Bewertung der Wirksamkeit von Widerstandstraining mit geringer Intensität bei Männern mit Risiko für symptomatische Kniearthrose (PBFR3)

Über 9,3 Millionen Erwachsene über 60 Jahre leiden an symptomatischer Kniearthrose (OA), die durch röntgenologische Befunde und anhaltende Knieschmerzen oder -steifheit gekennzeichnet ist. Darüber hinaus hat unsere Forschung gezeigt, dass reduzierte Kraft ein Risikofaktor für symptomatische Kniegelenksarthrose und progrediente Kniegelenksarthrose bei Frauen ist.1, 3 Angesichts dieser Erkenntnis besteht die Notwendigkeit, die Kraft des Quadrizeps zu erhöhen, um die Verschlechterung dieser Krankheit abzuschwächen. Studien und Praxis haben seit langem gezeigt, dass hochintensives Widerstandstraining das effizienteste Mittel ist, um Skelettmuskelhypertrophie und Kraftzuwächse hervorzurufen.2, 4 Das American College of Sports Medicine sowie die National Strength and Conditioning Association haben darauf hingewiesen, dass eine Widerstandstrainingsintensität von mehr als 65 % des Maximums bei einer Wiederholung (1 RM) ist die Mindestintensität, die erforderlich ist, um die gewünschte Muskelhypertrophie und Kraftzuwächse zu erreichen.2, 4 Dies ist problematisch für diejenigen, die an symptomatischer Knie-OA leiden. Die Belastung eines bereits schmerzenden Gelenks mit 65 % (1 RM) wäre schlecht tolerierbar und möglicherweise schädlich für eine Person, die bereits unter Knieschmerzen und Steifheit bei Aktivitäten des täglichen Lebens leidet. Durch die Unfähigkeit, die vorgeschriebenen Übungen durchzuführen, um die notwendigen Kraftzuwächse hervorzurufen, sind Knie-OA-Patienten nicht in der Lage, die schwächenden Schmerzen zu lindern, die zu einer erheblichen Beeinträchtigung der Lebensqualität führen können. Glücklicherweise kann eine Trainingsmethode, die als partielle Blutflussbeschränkung (PBFR) bezeichnet wird, älteren Erwachsenen und insbesondere solchen mit Knie-OA die Fähigkeit bieten, die Kraftzuwächse zu entwickeln, die erforderlich sind, um das Fortschreiten der Krankheit abzuschwächen, ohne dass eine schädliche Gelenkbelastung erforderlich ist. Es gibt immer mehr Beweise dafür, dass diese Trainingsmethode als Stimulator des Muskelwachstums dient, selbst wenn sie mit relativ niedrigen Intensitäten durchgeführt wird.

PBFR wurde in Japan entwickelt. Seine Grundprinzipien umfassen die Einschränkung des Blutflusses zum trainierten Muskel mit dem Ziel, die Muskelmasse zu erhöhen. Die Teilnehmer sind jedoch in der Lage, ähnliche Kraftzuwächse hervorzurufen, wenn sie beispielsweise Übungen mit nur 30 % des 1RM durchführen, wie sie durch herkömmliches Widerstandstraining mit hoher Intensität erzielt werden. Aktuelle PBFR-Trainingsmethoden sind das Ergebnis von 40 Jahren Forschung und Entwicklung.5 Jüngste Studien haben die Wirksamkeit und einige Mechanismen für die Wirkung des PBFR-Trainings gezeigt, das signifikante isometrische und isokinetische Kraftzuwächse hervorruft sowie die Fähigkeit von Erwachsenen erhöht, funktionelle Aufgaben auszuführen.6 Bei einem Training mit nur 30 % 1RM kann das PBFR-Training älteren Erwachsenen mit Knie-OA zugute kommen, indem es die Entwicklung der Kraft ermöglicht, die zum Schutz vor einer Verschlechterung der Krankheit erforderlich ist, während die Notwendigkeit vermieden wird, das Gelenk auf schädlichem Niveau zu belasten.

