Ziel

Die maximale Sauerstoffaufnahme (VO2max) bei Armübungen (z.B. Handbike) als leistungsbestimmendes Bruttokriterium der kardiopulmonalen Leistungsfähigkeit ist im Vergleich zu Beinübungen (z.B. herkömmliches Fahrradergometer) reduziert. Resultierend aus dieser reduzierten kardiopulmonalen bzw. -vaskulären Trainingsbelastung sind Armübungen für die Entwicklung und Aufrechterhaltung der VO2max weniger effektiv als Beinübungen einzuschätzen. Die VO2max ist neben der tatsächlichen sportartspezifischen Leistung (z.B. Time-Trial) als ein zentraler Surrogatparameter der Ausdauerleistungsfähigkeit einzuordnen.
In vereinzelten Patientenstudien konnte gezeigt werden, dass eine elektrische Stimulation der Beinmuskulatur (Elektromyostimulation, EMS) bei Probanden mit Rückenmarkschäden (spinal cord injury – SCI) u.a. Muskelatrophie verhindert (Baldi, Jackson, Moraille, & Mysiw, 1998), erhöhte Kraft und Ausdauerleistung induziert (Sloan, Bremner, Byrne, Day, & Scull, 1994) und metabolische bzw. hämodynamische Reaktionen verbessert. Akute Reaktionen nach EMS Applikation der Beinmuskulatur bei SCI-Patienten zeigen eine Erhöhung der Sauerstoffaufnahme und des Herzzeitvolumens.
Im Kontext dieses geplanten Forschungsprojektes soll geprüft werden, ob diese Befunde auf gut trainierte SCI-Sportler übertragen werden können. Im zentralen Fokus dieses Forschungsprojektes steht daher die Frage, ob die Trainingswirkung des Handbike-Ausdauertrainings von SCI-Sportlern durch niederfrequente Elektromyostimulation (low-frequency electric muscle stimulation – LF-EMS) der Beinmuskulatur relevant gesteigert werden kann. Es sollen in diesem Zusammenhang sowohl akute Effekte der LF-EMS der Beinmuskulatur während des Handbike-Ausdauertrainings als auch die resultierenden trainingsbedingten Anpassungen bei SCI-Athleten betrachtet werden. Der primäre Outcome der Trainingsanpassungen ist die VO2max.

Planung

Im Rahmen des beantragten Forschungsvorhabens sollen neben akuten Effekten der LF-EMS der Beinmuskulatur während des Handbike-Ausdauertrainings bei SCI-Sportlern auch trainingsinduzierte Anpassungen der LF-EMS betrachtet werden. Da die Probandenzahl im Leistungssport generell und im Para-Sport im speziellen stark begrenzt ist, wird eine Zeitreihenanalyse mit wiederholten Messungen zur Beurteilung der individuellen Reaktion auf das Training angewendet werden. Dementsprechend soll das geplante Forschungsvorhaben mit ein Crossover Design in randomisierter Reihenfolge (mit Messwiederholung) erhoben werden. Diese Mehrfachmessung ist notwendig um die individual response der LF-EMS während des Handbike-Ausdauertrainings bei SCI Sportlern zu beurteilen. Alle Probanden werden in einem Zeitraum von sechs Monaten gemessen, wobei die einzelnen Messungen jeweils individuell innerhalb von 17 Wochen abgeschlossen sein werden. Den Messungen gehen eine Planungs- und eine Vorbereitungsphase voraus. In diesen beiden Phasen steht neben zeitlicher, personeller, räumlicher, materieller und inhaltlicher Vorbereitung eine homogene Rekrutierung der Probanden im Vordergrund. Der Abschluss des gesamten Projektes erfolgt durch die Auswertung aller Ergebnisse. Hierzu wird noch eine vertiefende Transferphase vorgeschaltet.

Ergebnisse

Insgesamt orientiert sich das Transferkonzept am bereits erfolgreich durchgeführten BISp Forschungsprojekt zum Okklusionstraining im Rudern (ZMVI4-072030/18-19): In diesem Zusammenhang resultierten eine leichtverständliche Infografik (https://www.rudern.de/news/2019/neues-aus-der-wissenschaft), eine Trainerschulung, ein Video-Abstrakt (https://www.youtube.com/watch?v=DAlOSy0wn8k), eine nationale (Held, Behringer, & Donath, 2020) und eine internationale Publikation (Held, Behringer, & Donath, 2019). Dementsprechend soll auch bei diesem geplanten Forschungsvorhaben ein deutschsprachiger, allgemein verständlicher Bericht zu den Ergebnissen als Handreichung für die entsprechenden Trainer und Athleten erstellt werden. Im Kontext dieser Handreichung sollen konkrete Handlungsanweisungen für die Umsetzung der Ergebnisse in den Trainingsalltag formuliert werden. Zusätzlich sollen internationale und nationale Publikationen auf Kongressen und in Fachjournals folgen. Als zusätzliche Transfermaßnahme erfolgt ein Webinar, welche u.a. als Trainerfortbildung fungiert. Unabhängig von diesen Transfermaßnahmen wird eine übersichtliche Infografik erstellt, die auf der offiziellen Internetpräsenz des DBS bereitgestellt wird. Durch die visuelle Vermittlung dieser Infografik können komplexe Zusammenhänge präzise dargestellt werden und die virale Reichweite der Inhalte erhöht werden. Zudem haben sich solche Infografiken im Kontext vorrangegangener Forschungsprojekte als gute Transfermaßnahme (für die Übermittlung der Ergebnisse in die Praxis) erwiesen. Darüber hinaus wird wieder ein Video-Abstrakt erstellt werden.