Auswirkungen von Hydratationsänderungen auf die neuromuskuläre Funktion von Sportlern (H2OAthletes)

Sportler sind auf Muskelkraft angewiesen, da diese mit einer höheren Rate an Kraftentwicklung und Muskelkraft, allgemeiner und spezifischer sportlicher Leistungsfähigkeit und verringerten Verletzungsraten verbunden ist. Es gibt wissenschaftliche Beweise, die zeigen, dass ein hypohydrierter Zustand [d. h. 2 bis 3 % des Verlusts der Körpermasse (BML), der auf Wasserverlust zurückzuführen ist] die Muskelkraft und -leistung beeinträchtigt. Wie sich diese Reduktion auf die sportliche Leistung auswirkt, bleibt jedoch fraglich.

Wir wissen, dass die Muskelkraftentwicklung aus einer Kombination von morphologischen (Muskelquerschnittsfläche, Muskelarchitektur und muskulotendinöse Steifheit) und neuralen Faktoren (Rekrutierung motorischer Einheiten, Synchronisation und Feuerfrequenz) abgeleitet wird. Somit können neuronale Faktoren eine mögliche Erklärung für die Auswirkungen der Dehydratation sein. Tatsächlich ist diese Beziehung biologisch plausibel, da Dehydration die Elektrolytkonzentration (insbesondere Kalium und Natrium) innerhalb der intra- und extrazellulären Räume beeinflussen kann, was zu einer Veränderung des elektrochemischen Membranpotentials führt.

Obwohl einige Studien die Auswirkungen von Hydratationsänderungen auf die neuromuskuläre Funktion mittels Elektromyographie (EMG)-Analyse getestet haben, gibt es immer noch keinen Konsens zwischen ihnen. Einige Autoren zeigten Auswirkungen der Dehydratation auf die Muskelausdauer und das EMG-Signal, einschließlich einer Verringerung der mittleren EMG-Leistungsfrequenz (MPF) und einer beschleunigten quadratischen Mittelwertrate (RMS), was möglicherweise eine verringerte Membranerregbarkeit und eine beschleunigte zentral vermittelte Regulierung der motorischen Einheit bedeutet Aktivität. Während andere keine Auswirkung der Dehydration auf die EMG-Werte fanden. Daher sind experimentelle Studien mit gut konzipierten Studien und modernster Technologie erforderlich, um die Auswirkungen einer akuten Dehydration auf die neuromuskuläre Funktion, insbesondere bei Sportlern, besser zu verstehen.

Die Aufrechterhaltung eines euhydratisierten Zustands ist entscheidend für das ordnungsgemäße physiologische Funktionieren des Körpers, was durch physiologische Faktoren und Verhaltensfaktoren erreicht wird. Bewegung kann jedoch den Wasserhaushalt stören, insbesondere wenn sie in heißen Umgebungen durchgeführt wird, und den Wasserverlust erhöhen. Dies kann weiter zu Dehydrierung führen, wenn der Athlet nicht richtig rehydriert. In diesem Sinne haben die wissenschaftlichen Erkenntnisse Menschen identifiziert, die als niedrige Trinker (d. h. Personen, die einer geringen regelmäßigen Wasseraufnahme ausgesetzt sind) und hohe Trinker (d. h. Personen, die einer hohen regelmäßigen Wasseraufnahme ausgesetzt sind) gelten. Diese Unterschiede in der Wasseraufnahme führen zu unterschiedlichen physiologischen Reaktionen wie Serum-Arginin-Vasopressin (AVP)-Spiegeln und auch zu Stimmungszuständen. Obwohl für Sportler keine spezifischen Richtlinien für die Gesamtwasseraufnahme festgelegt wurden, erfüllen sie im Vergleich zu den Richtlinien der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit für die Wasseraufnahme bei gesunden Erwachsenen nicht die Richtlinien, insbesondere wenn ein höherer Flüssigkeitsbedarf berücksichtigt wird. Wie zuvor erwähnt, wurde AVP verwendet, um niedrige Trinker von hohen Trinkern zu unterscheiden, nämlich erhöhtes Plasma-AVP bei niedrigen Trinkern, was auf eine intrazelluläre Dehydratation hindeutet.

