Obwohl der sozioökonomische Status (SES) eine in der Sozialepidemiologie häufig gebrauchte Variable darstellt, ist seine Verwendung mit methodischen Problemen verknüpft: Seine latente Struktur führt dazu, dass sich verschiedene Möglichkeiten der Operationalisierung eröffnen. Diese reichen von klassischen Ungleichheitsindikatoren wie Bildung, Einkommen oder Berufsposition, über multidimensionale oder über Nachbarschaftsmerkmale konstruierte Indizes, bis hin zu subjektiven Statuseinschätzungen. Problematisch ist dies insofern, als verschiedene Indikatoren auf unterschiedlichen theoretischen Konstrukten beruhen und unterschiedliche Schlussfolgerungen erlauben. In dieser Arbeit wird deshalb in einem ersten Schritt anhand eines systematischen Reviews zum Zusammenhang von SES und Rückenschmerzen überprüft, welche Indikatoren in wissenschaftlichen Publikationen eingesetzt werden und wie die Auswahl begründet wird. Das Ergebnis zeigt eine klare Präferenz für klassische Indikatoren (Bildung, Einkommen und Berufsposition). Erläutert wurde die jeweilige Auswahl allerdings nur in einem geringen Prozentsatz der untersuchten Artikel, obwohl die unterschiedlichen Studienergebnisse nahelegen, dass der gewählte Indikator einen Einfluss auf den gefundenen Zusammenhang ausüben könnte. Deshalb wurde in einem weiteren Schritt überprüft, wie unterschiedliche SES-Indikatoren mit der Verbesserung von Rückenschmerzen nach einer Rehabilitation (Studie 1) und der Neuentstehung von Rückenschmerzen (Studie 2) zusammenhängen. Außerdem wurde untersucht, ob ein einfaches Modell den Zusammenhang von SES und Gesundheit so darstellen kann, dass a priori abzuschätzen ist, wie hoch der Einfluss unterschiedlicher Indikatoren auf einen bestimmten Gesundheitsoutput sein könnte. Es zeigt sich, dass sich der errechnete Zusammenhang zwischen den verschiedenen Indikatoren und chronischen Rückenschmerzen erheblich unterscheidet: Für Menschen, die bereits wegen Rückenschmerzen in Rehabilitation waren, erwiesen sich Bildung und Berufsposition als ähnlich einflussreiche Einflussfaktoren, während für das Einkommen kein bedeutender Zusammenhang festgestellt werden konnte. Für die Neuentstehung chronischer Rückenschmerzen zeigte sich die Berufsposition als wichtigster Indikator, gefolgt von Bildung, während für Einkommen kein signifikanter Zusammenhang gefunden werden konnte. Folglich bestimmt die Wahl des Indikators die Höhe des festgestellten Zusammenhangs stark mit. Unterschiedliche Indikatoren dürfen deshalb nicht als austauschbar betrachtet werden und es muss bei jeder Forschungsfrage genau überlegt werden, welcher Indikator für die jeweilige Fragestellung am besten verwendet werden kann. Das vorgeschlagene theoretische Modell kann dabei als Unterstützung dienen.

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.

Die wachsenden Kosten für die Behandlung chronischer lumbaler Rückenschmerzen stehen zunehmend in Diskrepanz mit den begrenzten Mitteln für das Gesundheitswesen. Untersuchungen zeigen, dass aktive Trainingsprogramme, je früher sie eingesetzt werden, einen positiven Einfluss auf die Senkung von Kosten für die Gesellschaft haben. Ein rechtzeitiger Einsatz der medizinischen Kräftigungstherapie bei Rückenschmerzpatienten ist somit unter rehabilitativen Gesichtspunkten notwendig. Insbesondere das Training im Wasser gestattet gelenkschonende Übungen in frühen Phasen der Rehabilitation und lassen eine raschere Wiederherstellung erwarten. Über die körperlichen Auswirkungen therapeutischer Trainingsmaßnahmen im Wasser sind bis dato wenige Studien verfügbar, welche die Wirkung des Mediums Wasser auf konditionelle Parameter objektiv quantifizieren und bewerten. Jedoch sind bislang die Möglichkeiten für ein gezieltes Krafttraining im Wasser begrenzt. Eine gerätetechnische Entwicklung, die ein rumpfstabilisierendes Krafttraining im Warmwasser ermöglicht, lässt im Vergleich zu herkömmlichen Trainingsmöglichkeiten