Strategien zur Frakturprophylaxe

Die „Fraktur“ ist zwar für die Evalu­ierung eines körperlichen Trainings bei Osteoporose das definitive Outcome, zur trainingsmethodischen Ansteuerung / Monitoring der Trainingsziele aber zu grob (Abb.). Die aufgeführten Trainingsziele/Frakturdeterminanten müssen individuell nicht gleichermaßen relevant sein (Tab. 1). So ist der Erhalt/die Erhöhung der Knochenfestigkeit das zentrale Trainingsziel für bspw. frühpost­menopausale Frauen. Im Gegensatz dazu ist die Verringerung der Sturzhäufigkeit / Verbesserung des Sturz­ablaufs bei älteren Menschen mit manifester Osteoporose, einschlägiger pharma­kologischer Therapie, geringer körper­licher Leistungsfähigkeit und / oder ortho­pädischer Limitation absolut zentral. 

Abb. Determinanten des Frakturrisikos als ansteuerbare Trainingsziele

Empfehlungen zur Verbesserung der Knochenfestigkeit

Trainingsinhalte zur Adressierung der Knochenfestigkeit werden gemäß Senn in die beiden mechanisch lokal wirkenden Knochenfaktoren klassifiziert; in

• „Axiale Belastung“, also die Beanspruchung gewichtstragender, axialer Skelettregionen unter dem Einfluss der Schwerkraft und der resultierenden Bodenreaktionskräfte 

und 

• „Muskelzugsbelastung“, also die komplexe Druck-, Biege- und Scherbeanspruchung der lokal betroffenen Knochenareale, die als „Hebelwerk“ die Muskelkräfte übertragen,

sowie die 

• „systemische Komponente“, also die trainingsinduzierte Ausschüttung anaboler Substanzen zur Regeneration und Anpassung. Es besteht eine permissive Inter­aktion von systemischen und mechanischen Knochenfaktoren, die sich in einer höheren Wirkung derselben mechanischen Reize bei „günstigem“ hormonellen Milieu äußert.

Zudem führen mechanische Stimuli, die den Knochen in ungewohnter Weise belasten, zu einer höheren Knochenreaktion als Reize in Form habitueller Belastungsverteilung. 

Sportarten mit intensiver Kraftkomponente / Bodenreaktionskräften weisen via hoher mechanischer Beanspruchung und günstigem hormonellen Milieu eine hohe osteoanabole Potenz auf. „Schwimmen“ oder besonders Straßenradsport, charakterisiert durch umfangsorientiert niedrige mechanische Belastung, gleichförmiges Verteilungsmuster und tendenziell negative Auswirkungen auf das endokrine System, zeigen keine bzw. negative Wirkung auf den Knochenmineralgehalt (BMD) als wesentlichsten Prädiktor der Knochenfestigkeit (Tab. 2 ). 

Belastungsdosierung (Tab. 3)

Die Reizhöhe zur Auslösung ossärer Anpassungserscheinungen wird bei ca. 1000 µΣ* ausgemacht; dies entspricht beim gesunden Untrainierten mittleren Lebensalters ungefähr der mechanischen Belastung durch „schnelles Gehen“. Die Knochenbildung oberhalb dieser Reizhöhe nimmt linear mit der entsprechenden Verformungshöhe zu. Im Krafttraining wirken intensive (≥75 % 1 RM) ebenfalls günstiger auf die BMD als umfangsorientierte (≤60 % 1 RM) Reize. Dass bei high-impact-Belastungen die Reizrate deutlich gesteigert ist, führt zur hohen Knochenwirksamkeit dieser Trainingsinhalte. Die Reizrate kann allerdings auch innerhalb eines Krafttrainings, das vergleichsweise besser dosier- und kontrollierbar ist, durch eine Erhöhung der Bewegungsgeschwindigkeit gesteigert werden. Letzteres ist, wie auch bei hoher Reizstärke, bei Menschen mit orthopädischen Limitationen gut verträglich und sicher applizierbar.