Tatsächlich wurden Veränderungen des Gesamtkörperwassers (TBW) und seiner Kompartimente [d. h. intrazelluläres Wasser (ICW) und extrazelluläres Wasser (ECW)] hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die sportliche Leistung untersucht. Silva und Kollegen beobachteten, dass Judo-Athleten, die den TBW verringerten, nämlich durch Verringerung des ICW, diejenigen waren, die die Kraft des Oberkörpers verringerten, unabhängig von Änderungen des Gewichts und des mageren Weichgewebes der Arme. Außerdem war ICW das einzige Körperwasserkompartiment, dessen Reduktionen die höhere Wahrscheinlichkeit eines Verlusts von > 2 % der Maximalkraft des Unterarms erklärten, unabhängig von Änderungen des Gewichts und des mageren Weichgewebes der Arme. Schließlich galt ICW auch als wichtigster Prädiktor für Kraft und Sprunghöhe über die Saison bei Athleten auf nationaler Ebene. Daher scheinen ICW und zelluläre Hydratation eine relevante Rolle bei der sportlichen Kraft und Kraft zu spielen, obwohl weitere Forschung erforderlich ist, um diese strukturellen Flüssigkeitskompartimente mit Änderungen des Hydratationsstatus und seiner Verbindung mit der neuromuskulären Funktion zu verknüpfen.

Zu guter Letzt gelten Flüssigkeitstests als kontroverses Thema, und trotz umfangreicher Forschungsergebnisse gibt es kein klares Protokoll für die beste Vorgehensweise zur Beurteilung des Flüssigkeitsstatus bei Sportlern. Darüber hinaus werden auch neue Methoden benötigt, die den Hydratationsstatus sicher, genau, zuverlässig und durchführbar bereitstellen. Die bioelektrische Impedanzanalyse (BI) ist eine alternative Technik für diesen spezifischen Kontext. Das BI-Verfahren verwendet die Komponenten der Impedanz: Widerstand (R) und Reaktanz (Xc). Der Phasenwinkel (PhA) wird ebenfalls bereitgestellt und stellt einen relevanten Indikator für die Zellgesundheit und Muskelfunktionalität dar, aber es fehlt die Forschung zur Nützlichkeit dieses Markers zur Verfolgung der Kraft/Leistung bei Sportlern, die kurzfristigen Änderungen des Flüssigkeitsstatus ausgesetzt sind.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es an evidenzbasierten Protokollen mit modernster Methodik mangelt, um die Auswirkungen einer Änderung der Wasseraufnahme auf die neuromuskuläre Funktion mithilfe von EMG-Analysen bei Sportlern zu testen. Darüber hinaus weisen die derzeit verfügbaren experimentellen Designs methodische Einschränkungen bei der Bewertung des Hydratationsstatus und der Körperwasserkompartimente auf. Um die Mängel zu überwinden, ist daher innovative Forschung mit Spitzentechnologie erforderlich. Unser primäres Ziel ist es daher, die Auswirkungen von Hydratationsänderungen (d. h. eine 4-tägige Intervention, die auf eine Erhöhung der Wasseraufnahme und akute Dehydratation abzielt) auf die Kraft und Leistung (mit EMG-Analyse für die neuromuskuläre Reaktion) von Athleten zu bestimmen. Zu den sekundären Zielen gehören: i) Vergleich der Auswirkungen einer akuten Dehydratation auf die neuromuskuläre Funktion vor und nach der Intervention; ii) die Auswirkungen der Intervention auf TBW, ECW, ICW und fettfreie Masse (FFM)-Hydratation zu analysieren; iii) um die Auswirkungen von Hydratationsänderungen (d. h. eine 4-tägige Intervention, die auf eine Erhöhung der Wasseraufnahme und akute Dehydratation abzielt) auf mehrere Hydratationsindizes (Serum-, Speichel- und Urinosmolalität) und biochemische Marker (AVP- und Natriumkonzentration) zu analysieren; iv) um die Nützlichkeit von Segment- und Ganzkörper-Roh-BI-Parametern beim Nachweis einer akuten Dehydratation unter Verwendung der Serumosmolalität als Referenztechnik zu testen; v) zu untersuchen, ob PhA als Marker der neuromuskulären Funktion verwendet werden kann;