Diese Studie ist eine Folgestudie zu IRB#201101711, die wir Anfang dieses Jahres abgeschlossen haben. Diese Studie zeigte die Verträglichkeit und Sicherheit des Protokolls. Allerdings waren die Kraftzuwächse von geringerer Größenordnung als wir erhofft hatten. Das Protokoll für diese Folgestudie ist der vorherigen Studie sehr ähnlich. Wir haben einige Änderungen vorgenommen, um die Verträglichkeit und Sicherheit aufrechtzuerhalten und gleichzeitig hoffentlich einen größeren klinischen Nutzen zu erzielen. Insbesondere haben wir die Studiendauer von 9 auf 4 Wochen verkürzt und ein effizienteres Trainingsprotokoll ausgewählt, das sowohl die Belastung der Probanden reduziert als auch die Dauer halbiert, während der die PBFR-Manschetten für jede Trainingseinheit getragen werden. Die vorherige Studie war zu sanft, um die Quadrizepsmuskeln zu stärken, daher haben wir den Widerstand von 15 % ihres Maximums auf 30 % ihres Maximums erhöht. Dies ist immer noch eine geringe Intensität im Vergleich zum normalen Gewichtheben, das bei > 65 % liegen würde. Wir glauben, dass diese Änderungen den Nutzen für die Teilnehmer erhöhen und gleichzeitig den Zeitaufwand verringern werden.

Literatur zitiert

1. Segal NA, Torner JC, Felson D, Niu J, Sharma L, Lewis CE et al. Auswirkung der Oberschenkelkraft auf die röntgenologische und symptomatische Osteoarthritis des Knies in einer Längsschnittkohorte. Arthritis Rheum 2009;61(9):1210-7.
2. Abe T, Kearns CF, Sato Y. Muskelgröße und -stärke werden nach Gehtraining mit eingeschränktem venösen Blutfluss aus dem Beinmuskel, Kaatsu-Gehtraining, erhöht. J Appl Physiol 2006;100(5):1460-6.
3. Segal NA, Glass NA, Torner J., Yang M., Felson DT, Sharma L. et al. Quadrizepsschwäche prognostiziert das Risiko für eine Verengung des Kniegelenkspalts bei Frauen in der MOST-Kohorte. Osteoarthritis Knorpel 2010;18(6):769-75.
4. Abe T, Kearns CF, Manso Filho HC, Sato Y, McKeever KH. Muskel-, Sehnen- und Somatotropinreaktionen auf die durch das KAATSU-Gehtraining induzierte Einschränkung des Muskelblutflusses. Equine Vet J Suppl 2006(36):345-8.
5. Sato Y. Die Geschichte und Zukunft des KAATSU-Trainings. Int J KAATSU Training Research 2005;1:1-5.
6. Fry CS, Glynn EL, Drummond MJ, Timmerman KL, Fujita S, Abe T et al. Übungen zur Einschränkung des Blutflusses stimulieren die mTORC1-Signalübertragung und die Muskelproteinsynthese bei älteren Männern. J Appl Physiol;108(5):1199-209.
7. Takarada Y, Takazawa H, Ishii N. Anwendungen von Gefäßverschlüssen verringern die Atrophie der Kniestreckermuskulatur durch Nichtgebrauch. Med Sci Sports Exerc 2000;32(12):2035-9.
8. H. Takano, T. Morita, H. Iida, K. Asada, M. Kato, K. Uno et al. Hämodynamische und hormonelle Reaktionen auf eine kurzzeitige Widerstandsübung mit geringer Intensität mit Verringerung der Muskeldurchblutung. Eur J Appl Physiol 2005;95(1):65-73.
9. Fujita S, Abe T, Drummond MJ, Cadenas JG, Dreyer HC, Sato Y et al. Die Einschränkung des Blutflusses während Widerstandsübungen mit geringer Intensität erhöht die S6K1-Phosphorylierung und die Muskelproteinsynthese. J Appl Physiol 2007;103(3):903-10.
10. H. Iida, M. Kurano, H. Takano, N. Kubota, T. Morita, K. Meguro et al. Hämodynamische und neurohumorale Reaktionen auf die Einschränkung des femoralen Blutflusses durch KAATSU bei gesunden Probanden. Eur J Appl Physiol 2007;100(3):275-85.
11. Cook SB, Clark RC, Ploutz-Snyder LL. Auswirkungen von Trainingsbelastung und Durchblutungsbeschränkung auf die Skelettmuskelfunktion. Med Sci Sports Exerc 2007.