TY - THES A1 - Verch, Ronald T1 - Whole-body electrical muscle stimulation superimposed walking as training tool in the management of type 2 diabetes mellitus T1 - Elektrische Ganzkörpermuskelstimulation überlagertes Gehen als Trainingsinstrument bei der Behandlung von Diabetes mellitus Typ 2 N2 - Background: The worldwide prevalence of diabetes has been increasing in recent years, with a projected prevalence of 700 million patients by 2045, leading to economic burdens on societies. Type 2 diabetes mellitus (T2DM), representing more than 95% of all diabetes cases, is a multifactorial metabolic disorder characterized by insulin resistance leading to an imbalance between insulin requirements and supply. Overweight and obesity are the main risk factors for developing type 2 diabetes mellitus. The lifestyle modification of following a healthy diet and physical activity are the primary successful treatment and prevention methods for type 2 diabetes mellitus. Problems may exist with patients not achieving recommended levels of physical activity. Electrical muscle stimulation (EMS) is an increasingly popular training method and has become in the focus of research in recent years. It involves the external application of an electric field to muscles, which can lead to muscle contraction. Positive effects of EMS training have been found in healthy individuals as well as in various patient groups. New EMS devices offer a wide range of mobile applications for whole-body electrical muscle stimulation (WB-EMS) training, e.g., the intensification of dynamic low-intensity endurance exercises through WB-EMS. This dissertation project aims to investigate whether WB-EMS is suitable for intensifying low-intensive dynamic exercises such as walking and Nordic walking. Methods: Two independent studies were conducted. The first study aimed to investigate the reliability of exercise parameters during the 10-meter Incremental Shuttle Walk Test (10MISWT) using superimposed WB-EMS (research question 1, sub-question a) and the difference in exercise intensity compared to conventional walking (CON-W, research question 1, sub-question b). The second study aimed to compare differences in exercise parameters between superimposed WB-EMS (WB-EMS-W) and conventional walking (CON-W), as well as between superimposed WB-EMS (WB-EMS-NW) and conventional Nordic walking (CON-NW) on a treadmill (research question 2). Both studies took place in participant groups of healthy, moderately active men aged 35-70 years. During all measurements, the Easy Motion Skin® WB-EMS low frequency stimulation device with adjustable intensities for eight muscle groups was used. The current intensity was individually adjusted for each participant at each trial to ensure safety, avoiding pain and muscle cramps. In study 1, thirteen individuals were included for each sub question. A randomized cross-over design with three measurement appointments used was to avoid confounding factors such as delayed onset muscle soreness. The 10MISWT was performed until the participants no longer met the criteria of the test and recording five outcome measures: peak oxygen uptake (VO2peak), relative VO2peak (rel.VO2peak), maximum walk distance (MWD), blood lactate concentration, and the rate of perceived exertion (RPE). Eleven participants were included in study 2. A randomized cross-over design in a study with four measurement appointments was used to avoid confounding factors. A treadmill test protocol at constant velocity (6.5 m/s) was developed to compare exercise intensities. Oxygen uptake (VO2), relative VO2 (rel.VO2) blood lactate, and the RPE were used as outcome variables. Test-retest reliability between measurements was determined using a compilation of absolute and relative measures of reliability. Outcome measures in study 2 were studied using multifactorial analyses of variances. Results: Reliability analysis showed good reliability for VO2peak, rel.VO2peak, MWD and RPE with no statistically significant difference for WB-EMS-W during 10WISWT. However, differences compared to conventional walking in outcome variables were not found. The analysis of the treadmill tests showed significant effects for the factors CON/WB-EMS and W/NW for the outcome variables VO2, rel.VO2 and lactate, with both factors leading to higher results. However, the difference in VO2 and relative VO2 is within the range of biological variability of ± 12%. The factor combination EMS∗W/NW is statistically non-significant for all three variables. WB-EMS resulted in the higher RPE values, RPE differences for W/NW and EMS∗W/NW were not significant. Discussion: The present project found good reliability for measuring VO2peak, rel. VO2peak, MWD and RPE during 10MISWT during WB-EMS-W, confirming prior research of the test. The test appears technically limited rather than physiologically in healthy, moderately active men. However, it is unsuitable for investigating differences in exercise intensities using WB-EMS-W compared to CON-W due to different perceptions of current intensity between exercise and rest. A treadmill test with constant walking speed was conducted to adjust individual maximum tolerable current intensity for the second part of the project. The treadmill test showed a significant increase in metabolic demands during WB-EMS-W and WB-EMS-NW by an increased VO2 and blood lactate concentration. However, the clinical relevance of these findings remains debatable. The study also found that WB-EMS superimposed exercises are perceived as more strenuous than conventional exercise. While in parts comparable studies lead to higher results for VO2, our results are in line with those of other studies using the same frequency. Due to the minor clinical relevance the use of WB-EMS as exercise intensification tool during walking and Nordic walking is limited. High device cost should be considered. Habituation to WB-EMS could increase current intensity tolerance and VO2 and make it a meaningful method in the treatment of T2DM. Recent figures show that WB-EMS is used in obese people to achieve health and weight goals. The supposed benefit should be further investigated scientifically. N2 - Hintergrund: Die weltweite Prävalenz von Diabetes hat in den letzten Jahren zugenommen. Bis zum Jahr 2045 wird mit einer Prävalenz von 700 Millionen Patienten gerechnet, was zu einer wirtschaftlichen Belastung für die Gesellschaft führt. Diabetes mellitus Typ 2, der mehr als 95 % aller Diabetesfälle ausmacht, ist eine multifaktorielle Stoffwechselstörung, die durch Insulinresistenz gekennzeichnet ist und zu einem Ungleichgewicht zwischen Insulinbedarf und -angebot führt. Übergewicht und Adipositas sind die Hauptrisikofaktoren für die Entwicklung von Diabetes mellitus Typ 2. Die Änderung des Lebensstils durch eine gesunde Ernährung und körperliche Aktivität ist die wichtigste und erfolgreichste Behandlungs- und Präventionsmethode für Diabetes mellitus Typ 2. Probleme können bei den Patienten bestehen, den empfohlenen Umfang an körperlicher Aktivität zu erreichen. Die elektrische Muskelstimulation (EMS) ist eine zunehmend beliebte Trainingsmethode, die in den letzten Jahren in den Mittelpunkt der Forschung gerückt ist. Dabei wird von außen ein elektrisches Feld an die Muskeln angelegt, was zu einer Muskelkontraktion führen kann. Positive Effekte des EMS-Trainings wurden sowohl bei gesunden Personen als auch in verschiedenen Patientengruppen gefunden. Neue EMS-Geräte bieten eine breite Palette mobiler Anwendungen für das Ganzkörper-EMS-Training (WB-EMS), z.B. die Intensivierung von dynamischen Ausdauerübungen mit niedriger Intensität durch WB-EMS. In diesem Dissertationsprojekt soll untersucht werden, ob die WB-EMS zur Intensivierung von dynamischen Übungen mit geringer Intensität wie Walking und Nordic Walking geeignet ist. Methodik: Zwei unabhängige Studien wurden durchgeführt. In der ersten Studie wurden die Zuverlässigkeit von Belastungsparametern während des 10-Meter-Inkremental-Penlde-Gehtests (10MISWT) unter Verwendung von überlagertem WB-EMS (Forschungsfrage 1, Unterfrage a) und der Unterschied in der Belastungsintensität zum konventionellen Gehen (Forschungsfrage 1, Unterfrage b) untersucht. Die zweite Studie beschäftigte sich mit Unterschieden in Belastungsparametern zwischen überlagertem WB-EMS (WB-EMS-W) und konventionellem Gehen (CON-W) sowie zwischen überlagertem WB-EMS (WB-EMS-NW) und konventionellem Nordic Walking (CON-NW) auf einem Laufband zu vergleichen (Forschungsfrage 2). Beide Studien wurden an Teilnehmergruppen von gesunden, mäßig aktiven Männern im Alter von 35-70 Jahren durchgeführt. Bei allen Messungen wurde das Niederfrequenz-Stimulationsgerät Easy Motion Skin® für WB-EMS mit einstellbaren Intensitäten für acht Muskelgruppen verwendet. Um die Sicherheit zu gewährleisten und Schmerzen und Muskelkrämpfe zu vermeiden, wurde die Stromintensität für jeden Teilnehmer bei jedem Versuch individuell angepasst. In Studie 1 wurden dreizehn Personen für jede Unterfrage einbezogen. Es wurde ein randomisiertes Cross-over-Design mit drei Messterminen verwendet, um Störfaktoren wie z. B. einen verzögert einsetzenden Muskelkater zu vermeiden. Der 10MISWT wurde so lange durchgeführt, bis die Teilnehmer die Kriterien des Tests, das Erreichen des Kegels bis zum nächsten akustischen Signal, nicht mehr erfüllten. Fünf Ergebnisgrößen erfasst wurden: Spitzenwertmessung der Sauerstoffaufnahme (VO2peak), relative VO2peak (rel.VO2peak), maximale Gehstrecke (MWD), Blutlaktatkonzentration und der Grad der wahrgenommenen Anstrengung (RPE). Elf Teilnehmer wurden in Studie 2 eingeschlossen. Um Störfaktoren zu vermeiden, wurde ein randomisiertes Cross-over-Design in einer Studie mit vier Messterminen verwendet. Es wurde ein Laufbandtestprotokoll mit konstanter Geschwindigkeit (6,5 m/s) entwickelt, um die Belastungsintensitäten zu vergleichen. Sauerstoffaufnahme (VO2), relative VO2 (rel. VO2), Blutlaktat und der RPE wurden als Ergebnisvariablen verwendet. Die Test-Retest-Reproduzierbarkeit zwischen den Messungen wurde anhand einer Zusammenstellung absoluter und relativer Zuverlässigkeitsmaße ermittelt. Die Ergebnisgrößen in Studie 2 wurden mit Hilfe multifaktorieller Varianzanalysen untersucht. Ergebnisse: Die Reliabilitätsanalyse zeigte eine gute Zuverlässigkeit für VO2peak, rel.VO2peak, MWD und RPE ohne statistisch signifikanten Unterschied für das WB-EMS überlagerte Gehen zwischen den beiden Messungen während des 10WISWT. Es wurden jedoch keine Unterschiede bei den Ergebnisvariablen im Vergleich zum konventionellen Gehen festgestellt. Die Analyse der Laufbandtests zeigte signifikante Effekte für die Faktoren CON/WB-EMS und W/NW für die Ergebnisvariablen VO2, rel.VO2 und Laktat, wobei beide Faktoren zu höheren Ergebnissen führten. Der Unterschied bei VO2 und rel.VO2 liegt jedoch im Bereich der biologischen Variabilität von ± 12 %. Die Faktorenkombination EMS∗W/NW ist für alle drei Variablen statistisch nicht signifikant. WB-EMS führte zu den höheren RPE-Werten, die RPE-Unterschiede für W/NW und EMS∗W/NW waren nicht signifikant. Diskussion: Das vorliegende Projekt ergab eine gute Zuverlässigkeit bei der Messung von VO2peak, rel.VO2peak, MWD und RPE während des 10MISWT mit WB-EMS-Überlagerung beim Gehen, was frühere Untersuchungen zu diesem Test bestätigen. Der Test scheint bei gesunden, mäßig aktiven Männern eher technisch als physiologisch begrenzt zu sein. Er ist jedoch ungeeignet für die Untersuchung von Unterschieden in der Belastungsintensität bei überlagertem WB-EMS im Vergleich zum herkömmlichen Gehen, da die Stromstärkenintensität des WB-EMS zwischen Belastung und Ruhe unterschiedlich wahrgenommen wird. Für den zweiten Teil des Projekts wurde ein Laufbandtest mit konstanter Gehgeschwindigkeit durchgeführt, um die individuell maximal tolerierbare Stromintensität während der Belastung einzustellen. Der Laufbandtest zeigte eine signifikante Erhöhung der metabolischen Anforderungen während des WB-EMS überlagerten Gehens und des Nordic Walking durch eine erhöhte VO2 und Blutlaktatkonzentration. Die klinische Relevanz dieser Ergebnisse bleibt jedoch umstritten. Die Studie ergab auch, dass WB-EMS-überlagerte Übungen als anstrengender empfunden werden als konventionelle Übungen. Während vergleichbare Studien zum Teil zu höheren VO2-Werten führen, stimmen unsere Ergebnisse mit denen anderer Studien überein, welche dieselbe Stromfrequenz verwenden. Aufgrund der bisher fehlenden klinischen Relevanz ist der Einsatz von WB-EMS zur Trainingsintensivierung beim Gehen und Nordic Walking begrenzt. Die hohen Gerätekosten sollten berücksichtigt werden. Die Gewöhnung an WB-EMS könnte die Toleranz gegenüber der aktuellen Intensität erhöhen, die VO2 weiter steigern und es zu einer sinnvollen Methode für die Behandlung von T2DM machen. Jüngste Zahlen zeigen, dass WB-EMS bei adipösen Menschen eingesetzt wird, um Gesundheits- und Gewichtsziele zu erreichen, der vermeintliche Nutzen sollte wissenschaftlich weiter untersucht werden. KW - whole-body electrical muscle stimulation KW - walking KW - type 2 diabetes mellitus KW - Diabetes mellitus Typ 2 KW - Gehen KW - elektrische Ganzkörpermuskelstimulation Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-634240 ER - TY - THES A1 - Arntz, Fabian T1 - Intervention and moderation of physical fitness in children with physical fitness deficits - Results of the SMaRTER study T1 - Intervention und Moderation der körperlichen Fitness bei Kindern mit körperlichen Fitnessdefiziten - Ergebnisse der SMaRTER-Studie N2 - Background: Physical fitness is a key aspect of children’s ability to perform activities of daily living, engage in leisure activities, and is associated with important health characteristics. As such, it shows multi-directional associations with weight status as well as executive functions, and varies according to a variety of moderating factors, such as the child’s gender, age, geographical location, and socioeconomic conditions and context. The assessment and monitoring of children’s physical fitness has gained attention in recent decades, as has the question of how to promote physical fitness through the implementation of a variety of programs and interventions. However, these programs and interventions rarely focus on children with deficits in their physical fitness. Due to their deficits, these children are at the highest risk of suffering health impairments compared to their more average fit peers. In efforts to promote physical fitness, schools could offer promising and viable approaches to interventions, as they provide access to large youth populations while providing useful infrastructure. Evidence suggests that school-based physical fitness interventions, particularly those that include supplementary physical education, are useful for promoting and improving physical fitness in children with normal fitness. However, there is little evidence on whether these interventions have similar or even greater effects on children with deficits in their physical fitness. Furthermore, the question arises whether these measures help to sustainably improve the development/trajectories of physical fitness in these children. The present thesis aims to elucidate the following four objectives: (1) to evaluate the effects of a 14 week intervention with 2 x 45 minutes per week additional remedial physical education on physical fitness and executive function in children with deficits in their physical fitness; (2) to assess moderating effects of body height and body mass on physical fitness components in children with physical fitness deficits; (3) to assess moderating effects of age and skeletal growth on physical fitness in children with physical fitness deficits; and (4) to analyse moderating effects of different physical fitness components on executive function in children with physical fitness deficits. Methods: Using physical fitness data from the EMOTIKON study, 76 third graders with physical fitness deficits were identified in 11 schools in Brandenburg state that met the requirements for implementing a remedial physical education intervention (i.e., employing specially trained physical education teachers). The fitness intervention was implemented in a cross-over design and schools were randomly assigned to either an intervention-control or control-intervention group. The remedial physical education intervention consisted of a 14 week, 2 x 45 minutes per week remedial physical education curriculum supplemented by a physical exercise homework program. Assessments were conducted at the beginning and end of each intervention and control period, and further assessments were conducted at the beginning and end of each school year until the end of sixth grade. Physical fitness as the primary outcome was assessed using fitness tests implemented in the EMOTIKON study (i.e., lower body muscular strength (standing long jump), speed (20 m sprint), cardiorespiratory fitness (6 min run), agility (star run), upper body muscular strength (ball push test), and balance (one leg balance)). Executive functions as a secondary outcome were assessed using attention and psychomotor processing speed (digit symbol substitution test), mental flexibility and fine motor skills (trail making test), and inhibitory control (Simon task). Anthropometric measures such as body height, body mass, maturity offset, and body composition parameters, as well as socioeconomic information were recorded as potential moderators. Results: (1) The evaluation of possible effects of the remedial physical education intervention on physical fitness and executive functions of children with deficits in their physical fitness did not reveal any detectable intervention-related improvements in physical fitness or executive functions. The implemented analysis strategies also showed moderating effects of body mass index (BMI) on performance in 6 min run, star run, and standing long jump, with children with a lower BMI performing better, moderating effects of proximity to Berlin on performance in the 6 min run and standing long jump, better performances being found in children living closer to Berlin, and overall gendered differences in executive function test performance, with boys performing better compared to girls. (2) Analysing moderating effects of body height and body mass on physical fitness performance, better overall physical fitness performance was found for taller children. For body mass, a negative effect was found on performance in the 6 min run (linear), standing long jump (linear), and 20 m sprint (quadratic), with better performance associated with lighter children, and a positive effect of body mass on performance in the ball push test, with heavier children performing better. In addition, the analysis revealed significant interactions between body height and body mass on performance in 6 min run and 20 m sprint, with higher body mass being associated with performance improvements in larger children, while higher body mass was associated with performance declines in smaller children. In addition, the analysis revealed overall age-related improvements in physical fitness and was able to show that children with better overall physical fitness also elicit greater age-related improvements. (3) In the analysis of moderating effects of age and maturity offset on physical fitness performances, two unrotated principal components of z-transformed age and maturity offset values were calculated (i.e., relative growth = (age + maturity offset)/2; growth delay = (age - maturity offset)) to avoid colinearity. Analysing these constructs revealed positive effects of relative growth on performances in star run, 20 m sprint, and standing long jump, with children of higher relative growth performing better. For growth delay, positive effects were found on performances in 6 min run and 20 m sprint, with children having larger growth delays showing better performances. Further, the model revealed gendered differences in 6 min run and 20 m sprint performances with girls performing better than boys. (4) Analysing the effects of physical fitness tests on executive function revealed a positive effect of star run and one leg balance performance and a negative effect of 6 min run performance on reaction speed in the Simon task. However, these effects were not detectable when individual differences were accounted for. Then these effects showed overall positive effects, with better performances being associated with faster reaction speeds. In addition, the analysis revealed a positive correlation between overall reaction speed and effects of the 6 min run, suggesting that children with greater effects of 6 min run had faster overall reaction speeds. Negative correlations were found between star run effects and age effects on Simon task reaction speed, meaning that children with larger star run effects had smaller age effects, and between 6 min run effects and star run effects on Simon task reaction speed, meaning that children with larger 6 min run effects tended to have smaller star run effects on Simon task reaction speed and vice versa. Conclusions: (1) The lack of detectable intervention-related effects could have been caused by an insufficient intervention period, by the implementation of comprehensive and thus non- specific exercises, or by both. Accordingly, longer intervention periods and/or more specific exercises may have been more beneficial and could have led to detectable improvements in physical fitness and/or executive function. However, it remains unclear whether these interventions can benefit children with deficits in physical fitness, as it is possible that their deficits are not caused by a mere lack of exercise, but rather depend on the socioeconomic conditions of the children and their families and areas. Therefore, further research is needed to assess the moderation of physical fitness in children with physical fitness deficits and, in particular, the links between children’s environment and their physical fitness trajectories. (2) Findings from this work suggest that using BMI as a composite of body height and body mass may not be able to capture the variation associated with these parameters and their interactions. In particular, because of their multidirectional associations, further research would help elucidate how BMI and its subcomponents influence physical fitness and how they vary between children with and without physical fitness deficits. (3) The assessment of growth- related changes indicated negative effects associated with the growth spurt approaching age of peak height velocity, and furthermore showed significant differences in these effects between children. Thus, these effects and possible interindividual differences should be considered in the assessment of the development of physical fitness in children. (4) Furthermore, this work has shown that the associations between physical fitness and executive functions vary between children and may be moderated by children’s socioeconomic conditions and the structure of their daily activities. Further research is needed to explore these associations using approaches that account for individual variance. N2 - Hintergrund: Die körperliche Fitness ist ein zentraler Aspekt der Fähigkeit von Kindern, Aktivitäten des täglichen Lebens auszuführen, sich in der Freizeit zu betätigen, und wird mit wichtigen Gesundheitsmerkmalen in Verbindung gebracht. Als solche zeigt sie multidirektionale Assoziationen mit dem Gewichtsstatus sowie den exekutiven Funktionen und variiert in Abhängigkeit von einer Vielzahl moderierender Faktoren wie dem Geschlecht, dem Alter, dem geografischen Standort und den sozioökonomischen Bedingungen und Kontexten des Kindes. Die Bewertung und Beobachtung der körperlichen Fitness von Kindern hat in den letzten Jahrzehnten an Aufmerksamkeit gewonnen, ebenso wie die Frage, wie die körperliche Fitness durch die Umsetzung einer Vielzahl von Programmen und Maßnahmen gefördert werden kann. Allerdings konzentrieren sich diese Programme und Maßnahmen nur selten auf Kinder mit Defiziten in ihrer körperlichen Fitness. Aufgrund ihrer Defizite haben diese Kinder im Vergleich zu ihren durchschnittlich fitten Mitschülern das höchste Risiko, gesundheitliche Beeinträchtigungen zu erleiden. Bei Bemühungen zur Förderung der körperlichen Fitness könnten Schulen vielversprechende und praktikable Ansätze für Interventionen bieten, da sie Zugang zu großen Teilen der jüngeren Bevölkerung bieten und gleichzeitig eine nützliche Infrastruktur bereitstellen. Es gibt Hinweise darauf, dass schulische Maßnahmen zur Förderung der körperlichen Fitness, insbesondere solche, die einen zusätzlichen Sportunterricht beinhalten, für die Förderung und Verbesserung der körperlichen Fitness von Kindern mit normaler Fitness nützlich sind. Es gibt jedoch nur wenige Belege dafür, ob diese Maßnahmen ähnliche oder sogar größere Auswirkungen auf Kinder mit Defiziten in ihrer körperlichen Fitness haben. Darüber hinaus stellt sich die Frage, ob diese Maßnahmen dazu beitragen, die Entwicklung/den Verlauf der körperlichen Fitness dieser Kinder nachhaltig zu verbessern. Mit der vorliegenden Arbeit sollen die folgenden vier Ziele untersucht werden: (1) Evaluierung der Auswirkungen einer 14-wöchigen Intervention mit 2 x 45 Minuten pro Woche zusätzlichem Sportförderunterricht auf die körperliche Fitness und die exekutive Funktion bei Kindern mit Defiziten in der körperlichen Fitness; (2) Bewertung der moderierenden Effekte von Körperhöhe und Körpermasse auf die Komponenten der körperlichen Fitness bei Kindern mit Defiziten in der körperlichen Fitness; (3) Bewertung der moderierenden Effekte von Alter und Skelettwachstum auf die körperliche Fitness bei Kindern mit Defiziten in der körperlichen Fitness; und (4) Analyse der moderierenden Effekte der verschiedenen Komponenten der körperlichen Fitness auf die exekutive Funktion bei Kindern mit Defiziten in der körperlichen Fitness. Methoden: Anhand von Daten zur körperlichen Fitness aus der EMOTIKON-Studie wurden 76 Drittklässler mit Defiziten in der körperlichen Fitness in 11 Schulen im Land Brandenburg identifiziert, die die Voraussetzungen für die Durchführung einer Fördermaßnahme im Sportunterricht erfüllten (d. h. speziell ausgebildete Sportlehrer beschäftigten). Die Fitnessintervention wurde in einem Cross-over-Design durchgeführt, und die Schulen wurden nach dem Zufallsprinzip entweder einer Interventions-Kontroll- oder einer Kontroll-Interventionsgruppe zugewiesen. Der Sportunterricht bestand aus einem 14-wöchigen, 2 x 45 Minuten pro Woche dauernden Sportunterricht, der durch ein Hausaufgabenprogramm für körperliche Übungen ergänzt wurde. Messungen wurden zu Beginn und am Ende jedes Interventions- und Kontrollzeitraums sowie zu Beginn und am Ende eines jeden Schuljahres bis zum Ende der sechsten Klasse durchgeführt. Die körperliche Fitness als primäres Ergebnis wurde anhand von Fitnesstests ermittelt, die im Rahmen der EMOTIKON-Studie durchgeführt wurden (d. h. Muskelkraft der unteren Körperhälfte (Standweitsprung), Schnelligkeit (20-m-Sprint), kardiorespiratorische Fitness (6-Minuten-Lauf), Beweglichkeit (Sternlauf), Muskelkraft der oberen Körperhälfte (Kugelstoßtest) und Gleichgewicht (Einbeinstand)). Exekutive Funktionen als sekundäres Ergebnis wurden anhand der Aufmerksamkeit und der psychomotorischen Verarbeitungsgeschwindigkeit (Digit Symbol Substitution Test), der geistigen Flexibilität und der Feinmotorik (Trail Making Test) sowie der hemmenden Kontrolle (Simon Task) untersucht. Anthropometrische Maße wie Körperhöhe, Körpermasse, Maturity Offset und Parameter der Körperzusammensetzung sowie sozioökonomische Informationen wurden als potenzielle Moderatoren erfasst. Ergebnisse: (1) Die Evaluation möglicher Effekte der Sportförderunterrichts-Intervention auf die körperliche Fitness und die exekutiven Funktionen von Kindern mit Defiziten in der körperlichen Fitness ergab keine nachweisbaren interventionsbedingten Verbesserungen der körperlichen Fitness oder der exekutiven Funktionen. Die implementierten Analysestrategien zeigten auch moderierende Effekte des Body-Mass-Index (BMI) auf die Leistungen im 6-Minuten-Lauf, im Sternlauf und im Standweitsprung, wobei Kinder mit einem niedrigeren BMI bessere Leistungen erbrachten, moderierende Effekte der Nähe zu Berlin auf die Leistungen im 6-Minuten-Lauf und im Standweitsprung, wobei Kinder, die näher an Berlin wohnten, bessere Leistungen erbrachten, sowie allgemeine geschlechtsspezifische Unterschiede bei den Leistungen im Exekutivfunktionstest, wobei Jungen besser abschnitten als Mädchen. (2) Die Analyse der moderierenden Effekte von Körperhöhe und Körpermasse auf die körperliche Fitnessleistung ergab, dass größere Kinder insgesamt eine bessere körperliche Fitnessleistung erbrachten. Darüber hinaus ergab die Analyse signifikante Wechselwirkungen zwischen Körperhöhe und Körpermasse auf die Leistung im 6-Minuten-Lauf und im 20-Meter-Sprint, wobei eine höhere Körpermasse mit Leistungsverbesserungen bei größeren Kindern verbunden war, während eine höhere Körpermasse mit Leistungseinbußen bei kleineren Kindern einherging. Darüber hinaus ergab die Analyse altersbedingte Gesamtverbesserungen der körperlichen Fitness und konnte zeigen, dass Kinder mit einer besseren allgemeinen körperlichen Fitness auch größere altersbedingte Verbesserungen erzielen. (3) Bei der Analyse der moderierenden Effekte von Alter und Reifeverschiebung auf die körperlichen Fitnessleistungen wurden zwei nicht rotierte Hauptkomponenten der z-transformierten Werte von Alter und Reifeverschiebung berechnet (d. h. relatives Wachstum = (Alter + Reifeverschiebung)/2; Wachstumsverzögerung = (Alter - Reifeverschiebung)), um Kolinearität zu vermeiden. Die Analyse dieser Konstrukte ergab positive Auswirkungen des relativen Wachstums auf die Leistungen im Sternlauf, im 20-m-Sprint und im Standweitsprung, wobei Kinder mit einem höheren relativen Wachstum bessere Leistungen erzielten. Für die Wachstumsverzögerung wurden positive Effekte auf die Leistungen im 6-Minuten-Lauf und im 20-Meter-Sprint festgestellt, wobei Kinder mit einer größeren Wachstumsverzögerung bessere Leistungen zeigten. Darüber hinaus zeigte das Modell geschlechtsspezifische Unterschiede bei den Leistungen im 6-Minuten-Lauf und im 20-Meter-Sprint, wobei Mädchen besser abschnitten als Jungen. (4) Die Analyse der Effekte der körperlichen Fitnesstests auf die exekutive Funktion ergab einen positiven Effekt des Sternlaufs und der einbeinigen Gleichgewichtsleistung und einen negativen Effekt der 6-minütigen Laufleistung auf die Reaktionsgeschwindigkeit bei der Simon-Aufgabe. Diese Effekte waren jedoch nicht nachweisbar, wenn die individuellen Unterschiede im Modell berücksichtigt wurden. Dann zeigten diese Effekte insgesamt positive Auswirkungen, wobei bessere Leistungen mit schnelleren Reaktionsgeschwindigkeiten verbunden waren. Darüber hinaus ergab die Analyse eine positive Korrelation zwischen der Gesamtreaktionsgeschwindigkeit und den Effekten des 6-Minuten-Laufs, was darauf hindeutet, dass Kinder mit größeren Effekten des 6-Minuten-Laufs eine schnellere Gesamtreaktionsgeschwindigkeit aufwiesen. Negative Korrelationen wurden zwischen Sternlaufeffekten und Alterseffekten auf die Reaktionsgeschwindigkeit bei der Simon-Aufgabe gefunden, was bedeutet, dass Kinder mit größeren Sternlaufeffekten kleinere Alterseffekte hatten, und zwischen 6-Minuten-Laufeffekten und Sternlaufeffekten auf die Reaktionsgeschwindigkeit bei der Simon-Aufgabe, was bedeutet, dass Kinder mit größeren 6-Minuten-Laufeffekten tendenziell kleinere Sternlaufeffekte auf die Reaktionsgeschwindigkeit bei der Simon-Aufgabe hatten und umgekehrt. Fazit: (1) Das Fehlen nachweisbarer interventionsbezogener Effekte könnte durch eine unzureichende Interventionsdauer, durch die Durchführung umfassender und damit unspezifischer Übungen oder durch eine Kombination beider Faktoren verursacht worden sein. Dementsprechend könnten längere Interventionszeiträume und/oder spezifischere Übungen vorteilhafter gewesen sein und zu nachweisbaren Verbesserungen der körperlichen Fitness und/oder der exekutiven Funktionen geführt haben. Es bleibt jedoch unklar, ob diese Interventionen Kindern mit Defiziten in der körperlichen Fitness zugute kommen können, da es möglich ist, dass ihre Defizite nicht durch einen bloßen Bewegungsmangel verursacht werden, sondern vielmehr von den sozioökonomischen Bedingungen der Kinder und ihrer Familien und Gegenden abhängen. Daher sind weitere Untersuchungen erforderlich, um die Moderation der körperlichen Fitness bei Kindern mit Defiziten in der körperlichen Fitness und insbesondere die Zusammenhänge zwischen dem Umfeld der Kinder und ihrer Entwicklung der körperlichen Fitness zu analysieren. (2) Die Ergebnisse dieser Arbeit legen nahe, dass die Verwendung des BMI als Kompositum von Körperhöhe und Körpermasse möglicherweise nicht in der Lage ist, die mit diesen Parametern und ihren Wechselwirkungen verbundene Variation zu erfassen. Insbesondere aufgrund ihrer multidirektionalen Zusammenhänge würde weitere Forschung dazu beitragen, zu klären, wie der BMI und seine Unterkomponenten die körperliche Fitness beeinflussen und wie sie zwischen Kindern mit und ohne körperliche Fitnessdefizite variieren. (3) Die Bewertung der wachstumsbedingten Veränderungen deutete auf negative Auswirkungen im Zusammenhang mit dem Wachstumsschub hin, der sich dem Alter der Spitzen-Höhengeschwindigkeit nähert, und zeigte darüber hinaus signifikante Unterschiede bei diesen Auswirkungen zwischen Kindern. Daher sollten diese Effekte und mögliche interindividuelle Unterschiede bei der Bewertung der Entwicklung der körperlichen Fitness von Kindern berücksichtigt werden. (4) Darüber hinaus hat diese Arbeit gezeigt, dass die Zusammenhänge zwischen körperlicher Fitness und exekutiven Funktionen von Kind zu Kind unterschiedlich sind und möglicherweise durch die sozioökonomischen Bedingungen der Kinder und die Struktur ihrer täglichen Aktivitäten moderiert werden könnten. Weitere Forschung ist erforderlich, um diese Zusammenhänge mit Hilfe von Ansätzen zu untersuchen, die die individuelle Varianz berücksichtigen. KW - physical fitness KW - deficites KW - children KW - remedial physical education KW - intervention KW - linear mixed models KW - cognition KW - Kinder KW - Kognition KW - Defizit KW - Intervention KW - lineare gemischte Modelle KW - körperliche Fitness KW - Sportförderunterricht Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-622607 