Bereits wenige Wiederholungen mit hoher Reizhöhe/-rate (bspw. 36 Sprünge mit 2000 µE) können zu einem signifi­kanten Zuwachs der Knochenfestigkeit führen. Bei deutlich unterschwelliger Reizhöhe/-rate ist eine sehr viel höhere Reizhäufigkeit nötig, um eine positive Wirkung am Knochen zu triggern. Im Exzess reichen bei sehr hoher Wiederholungszahl (100.0000 Wdh.) äußerst geringe Reizhöhen (70 µE) aus, um die Knochensubstanz zu erhalten. Der Einfluss der Reizdauer auf die Knochenfestigkeit ist defizitär untersucht. Einigkeit herrscht jedoch darüber, dass eine lange Reizdauer im Sinne einer statischen Dauerbelastung zu einer Verringerung der Knochenformationsrate oder sogar zu einem Verlust an Knochenmasse führen kann. Die knochenstimulierende Wirkung hochfrequenter Reize mittels Vibrationsplatten wird seit längerem beim Menschen angewandt. Übersichts­arbeiten mit unterschiedlichen Personengruppen und Vibrationsparametern zeigen einen signifikant positiven Effekt auf die BMD, zumindest bei weniger leistungsfähigen Kollektiven. 

Die Reizdichte gewinnt im Zusammenhang mit einer „Desensibilisierung“ mechanosensibler Zellen des Knochens an Relevanz. Insbesondere im Rahmen längerfristiger Trainingsplanung sollte durch periodisierte Trainingsprotokolle Entlastungsphasen zur Resensibilisierung des Knochens (…und Adressierung anderer Trainingsziele, Abb. 1) eingeplant werden. Obwohl die Trainingshäufigkeit nicht isoliert, sondern in Zusammenhang mit der trainingsinduzierten Gesamtbeanspruchung zu sehen ist, liegt der „cut-off Wert“ der minimal effektiven Dosis der Trainingshäufigkeit zur Verbesserung der BMD mit im Jahresmittel ≥2 Trainingseinheiten / Woche vergleichsweise hoch. 

Zwingend zu beachtende Trainingsprinzipien 

Überschwelliger Reiz: Reize im Bereich der alltäglichen Belastung lösen keine Anpassungen aus. Es ist zwingend erforderlich, dass der Stimulus vom Organismus letztlich als hoch, unbekannt und somit fordernd erlebt wird und eine physiologische Notwendigkeit besteht, Anpassungserscheinungen einzuleiten 

Progressive Belastungserhöhung: Gleichbleibende Belastungsreize sind durch bereits realisierte Anpassungserscheinungen nicht mehr „überschwellig“, sondern liegen im Bereich der Alltagsbelastung. Insofern muss im Trainingsverlauf eine lineare Belastungserhöhung integriert werden.

Variation der Trainingsbelastung: Ein Training mit dauerhaft gleichen Trainingsinhalten, -mitteln und Belastungsparametern bewirkt neben negativen Einflüssen auf die Motivation der Teilnehmer eine Desensibilisierung des beanspruchten Systems.

Kontinuität der Trainingsbelastung: „Detrainings“-Effekte mit Reduktion der BMD nahezu auf das Vortrainingsniveau zeigen sich bereits nach 3-monatiger Trainingspause – trotz parallel erhöhter (habitueller) körperlicher Aktivität. Intermittierende Trainingsprogramme mit längeren Pausen sind somit nicht zielführend.

Supervision: Die bereits erwähnte Meta-­Analyse zur Frakturreduktion zeigt eine signifikante Überlegenheit überwiegend supervisierter versus nicht-/überwiegend nicht supervisierter Trainingsprogrammen.

Empfehlung zur Umsetzung

Ein ideales Vehikel zur Frakturprophylaxe ist der Rehabilitationssport und das Funktionstraining nach § 64 SGB IX. Die hohe Anzahl (ca. 15.000) von Osteoporose-Gruppen in Deutschland gewährleistet zudem ein relativ flächendeckendes Angebot. Die grundsätzliche Effektivität des Settings „Rehabilitationssport“ auf Studienendpunkte wie „Knochenfestigkeit“, „Sturzhäufigkeit“ und „Frakturhäufigkeit“ wurde über eine randomisierte, kontrollierte Untersuchung erbracht.

Literatur beim Verfasser

Veröffentlicht 30.11.2022