Seit mehr als 20 Jahren beschäftigen sich Praktiker und Forscher mit den Effekten der natürlichen Erdung auf den Menschen. Studien belegen die positive Wirkung von natürlicher Erdung bzw. den Mangel von natürlicher Erdung auf Schlaf, Erholung und Regeneration. Wissenschaftler erklären, dass möglicherweise freie Elektronen die Bildung der Entzündungsbarriere verhindern bzw. überwinden können, da sie ein antioxidatives Mikroökosystem um die Verletzung bilden und den negativen Einfluss von reaktiven oxidativen Spezies reduzieren, welcher durch den oxidativen Burst verursacht (2) werden sollen. Allerdings muss die Validität dieses Erklärungsmodells noch intensiver untersucht.

Ist fehlende Erdung ein Mangelfaktor?

Der Mediziner Sinatra, der Atomphysiker Chevalier und der Biophysiker Oschman haben bei Patienten beobachtet, dass bei natürlich geerdeten Menschen Wunden schneller heilen können bzw. die Regeneration verbessert werden kann. Mittels Infrarotthermografie-Screening konnte in 20 Fallstudien eine deutliche Reduktion der Rötung, Schwellung, Schmerz und Funktionseinschränkung infolge der Anwendung von Erdungstechnologie beobachtet werden. Selbst bei Extremfällen, z.B. aus dem Hochleistungssport oder bei geschwächten Immunsystemen (Diabetes Typ II und hohes Alter) konnten enorme Effekte in der Wundheilung beobachtet werden, sodass sie hinter der natürlichen Erdung einen elementaren Gesundheitsfaktor annahmen. (2)

Jedoch wird im Leistungssport immer mehr als nur eine Methode eingesetzt und auch beim eindrucksvollen Beispiel der Wundheilung einer 84-Jährigen können Placebo- bzw. Nocebo-Effekte nicht ausgeschlossen werden. Allerdings variieren die methodischen Standards und Berichtqualität bei Fallstudien stark. Welche Ergebnisse lieferten methodisch validere Methoden? Doch bevor wir diesen Fragen nachgehen sollten wir klären was Erdung ist und den Horizont für Phänomen etwas skizzieren.

Was ist Erdung?

Erdung (engl. Earthing oder Grounding) beschreibt den direkten Körperkontakt zur Erde. Dies kann beispielsweise durch Barfußlaufen auf der Erde oder beim Gärtnern (ohne Handschuhe) erreicht werden (natürliche Erdung). Alternativ kann dies durch Erdungstechnologie (Bettlaken, etc.) erreicht werden. Durch den direkten Körperkontakt soll ein natürlicher Austausch der elektrischen Ladung und Frequenzdynamik der Erdoberfläche (Elektronen) stattfinden. (2) Bestandteil des Erdungsphänomens sind die nicht uniformen Schumann-Resonanzen, welche den Rhythmus der Elektronenbewegung auf der Erdoberfläche beeinflussen. Daher ist das elektrische Feld der Erde aktiv und dynamisch. Die wesentlichen Stromgeneratoren sind die Solarwinde, ionosphärischen Winde und Gewitter, welche stetig die Ionosphäre positiv aufladen und die Erdoberfläche mit negativer Ladung versorgen. (3) Natürliche Erdung ist ein elektrischer Sicherheitsstandard. Jede Steckdose ist geerdet, um sie stabiler und sicherer zu machen. Das betrifft auch jedes Gerät, was an eine geerdete Steckdose angeschlossen wird.

Durch die rasante Elektrifizierung der Welt können wir die Nacht zum Tag machen. Allerdings können wir durch unbewussten Lichtkonsum den Serotonin-Melatoninrhythmus negativ verändern. (4) Durch den Anstieg der geistigen Bürotätigkeit hat sich die natürliche Lichtversorgung negativ verändert. Ebenso hat der reduzierte körperliche Arbeitsanteil positive und negative Folgen für die Menschen und die Gesellschaft.  Laut Sinatra et al. sind die Menschen in den Industrienationen kaum noch geerdet. Augenscheinlich macht diese Annahme Sinn. Die Menschen schlafen nicht mehr auf der Erde, laufen kaum barfuß und nur noch Wenige haben durch ihre Arbeit oder Tätigkeiten Kontakt mit der Erde. Wir bewegen uns meistens in Gebäuden auf unnatürlichen Materialien bzw. mit Fahrzeugen. Nach Oschman et al. Analyse bestand das Schuhangebot um 1950 noch zu 95% aus Lederschuhen, während es heute von synthetischen Schuhen dominiert wird. Dies ist ein Indiz, dass die Menschen mit großer Wahrscheinlichkeit im Alltag weniger geerdet sind (vgl. Sinatra et al. 2023). (5)

Seit 1950 nehmen Diabetes Typ 2, Krebs, Herzkreislauf- und neurodegenerative Krankheiten in den Industrienationen enorm zu. Mit diesen Krankheitsbildern korrelieren reduzierte Schlafzeiten, die Anzahl Übergewichtiger, Bewegungsmangel oder die Metabolomvielfalt etc. Und dennoch werden die Menschen älter aber auf Kosten von Gesundheit, Gesellschaft und Natur.

Studienlage zu Erdungseffekten

Eine Statistik des Center for Disease and Prevention zeigt, dass in den USA 12% Diabetiker und über 38% bereits Prädiabetiker sind (National Diabetes Report, 2022). Allein diese Diagnose zeigt die chronischen Fehlfunktion der Regulationsmechanismen des Organismus bei 200 Millionen Amerikanern an! Ebenso zeigen hohe Verletzungsinzidenzen im Leistungssport, dass Sporttalente ihr Potential nicht entfalten können. Vor allem für Nachwuchstalente ist der Ruf nach einfachen und bezahlbaren Lösungen zur Steigerung der Regeneration und Erholung immer präsent. Genau diese Anforderungen treffen auf den Gesundheitsfaktor natürliche Erdung zu.

In diesem multifaktoriellen Kontext fanden die Studien zu Erdungseffekten auf Schlaf, Regulation und Regeneration statt. Wissenschaftler und Therapeuten berichten von positiven Effekten der Erdung auf Stressminderung, Schlafqualität, Schmerzreduktion und Blutviskosität. (6-8)

Sokal & Sokal untersuchten die Effekte von natürlicher Erdung auf biochemische Prozesse und konnten signifikante Verbesserungen biochemischer Parameter zeigen. (9) Ghaly und Teplitz beobachteten reduzierte Cortisolspiegel und Schlafverbesserung als Folge der Erdung. (7) Mit übermäßigem chronischen Stress steht eine Glucocorticoid-Rezeptor-Resistenz in Verbindung, wodurch chronische Entzündungsprozesse schlechter abheilen. Brown, Chevalier und Hill (2010) haben den Effekt von Erdung auf Schmerzverlauf und Entzündungsprozesse beobachtet. In ihrer Pilotstudie (N=8) konnten sie signifikante Verbesserungen hinsichtlich DOMS und Entzündungsparametern feststellen. (10)