ER - TY - THES A1 - Markov, Adrian T1 - Acute effects of exercise order in concurrent training on immunological stress responses and measures of muscular fitness in youth athletes of both sexes N2 - Background and aims: To succeed in competition, elite team and individual athletes often seek the development of both, high levels of muscle strength and power as well as cardiorespiratory endurance. In this context, concurrent training (CT) is a commonly applied and effective training approach. While being exposed to high training loads, youth athletes (≤ 18 years) are yet underrepresented in the scientific literature. Besides, immunological responses to CT have received little attention. Therefore, the aims of this work were to examine the acute (< 15min) and delayed (≥ 6 hours) effects of dif-ferent exercise order in CT on immunological stress responses, muscular fitness, metabolic response, and rating of perceived exertion (RPE) in highly trained youth male and female judo athletes. Methods: A total of twenty male and thirteen female participants, with an average age of 16 ± 1.8 years and 14.4 ± 2.1 years, respectively, were included in the study. They were randomly assigned to two CT sessions; power-endurance versus endurance-power (i.e., study 1), or strength-endurance versus endurance-strength (i.e., study 2). Markers of immune response (i.e., white-blood-cells, granulocytes, lymphocytes, mon-ocytes, and lymphocytes, granulocyte-lymphocyte-ratio, and systemic-inflammation-index), muscular fitness (i.e., counter-movement jump [CMJ]), metabolic responses (i.e., blood lactate, glucose), and RPE were collected at different time points (i.e., PRE12H, PRE, MID, POST, POST6H, POST22H). Results (study 1): There were significant time*order interactions for white-blood-cells, lymphocytes, granulocytes, monocytes, granulocyte-lymphocyte-ratio, and systemic-inflammation-index. The power-endurance order resulted in significantly larger PRE-to-POST increases in white-blood-cells, monocytes, and lymphocytes while the endur-ance-power order resulted in significantly larger PRE-to-POST increases in the granu-locyte-lymphocyte-ratio and systemic-inflammation-index. Likewise, significantly larger increases from PRE-to-POST6H in white-blood-cells and granulocytes were observed following the power-endurance order compared to endurance-power. All markers of immune response returned toward baseline values at POST22H. Moreover, there was a significant time*order interaction for blood glucose and lactate. Following the endur-ance-power order, blood lactate and glucose increased from PRE-to-MID but not from PRE-to-POST. Meanwhile, in the power-endurance order blood lactate and glucose increased from PRE-to-POST but not from PRE-to-MID. A significant time*order inter-action was observed for CMJ-force with larger PRE-to-POST decreases in the endur-ance-power order compared to power-endurance order. Further, CMJ-power showed larger PRE-to-MID performance decreases following the power-endurance order, com-pared to the endurance-power order. Regarding RPE, significant time*order interactions were noted with larger PRE-to-MID values following the endurance-power order and larger PRE-to-POST values following the power-endurance order. Results (study 2): There were significant time*order interactions for lymphocytes, monocytes, granulocyte-lymphocyte-ratio, and systemic-inflammation-index. The strength-endurance order resulted in significantly larger PRE-to-POST increases in lymphocytes while the endurance-strength order resulted in significantly larger PRE-to-POST increases in the granulocyte-lymphocyte-ratio and systemic-inflammation-index. All markers of the immune system returned toward baseline values at POST22H. Moreover, there was a significant time*order interaction for blood glucose and lactate. From PRE-to-MID, there was a significantly greater increase in blood lactate and glu-cose following the endurance-strength order compared to strength-endurance order. Meanwhile, from PRE-to-POST there was a significantly higher increase in blood glu-cose following the strength-endurance order compared to endurance-strength order. Regarding physical fitness, a significant time*order interaction was observed for CMJ-force and CMJ-power with larger PRE-to-MID increases following the endurance-strength order compared to the strength-endurance order. For RPE, significant time*order interactions were noted with larger PRE-to-MID values following the endur-ance-power order and larger PRE-to-POST values following the power-endurance or-der. Conclusions: The primary findings from both studies revealed order-dependent effects on immune responses. In male youth judo athletes, the results demonstrated greater immunological stress responses, both immediately (≤ 15 min) and delayed (≥ 6 hours), following the power-endurance order compared to the endurance-power order. For female youth judo athletes, the results indicated higher acute, but not delayed, order-dependent changes in immune responses following the strength-endurance order compared to the endurance-strength order. It is worth noting that in both studies, all markers of immune system response returned to baseline levels within 22 hours. This suggests that successful recovery from the exercise-induced immune stress response was achieved within 22 hours. Regarding metabolic responses, physical fitness, and perceived exertion, the findings from both studies indicated acute (≤ 15 minutes) alterations that were dependent on the exercise order. These alterations were primarily influ-enced by the endurance exercise component. Moreover, study 1 provided substantial evidence suggesting that internal load measures, such as immune markers, may differ from external load measures. This indicates a disparity between immunological, perceived, and physical responses following both concurrent training orders. Therefore, it is crucial for practitioners to acknowledge these differences and take them into consideration when designing training programs. N2 - Hintergrund und Ziele: Um im Wettkampf erfolgreich zu sein, streben Elitesportler oft die Entwicklung einer hohen Muskelkraft und -leistung als auch der kardiorespiratorischen Ausdauer an. In diesem Zusammenhang ist das gleichzeitige Training von Kraft- und Ausdauer (CT) ein häufig angewandter und effektiver Trainingsansatz. Während Jugendliche (≤ 18 Jahre) hohen Trainingsbelastungen ausgesetzt sind, sind sie in der wissenschaftlichen Literatur noch unterrepräsentiert. Außerdem haben immunologische Reaktionen auf CT bisher wenig Aufmerksamkeit erhalten. Daher waren die Ziele dieser Arbeit, die akuten (< 15min) und verzögerten (≥ 6 Stunden) Auswirkungen unterschiedlicher Übungsreihenfolgen im CT auf immunologische Stressreaktionen, muskuläre Fitness, Stoffwechselreaktionen und empfundene Anstrengung (RPE) bei hochtrainierten jugendlichen männlichen und weiblichen Judosportlern zu untersuchen. Methoden: In die Studie wurden insgesamt zwanzig männliche und dreizehn weibliche Teilnehmer im Alter von durchschnittlich 16 ± 1,8 Jahren bzw. 14,4 ± 2,1 Jahren aufgenommen. Sie wurden zufällig zwei CT-Einheiten zugewiesen: Muskelpower-Ausdauer im Vergleich zu Ausdauer-Muskelpower (d. h. Studie 1) oder Kraft-Ausdauer im Vergleich zu Ausdauer-Kraft (d. h. Studie 2). Marker der Immunantwort (d. h. weiße Blutkörperchen, Granulozyten, Lymphozyten, Monozyten und Lymphozyten, Granulozyten-Lymphozyten-Verhältnis, und systemischer Entzündungsindex), muskuläre Fitness (d. h. counter-movement jump [CMJ]), Stoffwechselreaktionen (d. h. Blutlaktat, Blutglukose) und RPE wurden zu verschiedenen Zeitpunkten (d. h. PRE12H, PRE, MID, POST, POST6H, POST22H) erhoben. Ergebnisse (Studie 1): Es gab signifikante Zeit*Reihenfolge-Interaktionen für weiße Blutkörperchen, Lymphozyten, Granulozyten, Monozyten, das Granulozyten-Lymphozyten-Verhältnis und den systemischen Entzündungs-index. Die Reihenfolge Muskelpower-Ausdauer führte zu signifikant größeren PRE-bis-POST-Anstiegen bei weißen Blutkörperchen, Monozyten und Lymphozyten, während die Reihenfolge Ausdauer-Muskelpower zu signifikant größeren PRE-bis-POST-Anstiegen im Granulozyten-Lymphozyten-Verhältnis und dem systemischen Entzündungsindex führte. Ebenso wurden nach der Reihenfolge Muskelpower-Ausdauer signifikant größere Anstiege von PRE-bis-POST6H bei weißen Blutkörperchen und Granulozyten im Vergleich zur Reihenfolge Ausdauer-Muskelpower beobachtet. Alle Marker des Immunsystems kehrten bis POST22H wieder auf das Ausgangsniveau zurück. Darüber hinaus wurde eine signifikante Zeit*Reihenfolge-Interaktion für Blutglukose und Blutlaktat beobachtet. Nach der Reihenfolge Ausdauer-Kraft stiegen Blutlaktat und Blutglukose von PRE-bis-MID, aber nicht von PRE-bis-POST. Außerdem wurde eine signifikante Zeit*Reihenfolge-Interaktion für CMJ-Kraft beobachtet. Entsprechend zeigten sich größere PRE-bis-POST Verminderungen in der Ausdauer-Muskelpower Reihenfolge im Vergleich zu Muskelpower-Ausdauer. Außerdem zeigte die CMJ-Leistung einen größeren Leistungsverlust von PRE-bis-MID in der Muskelpower-Ausdauer Reihenfolge, im Vergleich zu Ausdauer-Muskelpower. Mit Blick auf RPE gab es ebenfalls signifikante Zeit*Reihenfolge-Interaktionen. Entsprechend waren die RPE-Werte höher von PRE-bis-MID nach der Ausdauer-Muskelpower Reihenfolge und von PRE-bis-POST nach der Muskelpower-Ausdauer Reihenfolge. Ergebnisse Studie 2: Beobachtet wurde eine signifikante Zeit*Reihenfolge-Interaktion für Lymphozyten, Monozyten, das Granulozyten-Lymphozyten-Verhältnis und den systemischen Entzündungsindex. Die Reihenfolge Kraft-Ausdauer hat zu signifikanten Steigerungen der Lymphozyten von PRE-bis-POST geführt, während die Ausdauer-Kraft Reihenfolge signifikante Anstiege des Granulozyten-Lymphozyten-Verhältnis und des systemischen Entzündungsindex zur Folge hatte. Alle Marker des Immunsystems kehrten bis POST22H wieder auf das Ausgangsniveau zurück. Darüber hinaus wurde eine signifikante Zeit*Reihenfolge-Interaktion für Blutglukose und Blutlaktat beobachtet. Von PRE-bis-MID gab es nach der Reihenfolge Ausdauer-Kraft im Vergleich zur Reihenfolge Kraft-Ausdauer einen signifikant größeren Anstieg von Blutlaktat und Blutglukose. Darüber hinaus gab es von PRE-bis-POST einen signifikant höheren Anstieg der Blutglukose nach der Reihenfolge Kraft-Ausdauer im Vergleich zur Reihenfolge Ausdauer-Kraft. In Bezug auf die körperliche Fitness wurde eine signifikante Zeit*Reihenfolge-Interaktion für CMJ-Kraft und CMJ-Leistung beobachtet, wobei größere PRE-bis-MID-Anstiege nach der Reihenfolge Ausdauer-Kraft im Vergleich zur Reihenfolge Kraft-Ausdauer zu verzeichnen waren. In Bezug auf die empfundene Anstrengung wurden signifikante Zeit*Reihenfolge-Interaktionen festgestellt. Hier kam es zu größeren PRE-bis-MID-Werten in Folge von Ausdauer-Kraft und größere PRE-bis-POST-Werte nach Kraft-Ausdauer. Schlussfolgerungen: Die Hauptergebnisse beider Studien zeigten reihenfolgeabhängige Auswirkungen auf Immunreaktionen. Bei männlichen jugendlichen Judosportlern zeigten die Ergebnisse größere immunologische Stressreaktionen, sowohl unmittelbar (≤ 15 min) als auch verzögert (≥ 6 Stunden), nach der Reihenfolge Muskelpower-Ausdauer im Vergleich zur Reihenfolge Ausdauer-Muskelpower. Bei weiblichen jugendlichen Judosportlern deuteten die Ergebnisse auf höhere akute, aber nicht verzögerte, reihenfolgeabhängige Immunreaktionen nach der Reihenfolge Kraft-Ausdauer im Vergleich zur Reihenfolge Ausdauer-Kraft hin. Es ist erwähnenswert, dass in beiden Studien alle Marker der Immunreaktion innerhalb von 22 Stunden auf das Ausgangsniveau zurückkehrten. Dies deutet darauf hin, dass eine erfolgreiche Erholung von der durch Bewegung verursachten Immunstressreaktion innerhalb von 22 Stunden erreicht wurde. In Bezug auf Stoffwechselreaktionen, körperliche Fitness und empfundene Anstrengung zeigten die Ergebnisse beider Studien akute (≤ 15 Minuten) Veränderungen, die von der Übungsreihenfolge abhängig waren. Diese Veränderungen wurden hauptsächlich durch die Ausdauerübungskomponente beeinflusst. Darüber hinaus lieferte Studie 1 Hinweise darauf, dass interne Belastungsmessungen, wie Immunmarker, von externen Belastungsmessungen wie beispielsweise RPE abweichen können. Dies deutet auf eine Diskrepanz zwischen immunologischen Reaktionen, körperlichen Leistungsfähigkeiten und empfundener Ermüdung nach beiden Trainingsreihenfolgen hin. Daher ist es für Praktiker wichtig, sich dieser Unterschiede bewusst zu sein und bei der Gestaltung von Trainingsprogrammen zu berücksichtigen. KW - concurrent training KW - combined strength and endurance KW - risk of infection KW - white blood cells KW - leukocytosis KW - adolescents KW - combat sports KW - Kombination aus Kraft und Ausdauer KW - Infektionsrisiko KW - weiße Blutkörperchen KW - Leukozytose KW - Jugendliche KW - Kampfsport KW - Profisportler KW - Concurrent Training Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-618517 ER - TY - THES A1 - Timme, Sinika T1 - Affective responses during exercise and situated exercise-related decision-making T1 - Affektives Erleben beim Sport und bewegungsbezogenes situiertes Entscheidungsverhalten BT - theoretical and methodological advancements towards a better understanding of exercise behavior N2 - The field of exercise psychology has established robust evidence on the health benefits of physical activity. However, interventions to promote sustained exercise behavior have often proven ineffective. This dissertation addresses challenges in the field, particularly the neglect of situated and affective processes in understanding and changing exercise behavior. Dual process models, considering both rational and affective processes, have gained recognition. The Affective Reflective Theory of Physical Inactivity and Exercise (ART) is a notable model in this context, positing that situated processes in-the-moment of choice influence exercise decisions and subsequent exercise behavior. The dissertation identifies current challenges within exercise psychology and proposes methodological and theoretical advancements. It emphasizes the importance of momentary affective states and situated processes, offering alternatives to self-reported measures and advocating for a more comprehensive modeling of individual variability. The focus is on the affective processes during exercise, theorized to reappear in momentary decision-making, shaping overall exercise behavior. The first publication introduces a new method by using automated facial action analysis to measure variable affective responses during exercise. It explores how these behavioral indicators covary with self-reported measures of affective valence and perceived exertion. The second publication delves into situated processes at the moment of choice between exercise and non-exercise options, revealing that intraindividual factors play a crucial role in explaining exercise-related choices. The third publication presents an open-source research tool, the Decisional Preferences in Exercising Test (DPEX), designed to capture repeated situated decisions and predict exercise behavior based on past experiences. The findings challenge previous assumptions and provide insights into the complex interplay of affective responses, situated processes, and exercise choices. The dissertation underscores the need for individualized interventions that manipulate affective responses during exercise and calls for systematic testing to establish causal links to automatic affective processes and subsequent exercise behavior. This dissertation highlights the necessity for methodological and conceptual refinements in understanding and promoting exercise behavior, ultimately contributing to the broader goal of combating increasing inactivity trends. N2 - Das Gebiet der „exercise psychology“ hat in vergangenen Jahren robuste Evidenz für die gesundheitlichen Vorteile körperlicher Aktivität hervorgebracht. Interventionen zur Erhöhung nachhaltigen Bewegungsverhaltens haben sich jedoch oft als unwirksam erwiesen. Diese Dissertation adressiert Herausforderungen auf diesem Gebiet, insbesondere die Vernachlässigung von situierten und affektiven Prozessen beim Verständnis und der Veränderung von Bewegungsverhalten. In den letzten Jahren haben Zwei-Prozess Modelle, die sowohl überlegt-rationale als auch automatisch-affektive Prozesse berücksichtigen, an Bedeutung gewonnen. Die Affective Reflective Theory of Physical Inactivity and Exercise (ART) ist eine dieser Theorien und postuliert, dass situierte Prozesse im Moment der Entscheidung das Bewegungsverhalten beeinflussen. Die Dissertation identifiziert aktuelle Herausforderungen im Bereich der „Exercise Psychology“ und bringt methodische und theoretische Neuerungen hervor. Dabei wird die Bedeutung von momentanen affektiven Zuständen und situativen Prozessen betont, Alternativen zu selbstberichteten Maßnahmen untersucht und für eine umfassendere Modellierung individueller Variabilität plädiert. Der Fokus liegt auf den affektiven Prozessen während des Sporttreibens, die theoretisch konzeptualisiert sind, im Moment der Entscheidung reaktiviert und das zukünftige Bewegungsverhalten zu beeinflussen. Die erste Veröffentlichung führt eine neue Methode ein, indem automatisierte Gesichtsausrucksanalyse verwendet wird, um variable affektive Reaktionen während Sporttreiben zu messen. Sie untersucht, wie diese Verhaltensindikatoren mit selbstberichteten Maßen der affektiven Wertigkeit und wahrgenommenen Anstrengung kovariieren. Die zweite Veröffentlichung geht auf situative Prozesse im Moment der Entscheidung zwischen Bewegungs- und Nicht-Bewegungsoptionen ein und zeigt, dass intraindividuelle Faktoren eine entscheidende Rolle bei der Erklärung von bewegungsbezogenen Entscheidungen spielen. Die dritte Veröffentlichung stellt ein Open-Source-Forschungstool vor, den Decisional Preferences in Exercising Test (DPEX), der darauf abzielt, wiederholte situierte Entscheidungen zu erfassen und Bewegungsverhalten basierend auf vergangenen Erfahrungen vorherzusagen. Die Ergebnisse erweitern bisherige Erkenntnisse und geben Einblicke in das komplexe Zusammenspiel von affektiven Reaktionen, situierten Prozessen und Bewegungsentscheidungen. Die Dissertation betont die Notwendigkeit individualisierter Interventionen, die affektive Reaktionen während des Sporttreibens manipulieren, und fordert systematische Untersuchungen, um kausale Verbindungen zu automatischen affektiven Prozessen und anschließendem Bewegungsverhalten herzustellen. Diese Dissertation hebt die Notwendigkeit methodischer und konzeptueller Erweiterungen beim Verständnis und der Förderung von Bewegungsverhalten hervor und trägt letztendlich zum übergeordneten Ziel bei, dem steigenden Trend der Inaktivität entgegenzuwirken. KW - exercise KW - Bewegungsverhalten KW - motivation KW - psychology KW - situated processes KW - dual process models KW - Zwei-Prozess Modelle KW - Sport und Bewegung KW - Motivation KW - Psychologie KW - situierte Prozesse Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-614323 ER - TY - THES A1 - Pietrek, Anou F. T1 - Basic psychological needs and depression in the context of health and exercise N2 - Depressive Erkrankungen gehen mit verminderter Lebenszufriedenheit und reduzierter Arbeitsfähigkeit einher. Die Wartezeit für eine Psychotherapie beträgt in Deutschland derzeit zwischen drei und sechs Monaten. Demnach besteht Bedarf an alternativen, gleichwertigen evidenzbasierten Behandlungsmöglichkeiten, die den Betroffenen niedrigschwellig zugänglich gemacht werden. Eine Vielzahl an empirischen Studien belegt die Wirksamkeit von Sport bei leichten und mittelschweren Depressionen. Zur weiterführenden Konzeption und Qualitätssicherung von Sport als Behandlungsoption ist es notwendig die konkreten Wirkmechanismen zu verstehen. Neben physiologischen spielen auch psychologische Faktoren eine Rolle im Wirkungsgeschehen. Als Metatheorie menschlichen Erlebens und Verhaltens bietet die Selbstbestimmungstheorie (engl.: Self-Determination Theory; SDT) einen nützlichen Bezugsrahmen zum Verständnis psychologischer Wirkmechanismen mit konkreten Ableitungen für die Behandlungspraktik. Die konzeptionelle Erweiterung der SDT um die Frustration psychologischer Grundbedürfnisse erweist sich neben der Bedürfnisbefriedigung zunehmend als hilfreich bei der Untersuchung von psychischen Erkrankungen. Der erste Teil dieser Dissertation besteht aus zwei Publikationen, die relevante Messinstrumente in dem genannten Kontext validieren. Der erste Fragebogen misst das Ausmaß an allgemein erlebter Befriedigung und Frustration der psychologischen Grundbedürfnisse nach Autonomie, Kompetenz und sozialer Eingebundenheit. Der zweite Fragebogen erhebt die erlebte Bedürfnisbefriedigung durch die anleitende Person (hier: Sporttherapeut*in). Der zweite Teil der Dissertation umfasst zwei Publikationen, welche die Befriedigung und Frustration der psychologischen Grundbedürfnisse bei depressiven Symptomen untersuchen und einordnen. Es werden die Unterschiede im Ausmaß an Bedürfnisbefriedigung und Bedürfnisfrustration zwischen einer Stichprobe mit Depression mit einer Stichprobe ohne depressive Symptome untersucht. Der Zusammenhang zwischen Bedürfnisfrustration und depressiven Symptomen wird im Kontext etablierter pathologischer Prozesse (Emotionsdysregulation, Rumination) eingeordnet. Die Hauptergebnisse dieser Arbeiten zeigen, dass die SDT durch die Erweiterung der Basic Psychological Needs Theory um die Dimension der Bedürfnisfrustration ein nun breiteres Spektrum auf dem Gesundheit-Krankheit-Kontinuum abbildet. Dabei fokussiert die SDT auf die psychologische Wirkung von sozialen Umwelten. Neben der Nichterfüllung der psychologischen Grundbedürfnisse ist es vor allem die Bedürfnisfrustration, die einen allgemeinen Vulnerabilitätsfaktor für das Vorkommen psychologischer Erkrankungen darstellt. Zudem weist die unausgewogene Befriedigung der psychologischen Grundbedürfnisse möglicherweise auf ein konflikthaftes Erleben zwischen den Bedürfnissen hin. Für die Behandlungspraktik abzuleiten ist, dass eine autonomieunterstützende Atmosphäre, die die ausgewogene Befriedigung aller drei Bedürfnisse ermöglicht, zentral für den Behandlungserfolg ist. N2 - Depressive disorders are associated with reduced life satisfaction and ability to work. The waiting time for psychotherapy in Germany is currently between three and six months. Accordingly, there is a need for alternative, evidence-based treatment options that are made accessible to patients at a low threshold. A large number of empirical studies prove the effectiveness of exercise in mild and moderate depression. For further conceptualization and quality assurance of exercise as a treatment option, it is necessary to understand the concrete mechanisms of action. In addition to physiological factors, psychological factors also play a role in the effect. As a meta-theory of human experience and behavior, Self-Determination Theory (SDT) provides a useful frame for understanding psychological mechanisms of action with concrete implications for treatment practice. The conceptual extension of SDT to include the frustration of basic psychological needs in addition to need satisfaction is proving useful in the study of mental illness. The first part of this dissertation consists of two publications that validate relevant measurement instruments in this context. The first questionnaire measures the extent of generally experienced satisfaction and frustration of the basic psychological needs for autonomy, competence, and relatedness. The second questionnaire measures the experienced satisfaction of needs by the instructor (here: exercise therapist). The second part of the dissertation includes two publications that examine and classify the satisfaction and frustration of basic psychological needs in depressive symptoms. Differences in the extent of need satisfaction and need frustration between a sample with depression and a sample without depressive symptoms are examined. Further, the relationship between need frustration and depressive symptoms is placed in the context of established pathological processes (emotional dysregulation, rumination). The main findings of this work show that by adding the dimension of need frustration to Basic Psychological Needs Theory, SDT now covers a broader spectrum on the health-disease continuum. In doing so, SDT focuses on the psychological impact of social environments. In addition to the nonfulfillment of basic psychological needs, it is primarily experienced need frustration that is a general vulnerability factor for the occurrence of psychological illness. Moreover, the unbalanced satisfaction of basic psychological needs possibly indicates a conflicting experience between the needs. For the treatment practice it can be deduced that an autonomy-supporting atmosphere, which enables the balanced satisfaction of all three needs, is central for the treatment success. T2 - Psychologische Grundbedürfnisse und Depression im Kontext von Gesundheit und Sport KW - basic psychological needs KW - depression KW - exercise KW - autonomy support KW - treatment KW - psychologische Grundbedürfnisse KW - Depression KW - Sport KW - Autonomieunterstützung KW - Behandlung Y1 - 2023 ER - TY - THES A1 - Rigamonti, Lia T1 - Use of digital media for remote instruction in exercise sciences education and research N2 - To grant high-quality evidence-based research in the field of exercise sciences, it is often necessary for various institutions to collaborate over longer distances and internationally. Here, not only with regard to the recent COVID-19-pandemic, digital means provide new options for remote scientific exchanges. This thesis is meant to analyse and test digital opportunities to support the dissemination of knowledge and instruction of investigators about defined examination protocols in an international multi-center context. The project consisted of three studies. The first study, a questionnaire-based survey, aimed at learning about the opinions and preferences of digital learning or social media among students of sport science faculties in two universities each in Germany, the UK and Italy. Based on these findings, in a second study, an examination video of an ultrasound determination of the intima-media-thickness and diameter of an artery was distributed by a messenger app to doctors and nursing personnel as simulated investigators and efficacy of the test setting was analysed. Finally, a third study integrated the use of an augmented reality device for direct remote supervision of the same ultrasound examinations in a long-distance international setting with international experts from the fields of engineering and sports science and later remote supervision of augmented reality equipped physicians performing a given task. The first study with 229 participating students revealed a high preference for YouTube to receive video-based knowledge as well as a preference for using WhatsApp and Facebook for peer-to-peer contacts for learning purposes and to exchange and discuss knowledge. In the second study, video-based instructions send by WhatsApp messenger showed high approval of the setup in both study groups, one with doctors familiar with the use of ultrasound technology as well as one with nursing staff who were not familiar with the device, with similar results in overall time of performance and the measurements of the femoral arteries. In the third and final study, experts from different continents were connected remotely to the examination site via an augmented reality device with good transmission quality. The remote supervision to doctors ́ examination produced a good interrater correlation. Experiences with the augmented reality-based setting were rated as highly positive by the participants. Potential benefits of this technique were seen in the fields of education, movement analysis, and supervision. Concluding, the findings of this thesis were able to suggest modern and addressee- centred digital solutions to enhance the understanding of given examinations techniques of potential investigators in exercise science research projects. Head-mounted augmented reality devices have a special value and may be recommended for collaborative research projects with physical examination–based research questions. While the established setting should be further investigated in prospective clinical studies, digital competencies of future researchers should already be enhanced during the early stages of their education. N2 - Um qualitativ hochwertige, evidenzbasierte Forschung im Bereich der Bewegungswissenschaften zu gewährleisten, ist es oft notwendig, dass verschiedene Einrichtungen über größere Entfernungen und international zusammenarbeiten. Hier bieten digitale Mittel, nicht nur im Hinblick auf die aktuelle COVID-19-Pandemie, neue Möglichkeiten des wissenschaftlichen Austauschs aus der Ferne. In dieser Arbeit sollen digitale Möglichkeiten zur Unterstützung der Wissensverbreitung und der Instruktion von Untersuchern über definierte Untersuchungsprotokolle in einem internationalen multizentrischen Kontext analysiert und getestet werden. Das Projekt bestand aus drei Studien. Die erste Studie, eine fragebogenbasierte Umfrage, zielte darauf ab, die Meinungen und Präferenzen von Studierenden sportwissenschaftlicher Fakultäten an je zwei Universitäten in Deutschland, Großbritannien und Italien in Bezug auf digitales Lernen oder soziale Medien zu erfahren. Darauf aufbauend wurde in einer zweiten Studie ein Untersuchungsvideo einer Ultraschallbestimmung der Intima-Media-Dicke und des Durchmessers einer Arterie mittels einer Messenger-App an Ärzt*innen und Pflegepersonal als simulierte Untersucher verteilt und die Wirksamkeit des Testsettings analysiert. Schließlich wurde in einer dritten Studie die Verwendung eines Augmented-Reality-Geräts zur direkten Fernüberwachung derselben Ultraschalluntersuchungen in einem internationalen Umfeld mit internationalen Experten aus den Bereichen Ingenieurwesen und Sportwissenschaft und später zur Fernüberwachung von mit Augmented Reality ausgestatteten Ärzt*innen bei der Durchführung einer bestimmten Aufgabe integriert. Die erste Studie mit 229 teilnehmenden Studierenden ergab eine hohe Präferenz für YouTube, um videobasiertes Wissen zu erhalten, sowie eine Präferenz für die Nutzung von WhatsApp und Facebook für Peer-to-Peer-Kontakte zu Lernzwecken und zum Austausch und zur Diskussion von Wissen. In der zweiten Studie zeigten videobasierte Anleitungen, die per WhatsApp-Messenger versandt wurden, eine hohe Akzeptanz in beiden Studiengruppen, sowohl bei Ärzt*innen, die mit der Anwendung der Ultraschalltechnologie vertraut waren, als auch bei dem Pflegepersonal, das mit dem Gerät nicht vertraut war, mit ähnlichen Ergebnissen bei der Gesamtdurchführungszeit und den Messungen der Oberschenkelarterien. In der dritten und letzten Studie wurden Experten aus verschiedenen Kontinenten über ein Augmented-Reality-Gerät mit guter Übertragungsqualität aus der Ferne mit dem Untersuchungsort verbunden. Die Fernüberwachung der ärztlichen Untersuchung ergab eine gute Interrater-Korrelation. Die Erfahrungen mit dem Augmented-Reality-basierten Setting wurden von den Teilnehmenden als sehr positiv bewertet. Potenzielle Vorteile dieser Technik wurden in den Bereichen Ausbildung, Bewegungsanalyse und Supervision gesehen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Ergebnisse dieser Arbeit moderne und adressatenorientierte digitale Lösungen vorschlagen können, um das Verständnis für bestimmte Untersuchungstechniken bei potenziellen Untersuchenden in bewegungswissenschaftlichen Forschungsprojekten zu verbessern. Kopfgetragene Augmented-Reality-Geräte haben einen besonderen Wert und können für kollaborative Forschungsprojekte mit untersuchungsbasierten Forschungsfragen empfohlen werden. Während das etablierte Setting in prospektiven klinischen Studien weiter untersucht werden sollte, sollten die digitalen Kompetenzen zukünftiger Forschenden bereits in den frühen Phasen ihrer Ausbildung verbessert werden. KW - digital media KW - remote instruction KW - exercise science KW - digitale Medien KW - Bewegungswissenschaft KW - Fernausbildung Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-583642 ER - TY - THES A1 - Fühner, Thea Heidi T1 - Secular trends, age, sex, and timing of school enrollment effects on physical fitness in children and adolescents T1 - Effekte von säkularen Trends, Alter, Geschlecht und Zeitpunkt der Einschulung auf die körperliche Fitness von Kindern und Jugendlichen N2 - The relevance of physical fitness for children’s and adolescents’ health is indisputable and it is crucial to regularly assess and evaluate children’s and adolescents’ individual physical fitness development to detect potential negative health consequences in time. Physical fitness tests are easy-to-administer, reliable, and valid which is why they should be widely used to provide information on performance development and health status of children and adolescents. When talking about development of physical fitness, two perspectives can be distinguished. One perspective is how the physical fitness status of children and adolescents changed / developed over the past decades (i.e., secular trends). The other perspective covers the analyses how physical fitness develops with increasing age due to growth and maturation processes. Although, the development of children’s and adolescents’ physical fitness has been extensively described and analyzed in the literature, still some questions remain to be uncovered that will be addressed in the present doctoral thesis. Previous systematic reviews and meta-analyses have examined secular trends in children’s and adolescents’ physical fitness. However, considering that those analyses are by now 15 years old and that updates are available only to limited components of physical fitness, it is time to re-analyze the literature and examine secular trends for selected components of physical fitness (i.e., cardiorespiratory endurance, muscle strength, proxies of muscle power, and speed). Fur-thermore, the available studies on children’s development of physical fitness as well as the ef-fects of moderating variables such as age and sex have been investigated within a long-term ontogenetic perspective. However, the effects of age and sex in the transition from pre-puberty to puberty in the ninth year of life using a short-term ontogenetic perspective and