Eine weitere Kälteanwendung, die sich in der Physiotherapie bewährt hat, jedoch nicht evidenzbasiert ist [4], ist das Lösen von Triggerpunkten durch die „Spray and Stretch“ Technik. Bei dieser Technik werden der Triggerpunkt als auch der (maximal) vorgedehnte Muskel (Trigger-Band) vorsichtig mit einem Kältespray gekühlt und anschließend der Muskel mehrfach gedehnt; am besten postisometrisch (nach vorheriger Anspannung). Nach der Behandlung mit Kälte und Dehnung und dem Lösen der Triggerpunkte hat sich eine Behandlung der Muskulatur mit milder Wärme zur besseren Durchblutung und zur Vermeidung der Bildung neuer Triggerpunkte bewährt, ähnliche Vorgehensweisen sind auch beim myofaszialen Schmerzsyndrom möglich [15].

Kälteanwendungen zur verbesserten Regeneration

Nach hohen Trainings- und Spielbelastungen werden zur Optimierung der Regeneration in den letzten Jahren Teil- und Ganzkörperanwendungen von Kälte in Kombination mit hydrostatischem Druck eingesetzt (Kompressionswirkung). Am bekanntesten ist die Kaltwasserimmersion – ob als Teil- oder Ganzkörperimmersion – in der „Eistonne“. Die optimale Wirkung wird bei einer Immersionsdauer von 11 – 15 Minuten und einer Wassertemperatur von 11° – 15° erzielt [16], wobei die Befunde je nach Sportart widersprüchlich sind [17, 18]. Durch die Kühlung ganzer Körperregionen kommt es zu einer verminderten Stoffwechselaktivität (proteolytische Enzyme, systemische und lokale Entzündungsantwort), wobei auch hier die Ergebnisse wider­sprüchlich (Responder und Non-Responder) und die Effekte gering sind [19 – 21]. 

Kälteanwendungen – Relative und absolute Kontraindikationen

Eine Kryotherapie sollte stets sorgfältig abgewogen werden. So muss ein direkter Kontakt zwischen dem Kältemedium und der Haut vermieden werden. Bei der Erstversorgung auf dem Spielfeld kann durch Kältespray für eine kurzfristige Schmerzreduktion bewirkt werden, dabei besteht jedoch die Gefahr, dass Kältesprays lokale Kälteschäden wie Erfrierungen oder Hautnekrosen verursachen [22].

Literatur

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2.         Hausswirth, C. and I. Mujika, Recovery for performance in sport. 2013, Champaign: Human Kinetics.

3.         Kalli, K. and K. Fousekis, The effects of cryotherapy on athletes‘ muscle strength, flexibility, and neuromuscular control: A systematic review of the literature. J Bodyw Mov Ther, 2020. 24(2): p. 175-188.

4.         Fruth, S.J. and S.L. Michlovitz, Cold Therapy Modalities, in Modalities for Therapeutic Intervention, J.W. Bellew, S.L. Michlovitz, and T.P. Nolan, Editors. 2016, F. A. Davis Company: Philadelphia. p. 21-56.

5.         Edlich, R.F., et al., Bioengineering principles of hydrotherapy. J Burn Care Rehabil, 1987. 8(6): p. 580-4.

6.         van den Bekerom, M.P., et al., What is the Evidence for Rest, Ice, Compression, and Elevation Therapy in the Treatment of Ankle Sprains in Adults? J Athl Train, 2012. 47(4): p. 435-43.

7.         Thorsson, O., [Cold therapy of athletic injuries. Current literature review]. Lakartidningen, 2001. 98(13): p. 1512-3.

8.         Jutte, L.S., et al., The relationship between intramuscular temperature, skin temperature, and adipose thickness during cryotherapy and rewarming. Arch Phys Med Rehabil, 2001. 82: p. 845-850.

9.         Algafly, A.A. and K.P. George, The effect of cryotherapy on nerve conduction velocity, pain threshold and pain tolerance. Br J Sports Med, 2007. 41(6): p. 365-9; discussion 369.

10.       McGown, H.L., Effects of Cold Application on Maximal Isometrie Contraction. Phys Ther, 1967. 47(3): p. 185-92.

11.       Oliver, R.A., et al., Isometric muscle contraction response during recovery from reduced intramuscular temperature. Arch Phys Med Rehabil, 1979. 60(3): p. 126-9.

12.       Fruth, S.J. and S.L. Michlovitz, Modalities for Therapeutic Intervention, J.W. Bellew, S.L. Michlovitz, and T.P. Nolan, Editors. 2016, F. A. Davis Company: Philadelphia.

13.       Swenson, C., L. Sward, and J. Karlsson, Cryotherapy in sports medicine. Scand J Med Sci Sports, 1996. 6(4): p. 193-200.

14.       Hotfiel, T., et al., From lab to field: PRICE therapy is associated with the downregulation of intramuscular tissue perfusion but not with reactive hyperemia. JOSPT, 2020, (under review).

15.       Dommerholt, J., How have the views on myofascial pain and its treatment evolved in the past 20 years? From spray and stretch and injections to pain science, dry needling and fascial treatments. Pain Manag, 2020. 10(2): p. 63-66.

16.       Vaile, J., et al., Effect of cold water immersion on repeated cycling performance and limb blood flow. Br J Sports Med, 2011. 45(10): p. 825-9.