Eine aktuellere Studie zum Effekt von Erdung während des Schlafs auf die Regeneration nach einer exzentrischen Belastung wurde an der Universität Salzburg durchgeführt. Die Forscher schlussfolgern: Erdung könne eine einfache Methode zur Verbesserung der akuten und langfristigen Erholung nach intensiver körperlicher Betätigung und sportlichem Training darstellen, für die es derzeit keine etablierten Behandlungsstrategien gebe. Der Blick in die Daten wirft allerdings ein paar Fragen auf. Denn die Laktatwerte der Erdungsgruppe sind deutlich geringer (3,2±1,3 mmol/l) als jene der Kontrollgruppe (5,1±2,9 mmol/l). Ebenso brachte die Erdungsgruppe im Dropjump (E: 34,2±5,2 cm vs. K:28,3±5,2 cm) und im Countermovementjump (E: 31,3±7,5 cm vs. K: 27,4±7,4 cm) eine deutlich höhere Leistung, welche mit einem höheren Leistungspotenzial im Dehnungsverkürzungszyklus in Verbindung stehen. (11) Das höhere muskuloskelettale Leistungsniveau der Erdungsgruppe ist ein Indiz für die geringere strukturelle Belastung und erklärt den geringeren Leistungsabfall direkt nach Belastung möglicherweise (Baseline bis 5 Minuten nach Belastung) beim Countermovement-Jump (E: 16% vs. K:11%) und Dropjump (E: 21,5% vs. K: 17,5%). Aufgrund dieser ungünstigen Voraussetzungen sind die Ergebnisse dieser Untersuchung für mich schwierig einzuschätzen. Spannend wären die Verläufe, wenn die Voraussetzungen umgekehrt gewesen wären.

Eine weitere Untersuchung (Muniz-Pardos et al. 2022) beschäftigte sich mit dem direkten Einfluss geerdeter Schuhe auf die sportliche Leistungsfähigkeit. Bei hochtrainierten Läufern (N=10; VO2_max>69,9 ml/kg/min) zeigten sich keine direkten Effekte geerdeter Schuhe auf die Laufökonomie bei 80% der VO2_max. Die Untersuchungsergebnisse erscheinen reliabel und valide aufgrund der Stichprobenauswahl und dem Studienprotokoll (Doppelblind, randomisiert, Cross-Over). Basierend auf den Daten haben geerdete Schuhe keinen direkten Effekt auf die Leistungsfähigkeit. (12) Hier spielen andere Parameter eine größere Rolle. Jedoch sagt dieses Ergebnis nichts über eine mögliche Zeitverzögerung nichtlinearer Effekte aus.

Fernab des Leistungssports und chronischen Krankheiten kann Erdung auf der Frühgeborenenstation eine Bereicherung darstellen. Die Forschungsgruppe um Bellieni et al. untersuchte den Einfluss von Inkubatoren induzierten elektromagnetischen Felder (EMF) auf Säuglinge. Nach ihren Untersuchungen und Literaturanalysen können die EMF von Inkubatoren den Serotonin-Melatoninkreislauf sowie das autonome Nervensystem der Babys negativ beeinflussen. (13-15)

Eine Studie von Ärzten der Neugeborenen-Intensivstation des Pennsylvania State University Children’s Hospital in Hershey zeigt, das Erden von Frühgeborenen zu sofortigen und signifikanten Verbesserungen bei Messungen der Funktion des autonomen Nervensystems (ANS) führte, welches für die Regulierung von Entzündungs- und Stressreaktionen von entscheidender Bedeutung ist.

Die Erdung der Säuglinge führte zu einer signifikanten Erhöhung der Herzfrequenzvariabilität (HRV) was auf eine verbesserte Balance von Sympathikus und Parasympathikus hindeutet. Die Erdung wurde erreicht, indem ein Erdungspflaster (ähnlich einer EKG-Elektrode) auf die Haut der Babys geklebt wurde, während sie in ihren Inkubatoren oder Kinderbetten lagen, und der Pflasterdraht an das Erdungssystem des Krankenhauses angeschlossen wurde.

Bei den getesteten Säuglingen erhöhte sich der Parasympathikotonus durch die Erdung innerhalb von Minuten, berichten die Autoren. Dies kann ein elementarer Faktor sein, denn die Vorarbeiten der Forschergruppe zeigen, dass ein geringer Vagustonus ein wichtiger Risikofaktor für nekrotisierende Enterokolitis sei.(16) Mit dem heutigen Wissen kann mithilfe der Erdung der negative Einfluss von Inkubatoren induzierte EMF reduziert werden. Allerdings fehlen bis dato Untersuchungen, welche diese Ergebnisse replizieren und kritisch hinterfragen.

Inkubatoren stellen ein unnatürliches Lebensumfeld dar und nähren die Arbeitshypothese für Erdung als Vitamin G. Inwiefern das Hauptargument, dass durch fehlende natürliche Erdung der Organismus einem Elektronen-Ungleichgewicht ausgesetzt sei und ihm dadurch natürliche Antioxidantien fehlen, muss noch geklärt werden. Für mich ist das Denkmodell einer elektromagnetischen Homöostase spannend und eröffnet neue Denkwege für die Forschung und Praxis. Jedoch sind hier noch viele Fragen ungeklärt wie Vergleiche zu anderen Methoden oder integrative Therapien. Für den praktischen Einsatz stellt Erdung eine einfache komplementär medizinische Ergänzung dar. Sie ist kostenlos bzw. sehr günstig umzusetzen und die bisherigen Ergebnisse sind vielversprechend.

Literatur

1. Sinatra ST, Oschman JL, Chevalier G, Sinatra D. Electric Nutrition: The Surprising Health and Healing Benefits of Biological Grounding (Earthing). Altern Ther Health Med. 2017;23(5):8-16.
2. Oschman J, Chevalier G, Brown R. The effects of grounding (earthing) on inflammation, the immune response, wound healing, and prevention and treatment of chronic inflammatory and autoimmune diseases. J Inflamm Res. Published online March 2015:83. doi:10.2147/JIR.S69656
3. König HL. Unsichtbare Umwelt: der Mensch im Spielfeld elektromagnetischer Feldkräfte ; Geophysik, technische Felder, Feldwirkung, Wetterfühligkeit, Baubiologie, Wünschelruteneffekt. 6. Aufl. Michaels-Verl; 2012.
4. Duffy JF, Czeisler CA. Effect of Light on Human Circadian Physiology. Sleep Med Clin. 2009;4(2):165-177. doi:10.1016/j.jsmc.2009.01.004
5. Sinatra ST, Sinatra DS, Sinatra SW, Chevalier G. Grounding – The universal anti-inflammatory remedy. Biomed J. 2023;46(1):11-16. doi:10.1016/j.bj.2022.12.002
6. Lin CH, Tseng ST, Chuang YC, Kuo CE, Chen NC. Grounding the Body Improves Sleep Quality in Patients with Mild Alzheimer’s Disease: A Pilot Study. Healthc Basel Switz. 2022;10(3):581. doi:10.3390/healthcare10030581
7. Ghaly M, Teplitz D. The biologic effects of grounding the human body during sleep as measured by cortisol levels and subjective reporting of sleep, pain, and stress. J Altern Complement Med N Y N. 2004;10(5):767-776. doi:10.1089/acm.2004.10.767
8. Menigoz W, Latz TT, Ely RA, Kamei C, Melvin G, Sinatra D. Integrative and lifestyle medicine strategies should include Earthing (grounding): Review of research evidence and clinical observations. Explore N Y N. 2020;16(3):152-160. doi:10.1016/j.explore.2019.10.005
9. Sokal K, Sokal P. Earthing the human body influences physiologic processes. J Altern Complement Med N Y N. 2011;17(4):301-308. doi:10.1089/acm.2010.0687
10. Brown D, Chevalier G, Hill M. Pilot study on the effect of grounding on delayed-onset muscle soreness. J Altern Complement Med N Y N. 2010;16(3):265-273. doi:10.1089/acm.2009.0399
11. Müller E, Pröller P, Ferreira-Briza F, Aglas L, Stöggl T. Effectiveness of Grounded Sleeping on Recovery After Intensive Eccentric Muscle Loading. Front Physiol. 2019;10:35. doi:10.3389/fphys.2019.00035
12. Muniz-Pardos B, Zelenkova I, Gonzalez-Aguero A, et al. The Impact of Grounding in Running Shoes on Indices of Performance in Elite Competitive Athletes. Int J Environ Res Public Health. 2022;19(3):1317. doi:10.3390/ijerph19031317
13. Bellieni CV, Acampa M, Maffei M, et al. Electromagnetic fields produced by incubators influence heart rate variability in newborns. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 2008;93(4):F298-301. doi:10.1136/adc.2007.132738
14. Bellieni CV, Tei M, Iacoponi F, et al. Is newborn melatonin production influenced by magnetic fields produced by incubators? Early Hum Dev. 2012;88(8):707-710. doi:10.1016/j.earlhumdev.2012.02.015
15. Bellieni CV, Nardi V, Buonocore G, Di Fabio S, Pinto I, Verrotti A. Electromagnetic fields in neonatal incubators: the reasons for an alert. J Matern-Fetal Neonatal Med Off J Eur Assoc Perinat Med Fed Asia Ocean Perinat Soc Int Soc Perinat Obstet. 2019;32(4):695-699. doi:10.1080/14767058.2017.1390559
16. Passi R, Doheny KK, Gordin Y, Hinssen H, Palmer C. Electrical Grounding Improves Vagal Tone in Preterm Infants. Neonatology. 2017;112(2):187-192. doi:10.1159/000475744

