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Kraft und Kognition
(2023)
Die in den letzten Jahren aus Querschnittstudien gewonnenen empirischen Erkenntnisse deuten auf einen Zusammenhang zwischen muskulärer Kraftleistungsfähigkeit und kognitiver Leistungsfähigkeit hin [10]. Diese Beobachtung wird von Längsschnittstudien gestützt, bei denen in Folge gezielter Krafttrainingsinterventionen, welche typischerweise zur Steigerung der muskulären Kraftleistungsfähigkeit führen, Verbesserungen der kognitiven Leistungsfähigkeit dokumentiert werden konnten [11]. Die zugrundeliegenden Mechanismen, die den Zusammenhang zwischen muskulärer Kraftleistungsfähigkeit und kognitiver Leistungsfähigkeit begründen, sind jedoch noch nicht vollständig bekannt und bedürfen weiterer Forschung [10,12]. Vor diesem Hintergrund hatten die im Rahmen dieser Dissertation durchgeführten Forschungsarbeiten das übergeordnete Ziel, die Mechanismen zu untersuchen, welche den Zusammenhang zwischen der muskulären Kraftleistungsfähigkeit und der kognitiven Leistungsfähigkeit erklären können. In dieser Arbeit wurden dazu unterschiedliche Populationen (junge Menschen und ältere Menschen ohne und mit leichten kognitiven Störungen) unter Anwendung verschiedener untersuchungsmethodischer Ansätze (systematische Literaturrecherche, Doppelaufgabenparadigma und funktionelle Nahinfrarotspektroskopie) untersucht. Aufgrund der im Rahmen dieser Dissertation durchgeführten Forschungsarbeiten, die konsekutiv aufeinander aufbauen, konnten folgende Haupterkenntnisse gewonnen werden:
• Um einen umfassenden Überblick über die aktuelle Evidenzlage zum Thema Kraftleistungsfähigkeit und kognitiver Leistungsfähigkeit sowie den zugrundeliegenden neuronalen Korrelaten zu erlangen, wurde eine systematische Literaturrecherche zu diesem Forschungsthema durchgeführt. Die Ergebnisse dieser systematischen Literaturrecherche dokumentieren, dass ein gezieltes Krafttraining neben der Steigerung der kognitiven Leistungsfähigkeit zu funktionellen und strukturellen Veränderungen des Gehirns, insbesondere in frontalen Gehirnregionen, führen kann [13]. Ferner zeigen die Ergebnisse dieser systematischen Literaturrecherche, bei der eine begrenzte Anzahl verfügbarer Studien (n = 18) identifiziert wurde, den Bedarf weiterer Forschungsarbeiten zu diesem Themenfeld an [13].
• Zur Überprüfung der Hypothese, dass zur Ausführung von Krafttrainingsübungen höhere kognitive Prozesse benötigt werden, wurde in einer experimentellen Studie bei jüngeren gesunden Erwachsenen das Doppelaufgabenparadigma bei der Krafttrainingsübung Knie-beuge angewendet. Die in dieser Studie beobachteten Doppelaufgabenkosten bei der Ausführung der Krafttrainingsübung Kniebeuge (im Vergleich zur Kontrollbedingung Stehen) deuten auf die Beteiligung höherer kognitiver Prozesse zur Lösung dieser Bewegungsaufgabe hin und bestätigen die aufgestellte Hypothese [14].
• Um die Hypothese zu untersuchen, dass spezifische neuronale Korrelate (funktionelle Gehirnaktivität) den Zusammenhang zwischen muskulärer Kraftleistungsfähigkeit und kognitiver Leistungsfähigkeit vermitteln, wurde bei jungen gesunden Erwachsenen der Zusammenhang zwischen der Ausprägung der maximalen Handgriffkraft (normalisiert auf den Body-Mass-Index) und der kortikalen hämodynamischen Antwortreaktion untersucht, die bei der Durchführung eines standardisierten kognitiven Tests mittels funktioneller Nahinfrarotspektroskopie in präfrontalen Gehirnarealen gemessen wurde. Im Rahmen dieser Querschnittsstudie konnte die initiale Hypothese nicht vollständig bestätigt werden, da zwar Zusammenhänge zwischen maximaler Handgriffkraft und kognitiver Leistungsfähigkeit mit Parametern der hämodynamischen Antwortreaktion beobachtet wurden, aber die Ausprägung der maximalen Handgriffkraft nicht im Zusammenhang mit der Kurzeitgedächtnisleistung stand [16].