17.       Meyer, T., et al., eds. Regenerationsmanagement im Spitzensport. REGman-Ergebnisse und Handlungsempfehlungen., ed. B.f.S. (Hrsg.). 2016, Strauß: Köln.

18.       Meyer, T., et al., eds. Regenerationsmanagement im Spitzensport (Teil 2). ed. B.f. Sportwissenschaft. 2020, Bundesinstitut für Sportwissenschaft: Bonn. 156.

19.       Peake, J.M., et al., The effects of cold water immersion and active recovery on inflammation and cell stress responses in human skeletal muscle after resistance exercise. J Physiol, 2017. 595(3): p. 695-711.

20.       Peake, J.M., Cryotherapy: Are we freezing the benefits of exercise? Temperature (Austin), 2017. 4(3): p. 211-213.

21.       Peake, J., K. Nosaka, and K. Suzuki, Characterization of inflammatory responses to eccentric exercise in humans. Exerc Immunol Rev, 2005. 11: p. 64-85.

22.       Hotfiel, T., et al., [Current Conservative Treatment and Management Strategies of Skeletal Muscle Injuries]. Z Orthop Unfall, 2016. 154(3): p. 245-53.

Im März 2017 werden zwei Mannschafts­ärzte eines Erstligisten der Fußball Bundesliga durch das Landgericht Bremen in einem Grundsatz- und Teilurteil zu einer Zahlung von 100.000 Euro Schmerzensgeld verurteilt. Der 37-Jährige Spieler habe wegen „mehrerer Behandlungsfehler“, u. a. der Gabe von Diclofenac, seine Niere verloren. Auch die Behandlungskosten und sein Verdienstausfall im Jahre 2007 in Millionenhöhe sollen ausgeglichen werden. 2017 veröffentlichen Sondergaard und Gislason ein deutlich erhöhtes Herzstillstandrisiko unter verschiedenen NSAR. Bezogen auf die einzelnen Substanzen ist die Herzstillstandrate nach den Berechnungen für Diclofenac um 50 % und unter Ibuprofen um 31% erhöht (Abb.1).

Einsatz von NSAR

Seit 1970 werden entzündliche Erkrankungen und viele akute Verletzungen traditionell mit NSAR behandelt. Dennoch haben sich diese Substanzen vor allem bei chronischer Anwendung als schädlich mit unerwünschten Nebenwirkungen gezeigt. Zudem werden sie auch bei manchen Erkrankungen als ineffektiv erachtet (García-Lafuente 2009; Page 2000). NSAR können die frühentzündliche Reaktion im geschädigten Areal und damit die anschließend sekundär schädigende Wirkung verhindern. So werden zur Prävention der heterotropen Ossifikation nach Totalendoprothese des Hüftgelenkes NSAR für 7 Tage empfohlen (Kölbl et al. 2003). Auch gilt die Empfehlung, NSAR nur in den ersten 2–3 Tagen bei Muskelverletzungen zu geben (Müller-Wohlfahrt, H.W., Ueblacker, P. & Hänsel L., 2010).

Negative Auswirkungen auf den Muskel-­Sehnenapparat und damit auf die Regeneration

Im Rahmen der Regeneration und der Remodellierung des Muskelsehnen­apparates wird im Leistungssport eine qualitativ hochwertige Eiweißzufuhr von mindestens 2 g / kg / KG angestrebt und im Trainingsprozess insbesondere die Gabe nach Belastung, um die Proteinbiosynthese optimal zu stimulieren. NSAR zeigen einen deutlich negativen Effekt auf die Regeneration, indem sie Proteinbiosynthese hemmen. Trappe et al. konnten 2002 zeigen, wie nach Einnahme von 1200 mg Ibuprofen innerhalb von 24h nach Krafttraining die fibrilläre Syntheserate ebenso wie bei Acetaminophen (Paracetamol; Gruppe der Nichtopioid-­Analgetika) deutlich geringer anstieg, also im Vergleich zu Placebo unterdrückt wurde (Abb. 2).

Forslund (2003) fand unter NSAR einen verringerten Querschnitt und Kollagengehalt in heilenden Sehnen. Cohen et al. (2006) fand zu jedem Zeitpunkt signifikante Unterschiede in der Belastbarkeit, Kollagenorganisation und Reifung des Sehnenapparates in der Celecoxib und Indometacin Gruppe nach Rotatoren­manschettenruptur bei Ratten. Auch Paracetamol (Acetaminophen, APAP) verändert die Prostaglandin-Produktion im Skelettmuskel des Menschen und die Rezeptorexpression (Trappe et al. 2001,2013), was die Kollagenbildung beeinflussen kann (Kjaer, 2004). Kollagenfibrillen sind durch Hydroxylyslpyridinolin (HP) und Lysylpyridinolin (LP) vernetzt, die primären Bestandteile der extrazellulären Matrix (ECM). Die Anzahl von Kollagenfibrillen und Vernetzungsgrad beeinflussen die Zugfestigkeit und Steifigkeit der Gewebe. Paracetamol induziert eine Verringerung der Vernetzung und kann zur Verringerung der Sehnensteifigkeit führen. Tsai et al. (2010) stellten fest, dass Ibuprofen die Expression von Kollagenasen einschließlich MMP-1, -8, -9 und -13 hochreguliert, ohne die Expression von Collagen vom Typ I und III zu beeinflussen. Diese Ergebnisse deuten auf einen molekularen Mechanismus hin, der möglicherweise die Hemmung der Sehnenheilung durch Ibuprofen erklärt. Ebenso hemmen selektive COX-2-Inhibitoren die Sehnenheilung signifikant (Lu et.al 2015).