Genau wie der Rest der Welt war die Sportwelt auf COVID-19 nicht vorbereitet. Wie auch, wer konnte damit rechnen? Heute verfügen wir über wissenschaftliche Erkenntnisse und können uns auf ähnliche Szenarien besser vorbereiten. Und genau das ist das Ziel des Beitrags von Martens et al. 2021.

Welchen Einfluss hatte ­COVID-19 auf das Training und das Verletzungsrisiko?

Beispielsweise hatten Radfahrer eines int. Radteam während des Lockdowns innerhalb von sieben Wochen teilweise über 30 % ihres Trainingumfangs reduziert und dadurch bis zu 19 % ihrer Leistung eingebüßt. Bei Kayak-Sportlern reduzierte sich die Trainingszeit um 27 %. Zudem fanden 60 % des Trainings unterhalb der maximalen Herzfrequenz statt. Solche Belastungen werden den Anforderungen eines Leistungstrainings nicht gerecht, sondern eher eines Abtrainings. Drastisch reduzierte Trainingsbelastung führt zu nega­tiven ­Anpassungen innerhalb des Muskel-­Sehnen-Apparates und damit zu einer Erhöhung des Verletzungsrisikos. 

Die Daten aus der Fußball-Bundesliga bestätigen diese Annahme: es zeigte sich nach der Wiederaufnahme des Spielbetriebs eine stark erhöhte Verletzungshäufigkeit. Sie stieg von 0,27 auf 0,84 pro Spiel (+226%). Neben den gesundheitlichen Folgen und dem medizinischen Mehraufwand kommen erhöhte Ausgaben für die medizinische Versorgung der Sportler hinzu. Noch schwerwiegender ist im Einzelfall sicherlich der Ausfall wichtiger Talente. Dies zeigt, wie bedeutend eine verbesserte Vorbereitung und Prävention nach Lockdowns oder ähnlichen Szenarien für einen verantwortungsbewussten Sportbetrieb ist. Denn neben den gesundheitlichen Schäden sind zudem unnötige wirtschaft­liche Schäden entstanden.

Wie konnte das geschehen?

Vor COVID-19 verhinderten knappe Ressourcen, die Logistik oder fehlende Motivation die erfolgreiche Umsetzung von Präventionsprogrammen, berichten die Autoren. COVID-19-Maßnahmen habe die Situation entscheidend geändert, indem häusliche Isolation und Kontaktbeschränkungen den Trainings- und Spielbetrieb beeinflusst haben. Neben der unmittelbaren Ansteckungsangst und ihren möglichen Folgen kamen auch Zukunftssorgen hinzu. Die mögliche Absage von Wettkämpfen, unscharfe Trainingsziele und damit verbundene fehlende Trainingsmotivation haben die Compliance für Präventionsübungen nicht erhöht. Zudem hatten Athleten und Trainer Schwierigkeiten, individuelle Defizite objektiv zu messen. Zu einer unspezifischen Diagnostik ist in einigen Fällen der eingeschränkte Zugang zu entsprechendem Trainingsmaterial hinzugekommen. Zudem könnten sich die fehlende individuelle Betreuung und Trainingspartnerschaften negativ auf die Compliance ausgewirkt haben. Außerdem hat COVID-19 bzw. die Pandemiebekämpfungsmaßnahmen den Athleten psychisch zugesetzt. Über 50 % der 692 befragten südafrikanischen Sportler berichteten über Depressionen. Besonders betroffen waren Individualsportler und Frauen. Zudem seien möglicherweise Schlafroutinen, Ernährungs- und Lebensstil während des Lockdowns in Mitleidenschaft geraten. Und medizinische Follow-Up-Untersuchungen haben wohl auch nicht in der Qualität und in dem Umfang stattgefunden wie möglich. 

Werfen wir den Blick auf die Gegenwart und Zukunft

COVID-19 ist noch nicht vorbei, da bewegt der Ukraine-Konflikt die Menschheit. Wir wissen nicht, was als nächstes kommt. Eines ist aber sicher: die nächste Herausforderung wird kommen! Die Frage ist nur wann. Damit bleibt uns nur eine Möglichkeit: Wir können uns bestmöglich auf solche Ereignisse vorbereiten, indem wir aus der Vergangenheit lernen und die entsprechenden Maßnahmen, die Infrastruktur und Prozesse etablieren, bevor der Härtefall eintritt. Für die Entwicklung eines Lockdown ähnlichen Szenarios sollte man sich zunächst bewusst machen, dass man drei bis fünf Wochen nach einer vierwöchigen Lockdown-Periode benötigt, um das Fitnessniveau vor Eintritt des Lockdowns wieder zu erreichen. Dies ist wichtig für die Festlegung der Wiederaufnahme des Spielbetriebs. Ferner sollte bei der Gestaltung des Wettkampfplans die Gesundheit des Athleten im Mittelpunkt stellen, fordert das Autorenteam.

Was sollte etabliert werden?

Sportler benötigen ein „Präventions-Survival-Kit“ schlagen die Autoren um Mertens vor. Dieses enthält das wichtigste Trainingsequipment und schafft die nötigen Voraussetzungen, dass Sportler bei einer möglichen Isolation zu Hause Präventionsübungen durchführen können.

