Einfluss von Atemübungsinterventionen auf das Engagement der Atemsektoren bei jugendlichen Läufern während der Belastung (breathing)

An unserer Studie nahmen 46 Langstreckenläufer (14–18 Jahre) teil, 23 Männer (Alter = 16,4 ± 1,1 Jahre). Größe = 177,1 ± 5,8 cm, Gewicht = 62,4 ± 5,8 kg) und 23 Frauen (Alter = 16,8 ± 1,1, Höhe = 168,5 ± 4,4 cm, Gewicht = 55,9 ± 4,0 kg). Alle Teilnehmer gaben an, im vergangenen Jahr mindestens sechsmal pro Woche Ausdauerläufe absolviert zu haben. Die Teilnehmer wurden nach dem Zufallsprinzip einer Experimentalgruppe (n=23), die an einer achtwöchigen Atemintervention teilnahm, oder einer Kontrollgruppe (n=23), die weiter trainierte, aber keine Atemübungen durchführte, zugeteilt . Ein Teilnehmer beendete die Intervention aus medizinischen Gründen nicht und wurde daher von der Studie ausgeschlossen. Die beiden Versuchs- und Kontrollgruppen folgten demselben Trainingsprogramm, mit dem einzigen Unterschied, dass die Versuchsgruppe Atemübungen durchführte. Mit Randomization.org wurde eine Randomisierungssequenz erstellt. Eine unabhängige Person, die nicht an dieser Studie beteiligt war, erstellte die computergenerierte Randomisierungssequenz. Das Studienprotokoll wurde am 19. Oktober 2018 (002/2018) von der örtlichen Ethikkommission überprüft und genehmigt und folgte den Richtlinien der Erklärung der World Medical Assembly von Helsinki. Die Erziehungsberechtigten erteilten eine schriftliche Einverständniserklärung zur Teilnahme und die Teilnehmer gaben eine mündliche Beurteilung ab.

Studiendesign Wir haben die Beteiligung der Atemmuskulatur in drei grundlegenden Bereichen mithilfe eines Muskeldynamometers MD03 wie zuvor beschrieben bewertet. Bei dem Gerät handelt es sich um ein digitales Vierkanal-Muskeldynamometer, das konstruktionsbedingt die Messung von Momentanwerten der Muskelkraft im Verhältnis zur Zeit ermöglicht (also sowohl die Kraftgröße als auch deren Dynamik auswerten kann). Generell können verschiedene Muskeln und Muskelgruppen am menschlichen Körper gemessen werden. MD03 besteht aus vier Muskelsonden (wir haben drei Sonden verwendet), die mit Gürteln am menschlichen Körper befestigt werden. Die Sonden enthalten einen Dehnungswandler, der ein digitales Signal an eine Mikroprozessor-Auswerteeinheit überträgt, die die digitalen Signale der Sonden in eine kompatible Form mit einem USB-Eingang zu einem Notebook umwandelt. Zwei Software-Level (SW1 und SW2) sind Bestandteil von MD03. Die Sondenbefestigungsstellen wurden basierend auf der Kinematik der oben genannten Brustsektoren ausgewählt. Die erste Sonde wurde im unteren Atemwegsbereich auf der ventralen Seite der Ebene L4-5 platziert. Im Mittelwindsektor auf dem Niveau von 8.-9. Rippen, auf der ventralen Seite unterhalb des Brustbeins wurde eine zweite Sonde platziert. Eine Sonde der dritten Ebene wurde im oberen Atemwegsbereich 3.-4 platziert. Rippen auf der ventralen Seite im Sternalbereich. Die Kompression und Expansion des Brustkorbs während der Atmung verändert die Kraft, die auf die einzelnen Sensoren im befestigten Gürtel ausgeübt wird.