Britt et al. (2011) zeigten bei Einnahme von Indometacin für 7 Tage den Effekt einer PGE2 Blockade durch NSAR in der Patellarsehne vor und 72 Stunden nach einem 36 km Lauf. Deutlich sichtbar am Propeptid des Typ I Prokollagens (PINP) (Abb. 3).

Auch die Sehnen-zu-Knochen-Heilung wird bei Rekonstruktion des vorderen Kreuzbandes reduziert. So nahm unter COX-2 Hemmung die Stabilität des Kreuzbandtransplantats ab und war im Vergleich zu den Kontrollen um 37 % reduziert (Sauerschnig et al. 2018). Einige Studien liefern Hinweise, dass der Gebrauch von NSAR bei Muskelverletzungen mit einer erhöhten Fibroserate der betroffenen Muskelpartie einhergeht (Paoloni et al. 2009; Ziltener et al. 2010). Weiterhin können durch die analgetische Komponente protektive Schmerzreize maskiert werden, die bei betroffenen Sportlern zu einer zu frühen Belastungssteigerung und damit mit der Gefahr einer Rezidiv-Verletzung einhergehen können. Werden diese Medikamente während des Trainings eingenommen, können sie die Sehnenanpassungen (erhöhte Steifheit und verringerte Dehnung) verändern und letztendlich die Verbesserung der körperlichen Funktion einschränken. Dies ist auch wichtig für ältere Menschen, die ermutigt werden sollen, Sport zu treiben, um Gesundheit und Muskelmasse zu verbessern und täglich COX-hemmende Medikamente einnehmen. Da die Alterung selbst zu einer Veränderung der extrazellulären Matrixstruktur und einer regionspezifischen Abnahme der Größe und Signalintensität z.B. der Patellarsehne führt, könnte der Konsum von COX-hemmenden Arzneimitteln diesen Prozess verstärken. Ältere sollen im Gegensatz zu jungen Menschen mehr Eiweiß zuführen, um die Proteinbiosynthese optimal zu stimulieren, die allerdings auch wie oben beschrieben durch NSAR gehemmt wird. Lange ist bekannt, dass die Gabe von NSAR die Frakturheilung verlangsamt (Beck et al.2003; Simon et al. 2007) und zu einer erhöhten Rate von Pseudarthrosen führt (Giannoudis et al. 2000). 

Auch die hormonelle Seite ist von NSAR nicht unbeeinflusst. So zeigten Kristensen et al. (2018) in einer aktuellen Studie, dass Ibuprofen bei 31 gesunden jungen Männern zwischen 18 und 35 Jahren die Testosteronproduktion in den Hoden bei Einnahme von Ibuprofen (2 x 600 mg / d) über sechs Wochen hemmte und damit zu einem kompensierten Hypogonadismus wie bei älteren Männern führte. Der Heilungsprozess bei Muskelverletzungen erfolgt durch die Produktion von Zytokinen, Wachstumsfaktoren und Sauerstoff-Radikalen der Makrophagen wobei Satelliten-Zellen am Tage 3–5 mobilisiert und zur Proliferation angeregt werden um dann mit den Myozyten fusionieren. Während Mehallo (2006) einen kurzzeitigen Einsatz von NSAR innerhalb der ersten 5–7 Tage nach Verletzung überwiegend positiv beschreiben, kommen Järvinen et al. (2013) zu einer Empfehlung nur noch für die ersten 2–3 Tage aufgrund der Blockierung der Entzündung im Akutstadium und der Aktivierung von Satellitenzellen. Eine placebokontrollierte experimentelle Studie konnte unter der Anwendung von Ibuprofen (1200 mg / d) bei exzentrischer Muskelbelastung des M. vastus lateralis, hervorgerufen durch eine elektrische Muskelstimulation, eine gesteigerte Satellitenzellproliferation in der regeneratorischen Frühphase  aufzeigen (Mackey et al. 2016). Schlussfolgernd könnte die Anwendung von Ibuprofen zwischen 48–96 Stunden posttraumatisch mit positiv therapeutischen Effekten einhergehen. 

Ob pflanzliche entzündungshemmende Substanzen einen gleichen Effekt haben, um die anderen Nebenwirkungen zu vermeiden, wäre zu untersuchen. Letztlich sollte die Indikation zur Ein­-
nahme von NSAR bei Muskelverletzungen streng gestellt werden. Die off-label-Anwendung von Indometacin zur Prophylaxe einer Myositis ossificans kann bei höhergradigen Verletzungen (z. B. Typ IIIb-IVb) mit sonografischem Hinweis auf eine beginnende Ossifikation zu rechtfertigen sein.

Alternative natürliche Nahrungsquellen?