Neben dem allgemeinen Gesundheitsrisiko-Assessments sollte:

• ein sportspezifisches Risiko-Assessment und Tele-Prävention etabliert werden, welches allgemeine und sportartspezifische Risiken im Kontext einer Isolation erfasst. Dies kann zentralisiert als auch dezentral stattfinden. Entscheidend sei, dass Referenzdaten bereits vor dem Worst-Case-Szenario vorliegen.
• Für eine schnelle Wiederaufnahme des Trainingsbetriebs sollten Wochentrainingsprogramme, welche der sportspezifischen Fitness und der Prävention dienen, vorbereitet sein.
• Mentale Trainingsprogramme sollten vorhanden sein, die den Athleten helfen, mit akuten oder chronischen Stress besser umzugehen.
• Möglichkeiten für ein videobasiertes Technik- und Taktiktraining sollte geschaffen werden, indem entsprechend einfache Kamera-Systeme und Kommunikation-Apps vorhanden sind.
• Ein digitales Setup für die einfache Präventions- und Leistungsdiagnostik und Trainings­evaluation sollte geschaffen werden. Diesen Anforderungen können Smartphone Apps und Wearables gerecht werden. Zur Erfassung der Sprunghöhe, der Kraftgeschwindigkeitskurve beim Krafttraining oder Koordination können sie zuver­lässige Daten liefern.

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In der Leistungsphysiologie wird sie beispielsweise eingesetzt, um die Wirkung von Sportkleidung oder Sportequipment anhand von Infrarotkameras und Thermosensoren zu beurteilen (Nybo et al. 2012, Formenti et al. 2017). Bereits in den 90ern Jahren hat der Osteopath Jean-Pierre Barral in seinem Buch „Manuelle Thermodiagnose“ über den Einsatz der Infrarotthermografie berichtet. Heute werden Wärmebildkameras in der sportmedizinischen Praxis eingesetzt um Temperaturunterschiede im Kiefergelenk oder der unteren Extremität zu erfassen (Nanussi et al. 2010, Hildebrandt et al. 2012). Erste Studien in diesem Zusammenhang brachten hervor, dass Temperaturunterschiede in den Maximalpunkten (Hotspots) mit einem Unterschied von mehr als 0,5 bis 0,7°C ein Indikator für Gelenkschmerzen sein können. Dies bestätigte sich in eigens durchführten Fallstudien mit Leistungs- und Nachwuchssportlern.

Allerdings hat sich die Hotspot-Temperatur von 0.7°C bei größeren Stichproben nicht als valider Prädiktor für muskuloskelettalen Schmerz herausgestellt. Woran kann das liegen? Möglicherweise ist unser Untersuchungsprotokoll eine Ursache, da wir uns in den Untersuchungen auf Laufbelastungen bei gesunden Sportlern (n=40) beschränkt haben. In Fallstudien hingegen haben wir bei Sprints und Kraftübungen während des Aufbau- und Leistungstrainings Wärmeprofile erstellt und konnten den schmerzprädiktiven Charakter von Temperaturunterschieden feststellen (Kraus 2019, Kraus 2014). Dennoch gilt zu beachten, dass Schmerz ein vielschichtiges und vor allem ein subjektives Phänomen ist, welches durch die Schmerzsensorik, die Motivation, den emotionalen Zustand und andere Faktoren beeinflusst wird. Aus diesem Grund sind psychophysiologische Parameter wie die HRV, welche uns Aufschluss über die Balance des autonomen Systems gibt, zu erfassen, um genauere Aussagen treffen zu können.

Von diagnostischer Relevanz ist zudem, dass Schmerzen mit Koordinationsdefizitenl korrelieren (Hodges & Richardson, 1999). In eigenen Fallstudien bestätigte sich dies durch deutliche Koordinationsdefizite, die maximale Aktivierung als auch die Entspannungsfähigkeit,war in den wärmeren Hamstrings schlechter. (Kraus 2019) (Abb.1).

In der physiotherapeutischen Praxis wird häufig die manuelle Thermodiagnose oder Laserinfrarot-Thermometer eingesetzt, um mögliche Temperaturasymmetrien zu identifizieren. Die manuelle Thermodiagnose ist eine günstigste Methode, sie erfordert jedoch Übung und ist schwierig zu quantifizieren. Die Thermodiagnose mittels Laserinfrarot hingegen kann quantifiziert werden. Allerdings kann sie nicht direkt mit den Erkenntnissen der Wärmebildkameras verglichen werden, da die Geräte laut Hersteller einen Messfehler von ein bis zwei Grad Celsius aufweisen können. Die Wärmebildkameras von FLIR oder Testo haben einen sehr geringen Präzisionsfehler (<0,1 °C).

Außerdem hat die Auswahl der Messpunkte im Vergleich zur Infrarotthermografie den Nachteil, dass nur ein oder wenige Messpunkte die Basis für die Interpretation liefern. Demgegenüber entsteht bei der Infrarotthermografie durch viele Messpunkte ein Bild, welches qualitativ aber auch quantitativ analysiert werden kann. Zum Beispiel können neben den Hot-Spots auch Temperaturprofile und Cold-Spots angezeigt werden. Dies ist interessant um Aufwärmeffekte zu analysieren, oder in der kalten Jahreszeit den Einfluss der Witterung auf die Kniegelenke oder Muskeltemperaturunterschiede innerhalb der Muskelkette zu untersuchen. Zum Beispiel konnten Quasada et al. (2015) bei Läufern nach einem 20 Minuten-Lauf bei 75% der aeroben Leistungsfähigkeit unterschiedliche Erwärmungsprofile zeigen. In ihrer Untersuchung erwärmte sich der Quadrizeps um 1 Grad, das Knie um 2 Grad und die Achillessehne um 3 Grad.

Desweitern kann die Infrarotthermografie in Kombination mit einem EMG eingesetzt werden, um die metabole Dysbalancen dem Athleten in einem einfachen Bild zu verdeutlichen. Denn mit der Infrarotthermografie besteht die Möglichkeit, vorliegende metabole und mechanische Dysfunktionen zu screenen. Vor allem für die Erfassung der lokalen Ermüdung ist dies von besonderer praktischer Relevanz (Abb. 1).

Ein weiteres Anwendungsbeispiel besteht in der Physiotherapie: Insofern keine Wartezeit vorlag, kann die Thermographie als Initialscreening genutzt werden um einen Eindruck von der belasteten Muskulatur im Alltag zu bekommen. Auch als Feedback-Instrument in der Trainingstherapie ist die Thermographie ein geeignetes Hilfsmittel, um die individuelle Trainingswirkung einzelner Übungen besser zu verstehen und bei Bedarf zu korrigieren (Abb. 2 bis 4).

Die spanische Forschungsgruppe um Sanz-Lopez hat die Thermografie eingesetzt um mehr über das Verhalten der Achillessehne in Folge einer exzentrischen Überlastungstrainings bei Läufern im Vergleich zur Kontrollgruppe zu erfahren. Hier zeigten sich nur geringe Unterschiede am ersten Lauftag, jedoch nicht am zweiten oder dritten Tag. Schaut man sich die Trainingsintervention an, so erkennt man, dass das Training lediglich auf die Entwicklung der Streckerkette der unteren Extremität abzielte. Jedoch ist aus praktischer Sicht durchaus auch die Beugekette bzw. die dorsale Beinkette von besonderem Interesse für die Effizienz der Laufbewegung und somit für die Funktion der Achillessehne. Außerdem hätten zusätzliche Ultraschallunterschungen tiefere Einsichten über die morphologischen Anpassungen liefern können.