Die auf einzelne Sonden in den jeweiligen Atemsektoren ausgeübten Inspirations- und Exspirationskräfte wurden 60 Sekunden lang aufgezeichnet und für jede Sonde wurden Minutendurchschnitte ermittelt. Nach einer 60-sekündigen Ruhedatenerfassung mittels Spontanatmung und tiefer Atmung durchliefen die Teilnehmer einen schrittweisen Test auf einem Fahrradergometer (Lode, Groningen, Niederlande) und der Sauerstoffverbrauch, das Atemzugvolumen, die Atemfrequenz und das Atemminutenvolumen wurden kontinuierlich überwacht (Metalyzer B3, Cortex, Leipzig, Deutschland). Das Testprotokoll wurde relativ zum Körpergewicht des Teilnehmers erstellt (d. h. W·kg-1) und begann mit einer 4-minütigen Phase bei 1 W·kg-1, gefolgt von drei zweiminütigen Phasen mit progressiven Intensitäten (2, 3, 4 W·kg-1) und die Trittfrequenz wurde auf 95-100 U/min-1 standardisiert. Die beatmungsmuskuläre Beteiligung des Bauch-, Brust- und Schlüsselbeinsektors wurde während der letzten Minute jeder der drei submaximalen Intensitäten überwacht.

Das Trainingsprogramm dauerte acht Wochen. Die Versuchsgruppe führte täglich Atemübungen durch. In der ersten Woche der Atemintervention erfolgte das Training der Atemübungen in Form von drei betreuten Atemübungen in der Gruppe. In den folgenden Wochen gab es immer zwei Gruppentrainingseinheiten mit einer Dauer von jeweils ca. 30 Minuten. Sie haben genau nach Plan geübt. An unbeaufsichtigten Tagen wurden die Teilnehmer gebeten, die Übungen mindestens 10 Minuten lang einzeln zu Hause durchzuführen. Informationen über die Dauer jeder einzelnen Trainingseinheit wurden vom Teilnehmer in einem Tagebuch festgehalten.

Das Atemübungsset basierte auf Yoga, Ziel war die Aktivierung des Zwerchfells und die Wahrnehmung einzelner Atemsektoren. Daher umfasste das Atemtraining eine Vielzahl von Übungen wie Atemwellentraining, Vollatmung (Einatmen in alle Sektoren) und Tempoatmung (Atmen in einem bestimmten Rhythmus). Die Übungen wurden in verschiedenen Positionen durchgeführt, darunter liegend, kniend sitzend, sitzend, kniend und stehend. Die gesamte Atmung erfolgte durch die Nase. Zu Beginn der Intervention atmeten die Teilnehmer spontan und wechselten später dazu, die Inspirations- und Exspirationsphase zu verlängern. Sie begannen mit einem Verhältnis von Ein- und Ausatemlänge von 1:1. Nach und nach wurden die Phasen des Anhaltens des Atems vor dem Ausatmen und vor dem Ausatmen einbezogen: Inspiration – 6 Perioden, Anhalten des Atems – 3 Perioden, Ausatmen – 6 Perioden, Anhalten des Atems – 3 Perioden. Jeder Teilnehmer passte die Übung an seine individuelle Atemfrequenz an. Jede der Übungen wurde sechsmal wiederholt. Die Übungen waren langsam, mit einem tiefen Fokus auf die Atmung, im Einklang mit der Bewegung. Sehr wichtig war die Wahrnehmung der Bewegungsrichtung und Ausdehnung des Brustkorbs, das Verhalten der Körperachse (Kopf, Wirbelsäule, Becken), die sie in den Einführungsgesprächen erlernten. Die Kontrollgruppe nahm an keinem Atemtraining teil und wurde angewiesen, ihrem Leben wie gewohnt nachzugehen.

Der Folgetest, der dem oben beschriebenen abgestuften Maximaltest auf dem Fahrradergometer entsprach, wurde nach 8 Wochen Intervention durchgeführt. Die Kontrollgruppe wurde immer zeitgleich mit den Mitgliedern der Interventionsgruppe getestet.