Konsequenterweise ist der Fokus auf natürliche Nahrungsquellen als Alternative zu den synthetischen NSAR Behandlungen geschwenkt. Im Sport kommt es durch Verletzungen, Überlastungen und extrem hohen physischen Belastungen durch Antritte und Abbrems-, Sprung und Rotationsbewegungen sowie durch Kontusionen in Kontaktsportarten zu ständigen entzündlichen Veränderungen. Es ist bekannt, dass Ernährung an sich wie über Arachidonsäure oder gebildete Harnsäure zusätzlich entzündlich wirken kann. Purine und Fruktose fördern die Bildung von Harnsäure. 

Ernährung kann aber auch stark entzündungshemmend wirken und somit nicht nur die Regeneration beschleunigen und präventiv wirken, sondern auch Medikamente, welche regenerationshemmend wirken und viele unerwünschten Nebenwirkungen haben, ersetzen. Hierzu wurden insbesondere pflanzliche Inhaltsstoffe und Enzyme untersucht, die sich adäquat dosiert z. B. auch als Nahrungsergänzungsmittel eignen. Enzyme wie Bromelain aus der Ananas, sind bereits lange im Sportbereich bekannt und brauchen den Vergleich der Wirksamkeit zu COX-hemmenden Arzneimitteln als sogenannte „natürliche“ Arzneimittel nicht zu scheuen. So zeigte sich eine Enzymkombination mit Bromelain in einer gepoolten Meta-Analyse basierend auf individuellen Patientendaten von sechs randomisierten Studien genauso effektiv (Überall et al. 2016). Weitere interessante Substanzen sind, wie im IOC Konsensuspapier kürzlich (Maughan et al. 2018) und Consensus State­ment 2019 der International Association of Athletics Federations veröffentlicht, Omega 3 Fettsäuren und Vitamin D. Kurkumin und Boswellia serrata weisen ebenfalls antiinflammatorische Kapazitäten auf, die bei Athleten untersucht wurden (z. B. Chilelli et al. 2016). Ebenso haben die Inhaltsstoffe der roten Beete und die Anthocyanine der Sauerkirsche stark entzündungshemmende Wirkung (Bondesen et al. 2004). Beeren haben TNF-a induzierte Hochregulation von Entzündungsmediatoren in menschliche mikrovaskuläre Endothelzellen reduziert (Youdim et al. 2002). Regenerationsunterstützung und Entzündungshemmung ist also ohne weiteres durch natürliche Substanzen möglich, die genannte negative Effekte der NSAR Behandlung nicht aufzeigen. 

Nehrer S., Valderrabano V. und Engelhardt M. gehen erstmals in der Veröffentlichung von 2019 bezüglich 5. GOTS-Expertenmeeting „Knorpel und Arthrose im Sport“ der Gesellschaft für Orthopädisch-Traumatologische Sportmedizin mit einem eigenen Teil auf Ernährung und Nahrungsergänzung ein. Die fehlende zyklische Ernährung wird hier mit negativen Auswirkungen auf den Stoffwechsel, mangelnder Diversifikation auf das Mikrobiom (Smits et al. 2017) und Übergewicht als systemische Entzündung erkannt. Auf eine Metaanalyse und Review von 20 Nahrungsergänzungsmitteln (Liu X. et al. 2018), die in 69 förderfähigen Studien untersucht wurden, zeigten 7 (Kollagenhydrolysat, Passionsfrucht-schalenextrakt, Curcuma longa-­Extrakt, Boswellia serrata-Extrakt, Curcumin, Pycnogenol und L-Carnitin) große (Effekt­größe > 0,80) und klinisch wichtige Wirkungen zur kurzfristigen Schmerzreduktion. Weitere 6 (nicht denaturiertes Typ-II-­Kollagen, Avocado-­Sojabohnenextrakt, Methylsulfonyl­methan, Diacerein, Glucosamin und Chondroitin) zeigten statistisch signifikante Verbesserungen der Schmerzen, waren jedoch von unklarer klinischer Bedeutung. Lediglich Grünlippmuschel­extrakt und nicht denaturiertes Typ-II-Kollagen hatten mittelfristig klinisch wichtige Auswirkungen auf die Schmerzen. Auf einige Stoffe wird hier im Einzelnen eingegangen. 

Eiweiß & co.