• Zur Untersuchung der Annahme, dass eine vorliegende neurologische Erkrankung (im Speziellen eine leichte kognitive Störung), die typischerweise mit Veränderungen von spezifischen neuronalen Korrelaten (z.B. des Hippokampus‘ [17-19] und des präfrontalen Kortex‘ [20,21]) einhergeht, einen Einfluss auf die Assoziation zwischen muskulärer Kraftleistungsfähigkeit und kognitiver Leistungsfähigkeit hat, wurde in einer Querschnittsstudie der Zusammenhang zwischen der Ausprägung der maximalen Handgriffkraft (normalisiert auf den Body-Mass-Index) und der Ausprägung der exekutiven Funktionen bei älteren Erwachsenen mit amnestischem und nicht-amnestischem Subtyp der leichten kognitiven Störung sowie gesunden älteren Erwachsenen untersucht. In dieser Querschnittsstudie wurde nur bei älteren Erwachsenen mit dem amnestischen Subtyp der leichten kognitiven Störung ein Zusammenhang zwischen maximaler Handgriffkraft und exekutiven Funktionen beobachtet. Solch eine Korrelation existiert jedoch nicht bei älteren Erwachsenen mit dem non-amnestischen Subtyp der leichten kognitiven Störung oder bei gesunden älteren Erwachsenen [24].
• In einem Perspektivenartikel wurde aufgezeigt, wie durch die theoriegeleitete Nutzung physiologischer Effekte, die bei einer speziellen Krafttrainingsmethode durch die Moderation des peripheren Blutflusses mittels Manschetten oder Bändern auftreten, insbesondere Populationen mit niedriger mechanischer Belastbarkeit von den positiven Effekten des Krafttrainings auf die Gehirngesundheit profitieren könnten [25].
Insgesamt deuten die Ergebnisse der in dieser Dissertation zusammengeführten und aufeinander aufbauenden Forschungsarbeiten auf das Vorhandensein von gemeinsamen neuronalen Korrelaten (z.B. frontaler Kortex) hin, die sowohl für die muskuläre Kraftleistungsfähigkeit als auch für höhere kognitive Prozesse eine wichtige Rolle spielen [26]. Betrachtet man die in der vorliegenden Dissertation gewonnenen Erkenntnisse im Verbund mit den bereits in der Literatur existieren-den empirischen Belegen, unterstützen sie die Sichtweise, dass eine relativ hohe muskuläre Kraftleistungsfähigkeit und deren Erhalt durch gezielte Krafttrainingsinterventionen über die Lebenspanne positive Effekte auf die (Gehirn-)Gesundheit haben können [27].
Die Sekundärprävention der koronaren Herzkrankheit umfasst einerseits eine pharmakologische, andererseits eine lebensstilbasierte Säule, die idealerweise interagieren und sich potenzieren. Neben der medikamentösen Blutdruck- und Lipideinstellung auf leitlinienorientierte Zielwerte ermöglichen moderne Antidiabetika eine Optimierung des glukometabolischen Kontinuums und eine Prognosebesserung. Die Lebensstiloptimierung setzt sich aus koronarprotektiver Ernährung, einer individualisierten Trainingstherapie, einer konsequenten Nikotinkarenz und stressreduzierenden Maßnahmen zusammen. Die kardiologische Rehabilitation (Phase II) schließt sich idealerweise unmittelbar einem stationären Aufenthalt wegen eines akuten Koronarereignisses an, kann aber auch im Rahmen einer stabilen Koronarsituation im Rahmen eines allgemeinen Antragsverfahrens durchgeführt werden. Randomisierte und prospektiv angelegte Interventionsstudien belegen die prognostische Wertigkeit der kardiologischen Rehabilitation auch im Zeitalter akuter Revaskularisationstherapie mit 24-h-PCI und moderner Pharmakotherapie.
Hintergrund
Einem Großteil der Bevölkerung gelingt es trotz ausreichenden Wissens um die protektiven Effekte nicht, ausreichende körperliche Aktivität in den Alltag zu integrieren. Digitale Assistenzsysteme könnten hierbei unterstützend eingesetzt werden. Dies setzt jedoch das Interesse potentieller Nutzer voraus.
Methode
In einer Online-Befragung wurden im Juni/Juli 2015 Mitarbeiter und Studierende der Universität Potsdam zum individuellen Ausmaß der sportlichen Aktivität, dem Interesse an elektronischer Trainingsunterstützung und weiteren Parametern befragt.
Ergebnis 1217 Studierende und 485 Mitarbeiter (67,3 bzw. 67,5% Frauen, 26±4,9 bzw. 42,7±11,7 Jahre) nahmen an der Studie teil. Die empfohlene sportliche Aktivität (≥3 Tage bzw. 150 min/Woche) wurde von 70,1% der Mitarbeiter und 52,7% der Studierenden nicht erreicht. Innerhalb dieser Gruppen zeigten 53,2% (Studierende) bzw. 44,2% (Mitarbeiter), unabhängig von Alter, Geschlecht, BMI bzw. Bildungsniveau, Interesse an einer elektronischen Trainingsunterstützung.
Schlussfolgerung
Auch in jüngeren Bevölkerungsgruppen mit hohem Bildungsniveau ist die Mehrzahl der Personen unzureichend körperlich aktiv. Ein Interesse an Trainingsunterstützung besteht in etwa der Hälfte dieser sportlich inaktiven Gruppe. Dies legt den Schluss nahe, dass der personalisierte Einsatz mobiler Assistenzsysteme für die positive Beeinflussung des Lebensstils zunehmend an Bedeutung gewinnen könnte.