eine noch effizientere rehabilitative Behandlung erwarten. Es wird die Fragestellung verfolgt, inwieweit aktive Trainingsformen im Wasser die Maximalkraft und die neuromuskuläre Funktion der Rumpfmuskulatur, sowie den Schmerz von Rückenpatienten beeinflussen. Ferner soll im Rahmen der Untersuchungen die Effektivität eines neu entwickelten Wassertrainingsgerätes geprüft werden. Die Untersuchungen der Ergebnisse von 80 weiblichen Probanden (in fünf Gruppen aufgeteilt: Kontrollgruppe, Aquajogging, Aquarücken, Aquagerät und Rückengymnastik an Land) zeigen, dass durch aktive Interventionsmaßnahmen eine Verbesserung der Kraftfähigkeit und eine Reduzierung von Schmerzen erzielt werden kann. Hingegen kommt es in der Kontrollgruppe, ohne Trainingsanwendungen, zur Stagnation des chronischen Schmerzzustandes, sogar zur Verschlechterung der Kraftentwicklung der Rückenstreckmuskulatur. In allen Trainingsgruppen konnten kurzfristig und mittelfristig weniger Muskelfunktionsstörungen nachgewiesen werden. Bei Betrachtung der Kraftentwicklung der unteren Rumpfmuskulatur fällt auf, dass die höchsten Zuwächse der Bauchmuskelkraft in den Gruppen Aquarücken und Aquagerät festzustellen sind. Die Kraft der Rückenstreckermuskulatur entwickelte sich in der Gruppe Aquagerät mit einer Steigerung von 55% nach der Intervention am stärksten. Es kann die Hypothese aufgestellt werden, dass das Training im warmen Wasser unter stabilisierten Voraussetzungen eine effizientere Methode zur Stärkung der unteren Rumpfmuskulatur zu sein scheint. Bei der Entwicklung der Kraft der oberen Rücken- und Schultergürtelmuskulatur kommt es in den Gruppen Aquajogging und Aquarücken zu den größten Steigerungen. Dies könnte mit der höheren Aktivität der Arme im Übungsprogramm zusammenhängen. Positiv ist die hohe Reduzierung der Schmerzen in allen Trainingsgruppen zu bewerten. Jedoch ist bei Betrachtung der Ergebnisse festzustellen, dass für eine weitere Manifestierung der Trainingserfolge ein weiterführendes Training bedeutsam ist. Die Ergebnisse dieser Studie belegen, dass durch ein gezieltes Training im Wasser und an Land über 6 Wochen, je zweimal pro Woche, deutliche Verbesserungen in der Entwicklung von Kraft, Schmerzintensität, Funktionseinschränkung und Muskelfunktion möglich sind. Ferner werden in dieser Arbeit positive Zusammenhänge zwischen den Entwicklungen Schmerzintensität und Rückenstreckerkraft, sowie Schmerzintensität und Bauchmuskelkraft beobachtet. Zwischen den Versuchsgruppen im Wasser und der Versuchsgruppe an Land konnten nur geringe Unterschiede in den Ergebnissen nachgewiesen werden. Jedoch geben die Resultate Hinweis darauf, dass bei höheren Schmerzintensitäten die Intervention im Wasser die Therapie der Wahl zu sein scheint. Die Resultate dieser Untersuchungen machen deutlich, dass der Einsatz eines Wassertrainingsgerätes in der Therapie chronischer Rückenschmerzpatienten eine effiziente Methode zur Senkung von Schmerzen und zur Steigerung der Kraft der Rücken- und Bauchmuskulatur ist. Vorteile des Wassertraingsgerätes sind die gute Stabilisation des Beckens, trotz auftriebswirksamer Mechanismen im Wasser, die bedienerfreundliche Handhabung, der separat einstellbare Widerstand, die schnellen Therapieerfolge und die hohe Motivation der Kursteilnehmer. Diese Beobachtungen lassen eine effizientere Therapie und damit Kostenersparnisse vermuten. Nachteile sind das hohe Gewicht des Wassertraingsgerätes und die relativ hohen Anschaffungskosten. Die hohe Reduzierung der Schmerzintensität bei den Probanden, die am Wassertrainingsgerät Interventionen durchführten, lassen vermuten, dass diese Geräteanwendungen für Patienten mit sehr schmerzhaften oder subakuten Verlaufsformen besonders geeignet ist. Der schonende Charakter der Aquatherapie und der Einsatz eines neuen Wassertrainingsgerätes unterstützt in effektiver Weise die modernen Konzepte der Rehabilitation chronischer Rückenschmerzpatienten.