Der Muskelkater ist die häufigste Nebenerscheinung bei sportlichen Aktivitäten und wird als Muskelverletzung Typ 1B oder DOMS (Delayed-­Onset Muscle Soreness) klassifiziert, weil er typischerweise mit Schmerzen in den Muskeln 12–18 Stunden nach der meist exzentrischen Belastung, einem plötzlichen Anstieg der Trainingsintensität oder des Trainingsumfanges auftritt. Er ist die Folge unzähliger kleiner Schädigungen im kontraktilen Apparat der Muskulatur, die dabei auch leicht entzündet oder sogar angeschwollen ist. Durch Muskelkater kann es zu einem temporären Kraftverlust von bis zu 30 % kommen und bei falscher Folgebelastung zu schwereren Muskelverletzungen. Aktuell wurden Präventions- und Behandlungsmöglichkeiten mit Ernährungshinweisen von Hoftiel T. (2019) und Heiss R. (2018) veröffentlicht. Entzündlich wirkendende (proinflammatorische) Zytokine wie sie Verletzungen oder unzureichender Ernährung mit Mikro- und Makronährstoffen auftreten, können damit ein reduziertes anaboles Umfeld in der frühen Trainingsphase schaffen (Nemet et al. 2002). Proinflammatorische Zytokine haben sich als Hemmer der Proteinbiosynthese gezeigt (Caiozzo et al. 1996; Frost et al. 1997) und spielen daher eine negative Rolle bei der Regeneration muskulärer Belastungen. Umso mehr ist auf eine ausreichende Eiweißzufuhr zu achten. Eiweiß kann der Körper im Gegensatz zu Kohlenhydraten und Fett nicht speichern. Entweder baut er es im Rahmen von Reparatur und Regenerationsprozessen in Strukturen ein oder er verbrennt es. Daher ist die zeitliche richtig eingenommene Menge und Qualität so wichtig. Im Leistungssport werden 2 g Eiweiß pro kg / KG empfohlen. Mindestens 20–25 g hochwertiges Eiweiß (hoher Anteil essentieller Aminosäuren) führen, je früher nach jeder Belastung eingenommen, zu einer erhöhten Einbaurate und damit schnellerer Regeneration. Neuere Studien empfehlen bei Ganzkörperbelastung 40 g hochwertiges Eiweiß. So kommt es zu einem Anstieg der muskulären Proteinbiosynthese bei 20 g nach Belastung von 35 % / h gegenüber 48 % / h bei Gabe von 40 g bei jungen Männern, der aber insgesamt als geringe Steigerung zu bewerten ist (Stokes T. et al., 2018). Der Abstand solcher Proteinzufuhr von ca. 3–4 Stunden sollte nicht unterschritten werden. Ein hoher Anteil an essentiellen Aminosäuren hat zudem einen höheren Effekt (Molke Eiweiß /Whey protein) und einem hoher Leucin­gehalt wird eine anabole Schlüsselfunktion zugeschrieben. Pflanzliches Eiweiß weißt daher niedrigere Einbauraten auf. Bei Muskelverletzungen werden inzwischen 2–2,5 g Eiweiß pro kg / KG empfohlen. In einem aktuellen Überblick (Snijders T. et al. 2019) aller Studien zur Proteinaufnahme vor dem Schlaf ergab sich bei alten und jungen Menschen, dass aufgenommenes Protein über Nacht wirksam verdaut und absorbiert wird, wodurch die Proteinsyntheseraten über Nacht erhöht werden und damit als eine wirksame Interventionsstrategie angewendet werden kann, um die anpassungsfähige Reaktion der Skelettmuskulatur auf das Training zu unterstützen. Auch hier zeigte sich, dass ältere Menschen gegenüber jungen eine geringere Einbaurate haben (anabole Resistenz). Idealerweise sollte bei Athleten die Eiweißaufnahme über mindestens vier Mahlzeiten erfolgen. Kreatin, welches nicht nur leistungssteigernd ist, wirkt sich bei Verletzungen, Immobilität und Rehatraining positiv auf Kraft und Masseverlust aus. β-Hydroxy-β­-methylbutyrat (HMB) ist ein Leucin-Metabolit, welcher die Muskelproteinsynthese beschleunigt und bei längerer Einnahme die Muskelmasse bei Bettruhe schützt. Ernährung kann jedoch nicht nur in der Regeneration, sondern auch in der Prophylaxe eingesetzt werden.

Omega-3-Fettsäuren

Die Gabe von Omega-3 Fettsäuren vor einer Belastung, die geeignet war, Muskelkater zu verursachen, konnte den initialen Anstieg der CK (Kreatinkinase) im Serum sowie den typischen Anstieg inflammatorischer Cytokine, die Schwellung des Muskels und den Kraftverlust minimieren. Omega 3 Fettsäuren sind wesentliche Bestandteile der Zellmembran. Sie bilden im Körper wichtige Strukturlipide und beeinflussen die Muskelfunktion sowie Entzündungs- und Immunreaktionen (Smith GI. 2011; McGlory C. 2014). Die anti-inflammatorischen Effekte von Eicosapentaensäure (EPA) und Docosahexaensäure (DHA) dürften für die klaren Verbesserungen von Schmerz und anderen Symptomen bei Patienten mit rheumatoider Arthritis verantwortlich sein (Senftleber NK. 2017). Arachidonsäure (Omega-6 Fettsäure) sollte z.B. bei Rheumatikern in der Ernährungsberatung deutlich reduziert werden, da sie entzündlich wirkt. Maritime Omega-3 Fettsäuren weisen eine eindeutig bessere Bilanz als pflanzliche auf. Ein neuer Ansatz erfolgt über die Zucht von EPA und DHA bildender Mikroalgen (Schizochytrium) (Nehls M. 2018). Omega-3 Fettsäuren schützen vor kardiovaskulären Risiken und unterstützen Regenerationsprozesse im Sport. Sie stimulieren über Signalproteine die muskuläre Proteinbiosynthese. Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass Omega-3-Fettsäuren, die aus Fischöl gewonnen werden, die Zunahme der Muskelmasse bei älteren Erwachsenen stimulieren, indem sie die durch Alterung hervorgerufene anabole Resistenz im Rahmen der Sarkopenie überwinden (Smith GI. 2011). Insbe­sondere DHA findet sich in hohen Konzentrationen im Gehirn und übt einen Schutzmechanismus auf zellulärer und neuronaler Ebene aus, einschließlich der Modulation von Entzündungskaskaden nach traumatischen Hirnverletzungen (Trojian TH. 2017). Hoher Fischkonsum fördert bei Kindern Intelligenz und gesunden Schlaf (Jianghong L. 2017). Das Verhältnis von Omega-6 zu Omega-3 sollte wie bei unseren Vorfahren oder den Inuit ca. 1–4:1 betragen. Daher sind Messungen als Vorrausetzungen für valide Studienergebnisse umso wichtiger. Aufgrund der schlechten Ernährung finden wir oft Verhältnisse von Arachidonsäure (Omega 6 FS) zu EPA (Omega 3 FS) von 10–20:1 auch bei Sportlern. Hier besteht ein höheres entzündliches Potenzial, höhere Verletzungsgefahr und eine schlechtere Regeneration. Eine Substitution ist daher erforderlich. 2 g Omega-3 Fettsäuren am Tag sollten zugeführt werden. Bei Verletzungen 4 g. Aus der eigenen Praxis hier Beispiele schlechter Versorgung: Rheumapatientin 1:37, Fußballbundesliga Erstligaspieler 1:17, Veganerin 1:35, KHK Patient mit Bypass 1:33, Multiple Sklerose Patientin 1:20.

