Die Wirkung von High Impact Training auf Knochen und Gelenkknorpel bei postmenopausalen Frauen

Bei der Untersuchung handelt es sich um eine 6-monatige Interventionsstudie mit einseitigem (eingliedrigem) Training, bei der die Veränderungen in einem zufällig ausgewählten Übungsbein mit denen im anderen (Kontroll-)Bein verglichen werden.

Potenzielle Teilnehmer (Frauen im Alter von 55-70) werden über bestehende Verbindungen in der Gemeinde, in örtlichen Gemeindezentren, durch lokale Medien, Plakate und Flyer angesprochen. Nach dem ersten Kontakt, um festzustellen, ob sie die Einschluss-/Ausschlusskriterien erfüllen, werden sie zur Teilnahme an der Studie eingeladen und erhalten das Teilnehmerinformationsblatt (PIS). Wenn sie dann bei der Forschung helfen möchten, werden sie zu einem ersten Treffen an der Loughborough University eingeladen.

Beim ersten Treffen kann der Teilnehmer das Projekt und PIS mit dem Forschungsteam weiter besprechen. Wenn sie das Projekt vollständig verstanden haben und bereit sind, daran teilzunehmen, werden sie aufgefordert, die Einverständniserklärung zu unterschreiben. In dieser Phase wird jeder Teilnehmer mit einem Projektcode anonymisiert. Anschließend werden Screening- und Basismessungen durchgeführt.

Screening-Fragebögen werden nach Zustimmung zur Studie ausgefüllt. Dazu gehören ein demografischer Fragebogen, ein Gesundheitsscreening-Fragebogen, ein Fragebogen zur Kalziumaufnahme, ein Fragebogen zur körperlichen Aktivitätsbereitschaft (PAR-Q) und ein Fragebogen zur körperlichen Knochenaktivität (BPAQ).

Duale Röntgen-Absorptiometrie (DXA)-Scans des gesamten Körpers, der anterior-posterioren (AP) Wirbelsäule und des dualen Oberschenkelknochens werden für jeden Teilnehmer durchgeführt, um Basislinienmessungen der Knochenmineraldichte zu erhalten. Standard-Positionierungsverfahren für die durchgeführte Messung werden verwendet um die Berechnung des T-Scores zu ermöglichen.

Funktionstests werden durchgeführt, um die Hüpf- und Gleichgewichtsfähigkeit zu untersuchen. Das einseitige Gleichgewicht wird analysiert, indem die Haltungsschwankung mit einer Kraftplattform gemessen wird. Die Teilnehmer werden gebeten, bis zu 30 Sekunden lang auf einem Bein zu balancieren. Die Verschiebungsamplitude wird berechnet, dies ist der Abstand zwischen dem maximalen und minimalen Druckmittelpunkt (COP) in beiden Richtungen. Die COP-Weglänge ist die zurückgelegte Gesamtstrecke und wird berechnet und durch die Versuchszeit dividiert, um die COP-Geschwindigkeit zu erhalten.

Die maximale Sprunghöhe wird gemessen, indem die vertikale Verschiebung eines Markers aufgezeichnet wird, der auf der Lendenwirbelsäule jedes Teilnehmers angebracht ist, während er einen maximalen Sprung durchführt. Dies wird für jedes Bein wiederholt. Die Bodenreaktionskraft (GRF) des maximalen Sprungs wird mit einer Kraftplattform aufgezeichnet. Die Teilnehmer werden gebeten, 5 Sekunden lang still auf der Plattform zu bleiben, um das Körpergewicht zu bestimmen. Von dieser Position aus werden die Teilnehmer gebeten, ein Bein von der Plattform zu heben und eine Gegenbewegung auszuführen, einen maximalen Sprung mit ihren Armen, um den Vortrieb zu unterstützen und eine maximale Sprunghöhe sicherzustellen. Nach ein oder zwei Eingewöhnungsversuchen wird der Teilnehmer gebeten, drei maximale Hüpfer zu absolvieren. Wiederholungen zulassen, wenn sie nicht vollständig auf der Kraftplattform landen. Der bei diesen drei Versuchen aufgezeichnete Peak-GRF wird in der Endanalyse verwendet.