the effect of timing of school enrollment on children’s development of physical fitness have not been clearly identified. Therefore, the present doctoral thesis seeks to complement the knowledge of children’s and adolescents’ physical fitness development by updating secular trend analysis in selected components of physical fitness, by examining short-term ontogenetic cross-sectional developmental differences in children`s physical fitness, and by comparing physical fitness of older- and younger-than-keyage children versus keyage-children. These findings provide valuable information about children’s and adolescents’ physical fitness development to help prevent potential deficits in physical fitness as early as possible and consequently ensure a holistic development and a lifelong healthy life. Initially, a systematic review to provide an ‘update’ on secular trends in selected components of physical fitness (i.e., cardiorespiratory endurance, relative muscle strength, proxies of muscle power, speed) in children and adolescents aged 6 to 18 years was conducted using the Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analysis statement guidelines. To examine short-term ontogenetic cross-sectional developmental differences and to compare physical fitness of older- and younger-than-keyage children versus keyage-children physical fitness data of 108,295 keyage-children (i.e., aged 8.00 to 8.99 years), 2,586 younger-than-keyage children (i.e., aged 7.00 to 7.99 years), and 26,540 older-than-keyage children (i.e., aged 9.00 to 9.99 years) from the third grade were analyzed. Physical fitness was assessed through the EMOTIKON test battery measuring cardiorespiratory endurance (i.e., 6-min-run test), coordina-tion (i.e., star-run test), speed (i.e., 20-m linear sprint test), and proxies of lower (i.e., standing long jump test) and upper limbs (i.e., ball-push test) muscle power. Statistical inference was based on Linear Mixed Models. Findings from the systematic review revealed a large initial improvement and an equally large subsequent decline between 1986 and 2010 as well as a stabilization between 2010 and 2015 in cardiorespiratory endurance, a general trend towards a small improvement in relative muscle strength from 1972 to 2015, an overall small negative quadratic trend for proxies of muscle power from 1972 to 2015, and a small-to-medium improvement in speed from 2002 to 2015. Findings from the cross-sectional studies showed that even in a single prepubertal year of life (i.e., ninth year) physical fitness performance develops linearly with increasing chronological age, boys showed better performances than girls in all physical fitness components, and the components varied in the size of sex and age effects. Furthermore, findings revealed that older-than-keyage children showed poorer performance in physical fitness compared to keyage-children, older-than-keyage girls showed better performances than older-than-keyage boys, and younger-than-keyage children outperformed keyage-children. Due to the varying secular trends in physical fitness, it is recommended to promote initiatives for physical activity and physical fitness for children and adolescents to prevent adverse effects on health and well-being. More precisely, public health initiatives should specifically consider exercising cardiorespiratory endurance and muscle strength because both components showed strong positive associations with markers of health. Furthermore, the findings implied that physical education teachers, coaches, or researchers can utilize a proportional adjustment to individually interpret physical fitness of prepubertal school-aged children. Special attention should be given to the promotion of physical fitness of older-than-keyage children because they showed poorer performance in physical fitness than keyage-children. Therefore, it is necessary to specifically consider this group and provide additional health and fitness programs to reduce their deficits in physical fitness experienced during prior years to guarantee a holistic development. N2 - Die Relevanz der körperlichen Fitness für die Gesundheit von Kindern und Jugendlichen ist unbestritten und es ist von entscheidender Bedeutung, den individuellen körperlichen Fitnesszustand von Kindern und Jugendlichen regelmäßig zu untersuchen und zu bewerten, um mögliche negative gesundheitliche Folgen rechtzeitig zu erkennen. Tests zur Bewertung der körperlichen Fitness sind einfach durchzuführen, reliabel und valide, weshalb sie in großem Umfang eingesetzt werden sollten, um Informationen über die Entwicklung der körperlichen Fitness und den Gesundheitszustand von Kindern und Jugendlichen zu erhalten. Bei der Betrachtung der Entwicklung der körperlichen Fitness lassen sich zwei Perspektiven unterscheiden. Die eine Perspektive untersucht, wie sich die körperliche Fitness von Kindern und Jugendlichen in den letzten Jahrzehnten verändert bzw. entwickelt hat (sog. säkulare Trends). Die andere Perspektive analysiert, wie sich die körperliche Fitness mit zunehmendem Alter aufgrund von Wachstums- und Reifungsprozessen entwickelt. Obwohl die Entwicklung der körperlichen Fitness von Kindern und Jugendlichen in der Literatur ausführlich beschrieben und analysiert wurde, sind noch einige Fragen offen, welche in der vorliegenden Doktorarbeit adressiert werden. Frühere systematische Überblicksbeiträge und Meta-Analysen haben säkulare Trends in der körperlichen Fitness von Kindern und Jugendlichen untersucht. Da diese Analysen jedoch mittlerweile 15 Jahre alt sind und Aktualisierungen nur für ausgewählte Komponenten der körperlichen Fitness zur Verfügung stehen, ist es notwendig, die Literatur neu zu analysieren und säkulare Trends für ausgewählte Komponenten der körperlichen Fitness (d. h. aerobe Ausdauer, relative Muskelkraft, Schnellkraft und Schnelligkeit) zu untersuchen. Darüber hinaus wurden die verfügbaren Studien über die Entwicklung der körperlichen Fitness von Kindern sowie die Effekte moderierender Variablen wie Alter und Geschlecht in einer langfristigen ontogenetischen Perspektive untersucht. Die Effekte von Alter und Geschlecht beim Übergang von der Vorpubertät zur Pubertät im neunten Lebensjahr unter einer kurzfristigen ontogenetischen Perspektive und die Effekte des Zeitpunkts der Einschulung auf die Entwicklung der körperlichen Fitness von Kindern sind jedoch bislang nicht eindeutig identifiziert worden. Die vorliegende Doktorarbeit hat daher das Ziel, den Wissensstand über die Entwicklung der körperlichen Fitness von Kindern und Jugendlichen zu ergänzen, indem säkulare Trendanalysen ausgewählter Komponenten der körperlichen Fitness aktualisiert werden, kurzfristige ontogenetische Entwicklungsunterschiede in der körperlichen Fitness von Kindern im Querschnitt untersucht werden und die körperliche Fitness von älteren und jüngeren Kindern im Vergleich zu Stichtagskindern analysiert wird. Diese Erkenntnisse liefern wertvolle Informationen über die Entwicklung der körperlichen Fitness von Kindern und Jugendlichen, um möglichen Defiziten in der körperlichen Fitness so früh wie möglich vorzubeugen und damit eine ganzheitliche Entwicklung und ein lebenslanges gesundes Leben zu gewährleisten. Zunächst wurde ein systematischer Überblicksbeitrag verfasst, um den Wissenstand der säkularen Trends bei ausgewählten Komponenten der körperlichen Fitness (d. h. aerobe Ausdauer, relative Muskelkraft, Schnellkraft, Schnelligkeit) bei Kindern und Jugendlichen gemäß den PRISMA Richtlinien zu aktualisieren. Um kurzfristige ontogenetische Entwicklungsunterschiede im Querschnitt zu untersuchen und die körperliche Fitness von älteren und jüngeren Kindern im Vergleich zu Stichtagskindern zu analysieren, wurden die Daten zur körperlichen Fitness von 108.295 Stichtagskindern (d. h. im Alter von 8,00 bis 8,99 Jahren), 2.586 jüngeren Kindern (d. h. im Alter von 7,00 bis 7,99 Jahren) und 26.540 älteren Kindern (d. h. im Alter von 9,00 bis 9,99 Jahren) aus der dritten Klasse analysiert. Die körperliche Fitness wurde anhand der EMOTIKON-Testbatterie zur Messung der aeroben Ausdauer (d. h. 6-min-Lauf), der Koordi-nation (d. h. Sternlauf), der Schnelligkeit (d. h. 20-m-Sprint) sowie der Schnellkraft der unteren (d. h. Standweitsprung) und oberen Extremitäten (d. h. Medizinballstoßen) erhoben. Die statistische Inferenz basierte auf Linear Mixed Models. Die Ergebnisse des systematischen Überblickbeitrags zeigten eine starke anfängliche Verbesserung und einen ebenso starken Rückgang zwischen 1986 und 2010 sowie eine Stabilisierung zwischen 2010 und 2015 bei der aeroben Ausdauer. Zudem war ein allgemeiner Trend zu einer geringen Verbesserung der relativen Muskelkraft zwischen 1972 und 2015, ein insgesamt geringer negativer quadratischer Trend bei der Schnellkraft zwischen 1972 und 2015 sowie eine geringe bis mittlere Verbesserung der Schnelligkeit zwischen 2002 und 2015 zu verzeichnen. Die Ergebnisse der Querschnittsstudien legten dar, dass sich die körperliche Fitness selbst in einem einzigen präpubertären Lebensjahr (d. h. neuntes Lebensjahr) mit zunehmendem chronologischen Alter linear entwickelt, dass Jungen in allen untersuchten Komponenten der körperlichen Fitness bessere Leistungen zeigten als Mädchen und dass sich die Komponenten der körperlichen Fitness in der Stärke der Alters- und Geschlechtseffekte stark unterschieden. Darüber hinaus zeigten die Ergebnisse, dass Kinder, die älter als Stichtagskinder sind, im Vergleich zu Stichtagskindern schlechtere Leistungen zeigten; Mädchen, die älter als Stichtagskinder sind, bessere Leistungen zeigten als Jungen, die älter als Stichtagskinder sind; und Kinder, die jünger als Stichtagskinder sind, bessere Leistungen zeigten als Stichtagskinder. Aufgrund der unterschiedlichen säkularen Trends bei der körperlichen Fitness wird empfohlen, Initiativen für körperliche Aktivität und körperliche Fitness bei Kindern und Jugendlichen zu fördern, um negative Auswirkungen auf die Gesundheit und das Wohlbefinden zu verhindern. Insbesondere sollten Initiativen im Bereich der öffentlichen Gesundheit speziell das Training der aeroben Ausdauer und der Muskelkraft berücksichtigen, da beide Komponenten starke positive Assoziationen mit Gesundheitsmarkern aufweisen. Darüber hinaus legen die Ergebnisse nahe, dass Sportlehrkräfte, Trainer und Trainerinnen oder Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen eine proportionale Anpassung nutzen können, um die körperliche Fitness von Kindern im vorpubertären Schulalter individuell zu interpretieren. Ein besonderes Augenmerk sollte auf die Förderung der körperlichen Fitness von Kindern, die älter als Stichtagskinder sind, gelegt werden, da diese schlechtere Leistungen in der körperlichen Fitness zeigten als Stichtagskinder. Daher ist es notwendig, diese Gruppe besonders zu berücksichtigen und zusätzliche Gesundheits- und Fitnessprogramme anzubieten, um ihre Defizite in der körperlichen Fitness abzubauen und eine ganzheitliche Entwicklung zu gewährleisten. KW - physical fitness KW - children KW - adolescents KW - primary school KW - secular trends KW - age KW - sex KW - timing of school enrollment KW - körperliche Fitness KW - Kinder KW - Jugendliche KW - Grundschule KW - säkulare Trends KW - Alter KW - Geschlecht KW - Zeitpunkt der Einschulung Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-588643 ER - TY - THES A1 - Dech, Silas T1 - Isometric muscle function T1 - Die Isometrische Muskelfunktion BT - with specific respect to oxygen supply and adaptive force BT - unter besonderer Betrachtung der Sauerstoffversorgung und Adaptiven Kraft N2 - The cumulative dissertation consists of four original articles. These considered isometric muscle ac-tions in healthy humans from a basic physiological view (oxygen and blood supply) as well as possibilities of their distinction. It includes a novel approach to measure a specific form of isometric hold-ing function which has not been considered in motor science so far. This function is characterized by an adaptation to varying external forces with particular importance in daily activities and sports. The first part of the research program analyzed how the biceps brachii muscle is supplied with oxygen and blood by adapting to a moderate constant load until task failure (publication 1). In this regard, regulative mechanisms were investigated in relation to the issue of presumably compressed capillaries due to high intramuscular pressures (publication 2). Furthermore, it was examined if oxygenation and time to task failure (TTF) differs compared to an-other isometric muscle function (publication 3). This function is mainly of diagnostic interest by measuring the maximal voluntary isometric contraction (MVIC) as a gold standard. For that, a person pulls on or pushes against an insurmountable resistance. However, the underlying pulling or pushing form of isometric muscle action (PIMA) differs compared to the holding one (HIMA). HIMAs have mainly been examined by using constant loads. In order to quantify the adaptability to varying external forces, a new approach was necessary and considered in the second part of the research program. A device was constructed based on a previously developed pneumatic measurement system. The device should have been able to measure the Adaptive Force (AF) of elbow ex-tensor muscles. The AF determines the adaptability to increasing external forces under isometric (AFiso) and eccentric (AFecc) conditions. At first, it was questioned if these parameters can be relia-bly assessed by use of the new device (publication 4). Subsequently, the main research question was investigated: Is the maximal AFiso a specific and independent variable of muscle function in comparison to the MVIC? Furthermore, both research parts contained a sub-question of how results can be influenced. Parameters of local oxygen saturation (SvO2) and capillary blood filling (rHb) were non-invasively recorded by a spectrophotometer during maximal and submaximal HIMAs and PIMAs. These were the main findings: Under load, SvO2 and rHb always adjusted into a steady state after an initial decrease. Nevertheless, their behavior could roughly be categorized into two types. In type I, both parameters behaved nearly parallel to each other. In contrast, their progression over time was partly inverse in type II. The inverse behavior probably depends on the level of deoxygenation since rHb increased reliably at a suggested threshold of about 59% SvO2. This triggered mechanism and the found homeostatic steady states seem to be in conflict with the concept of mechanically compressed capillaries and consequently with a restricted blood flow. Anatomical configuration of blood vessels might provide one hypothetical explanation of how blood flow might be maintained. HIMA and PIMA did not differ regarding oxygenation and allocation to the described types. The TTF tended to be longer during PIMA. As a sub-question, oxygenation and TTF were compared between (HIMA) and intermittent voluntary muscle twitches during a weight holding task. TTF but not oxygenation differed significantly (Twitch > HIMA). A changed neuromuscular control might serve as a speculative explanation of how the results can be explained. This is supported by the finding that the TTF did not correlate significantly with the extent of deoxygenation irrespective of the performed task (HIMA, PIMA or Twitch). Other neuromuscular aspects of muscle function were considered in second part of the re-search program. The new device mentioned above detected different force capacities within four trials at two days each. Among AF measurements, the functional counterpart of a concentric muscle action merging into an isometric one was analyzed in comparison to the MVIC. Based on the results, it can be assumed that a prior concentric muscle action does not influence the MVIC. However, the results were inconsistent and possibly influenced by systematic errors. In con-trast, maximal variables of the AF (AFisomax and AFeccmax) could be measured in a reliable way which is indicated by a high test-retest reliability. Despite substantial correlations between force variables, the AFisomax differed significantly from MVIC and AFmax, which was identical with AFeccmax in almost all cases. Moreover, AFisomax revealed the highest variability between trials. These results indicate that maximal force capacities should be assessed separately. The adaptive holding capacity of a muscle can be lower compared to a commonly determined MVIC. This is of relevance since muscles frequently need to respond adequately to external forces. If their response does not correspond to the external impact, the muscle is forced to lengthen. In this scenario, joints are not completely stabilized and an injury may occur. This outlined issue should be addressed in future research in the field of sport and health sciences. At last, the dissertation presents another possibility to quantify the AFisomax by use of a handheld device applied in combination with a manual muscle test. This assessment delivers a more practical way for clinical purposes. N2 - Die kumulative Dissertation setzt sich im Kern aus vier Originalartikel zusammen. Diese betrachten isometrische Muskelaktionen beim gesunden Menschen aus grundlegender physiologischer Sicht (Sauerstoff- und Blutversorgung) sowie Möglichkeiten ihrer Unterscheidung. Sie beinhaltet einen neuartigen Ansatz zur Messung einer spezifischen Form der isometrischen Haltefunktion, die bisher in der Bewegungswissenschaft nicht berücksichtigt wurde. Diese Funktion ist durch eine Anpassung an variierende äußere Kräfte gekennzeichnet, die bei täglichen Aktivitäten und im Sport von besonderer Bedeutung ist. Im ersten Teil des Forschungsprogramms wurde untersucht, wie der M. biceps brachii mit Sauerstoff und Blut versorgt wird, indem er sich an eine moderate konstante Belastung bis zum Versagen der Aufgabe anpasst (Publikation 1). In diesem Zusammenhang wurden Regulationsmechanismen in Bezug auf die Problematik der hohe intramuskulären Drücke betrachtet, die theoretisch zu einer Komprimierung der Kapillaren führen (Publikation 2). Darüber hinaus wurde untersucht, ob sich die Sauerstoffversorgung und die Zeit bis zum Versagen der Aufgabe (time to task failure, TTF) im Vergleich zu einer anderen isometrischen Muskelfunktion unterscheiden (Publikation 3). Diese Funktion ist hauptsächlich von diagnostischem Interesse, indem die maximale willkürliche isometrische Kontraktion (MVIC) als Goldstandard gemessen wird. Dabei zieht oder drückt eine Person an/gegen einen unüberwindbaren Widerstand. Die zugrundeliegende ziehende oder drückende Form der isometrischen Muskelaktion (pushing or pulling isometric muscle action, PIMA) unterscheidet sich jedoch von der haltenden Form (holding isometric muscle action, HIMA). HIMAs wurden bisher hauptsächlich unter Verwendung konstanter Lasten untersucht. Um die Anpassungsfähigkeit an variierende äußere Kräfte zu quantifizieren, war ein neuer Ansatz erforderlich, der im zweiten Teil des Forschungsprogramms berücksichtigt wurde. Dazu wurde ein Gerät konstruiert, das auf einem zuvor entwickelten pneumatischen Messsystem basiert. Das Gerät sollte in der Lage sein, die Adaptive Force (AF) der Ellbogenstreckmuskulatur zu messen. Die AF bestimmt die Anpassungsfähigkeit an steigende äußere Kräfte unter isometrischen (AFiso) und exzentrischen AFecc) Bedingungen. Zunächst wurde die Frage gestellt, ob diese Parameter mit dem neuen Gerät zuverlässig erfasst werden können (Publikation 4). Anschließend wurde die Hauptforschungsfrage untersucht: Ist die maximale AFiso eine spezifische und unabhängige Variable der Muskelfunktion im Vergleich zur MVIC? Darüber hinaus enthielten beide Forschungsteile eine Unterfrage, wie die Ergebnisse beeinflusst werden können. Die Parameter der lokalen Sauerstoffsättigung (SvO2) und der Kapillarblutfüllung (rHb) wurden während der maximaler und submaximaler HIMAs und PIMAs nicht-invasiv mit einem Spektrophotometer erfasst. Dies waren die wichtigsten Ergebnisse: Unter Belastung pendelten sich SvO2 und rHb nach einem anfänglichen Abfall immer in einen stabilen Zustand ein. Dennoch konnte ihr Verhalten grob in zwei Typen eingeteilt werden. Bei Typ I verhielten sich beide Parameter nahezu parallel zueinander. Im Gegensatz dazu war ihr zeitlicher Verlauf bei Typ II teilweise invers. Das umgekehrte Verhalten hängt wahrscheinlich vom Grad der Desoxygenierung ab, da der rHb-Wert zuverlässig bei einem Schwellenwert von etwa 59 % SvO2 anstieg. Diser Auslösemechanismus und die gefundenen homöostatischen Gleichgewichtszustände scheinen im Widerspruch zu dem Konzept mechanisch komprimierter Kapillaren und folglich zu einem eingeschränkten Blutfluss zu stehen. Die anatomische Lage und Verlauf der Blutgefäße könnte eine hypothetische Erklärung dafür liefern, wie der Blutfluss aufrechterhalten werden könnte. HIMA und PIMA unterschieden sich nicht hinsichtlich der Sauerstoffzufuhr und der Zuordnung zu den beschriebenen Typen. Die TTF war bei PIMA tendenziell länger. Als Unterfrage wurden Oxygenierung und TTF zwischen (HIMA) und intermittierenden freiwilligen Muskelzuckungen während einer Gewichthalteaufgabe verglichen. Die TTF, nicht aber die Oxygenierung, unterschied sich signifikant (Zuckung > HIMA). Eine veränderte neuromuskuläre Kontrolle könnte als spekulative Erklärung für die Ergebnisse dienen. Dies wird durch die Feststellung unterstützt, dass die TTF unabhängig von der durchgeführten Aufgabe (HIMA, PIMA oder Zuckung) nicht signifikant mit dem Ausmaß der Desoxygenierung korrelierte. Andere neuromuskuläre Aspekte der Muskelfunktion wurden im zweiten Teil des Forschungsprogramms berücksichtigt. Mit dem oben erwähnten neuen Gerät wurden innerhalb von vier Versuchen an jeweils zwei Tagen unterschiedliche Kraftkapazitäten ermittelt. Unter den AF-Messungen wurde der funktionelle Gegenpart einer konzentrischen Muskelaktion, die in eine isometrische übergeht, im Vergleich zur MVIC analysiert. Aufgrund der Ergebnisse kann davon ausgegangen werden, dass eine vorherige konzentrische Muskelaktion die MVIC nicht beeinflusst. Allerdings waren die Ergebnisse inkonsistent und möglicherweise durch systematische Fehler beeinflusst. Im Gegensatz dazu konnten die Variablen der AF (AFisomax und AFeccmax) zuverlässig gemessen werden, was sich durch eine hohe Test-Retest-Reliabilität zeigte. Trotz erheblicher Korrelationen zwischen den Kraftvariablen unterschied sich AFisomax signifikant von MVIC und AFmax, welcher in fast allen Fällen mit AFeccmax identisch war. Außerdem wies AFisomax die höchste Variabilität zwischen den Versuchen auf. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese Maximalkräfte separat erfasst werden sollten. Die adaptive Haltekapazität eines Muskels kann im Vergleich zu einer allgemein ermittelten MVIC niedriger sein. Dies ist von Bedeutung, da Muskeln häufig angemessen auf äußere Kräfte reagieren müssen. Wenn ihre Reaktion nicht der äußeren Einwirkung entspricht, ist der Muskel gezwungen, sich zu verlängern. In diesem Fall werden die Gelenke nicht vollständig stabilisiert und es kann zu einer Verletzung kommen. Dieses Thema sollte in der künftigen Forschung im Bereich der Sport- und Gesundheitswissenschaften betrachtet werden. Schließlich wird in der Dissertation eine weitere Möglichkeit zur Quantifizierung der AFisomax mit Hilfe eines Handgeräts in Kombination mit einem manuellen Muskeltest vorgestellt. Diese Bewertung bietet eine praktischere Alternative für klinische Zwecke. KW - isometric contraction KW - holding isometric muscle action KW - neuromuscular functionality KW - muscle oxygen saturation KW - microvascular blood filling KW - muscle blood flow KW - time to task failure KW - haltende isometrische Muskelaktion KW - isometrische Kontraktion KW - Kapillarblutfüllung KW - Muskeldurchblutung KW - muskuläre Sauerstoffsättigung KW - neuomuskuläre Funktionalität KW - Kraftausdauer Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-571265 ER - TY - THES A1 - Pérez Chaparro, Camilo Germán Alberto T1 - Non-HIV comorbidities and exercise in German people living with HIV T1 - Nicht-HIV-Komorbiditäten und Bewegung bei deutschen Menschen, die mit HIV leben N2 - The post-antiretroviral therapy era has transformed HIV into a chronic disease and non-HIV comorbidities (i.e., cardiovascular and mental diseases) are more prevalent in PLWH. The source of these non-HIV comorbidities aside from traditional risk factor include HIV infection, inflammation, distorted immune activation, burden of chronic diseases, and unhealthy lifestyle like sedentarism. Exercise is known for its beneficial effects in mental and physical health; reasons why exercise is recommended to prevent and treat difference cardiovascular and mental diseases in the general population. This cumulative thesis aimed to comprehend the relation exercise has to non-HIV comorbidities in German PLWH. Four studies were conducted to 1) understand exercise effects in cardiorespiratory fitness and muscle strength on PLWH through a systematic review and meta-analyses and 2) determine the likelihood of German PLWH developing non-HIV comorbidities, in a cross-sectional study. Meta-analytic examination indicates PLWH cardiorespiratory fitness (VO2max SMD = 0.61 ml·kg·min-1, 95% CI: 0.35-0.88, z = 4.47, p < 0.001, I2 = 50%) and strength (of remark lowerbody strength by 16.8 kg, 95% CI: 13–20.6, p< 0.001) improves after an exercise intervention in comparison to a control group. Cross-sectional data suggest exercise has a positive effect on German PLWH mental health (less anxiety and depressive symptoms) and protects against the development of anxiety (PR: 0.57, 95%IC: 0.36 – 0.91, p = 0.01) and depression (PR: 0.62, 95%IC: 0.41 – 0.94, p = 0.01). Likewise, exercise duration is related to a lower likelihood of reporting heart arrhythmias (PR: 0.20, 95%IC: 0.10 – 0.60, p < 0.01) and exercise frequency to a lower likelihood of reporting diabetes mellitus (PR: 0.40, 95%IC: 0.10 – 1, p < 0.01) in German PLWH. A preliminary recommendation for German PLWH who want to engage in exercise can be to exercise ≥ 1 time per week, at an intensity of 5 METs per session or > 103 MET·min·day-1, with a duration ≥ 150 minutes per week. Nevertheless, further research is needed to comprehend exercise dose response and protective effect for cardiovascular diseases, anxiety, and depression in German PLWH. N2 - In der Zeit seit der antiretroviralen Therapie hat sich HIV zu einer chronischen Erkrankung entwickelt und Nicht-HIV-Komorbiditäten, z.B. Herz-Kreislauf-Erkrankungen und psychische Erkrankungen, treten bei Menschen, die mit HIV leben, häufiger auf. Die Herkunft dieser Nicht-HIV-Komorbiditäten, neben den traditionellen Risikofaktoren, sind HIV-Infektion, chronische Entzündung, eine gestörte Immunaktivierung, chronische Erkrankungen und eine ungesunde Lebensweise wie Bewegungsmangel. Bewegung ist bekannt für seine positive Wirkung auf die mentale und körperliche Gesundheit; das ist der Grund, warum Bewegung in der Prävention und der Behandlung verschiedener Herz-Kreislauf- und psychischer Erkrankungen in der Allgemeinbevölkerung empfohlen wird. Ziel dieser kumulativen Arbeit war es, den Zusammenhang zwischen körperlicher Bewegung und nicht-HIV-Komorbiditäten bei deutschen Menschen, die mit HIV leben zu untersuchen. Vier Studien wurden durchgeführt, um 1) die Auswirkungen von Bewegung auf die kardiorespiratorische Fitness und die Muskelkraft von HIV-Infizierten durch eine systematische Übersichtsarbeit und Meta-Analysen zu verstehen und 2) zu bestimmen, ob HIV-positive Menschen, die Bewegung treiben, entwickeln einen Nicht-HIV-Komorbiditäten. Die metaanalytische Untersuchung zeigt, dass sich die kardiorespiratorische Fitness (VO2max SMD = 0.61 mlkgmin-1, 95 % CI: 0.35-0.88, z = 4.47, p < 0.001, I2 = 50 %) und Kraft (Besonders in den unteren Extremitäten 16.8 kg, 95 % CI: 13–20.6, p< 0.001) nach einer Trainingsintervention im Vergleich zu einer Kontrollgruppe verbessert. Querschnittdaten deuten darauf hin, dass Bewegung eine positive Wirkung auf die psychische Gesundheit den deutschen Menschen, die mit HIV leben hat (weniger Angst und depressive Symptome) und vor der Entwicklung von Angst (PR: 0,57, 95 % IC: 0,36 - 0,91, p = 0,01) und Depression (PR: 0,62, 95 % IC: 0,41 - 0,94, p = 0,01) schützt. Ebenso geht die Dauer der Bewegung mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit für Herzrhythmusstörungen einher, (PR: 0,20, 95 % IC: 0,10 - 0,60, p < 0,01). Eine vorläufige Empfehlung für deutsche Menschen, die mit HIV leben und die sich sportlich betätigen wollen, kann sein, ³ 1-mal pro Woche mit einer Intensität von 5 METs und einer Dauer von ³ 60 Minuten zu trainieren. Dennoch sind weitere Forschungen erforderlich, um die Dosiswirkung und die schützende Wirkung von Bewegung auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Angst und Depression bei deutschen Menschen, die mit HIV leben zu verstehen. KW - HIV KW - cardiovascular disease KW - anxiety KW - depression KW - exercise KW - Menschen, die mit HIV leben KW - Angst KW - Depression KW - kardiovaskuläre Erkrankungen KW - Bewegung Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-560842 ER - TY - THES A1 - Lin, Chiao-I T1 - The survey of the prevalence of chronic ankle instability in elite Taiwanese basketball athletes T1 - Studie zur Prävalenz von chronischer Sprunggelenkinstabilität bei taiwaneschen Elite-Basketball-Athleten*innen N2 - BACKGROUND: Ankle sprains are common in basketball. It could develop into Chronic Ankle Instability (CAI) causing decreased quality of life, functional performance, early osteoarthritis, and increased risk of other injuries. To develop a strategy of CAI prevention, localized epidemiology data and a valid/reliable tool are essential. However, the epidemiological data of CAI is not conclusive from previous studies and the prevalence of CAI in Taiwanese basketball athletes are not clear. In addition, a valid and reliable tool among the Taiwan-Chinese version to evaluate ankle instability is missing. PURPOSE: The aims were to have an overview of the prevalence of CAI in sports population using a systematic review, to develop a valid and reliable cross-cultural adapted Cumberland Ankle Instability Tool Questionnaire (CAIT) in Taiwan-Chinese (CAIT-TW), and to survey the prevalence of CAI in elite basketball athletes in Taiwan using CAIT-TW. METHODS: Firstly, a systematic search was conducted. Research articles applying CAI related questionnaires in order to survey the prevalence of CAI were included in the review. Second, the English version of CAIT was translated and cross-culturally adapted into the CAIT-TW. The construct validity, test-retest reliability, internal consistency, and cutoff score of CAIT-TW were evaluated in an athletic population (N=135). Finally, the cross-sectional data of CAI prevalence in 388 elite Taiwanese basketball athletes were presented. Demographics, presence of CAI, and difference of prevalence between gender, different competitive levels and play positions were evaluated. RESULTS: The prevalence of CAI was 25%, ranging between 7% and 53%. The prevalence of CAI among participants with a history of ankle sprains was 46%, ranging between 9% and 76%. In addition, the cross-cultural adapted CAIT-TW showed a moderate to strong construct validity, an excellent test-retest reliability, a good internal consistency, and a cutoff score of 21.5 for the Taiwanese athletic population. Finally, 26% of Taiwanese basketball athletes had unilateral CAI while 50% of them had bilateral CAI. In addition, women athletes in the investigated cohort had a higher prevalence of CAI than men. There was no difference in prevalence between competitive levels and among play positions. CONCLUSION: The systematic review shows that the prevalence of CAI has a wide range among included studies. This could be due to the different exclusion criteria, age, sports discipline, or other factors among the included studies. For future studies, standardized criteria to investigate the epidemiology of CAI are required. The CAI epidemiological study should be prospective. Factors affecting the prevalence of CAI ability should be investigated and described. The translated CAIT-TW is a valid and reliable tool to differentiate between stable and unstable ankles in athletes and may further apply for research or daily practice in Taiwan. In the Taiwanese basketball population, CAI is highly prevalent. This might relate to the research method, preexisting ankle instability, and training-related issues. Women showed a higher prevalence of CAI than men. When applying the preventive measure, gender should be taken into consideration. N2 - HINTERGRUND: Verstauchungen des Sprunggelenks sind beim Basketball häufig. Daraus kann sich eine chronische Sprunggelenkinstabilität (Chronic Ankle Instability, CAI) entwickeln, die zu verminderter Lebensqualität, funktioneller Leistung, früher Arthrose und einem erhöhten Risiko für andere Verletzungen führt. Um eine Strategie zur CAI-Prävention zu entwickeln, sind lokalisierte epidemiologische Daten und ein valides/zuverlässiges Instrument erforderlich. Allerdings sind die epidemiologischen Daten von CAI aus früheren Studien nicht schlüssig und die Prävalenz von CAI bei taiwanesischen BasketballsportlerInnen ist nicht klar. Darüber hinaus fehlt ein valides und zuverlässiges Werkzeug in der taiwanesisch-chinesischen Version zur Beurteilung der Sprunggelenkinstabilität. ZIEL: Die Ziele waren, anhand einer systematischen Übersichtsarbeit einen Überblick über die Prävalenz von CAI in der Leistungssportlerpopulation zu erhalten. Zudem sollte ein valides, reliables und kulturübergreifendes Tool für Umfragen der Sprunggelenkinstabilität, in Form des Cumberland Ankle Instability Tool Questionnaire (CAIT) in Taiwan-Chinesisch (CAIT-TW) entwickelt, sowie die Prävalenz von CAI bei Elite-Basketball- Athleten*innen in Taiwan mit Hilfe des CAIT-TW erhoben werden. METHODEN: Zunächst wurde eine systematische Suche durchgeführt. Forschungsartikel, die CAI-bezogene Fragebögen verwenden, um die Prävalenz von CAI zu erheben, wurden in den Reviews aufgenommen. Als nächster Schritt wurde die englische Version des CAIT übersetzt und kulturübergreifend in den CAIT-TW adaptiert. Die Konstruktvalidität, die Test-Retest-Reliabilität, die interne Konsistenz und der Schwellenwert des CAIT-TW wurden in einer Leistungssportlerpopulation (N=135) evaluiert. Schließlich wurden die Querschnittsdaten der CAI-Prävalenz bei 