Bei 106 deutschen Elite-Ausdauersportlern fand sich einen Mangel an EPA und DHA im Zusammenhang mit niedrigem Omega 3 Index (Schacky et al. 2014). Eine neue Studie (Davinelli et al. 2019) zeigte bei 257 Ausdauerläufern einen negativen Einfluss auf das Verhältnis von Arachidonsäure zu EPA auch in Abhängigkeit der zurückgelegten wöchentlichen Laufstrecke. Da eine schlechtere Versorgung nicht angenommen werden kann, ist eher davon auszugehen, dass der Körper mehr Omega- 3 Fettsäuren benötigt, da diese vermehrt entzündungshemmend verbraucht werden. Daher dürften Sportler einen erhöhten Bedarf haben.

Sekundäre Pflanzenstoffe

Neben Vitaminen sind insbesondere sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe in den letzten Jahren zur Reduzierung von oxidativem Stress, belastungsbedingter Muskelschmerzen und Muskelermüdung in den Fokus gerückt. Hierzu gehören Polyphenole, Carotinoide, Phytoöstrogene, Glucosinolate, Sulfide, Monoterpene, Saponine, Protease-Inhibitoren, Phytosterine und Lektine. Chlorophyll und Phytinsäure lassen sich zu keiner der genannten Gruppen zuordnen, gehören aber ebenfalls zu den sekundären Pflanzenstoffen. Inzwischen wurde die Potenz der sekundären Pflanzeninhaltsstoffe in den Pflanzen auf ihre antioxidative und vor allem entzündungshemmende Wirkung untersucht. Viele dieser Substanzen sind in der Lage, die Cyclooxygenase-2 (COX-2) -Expression deutlich zu unterdrücken, welches dem anti-entzündlichem Wirkmechanismus der nicht steroidalen Antirheumatika (NSAR) wie Ibuprofen und Diclofenac entspricht. Betanin aus der roten Beete inhibierte die Aktivität um 97 %. Die antioxidative Kapazität des Rote-Bete-­Saftes war weitaus größer als bei bekannten Gemüsesäften (Reddy et al. 2005). Die COX-2-­Hemmwirkungen waren vergleichbar oder größer als bei mehreren phenolischen Verbindungen (Cyanidin-3-O-Glucosid, Lycopin, Chlorophyll, B-Carotin und Bixin) und entzündungshemmenden Medikamenten (Ibuprofen, Vioxx und Celebrex). Nach 10-tägiger Supplementierung (100, 70 oder 35 mg pro Tag) hatten sich die proinflammatorischen Zytokine; Tumornekrosefaktor-alpha (TNF-α) und Interleukin-6 (IL-6) gegenüber dem Ausgangswert um 8,3 % bis 35 % bzw. 22 bis 28,3 % verringert und linderten die Entzündungen und Schmerzen bei osteoarthritischen Patienten (Pietrzkowski, Z.,2010). Granatapfel-Extrakt verbesserte die Erholung der isometrischen Kraft 2–3 Tage nach einer muskelschädlichen exzentrischen Übung und milderte damit Schmerzen und Kraftverlust (Trombold JR. et al. 2011). Ebenso zeigten Blaubeeren antioxidative und entzündungshemmende Eigenschaften und eine schnellere Regeneration nach exzentrischer Muskelbelastung (McLeay Y. et al. 2012). Auch bei entzündlichen Darmerkrankungen zeigten Anthocyanine der Heidelbeere gegenüber entzündungshemmenden Medikamenten einen besseren Effekt (Sónia R. et al. 2017). Schwarzer Johannisbeer-Nektar führte zur Verringerung der Symptome von trainingsinduziertem exzentrischem Muskelschäden (EIMD) bei 16 College-Studenten (Hutchison AT. Et al. 2014). Aufgrund des sehr hohen Gehaltes von Antho­cyanin rückte jedoch die Sauerkirschen in den letzten Jahren in den Mittelpunkt und ist mit der größten Anzahl an Studien positiv belegt (Wang H. et al. 1999; Clifford MN. 2000; Bondesen et al. 2004). Das Hemmpotenzial von Montmorency-Sauerkirschen für