Fazit

Die Infrarotthermografie ist eine einfache, flexible und mittlerweile erschwingliche Screening-Methode für die Physiotherapie, das Muskelfunktionsscreening, Trainingssteuerung und Wettkampfsteuerung. Da sie nur oberflächlich die Temperatur abtastet, zählt die Infrarotthermografie nicht zu den exakten Diagnostikverfahren und sollte nicht als alleinige Grundlage für therapeutische oder trainingsmethodische Entscheidungen eingesetzt werden. Allerdings kann sie in Kombination mit subjektiven Eindrücken, Ultraschall, MRT, EMG oder Leistungsparametern eine interessante Perspektive für Athleten, Patienten, Trainer, Therapeuten und Medizinern liefern.

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Veröffentlicht 04.02.2022

In der Wirtschaft begegnen wir Managern, welche für ihre professionelle Selbstoptimierung die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit ignorieren. Hier geht es weniger um physische, sondern in erster Instanz um erschöpfte geistige Kapazitäten. Ein genereller Trend ist, dass mittlerweile 80 % der Erwerbstätigen wegen Schlafproblemen ihre Batterien nicht ausreichend aufladen können (Im Vergleich zu 50 % im Jahre 2010). Jene Differenz korreliert mit der wahrgenommen Stresszunahme in den letzten zehn Jahren aufgrund von zu viel Arbeit, Termindruck, mangelnde Anerkennung und ständige Erreichbarkeit durch Smartphones (vgl. Statista). Stetiger Stress wird wiederum mit einer Zunahme von Depressionen, Übergewicht, Herzkreislauf und muskuloske­letalen Problemen in Verbindung gebracht. Außerdem zeigt sich, dass die Intelligenz bei zu hohen Stresslevels nachlässt. Diesen Aspekt haben große Firmen bereits erkannt und versuchen mit Angeboten wie Achtsamkeitstrainings ihre Mitarbeiter zu unterstützen. „We know that people who spend more time on Facebook suffer higher rates of depression than people who spend less time on Facebook” sagt, Simon Sinek [1]. Bei Kindern, Jugendlichen bzw. den Millenials (ab Jahrgang 1984, Computergeneration) sehen wir eine Häufung von Unzufriedenheit, Konzentrationsschwächen, Depressionen, oberflächlichen Beziehungen und reduzierten motorischen Fähigkeiten. Studien zufolge korreliert dies mit der verbrachten Zeit mit Smartphones bzw. in sozialen Netzwerken [2, 3]. Erklären lässt sich das anhand der Ausschüttung des Botenstoffs Dopamin, der auch beim Genuss von Alkohol und anderen Drogen sowie durch Sport ausgeschüttet wird und für das große Suchtpotenzial verantwortlich gemacht wird. 

Körperliche Unterforderung und individuelle Regenerationsfähigkeit

Der technologische Fortschritt im letzten Jahrhundert hat kontinuierlich zur Reduktion der körperlichen Belastung im Alltag und zur Erhöhung der beruflichen Reiseaktivitäten geführt. Mittlerweile pflegen Roboter Haus und Hof, während wir in unserer WhatsApp-Gruppe Informationen „sharen“ und gleichzeitig Profisportlern bei der Ausübung ihrer Leidenschaft zuschauen. Nach Tikkanen et al. werden im Alltag durchschnittlich 5 % der verfügbaren Muskelaktivität eingesetzt. Diese geringe Belastungsintensität begünstigt Fettstoffwechselprobleme und Muskelschwund [4, 5]. Somit liegt bei der Mehrheit eine körperliche Unterforderung vor, was zwei Probleme mit sich bringt. Erstens: Geringe physische Kapazitäten dienen langfristig auch als Puffer für mentale Anstrengung. Zweitens: Wenn diese Gruppe beginnt, sich regelmäßig übermäßig zu belasten, treten aufgrund konditioneller Defizite zeitig physiologische Überlastungserscheinungen auf, sodass hochintensive Trainingsprogramme aus physiologischer Sicht nur bedingt Erfolg versprechen. Dafür müssten zunächst die funktionellen Anpassungsreserven ausreichend entwickelt werden. In der Kategorie der physiologischen Unterlast sammelt sich die Mehrheit der Bevölkerung beginnend vom Schüler, der Mutter bis hin zum Manager, wobei je nach Gruppe die mentale Belastung deutlich variiert. Um Regenerations- und Stresspräven­tionsprogramme gezielt auf die vorhandene Kapazität anpassen zu können, sollte die individuelle Regenerationsfähigkeit zuerst analysiert werden.

Dies führt uns zu der Frage, wie man die physische und geistige Beanspruchung erfassen kann. Subjektiv lässt sich dies anhand von ­Skalen zur psychophysischen Beanspruchung, zur Schlafqualität oder zur mentalen Leistungsfähigkeit erfassen. Zudem können auch die Infektanfälligkeit bzw. das Auftreten von langsam heilenden Wunden, Konzentrationsschwächen oder das Ausbleiben gewohnter Kreativität indirekte Hinweise auf eine gestörte Regulationsfähigkeit und reduzierte Regenerationsfähigkeit geben. Das Problem bei den subjektiven Verfahren ist, dass wir mehrheitlich nicht in der Lage sind, uns realistisch einzuschätzen, insofern wir kein Training hierzu erhalten haben. Fragt man einen Athleten nach seinem Wohlbefinden, so bekommt man häufig die Antwort, „es geht schon“. Aber welches System geht schon? Das aerobe oder anaerobe Stoffwechselsystem, das hormonelle System oder das Nervensystem? Aus psychologischer Sicht lässt sich die Antwort „es geht schon“ mit dem Phänomen der sozialen Erwünschtheit erklären, sodass man bei Umfragen davon ausgehen muss, dass man nicht persönlich empfundene, sondern die erwartete Antwort serviert bekommt [6]. Indirekte Hinweise hierzu liefern Studien zur subjektiven Erholung und der darauffolgenden Sprintleistung. Hierbei zeigen sich geringe Korrelationen [7]. Ebenso haben wir in einer Studie an der Universität der Bundeswehr München Defizite in der persönlichen Leistungsdosierungsqualität bei Sportlern identi­fiziert. Hierbei zeigte sich, dass je nach Übung die subjektive Vorgabe von 80 oder 90 % der Leistungsintensität deutlich über- bzw. unterschritten werden. Allerdings kann die Leistungsdosierungsfähigkeit durch Leistungsfeed­backtraining entwickelt werden. 

Die Regulationsfähigkeit beschreibt die Balance zwischen aktivierenden und regenerierenden Systemen auf Ebene des vegetativen Nervensystems (VNS). Im Rahmen des VNS (auch autonomes Nervensystem) steht der Sympathikus für das aktivierende System, während der Parasympathikus stellvertretend für die regenerierenden Prozesse steht. Das zentrale Nervensystem (ZNS) steht hierarchisch über dem VNS und kann regenerierende Prozesse als auch aktivierende Prozesse willkürlich beeinflussen, z. B. die durch Aktivierung des Para­sympathikus entspannende Reize steigern. Auf der anderen Seite kann der Sympathikus z. B. durch Trainingsreize, Reise- oder durch virtuellen Stress aktiviert werden. Für eine gezielte Prüfung von Interventionsmaßnahmen ist es allerdings notwendig, dass die individuelle Wirkung der Maßnahmen nicht nur qualitativ, sondern auch qualitativ erfasst wird.