Die Bodenreaktionskräfte während einer Reihe von zehn Sprüngen, was das Endziel des Übungsprogramms ist, werden auf einer Kraftplattform aufgezeichnet. Die Teilnehmer werden gebeten, 5 Sekunden lang still auf der Plattform zu bleiben, um das Körpergewicht zu bestimmen. Von dieser Position aus werden die Teilnehmer gebeten, ein Bein von der Plattform zu heben und zehn Gegenbewegungssprünge auszuführen, wobei sie, wenn möglich, ihre Arme verwenden, um beim Vortrieb zu helfen. Bei den Basismessungen werden die Teilnehmer gebeten, zehn Hüpfer so gut sie können auszuführen, wobei ihnen eine starre Stütze zum Anlehnen zur Verfügung steht

Es wird ein zweiter Termin vereinbart, um Ausgangs-MRT-Scans von jedem Kniegelenk zu erhalten. Dazu gehören Sicherheitschecks, Gespräche mit den MTRAs und Scanzeiten von bis zu einer Stunde.

Nach den MRT-Scans wird das Übungsbein mit undurchsichtigen Umschlägen zufällig zugewiesen. Jeder Umschlag enthält eine Notiz mit der Aufschrift „linkes Bein“ oder „rechtes Bein“. Die Hüllkurven werden zur Minimierung in kleinere Untergruppen von acht aufgeteilt. Dadurch wird die Möglichkeit ausgeschlossen, dass die erste Hälfte der Freiwilligen dasselbe Bein wählt, und der Randomisierungseffekt auf die zweite Hälfte wird beseitigt. Die Teilnehmer erhalten ein Trainingstagebuch und Anweisungen, wie sie das Übungsprogramm über sechs Monate absolvieren können. Der erste Übungstag wird mit dem Forschungsteam zu diesem Termin abgeschlossen und die betrachtete Intervention begonnen. Dieses zweite Treffen sollte ungefähr 90 Minuten dauern.

Die erforderliche Übung dauert nicht länger als 10 Minuten pro Sitzung und kann zu Hause durchgeführt werden. Die Intervention wird auf die individuellen Fähigkeiten der Person abgestimmt und die Häufigkeit der Übung wird stetig erhöht, wenn sich der Teilnehmer verbessert, bis die Übung täglich abgeschlossen wird. Allen Teilnehmern werden regelmäßige Gruppensitzungen an der Loughborough University angeboten. Die Übungszeit bleibt bei zehn Minuten, aber die Sitzung wird länger sein, um Diskussionen und Check-ups mit den Teilnehmern zu ermöglichen. Dies sind wöchentliche Sitzungen für die ersten zwei Monate und dann einmal im Monat für die verbleibende Zeit.

Sechs Monate nach Beginn des Trainingsprogramms finden Folgemessungen statt. Wiederholte DXA-, MRT- und funktionelle Ergebnistests werden bei allen Teilnehmern nach dem gleichen Protokoll wie zu Studienbeginn durchgeführt. Auch dies wird über zwei Treffen an der Loughborough University geschehen.

Eine Untergruppe (n=4) wird hochauflösenden Knochenscans (HR-pQCT) unterzogen, die Veränderungen in der Knochenstruktur zeigen können. Diese Messung wird an der distalen Tibia vorgenommen und dauert etwa drei Minuten pro Bein. Die Messungen werden vor und nach der sechsmonatigen Trainingsintervention durchgeführt.

Es werden deskriptive Statistiken berechnet, die Auskunft über Mittelwerte und Streuung (Standardabweichung) der Kohorte geben. Dazu gehören Alter, Größe, Körpermasse, BMI und Zeit seit der letzten Menstruation.

Unter Verwendung des Levene-Tests beim Vergleich der Übung mit dem Kontrollbein und des Mauchly-Tests der Sphärizität zum Vergleich vom Ausgangswert bis zum Ende der Studie wird die Varianz der Daten analysiert. Die Normalverteilung wird mit dem Shapiro-Wilks-Test und der visuellen Untersuchung des Q-Q-Plots analysiert. Wenn gezeigt wird, dass die Varianz innerhalb der Population homogen und die Verteilung normal ist, wird eine Varianzanalyse mit wiederholten Messungen (RM-ANOVA) verwendet, um signifikante Unterschiede zwischen Bein (Übung versus Kontrolle, Zeit (Basislinie versus Post-Intervention) oder Bein) zu erkennen x-Zeit-Interaktion in der zuvor beschriebenen Ergebnisvariablen. Wenn eines der Ergebnismaße nicht die Annahmen erfüllt, um parametrische Tests durchzuführen, d.h. ANOVA und dann der Kruskal-Wallis-H-Test werden verwendet, um jede signifikante Änderung der Unterschiede zu erkennen.