die Glykämie­regulation und anderer entzündungsrelevanter Enzyme wurde von Kirakosyan A. (2018) bewertet. So wurde die α-Amylaseaktivität signifikant gehemmt, milde Hemmung der α-Glucosidase und Inhibition von Angiotensin I- 89 % (Bluthochdruck). Starke bis mäßige Hemmungen von Cyclooxygenase-1 (65%), Lipoxygenase (64%), Cyclooxygenase-2 (38%) bzw. Xanthinoxidase (Harnsäuresenkung), (26%). Anthocyane, Cyanidin-3­-­Rutinosid und Cyanidin-3-Glucosid waren starke Inhibitoren von α-Amylase und α-Glucosidase. Kirakosyan A. (2018) kommt zum Schluss, dass die Hemmung all dieser Enzyme eine starke biochemische Grundlage für das Management von Typ-2-Diabetes und Herz-Kreislauf-­Erkrankungen bietet, indem die Glukoseabsorption gesteuert und die damit verbundene Hypertonie und Entzündung reduziert werden. Im aktuellen Review für Montmorency-­­Sauerkirschen (Kelley DS. et al. 2018) dauerten die meisten Studien weniger als 2 Wochen (5h bis 3 Monate) und wurden mit einem Äquivalent von 45 bis 270 Kirschen / Tag (Anthocyane 55–720 mg / Tag) in Einzel- oder aufgeteilten Dosen durchgeführt. Die Einnahme verbesserte die Leistung, Erholung, Muskelkater und entzündliche Serumparameter bei 16 gesunden Fußballern (Bell 2016). Bei 27 Läufern und Triathleten verbesserte sich die Marathonzeit, senkten sich die Marker für Muskelkatabolismus, oxidativen Stress und Entzündung im Vergleich zu Placebo bei einer Einnahme 10 Tage vor bis 2 Tage nach dem Rennen (Levers 2016). Bei 20 Marathon Läufer(innen) senkten sich nach dem Rennen Entzündungsparameter und Schmerz bei Einnahme 5 Tage vor und 2 Tage nach dem Rennen (Howatson 2010). Nach dem Training bei Radfahrern, die Kirschsaft 7 Tage zuführten, war die Interleukin-6-­Konzentration um 200 % niedriger (Bell 2014). Bei 10 gesunden Frauen, die an einem Tag 280 g Kirschen zuführten, waren die Entzündungswerte niedriger und die Harnsäurespiegel gesunken (Jacob RA. et al. 2003). Durch die Einnahme von Kirschen konnte in einer 7-jährigen Studie der Boston University School of Medicine bei 633 Gicht-Patienten das Risiko für Gichtanfälle um 35 % gesenkt werden (Yuqing Zhang et al. 2013). Gicht tritt als Folge der Kristallisation von Harnsäure in Gelenken auf und verursacht Schwellung und Schmerzen in den damit verbundenen Bereichen. Ziel im Leistungssport ist eine Harnsäure < 5 mg / dl um Muskeln und Sehnen zu schützen. Im Rückblick (Kelley DS. et al. 2018) auf alle evidenten Studien verringerte der Verzehr von Kirschen die Marker für oxidativen Stress in 8 von 10 ; Entzündung in 11 von 16; belastungsinduzierten Muskelkater (DOMS) und Kraftverlust in 8 von 9; senkte den Blutdruck in 5 von 7 und eine Arthritis in 5 von 5 Studien.

Der Schlaf verbesserte sich wohl auch aufgrund des Melatoningehaltes in 4 von 4 Studien. Kirschen reduzierten auch das Hämoglobin A1C (HbA1C), das Lipoprotein sehr niedriger Dichte (VLDL) und Triglyceride / High-Density-Lipoprotein (TG / HDL) bei diabetischen Frauen und VLDL und TG / HDL bei übergewichtigen Teilnehmern.

Neue Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine einmalige Supplementierung mit 30 ml Montmorency Sauerkirschsaft 1,5 h vor Belastung bei trainierten Radfahrern den Blutdruck senkt und einige Aspekte der Trainingsleistung, insbesondere der Endsprint-Leistung, verbessern kann (Keane KM. et al. 2018).