Nichtinvasive Methoden zur Erfassung der Regulation (Abb. 1)

Physiologen beschäftigen sich seit mehreren Jahrhunderten mit der quantitativen Erfassung von Stress und der Verbesserung der Regenerationsfähigkeit. Bereits vor mehr als hundert Jahren hat sich der deutsche Physiologe Carl Friedrich Wilhelm Ludwig mit der Komple­xität des Herzschlages beschäftigt. Denn jeder einzelne Herzschlag hat seine individuelle Schwingung, streng genommen seinen eigenen Ton, sodass Mathematiker die Herzratenvariabilität (HRV) als dynamisches nichtlineares System beschreiben. Eine hohe Komplexität des Herzschlags spricht für einen gesunden bzw. erholten Organismus, welcher sich sehr gut an veränderte Umweltbedingungen anpassen kann, während eine reduzierte HRV als ein Indikator für eine geringe Anpassungs­fähigkeit des Organismus gilt. Dies lässt sich damit belegen, dass ältere Menschen eine geringere HRV zeigen als jüngere Altersgruppen. Herzkrankheiten, Immunkrankheiten bzw. physischer und psychischer Stress korrelieren mit Veränderungen bestimmter HRV-Parameter [8]. Zudem zeigte sich bei Komapatienten mit einer geringeren HRV eine höhere Sterberate und Morbidität [9,10]. Auch der circadiane Rhythmus bzw. Umwelteinflüsse wie der Geomagnetismus lassen sich anhand HRV-Veränderungen nachweisen [11,12]. Damit geht die HRV-Analyse deutlich über die Validität von Ruhe- und Belastungspuls oder des Blutdrucks hinaus. In Anlehnung an Baevsky liefern die HRV-Parameter spezifische Informationen zum parasympathischen und sympathischen Verhalten sowie geben Hinweise zur Aktivität höherer Regula­tionszentren im Kontext der Umweltsituation. Grundlegende technologische und methodische Fortschritte erzielte die Forschungsgruppe um Baevsky in den 1960er Jahren. Sie konnten die Validität von Parametern wie z. B. des Stressindex für die Beteiligung höherer Regulationssysteme, die Quadratwurzel der Stand­ardabweichung aller erfassten Herzschläge (RMSSD) für die Aktivität des Parasympathikus und den Modus der Amplitude für die Aktivität des Sympathikus nachweisen [13,14]. In der amerikanischen bzw. europäischen Forschung werden vor allem die RMSSD sowie frequenzspezifische Parameter (HF = high frequency band; LF = low frequency band; VLF = very low frequency band)  zur Analyse der autonomen Regulation verwendet [11,15]. Somit stellt die HRV recht valide und ökonomisch die Anpassungsbereitschaft des ANS dar. Jedoch beeinflussen kognitive und emotionale Einflüsse die Validität der HRV.Vertiefte Einblicke zu den HRV-Parametern und der Hirnhomöostase vermittelt Riganello et al. [16]. 

Um zwischen emotionalen und physischen Zustand des zentralen Nervensystems zu differenzieren haben sich die Hirngleichstrompotenzial sowie die Elektroenzephalografie (z. B. Quieting Reflex) als hilfreich erwiesen. Das bioelektrische Hirngleichstrompotenzial (DC-Potenzial bzw. Omegawelle bis 0,5 Hz) korreliert mit dem Hirnmetabolismus und der kortikalen Reizbarkeit [17, 18], während das lokale Gleichstrompotenzial z. B. von Amputationswunden mit dem Regenerationspotenzial in Wechselwirkung steht [19, 20]. Hieraus folgt, dass das bioelektrische Gleichstrompotenzial als lokaler Parameter für akute Regenerationsvorgänge und kortikal gemessen als Parameter für die generelle Readiness eingesetzt werden kann. Genauere Informationen hierzu liefern die Übersichtsarbeiten von Ilyukhina et al. und Tyler [17, 21]. Ein weiterer wichtiger Ansatz ist die Erfassung der Muskelspannung. Sie gibt Aufschlüsse zur An- und Entspannungsfähigkeit des Muskels [22, 23]. Diese elektrophysiologischen Grundlagen liefern eine ausreichend gesicherte Validität zur Verwendung dieser Parameter für die Bestimmung der Regula­tionsfähigkeit und Wirksamkeit von Regenerationsmaßnahmen. 

Für welchen Zweck ist Erholung notwendig?

Aus systemtheoretischer Perspektive ist der Mensch ein offenes System, welches in ständiger Interaktion mit seiner Umwelt steht. Aus diesem Grund ist der Mensch stetig Veränderungen ausgesetzt [24]. Für die Veränderungen sind gefüllte psychophysiologische Anpassungsreserven vonnöten. Die physiologischen Anpassungsreserven werden gebildet und unterstützt, u. a. durch ansprechende Belastungen, das Vorhandensein von Mikro- und Makro­nährstoffen und regenerierende Maßnahmen wie Schlaf. Durch spezifische physische Trainings- und mentale Techniken (Planungstools als auch Entspannungsübungen) können die Anpassungsreserven ökonomischer verwendet werden und damit die Regenera­tionszeiten reduziert werden. Generell lässt sich zwischen aktiven und passiven Maßnahmen zur Regeneration bzw. Entspannung unterscheiden. Zu den passiven Verfahren zählen z. B. Massage, Manualtherapie, Elektrostimulation, Kryotherapie, Kompressionskleidung, Vibration, Stoßwelle, bioelektromagnetische Verfahren oder Laserlichtanwendungen, Entspannungsmusik oder Drogen. Demgegenüber gehören progressive Muskelrelaxation, Yoga, Dehnen, Biofeedback, leichte Bewegung bzw. eine Kombina­tion aus passiven Methoden und Bewegung zu den aktiven regenerativen Maßnahmen.

Das Ziel kurzfristiger Regenerationsmaßnahmen ist die Reduktion der muskulären Anspannung, die Erhöhung der parasympathischen Aktivität sowie ein ausbalanciertes Gleichstrompotenzial. Anhand dieser Parameter lässt sich die Wirksamkeit von regenerativen Maßnahmen objektiv bewerten. Das Atemrhythmustraining steigert z. B. mit Biofeedback die parasympathische Aktivität durch eine Reduktion der Atemfrequenz signifikant [25]. Jedoch ist für diesen Effekt eine regelmäßige Anwendung vonnöten. Dies ist der Nachteil aktiver Methoden. Sie bieten zwar die Möglichkeit von Transfereffekten, allerdings sind sie nicht unmittelbar zu erzielen. Daher haben passive Verfahren wie bioelektromagnetische Feld­therapie (< 35 µT) höhere Erfolgsaussichten. So lässt sich mit diesen bioelektrischen Verfahren die Schlafqualität verbessern und Schmerz reduzieren [26]. Empirisch zeigte sich eine Verbesserung der Mikrozirkulation [27] und Modulationen bei der Autophagozytose [28]. In eigenen Versuchen haben wir bei ermüdeten Personen mit dieser Methode eine Steigerung des Gleichstrompotenzials beobachtet. 