388 taiwanesischen Elite-Basketball-Athleten vorgestellt. Es wurden demografische Daten, das Vorhandensein von CAI und der Unterschied der Prävalenz zwischen den Geschlechtern in verschiedenen Wettkampfniveaus und Spielpositionen ausgewertet. ERGEBNISSE: Die Prävalenz von CAI betrug 25 % und lag zwischen 7 % und 53 %. Die Prävalenz von CAI unter den Teilnehmern mit einer Vorgeschichte von Sprunggelenksverstauchungen lag bei 46 % und reichte von 9 % bis 76 %. Darüber hinaus zeigte der kulturübergreifend adaptierte CAIT-TW eine mäßige bis starke Konstruktvalidität, eine ausgezeichnete Test-Retest-Reliabilität, eine gute interne Konsistenz und einen Grenzwert von 21,5 für die taiwanesische Sportlerpopulation. Schließlich wiesen 26% der taiwanesischen Basketball-Athletinnen ein unilaterales CAI auf, während 50% von ihnen ein bilaterales CAI hatten. Darüber hinaus hatten weibliche Sportler in der untersuchten Kohorte eine höhere Prävalenz von CAI als Männer. Es gab keinen Unterschied in der Prävalenz zwischen den Leistungsniveaus und zwischen den Spielpositionen. SCHLUSSFOLGERUNG: Der systematische Review zeigt, dass die Prävalenz von CAI unter den eingeschlossenen Studien eine große Bandbreite aufweist. Dies könnte auf die unterschiedlichen Ausschlusskriterien, das Alter, die Sportdisziplin oder andere Faktoren in den berücksichtigten Studien zurückzuführen sein. Für zukünftige Studien werden standardisierte Kriterien zur Untersuchung der Epidemiologie von CAI benötigt. Epidemiologische Studien zu CAI sollten daher prospektiv angelegt sein. Zudem sollten Faktoren, die die Prävalenz der CAI-Fähigkeit beeinflussen, untersucht und beschrieben werden. Der übersetzte CAIT-TW ist ein valides und zuverlässiges Instrument zur Unterscheidung zwischen stabilen und instabilen Sprunggelenken bei Sportlerinnen und kann für die Forschung oder die tägliche Praxis in Taiwan weiterverwendet werden. In der taiwanesischen Basketballpopulation ist CAI stark verbreitet. Dies könnte mit der Untersuchungsmethode, einer vorbestehenden Sprunggelenksinstabilität und trainingsbedingten Problemen zusammenhängen. Frauen zeigten eine höhere Prävalenz von CAI als Männer. Bei der Anwendung der Präventionsmaßnahme sollte das Geschlecht berücksichtigt werden. KW - chronic ankle instability KW - ankle sprain KW - sports injury KW - Cumberland Ankle Instability Tool KW - prevalence KW - chronische Sprunggelenkinstabilität KW - Verstauchungen des Sprunggelenks KW - Sportverletzung KW - Cumberland Ankle Instability Tool KW - Prävalenz Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-535534 ER - TY - THES A1 - Gebel, Arnd T1 - Postural control in youth: From performance to neural correlates T1 - Die posturale Kontrolle von Kindern und Jugendlichen: Von Gleichgewichtsleistung zu neuronalen Korrelaten N2 - Background and objectives: The intricate interdependencies between the musculoskeletal and neural systems build the foundation for postural control in humans, which is a prerequisite for successful performance of daily and sports-specific activities. Balance training (BT) is a well-established training method to improve postural control and its components (i.e., static/dynamic steady-state, reactive, proactive balance). The effects of BT have been studied in adult and youth populations, but were systematically and comprehensively assessed only in young and old adults. Additionally, when taking a closer look at established recommendations for BT modalities (e.g., training period, frequency, volume), standardized means to assess and control the progressive increase in exercise intensity are missing. Considering that postural control is primarily neuronally driven, intensity is not easy to quantify. In this context, a measure of balance task difficulty (BTD) appears to be an auspicious alternative as a training modality to monitor BT and control training progression. However, it remains unclear how a systematic increase in BTD affects balance performance and neurophysiological outcomes. Therefore, the primary objectives of the present thesis were to systematically and comprehensively assess the effects of BT on balance performance in healthy youth and establish dose-response relationships for an adolescent population. Additionally, this thesis aimed to investigate the effects of a graded increase in BTD on balance performance (i.e., postural sway) and neurophysiological outcomes (i.e, leg muscle activity, leg muscle coactivation, cortical activity) in adolescents. Methods: Initially, a systematic review and meta-analysis on the effects of BT on balance performance in youth was conducted per the Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analysis statement guidelines. Following this complementary analysis, thirteen healthy adolescents (3 female/ 10 male) aged 16-17 years were enrolled for two cross-sectional studies. The participants executed bipedal balance tasks on a multidirectional balance board that allowed six gradually increasing levels of BTD by narrowing the balance boards’ base of support. During task performance, two pressure sensitive mats fixed on the balance board recorded postural sway. Leg muscle activity and leg muscle coactivation were assessed via electromyography while electroencephalography was used to monitor cortical activity. Results: Findings from the systematic review and meta-analysis indicated moderate-to-large effects of BT on static and dynamic balance performance in youth (static: weighted mean standardized mean differences [SMDwm] = 0.71; dynamic: SMDwm = 1.03). In adolescents, training-induced effects were moderate and large for static (SMDwm = 0.61) and dynamic (SMDwm = 0.86) balance performance, respectively. Independently (i.e. modality-specific) calculated dose-response relationships identified a training period of 12 weeks, a frequency of two training sessions per week, a total of 24-36 sessions, a duration of 4-15 minutes, and a total duration of 31-60 minutes as the training modalities with the largest effect on overall balance performance in adolescents. However, the implemented meta-regression indicated that none of these training modalities (R² = 0%) could predict the observed performance-increasing effects of BT. Results from the first cross-sectional study revealed that a gradually increasing level of BTD caused increases in postural sway (p < 0.001; d = 6.36), higher leg muscle activity (p < 0.001; 2.19 < d < 4.88), and higher leg muscle coactivation (p < 0.001; 1.32 < d < 1.41). Increases in postural sway and leg muscle activity were mainly observed during low and high levels of task difficulty during continuous performance of the respective balance task. Results from the second cross-sectional study indicated frequency-specific increases/decreases in cortical activity of different brain areas (p < 0.005; 0.92 < d < 1.80) as a function of BTD. Higher cortical activity within the theta frequency band in the frontal and central right brain areas was observed with increasing postural demands. Concomitantly, activity in the alpha-2 frequency band was attenuated in parietal brain areas. Conclusion: BT is an effective method to increase static and dynamic balance performance and, thus, improve postural control in healthy youth populations. However, none of the reported training modalities (i.e., training period, frequency, volume) could explain the effects on balance performance. Furthermore, a gradually increasing level of task difficulty resulted in increases in postural sway, leg muscle activity, and coactivation. Frequency and brain area-specific increases/decreases in cortical activity emphasize the involvement of frontoparietal brain areas in regulatory processes of postural control dependent on BTD. Overall, it appears that increasing BTD can be easily accomplished by narrowing the base of support. Since valid methods to assess and quantify BT intensity do not exist, increasing BTD appears to be a very useful candidate to implement and monitor progression in BT programs in healthy adolescents. N2 - Hintergrund und Ziele: Die postural Kontrolle des Menschen basiert auf der komplexen Interaktion von muskuloskelettalem und neuralem System. Gleichzeitig bildet sie eine Grund-voraussetzung für die erfolgreiche Ausführung von sport-spezifischen Aktivitäten sowie denen des täglichen Lebens. Das Gleichgewichtstraining ist eine gut etablierte Trainingsmetho-de, welche der Verbesserung der posturalen Kontrolle und seiner Komponenten (statisch/dynamisch-kontinuierliches, reaktives, proaktives Gleichgewicht) dient. Die Effekte dieser Trainingsmethode wurden bereits bei gesunden jungen und älteren Erwachsenen sys-tematisch untersucht, wurde aber bisher bei Kindern und Jugendlichen versäumt. Bei genauerer Betrachtung der gängigen Trainingsempfehlungen zur Ausgestaltung der Trainingsvariablen (z.B., Dauer, Frequenz, Umfang) für das Gleichgewichtstraining fällt auf, dass momentan keine standardisierte Methode existiert, welche es ermöglicht die Intensität des Gleichgewichtstrainings zu erfassen. Da die posturale Kontrolle primär neuronal gesteuert ist, lässt sich die Intensität einzelner Gleichgewichtsübungen bzw. eines ganzen Trainings schwer bestimmen. Der Schwierigkeitsgrad einer Gleichgewichtsaufgabe könnte daher eine aussichtsreiche Alternative als Trainingsvariable zur Steuerung der Trainingsbelastung im Rahmen des Gleichgewichtstrainings sein. Bisher ist jedoch unklar wie sich eine graduelle Steigerung der Aufgabenschwierigkeit auf die Gleichgewichtsleistung sowie neurophysiologische Parameter auswirkt. Das primäre Ziel dieser Doktorarbeit ist es daher, die Effekte des Gleichgewichtstrainings auf die Gleichgewichtsleistung von gesunden Kindern und Jugendlichen systematisch zu untersuchen und zu aggregieren sowie entsprechende Dosis-Wirkungs-Verhältnisse für Jugendliche herauszuarbeiten. Des Weiteren soll der Einfluss einer graduellen Steigerung des Schwierigkeitsgrades einer Gleichgewichtsaufgabe auf die Gleichgewichtsleistung (d.h., posturale Schwankung) sowie neurophysiologische Parameter (d.h., Aktivität und Koaktivität der Beinmuskulatur, kortikale Aktivität) von Jugendlichen untersucht werden. Methoden: Zu Beginn wurde ein systematischer Überblicksbeitrag mit Meta-Analyse angefertigt, welcher, basierend auf den PRISMA Richtlinien, die Effekte des Gleichgewichtstrainings auf die Gleichgewichtsleistung von Kindern und Jugendlichen zusammenfasste und quantifizierte. Im Anschluss an diese Übersichtsarbeit wurden zwei Querschnittsuntersuchungen durchgeführt. An beiden Untersuchungen nahmen 13 gesunde Jugendliche im Alter von 16 – 17 Jahren (3 weiblich/ 10 männlich) teil. Im Rahmen der experimentellen Untersuchung führten die Jugendlichen eine Gleichgewichtsaufgabe in bipedalem Stand auf einem multidirektionalen Balance Board aus. Der Schwierigkeitsgrad der Gleichgewichtsaufgabe wurde hierbei mittels Verkleinerung der Unterstützungsfläche des Balance Boards über sechs Stufen graduell gesteigert. Während der Aufgabenausführung wurde die posturale Schwankung mittels zweier drucksensitiver Messmatten erfasst. Die Beinmuskelaktivität und -koaktivität sowie die kortikale Aktivität wurden mittels Elektromyographie beziehungsweise Elektroenzephalographie aufgenommen. Ergebnisse: Insgesamt hat Gleichgewichtstraining einen moderaten bis großen Einfluss auf die statische und dynamische Gleichgewichtsleistung von Kindern und Jugendlichen (statisch: gewichtete mittlere standardisierte Mittelwertsdifferenz [SMDwm] = 0,71; dynamisch: SMDwm = 1,03). Eine altersspezifische Subgruppenanalyse für Jugendliche wies mittlere Trainingseffekte für das statische (SMDwm = 0,61) sowie große für das dynamische Gleich-gewicht (SMDwm = 0,86) aus. Unabhängig (d.h., für jede Trainingsvariable spezifisch) berechnete Dosis-Wirkungs-Beziehungen zeigten, dass eine Interventionsdauer von 12 Wochen, eine Trainingsfrequenz von zwei Einheiten pro Woche, eine Anzahl von 24 – 36 Trainings-einheiten, eine Dauer von 4 – 15 Minuten pro Einheit sowie eine wöchentliche Gesamttrainingszeit von 31 – 60 Minuten den größten Einfluss auf die Gleichgewichtsleistung von Jugendlichen hatten. Die zusätzlich durchgeführte Metaregression zeigte, dass keine der untersuchten Trainingsvariablen (R² = 0%) die leistungssteigernden Effekte des Gleichgewichtstrainings vorhersagen konnte. In Bezug auf die Daten der ersten Querschnittsstudie ergab die statistische Analyse, dass ein gradueller Anstieg des Schwierigkeitsgrades der Gleichgewichtsaufgabe zu einem Anstieg der posturalen Schwankungen (p < 0,001; d = 6,36), höherer Aktivität der Beinmuskulatur (p < 0,001; 2,19 < d < 4,88) sowie höherer Koaktivität der Beinmuskulatur (p < 0,001; 1,32 < d < 1,41). Während der Ausführung der Gleichgewichtsaufgabe mit ansteigendem Schwierig-keitsgrad war die Zunahme der posturalen Schwankungen und der Aktivität der Beinmuskulatur primär zwischen niedrigen und hohen Schwierigkeitsgraden zu beobachten. Die Ergebnisse der zweiten Querschnittsstudie zeigten, dass ein gradueller Anstieg des Schwierigkeitsgrades der Gleichgewichtsaufgabe einen frequenzspezifischen Anstieg bzw. Abfall der kortikalen Aktivität (p < 0,005; 0,92 < d < 1,80) in verschiedenen Hirnarealen zur Folge hat. Auf kortikaler Ebene nahm die Aktivität innerhalb der Thetafrequenz in frontalen und zentralen Hirnarealen mit höheren posturalen Anforderungen zu. Die Aktivität in der Alpha-2-Frequenz nahm hingegen gleichzeitig in parietalen Hirnarealen ab. Fazit: Gleichgewichtstraining ist eine effektive Methode, um die statische und dynamische Gleichgewichtsleistung und somit die postural Kontrolle von Kindern und Jugendlichen zu verbessern. Dennoch konnte keine der untersuchten Trainingsvariablen (d.h., Dauer, Frequenz, Umfang) die trainingsinduzierten Effekte auf die Gleichgewichtsleistung erklären. Die im Rahmen der Querschnittsuntersuchungen beobachteten Anstieg der posturalen Schwankung sowie der Aktivität und Koaktivität der Beinmuskulatur waren auf den Anstieg des Schwierigkeitsgrades der Gleichgewichtsaufgabe zurückzuführen. Gleichzeitig deuten die auf bestimmte Hirnareale begrenzte frequenzspezifischen Anstiege bzw. Abfälle der kortikalen Aktivität die Beteiligung frontoparietaler Areale bei regulatorischen Prozessen der posturalen Kontrolle bei ansteigender Aufgabenschwierigkeit an. Somit lässt sich konstatieren, dass die Steigerung des Schwierigkeitsgrades einer Gleichgewichtsaufgabe mittels Verkleinerung der Unterstützungsfläche leicht umgesetzt werden kann. Da es bis dato keine valide Methode zur Erfassung der Intensität eines Gleichgewichtstrainings gibt, erscheint die Steigerung der Aufgabenschwierigkeit als praktische Alternative, um Progression in Gleichgewichtstrainingsinterventionen bei gesunden Jugendlichen quantifizieren und implementierern zu können. KW - postural sway KW - muscle activity KW - cortical activity KW - balance trainin KW - task difficulty KW - postural Schwankung KW - Muskelaktivität KW - kortikale Aktivität KW - Gleichgewichtstraining KW - Aufgabenschwierigkeit Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-533034 ER - TY - THES A1 - Risch, Lucie T1 - Acute effect of exercise on sonographic detectable achilles tendon blood flow BT - differentiation between physiological and pathological blood flow Y1 - 2021 ER - TY - THES A1 - Wochatz, Monique T1 - Influence of different loading conditions on scapular movement and scapular muscle activation patterns T1 - Der Einfluss verschiedener Lastsituationen auf Bewegungs- und Aktivitätsmuster des Schulterblatts N2 - The scapula plays a significant role in efficient shoulder movement. Thus, alterations from typical scapular motion during upper limb movements are thought to be associated with shoulder pathologies. However, a clear understanding of the relationship is not yet obtained.. Scapular alterations may only represent physiological variability as their occurrence can appear equally as frequent in individuals with and without shoulder disorders. Evaluation of scapular motion during increased load might be a beneficial approach to detect clinically relevant alterations. However, functional motion adaptations in response to maximum effort upper extremity loading has not been established yet. Therefore, the overall purpose of this research project was to give further insight in physiological adaptations of scapular kinematics and their underlying scapular muscle activity in response to high demanding shoulder movements in healthy asymptomatic individuals. Prior to the investigation of the effect of various load situation, the reproducibility of scapular kinematics and scapular muscle activity were evaluated under maximum effort arm movements. Healthy asymptomatic adults performed unloaded and maximal loaded concentric and eccentric isokinetic shoulder flexion and extension movements in the scapular plane while scapular kinematics and scapular muscle activity were simultaneously assessed. A 3D motion capture system (infra-red cameras & reflective markers) was utilized to track scapular and humerus motion in relation to the thorax. 3D scapular position angles were given for arm raising and lowering between humerus positions of 20° and 120° flexion. To further characterize the scapular pattern, the scapular motion extent and scapulohumeral rhythm (ratio of scapular and humerus motion extent) were determined. Muscle activity of the upper and lower trapezius and the serratus anterior were assessed with surface electromyography. Amplitudes were calculated for the whole ROM and four equidistant movement phases. Reliability was characterized by overall moderate to good reproducibility across the load conditions. Irrespective of applied load, scapular kinematics followed a motion pattern of continuous upward rotation, posterior tilt and external rotation during arm elevation and a continuous downward rotation, anterior tilt and internal rotation during arm lowering. However, kinematics were altered between maximal loaded and unloaded conditions showing increased upward rotation, reduced posterior tilt and external rotation. Further, the scapulohumeral rhythm was decreased and scapular motion extent increased under maximal loaded movements. Muscle activity during maximum effort were of greater magnitude and differed in their pattern in comparison to the continuous increase and decrease of activity during unloaded shoulder flexion and extension. Relationships between scapular kinematics and their underlying scapular muscle activity could only be identified for a few isolated combinations, whereas the majority showed no associations. Scapular kinematics and scapular muscle activity pattern alter according to the applied load. Alterations between the load conditions comply in magnitude and partially in direction with differences seen between symptomatic and asymptomatic individuals. Even though long-term effects of identified adaptations in response to maximum load are so far unclear, deviations from typical scapular motion or muscle activation should not per se be seen as indicators of shoulder impairment. However, evaluation of alterations in scapular motion and activation in response to maximum effort may have the potential to identify individuals that are unable to cope with increased upper limb demands. Findings further challenge the understanding of scapular motion and stabilization by the trapezius and serratus anterior muscles, as clear relationships between the underlying scapular muscle activity and scapular kinematics were neither observed during unloaded nor maximal loaded shoulder movements. N2 - Das Schulterblatt ist entscheidend für die uneingeschränkte Bewegung und Positionierung der oberen Extremität. Atypische Bewegungsmuster des Schulterblatts werden deshalb oft mit Schulterpathologien in Verbindung gebracht, obwohl die zugrundeliegenden Mechanismen noch nicht ausreichend geklärt sind. Abweichungen stellen möglicherweise nur eine Form physiologischer Variabilität dar, da Veränderungen der Schulterblattbewegung sowohl bei Personen mit als auch ohne Schulterbeschwerden auftreten können. Die Beurteilung der Schulterblattbewegung unter erhöhten Lastbedingungen könnte hilfreich bei der Differenzierung von funktionellen und klinisch relevanten Veränderungen sein. Jedoch sind physiologische Anpassungen der Schulterblattkinematik in Reaktion auf maximale Anforderungen während einer Bewegungsaufgabe der oberen Extremität bisher nicht untersucht. Das Ziel dieses Forschungsprojektes war es deshalb weitere Erkenntnisse hinsichtlich physiologischer Anpassungen der Schulterblattkinematik und ihrer zugrundeliegenden Muskelaktivität zu erlangen. Bevor die Effekte verschiedener Belastungssituationen untersucht wurden, erfolgte die Beurteilung der Reproduzierbarkeit der Schulterblattkinematik sowie der Aktivitätslevel schulterblattstabilisierender Muskeln unter maximaler Anstrengung. Gesunde asymptomatische Erwachsene führten isokinetische Schulterbewegungen in Flexion und Extension unter unbelasteten sowie maximal belasteten Bedingungen durch. Zeitgleich wurde die Schulterblattkinematik sowie die Aktivität schulterstabilisierender Muskeln erfasst. Mit Hilfe eines 3D Kamera Systems (Infrarotkameras & reflektierende Marker) wurden Winkelpositionen des Schulterblatts für Humerus-Positionen zwischen 20° und 120° Flexion bestimmt. Zur weiteren Charakterisierung der Schulterblattbewegung wurde das Ausmaß der Schulterblattrotation sowie der skapulohumerale Rhythmus (Verhältnis von Schulterblatt- und Humerus-Bewegung) ermittelt. Während der Schulterbewegungen wurde die Muskelaktivität des oberen und unteren Trapezius sowie des Serratus anterior mit Oberflächen-Elektromyographie erfasst. Aktivitätslevel wurden für das gesamte Bewegungsausmaß sowie für einzelne Bewegungsphasen berechnet. Eine moderate bis gute Reproduzierbarkeit der Winkelpositionen des Schulterblatts sowie der Aktivitätslevel der schulterblattstabilisierenden Muskulatur konnte unter den verschiedenen Lastbedingungen erreicht werden. Unabhängig von der applizierten Last folgte das Schulterblatt einer kontinuierlichen Aufwärtsrotation, Rückwärtsneigung und Außenrotation während der Schulterflexion und einer kontinuierlichen Abwärtsrotation, Vorwärtsneigung und Innenrotation während der Schulterextension. Bei maximalen Belastungen zeigte das Schulterblatt jedoch eine gesteigerte Aufwärtsrotation sowie eine verringerte Rückwärtsneigung und Außenrotation im Vergleich zur unbelasteten Schulterbewegung. Der skapulohumerale Rhythmus verringerte sich und auch das Ausmaß der Schulterblattrotation war unter maximaler Last erhöht. Die Muskelaktivität zeigte sich unter maximaler Anstrengung nicht nur im Ausmaß gesteigert sondern wies auch ein verändertes Aktivitätsmuster im Verlauf der Bewegungen im Vergleich zur kontinuierlichen Zu- und Abnahme der Aktivität während unbelasteter Bedingungen auf. Korrelationen zwischen dem Ausmaß der Schulterblattrotation und dem Aktivitätslevel der Schulterblattmuskulatur konnten nur für einige wenige isolierte Kombinationen identifiziert werden, während die Mehrheit keine Assoziationen zeigte. Die Kinematik des Schulterblatts und die Aktivitätsmuster der Schulterblattmuskulatur ändern sich in Abhängigkeit der Belastung. Veränderungen der Kinematik und Aktivitätsmuster entsprechen dabei im Ausmaß und teilweise in der Ausrichtung den bekannten Unterschieden zwischen symptomatischen und asymptomatischen Populationen. Obwohl die langfristigen Auswirkungen dieser veränderten Schulterblattkinematik unter maximalen Belastungen bislang unklar sind, sollten Abweichungen von der typischen Bewegung des Schulterblatts sowie bekannter Aktivitätsmuster per se nicht als Indikatoren für eine Beeinträchtigung der Schulterfunktion angesehen werden. Dennoch könnten Untersuchungen der Schulterblattkinematik sowie der Aktivität schulterblattrotierender und –stabilisierender Muskeln unter erhöhten Anforderungen Personen identifizieren die aufgrund mangelnder Anpassung die gesteigerten Lasten nicht kompensieren können. Ein klares Zusammenspiel von Schulterblattkinematik und rotierender sowie stabilisierender Schulterblattmuskulatur ließ sich weder unter unbelasteten noch maximal belasteten Bedingungen aufzeigen. KW - scapular kinematics KW - 3D motion analysis KW - scapular muscles KW - electromyography KW - Schulterblattkinematik KW - 3D-Bewegungsanalyse KW - Schulterblattmuskulatur KW - Elektromyografie Y1 - 2021 ER - TY - THES A1 - Appiah-Dwomoh, Edem Korkor T1 - Postural control and back pain in adolescent athletes T1 - Posturale Kontrolle und Rückenschmerzen bei Nachwuchsathleten N2 - Back pain is a problem in adolescent athletes affecting postural control which is an important requirement for physical and daily activities whether under static or dynamic conditions. One leg stance and star excursion balance postural control tests are effective in measuring static and dynamic postural control respectively. These tests have been used in individuals with back pain, athletes and non-athletes without first establishing their reliabilities. In addition to this, there is no published literature investigating dynamic posture in adolescent athletes with back pain using the star excursion balance test. Therefore, the aim of the thesis was to assess deficit in postural control in adolescent athletes with and without back pain using static (one leg stance test) and dynamic postural (SEBT) control tests. Adolescent athletes with and without back pain participated in the study. Static and dynamic postural control tests were performed using one leg stance and SEBT respectively. The reproducibility of both tests was established. Afterwards, it was determined whether there was an association between static and dynamic posture using the measure of displacement of the centre pressure and reach distance respectively. Finally, it was investigated whether there was a difference in postural control in adolescent athletes with and without back pain using the one leg stance test and the SEBT. Fair to excellent reliabilities was recorded for the static (one leg stance) and dynamic (star excursion balance) postural control tests in the subjects of interest. No association was found between variables of the static and dynamic tests for the adolescent athletes with and without back pain. Also, no statistically significant difference was obtained between adolescent athletics with and without back pain using the static and dynamic postural control test. One leg stance test and SEBT can be used as measures of postural control in adolescent athletes with and without back pain. Although static and dynamic postural control might be related, adolescent athletes with and without back pain might be using different mechanisms in controlling their static and dynamic posture. Consequently, static and dynamic postural control in adolescent athletes with back pain was not different from those without back pain. These outcome measures might not be challenging enough to detect deficit in postural control in our study group of interest. N2 - Rückenschmerzen sind ein zunehmendes Problem bei Nachwuchsathleten und beeinflussen die statische und dynamische posturale Kontrolle, die eine wichtige Voraussetzung für sportliche als auch tägliche Aktivitäten darstellt. Der Stand auf einem Bein und der Star Excursion Balance Test (SEBT) sind effektive Tests zur Beurteilung der statischen bzw. dynamischen posturalen Kontrolle. Beide Tests wurden bereits bei Populationen mit Rückenschmerzen, Sportlern und Nicht-Sportlern angewandt, ohne vorherige Reliabilitätsmessung. Des Weiteren wurde bisher die dynamische posturale Kontrolle mittels des SEBT bei Nachwuchsathleten mit Rückenschmerzen nicht untersucht. Daher ist das Ziel dieser Arbeit die posturale Kontrolle von Nachwuchsathleten mit Rückenschmerzen mit Hilfe eines statischen (Einbeinstand) und eines dynamischen (SEBT) Tests zu beurteilen. Nachwuchsathleten mit und ohne Rückenschmerzen wurden mit Hilfe der beiden Tests untersucht. Die Reproduzierbarkeit beider Untersuchungen wurde durch vorhergehende Messungen sichergestellt. Anschließend wurde untersucht, ob es einen Zusammenhang zwischen der statischen und dynamischen posturalen Kontrolle gibt, indem die Abweichungen des Druckmittelpunktes (center of pressure) auf einer Kraftmessplatte mit der erreichten Reichweite beim SEBT verglichen wurden. Abschließend konnte untersucht werden ob es einen Unterschied in der posturalen Kontrolle zwischen Nachwuchsathleten mit und ohne Rückenschmerzen gibt. Es konnten moderate bis hervorragende Reliabilitätswerte für den statischen (Einbeinstand) und dynamischen (SEBT) Test der posturalen Kontrolle in der untersuchten Zielgruppe festgestellt werden. Es konnte kein Zusammenhang zwischen den Parametern des statischen und des dynamischen Tests bei Nachwuchsathleten mit und ohne Rückenschmerzen gefunden werden. Weiterhin gab es keinen signifikanten Unterschied zwischen den Parametern der statischen und dynamischen Haltungskontrolle in der beschriebenen Population. Der Einbeinstand auf der Kraftmessplatte und der SEBT können zur Beurteilung der Haltungskontrolle bei Nachwuchsathleten mit und ohne Rückenschmerzen eingesetzt werden. Der fehlende Zusammenhang zwischen den Parametern der statischen und dynamischen Haltungskontrolle könnte darauf zurückzuführen sein, dass verschiedene neuromuskuläre Mechanismen für die Regulierung der statischen und dynamischen Haltungskontrolle bei den Athleten verantwortlich sein könnten. Demzufolge gab es keinen Unterschied, weder in der statischen noch in der dynamischen posturalen Kontrolle, zwischen Nachwuchsathleten mit und ohne Rückenschmerzen. Anspruchsvollere Aufgaben sind nötig um die Defizite in der Haltungskontrolle von Nachwuchsathleten zu untersuchen. KW - postural control KW - adolescent athletes KW - back pain KW - one leg stance KW - star excursion balance test KW - posturale Kontrolle KW - Nachwuchsathleten KW - Rückenschmerzen KW - einbeiniger Standtest Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-442692 ER - TY - THES A1 - Rector, Michael V. T1 - The acute effect of exercise on flow-mediated dilation in young people with cystic fibrosis T1 - Der akute Effekt des Trainings auf den Fluss vermittelte Dilatation bei jungen Menschen mit Mukoviszidose N2 - Introduction: Cystic fibrosis (CF) is a genetic disease which disrupts the function of an epithelial surface anion channel, CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator). Impairment to this channel leads to inflammation and infection in the lung causing the majority of morbidity and mortality. However, CF is a multiorgan disease affecting many tissues, including vascular smooth muscle. Studies have revealed young people with cystic fibrosis lacking inflammation and infection still demonstrate vascular endothelial dysfunction, measured per flow-mediated dilation (FMD). In other disease cohorts, i.e. diabetic and obese, endurance exercise interventions have been shown improve or taper this impairment. However, long-term exercise interventions are risky, as well as costly in terms of time and resources. Nevertheless, emerging research has correlated the acute effects of exercise with its long-term benefits and advocates the study of acute exercise effects on FMD prior to longitudinal studies. The acute effects of exercise on FMD have previously not been examined in young people with CF, but could yield insights on the potential benefits of long-term exercise interventions. The aims of these studies were to 1) develop and test the reliability of the FMD method and its applicability to study acute exercise effects; 2) compare baseline FMD and the acute exercise effect on FMD between young people with and without CF; and 3) explore associations between the acute effects of exercise on FMD and demographic characteristics, physical activity levels, lung function, maximal exercise capacity or inflammatory hsCRP levels. Methods: Thirty young volunteers (10 people with CF, 10 non-CF and 10 non-CF active matched controls) between the ages of 10 and 30 years old completed blood draws, pulmonary function tests, maximal exercise capacity tests and baseline FMD measurements, before returning approximately 1 week later and performing a 30-min constant load training at 75% HRmax. FMD measurements were taken prior, immediately after, 30 minutes after and 1 hour after constant load training. ANOVAs and repeated measures ANOVAs were employed to explore differences between groups and timepoints, respectively. Linear regression was implemented and evaluated to assess correlations between FMD and demographic characteristics, physical activity levels, lung function, maximal exercise capacity or inflammatory hsCRP levels. For all comparisons, statistical significance was set at a p-value of α < 0.05. Results: Young people with CF presented with decreased lung function and maximal exercise capacity compared to matched controls. Baseline FMD was also significantly decreased in the CF group (CF: 5.23% v non-CF: 8.27% v non-CF active: 9.12%). Immediately post-training, FMD was significantly attenuated (approximately 40%) in all groups with CF still demonstrating the most minimal FMD. Follow-up measurements of FMD revealed a slow recovery towards baseline values 30 min post-training and improvements in the CF and non-CF active groups 60 min post-training. Linear regression exposed significant correlations between maximal exercise capacity (VO2 peak), BMI and FMD immediately post-training. Conclusion: These new findings confirm that CF vascular endothelial dysfunction can be acutely modified by exercise and will aid in underlining the importance of exercise in CF populations. The potential benefits of long-term exercise interventions on vascular endothelial dysfunction in young people with CF warrants further investigation. N2 - Einleitung: Mukoviszidose (CF) ist eine genetische Erkrankung, die die Funktion eines Epithelien Oberflächenanionenkanals, CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator), stört. Eine Beeinträchtigung dieses Kanals führt zu Entzündungen und Infektionen in der Lunge, die den Großteil der Morbidität und Mortalität verursachen. CF ist jedoch eine Multiorganerkrankung, die viele Gewebe einschließlich vaskulärer glatter Muskeln betrifft. Studien haben gezeigt, dass junge Menschen mit Mukoviszidose, die keine Entzündung und Infektion aufweisen, immer noch eine vaskuläre Dysfunktion aufweisen, gemessen anhand der durchflussbedingten Dilatation (FMD). In anderen