Gewürze

Nicht nur Früchte und Beeren, sondern auch Gewürze haben entzündungshemmende Eigenschaften. So wurde das vielversprechende Kurkumin aus der Gelbwurz inzwischen sehr gut untersucht. Es wurde gezeigt, dass Kurumin antioxidative, entzündungshemmende, anti-­carcinoge, anti-angiogenese, chemopräventive und chemotherapeutische Eigenschaften besitzt (Akram et al. 2010; Li et al. 2011). Es erwies sich als wirksam zur Schmerzlinderung bei arthritischen Patienten (Li et al. 2011). Eine Verbesserung der Sehnenheilung und -funktion beruhte auf ihren antioxidativen und entzündungshemmenden Eigenschaften, die mit gut organisierten Kollagenfasern und einer extensiven Kollagenablagerung im regenerierten Sehnengewebe in Verbindung stehen (Jiang D.et al. 2016). Weihrauch (Bowswellia Extract / BSE) besitzt immunmodulatorische Eigenschaften und verändert das Zytokinproduktionsprofil positiv (Ammon H.P.T. 2010). Boswelliasäuren im Weihrauch hemmen die Leukotrienbiosynthese und wirken somit entzündungshemmend, ohne die Nebenwirkungen, wie sie von NSAR bekannt sind. Weihrauch beschleunigte auch die Funktionswiederherstellung und verminderte Schmerzen sowie objektive körperliche und humorale Anzeichen von Entzündungen bei Personen mit Arthritis (Belcaro G. 2015). Boswellia serrata hat auch die Fähigkeit gezeigt, entzündungsfördernde Zytokine zu hemmen. Es unterdrückt Interleukin-1β (IL-1β), Tumornekrosefaktor-α (TNF-α), Interferon-γ (IFN-γ) und erhöht die Produktion von IL-10 bei Ratten mit Kollagen-induzierter Arthritis. Diese Zytokine spielen eine entscheidende Rolle bei chronischen Entzündungen und Gewebeschäden während des Fortschreitens der rheumatoiden Arthritis (Zhang JM. 2007; Singh D. 2013). Kumar R. (2019) belegen die Bedeutung von BSE als potenzielles Mittel gegen Arthritis und empfehlen die Kombination von BSE als Ergänzung zur konventionellen modernen Therapie bei der Behandlung von RA. Eine Kombination aus Kurkumin und Weihrauch war erwiesenermaßen sicher und effizient bei Patienten mit Arthrose, objektive Symptome zu lindern. Die Kombination zeigte sich besser als Celecoxib (Celebrex = ein selektiver COX-2-­Inhibitor) und war zusätzlich zu den entzündungshemmenden Eigenschaften praktisch ohne Nebenwirkungen.

12-wöchiger Gebrauch von Kurkumin-Komplex oder seine Kombination mit Weihrauch reduziert schmerzbedingte Symptome bei Patienten mit Osteoarthritis (Haroyan A. 2018). Kurkumin war in Kombination mit Weihrauch effektiver und erhöhte die Wirksamkeit der Behandlung von Osteoarthritis. Kurkumin übt polyvalente pharmakologische Wirkungen und Multi-Target-Effekte aus, einschließlich Schmerzlinderung und anti-nozizeptive Aktivität. Seo EJ. et (2018) berichten zum ersten Mal, dass Kurkumin und Weihrauch als Antagonisten von Nociceptin-Rezeptoren fungieren, indem sie selectiv das opioid-bezogene Nociceptin-Rezeptor 1-Gen herunterregulieren (OPRL1), was mit einer Schmerzlinderung verbunden ist.

Enzyme

Enzyme werden standardisiert bei Muskelverletzungen zur Regeneration gegeben werden. Sie wirken über eine Regulation Zytokinspiegel, Einfluss auf Blutrheologie (Plättchenaggregation, Fibrinolyse), Ödemreduktion (Abschwellung) und die Reduktion von Immunkomplexen. Aber auch präventiv zeigen sie positive Effekte. Marzin et al. (2017 ) zeigte in einer Placebo-kontrollierten Doppelblindstudie an 72 Sportlern beispielsweise, wie eine Enzymkombination mit Bromelain, Trypsin und Rutosid die Regeneration nach Belastungen fördert und potenzielle Muskelschädigungen bei Ausdauersportlern abmildert. Bei allen untersuchten Sportlern konnte ein Einfluss auf Biomarker des Muskelstoffwechsels, der Entzündung und des Immunstatus gezeigt werden. 

Nicht-denaturiertes Typ-II-Kollagen

Neuere Studien zeigen auch gute entzündungshemmende Eigenschaften von nicht denaturiertem Typ-II-Kollagen auf und wie dies Tiere bei experimentell induzierter Arthritis vor Gelenkschäden schützt (Asnagli H. et al. 2014). Es wird angenommen, dass dieser Schutz über die Induktion und Migration von T-regulatorischen Zellen (Tregs) in den Bereich der Entzündung und Schädigung erfolgt (Weiner HL. Et al., 2011). Die vorgeschlagene Rolle von T-regulatorischen Zellen könnte auch für die Milderung von osteoarthritischen (OA) -Symptomen relevant sein, da In-vitro-Studien gezeigt haben, dass Tregs entzündungshemmende Zytokine produzieren, die Chondrozyten zur Synthese von Knorpelmatrixkomponenten anregen (van Meegeren ME., EJ. 2012). Eine aktuelle randomisierte, placebokontrollierte doppelblind Studie mit 164 Patienten ergab, dass sich mit 40 mg nicht denaturiertem Typ-II-Kollagen (UC-II®), die Kniefunktion bei OA-Patienten bis zum Tag 60 im Vergleich zu Placebo und bis zum Tag 180 auch gegenüber Glucosamin und Chondroitinsulfat (1500 mg G, 1200 mg C), signifikant verbesserte und gut vertragen wurde (Lugo JP. et al. 2016). Jüngste präklinische Studienergebnisse belegen, dass eine klinisch relevante Tagesdosis von UC-II® unmittelbar nach Verletzung die mechanische Funktion des betroffenen Knies verbessern und eine übermäßige Verschlechterung des Gelenkknorpels verhindern kann (Bagi C.M. et al. 2017).