Töne und Klänge werden seit jeher als entspannendes und emotional aktivierendes Element in allen Kulturen einsetzt. Neuere Forschungen zeigen die Wirksamkeit spezifischer Töne in der Therapie von Tinnitus [29] und Aphasie [30] sowie den Einfluss unterschiedlich komplexer klassischer Musik auf die Sterblichkeitsrate [10], sodass sich für Klänge und Töne ein regeneratives Potenzial nachweisen lässt. Technologische Fortschritte haben zur Entwicklung von Entspannungsmusik in Kombination mit modulierten Frequenzen geführt. In eigenen Fallserien konnte bisher eine Er­höhung der parasympathischen Aktivität und die Reduktion des Hirngleichstrompotenzials mehrfach reproduziert werden. So zeigte sich bei einer 80-jährigen Versuchsperson eine Erhöhung der parasympathischen Aktivität (HFpre 12 zu HFpost 36) und eine Reduktion der sympathischen Aktivität bei einem Ruhepuls von 49 bzw. 48 Herzschlägen pro Minute (Abb. 2). In einem Doppelblindversuch mit Crossover-Design wurde der Unterschied von Entspannungsmusik mit und ohne modulierte Frequenzen bei Individualsportlern (N=8) des Olympiastützpunkts Heidelberg untersucht. In diesem Pilotversuch zeigte sich eine drei- bis vierfach effektivere Erhöhung der parasympathischen Aktivität der modulierten Frequenzen im Vergleich zur nicht modulierten Entspannungsmusik bei einem physisch beanspruchten als auch bei einem infektbelasteten Athleten. In der Gruppe der erholten Athleten zeigten sich keine kurzfristigen Veränderungen (n=6). Therapeuten und Sportler berichten von einer höheren muskulären Entspanntheit. Eine Therapeutin hat in ihrer Praxis beobachtet, dass sie Tinnitus und Schleudertrauma in Kombination mit modulierten Frequenzen effektiver therapieren kann. Jedoch fehlen bisher hierzu die wissenschaft­lichen Belege. Anhand der bisherigen Erkenntnisse erscheinen die modulierten Frequenzen als ein hilfreiches Werkzeug zur schnellen Aktivierung der regenerierenden Systeme, z. B. während hochintensiver Wettkampfphasen (englische Wochen), bei erhöhtem Reisestress (Interkontinentalreisen), bei Menschen mit Schlafstörungen oder Patienten mit Regula­tionsdefiziten. Konkret kann diese Methode bei stetig hohen mentalen Beanspruchungen wie bei Müttern, Schülern, Managern und Schauspielern, z.B. in Kombination mit einem Atemtraining, wirkungsvoll zu einem ausgeglichenerem Alltag beitragen.

Fazit

Investitionen in regenerative Maßnahmen erhöhen die Wahrscheinlichkeit einer besseren Anpassung, sowie weniger Ausfällen durch Verletzung oder Krankheit. Außerdem schafft es die Voraussetzung für effektiveres Lernen und krea­tivere Lösungsprozesse. In der therapeutischen Praxis könnte man sich überlegen, inwiefern zusätzliche passive Maßnahmen, z. B. im Wartezimmer den Behandlungserfolg unterstützen. Bei der Entwicklung langfris­tiger Stresspräventionsprogramme sollte der Aufbau physiologischer Reserven und eine Erhöhung der Achtsamkeit angestrebt werden. Nicht um mehr zu leisten, sondern um Puffer für kreative Zeiträume zu schaffen. Denn in entspannten Zuständen synchronisieren sich die Hemis­phären und sind zu kreativen Prozessen fähig. 

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Literatur

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Der FMS erfasst die Muskelfunktion von Muskelketten bei einfachen Bewegungsaufgaben mit dem Ziel, mögliche Mobilitäts- oder Sta­bilitätseinschränkungen zu identifizieren. Die Muskelfunktion im Kontext von Muskelketten zu bewerten ist keineswegs neu. Der Anatom Baeyer philosophierte bereits in den 1920ern über Muskelketten, berichtet Prof. Kurt Tittel.Tittel selbst entwickelte das innovative Muskelschlingenmodell zur Analyse von sportlichen Bewegungen in den 1950er Jahren [1]. Scheinbar fand sein Muskelschlingenmodell keine breite Anwendung, nach Kenntnissen des Autors berichten erst in den 1970er Jahren amerikanische Autoren von Muskelschlingen („Serapen“). Mit Bezug auf den FMS bedeutet es, dass das Originelle in der systematischen Erfassung von Muskelketten durch ein praktikables Messprotokoll liegt. Das FMS-Protokoll hat diesen Ansatz für die breite Masse greifbar und anwendbar gemacht. Allerdings gehören Vereinfachungen zu den herausforderndsten intellektuellen Aufgaben, sodass sie per se Schwierigkeiten mit sich bringen. 

Konkret verbirgt sich hinter dem FMS die Annahme, dass eine adäquate Bewegungsausführung (Bewegungsqualität) und Mobilität zur Verletzungsminimierung beitragen kann. Dies lässt sich aus den Bewertungskriterien wie Bewegungssymmetrie sowie Haltungs- oder ­Gelenkstabilität ableiten. Zudem versucht man mit dem FMS-Protokoll bewegungsassoziierte Schmerzen zu identifizieren. Dieser methodische Ansatz lässt sich durch die empirische Erkenntnis belegen, dass Schmerzen die Muskelak­tivität beeinflussen können und somit Dysfunktionen entstehen können [2, 3]. Zunächst deuteten erste Pilotstudien z. B. von Kiesel et al. daraufhin, dass sich der Gesamtscore des FMS möglicherweise zur Bestimmung des Verletzungsrisikos eignet [4]. Jedoch bestätigten Studien mit größeren Stichproben diese Annahme nicht. Doch wie lässt sich dieses Ergebnis erklären?

Der FMS und seine Rolle innerhalb der Verletzungsprävention

Vergegenwärtigt man sich das Thema Verletzungsprävention im Kontext des Leistungstrainings, so wird deutlich, dass man sich im Hochleistungssport häufig an der Grenze des Möglichen bewegt. Hierbei stellt nur die Verletzungsprävention nur ein Aspekt innerhalb der Trainingsstrategie dar [5]. Außerdem deuten Analysen daraufhin, dass neben möglicher motorischer Einschränkungen oder muskulo­skeletale Schmerzen, Wettkampfdichte und der damit verbundene Einfluss auf die Regeneration und Fitness, die Wettkampftaktik sowie die individuelle Risikobereitschaft das Verletzungsrisiko beeinflussen können. Anhand dieser Faktoren wird ersichtlich, dass die Verletzungsprävention eine vielschichtige Aufgabe darstellt und der FMS nicht zur Bestimmung des generellen Verletzungsrisikos verwendet werden sollte, sondern für den Aspekt der motorischen Einschränkungen. Selbst innerhalb dieses Aspekts lassen sich noch feine Unterschiede herausarbeiten, welche sie im weiteren Verlauf des Beitrags feststellen können.

Die Aufgabengültigkeit im Kontext der Verletzungsprävention

Neben der Bewertung rückt die Aufgabenvalidität in den Brennpunkt, wenn es um die diagnostische Leistungsfähigkeit eines Items geht. Die Gültigkeit eines Items ergibt sich aus Gültigkeit und Zuverlässigkeit der Aufgabe und der Bewertung. Hinsichtlich der Aufgabengültigkeit im Kontext der Verletzungsprävention müssen wir die Frage beantworten, ob Charakteristika der Verletzungssituation wie z. B. Bewegungsschnelligkeit [6, 7], Kraftstöße [8], Ermüdung [9] oder Fokuswechsel [10] simuliert werden. Im ursprünglichen FMS- Protokoll sind allerdings keine ermüdenden Situatio­nen, Kraftstöße wie Sprünge, Variationen in der Bewegungsschnelligkeit oder Wechsel zwischen internen oder externen Aufmerksamkeitsfokus zu finden. 