Krankheitskohorten, u.a. Diabetes und Fettleibigkeit, wurde gezeigt, dass Ausdauersporteingriffe diese Beeinträchtigungen verbessern oder reduzieren. Langfristige Bewegungseingriffe sind jedoch riskant und kostenintensiv in Bezug auf Zeit und Ressourcen. Nichtsdestotrotz hat die aufkommende Forschung die akuten Auswirkungen von körperlicher Bewegung mit ihren langfristigen Vorteilen korreliert und befürwortet die Untersuchung akuter Bewegungseffekte auf FMD vor longitudinalen Studien. Die akuten Auswirkungen von körperlicher Bewegung auf FMD wurden bisher bei jungen Menschen mit Mukoviszidose nicht untersucht, konnten jedoch Erkenntnisse über die potenziellen Vorteile langfristiger Bewegungseingriffe liefern. Die Ziele dieser Studien waren, 1) die Zuverlässigkeit der FMD-Methode und ihre Anwendbarkeit zu entwickeln, um akute Übungseffekte zu untersuchen; 2) Vergleich der Grundlinien-FMD und der Akutübungswirkung bei FMD zwischen Jugendlichen mit und ohne CF; und 3) Zusammenhänge zwischen den akuten Auswirkungen von körperlicher Bewegung auf FMD und demographischen Merkmalen, der körperlichen Aktivität, der Lungenfunktion, der maximalen körperlichen Belastbarkeit oder den entzündlichen hsCRP-Spiegeln zu untersuchen. Methoden: Dreißig junge Freiwillige (10 CF-Patienten, 10 gesunde und 10 aktive, gesunde Kontrollpersonen) im Alter von 10 bis 30 Jahren führten zuvor Blutabnahmen, Lungenfunktionstests, maximale Belastungstests und Grundlinien-FMD-Messungen durch Rückkehr etwa 1 Woche später und Durchführung eines 30-minütigen Dauerlasttrainings bei 75% HFmax durch. FMD-Messungen wurden vor, unmittelbar nach, 30 Minuten nach und 1 Stunde nach konstantem Belastungstraining durchgeführt. ANOVAs und ANOVAs mit wiederholten Messungen wurden verwendet, um Unterschiede zwischen Gruppen bzw. Zeitpunkten zu untersuchen. Die lineare Regression wurde implementiert und evaluiert, um Korrelationen zwischen FMD und demographischen Merkmalen, körperlichen Aktivitätsniveaus, Lungenfunktion, maximaler Belastungskapazität oder inflammatorischen hsCRP-Spiegeln zu bestimmen. Für alle Vergleiche wurde die statistische Signifikanz auf einen p-Wert von α < 0,05 eingestellt. Ergebnisse: Jugendliche mit Mukoviszidose zeigten eine verminderte Lungenfunktion und maximale Belastbarkeit im Vergleich zu Kontrollpersonen. Baseline FMD (%) war auch in der CF-Gruppe (CF: 5.23% v nicht-CF: 8.27% v nicht-CF-aktive: 9.12%) signifikant verringert. Unmittelbar nach dem Training war die FMD in allen Gruppen mit CF, die immer noch die minimalste FMD aufwiesen, signifikant abgeschwächt (~40%). Follow-up-Messungen von FMD zeigte eine langsame Erholung in Richtung Baseline-Werte 30 Minuten nach dem Training und Verbesserungen in der CF-und nicht-CF-aktive Gruppen 60 Minuten nach dem Training. Die lineare Regression zeigte signifikante Korrelationen zwischen maximaler Belastungsfähigkeit (VO2-Peak), BMI und FMD unmittelbar nach dem Training. Feststellung: Diese neuen Ergebnisse bestätigen, dass die vaskuläre Dysfunktion der CF durch sportliche Betätigung akut verändert werden kann und dazu beitragen wird, die Bedeutung von Bewegung in CF-Populationen zu unterstreichen. Die potenziellen Vorteile von Langzeitübungsinterventionen bei vaskulärer Dysfunktion bei jungen CF-Patienten rechtfertigen weitere Untersuchungen. KW - cystic fibrosis KW - flow-mediated dilation KW - vascular dysfunction KW - exercise KW - Mukoviszidose KW - Fluss vermittelte Dilatation KW - vaskuläre Dysfunktion KW - Sporttraining Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-438938 ER - TY - THES A1 - Lesinski, Melanie T1 - Modulating factors for drop jump performance T1 - Einflussfaktoren auf die Leistung im Niederhochsprung (Drop Jump) N2 - Background and objectives: Drop jumps (DJs) are well-established exercise drills during plyometric training. Several sports are performed under unstable surface conditions (e.g., soccer, beach volleyball, gymnastics). To closely mimic sport-specific demands, plyometric training includes DJs on both stable and unstable surfaces. According to the mechanical properties of the unstable surface (e.g., thickness, stiffness), altered temporal, mechanical, and physiological demands have been reported from previous cross-sectional studies compared with stable conditions. However, given that the human body simultaneously interacts with various factors (e.g., drop height, footwear, gender) during DJs on unstable surfaces, the investigation of isolated effects of unstable surface conditions might not be sufficient for designing an effective and safe DJ stimulus. Instead, the combined investigation of different factors and their interaction with surface instability have to be taken into consideration. Therefore, the present doctoral thesis seeks to complement our knowledge by examining the main and interaction effects of surface instability, drop height, footwear, and gender on DJ performance, knee joint kinematics, and neuromuscular activation. Methods: Healthy male and female physically active sports science students aged 19-26 years participated in the cross-sectional studies. Jump performance, sagittal and frontal plane knee joint kinematics, and leg muscle activity were measured during DJs on stable (i.e., firm force plate) and (highly) unstable surfaces (i.e., one or two AIREX® balance pads) from different drop heights (i.e., 20 cm, 40 cm, 60 cm) or under multiple footwear conditions (i.e., barefoot, minimal shoes, cushioned shoes). Results: Findings revealed that surface instability caused a DJ performance decline, reduced sagittal plane knee joint kinematics, and lower leg muscle activity during DJs. Sagittal plane knee joint kinematics as well as leg muscle activity decreased even more with increasing surface instability (i.e., two vs. one AIREX® balance pads). Higher (60 cm) compared to lower drop heights (≤ 40 cm) resulted in a DJ performance decline. In addition, increased sagittal plane knee joint kinematics as well as higher shank muscle activity were found during DJs from higher (60 cm) compared to lower drop heights (≤ 40 cm). Footwear properties almost exclusively affected frontal plane knee joint kinematics, indicating larger maximum knee valgus angles when performing DJs barefoot compared to shod. Between the different shoe properties (i.e., minimal vs. cushioned shoes), no significant differences during DJs were found at all. Only a few significant surface-drop height as well as surface-footwear interactions were found during DJs. They mainly indicated that drop height- and footwear-related effects are more pronounced during DJs on unstable compared to stable surfaces. In this regard, the maximum knee valgus angle was significantly greater when performing DJs from high drop heights (60 cm), but only on highly unstable surface. Further, braking and push-off times were significantly longer when performing DJs barefoot compared to shod, but only on unstable surface. Finally, analyses indicated no significant interactions with the gender factor. Conclusions: The findings of the present cumulative thesis indicate that stable rather than unstable surfaces as well as moderate (≤ 40 cm) rather than high (60 cm) drop heights provide sufficient stimuli to perform DJs. Furthermore, findings suggest that DJs on highly unstable surfaces (i.e., two AIREX® balance pads) from high drop heights (60 cm) as well as barefoot compared to shod seem to increase maximal knee valgus angle/stress by providing a more harmful DJ stimulus. Neuromuscular activation strategies appear to be modified by surface instability and drop height. However, leg muscle activity is only marginally effected by footwear and by the interactions of various external factors i.e., surface instability, drop height, footwear). Finally, gender did not significantly modulate the main or interaction effects of the observed external factors during DJs. N2 - Hintergrund und Ziele: Niederhochsprünge (Drop jumps [DJs]) sind wesentlicher Bestandteil vieler Sprungkrafttrainingsprogramme. Um sportartspezifisch zu trainieren und (natürliche) instabile Untergründe wie z. B. Sand, Gras oder Matten zu imitieren, werden DJs immer häufiger auch auf instabilen Unterlagen durchgeführt. Querschnittsstudien haben bereits die Effekte instabiler Unterlagen (z. B. AIREX® Balance Pad) auf DJs aufzeigen können. Da der menschliche Körper während der Ausführung von DJs auf instabilen Unterlagen jedoch noch mit weiteren (externen) Faktoren wie beispielsweise der Fallhöhe und dem Schuhwerk interagiert, ist eine kombinierte Betrachtung dieser Faktoren praxisrelevanter. Die vorliegende Doktorarbeit widmet sich daher den akuten Haupt- und Interaktionseffekten von Untergrundinstabilität, Fallhöhe, Schuhwerk und Geschlecht auf die Sprungleistung, die Kniegelenkskinematik sowie die Beinmuskelaktivierung während eines DJ. Methodik: An den Querschnittsschtudien nahmen gesunde männliche und weibliche Sportstudenten im Alter von 19 bis 26 Jahren teil. Während die Probanden DJs auf stabilien und (hochgradig) instabilen Unterlagen (d. h. ein oder zwei AIREX® Balance Pads), von verschiedenen Fallhöhen (d. h. 20cm, 40cm, 60cm) beziehungsweise mit unterschiedlichem Schuhwerk (d. h. barfuß, minimale Schuhe, gedämpfte Schuhe) durchführten, wurde die Sprungleistung, die Kniegelenkskinematik sowie die Beinmuskelaktivität erfasst. Ergebnisse: DJs auf instabilen im Vergleich zu stabilen Unterlagen führten zu einer signifikant geringeren Sprungleistung, einer geringeren maximalen Knieflexion sowie einer reduzierten Beinmuskelaktivit. Stieg die Untergrundsinstabilität (d. h. zwei vs. ein AIREX® Balance Pad), nahm die maximale Knieflexion und die Beinmuskelaktivität nochmals signifikant ab. Bei DJs von hohen (60 cm) im Vergleich zu moderaten Fallhöhen (≤ 40 cm) nahm die Sprungleistung ab, die maximale Knieflexion und Beinmuskelaktivität hingegen zu. Das Schuhwerk beeinflusste fast ausschließlich die Kniegelenkskinematik. Die Probanden valgisierten das Kniegelenk signifikant stärker, wenn sie barfuß und nicht mit Schuhen sprangen. Zwischen den zwei unterschiedlichen Schuhbedingungen konnte generell kein signifikanter Unterschied ermittelt werden. Die statistischen Analysen ergaben nur wenige signifikante Interaktionseffekte zwischen den untersuchten externen Faktoren. Diese zeigten relativ einheitlich, dass die fallhöhen- und schuhwerkspezifischen Effekte hauptsächlich bei DJs auf einer instabilen gegenüber einer stabilen Unterlage aufzufinden waren. So war der maximale Knievalguswinkel signifikant größer von einer hohen Fallhöhe (60 cm), aber nur auf (hochgradig) instabilen Unterlagen. Auch die Bodenkontaktzeit war signifikant länger, wenn barfuß anstatt mit Schuhen gesprungen wurde, aber nur auf instabilen Unterlagen. Das Geschlecht hatte keinen signifikanten Einfluss auf die akuten Haupt- und Interaktionseffekte der untersuchten externen Faktoren. Schlussfolgerung: Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass stabile gegenüber instabilen Unterlagen sowie moderate (≤ 40 cm) gegenüber hohen Fallhöhen (60 cm) bessere Voraussetzungen bei Sprungübungen zur Steigerung der Sprungleistung schaffen. Zudem scheinen DJs auf hochgradig instabilen Unterlagen von einer hohen Fallhöhe (60 cm) den maximalen Knievalguswinkel und damit auch den Stress für das vordere Kreuzband, zu erhöhen. Eine gesteigerte Knievalgisierung konnte auch beim barfüßigen Springen gegenüber DJs mit Schuhen aufgezeigt werden. Die Beinmuskelaktivität scheint in Abhängigkeit vom Untergrund und auch der Fallhöhe modifiziert zu werden, jedoch kaum für verschiedenes Schuhwerk. Das Geschlecht scheint die ermittelten Haupt- und Interaktionseffekte von Untergrundinstabilität, Fallhöhe und Schuhwerk nicht zusätzlich zu modulieren. KW - stretch-shortening cycle KW - electromyography KW - preactivation KW - short latency response KW - knee flexion angle KW - knee valgus angle KW - biomechanics KW - shoe KW - Dehnungsverkürzungszyklus KW - Elektromyografie KW - Voraktivierung KW - Reflexantwort KW - Knieflexion KW - Knievalgisierung KW - Biomechanik KW - Schuhe Y1 - 2019 ER - TY - THES A1 - Hain, Gerrit T1 - Onsets and dependencies of strenuous spine bending accelerations in drop landings T1 - Auftreten und Abhängigkeiten von belastenden Winkelbeschleunigungen an der Wirbelsäule bei Sprunglandungen N2 - BACKGROUND: Physical activity involving high spinal load has been exposed to possess a crucial impact in the genesis of acute and chronic low back pain and disorder. Vigorous spinal loads are surmised in drop landings, for which strenuous bending loads were formerly evinced for the lower extremity structures. Thus far, clinical studies revealed that repetitive landing impacts can evoke benign structural adaptions or damage to the lumbar vertebrae. Though, causes for these observations are hitherto not conclusively evinced; since actual spinal load has to date not been experimentally documented. Moreover, it is yet undetermined how physiological activation of trunk musculature compensates for landing impact induced spinal loads, and to which extend trunk activity and spinal load are affected by landing demands and performer characteristics. AIMS of this study are 1. the localisation and quantification of spinal bending loads under various landing demands and 2. the identification of compensatory trunk muscular activity pattern, which potentially alleviate spinal load magnitudes. Three consecutive Hypotheses (H1 - H3) were hereto postulated: H1 posits that spinal bending loads in segregated motion planes can feasibly and reliably be evaluated from peak spine segmental angular accelerations. H2 furthermore assumes that vertical drop landings elicit highest spine bending load in sagittal flexion of the lumbar spine. Based on these verifications, a second study shall prove the successive hypothesis (H3) that diversified landing conditions, like performer’s landing familiarity and gender, as an implementation of an instantaneous follow-up task, affect the emerging lumbar spinal bending load. Herein it is moreover surmised that lumbar spinal bending loads under distinct landing conditions are predominantly modulated by herewith disparately deployed conditioned pre-activations of trunk muscles. METHODS: To test the above arrayed hypothesis, two successive studies were carried out. In STUDY 1, 17 subjects were repetitively assessed performing various drop landings (heigth: 15, 30, 45, 60cm; unilateral, bilateral, blindfolded, catching a ball) in a test-retest-design. Herein individual peak angular accelerations [αMAX] were derived from three-dimensional motion data of four trunk-segments (upper thoracic, lower thoracic, lumbar, pelvis). αMAX was herein assessed in flexion, lateral flexion, and rotation of each spinal joint, formed by two adjacent segments. Reliability of αMAX within and between test-days was evaluated by CV%, ICC 2.1, TRV%, and Bland & Altman Analysis (BIAS±LoA). Subsequently, peak flexion acceleration of the lumbo-pelvic joint [αFLEX[LS-PV]] was statistically compared to αMAX expressions of each other assessed spinal joint and motion plane (Mean ±SD, Independent Samples T-test). STUDY 2 deliberately assessed mere peak lumbo-pelvic flexion accelerations [αFLEX[LS-PV]] and electro-myographic trunk pre-activity prior to αFLEX[LS-PV] on 43 subjects performing varied landing tasks (height 45cm; with definite or indefinite predictability of a subsequent instant follow up jump). Subjects were contrasted with respect to their previous landing familiarity ( >1000 vs. <100 landings performed in the past 10 years) and gender. Differences of αFLEX[LS-PV] and muscular pre-activity between contrasted subject groups as between landing tasks were equally statistically tested by three-way mixed ANOVA with Post-hoc tests. Associations between αFLEX[LS-PV] and muscular pre-activity were factor-specifically assessed by Spearman’s rank order correlation coefficient (rS). Complementarily, muscular pre-activity was subdivided by landing phases [DROP, IMPACT] and discretely assessed for phase specific associations to αFLEX[LS-PV]. Each muscular activity was moreover pairwise compared between DROP and IMPACT (Mean ±SD, Dependent Samples T-test). RESULTS: αMAX was presented with overall high variability within test-days (CV =36%). Lowest intra-individual variability and highest reproducibility of αMAX between test-days was shown in flexion of the spine. αFLEX[LS-PV] showed largely consistent sig. higher magnitudes compared to αMAX presented in more cranial spinal joints and other motion planes. αFLEX[LS-PV] moreover gradually increased with escalations in landing heights. Landing unfamiliar subjects presented sig. higher αFLEX[LS-PV] in contrast to landing familiar ones (p=.016). M. Obliquus Int. with M. Transversus Abd. (66 ±32%MVC) and M. Erector Spinae (47 ±15%MVC) presented maredly highest activity in contrast to lowest activity of M. Rectus Abd. (10 ±4%MVC). Landing unfamiliar subjects showed compared to landing familiar ones sig. higher activity of M. Obliquus Ext. (17 ±8%MVC, 12 ±7%MVC, p= .044). M. Obliquus Ext. and its co-contraction ratio with M. Erector Spinae moreover exhibited low but sig. positive correlations to αFLEX[LS-PV] (rs=.39, rs=.31). Each trunk muscule distributed larger shares of its activity to DROP, whereas peak activations of most muscles emerged in the proportionally shorter IMPACT phase. Commonly increased muscular pre-activation particularly at IMPACT was found in landings with a contrived follow up jump and in female subjects, whereby αFLEX[LS-PV] was hereof only marginally affected. DISCUSSION: Highest spine segmental angular accelerations in drop landings emerge in sagittal flexion of the lumbar spine. The compensatory stabilisation of the spine appears to be preponderantly provided by a dorso-ventral co-contraction of M. Obliquus Int., M. Transversus Abd. and M. Erector Spinae. Elevated pre-activity of M. Obliquuis Ext. supposably characterises poor landing experience, which might engender increased bending loads to the lumbar spine. A pervasive large variability of spinal angular accelerations measured across all landing types, suggests a multifarious utilisation of diverse mechanisms compensating for spinal impacts in landing performances. A standardised assessment and valid evaluation of landing evoked lumbar bending loads is hereof largley confined. CONCLUSION: Drop landings elicit most strenuous lumbo-pelvic flexion accelerations, which can be appraised as representatives for high energetic bending loads to the spine. Such entail the highest risk to overload the spinal tissue, when landing demands exceed the individual’s landing skill. Previous landing experience and training appears to effectively improve muscular spine stabilisation pattern, diminishing spinal bending loads. N2 - HINTERGRUND: Wirbelsäulenbelastungen in Alltagssituationen und während sportlicher Belastung kommt eine hohe Bedeutung mit Blick auf die Entstehung und das Weiterbestehen von akuten und chronischen Rückenbeschwerden zu. Kritisch hohe Wirbelsäulenbelastungen werden bei Sprunglandungen angenommen, während hierzu hochintensive exzentrische Belastungen bislang lediglich für anatomische Strukturen der unteren Extremität nachgewiesen wurden. Vorangegangene klinische Studien konnten zeigen, dass repetitive Landungsstöße sowohl eine strukturelle Anpassung, als auch morphologische Schäden der Lendenwirbelkörper hervorrufen können. Valide Ursachen für diese Beobachtungen sind bislang wissenschaftich nicht abschließend belegt, insbesondere da der experimentelle Nachweis für die hierin vermuteten tatsächlichen Wirbelsäulenbelastungen fehlt. Darüber hinaus ist nicht geklärt in wieweit die physiologisch kompensatorische Aktivierung der Rumpfmuskuatur Einfluß auf die Wirbelsäulenbelastung bei Landungen nehmen, und wie stark Landungs- und Personencharakteristika die Rumpfaktivierung und Lendenwirbel-säulenbeastungen beeinflussen. ZIELSETZUNGEN: Ziele der Untersuchungen sind 1. die Lokalisierung und Quantifizierung von Biegebelastungen der Wirbelsäule unter verschiedenen Landungsbedingungen und 2. die Identifizierung muskulärer Kompensations-mechanismen des Rumpfes, welche das Belastungsausmaß an der Wirbelsäule möglicherweise modulieren. Hierzu wurden drei Hypothesen (H1 – H3) formuliert. In H1 wird postuliert, dass Biegebelastungen in einzelnen Bewegungsebenen der Wirbelsäule als maximale Winkelbeschleunigungen zwischen Wirbelsegmenten, auf der Basis kinematischer Daten, valide und reliabel abgeleitet und evaluiert werden können. In H2 wird angenommen, dass bei vertikalen Sprunglandungen die höchsten Wirbelsäulenbelastungen in der sagittalen Beugung der Lendenwirbelsäule auftreten. Aufbauend auf den Ergebnissen dieser Hypothesen soll eine Folgestudie die Annahme (H3) belegen, dass Landungsbedingungen, wie Vorerfahrungen mit Sprunglandungen, Geschlecht, sowie die Absicht zu unmittelbaren Anschlussbewegungen, die auftretenden Lendenwirbelsäulenbelastungen beeinflussen. Hierzu wird postuliert, dass auftretende Biegebelastungen, in Abhängigkeit obiger Landungsbedingungen, auf einen unterschiedlichen Einsatz von vorwiegend konditionierten muskulären Kompensationsmechanismen des Rumpfes zurückzuführen sind. METHODE: Zur Überprüfung der Hypothesen wurden zwei sukzessive Studien durchgeführt. In STUDIE 1 wurden, zur Repräsentation von Wirbelsäulenbiegebelastungen, 17 Probanden wiederholt bei verschiedenen Landungen (15, 30, 45, 60cm Höhe; einbeinig, beidbeinig, verblindet, beim Fangen eines Balles) in einem Test-Retest-Design gemessen. Hierin wurden individuelle maximale Winkelbeschleunigungen [αMAX] aus drei-dimensionalen Bewegungs-daten zwischen insgesamt 4 Rumpfsegmenten (oberes thorakales-, unteres thorakales-, Lendenwirbelsäulen-, und Becken-Segment) abgeleitet. αMAX wurde hierbei jeweils im Gelenk zwischen zwei benachbarten Segmenten in Flexion, Lateralflexion und Rotation erfasst. Die Reliabilität von αMAX innerhalb und zwischen den Messtagen wurde mittels CV%, ICC 2.1, TRV%, und Bland & Altman Analyse (BIAS±LoA) quantifiziert. In Folge wurden αMAX zwischen dem lumbalen- und dem Beckensegment in der Flexion [αFLEX[LS-PV]] mit allen weiteren gemessenen Segmenten und Bewegungsebenen gegenübergestellt (Mean ±SD, T-Test für unabhängige Stichproben). In STUDIE 2 wurden geziehlt zuvor eruierte höchste maximale sagittale Beugungsbeschleunigung der Lendenwirbelsäule [αFLEX[LS-PV]] und elektro-myografische Rumpfaktivität vor dem Auftreten von αFLEX[LS-PV] während unterschiedlicher Landungen (Höhe 45cm; mit und ohne planbaren Anschlusssprung) an 43 Probanden erfasst. Die Probanden unterschieden sich bezüglich ihrer Landungsvorerfahrung ( >1000 vs. <100 Landungen in den letzten 10 Jahren) und ihres Geschlechtes. Unterschiede zwischen Landungsvorerfahrung und Geschlecht sowie zwischen unterschiedlichen Landungstypen wurden gleichermaßen durch dreifaktorielle ANOVA mit Post-hoc Tests für αFLEX[LS-PV], und muskuläre Voraktivierung getestet. Abhängigkeiten von αFLEX[LS-PV] zu muskulärer Voraktivierung des Rumpfes wurde durch faktorspezifische Rangkorrelations-analyse (rs) berechnet. In der Folge wurden muskuläre Rumpfaktivitäten in Landephasen [DROP, IMPACT] unterteilt und analog im Einzelnen nach ihren Assoziationen zu αFLEX[LS-PV] getestet. Zudem wurde jegliche Muskelaktivierung paarig zwischen DROP und IMPACT verglichen (Mean ±SD, T-Test für abhängige Stichproben). ERGEBNISSE: Die Ausprägung von αMAX zeigte insgesamt hohe Variabilität innerhalb eines Testtages (CV =36%). Geringste intra-individuelle Variabilität und zugleich höchste Reproduzierbarkeit zwischen den Test-Tagen wurde für αMAX in Flexion der Wirbelsäule gefunden. αFLEX[LS-PV] zeigte nahezu durchgehend sig. höhere Werte im Vergleich zu αMAX kranialerer Gelenke und anderer Bewegungsebenen. αFLEX[LS-PV] stieg zudem graduell mit zunehmenden Landungshöhen. Landungsunerfahrene Probanden wiesen im Vergleich zu Probanden mit Vorerfahrung signifikant höhere αFLEX[LS-PV] auf (p=.016). Markant höchste muskuläre Aktivität wurde von M. Obliquus Int. mit M. Transversus Abd. (66 ±32%MVC) und M. Erector Spinae (47 ±15%MVC), verglichen zu geringster Aktivität von M. Rectus Abd. (10 ±4%MVC) dargeboten. Bei Landungsunerfahrenen wurde im Vergleich zu Landungserfahrenen eine sig. höhere Aktivität des M. Obliquus Ext. gemessen (17 ±8%MVC, 12 ±7%MVC, p= .044). Zudem konnten schwache aber sig. positive Korrelation zwsichen der Aktivität des M. Obliquus Ext. bzw. dessen Kokontraktion mit dem M. Erector Spinae zu αFLEX[LS-PV] nachgewiesen werden (rs=.39, rs=.31). Die Rumpfmuskulatur zeigte insgesamt anteilig mehr Bereitstellung während DROP, wobei Spitzenaktivitäten nahezu aller Rumpfmuskeln in der proportional kürzeren IMPACT-Phase auftraten. Frauen und Landungen mit geplantem unmittelbarem Anschlussspung zeigten insgesamt höhere Voraktivierung der Rumpf-muskulatur, vorallem in IMPACT, wobei sich αFLEX[LS-PV] unter diesen Bedingungen nur insignifikant von anderen Landungen unterschied. DISKUSSION: Bei Landungen treten höchste segmentale Winkelbeschleunigungen in sagittaler Beugung der Lendenwirbelsäule auf. Die kompensatorische Stabilisation des Rumpfes scheint dabei maßgeblich durch eine dorso-ventrale Kokontraktion des M. Obliquus Int., M. Transversus Abd. und dem M. Erector Spinae zu erfolgen. Eine hohe Voraktivierung des M. Obliquuis Ext. kann als Maß einer geringen Landungserfahrung diskutiert werden und führt möglicherweise zu erhöhten Biegebelastungen an der Lendenwirbelsäule. Die in allen untersuchten Landungen dargebotene hohe Variabilität gemessener Winkelbeschleunigungen lassen auf sehr variabel eingesetzte Impulskompensationsmechanismen bei der Durchführungen von Landungen schließen. Eine standardiserte Erfassung und valide Einschätzung von Biegebelastungen der Lendenwirbelsäule bei Sprunglandungen ist hierdurch stark eingeschränkt. SCHLUSSFOLGERUNG: Sprunglandungen verursachen höchst belastende segmentale Winkelbeschleunigungen an der Lendenwirbelsäule, vorrangig in der Flexion. Diese können physiologisch bedingt als Maß für hoch energetische Biegebelastungen der Wirbelsäule verstanden werden. Ein mögliches Risiko hieraus resultierender struktureller Überlastung muss insbesondere in Betracht gezogen werden, wenn Landungsanforderungen die individuellen Landungfähigkeiten übersteigen. Eine probate muskuläre Wirbelsäulen-stabilisation bzw. derer regelmäßiges Training in der Durchführung von Landungsvorgängen scheint erforderlich um auftretende Biegebelastungen zu reduzieren. KW - spine KW - load KW - landing KW - trunk muscles KW - acceleration KW - Wirbelsäule KW - Belastung KW - Landung KW - Rumpfmuskulatur KW - Beschleunigung Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-427461 ER - TY - THES A1 - de Souza Silveira, Raul T1 - Human substrate metabolism at upper oxidative capacities T1 - Substrat-Metabolismus bei oberen oxidativen Kapazitäten BT - how intensity and pre-exercise nutrition affect the oxidative regulation of carbohydrate and fat during metabolic targeted running BT - wie Intensität und Ernährung vor dem Sport die oxidative Regulierung von Kohlenhydraten und Fett auf metabolisch gezielte Laufeinheiten wirken N2 - Introduction: Carbohydrate (CHO) and fat are the main substrates to fuel prolonged endurance exercise, each having its oxidation patterns regulated by several factors such as intensity, duration and mode of the activity, dietary intake pattern, muscle glycogen concentrations, gender and training status. Exercising at intensities where fat oxidation rates are high has been shown to induce metabolic benefits in recreational and health-oriented sportsmen. The exercise intensity (Fatpeak) eliciting peak fat oxidation rates is therefore of particular interest when aiming to prescribe exercise for the purpose of fat oxidation and related metabolic effects. Although running and walking are feasible and popular among the target population, no reliable protocols are available to assess Fatpeak as well as its actual velocity (VPFO) during treadmill ergometry. Moreover, to date, it remains unclear how pre-exercise CHO availability modulates the oxidative regulation of substrates when exercise is conducted at the intensity where the individual anaerobic threshold (IAT) is located (VIAT). That is, a metabolic marker representing the upper border where constant load endurance exercise can be sustained, being commonly used to guide athletic training or in performance diagnostics. The research objectives of the current thesis were therefore, 1) to assess the reliability and day-to-day variability of VPFO and Fatpeak during treadmill ergometry running; 2) to assess the impact of high CHO (HC) vs. low CHO (LC) diets (where on the LC day a combination of low CHO diet and a glycogen depleting exercise was implemented) on the oxidative regulation of CHOs and fat while exercise is conducted at VIAT. Methods: Research objective 1: Sixteen recreational athletes (f=7, m=9; 25 ± 3 y; 1.76 ± 0.09 m; 68.3 ± 13.7 kg; 23.1 ± 2.9 kg/m²) performed 2 different running protocols on 3 different days with standardized nutrition the day before testing. At day 1, peak oxygen uptake (VO2peak) and the velocities at the aerobic threshold (VLT) and respiratory exchange ratio (RER) of 1.00 (VRER) were assessed. At days 2 and 3, subjects ran an identical submaximal incremental test (Fat-peak test) composed of a 10 min warm-up (70% VLT) followed by 5 stages of 6 min with equal increments (stage 1 = VLT, stage 5 = VRER). Breath-by-breath gas exchange data was measured continuously and used to determine fat oxidation rates. A third order polynomial function was used to identify VPFO and subsequently Fatpeak. The reproducibility and variability of variables was verified with an intraclass correlation coefficient (ICC), Pearson’s correlation coefficient, coefficient of variation (CV) and the mean differences (bias) ± 95% limits of agreement (LoA). Research objective 2: Sixteen recreational runners (m=8, f=8; 28 ± 3 y; 1.76 ± 0.09 m; 72 ± 13 kg; 23 ± 2 kg/m²) performed 3 different running protocols, each allocated on a different day. At day 1, a maximal stepwise incremental test was implemented to assess the IAT and VIAT. During days 2 and 3, participants ran a constant-pace bout (30 min) at VIAT that was combined with randomly assigned HC (7g/kg/d) or LC (3g/kg/d) diets for the 24 h before testing. Breath-by-breath gas exchange data was measured continuously and used to determine substrate oxidation. Dietary data and differences in substrate oxidation were analyzed with a paired t-test. A two-way ANOVA tested the diet X gender interaction (α = 0.05). Results: Research objective 1: ICC, Pearson’s correlation and CV for VPFO and Fatpeak were 0.98, 0.97, 5.0%; and 0.90, 0.81, 7.0%, respectively. Bias ± 95% LoA was -0.3 ± 0.9 km/h for VPFO and -2 ± 8% of VO2peak for Fatpeak. Research objective 2: Overall, the IAT and VIAT were 2.74 ± 0.39 mmol/l and 11.1 ± 1.4 km/h, respectively. CHO oxidation was 3.45 ± 0.08 and 2.90 ± 0.07 g/min during HC and LC bouts respectively (P < 0.05). Likewise, fat oxidation was 0.13 ± 0.03 and 0.36 ± 0.03 g/min (P < 0.05). Females had 14% (P < 0.05) and 12% (P > 0.05) greater fat oxidation compared to males during HC and LC bouts, respectively. Conclusions: Research objective 1: In summary, relative and absolute reliability indicators for VPFO and Fatpeak were found to be excellent. The observed LoA may now serve as a basis for future training prescriptions, although fat oxidation rates at prolonged exercise bouts at this intensity still need to be investigated. Research objective 2: Twenty-four hours of high CHO consumption results in concurrent higher CHO oxidation rates and overall utilization, whereas maintaining a low systemic CHO availability significantly increases the contribution of fat to the overall energy metabolism. The observed gender differences underline the necessity of individualized dietary planning before exerting at intensities associated with performance exercise. Ultimately, future research should establish how these findings can be extrapolated to training and competitive situations and with that provide trainers and nutritionists with improved data to derive training prescriptions. N2 - Einleitung: Kohlenhydrate (CHO) und Fett sind die bedeutendsten Energieträger bei anhaltender Ausdauerbelastung. Diese Substrate haben individuelle Oxidationsmuster, die von Intensität, Dauer und Art der Aktivität, sowie Nahrungszufuhr, Muskelglykogen-konzentration, Geschlecht und Trainingsstatus abhängen. Es ist bekannt, dass körperliche Aktivität unter hohen Fettverbrennungsraten, vorteilhafte metabolische Effekte bei freizeitaktiven und gesundheitsorientierten Sportlern hervorrufen. Die durch Belastungsintensität (Fatpeak) hervorgerufene höchste Fettoxidationsrate ist daher von besonderer Bedeutung für Empfehlungen von Fettverbrennungsaktivitäten und hierzu gehörigen metabolischen Effekten. Obgleich Joggen und Laufen als praktikabel und verbreitet in entsprechenden Zielgruppen angesehen wird, existieren keine reliablen Protokolle um Fatpeak und die hierzu spezifische Geschwindigkeit (VPFO) bei einer Laufbandergometrie zu bestimmen. Darüberhinaus, ist bis heute ungeklärt, inwiefern die Verfügbarkeit von CHO vor körperlicher Belastung, die oxidative Regulation von Substraten beeinflusst, wenn die Belastungsintensität bei der individuelle anaeroben Schwelle (IAT) durchgeführt wird (VIAT). Die IAT beschreibt hierbei einen metabolischen Schwellenwert, bis zu welchem eine konstante Ausdauerleistung aufrecht erhalten werden kann. Dieser Schwellenwert wird üblicherweise zur Trainingssteuerung oder Leistungsdiagnostik herangezogen. Die Forschungsziele der hier vorgelegten Thesis sind daher: 1) Die Überprüfung der Reliabilität und Variabilität von VPFO und Fatpeak während einer Laufbandergometrie; 2) Die Überprüfung des Einflusses von kohlenhydratreicher (HC) im Vergleich zu kohlenhydratarmer (LC) Nahrungszufuhr auf die Regulierung der Oxidation von Kohlenhydraten und Fetten während körperlicher Aktivität bei VIAT. Hierbei wurde am LC Tag eine Kombination von geringer CHO Zufuhr und einer Glykogen verarmenden Belastung implementiert. Methoden: Forschungsziel 1: Sechszehn Freizeitsportler (f=7, m=9; 25 ± 3 y; 1.76 ± 0.09 m; 68.3 ± 13.7 kg; 23.1 ± 2.9 kg/m²) durchliefen 2 verschiedene Laufprotokolle an drei verschiedenen Tagen unter standardisierter Nahrungszufuhr vor den Untersuchungen. Am Tag 1 wurden die höchste Sauerstoffaufnahme (VO2peak) und die Geschwindigkeiten bei der aeroben Schwelle (VLT), sowie beim respiratorische Quotient (RER) von 1.00 (VRER) erfasst. Am Tag 2 und 3 absolvierten die Probanden einen identischen submaximalen Stufentest (Fat-peak test), welcher aus einer 10 min Erwärmungsphase (70% VLT) gefolgt von 5 gleichmäßig ansteigenden Stufen à 6 min (Stufe 1 = VLT, Stufe 5 = VRER) bestand. Atemgasdaten wurden durch „Breath-by-breath“-Analyse kontinuierlich gemessen und herangezogen um Fettoxidationsraten zu bestimmen. Aus diesen Daten wurde über eine Polynomfunktion dritter Ordnung VPFO und folglich Fatpeak identifiziert. Die Reproduzierbarkeit und Variabilität dieser Parameter wurde mittels des Intraklassen-Korrelationskoeffizient (ICC), des Pearson’s Korrelationskoeffizient, des Variabilitätskoeffizient (CV) und der mittleren Differenz (bias) ± 95% „limits of agreement“ (LoA) überprüft. Forschungsziel 2: Sechzehn Freizeitläufer (m=8, f=8; 28 ± 3 y; 1.76 ± 0.09 m; 72 ± 13 kg; 23 ± 2 kg/m²) durchliefen 3 verschiedene Laufprotokolle an jeweils unterschiedlichen Tagen. Am Tag 1 wurde ein maximaler Stufentest durchgeführt, um die IAT und VIAT zu erfassen. Am zweiten und dritten Tag absolvierten die Probanden eine Laufeinheit (30 min) in konstanter Geschwindigkeit bei VIAT, unter Berücksichtigung einer 24 h zuvor durchgeführten und zufällig zugewiesenen Diät mit entweder HC (7g/kg/d) oder LC (3g/kg/d). „Breath-by-breath“-Atemgasdaten wurden kontinuierlich erfasst und für die Bestimmung der Substratoxidation herangezogen. Ernährungsdaten und Unterschiede in Substratoxidation wurden mittels t-test für abhängige Probanden analysiert. Interaktionseffekte zwischen Diät und Geschlecht wurden mittels einer Zwei-Wege ANOVA getestet (α = 0.05). Ergebnisse: Forschungsziel 1: ICC, Pearson’s Korrelationskoeffizient und CV von VPFO und Fatpeak waren 0.98, 0.97, 5.0%; und respektive 0.90, 0.81, 7.0%. Bias ± 95% LoA betrug -0.3 ± 0.9 km/h für VPFO und -2 ± 8% von VO2peak für Fatpeak. Forschungsziel 2: Insgesamt waren IAT 2.74 ± 0.39 mmol/l und VIAT 11.1 ± 1.4 km/h. CHO Oxidation war 3.45 ± 0.08 g/min während HC und respektive 2.90 ± 0.07 g/min während LC Laufeinheiten (P < 0.05). Gleichermaßen war Fettoxidation 0.13 ± 0.03 und 0.36 ± 0.03 g/min (P < 0.05). Frauen hatten im Vergleich zu Männern 14% (P < 0.05) und 12% (P > 0.05) größere Fettoxidation in HC und respektive LC Laufeinheiten. Schlussfolgerungen: Forschungsziel 1: Zusammenfassend wurde eine exzellente relative und absolute Reliabilität für VPFO und Fatpeak gezeigt. Die gefundenen LoA könnten als Basis für zukünftige Trainingssteuerungsempfehlungen genutzt werden, obwohl Fettoxidationsraten bei anhaltenden Ausdauertrainingseinheiten bei dieser Intensität noch untersucht werden müssen. Forschungsziel 2: Hohe CHO-Zufuhr 24 h vor Belastung führt zu einhergehenden höheren CHO-Oxidationsraten und -verwertung, wobei eine niedrige systemische CHO-Verfügbarkeit den Anteil an Fettoxidation im gesamten Energiemetabolismus signifikant erhöht. Die beobachteten Geschlechtsunterschiede unterstreichen die Notwendigkeit einer individualisierten Ernährungsplanung im Vorfeld einer Belastung unter leistungsorientierten Intensitäten. Schlussendlich sollte zukünftige Forschung feststellen, wie hiesige Ergebnisse in Training und Wettkampfsituationen umgesetzt werden können, um somit Trainern und Ernährungswissenschaftlern verbesserte Daten für Trainingsempfehlungen bereitzustellen. KW - fat oxidation KW - carbohydrate oxidation KW - individual anaerobic threshold KW - Fettoxidation KW - Kohlenhydratoxidation KW - individuelle anaerobe Schwelle Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-423338 ER - TY - THES A1 - Lacroix, André T1 - Factors influencing the effectiveness of balance and resistance training in older adults T1 - Effektivität von Gleichgewichts- und Krafttraining bei älteren Menschen: beeinflussende Faktoren N2 - Hintergrund und Ziele: Altersbedingte Kraft- und Gleichgewichtsverluste sind mit Funktionseinschränkungen und einem erhöhten Sturzrisiko assoziiert. Kraft- und Gleichgewichtstraining haben das Potenzial, das Gleichgewicht und die Maximalkraft/Schnellkraft von gesunden älteren Menschen zu verbessern. Es ist jedoch noch nicht hinreichend untersucht, wie die Effektivität solcher Übungsprogramme von verschiedenen Faktoren beeinflusst wird. Hierzu gehören die Rolle der Rumpfmuskulatur, die Effekte von kombiniertem Kraft- und Gleichgewichtstraining sowie die Effekte der Trainingsanleitung. Die primären Ziele dieser Dissertation bestehen daher in der Überprüfung der Zusammenhänge von Rumpfkraft und Gleichgewichtsvariablen und der Effekte von kombiniertem Kraft- und Gleichgewichtstraining auf ein breites Spektrum an intrinsischen Sturzrisikofaktoren bei älteren Menschen. Ein wesentliches Ziel dieser Dissertation ist zudem die Überprüfung der Auswirkungen von angeleitetem gegenüber unangeleitetem Kraft- und/oder Gleichgewichtstraining auf Variablen des Gleichgewichts und der Maximal-/Schnellkraft bei älteren Menschen. Methoden: Gesunde ältere Erwachsene im Alter zwischen 63 und 80 Jahren wurden in einer Querschnittsstudie, einer Längsschnittstudie und einer Metaanalyse untersucht (Gruppenmittelwerte Meta-Analyse: 65.3-81.1 Jahre). Messungen des Gleichgewichts (statisches/dynamisches, proaktives, reaktives Gleichgewicht) wurden mittels klinischer (z. B. Romberg Test) und instrumentierter Tests (z. B. 10 Meter Gangtest inklusive elektrischer Erfassung von Gangparametern) durchgeführt. Die isometrische Maximalkraft der Rumpfmuskulatur wurde mit speziellen Rumpfkraft-Maschinen gemessen. Für die Überprüfung der dynamischen Maximal-/Schnellkraft der unteren Extremität wurden klinische Tests (z. B. Chair Stand Test) verwendet. Weiterhin wurde ein kombiniertes Kraft- und Gleichgewichtstraining durchgeführt, um trainingsbedingte Effekte auf Gleichgewicht und Maximal-/Schnellkraft sowie die Effekte der Trainingsanleitung bei älteren Erwachsenen zu untersuchen. Ergebnisse: Die Ergebnisse zeigten signifikante Korrelationen zwischen Rumpfkraft und statischem sowie ausgewählten Parametern des dynamischen Gleichgewichts (0.42 ≤ r ≤ 0.57). Kombiniertes Kraft- und Gleichgewichtstraining verbesserte das statische/dynamische (z. B. Romberg Test, Ganggeschwindigkeit), proaktive (z. B. Timed Up und Go Test) und reaktive Gleichgewicht (z. B. Push and Release Test) sowie die Maximal-/Schnellkraft (z. B. Chair Stand Test) von gesunden älteren Menschen (0.62 ≤ Cohen’s d ≤ 2.86; alle p < 0.05). Angeleitetes Training führte verglichen mit unangeleitetem Training zu größeren Effekten bei Gleichgewicht und Maximal-/Schnellkraft [Längsschnittstudie: Effekte in der angeleiteten Gruppe 0.26 ≤ d ≤ 2.86, Effekte in der unangeleiteten Gruppe 0.06 ≤ d ≤ 2.30; Metaanalyse: alle Standardisierte Mittelwertdifferenzen (SMDbs) zugunsten der angeleiteten Programme 0.24-0.53]. Die Metaanalyse zeigte zudem größere Effekte zugunsten der angeleiteten Programme, wenn diese mit komplett unbeaufsichtigten Programmen verglichen wurden (0.28 ≤ SMDbs ≤ 1.24). Diese Effekte zugunsten der angeleiteten Interventionen wurden jedoch abgeschwächt, wenn sie mit unangeleiteten Interventionen verglichen wurden, die wenige zusätzliche angeleitete Einheiten integrierten (−0.06 ≤ SMDbs ≤ 0.41). Schlussfolgerungen: Eine Aufnahme von Rumpfkraftübungen in sturzpräventive Trainingsprogramme für ältere Menschen könnte die Verbesserung von Gleichgewichtsparametern positiv beeinflussen. Die positiven Effekte auf eine Vielzahl wichtiger intrinsischer Sturzrisikofaktoren (z. B. Gleichgewichts-, Kraftdefizite) implizieren, dass besonders die Kombination aus Kraft- und Gleichgewichtstraining eine durchführbare und effektive sturzpräventive Intervention ist. Aufgrund größerer Effekte von angeleitetem im Vergleich zu unangeleitetem Training sollten angeleitete Einheiten in sturzpräventive Übungsprogramme für ältere Erwachsene integriert werden. N2 - Background and objectives: Age-related losses of lower extremity muscle strength/power and deficits in static and particularly dynamic balance are associated with impaired functional performance and the occurrence of falls. It has been shown that balance and resistance training have the potential to improve balance and muscle strength in healthy older adults. However, it is still open to debate how the effectiveness of balance and resistance training in older adults is influenced by different factors. This includes the role of trunk muscle strength, the comprehensive effects of combined balance and resistance training, and the role of exercise supervision. Therefore, the primary objectives of this doctoral thesis are to investigate the relationship between trunk muscle strength and balance performance and to examine the effects of an expert-based balance and resistance training protocol on various measures of balance and lower extremity muscle strength/power in older adults. Furthermore, the impact of supervised versus unsupervised balance and/or resistance training interventions in the elderly will be evaluated. Methods: Healthy older adults aged 63-80 years were included in a cross-sectional study, a longitudinal study, and a meta-analysis (range group means meta-analysis: 65.3-81.1 years) registering balance and muscle strength/power performance. Different measures of balance (i.e., static/dynamic, proactive, reactive) were examined using clinical (e.g., Romberg test) and instrumented tests (e.g., 10 meter walking test on a sensor-equipped walkway). Isometric strength of the trunk muscles was assessed using instrumented trunk muscle strength apparatus and lower extremity dynamic muscle strength/power was examined using clinical tests (e.g., Chair Stand Test). Further, a combined balance and resistance training protocol was applied to examine training-induced effects on balance and muscle strength/power as well as the role of supervision in older adults. Results: Findings revealed that measures of trunk muscle strength and static steady-state balance as well as specific measures of dynamic steady-state balance were significantly associated in the elderly (0.42 ≤ r ≤ 0.57). Combined balance and resistance training significantly improved older adults' static/dynamic steady-state (e.g., Romberg test; habitual gait speed), pro-active (e.g., Timed Up and Go Test), and reactive balance (e.g., Push and Release Test) as well as muscle strength/power (e.g., Chair Stand Test) (0.62 ≤ Cohen’s d ≤ 2.86; all p < 0.05). Supervised compared to unsupervised balance and/or resistance training was superior in enhancing older adults' balance and muscle strength/power performance regarding all observed outcome categories [longitudinal study: effects for the supervised group 0.26 ≤ d ≤ 2.86, effects for the unsupervised group 0.06 ≤ d ≤ 2.30; meta-analysis: all between-subject standardized mean differences (SMDbs) in favor of the supervised training programs 0.24-0.53]. The meta-analysis additionally showed larger effects in favor of supervised interventions when compared to completely unsupervised interventions (0.28 ≤ SMDbs ≤ 1.24). These effects in favor of the supervised programs faded when compared with studies that implemented a small amount of supervised sessions in their unsupervised interventions (−0.06 ≤ SMDbs ≤ 0.41). Conclusions: Trunk muscle strength is associated with steady-state balance performance and may therefore be integrated in fall-preventive exercise interventions for older adults. The examined positive effects on a large number of important intrinsic fall risk factors (e.g., balance deficits, muscle weakness) imply that particularly the combination of balance and resistance training appears to be a feasible and effective exercise intervention for fall prevention. Owing to the beneficial effects of supervised compared to unsupervised interventions, supervised sessions should be integrated in fall-preventive balance and/or resistance training programs for older adults. KW - Senioren KW - Gleichgewicht KW - Maximalkraft/Schnellkraft KW - Rumpfkraft KW - Gleichgewichtstraining KW - Krafttraining KW - Übungsanleitung KW - elderly KW - balance KW - lower extremity muscle strength/power KW - trunk muscle strength KW - balance training KW - resistance training KW - exercise supervision Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-411826 ER - TY - THES A1 - Engel, Tilman T1 - Motor control strategies in response to unexpected disturbances of dynamic postural control in people with and without low back pain T1 - Strategien der Bewegungskontrolle nach unerwarteten Störungen der dynamischen posturalen Kontrolle in Personen mit und ohne Rückenschmerzen N2 - Background: Low back pain (LBP) is one of the world wide leading causes of limited activity and disability. Impaired motor control has been found to be one of the possible factors related to the development or persistence of LBP. In particularly, motor control strategies seemed to be altered in situations requiring reactive responses of the trunk counteracting sudden external forces. However, muscular responses were mostly assessed in (quasi) static testing situations under simplified laboratory conditions. Comprehensive investigations in motor control strategies during dynamic everyday situations are lacking. The present research project aimed to investigate muscular compensation strategies following unexpected gait perturbations in people with and without LBP. A novel treadmill stumbling protocol was tested for its validity and reliability to provoke muscular reflex responses at the trunk and the lower extremities (study 1). Thereafter, motor control strategies in response to sudden perturbations were compared between people with LBP and asymptomatic controls (CTRL) (study 2). In accordance with more recent concepts of motor adaptation to pain, it was hypothesized that pain may have profound consequences on motor control strategies in LBP. Therefore, it was investigated whether differences in compensation strategies were either consisting of changes local to the painful area at the trunk, or also being present in remote areas such as at the lower extremities. Methods: All investigations were performed on a custom build split-belt treadmill simulating trip-like events by unexpected rapid deceleration impulses (amplitude: 2 m/s; duration: 100 ms; 200 ms after heel contact) at 1m/s baseline velocity. A total number of 5 (study 1) and 15 (study 2) right sided perturbations were applied during walking trials. Muscular activities were assessed by surface electromyography (EMG), recorded at 12 trunk muscles and 10 (study 1) respectively 5 (study 2) leg muscles. EMG latencies of muscle onset [ms] were retrieved by a semi-automatic detection method. EMG amplitudes (root mean square (RMS)) were assessed within 200 ms post perturbation, normalized to full strides prior to any perturbation [RMS%]. Latency and amplitude investigations were performed for each muscle individually, as well as for pooled data of muscles grouped by location. Characteristic pain intensity scores (CPIS; 0-100 points, von Korff) based on mean intensity ratings reported for current, worst and average pain over the last three months were used to allocate participants into LBP (≥30 points) or CTRL (≤10 points). Test-retest reproducibility between measurements was determined by a compilation of measures of reliability. Differences in muscular activities between LBP and CTRL were analysed descriptively for individual muscles; differences based on grouped muscles were statistically tested by using a multivariate analysis of variance (MANOVA, α =0.05). Results: Thirteen individuals were included into the analysis of study 1. EMG latencies revealed reflex muscle activities following the perturbation (mean: 89 ms). Respective EMG amplitudes were on average 5-fold of those assessed in unperturbed strides, though being characterized by a high inter-subject variability. Test-retest reliability of muscle latencies showed a high reproducibility, both for muscles at the trunk and legs. In contrast, reproducibility of amplitudes was only weak to moderate for individual muscles, but increased when being assessed as a location specific outcome summary of grouped muscles. Seventy-six individuals were eligible for data analysis in study 2. Group allocation according to CPIS resulted in n=25 for LBP and n=29 for CTRL. Descriptive analysis of activity onsets revealed longer delays for all muscles within LBP compared to CTRL (trunk muscles: mean 10 ms; leg muscles: mean 3 ms). Onset latencies of grouped muscles revealed statistically significant differences between LBP and CTRL for right (p=0.009) and left (p=0.007) abdominal muscle groups. EMG amplitude analysis showed a high variability in activation levels between individuals, independent of group assignment or location. Statistical testing of grouped muscles indicated no significant difference in amplitudes between LBP and CTRL. Discussion: The present research project could show that perturbed treadmill walking is suitable to provoke comprehensive reflex responses at the trunk and lower extremities, both in terms of sudden onsets and amplitudes of reflex activity. Moreover, it could demonstrate that sudden loadings under dynamic conditions provoke an altered reflex timing of muscles surrounding the trunk in people with LBP compared to CTRL. In line with previous investigations, compensation strategies seemed to be deployed in a task specific manner, with differences between LBP and CTRL being evident predominately at ventral sides. No muscular alterations exceeding the trunk could be found when being assessed under the automated task of locomotion. While rehabilitation programs tailored towards LBP are still under debate, it is tempting to urge the implementation of dynamic sudden loading incidents of the trunk to enhance motor control and thereby to improve spinal protection. Moreover, in respect to the consistently observed task specificity of muscular compensation strategies, such a rehabilitation program should be rich in variety. N2 - Hintergrund: Unterer Rückenschmerz (LBP) stellt eine der weltweit führenden Ursachen für eine eingeschränkte körperliche Funktion und Belastbarkeit dar. Defizite in der neuromuskulären Ansteuerung gelten als einer der möglichen Faktoren im Zusammenhang mit der Entstehung und Persistenz von LBP. Insbesondere in Situationen, die eine aktive Kompensation von plötzlich auftretenden Lasten am Rumpf beinhalten, konnten veränderte Strategien in der muskulären Antwort bei LBP aufgezeigt werden. Allerdings basierten solche Untersuchungen meistens auf (quasi) statischen Testsituationen unter vereinfachten Laborbedingungen. Ob die beobachteten muskulären Reaktionen isolierter Rumpfbelastungen repräsentativ sind für eine neuromuskuläre Ansteuerung unter dynamischen Alltagsbedingungen ist bisher nicht geklärt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, muskuläre Kompensationsstrategien in Folge unerwarteter Gangperturbationen bei Personen mit und ohne LBP zu untersuchen. Um muskuläre Reflexantworten am Rumpf und an den unteren Extremitäten zu provozieren wurde ein neu entwickeltes Laufband-Stolperprotokoll auf Validität und Reliabilität getestet (Studie 1). Aufbauend erfolgte der Vergleich neuromuskulärer Antworten in Reaktion auf plötzlich applizierte Gangperturbationen zwischen Personen mit LBP und asymptomatischen Kontrollpersonen (CTRL) (Studie 2). In Übereinstimmung mit aktuellen Modellen zur motorischen Anpassung bei Schmerzen wurde untersucht, ob Unterschiede in den beobachteten Kompensationsstrategien auf lokale Veränderungen am Rumpf reduziert sind, oder ebenfalls in rumpffernen Körperregionen auftreten. Methoden: Alle Untersuchungen wurden mit einem Spezial-Laufband durchgeführt, welches mittels unerwarteter schneller Abbremsimpulse (Amplitude: 2 m/s, Dauer: 100 ms, 200 ms nach Fersenkontakt) die Simulation von Stolperereignissen während der Gangbewegung (1 m/s) erlaubt. Eine Anzahl von 5 (Studie 1) bzw. 15 (Studie 2) rechtsseitigen Perturbationen wurde im Verlaufs des Stolperprotokolls appliziert. Muskuläre Aktivitäten wurden mittels Elektromyographie (EMG) von 12 Rumpf- sowie 10 (Studie 1) bzw. 5 (Studie 2) Beinmuskeln aufgezeichnet. EMG-Latenzen wurden mittels eines halb-automatischen Detektions-Verfahrens ermittelt. Die Berechnung der EMG Amplituden (RMS) erfolgte für den Zeitraum von 200 ms nach Perturbation, normiert auf den gesamten Schrittzyklus des unperturbierten Ganges [%]. Latenz- und Amplituden-Messgrößen wurden für jeden Muskel individuell und für gepoolte Daten (gruppiert nach Lokalisation) berechnet. Charakteristische Schmerzintensitätswerte (CPIS, 0-100 Punkte, von Korff), basierend auf gemittelten Angaben zu akuten, sowie höchsten und durchschnittlichen Schmerzen der letzten drei Monate wurden zur Einteilung in LBP (≥30 Punkte) und CTRL (≤ 10 Punkte) verwendet. Zur Beurteilung der Test-retest Reliabilität wurden verschiedene Reliabilitätsparameter herangezogen. Unterschiede in den Muskelaktivitäten zwischen LBP und CTRL wurden für individuelle Muskeln deskriptiv analysiert. Gepoolte Daten gruppierter Muskeln wurden mittels multivariater Varianzanalyse (MANOVA; α = 0,05) statistisch getestet. Ergebnisse: Ergebnisse von 13 Probanden wurden für die Analyse von Studie 1 herangezogen. EMG-Latenzen zeigten Muskelaktivitäten repräsentativ für Reflexantworten im Nachgang applizierter Gangperturbationen, sowohl an Rumpf- als auch an Beinmuskulatur (Mittelwert: 89 ms, Range: 75 bis 117 ms). EMG-Amplituden erreichten im Durchschnitt ein 5-fach erhöhtes Aktivitätsniveau innerhalb des 200 ms Zeitfensters nach Perturbation (Range: 106 bis 909 RMS%), jedoch gezeichnet von einer hohen interindividuellen Variabilität zwischen den Probanden. Eine hohe Reproduzierbarkeit für EMG-Latenzen konnte anhand der Reliabilitätsparameter aufgezeigt werden. EMG-Amplituden dagegen erwiesen sich als nur geringfügig reliabel bei der Betrachtung individueller Muskeln. Für die Datenanalyse in Studie 2 waren 76 Probanden geeignet. Die Gruppenzuteilung nach CPIS ergab n = 25 für LBP und n = 29 für CTRL. EMG-Latenzen zeigten eine erhöhte Aktivitätsverzögerung aller Muskeln für LBP im Vergleich zu CTRL (Rumpf: Mittelwert 10 ms; Bein: Mittelwert 3 ms). EMG-Latenzen gruppierter Muskeln zeigten statistisch signifikante Unterschiede zwischen LBP und CTRL für rechtsseitige (p=0,009) und linksseitige (p=0,007) abdominale Muskelgruppen. EMG-Amplituden waren geprägt von einer hohen interindividuellen Variabilität, unabhängig von Gruppenzuordnung oder Lokalisation. Diskussion: Das vorliegende Forschungsprojekt konnte belegen, dass Gangperturbationen dafür geeignet sind, umfassende Reflexantworten am Rumpf und den unteren Extremitäten zu provozieren. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass unerwartete Gangperturbationen zu einer zeitlich verzögerten Reflexantwort der rumpfumgreifenden Muskulatur bei Personen mit LBP im Vergleich zur Kontrollgruppe führen. In Übereinstimmung mit den Ergebnissen vorheriger Untersuchungen erscheinen dabei die gewählten Kompensationsstrategien aufgabenspezifisch angepasst zu sein. Veränderte muskuläre Reaktionsmuster abseits des Rumpfes konnten trotz Einbezug weiterer Lokalisationen nicht gefunden werden. Gegenüber isolierten Rumpfbelastungen erlaubt der Einsatz indirekter Perturbationsbelastungen während des Ganges alltagsrelevante situationsspezifische Defizite neuromuskulärer Kontrolle gezielt zu untersuchen. Bei der Erstellung neuer Theapiekonzepte zur Steigerung der neuromuskulären Kontrolle sollte in diesem Zusammenhang die Einbindung alltagsähnlicher indirekter Belastungsformen des Rumpfes diskutiert werden. KW - low back pain KW - trunk KW - perturbation KW - EMG KW - reflex KW - stumbling KW - Rückenschmerz KW - Rumpf KW - Perturbationen KW - Gang KW - Stolpern KW - Reflexaktivität Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-400742 ER - TY - THES A1 - Intziegianni, Konstantina T1 - Influence of age and pathology on Achilles tendon properties under functional tasks T1 - Einfluss von Alter und Pathologie auf Eigenschaften der Achillessehne während funktionaler Aufgaben N2 - Prevalence of Achilles tendinopathy increases with age, leading to a weaker tendon with predisposition to rupture. Previous studies, investigating Achilles tendon (AT) properties, are restricted to standardized isometric conditions. Knowledge regarding the influence of age and pa-thology on AT response under functional tasks remains limited. Therefore, the aim of the thesis was to investigate the influence of age and pathology on AT properties during a single-leg vertical jump. Healthy children, asymptomatic adults and patients with Achilles tendinopathy participated. Ultrasonography was used to assess AT-length, AT-cross-sectional area and AT-elongation. The reliability of the methodology used was evaluated both Intra- and inter-rater at rest and at maximal isometric plantar-flexion contraction and was further implemented to investigate tendon properties during functional task. During the functional task a single-leg vertical jump on a force plate was performed while simultaneously AT elongation and vertical ground reaction forces were recorded. AT compliance [mm/N] (elongation/force) and AT strain [%] (elongation/length) were calculated. Differences between groups were evaluated with respect to age (children vs. adults) and pathology (asymptomatic adults vs. patients). Good to excellent reliability with low levels of variability was achieved in the assessment of AT properties. During the jumps AT elongation was found to be statistical significant higher in children. However, no statistical significant difference was found for force among the groups. AT compliance and strain were found to be statistical significant higher only in children. No significant differences were found between asymptomatic adults and patients with tendinopathy. The methodology used to assess AT properties is reliable, allowing its implementation into further investigations. Higher AT-compliance in children might be considered as a protective factor against load-related injuries. During functional task, when higher forces are acting on the AT, tendinopathy does not result in a weaker tendon. N2 - Die Prävalenz der Achillessehenentendinopathie steigt mit zunehmendem Alter, was zu einer geschwächten Sehnenstruktur mit Prädisposition zur Ruptur führt. Frühere Studien, welche Achillesssehnen(AS)-Eigenschaften untersuchten, beschränkten sich auf standardisierte isometrische Bedingungen. Der Einfluss von Alter und Pathologie auf das AS-Verhalten während funktioneller Bewegungen ist unklar. Das die Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, den Einfluss des Alters und Pathologie auf AS-Eigenschaften während einen einbeinigen vertikalen Sprung zu untersuchen. Es wurden gesunde Kinder, asymptomatische Erwachsene und Patienten mit Achillessehnene-ndinopathie eingeschlossen. Sonographisch wurden AS-Länge, -Querschnittsfläche (cross-sectional area) und -Dehnung gemessen. Intra- und inter-rater Reliabilität der genutzten Methoden wurden sowohl in Ruhe als auch unter maximaler isometrischer Plantarflexion bestimmt und nachfolgend zur Untersuchung der funktionellen AS-Eigenschaften implementiert. Hierzu wurde ein einbeiniger vertikaler Sprung auf einer Kraftmessplatte absolviert und zeitgleich AS-Compliance sowie vertikale Bodenreaktionskräfte regsitriert. AS-Compliance [mm/N] (Dehnung/Kraft) und AS-Verformung [%] (Dehnung/Länge) wurden kalkuliert. Die Gruppenunterschiede wurden in Bezug auf Alter (Kinder vs. Erwachsene) und Pathologie (Erwachsene vs. Patienten) evaluiert. Bei der Bewertung der verwendeten Methode wurde eine gute bis sehr gute Reliabilität mit geringer Variabilität zur Beurteilung der AS-Eigenschaften erreicht. Während der einbeinigen Sprünge zeigte sich eine statistisch signifikant höhere AS-Dehnung bei Kindern verglichen zu Erwachsenen. Ein statistisch signifikanter Kraft-Unterschied bestand zwischen den Gruppen nicht. AS-Compliance und –Verformung waren ausschließlich statistisch signifikant höher bei den Kindern. Keine signifikanten Unterschiede zwischen Erwachsenen und Patienten wurden gefunden. Die Methodik zur Bestimmung der AS-Eigenschaften ist zuverlässig, was deren Implementierung in weitere funktionelle Untersuchungen ermöglicht. Die höhere funktionelle AS-Compliance bei Kindern kann als Schutz vor Überlastungsschäden diskutiert werden. Während funktioneller Aufgaben, bei denen höhere Kräfte auf die AS wirken, ging das Vorhandensein einer Tendinopathie nicht mit einer schwächeren Sehne einher. KW - Achilles tendon KW - tendinopathy KW - age KW - reliability KW - tendon mechanical properties KW - Achillessehne KW - Tendinopathie KW - Alter KW - Sehnen mechanische Eigenschaften Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-398732 ER - TY - THES A1 - Martínez Valdés, Eduardo Andrés T1 - Neuromuscular adaptations of either endurance or high-intensity interval training T1 - Neuromuskuläre Anpassung bei Ausdauer oder Hochintensiv-Intervalltraining BT - are there any differential adaptations in the motor unit population? BT - gibt es Adaptationsunterschiede in den Aktionspotenzialen motorischer Einheiten? N2 - During the last decade, high intensity interval training (HIIT) has been used as an alternative to endurance (END) exercise, since it requires less time to produce similar physiological adaptations. Previous literature has focused on HIIT changes in aerobic metabolism and cardiorespiratory fitness, however, there are currently no studies focusing on its neuromuscular adaptations. Therefore, this thesis aimed to compare the neuromuscular adaptations of both HIIT and END after a two-week training intervention, by using a novel technology called high-density surface electromyography (HDEMG) motor unit decomposition. This project consisted in two experiments, where healthy young men were recruited (aged between 18 to 35 years). In experiment one, the reliability of HDEMG motor unit variables (mean discharge rate, peak-to-peak amplitude, conduction velocity and discharge rate variability) was tested (Study 1), a new method to track the same motor units longitudinally was proposed (Study 2), and the level of low (<5Hz) and high (>5Hz) frequency motor unit coherence between vastus medialis (VM) and lateralis (VL) knee extensor muscles was measured (Study 4). In experiment two, a two-week HIIT and END intervention was conducted where cardiorespiratory fitness parameters (e.g. peak oxygen uptake) and motor unit variables from the VM and VL muscles were assessed pre and post intervention (Study 3). The results showed that HDEMG is reliable to monitor changes in motor unit activity and also allows the tracking of the same motor units across different testing sessions. As expected, both HIIT and END improved cardiorespiratory fitness parameters similarly. However, the neuromuscular adaptations of both types of training differed after the intervention, with HIIT showing a significant increase in knee extensor muscle strength that was accompanied by increased VM and VL motor unit discharge rates and HDEMG amplitude at the highest force levels [(50 and 70% of the maximum voluntary contraction force (MVC)], while END training induced a marked increase in time to task failure at lower force levels (30% MVC), without any influence on HDEMG amplitude and discharge rates. Additionally, the results showed that VM and VL muscles share most of their synaptic input since they present a large amount of low and high frequency motor unit coherence, which can explain the findings of the training intervention where both muscles showed similar changes in HDEMG amplitude and discharge rates. Taken together, the findings of the current thesis show that despite similar improvements in cardiopulmonary fitness, HIIT and END induced opposite adjustments in motor unit behavior. These results suggest that HIIT and END show specific neuromuscular adaptations, possibly related to their differences in exercise load intensity and training volume. N2 - Als Alternative zu Ausdauertraining (END) wurde während des letzten Jahrzehnts hochintensives Intervalltraining (HIIT) eingesetzt, da es weniger Zeit in Anspruch nimmt um ähnliche physiologische Anpassungen herbeizuführen. Die Literatur hat sich bislang auf Veränderungen des aeroben Stoffwechsels und der kardiorespiratorischen Fitness durch HIIT konzentriert, es fehlt jedoch an Studien, die sich mit der neuromuskulären Anpassung auseinandersetzen. Deswegen war das Ziel dieser Thesis die neuromuskulären Anpassungserscheinungen durch HIIT und END nach einer 2-wöchigen Trainingsintervention zu vergleichen. Dafür wurde eine neuartige Technik, die sogenannte High-Density Oberflächen Elektromyographie Motoreinheiten Zersetzung (HDEMG) genutzt. Dieses Projekt bestand aus zwei Experimenten, für die junge gesunde Männer zwischen 18 und 35 Jahren rekrutiert wurden. Im Rahmen des ersten Experiments wurde die Reliabilität der HDEMG Variablen (Entladungsrate, Amplitude, Weiterleitungsgeschwindigkeit und die Variabilität der Entladungsrate) untersucht (Studie 1), eine neue Methode zur longitudinalen Verfolgung der Motoreinheiten entwickelt (Studie 2) und die Kohärenz niedriger- (<5Hz) und hoher Frequenzen (>5Hz) der Knieextensoren vastus medialis (VM) und vastus lateralis (VL) gemessen (Studie 4). Das zweite Experiment beinhaltete eine zweiwöchige HIIT und END Intervention, bei der Parameter der kardiorespiratorischen Fitness (beispielsweise die maximale Sauerstoffaufnahme) und Parameter der Motoreinheiten des VM und VL vor- und nach der Intervention erfasst wurden (Studie 3). Die Ergebnisse bestätigen, dass HDEMG eine zuverlässige Methode zur Erkennung von Veränderungen der Motoreinheit-Aktivitäten ist, sowie zur Verfolgung der selben Motoreinheiten in verschiedenen Messungen. Wie erwartet haben HIIT und END die kardiorespiratorische Fitness gleichermaßen verbessert. Trotzdem unterscheiden sich die neuromuskulären Anpassungserscheinungen beider Trainingsinterventionen insofern, als dass durch HIIT ein signifikanter Kraftzuwachs der Knieextensoren hervorgerufen wurde, der durch eine erhöhte Entladungsrate der VM und VL Motoreinheiten und eine erhöhte HDEMG Amplitude bei größter Kraft [50 und 70% der Maximalkraft (MVC)] begleitet wurde. END hingegen bewirkte einen deutlichen Anstieg der „time to task failure“ bei niedrigeren Kraftintensitäten (30% MVC), ohne dabei die HDEMG Amplitude oder Entladungsrate zu beeinflussen. Außerdem konnten die Ergebnisse belegen, dass VM und VL einen Großteil des synaptischen Inputs teilen, da beide Muskeln eine hohe Kohärenz bei niedrigen- (<5Hz) und höheren Frequenzen (>5Hz) zeigen. Dies könnte eine mögliche Erklärung für die Ergebnisse der Trainingsintervention sein, bei der beide Muskeln ähnliche Veränderungen in der HDEMG Amplitude und der Entladungsrate vorwiesen. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse dieser Thesis, dass HIIT und END trotz ähnlicher Verbesserungen der kardiorespiratorischen Fitness unterschiedliche Anpassungen des Verhaltens der Motoreinheiten hervorrufen. Die Ergebnisse unterstreichen, dass HIIT und END spezifische Adaptionen auslösen, die möglicherweise auf den Unterschieden von Trainingsintensität und -volumen basieren. KW - high-density surface electromyography KW - motor unit decomposition KW - motor unit tracking KW - motor unit discharge rate KW - motor unit adaptation KW - neuromuscular adaptation KW - high-intensity interval training KW - endurance training KW - Mehrkanal-Oberflächen-Elektromyographie KW - motorischer Einheiten Zersetzung KW - motorischer Einheiten Verfolgung KW - motorischer Einheiten Entladungsrate KW - motorischer Einheiten Anpassung KW - neuromuskuläre Anpassung KW - hochintensives Intervalltraining KW - Ausdauertraining Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-396383 ER - TY - THES A1 - Reschke, Antje T1 - Effectiveness of a foot orthosis on muscular activity in functional ankle instability T1 - Der Einfluss einer Schuheinlage auf die muskuläre Aktivität bei funktioneller Sprunggelenksinstabilität BT - a randomized controlled trial BT - eine randomisierte, kontrollierte Studie N2 - A majority of studies documented a reduced ankle muscle activity, particularly of the peroneus longus muscle (PL), in patients with functional ankle instability (FI). It is considered valid that foot orthoses as well as sensorimotor training have a positive effect on ankle muscle activity in healthy individuals and those with lower limb overuse injuries or flat arched feet (reduced reaction time by sensorimotor exercises; increased ankle muscle amplitude by orthoses use). However, the acute- and long-term influence of foot orthoses on ankle muscle activity in individuals with FI is unknown. AIMS: The present thesis addressed (1a) acute- and (1b) long-term effects of foot orthoses compared to sensorimotor training on ankle muscle activity in patients with FI. (2) Further, it was investigated if the orthosis intervention group demonstrate higher ankle muscle activity by additional short-term use of a measurement in-shoe orthosis (compared to short-term use of “shoe only”) after intervention. (3) As prerequisite, it was evaluated if ankle muscle activity can be tested reliably and (4) if this differs between healthy individuals and those with FI. METHODS: Three intervention groups (orthosis group [OG], sensorimotor training group [SMTG], control group [CG]), consisting of both, healthy individuals and those with FI, underwent one longitudinal investigation (randomised controlled trial). Throughout 6 weeks of intervention, OG wore an in-shoe orthosis with a specific “PL stimulation module”, whereas SMTG conducted home-based exercises. CG served to measure test-retest reliability of ankle muscle activity (PL, M. tibialis anterior [TA] and M. gastrocnemius medialis [GM]). Pre- and post-intervention, ankle muscle activity (EMG amplitude) was recorded during “normal” unperturbed (NW) and perturbed walking (PW) on a split-belt treadmill (stimulus 200 ms post initial heel contact [IC]) as well as during side cutting (SC), each while wearing “shoes only” and additional measurement in-shoe orthoses (randomized order). Normalized RMS values (100% MVC, mean±SD) were calculated pre- (100-50 ms) and post (200-400 ms) - IC. RESULTS: (3) Test-retest reliability showed a high range of values in healthy individuals and those with FI. (4) Compared to healthy individuals, patients with FI demonstrated lower PL pre-activity during SC, however higher PL pre-activity for NW and PW. (1a) Acute orthoses use did not influence ankle muscle activity. (1b) For most conditions, sensorimotor training was more effective in individuals with FI than long-term orthotic intervention (increased: PL and GM pre-activity and TA reflex-activity for NW, PL pre-activity and TA, PL and GM reflex-activity for SC, PL reflex-activity for PW). However, prolonged orthoses use was more beneficial in terms of an increase in GM pre-activity during SC. For some conditions, long-term orthoses intervention was as effective as sensorimotor training for individuals with FI (increased: PL pre-activity for PW, TA pre-activity for SC, PL and GM reflex-activity for NW). Prolonged orthoses use was also advantageous in healthy individuals (increased: PL and GM pre-activity for NW and PW, PL pre-activity for SC, TA and PL reflex-activity for NW, PL and GM reflex-activity for PW). (2) The orthosis intervention group did not present higher ankle muscle activity by the additional short-term use of a measurement in-shoe orthosis at re-test after intervention. CONCLUSION: High variations of reproducibility reflect physiological variability in muscle activity during gait and therefore deemed acceptable. The main findings confirm the presence of sensorimotor long-term effects of specific foot orthoses in healthy individuals (primary preventive effect) and those with FI (therapeutic effect). Neuromuscular compensatory feedback- as well as anticipatory feedforward adaptation mechanism to prolonged orthoses use, specifically of the PL muscle, underpins the key role of PL in providing essential dynamic ankle joint stability. Due to its advantages over sensorimotor training (positive subjective feedback in terms of comfort, time-and-cost-effectiveness), long-term foot orthoses use can be recommended as an applicable therapy alternative in the treatment of FI. Long-term effect of foot orthoses in a population with FI must be validated in a larger sample size with longer follow-up periods to substantiate the generalizability of the existing outcomes. N2 - HINTERGRUND: Eine Mehrzahl an Studien konnte bei Patienten mit funktioneller Sprunggelenksinstabilität (FI) eine reduzierte Muskelaktivität der Sprunggelenksmuskulatur, besonders des M. peroneus longus (PL), zeigen. Es gilt als valide, dass Schuheinlagen als auch sensomotorische Trainingsformen einen positiven Effekt auf die Muskelaktivität der Sprunggelenksmuskulatur bei Gesunden und Personen mit Überlastungsreaktionen der unteren Extremität oder flachem Fußgewölbe haben (reduzierte Reaktionszeit durch sensomotorisches Training; erhöhte Muskelamplitude durch den Gebrauch von Einlagen). Jedoch ist der Akut-und Langzeiteinfluss von Schuheinlagen auf die Muskelaktivität der Sprunggelenksmuskulatur bei Personen mit FI unbekannt. ZIELE: Die vorliegende Arbeit befasste sich mit Akut (1a)- und Langzeiteffekten (1b) von Schuheinlagen im Vergleich zu sensomotorischem Training auf die Muskelaktivität der Sprunggelenksmuskulatur bei Patienten mit FI. (2) Des Weiteren wurde untersucht, ob eine Einlageninterventionsgruppe eine höhere Muskelaktivität durch den zusätzlichen kurzzeitigen Einsatz einer In-Schuh-Messeinlage (im Vergleich mit dem kurzzeitigen „nur Schuheinsatz“) nach der Intervention zeigt. (3) Als Voraussetzung wurde bewertet, ob die Muskelaktivität der Sprunggelenksmuskulatur zuverlässig (reproduzierbar) erfasst werden kann und (4) ob sie sich zwischen gesunden Personen von der bei Personen mit FI unterscheidet. METHODEN: Drei Interventionsgruppen (Einlagengruppe [OG], Sensomotorische Trainingsgruppe [SMTG], Kontrollgruppe [CG]), bestehend aus je Gesunden und Personen mit FI, wurden einer Längsschnittuntersuchung (Randomisierte kontrollierte Studie) unterzogen. In der 6 wöchigen Interventionsphase trug die OG eine In-Schuh-Einlage mit einem spezifischen „PL Stimulationsmodul“, während die SMTG heimbasierte Übungen durchführte. Die CG diente dazu, die Test-Retest-Zuverlässigkeit der Muskelaktivität der Sprunggelenksmuskulatur (PL, M. tibialis anterior [TA] and M. gastrocnemius medialis [GM]) zu messen. Vor- und nach der Intervention wurde die Muskelaktivität der Sprunggelenksmuskulatur (EMG-amplitude) während „normalem“ unperturbiertem (NW) und perturbiertem Gehen (PW) auf einem „split-belt“-Laufband (Reiz 200 ms nach initialem Fersenkontakt [IC]) und während eines „Seitschrittes“ (SC) als Antäuschmaneuver, jeweils mit Tragen von „Nur-Schuhen“ und mit zusätzlichen In-Schuh-Messeinlagen (randomisierte Reihenfolge), aufgezeichnet. Die normalisierten RMS-Werte (100% MVC, mean±SD) wurden vor (100-50 ms) und nach (200-400 ms) dem IC berechnet. ERGEBNISSE: (3) Die Test-Retest Zuverlässigkeit zeigte eine hohe Streuung der Werte bei Gesunden und Personen mit FI. (4) Verglichen mit den Gesunden, zeigten Patienten mit FI eine geringere PL Voraktivität beim SC, jedoch eine höhere PL Voraktivität beim NW und PW. (1a) Der akute Einlagengebrauch beeinflusste die Muskelaktivität des Sprunggelenkes nicht. (1b) Für die meisten Konditionen war das sensomotorische Training effektiver bei Personen mit FI als die langfristige Einlagenintervention (erhöhte Aktivität: PL and GM Voraktivität und TA Reflexaktivität beim NW, PL Voraktivität und TA, PL und GM Reflexaktivität beim SC, PL Reflexaktivität beim PW). Jedoch war der langfristige Einlagengebrauch vorteilhafter im Sinne einer erhöhten GM Voraktivität beim SC. Für einige Konditionen war die langfristige Einlagenintervention genauso effektiv wie das sensomotorische Training bei Personen mit FI (erhöhte Aktivität: PL Voraktivität beim PW, TA Voraktivität beim SC, PL and GM Reflexaktivität beim NW). Langanhaltender Einlagengebrauch war auch bei gesunden Personen vorteilhaft (erhöhte Aktivität: PL und GM Voraktivität beim NW und PW, PL Voraktivität beim SC, TA und PL Reflexaktivität beim NW, PL und GM Reflexaktivität beim PW). (2) Die Einlageninterventionsgruppe wies keine höhere Muskelaktivität der Sprunggelenksmuskulatur durch den zusätzlichen kurzzeitigen Einsatz einer In-Schuh-Messeinlage beim Re-test nach der Intervention auf. SCHLUSSFOLGERUNG: Große Variationen für die Reproduzierbarkeit spiegeln die physiologische Variabilität der Muskelaktivität während des Gehens wider und werden daher als akzeptabel erachtet. Die Hauptergebnisse bestätigen das Vorhandensein von sensomotorischen Langzeiteffekten von spezifischen Schuheinlagen bei Gesunden (primär-präventiver Effekt) und Personen mit FI (therapeutischer Effekt). Der neuromuskuläre kompensatorische Feedback- als auch der antizipatorische Feedforward- Anpassungsmechanismus auf die langfristige Einlagennutzung, insbesondere des M. peroneus longus, untermauert die Schlüsselrolle des PL in der Bereitstellung von essentieller dynamischer Sprunggelenksstabilität. Aufgrund seiner Vorteile gegenüber sensomotorischem Training (positives subjektives Feedback hinsichtlich des Komforts, Zeit-und-Kosteneffektivität), kann der langanhaltende Einlagengebrauch als geeignete Therapiealternative in der Behandlung von FI empfohlen werden. Der Langzeiteffekt von Schuheinlagen in einer Population mit FI bedarf einer Validierung mittels höherer Stichprobengrößen und längerer Follow-up-Perioden, um die Verallgemeinerbarkeit der existierenden Studienergebnisse zu belegen. KW - foot orthoses KW - neuromuscular activity KW - electromyography of lower limb KW - chronical ankle instability KW - randomized controlled trial KW - Schuheinlagen KW - neuromuskuläre Aktivität KW - Elektromyografie der unteren Extremität KW - chronische Sprunggelenksinstabilität KW - randomisierte, kontrollierte Studie Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-104366 ER - TY - THES A1 - Koth, Andreas T1 - Leadership qualities of menïs and womenïs coaches in NCAA division i womenïs tennis Y1 - 2004 ER - TY - THES A1 - Müller, Juliane T1 - Trunk loading and back pain T1 - Rumpfbelastungen und Rückenschmerzen BT - three-dimensional motion analysis and evaluation of neuromuscular reflex activity in response to sudden and continuous loading BT - dreidimensionale Bewegungsanalyse und Erfassung der neuromuskulären Aktivität des Rumpfes als Antwort auf plötzliche und kontinuierliche Belastungen N2 - An essential function of the trunk is the compensation of external forces and loads in order to guarantee stability. Stabilising the trunk during sudden, repetitive loading in everyday tasks, as well as during performance is important in order to protect against injury. Hence, reduced trunk stability is accepted as a risk factor for the development of back pain (BP). An altered activity pattern including extended response and activation times as well as increased co-contraction of the trunk muscles as well as a reduced range of motion and increased movement variability of the trunk are evident in back pain patients (BPP). These differences to healthy controls (H) have been evaluated primarily in quasi-static test situations involving isolated loading directly to the trunk. Nevertheless, transferability to everyday, dynamic situations is under debate. Therefore, the aim of this project is to analyse 3-dimensional motion and neuromuscular reflex activity of the trunk as response to dynamic trunk loading in healthy (H) and back pain patients (BPP). A measurement tool was developed to assess trunk stability, consisting of dynamic test situations. During these tests, loading of the trunk is generated by the upper and lower limbs with and without additional perturbation. Therefore, lifting of objects and stumbling while walking are adequate represents. With the help of a 12-lead EMG, neuromuscular activity of the muscles encompassing the trunk was assessed. In addition, three-dimensional trunk motion was analysed using a newly developed multi-segmental trunk model. The set-up was checked for reproducibility as well as validity. Afterwards, the defined measurement set-up was applied to assess trunk stability in comparisons of healthy and back pain patients. Clinically acceptable to excellent reliability could be shown for the methods (EMG/kinematics) used in the test situations. No changes in trunk motion pattern could be observed in healthy adults during continuous loading (lifting of objects) of different weights. In contrast, sudden loading of the trunk through perturbations to the lower limbs during walking led to an increased neuromuscular activity and ROM of the trunk. Moreover, BPP showed a delayed muscle response time and extended duration until maximum neuromuscular activity in response to sudden walking perturbations compared to healthy controls. In addition, a reduced lateral flexion of the trunk during perturbation could be shown in BPP. It is concluded that perturbed gait seems suitable to provoke higher demands on trunk stability in adults. The altered neuromuscular and kinematic compensation pattern in back pain patients (BPP) can be interpreted as increased spine loading and reduced trunk stability in patients. Therefore, this novel assessment of trunk stability is suitable to identify deficits in BPP. Assignment of affected BPP to therapy interventions with focus on stabilisation of the trunk aiming to improve neuromuscular control in dynamic situations is implied. Hence, sensorimotor training (SMT) to enhance trunk stability and compensation of unexpected sudden loading should be preferred. N2 - Eine ausgeprägte Rumpfstabilität gilt als vorteilhaft, um den Rumpf bei repetitiven und plötzlich auftretenden hohen Lasten sowohl in Alltagssituationen, am Arbeitsplatz als auch während Training- oder Wettkampfbelastungen im Sport zu stabilisieren und vor Beschwerden bzw. Verletzungen zu schützen. Eine reduzierte Rumpfstabilität wird daher als Risikofaktor für die Entwicklung von Rückenschmerzen angenommen. Eine veränderte Aktivität (verlängerte Reaktionszeit, verlängerte Aktivierungszeiten, erhöhte Ko-Kontraktion) der rumpfumgreifenden Muskulatur sowie ein reduziertes Bewegungsausmaß und eine erhöhte -variabilität des Rumpfes bei Rückenschmerzpatienten sind evident. Diese Unterschiede sind hauptsächlich in quasi-statischen Belastungssituationen mit isolierter Lasteinwirkung direkt am Rumpf nachgewiesen. Eine Übertragbarkeit auf alltagsnahe und dynamische Belastungssituationen ist jedoch kritisch zu hinterfragen. Ziel des Dissertationsprojektes ist die Entwicklung und Validierung eines Diagnostiktools zur Erhebung der Rumpfstabilität in dynamischen Belastungssituationen bei Gesunden und Rückenschmerzpatienten. Für die Erfassung der Rumpfstabilität wurde ein Mess-Verfahren bestehend aus dynamischen Belastungssituationen, in denen die Lasten über die Extremitäten generiert werden (Heben von Lasten, Perturbation im Gang), mit und ohne Perturbation entwickelt. Mit Hilfe eines 12-Kanal-EMGs wurde die neuromuskuläre Aktivität der rumpfumgreifenden Muskulatur erfasst. Zusätzlich wurde die 3-dimensonale Rumpfbewegung über ein neu entwickeltes multi-segmentales Rückenmodell analysiert. Dieses Methodensetup wurde auf Reproduzierbarkeit sowie Validität überprüft. Im Anschluss erfolgte eine Anwendung des definierten Diagnostiktools zur Erfassung der Rumpfstabilität im Vergleich von Probanden mit und ohne Rückenschmerzen. Eine klinisch akzeptable bis hervorragende Reliabilität konnte für die verwendeten Messvariablen (EMG/Kinematik) in den beschriebenen Belastungssituationen (Heben/Gang mit Perturbation) nachgewiesen werden. Gesunde Erwachsene zeigen bei einer kontinuierlichen Belastung des Rumpfes mit unterschiedlichen Gewichten (Heben von Lasten) keine Veränderung der Rumpfbewegung. Die plötzliche Belastung des Rumpfes durch Hinzunahme von Perturbationen der unteren Extremitäten im Gang konnte dagegen bei gesunden Probanden eine messbare Auslenkung des Rumpfes auf kinematischer als auch neuromuskulärer Ebene hervorrufen. Rückenschmerzpatienten zeigten ein verändertes neuromuskuläres und kinematisches Kompensationsmuster bei externen Perturbationen im Gang im Vergleich zu Gesunden. Dies ist charakterisiert durch eine verzögerte Reaktionszeit sowie verlängerte Dauer zum Erreichen der maximalen neuromuskulären Aktivität in Kombination mit einer reduzierten Lateralflexion des Rumpfes während Perturbation. Die gewählte Testsituation - Perturbation im Gang - scheint, trotz Applikation der Perturbation über die Extremitäten und fehlender Fixierung des Beckens, geeignet zur Provokation erhöhter Anforderungen an die Stabilisierung des Rumpfes bei erwachsenen Probanden. Das veränderte neuromuskuläre und kinematische Kompensationsmuster bei Rückenschmerzpatienten kann als Surrogat einer erhöhten Belastung sowie einer reduzierten Rumpfstabilität bei Patienten bewertet werden. Das neu entwickelte Verfahren zur Erfassung der Rumpfstabilität ist geeignet, um Defizite bei Rückenschmerzpatienten zu identifizieren und folglich individuelle Zuordnungen zu Trainingsmaßnahmen vorzunehmen. Der Fokus in der Prävention bzw. Therapie von Rückenschmerzen sollte dem Folgend auf der Stabilisierung des Rumpfes mit dem Ziel der Verbesserung der neuromuskulären Kontrolle des Rumpfes in dynamischen Situationen liegen. Ein sensomotorischer Trainingsansatz (SMT) zur Optimierung der Rumpfstabilität und Kompensationsfähigkeit von unerwarteten externen Lasten ist zu präferieren. KW - electromyography KW - trunk kinematics KW - spine KW - Wirbelsäule KW - Elektromyographie KW - Rumpfkinematik Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-102428 ER - TY - THES A1 - Wang, Victor-C. T1 - Injury and illness risk factors for elite athletes in training environment T1 - Verletzung und Krankheit Risikofaktoren für Elite-Athleten im Trainingsumfeld BT - a comparison between Germany and Taiwan BT - ein Vergleich zwischen Deutschland und Taiwan N2 - Since 1998, elite athletes’ sport injuries have been monitored in single sport event, which leads to the development of first comprehensive injury surveillance system in multi-sport Olympic Games in 2008. However, injury and illness occurred in training phases have not been systematically studied due to its multi-facets, potentially interactive risk related factors. The present thesis aim to address issues of feasibility of establishing a validated measure for injury/illness, training environment and psychosocial risk factors by creating the evaluation tool namely risk of injury questionnaire (Risk-IQ) for elite athletes, which based on IOC consensus statement 2009 recommended content of preparticipation evaluation(PPE) and periodic health exam (PHE). A total of 335 top level athletes and a total of 88 medical care providers from Germany and Taiwan participated in tow “cross-sectional plus longitudinal” Risk-IQ and MCPQ surveys respectively. Four categories of injury/illness related risk factors questions were asked in Risk-IQ for athletes while injury risk and psychological related questions were asked in MCPQ for MCP cohorts. Answers were quantified scales wise/subscales wise before analyzed with other factors/scales. In addition, adapted variables such as sport format were introduced for difference task of analysis. Validated with 2-wyas translation and test-retest reliabilities, the Risk-IQ was proved to be in good standard which were further confirmed by analyzed results from official surveys in both Germany and Taiwan. The result of Risk-IQ revealed that elite athletes’ accumulated total injuries, in general, were multi-factor dependent; influencing factors including but not limited to background experiences, medical history, PHE and PPE medical resources as well as stress from life events. Injuries of different body parts were sport format and location specific. Additionally, medical support of PPE and PHE indicated significant difference between German and Taiwan. The result of the present thesis confirmed that it is feasible to construct a comprehensive evalua-tion instrument for heterogeneous elite athletes cohorts’ risk factor analysis for injury/illness oc-curred during their non-competition periods. In average and with many moderators involved, Ger-man elite athletes have superior medical care support yet suffered more severe injuries than Tai-wanese counterparts. Opinions of injury related psychological issues reflected differently on vari-ous MCP groups irrespective of different nationalities. In general, influencing factors and interac-tions existed among relevant factors in both studies which implied further investigation with multiple regression analysis is needed for better understanding. N2 - Seit 1998 werden Sportverletzungen von Elitesportlern in Einzeldisziplinen untersucht und überwacht. Daraus entwickelte sich das erste Überwachungssystem von Sportverletzungen für verschiedene Sportdisziplinen, das zum ersten Mal 2008 bei den Olympischen Spielen zum Einsatz kam. Verletzungen und Krankheiten, die aus dem Training resultieren können, wurden bisher noch nicht systematisch beschrieben, da die potentiellen Verletzungsfaktoren vielfältig sein können. Die vorliegende Dissertation hat zum Ziel, Fragen der Zweckmäßigkeit einer validierten Maßnahme zum Verletzungsrisiko und den damit verbundenen psychosozialen Faktoren zu untersuchen. Ausgangspunkt für die Untersuchung ist das IOC consensus statement aus dem Jahr 2009 mit den beiden Bereichen PPE und PHE. 335 Elitesportler und 88 sportmedizinische Versorger aus Deutschland und Taiwan nahmen (zwischen Oktober 2013 und Februar 2014) an einer Querschnitts- und Längsstudie (Risk-IQ und MCPQ) teil. In der Risk-IQ-Umfrage unter den Elitesportlern wurden Fragen zu vier Kategorien von Verletzungsfaktoren gestellt. Die sportmedizinischen Versorger beantworteten Fragen zu Verletzungsrisiken und psychologische Fragen. Die Antworten wurden in Skalen und Unterskalen quantifiziert, bevor sie mit anderen Faktoren analysiert wurden. Darüber hinaus wurden angepasste Variablen wie zum Beispiel das Sportformat eingeführt. Im Vorfeld der Studie wurden die Übersetzungen der Umfragefragen validiert und Reliabilitäts-Test und Retests durchgeführt, bevor die Umfragen in Deutschland und Taiwan durchgeführt wurden. Das Ergebnis der Umfrage unter den Elitesportlern zeigt, dass die Sportverletzungen im Allgemeinen von verschiedenen Faktoren abhängig sind: Trainingserfahrungen, Leistungsniveau, medizinische Vorgeschichte, PHE und PPE Ressourcen sowie von psychosozialem Stress, der durch bestimmte Erlebnisse oder Schicksalsschläge ausgelöst werden kann. Die Art der Verletzungen werden durch die Sportart und den Trainingsort beeinflusst. Auch die medizinische Versorgung im Rahmen der PPE und PHE ist signifikant verschieden zwischen Deutschland und Taiwan. Im Ergebnis zeigt sich, dass es anhand eines umfassenden Erhebungsinstruments möglich ist, Verletzungsfaktoren für Elite-Athleten zu identifizieren. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass deutsche Elitesportler eine bessere medizinische Versorgung genießen als taiwanische Elitesportler. Allerdings sind sie auch von schwereren Verletzungen betroffen. Die Antworten zu den psychosozialen Einflussfaktoren gehen auseinander und lassen sich nicht auf Sportler einer Nationalität beschränken. KW - injury and illness KW - risk factors KW - elite athlete KW - sport training KW - Germany KW - Taiwan KW - Risikofaktoren KW - Verletzung KW - Elite-Athleten KW - Deutschland KW - Taiwan KW - injury surveillance KW - multi-sports KW - IOC KW - Olympic Games KW - national Olympic committees (NOCs) KW - international sport federations (IFs) KW - international competition participation KW - training phases KW - interaction KW - feasibility KW - validated measure KW - training environment KW - psychosocial KW - evaluation tool KW - sport injury KW - questionnaire KW - Risk-IQ KW - IOC consensus statement 2009 KW - pre-participation evaluation (PPE) KW - periodic health exam (PHE) KW - medical care providers (MCP) KW - medical care providers questionnaire (MCPQ) KW - cross-sectional KW - longitudinal KW - intra-class correlation coefficient (ICC) KW - factor analysis KW - scales KW - sport format KW - sport location KW - 2-wyas translation KW - forward and backward translation KW - test-retest reliabilities KW - multi-factor KW - medical history KW - medical resources KW - stress KW - inventory of life events (ILE) KW - perceived stress scale (PSS) KW - overtraining syndrome KW - body parts KW - medical education KW - medical support KW - comprehensive evaluation instrument KW - heterogeneous cohorts KW - non-competition periods KW - moderators KW - severe injury KW - opinions KW - nationalities KW - interactions KW - multiple logistic regression KW - Colorado injury report system (CIRS) KW - sport injury risk factors model KW - TRIPP model KW - stress and injury model KW - Bland and Altman plot Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-100925 ER - TY - THES A1 - Kopinski, Stephan T1 - The neuromuscular efficiency of lower back muscles in low back pain T1 - Die neuromuskuläre Effizienz der unteren Rückenmuskulatur bei Rückenschmerzen N2 - BACKGROUND: The etiology of low back pain (LBP), one of the most prevalent and costly diseases of our time, is accepted to be multi-causal, placing functional factors in the focus of research. Thereby, pain models suggest a centrally controlled strategy of trunk stiffening in LBP. However, supporting biomechanical evidence is mostly limited to static measurements during maximum voluntary contractions (MVC), probably influenced by psychological factors in LBP. Alternatively, repeated findings indicate that the neuromuscular efficiency (NME), characterized by the strength-to-activation relationship (SAR), of lower back muscles is impaired in LBP. Therefore, a dynamic SAR protocol, consisting of normalized trunk muscle activation recordings during submaximal loads (SMVC) seems to be relevant. This thesis aimed to investigate the influence of LBP on the NME and activation pattern of trunk muscles during dynamic trunk extensions. METHODS: The SAR protocol consisted of an initial MVC reference trial (MVC1), followed by SMVCs at 20, 40, 60 and 80% of MVC1 load. An isokinetic trunk dynamometer (Con-Trex TP, ROM: 45° flexion to 10° extension, velocity: 45°/s) and a trunk surface EMG setup (myon, up to 12 leads) was used. Extension torque output [Nm] and muscular activation [V] were assessed in all trials. Finally, another MVC trial was performed (MVC2) for reliability analysis. For SAR evaluation the SMVC trial values were normalized [%MVC1] and compared inter- and intra-individually. The methodical validity of the approach was tested in an isometric SAR single-case pilot study (S1a: N = 2, female LBP patient vs. healthy male). In addition, the validity of the MVC reference method was verified by comparing different contraction modes (S1b: N = 17, healthy individuals). Next, the isokinetic protocol was validated in terms of content for its applicability to display known physiological differences between sexes in a cross-sectional study (S2: each n = 25 healthy males/females). Finally, the influence of acute pain on NME was investigated longitudinally by comparing N = 8 acute LBP patients with the retest after remission of pain (S3). The SAR analysis focused on normalized agonistic extensor activation and abdominal and synergistic extensor co-activation (t-tests, ANOVA, α = .05) as well as on reliability of MVC1/2 outcomes. RESULTS: During the methodological validation of the protocol (S1a), the isometric SAR was found to be descriptively different between individuals. Whereas torque output was highest during eccentric MVC, no relevant difference in peak EMG activation was found between contraction modes (S1b). The isokinetic SAR sex comparison (S2), though showing no significant overall effects, revealed higher normalized extensor activation at moderate submaximal loads in females (13 ± 4%), primarily caused by pronounced thoracic activation. Similarly, co-activation analysis resulted in significantly higher antagonistic activation at moderate loads compared to males (33 ± 9%). During intra-individual analysis of SAR in LBP patients (S3), a significant effect of pain status on the SAR has been identified, manifesting as increased normalized EMG activation of extensors during acute LBP (11 ± 8%) particularly at high load. Abdominal co-activation tended to be elevated (27 ± 11%) just as the thoracic extensor parts seemed to take over proportions of lumbar activation. All together, the M. erector spinae behaviour during the SAR protocol was rather linear with the tendency to rise exponentially during high loads. For the level of normalized EMG activation during SMVCs, a clear increasing trend from healthy males to females over to non-acute and acute LBP patients was discovered. This was associated by elevated antagonistic activation and a shift of synergistic towards lumbar extensor activation. The MVC data revealed overall good reliability, with clearly higher variability during acute LBP. DISCUSSION: The present thesis demonstrates that the NME of lower back muscles is impaired in LBP patients, especially during an acute pain episode. A new dynamic protocol has been developed that makes it possible to display the underlying SAR using normalized trunk muscle EMG during submaximal isokinetic loads. The protocol shows promise as a biomechanical tool for diagnostic analysis of NME in LBP patients and monitoring of rehabilitation progress. Furthermore, reliability not of maximum strength but rather of peak EMG of MVC measurements seems to be decreased in LBP patients. Meanwhile, the findings of this thesis largely substantiate the assumptions made by the recently presented ‘motor adaptation to pain’ model, suggesting a pain-related intra- and intermuscular activation redistribution affecting movement and stiffness of the trunk. Further research is needed to distinguish the grade of NME impairment between LBP subgroups. N2 - HINTERGRUND: Die Ätiologie von unteren Rückenschmerzen (LBP), als eine der häufigsten und kostenintensivsten Beschwerden unserer Zeit, gilt als multi-kausal, wobei funktionelle Aspekte im Fokus der Forschung stehen. Schmerzmodelle vermuten dabei ein zentral gesteuertes Muster der Rumpfversteifung. Von biomechanischer Seite jedoch, sind unterstützende Daten weitestgehend auf statische Messungen während maximal-willentlicher Kontraktionen (MVC) beschränkt, wobei psychologische Einflussfaktoren bei LBP-Patienten nicht auszuschließen sind. Alternativ werden Anzeichen für Beeinträchtigungen der neuro-muskulären Effizienz (NME) der unteren Rückenmuskulatur berichtet, welche durch ein verringertes Kraft-Aktivierungsverhältnis (SAR) gekennzeichnet sind. Daher könnte ein dynamisches SAR Protokoll, basierend auf normierten Aktivierungswerten der Rumpf-muskulatur während submaximaler Belastungen (SMVC), eine maßgebliche Alternative darstellen. Ziel der vorliegenden Arbeit war es deshalb, den Einfluss von LBP auf die NME und Aktivierung des Rumpfes während dynamischer Rumpfstreckbewegungen zu untersuchen. METHODEN: Das NME-Protokoll bestand aus einem initialen MVC-Referenzdurchgang (MVC1), gefolgt von SMVC bei 20, 40, 60 und 80% der MVC1-Last. Mittels isokinetischem Rumpfdynamometer (ConTrex TP, ROM: 45° Flexion bis 10° Extension, 45°/s) und Oberflächen-EMG (myon, max. 12 Rumpfableitungen) wurden dabei Extensionsdrehmomente [Nm] und Muskelaktivität [V] aufgezeichnet. Für die Reliabilitätsanalyse wurde abschließend ein weiterer MVC-Durchgang (MVC2) durchgeführt. Die Normierung der SMVC-Daten [%MVC1] ermöglichte den inter- und intraindividuelle Vergleich der NME Werte. Die methodische Validierung erfolgte in einer Einzelfallvergleich-Pilotstudie mit isometrischem NME Protokoll (S1a) und einem Vergleich der MVC-Referenzwerte in mehreren Kontraktionsmodi (S1b: N = 17, gesunde Teilnehmer). In der Folge wurde das isokinetische NME-Protokoll in einer Querschnittstudie inhaltlich, auf die Abbildbarkeit bekannter physiologischer Geschlechterunterschiede, geprüft (S2: jeweils n = 25 gesunde Männer und Frauen). In der finalen Studie wurde der Einfluss von akutem Schmerz auf die NME im Längsschnitt von akutem und schmerzfreien Zustand bei N = 8 LBP Patienten verglichen (S3). Die Analyse konzentrierte sich auf die normierte agonistische Extensorenaktivierung und die abdominale und synergistischen Kokontraktion, sowie die MVC1/2 Reliabilität. ERGEBNISSE: Die methodische Validierung des Protokolls (S1a) resultierte in einem deskriptiv unterschiedlichen NME Verlauf, mit