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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.
Krafttraining ist ein etabliertes Mittel für die Entwicklung körperlicher Fitness und sport-artspezifischer Leistungen in verschiedenen Sportarten. Dabei scheint dem Krafttraining auch im Hinblick auf den langfristigen Leistungsaufbau im Nachwuchsleistungssport Rudern eine besondere Rolle zuzukommen. Die vorliegende Arbeit widmet sich der Optimie-rung der Leistungsdiagnostik sowie der Bewertung der Effektivität von Krafttrainingsmethoden zur Verbesserung der körperlichen Fitness und der sportartspezifischen Leistung im Nachwuchsleistungsrudern.
Die erste Studie im Rahmen dieser kumulativen Arbeit beinhaltet die Analyse eines sport-artspezifischen Anforderungsprofils der Sportart Rudern. Die Studienergebnisse zeigen, dass die Energiebereitstellung im Ruderwettkampf zu einem großen Anteil aus aeroben und zu einem geringen Anteil aus anaeroben Stoffwechselprozessen erfolgt. Während der vier Phasen des rudertechnischen Leitbildes werden nahezu alle großen Muskelgruppen beansprucht. Aufgrund der hohen Trainingsumfänge auf internationalem Leistungsniveau besteht bei Ruderern ein erhöhtes Risiko, Verletzungen im lumbalen Rückensegment, den Knien sowie den Rippen zu erleiden.
Im Rahmen der zweiten Studie wurden die Effekte von Krafttraining auf die körperliche Fitness und die sportartspezifische Leistung von Ruderern unterschiedlichen Expertisen-niveaus untersucht. Die Studienergebnisse zeigen, dass signifikante kleine Effekte des Krafttrainings auf die körperliche Fitness (Maximalkraft der unteren Gliedmaßen) und auf die sportartspezifische Leistung existieren. Subgruppenanalysen für Krafttrainingstyp und Expertisenniveau zeigten nicht signifikante Unterschiede zwischen den jeweiligen Subgruppen der Ruderer.
Die dritte Studie analysierte die Zusammenhänge zwischen der biologischen Reife, der Körperkonstitution und der körperlichen Fitness mit der Leistung auf dem Ruderergometer über 700-m bei weiblichen Nachwuchseliteruderern. Die Analyse zeigte signifikante mittle-re bis hohe Zusammenhänge zwischen der biologischen Reife, Kennwerten der Körperkonstitution, der körperlichen Fitness (z. B. Maximalkraft, Kraftausdauer) und der Leistung auf dem Ruderergometer. Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass die Prädiktoren Körperkonstitution (Magermasse) und Kraftausdauer (Bourban-Test) die Leistung des 700-m Ruderergometertest am besten abbilden.
Die vierte Studie untersuchte die Effekte von zwei unterschiedlichen Krafttrainingsmetho-den, die jeweils über neun Wochen durchgeführt wurden, auf die körperliche Fitness und die Leistung auf dem Ruderergometer bei weiblichen Elite-Nachwuchsruderern. Die Stu-dienergebnisse zeigen, dass beide Gruppen signifikante Steigerungen auf ausgewählte Komponenten der körperlichen Fitness (z. B. Maximalkraft, Schnellkraft, anaerobe Aus-dauer und Richtungswechselgeschwindigkeit) und die sportartspezifische Leistung erzielten. Signifikant größere Zuwächse resultierten nach Krafttraining mit höheren Intensitäten [HI] bei gleichem Volumen im Vergleich zu Kraftausdauertraining [KA] in ausgewählten Komponenten der körperlichen Fitness (z. B. Maximalkraft). Im Gegensatz dazu, führte KA bei gleichem Volumen im Vergleich zu HI zu größeren Steigerungen der sportartspezifischen Leistung.
Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass Krafttraining ein effektives Mittel zur Steigerung ausgewählter Komponenten der körperlichen Fitness und der sportartspezifischen Leistung in der Sportart Rudern für RuderInnen und im Speziellen für den Nachwuchssport ist. Insbesondere im Nachwuchsleistungsrudern zeigte sich, dass HI zusätzlich zum regulären Rudertraining effektiver zur Verbesserung der körperlichen Fitness (z. B. Maximalkraft) ist als KA. Zur Verbesserung der sportartspezifischen Leistung jedoch, stellte KA im Vergleich zu HI bei weiblichen Elite-Nachwuchsruderern die effektivere Krafttrainings-methode dar. Weiterhin wird Trainern im Nachwuchsrudersport empfohlen, ausgewählte Merkmale der biologischen Reife, Körperkonstitution sowie der körperlichen Fitness (Maximalkraft, Kraftausdauer) für die Talententwicklung zu berücksichtigen.