Eine Untersuchung von Kraus, Schütz und Doyscher brachte hervor, dass kein direkter Zusammenhang zwischen der Landequalität (LESS) und der Bewertung einzelner FMS-Items besteht. Dies spricht für die Integration von Sprung- bzw. Landeaufgaben in eine präventionsorientierte Testbatterie. Allerdings zeigte sich ein indirekter Zusammenhang zwischen der mit dem FMS erfassten Rumpfstabilität, der Landequalität sowie der Mobilität der dorsalen Muskelkette der unteren Extremität bei Männern [11]. Bei den Frauen hingegen zeigte sich ein negativer Zusammenhang (hohe FMS Scores korrelieren mit niedrigen Landequalität) zwischen der Mobilität der dorsalen Muskelkette und der Landequalität, was auf ein exzentrisches Kraftdefizit hinweist [12]. Das exzentrische Kraftdefizit und die muskuläre Spannungsfähigkeit haben sich in Pilotstudien als nütz­licher Parameter für die mechanische Leistung und Schmerzreduktion [13] sowie Mobilitätsveränderungen erwiesen (unveröffentlichte Beobachtungen). Muskelaktivitätsanalysen lieferten die Erkenntnis, dass sich die Muskelaktivität des Quadrizeps beim Deep Squat verglichen mit einer schnell ausgeführten Kniebeuge bei einer Zusatzlast von 100 % des individuellen Körpergewichts um das drei- bis vierfache unterscheidet. Dies deutet auf unterschiedliche Rekrutierungsmuster hin, so dass davon auszugehen ist, dass beim FMS vornehmlich die Funk­tion der langsamen motorischen Einheiten evaluiert wird. Außerdem identifizierte der Autor eine starke Kor­relation zwischen der dynamischen Muskel­­a­ktivitäts­balance des Quadriceps und der Hamstrings bei dem Item Deep Squat und der isometrischen Muskelaktivitätsbalance bei dem Item Trunk Stability Push Up. Dies deutet auf den Zusammenhang zwischen der motorischen Halte- und Zielfunktion auf Ebene der kleinen motorischen Einheiten hin [14].

Das FMS-Protokoll erfasst strukturelle und motorische Asymmetrien, da diese sich als Risikofaktor für ein erhöhtes Verletzungsrisiko und reduzierte Leistungsfähigkeit erwiesen haben. In einer Untersuchung (Cross-Over-Design) mit 50 Probanden zeigte sich eine Leistungs­asymmetrie von 10 % in der Ausfallschrittkniebeuge bei 30 % Zusatzlast vom Körpergewicht bei den Probanden mit einer asymmetrischen Dysfunktion (Score 1). Jedoch konnten dieses Muster auf Score 2/3 nicht. Dies erklären die Autoren mit einer zu geringen Empfindlichkeit des Scores [15]. Hierzu könnten spezifischere Messkriterien oder Mus­kelaktivitätsanalysen tiefere Einsichten vermitteln. Außerdem zeigt sich, dass sich mit zunehmender Belastung die Funktion der Synergisten erhöht [16]. Hieraus leitet sich die Integration spezieller Screening-Aufgaben für die mediale und laterale Muskelkette ab. 

Mängel in Studiengestaltung und Messmethodik

Die methodische Begutachtung der Pilotstudien von Kiesel et al. zeigt, dass methodische Mängel wie die unpräzise Definition von Verletzungen, fehlende Kontrollgruppen sowie Vergleichsinstrumente wohl zu falschen Annah­men führten. Auf messmethodischer Ebene widerspricht die Summierung von ordinalen Resultaten zu einem Gesamtscore (metrisches Niveau) dem methodischen Handwerk, was sich in einer Item-Analyse (N=445) bestätigte. Hierbei stellte sich heraus, dass die Probanden vermehrt in den mobilitätsbezogenen Aufgaben (Active Straight Leg Raise und Shoulder Mobility) bessere Bewertungen erzielten als in den Bewegungsaufgaben [17]. Dieses Ergebnis bestätigte auch eine Untersuchung zur subjektiv empfundenen Aufgabenschwierigkeit. Anzumerken ist zudem, dass die Reproduzierbarkeit von FMS-Scores durch Lerneffekte von Probanden und Bewerten beeinflusst werden kann. Studien um den kanadischen Forscher Frost arbeiteten einen signifikanten Lern­effekt der Probanden auf Ebene des Gesamtscores heraus. Ebenso zeigt sich ein Einfluss von Erfahrung und Kompetenz des Bewerters auf die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse. ­Außerdem zeigen sich Probleme bei der Reliabilität der Rand-Scores 1 und 3. Bis zu einem gewissen Grad lässt sich dies durch gezielte Trainingsmaßnahmen und Einsatz von Videos reduzieren. Jedoch sollte innerhalb der Ausbildung mehr Gewicht auf die Randbereiche gelegt werden. Um eine hohe Reliabilität vor allem in den Randbereichen zu gewährleisten, werden mindestens 50 Übungsversuche als Ausbildungsziel empfohlen werden.

Fazit 

Der FMS zielt vornehmlich auf die Identifikation einfacher motorischer Limitationen. Die Aufgabenanalyse und empirische Studien deuten darauf hin, dass der FMS die Funktion von Muskelschlingen bei niedrig intensiven Belastungen auf Ebene des Körpergewichts ohne Stoßbelastung erfasst. Daher vermittelt der Schnelltest Informationen zur Mobilität und motorischen Kontrolle maßgeblich für die Rekrutierung langsamer Muskelfasern. Bisher ist geklärt, dass eine niedrigintensive Dysfunk­tion sich in einer Leistungsasymmetrie ausdrücken kann. Jedoch existiert kein Zusammenhang zwischen dem FMS-Score des Deep Squats und der Landequalität. Dies kann an den methodischen Mängeln des Messverfahrens liegen oder an der fehlenden Stoßbelastung. Der Differenzierungs­niveau der Messprotokolls lässt sich durch den Einsatz von Technologien verbessern. Um von dem internen auf den externen Fokus zu lenken, lohnt sich z. B. der Einsatz eines Metronoms mit variierter oder randomisierter Frequenz, um die situative Stabilität automatisierter Bewegungsmuster besser erkennen zu können. Der Einsatz von sensibler und praktikabler Techno­logie in Kombination mit hochintensiven Bewegungsauf­gaben und variierendem Aufmerksamkeits­fokus würde die präventivdiag­nostische Leistungsfähigkeit einer funktionsorientierten Testbatterie erhöhen, da es spezifischer die Verletzungssituation simuliert. In Kombination mit einem strategischen und physiologischen begründete Anpassungsmanagement spricht vieles für die erfolgreiche Verletzungsprävention im Rahmen leistungssportlicher Ziele. Dagegen spricht ein erhöhter Aufwand, allerdings erwarten Trainer und Betreuer eine erhöhte Aufwandbereitschaft von Athleten. Im Umkehrschluss dürfen Athleten oder Trainer auch von uns erwarten, dass wir uns für eine bessere Qualität einsetzen.

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