eher widersprüchlichen Daten der LBP-Patientin. Im Vergleich der Kontraktionsarten (S1b) zeigten die exzentrischen MVC die höchsten Dreh-momentwerte, jedoch wurden keine bedeutsamen Unterschiede in der maximalen Aktivierung gefunden. Obwohl im Geschlechtervergleich mit dem isokinetischen NME-Protokoll (S2) kein Gesamteffekt gefunden wurde, zeigten Frauen eine höhere normalisierte Aktivierung der Extensoren bei mittleren Lasten (13 ± 4%), verursacht vor allem durch höhere thorakale Aktivität. Auch die antagonistische Koaktivierung der Frauen war bei moderaten Lasten signifikant höher (33 ± 9%) als bei den Männern. Der Vergleich der NME Werte innerhalb der LBP-Patienten (S3) ergab einen signifikanten Effekt von Schmerz auf die NME mit gesteigerter normalisierter Extensorenaktivität (11 ± 8%) besonders bei hoher Last. Damit einhergehend wurde eine tendenziell erhöhte Kokontraktion (27 ± 11%) und eine anteilige Verschiebung von lumbaler hin zu thorakaler Extensorenaktivierung festgestellt. Insgesamt zeigte der M. erector spinae während des NME-Protokolls ein eher lineares Verhalten mit tendenziell überproportionalem Anstieg bei höheren Lasten. Die normierte EMG-Aktivität zeigte einen eindeutig ansteigenden Trend von gesunden Männern zu Frauen bzw. von schmerzfreien zu akuten LBP-Patienten. Im gleichen Maße stieg das Level der abdominalen Kokontraktion und der thorakale Aktivitätsanteil. Die MVC-Daten ergaben eine insgesamt gute Reproduzierbarkeit, mit erhöhter Variabilität bei akuten LBP-Patienten (S3). DISKUSSION: Die vorliegende Arbeit zeigt dass die NME der unteren Rückenmuskulatur bei LBP-Patienten, besonders während akuter Schmerzen, beeinträchtigt ist. Es wurde ein neues dynamisches Protokoll vorgestellt, welches das zugrundeliegende SAR mittels normierter Rumpfmuskelaktivität bei submaximalen isokinetischen Lasten abbildet. Gesunde Frauen zeigten im Zuge der Validierung eine geringere NME und ein abweichendes Aktivierungs-muster im Vergleich zu Männern. Insgesamt empfiehlt sich das Protokoll als biomechanisch-diagnostische Messmethode für die NME bei LBP-Patienten und deren Therapiekontrolle. Auch bestätigt es die Grundlagen des ‘motor adaptation to pain’-Modells, welches eine schmerzabhängige intra- und intermuskuläre Aktivierungsanpassung des Rumpfes bei LBP annimmt. Weitere Forschung zur Beeinträchtigung der NME bei LBP-Untergruppen ist notwendig. KW - low back pain KW - trunk KW - biomechanics KW - neuromuscular efficiency KW - Rückenschmerzen KW - Rumpf KW - Biomechanics KW - neuromuskuläre Effizienz Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-101241 ER - TY - THES A1 - Antoniewicz, Franziska T1 - Automatic evaluations of exercising T1 - Automatische Evaluationen von Sport N2 - Changing the perspective sometimes offers completely new insights to an already well-known phenomenon. Exercising behavior, defined as planned, structured and repeated bodily movements with the intention to maintain or increase the physical fitness (Caspersen, Powell, & Christenson, 1985), can be thought of as such a well-known phenomenon that has been in the scientific focus for many decades (Dishman & O’Connor, 2005). Within these decades a perspective that assumes rational and controlled evaluations as the basis for decision making, was predominantly used to understand why some people engage in physical activity and others do not (Ekkekakis & Zenko, 2015). Dual-process theories (Ekkekakis & Zenko, 2015; Payne & Gawronski, 2010) provide another perspective, that is not exclusively influenced by rational reasoning. These theories differentiate two different processes that guide behavior “depending on whether they operate automatically or in a controlled fashion“ (Gawronski & Creighton, 2012, p. 282). Following this line of thought, exercise behavior is not solely influenced by thoughtful deliberations (e.g. concluding that exercising is healthy) but also by spontaneous affective reactions (e.g. disliking being sweaty while exercising). The theoretical frameworks of dual-process models are not new in psychology (Chaiken & Trope, 1999) and have already been used for the explanation of numerous behaviors (e.g. Hofmann, Friese, & Wiers, 2008; Huijding, de Jong, Wiers, & Verkooijen, 2005). However, they have only rarely been used for the explanation of exercise behavior (e.g. Bluemke, Brand, Schweizer, & Kahlert, 2010; Conroy, Hyde, Doerksen, & Ribeiro, 2010; Hyde, Doerksen, Ribeiro, & Conroy, 2010). The assumption of two dissimilar behavior influencing processes, differs fundamentally from previous theories and thus from the research that has been conducted in the last decades in exercise psychology. Research mainly concentrated on predictors of the controlled processes and addressed the identified predictors in exercise interventions (Ekkekakis & Zenko, 2015; Hagger, Chatzisarantis, & Biddle, 2002). Predictors arising from the described automatic processes, for example automatic evaluations for exercising (AEE), have been neglected in exercise psychology for many years. Until now, only a few researchers investigated the influence of these AEE for exercising behavior (Bluemke et al., 2010; Brand & Schweizer, 2015; Markland, Hall, Duncan, & Simatovic, 2015). Marginally more researchers focused on the impact of AEE for physical activity behavior (Calitri, Lowe, Eves, & Bennett, 2009; Conroy et al., 2010; Hyde et al., 2010; Hyde, Elavsky, Doerksen, & Conroy, 2012). The extant studies mainly focused on the quality of AEE and the associated quantity of exercise (exercise much or little; Bluemke et al., 2010; Calitri et al., 2009; Conroy et al., 2010; Hyde et al., 2012). In sum, there is still a dramatic lack of empirical knowledge, when applying dual-process theories to exercising behavior, even though these theories have proven to be successful in explaining behavior in many other health-relevant domains like eating, drinking or smoking behavior (e.g. Hofmann et al., 2008). The main goal of the present dissertation was to collect empirical evidence for the influence of AEE on exercise behavior and to expand the so far exclusively correlational studies by experimentally controlled studies. By doing so, the ongoing debate on a paradigm shift from controlled and deliberative influences of exercise behavior towards approaches that consider automatic and affective influences (Ekkekakis & Zenko, 2015) should be encouraged. All three conducted publications are embedded in dual-process theorizing (Gawronski & Bodenhausen, 2006, 2014; Strack & Deutsch, 2004). These theories offer a theoretical framework that could integrate the established controlled variables of exercise behavior explanation and additionally consider automatic factors for exercise behavior like AEE. Taken together, the empirical findings collected suggest that AEE play an important and diverse role for exercise behavior. They represent exercise setting preferences, are a cause for short-term exercise decisions and are decisive for long-term exercise adherence. Adding to the few already present studies in this field, the influence of (positive) AEE for exercise behavior was confirmed in all three presented publications. Even though the available set of studies needs to be extended in prospectively studies, first steps towards a more complete picture have been taken. Closing with the beginning of the synopsis: I think that time is right for a change of perspectives! This means a careful extension of the present theories with controlled evaluations explaining exercise behavior. Dual-process theories including controlled and automatic evaluations could provide such a basis for future research endeavors in exercise psychology. N2 - Ein anderer Blickwinkel eröffnet manchmal komplett neue Erkenntnisse in so manches bekanntes Phänomen. Sporttreiben, definiert als geplante, strukturierte und wiederholt ablaufende Körperbewegungen mit der Intention die körperliche Fitness aufrecht zu erhalten oder zu verbessern (Caspersen, Powell & Christenson, 1985), kann als ein solches bekanntes Phänomen angesehen werden, welches seit vielen Dekaden im wissenschaftlichen Fokus steht (Dishman & O’Connor, 2005). Um zu verstehen warum manche Menschen körperlich aktiv sind und andere nicht, wurde in den letzten Dekaden meist angenommen, dass rationale und kontrollierte Bewertungen Entscheidungen beeinflussen (Ekkekakis & Zenko, 2015). Zwei-Prozess Theorien (Payne & Garwonski, 2010) bieten eine andere Perspektive, welche nicht nur durch rationales Überlegen beeinflusst ist. Diese Theorien unterscheiden zwei unterschiedliche Prozesse welche Verhalten beeinflussen „depending on whether they operate automatically or in a controlled fashion“ (Gawronski & Creighton, 2012, S. 282). Sportprädiktoren mit dem Ursprung in automatischen Prozessen, z.B. automatische Evaluationen von Sport (AES), wurden in der sportpsychologischen Forschung seit vielen Jahren vernachlässigt. Bisher haben nur wenige Wissenschaftler die Rolle von AES untersucht (Brand & Schweizer, 2015; Markland, Hall, Duncan, & Simatovic, 2015). Das Hauptziel der vorliegenden Dissertation ist es, empirische Belege für den Einfluss von AES auf Sportverhalten zu sammeln und die bisher ausschließlich korrelativen Studien um experimentelle zu erweitern. Meine erste Publikation adressierte eine Kernannahme von AES, die Eigenschaft der Automatizität der erfassten affektiven Evaluationen. Der methodische Ansatz der Studie über ein subliminales AMP (Murphy & Zajonc, 1993; Payne, Cheng, Govorun, & Stewart, 2005) ermöglichte die Schlussfolgerung, dass automatische affektive Evaluationen nach der Stimulusdarstellung ausgelöst wurden. Der Einfluss von AES auf qualitative Sportcharakteristika, die Präferenz eines bestimmten Sportsettings, wurde aufgezeigt. Meine zweite Publikation beabsichtigte notwendige Informationen für die Implementation von Sportinterventionen zu liefern, welche die automatische Komponente von Sportverhalten fokussieren. Das Adressieren automatischer Komponenten in Sportintervention wurde erst kürzlich gefordert (Marteau, Hollands, & Fletcher, 2012). In einer Abfolge von drei Studien wurde die experimentelle Zugänglichkeit, die sinnvolle Manipulation in eine gesundheitsrelevante Richtung und die damit verbundenen Verhaltenskonsequenzen von veränderten AES untersucht. Positive AES wurden durch Evaluatives Konditionieren (EK; Hofmann, De Houwer, Perugini, Baeyens, & Crombez, 2010) induziert. Dabei werden systematisch Bilder von Sporttreiben mit Bildern welche angenehme Empfindungen wecken kombiniert. Nicht-sportassoziierte Bilder werden hingegen konsequent von Bildern gefolgt, die unangenehme Emotionen hervorrufen. Die experimentelle Manipulation führte zur Wahl höherer Sportintensitäten in einer nachfolgenden Sportaufgabe. Darüber hinaus deuteten die Analysen darauf hin, dass das assoziative Erlernen positiver AES nicht in gleichen Anteilen durch den Erwerb positiver Assoziationen zu Sport und negativer Assoziationen mit Nicht-Sport gesteuert wurde. Meine dritte Publikation adressierte unterschiedlichen Anteile von AES im Hinblick auf langfristiges Sportverhalten, speziell die Sportkursadhärenz in einem 14-wöchigen Sportprogramm. Sportverhalten, wie das Besuchen eines Aerobickurses, kann mit positiven affektiven Assoziationen (PAA; z.B. Sport mit Musik ist angenehm) und negativen affektiven Assoziationen (NAA; z.B. Muskelkater ist unangenehm) gleichermaßen verbunden sein. Wissen über den individuellen Einfluss der einzelnen Komponenten auf Sportverhalten würde das Verständnis von AES erleichtern. Die bisher dominierenden Befunde von AES als Prädiktor für kurzfristiges Sportverhalten (z.B.Hyde et al., 2012) wurden erweitert und der Einfluss der AES für sportspezifische Entscheidungen (Brand & Schweizer, 2015) auf eine langfristige Perspektive erweitert. Da Adhärenz in Sportkursen ein gewaltiges Problem in aktuellen Gesundheitsprogrammen (Marcus et al., 2000) darstellt, ist zusätzliches Wissen über Prädiktoren der Sportadhärenz (wie AES) wertvoll für die erfolgreiche Implementation von Sportinterventionen. Die vorgestellten Studien meiner Dissertation hatten das Ziel empirische Belege für die Bedeutung von AES für Sportverhalten zu bieten. Zusammengefasst legen die gesammelten Befunde nahe, dass AES eine wichtige und vielfältige Rolle für Sportverhalten. Diese repräsentieren Präferenzen für Sportsettings, stellen eine Ursache für kurzfristige Sportentscheidungen dar und sind entscheidend für langfristige Sportadhärenz. In Ergänzung zu den wenigen bisher existierenden Studien in dem Feld, wurde der Einfluss von (positiven) AES für Sportverhalten in allen drei beschriebenen Studien bestätigt. KW - automaticity KW - dual-processes KW - exercise KW - health KW - implicit KW - automatisch KW - Zwei-Prozess Modelle KW - Sport KW - Gesundheit KW - implizit Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-92280 ER - TY - THES A1 - Prieske, Olaf T1 - The role of surface condition in athletic performance T1 - Die Bedeutung des Untergrundes für die sportmotorische Leistung N2 - During the last two decades, instability training devices have become a popular means in athletic training and rehabilitation of mimicking unstable surfaces during movements like vertical jumps. Of note, under unstable conditions, trunk muscles seem to have a stabilizing function during exercise to facilitate the transfer of torques and angular momentum between the lower and upper extremities. The present thesis addresses the acute effects of surface instability on performance during jump-landing tasks. Additionally, the long-term effects (i.e., training) of surface instability were examined with a focus on the role of the trunk in athletic performance/physical fitness. Healthy adolescent, and young adult subjects participated in three cross-sectional and one longitudinal study, respectively. Performance in jump-landing tasks on stable and unstable surfaces was assessed by means of a ground reaction force plate. Trunk muscle strength (TMS) was determined using an isokinetic device or the Bourban TMS test. Physical fitness was quantified by standing long jump, sprint, stand-and-reach, jumping sideways, Emery balance, and Y balance test on stable surfaces. In addition, activity of selected trunk and leg muscles and lower limb kinematics were recorded during jump-landing tasks. When performing jump-landing tasks on unstable compared to stable surfaces, jump performance and leg muscle activity were significantly lower. Moreover, significantly smaller knee flexion angles and higher knee valgus angles were observed when jumping and landing on unstable compared to stable conditions and in women compared to men. Significant but small associations were found between behavioral and neuromuscular data, irrespective of surface condition. Core strength training on stable as well as on unstable surfaces significantly improved TMS, balance and coordination. The findings of the present thesis imply that stable rather than unstable surfaces provide sufficient training stimuli during jump exercises (i.e., plyometrics). Additionally, knee motion strategy during plyometrics appears to be modified by surface instability and sex. Of note, irrespective of surface condition, trunk muscles only play a minor role for leg muscle performance/activity during jump exercises. Moreover, when implemented in strength training programs (i.e., core strength training), there is no advantage in using instability training devices compared to stable surfaces in terms of enhancement of athletic performance. N2 - Instabile Trainingsgeräte sind etablierte Bestandteile im sportlichen Training und in der Rehabilitation, um instabile Untergründe während verschiedener alltags- und sportartspezifischer Bewegungen zu simulieren. Dabei scheint der Rumpfmuskulatur insbesondere unter instabilen Bedingungen eine wichtige Rolle zur Stabilisierung zu zukommen. Die vorliegende Arbeit widmet sich den Akuteffekten von Untergrundinstabilität auf die Leistung bei Sprüngen und Landungen. Zudem wurden Langzeiteffekte von Untergrundinstabilität auf die Bedeutung des Rumpfes für die sportliche/sportmotorische Leistung untersucht. Gesunde Jugendliche und junge Erwachsene nahmen an drei Quer- bzw. einer Längsschnittstudie teil. Die Leistung der Sprung-Lande-Aufgaben auf stabilen und instabilen Untergründen wurde mittels Kraftmessplatte erfasst. Die Rumpfkraft wurde mit einem Isokineten oder dem Bourban-Rumpfkraft-Test gemessen. Die Ermittlung sportmotorischer Leistungen erfolgte durch Standweitsprung-, Sprint-, Rumvorbeuge-, Seitsprung-, Emery- und Y-Balance-Test auf stabilen Untergründen. Zudem wurde die Aktivität ausgewählter Rumpf- und Beinmuskeln und Beinkinematik während der Sprung-Lande-Aufgaben erfasst. Sprung-Lande-Aufgaben auf instabilen im Vergleich zu stabilen Unterlagen führten zu signifikant geringeren Sprungleistungen und Beinmuskelaktivitäten. Dabei wurden die Kniegelenke unter instabilen im Vergleich zu stabilen Bedingungen stärker extendiert und valgisiert. Dies gilt auch für Frauen im Vergleich zu Männern während des Springens und Landens. Zusammenhänge zwischen den Verhaltens- und neuromuskulären Daten unabhängig vom Untergrund sind als gering einzuschätzen sind. Ein Rumpfkrafttraining auf stabilen sowie auf instabilen Untergründen verbesserte die Rumpfkraft, das Gleichgewicht und die Koordination. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass stabile gegenüber instabilen Unterlagen bessere Voraussetzungen bei Sprungübungen zur Steigerung der Sprungleistung im Training schaffen. Zudem scheint die biomechanische Kontrollstrategie des Kniegelenks bei Sprüngen durch den Untergrund und das Geschlecht modifiziert. Dabei ist zu erwähnen, dass für den Leistungsvollzug der unteren Extremitäten beim Springen der Rumpf unabhängig von den Untergrundbedingungen nur eine kleine Rolle zu spielen scheint. Darüber hinaus zeigen instabile gegenüber stabilen Untergründen in einem Rumpfkrafttraining keinen Vorteil hinsichtlich der Steigerung sportlicher Leistungen. KW - biomechanics KW - jump-landing tasks KW - trunk muscle strength KW - instability KW - injury prevention KW - Biomechanik KW - Sprung-Lande-Aufgaben KW - Rumpfmuskelkraft KW - Instabilität KW - Verletzungsprävention Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-80503 ER - TY - THES A1 - Stamm, Raini T1 - Significance of the anthropometric factor in young female volleyballers´ physical abilities, technical skills, psychophysiological properties and performance in the game T1 - Bedeutung des anthropometrischen Faktors bei der körperlichen Fähigkeiten, volleyballtechnischen Geschicklichkeiten, psychophysiologischen Eigenschaften und Spielleistung N2 - Aim The aim of the present study was to examine young female volleyballers’ body build, physical abilities, technical skills and psychophysiological properties in relation to their performance at competitions. The sample consisted of 46 female volleyballers aged 13-16 years. 49 basic anthropometric measurements were measured and 65 proportions and body composition characteristics were calculated. 9 physical ability tests, 9 volleyball technical skills tests and 21 psychophysiological tests were carried out. The game performance was recorded by the computer program Game. The program enabled to fix the performance of technical elements in case of each player. The computer program Game calculated the index of proficiency in case of each girl for each element. The first control group consisted of 74 female volleyballers aged 13–15 years with whom reduced anthropometry was provided and 28 games were recorded. The second control group consisted of 586 ordinary schoolgirls aged 13–16 years with whom full anthropometry was provided. Results In order to systematize all anthropometric characteristics, we first studied the essence of the anthropometric structure of the body as a whole. It turned out to be a characteristic system where all variables are in significant correlation between one another and where the leading characteristics are height and weight. Therefore we based the classification on the mean height and weight of the whole sample. We formed a 5 class SD classification. There are three classes of concordance between height and weight: small height – small weight, medium height – medium height, big height – big weight. The other two classes were classes of disconcordance between height and weight- pycnomorphs and leptomorphs. We managed to show that gradual increase in height and weight brought about statistically significant increase in length, breadth and depth measurements, circumferences, bone thicknesses and skinfolds. There were also systematic changes in indeces and body composition characteristics. Pycnomorphs and leptomorphs also showed differences specific to their body types in body measurements and body composition. The results of all tests were submitted to basic statistical analysis and all correlations were found between all the tests (volleyball technical skills, psychophysiological abilities, physical abilities), and all basic anthropometric variables (n = 49) and all proportions and body composition characteristics (n = 65). All anthropometric measurements and test results were correlated with the index of proficiency for all elements of the game. The best linear regression models were calculated for predicting proficiency in different elements of the game. We can see that body build and all kind of tests took part in predicting the proficiency of the game. The most essential for performing attack, block and feint were anthropometric and psychophysiological models. The studied complex of body build characteristics and tests results determine the players’ proficiency at competitions, are an important tool for testing the player’s individual development, enable to choose volleyballers from among schoolgirls and represent the whole body constitutional model of a young female volleyballer. Outlook Our outlook for the future is to continue recording of all Estonian championship games with the computer program Game, to continue the players’ anthropometric measuring and psychophysiological testing at competitions and to compile a national register for assessment of development of individual players and teams. N2 - Ziel Das Ziel dieser Untersuchung war den Körperbau, die körperliche Fähigkeiten, die technische Geschicklichkeiten und psychophysiologische Fähigkeiten der jungen Volleyballspielerinnen in Bezug auf ihre Leistung bei den Wettkämpfen zu untersuchen. Die Auswahl bestand aus 46 Volleyballspielerinnen im Alter 13-16 Jahren. Es wurden 49 anthropometrische Masse gemessen, 65 Proportionen und Körperbaumerkmale kalkuliert, 9 Tests der physischen Fähigkeit und 9 Testen der volleyballtechnischen Geschicken ausgeführt. Die Spielleistung wurde mit dem Computerprogramm Game gespeichert. Das Programm machte es möglich, die Leistung der technischen Elementen im Falle von jeder Spielerinnen zu bestimmen. Das Computerprogramm Game kalkulierte den Leistungsindex im Falle von jedem Mädchen für jedes Element. Die erste Kontrollgruppe bestand von 74 Volleyballspielerinnen im Alter von 13–15 Jahren, mit wem reduzierte Anthropometrie durchgeführt wurde und 28 Spiele gespeichert wurden. Die andere Kontrollgruppe bestand aus 586 gewöhnliche Schulmädchen im Alter von 13–16 Jahren, mit wem volle Anthropometrie durchgeführt wurde. Ergebnisse Um alle anthropometrische Merkmale zu systematisieren, haben wir zunächst das Wesen der anthropometrischen Struktur des Körpers als Ganzes geforscht. Es hat sich erwiesen, dass es um einem characteristischen System handelt, bei dem alle Merkmale in aussagekräftiger Beziehung miteinander sind und die führende Merkmale die Höhe und das Gewicht sind. Darum haben wir die Klassifikation auf die durchschnittliche Höhe und das durchschnittliche Gewicht der ganzen Auswahl gegründet. Wir haben eine Klass 5 SD Klassifikation gebildet. Es gibt drei Übereinstimmungsklassen zwischen Höhe und Gewicht: kleine Höhe – kleines Gewicht, mittlere Höhe – mittleres Gewicht, grosse Höhe – grosses Gewicht. Die andere zwei Klassen waren die Nichtübereinstimmungsklassen zwischen Höhe und Gewicht - Pyknomorphe und Leptomorphe. Es ist uns gelungen, zu beweisen, dass der stufenartige Anstieg in der Höhe und in dem Gewicht einen statistisch bedeutsamen Anstieg in den Merkmalen der Länge, Breite und Tiefe, in den Umkreisen, in den Dicken des Knochens und in den Hautfalten veranlassen. Es bestanden auch systematische Änderungen in den Indexen und Körperbaumerkmalen. Auch die Pyknomorphen und Leptomorphen zeigten Unterschiede für ihre Körpermasse und Körperbau spezifische Unterschiede. Die Ergebnisse von allen Testen wurden der statistischen Grundanalyse unterworfen und alle Korrelationen zwischen allen Testen (volleyballtechnische Geschicke, psychophysiologische Fähigkeiten, physische Fähigkeiten) und allen anthropometrischen Grundvariablen (n = 49) und allen Proportionen und Körperbaumerkmalen (n = 65) gefunden. Alle anthropometrische Merkmale und Testresultaten wurden im Falle von allen Spielelementen mit dem Leistungsindex korreliert. Die besten lineare Regressionmodellen, um die Leistung in verschiedenen Spielelementen vorauszusagen, wurden kalkuliert. Es ist sichtbar, dass der Körperbau und alle Testarten in der Voraussage der Spielleistung mitgemacht haben. Das Wichtigste um einen Angriff, einen Block und eine Finte durchzuführen, waren anthropometrische und psychophysiologische Modelle. Der geforschte Komplex der Körperbaumerkmalen und der Testergebnissen bestimmen die Leistung der Spielerin in den Wettbewerben, sind ein wichtiges Mittel für das Testen der individuellen Entwicklung der Spielerin, ermöglichen die Volleyballspielerinnen aus den Schulmädchen zu wählen und vertreten das ganze Körperbaumodell einer jungen Volleyballspielerin. Die Aussicht Unsere Aussicht für die Zukunft ist, das Speichern von allen Spielen der estnischen Meisterschaftswettbewerben mit dem Computerprogramm Game, die anthropometrische Messung und das psychophysiologisches Testen der Spielerinnen während Wettbewerben fortzusetzen und ein staatliches Register für die Bewertung der Entwicklung der individuellen Spielerinnen und Teamen zusammenzustellen. KW - Anthropometrie KW - Jugendliche KW - Testen KW - Volleyball KW - Spielleistung KW - anthropometry KW - adolescents KW - testing KW - volleyball KW - performance Y1 - 2007 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-13005 ER - TY - THES A1 - Ehrlenspiel, Felix T1 - Choking under pressure : attention and motor control in performance situations T1 - Versagen unter Druck : Aufmerksamkeit und Bewegungskontrolle in Leistungssituationen N2 - When top sports performers fail or “choke” under pressure, everyone asks: why? Research has identified a number of conditions (e.g. an audience) that elicit choking and that moderate (e.g. trait-anxiety) pressure – performance relation. Furthermore, mediating processes have been investigated. For example, explicit monitoring theories link performance failure under psychological stress to an increase in attention paid to a skill and its step-by-step execution (Beilock & Carr, 2001). Many studies have provided support for these ideas. However, so far only overt performance measures have been investigated which do not allow more thorough analyses of processes or performance strategies. But also a theoretical framework has been missing, that could (a) explain the effects of explicit monitoring on skill execution and that (b) makes predictions as to what is being monitored during execution. Consequently in this study, the nodalpoint hypothesis of motor control (Hossner & Ehrlenspiel, 2006) was taken to predict movement changes on three levels of analysis at certain “nodalpoints” within the movement sequence. Performance in two different laboratory tasks was assessed with respect to overt performance (the observable result, for example accuracy in the target), covert performance (description of movement execution, for example the acceleration of body segements) and task exploitation (the utilization of task properties such as covariation). A fake competition (see Beilock & Carr, 2002) was used to invoke pressure. In study 1 a ball bouncing task in a virtual-reality set-up was chosen. Previous studies (de Rugy, Wei, Müller, & Sternad, 2003) have shown that learners are usually able to “passively” exploit the dynamical stability of the system. According to explicit monitoring theories, choking should be expected either if the task itself evokes an “active control” (Experiment 1) or if learners are provided with explicit instructions (Experiment 2). In both experiments, participants first went through a practice phase on day 1. On day 2, following the Baseline Test participants were divided into a High-Stress or No-Stress Group for the final Performance Test. The High-Stress Group entered a fake competition. Overt performance was measured by the Absolute Error (AE) of ball amplitudes from target height; covert performance was measured by Period Modulation between successive hits and task exploitation was measured by Acceleration (AC) at ball-racket impact and Covariation (COV) of impact parameters. To evoke active control in Exp. 1 (N=20), perturbations to the ball flight were introduced. In Exp. 2 (N=39) half of the participants received explicit skill-focused instructions during learning. For overt performance, results generally show an interaction between Stress Group and Test, with better performance (i. e. lower AE) for the High-Stress group in the final Performance Test. This effect is also independent of the Instructions that participants had received during learning (Exp. 2). Similar effects were found for COV but not for AC. In study 2 a visuomotor tracking task in which participants had to pursuit a target cross that was moving on an invisible curve. This curve consisted of 3 segments of 6 turning points sequentially ordered around the x-axis. Participants learned two short movement sequences which were then concatenated to form a single sequence. It was expected that under pressure, this sequence should “fall apart” at the point of concatenation. Overt Performance was assessed by the Root Mean Square Error between target and pursuit cross as well as the Absolute Error at the turning points, covert performance was measured by the Latency from target to pursuit turning and task exploitation was measured by the temporal covariation between successive intervals between turning points. Experiment 3 (intraindividual variation) as well as Experiment 4 (interindividual variation) show performance enhancement in the pressure situation on the overt level with matching results on covert and task exploitation level. Thus, contrary to previous studies, no choking under pressure was found in any of the experiments. This may be interpreted as a failure in the experimental manipulation. But certainly also important characteristics of the task are highlighted. Choking should occur in tasks where performers do not have the time to use action or thought control strategies, that are more relevant to their “self” and that are discrete in nature. N2 - Wenn Top-Athleten im Wettkampf versagen fragt sich jeder: warum? Die Forschung hat dazu einerseits Bedingungen identifiziert (z.B. die Anwesenheit von Publikum), die „Versagen“ auslösen und die Beziehung Druck- Leistung moderieren. Zudem wurden vermittelnde Prozesse gefunden wie zum Beispiel die bewusste Aufmerksamkeitsfokussierung („explicit monitoring“) auf die Ausführung der Bewegung (Beilock & Carr, 2001). Obwohl es gerade für diese Vorstellungen einige Befunde gibt, wurde bislang fast ausschließlich das Bewegungsresultat („overt performance“) untersucht, nicht aber Variablen, die Aussagen über die Bewegungsausführung zulassen. Zudem fehlt ein theoretischer Rahmen, der Vorhersagen zulässt darüber, (a) welche Veränderungen der Bewegungsausführung unter Druck zu erwarten sind und (b) welchen Stellen der Bewegung bewusst fokussiert werden. Darum wurde für diese Studie die „Knotenpunkthypothese motorischer Kontrolle“ (Hossner & Ehrlenspiel, 2006) herangezogen um auf drei Analyse-Ebenen zu ermöglichen Vorhersagen an Knotenpunkten der Bewegung zu treffen. Leistung wurde entsprechend auf einer overt-Ebene (beobachtbare Bewegungsresultat, z.B. Treffgenauigkeit), einer covert-Ebene (z.B. raum-zeitliche Verlaufe von Gelenkwinkeln) und einer task-exploitation-Ebene (z.B. die Covariation von Ausführungsparametern) untersucht. Für die Manipulation einer „Druck-Bedingung“ wurde ein Pseudowettkampf (nach Beilock & Carr, 2002) verwendet. Für die Experimente 1 und 2 wurde eine semi-virtueller „ball bouncing“-Aufgabe verwendet, für die sich gezeigt hat (de Rugy, Wei, Müller, & Sternad, 2003), dass Lernende tatsächlich in der Lage sind, die dynamische Stabilität der Aufgabe zunehmend auszunutzen. Angenommen wurde, dass Versagen unter Druck erscheinen sollte, wenn die Aufgabe entweder eine „aktive Kontrolle“ verlangt (Experiment 1) oder aber die Lernenden explizite Instruktionen während der Lernphase erhalten. Allerdings zeigen die Ergebnisse beider Experimente nur Leistungsverbesserungen unter Druck-Bedingungen auf overt-Ebene, die mit entsprechenden Verbesserungen auf covefrt- und task-exploitation-Ebene einhergehen. Für die Experimente 3 und 4 wurde eine visuomotorische Tracking-Aufgabe verwendet in der die Probanden zunächst zwei kleinere Bewegungssequenzen erlernten, bevor diese zu einer großen Sequenz verbunden wurde. Unter Druck sollte diese Gesamtsequenz „auseinander brechen“. Jedoch zeigt sich auch hier in beiden Experimenten eine Resultatsverbesserung unter Druck (gegenüber Kontrollbedingungen bzw. –gruppen) auf overt wie auf covert-Ebene. Im Gegensatz zu vielen vorangehenden Studien zeigte sich kein „Choking under Pressure“. Sicherlich stellt sich zunächst die Frage nach der Validität der Druckmanipulation, die aber zumindest für die beiden ersten Experimente gesichert scheint. Relevanter scheint demnach eine Inspektion der Aufgabe. Hier dürfte es sein, dass diskrete Aufgaben, die einen Einsatz von Handlungskontroll-Strategien nicht erlauben und die von größerer „Selbst“-Relevanz sind, eher unter Druck beeinträchtigt werden. KW - Aufmerksamkeit KW - Bewegungssteuerung KW - Leistungsdruck KW - Bewegungsanalyse KW - Knotenpunkte KW - attention KW - motor control KW - pressure KW - movement analysis KW - nodalpoints Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-12377 ER -