The present study examines whether the use of different frequency scales in questionnaires about physical activity influences respondents' own estimation of their activity, as well as subsequent measurements of health- und sport-related cognitions and evaluations. Using a randomized research design we recruited a sample of 118 participants. One group received a high frequency scale for assessing their exercise frequency with the response categories "never", "less often", "once a month", "once a week", or "most days." The other group answered with a medium frequency scale with the alternatives "never", "less often", " once every few months", "once a month", and " once a week or more often." As dependent variables all participants judged the subjective importance of physical activity and their health-related quality of life (WHO-QOL-bref). Results indicate the expected response errors, owing to the fact that using a high-frequency scale produces higher levels of self-reported physical activity (Cramer's V = .30). Corresponding to this the subjective importance of physical activity increased (d = .37) and the health-related quality of life was judged to be better (d = .36). Such artefacts might be eliminated by using standardized formulations such as "I exercise... times per week/month for... minutes."
This paper presents the psychometric properties of the MoMo-AFB (Bos, Worth, Opper, Oberger & Woll, 2009), a questionnaire designed to measure the physical activity of children and adolescents. The MoMo-AFB consists of 28 items, covering the fields of everyday physical activity, sports within and outside of organised clubs, physical education as well as compliance with physical activity guidelines. A study was conducted with 109 boys and 87 girls aged between 9 and 17 years. The MoMo-AFB was given on two separate occasions to evaluate reliability and was compared with accelerometry data of ActiGraph GT1X to evaluate validity. The overall kappa/weighted kappa coefficient for the one-week testretest reliability was .66 (SD = .19) and the overall intraclass correlation (ICC) .68. Self-reported and accelerometer-measured average weekly time spent performing moderate to vigorous physical activity were significantly correlated (Spearman r = .29). Regarding reliability and validity, the MoMo-AFB is comparable with other international published physical activity questionnaires for adolescents.
"Kinderwelt ist Bewegungswelt" (Schmidt, 1997, S. 156, zitiert nach Schmidt, Hartmann-Tews & Brettschneider, 2003, S. 31). Das kindliche Bewegungsverhalten hat sich bereits im Grundschulalter verändert, so dass sich Bewegungsaktivitäten von Kindern erheblich unterscheiden und keineswegs mehr verallgemeinert werden können. Richtet man den Fokus auf die Frage „Wie bewegt sind unsere Kinder?“ so scheint diese von den Medien bereits beantwortet zu sein, da dort von ansteigendem Bewegungsmangel der heutigen Kinder gegenüber früheren Generationen berichtet wird. Wenn es in den Diskussionen um den Gesundheitszustand unserer Kinder geht, nimmt die körperlich-sportliche Aktivität eine entscheidende Rolle ein. Bewegungsmangel ist hierbei ein zentraler Begriff der in der Öffentlichkeit diskutiert wird. Bei der Betrachtung der einzelnen Studien fällt auf, dass deutliche Defizite in der Messung der körperlich-sportlichen Aktivität bestehen. Zentraler Kritikpunkt in den meisten Studien ist die subjektive Erfassung der körperlich-sportlichen Aktivität. Ein Großteil bisheriger Untersuchungen zum Bewegungsverhalten basiert auf Beobachtungen, Befragungen oder Bewegungstagebüchern. Diese liefern ausschließlich zum Teil subjektive Einschätzungen der Kinder oder Eltern über die tatsächliche Bewegungszeit und -intensität. Das objektive Erfassen der Aktivität bzw. Inaktivität ist zwar seit einigen Jahren zentraler Gegenstand vieler Studien, dennoch gilt es, dieses noch sachkundiger zu lösen, um subjektive und objektive Daten zu vergleichen. Um dem Bewegungsmangel der heutigen Kinder entgegenzuwirken, sind empirisch abgesicherte Erkenntnisse über die Bedingungsfaktoren und die Folgen des veränderten Bewegungsverhaltens dringend nötig. Die Quer- und Längsschnittuntersuchung umfasst die Bereiche Anthropometrie, die Erfassung der körperlich-sportlichen Aktivität und die Herzfrequenzmessung über 24h. Für die Studie konnten 106 Jungen und Mädchen im Zeitraum von Januar 2007 bis April 2009 rekrutiert und überprüft werden. Die physiologischen Parameter wurden mit Hilfe des ACTIHEART-Messsytems aufgezeichnet und berechnet. Die Ergebnisse zur körperlich-sportlichen Aktivität wurden in die Untersuchungsabschnitte Schulzeit gesamt, Pause, Sportunterricht, Nachmittag und 24h unterteilt. Durch das Messsystem werden die Bewegungsaktivität und die Herzfrequenz synchron aufgezeichnet. Das System nimmt die Beschleunigungswerte des Körpers auf und speichert sie im frei wählbaren Zeitintervall, Short oder Long Term, in Form von „activity counts“ ab. Das Messsytem berechnet weiterhin die Intensität körperlicher Aktivität.