Auswirkungen eines kurzzeitigen Trainings zur Einschränkung des Blutflusses auf Muskel-Skelett- und Leistungsergebnisse

Oftmals beginnen ab dem 40. Lebensjahr aufgrund der Abnahme der körperlichen Aktivität die Muskelkraft und die Leistungsfähigkeit allmählich abzunehmen. Regelmäßiges Krafttraining kann jedoch den altersbedingten Rückgang des Bewegungsapparates verlangsamen und gilt als wichtiger Faktor für die Optimierung von Gesundheit und Langlebigkeit. Zu den positiven Auswirkungen des Krafttrainings gehören ein verringerter Ruheblutdruck, verbesserte Lipidprofile, ein verbesserter Glukosestoffwechsel, eine verbesserte Knochenmineraldichte, eine Verringerung von Schmerzen im unteren Rückenbereich, eine verbesserte Flexibilität, eine erhöhte Stoffwechselrate im Ruhezustand, eine verbesserte maximale aerobe Kapazität und eine Linderung der Symptome von Arthritis.

Nach Angaben des American College of Sports Medicine sind mindestens Belastungen von mehr als 70 % des maximalen Ein-Wiederholungs-Maximums (1 RM) einer Person erforderlich, um Muskelmasse und Kraft zu erhalten. Übungen mit schweren Belastungen von mehr als 70 % des individuellen 1RM werden manchmal als traditionelles Krafttraining oder Hochlast-Widerstandstraining (HLRT) bezeichnet. Es ist jedoch erwähnenswert, dass HLRT aufgrund der übermäßigen mechanischen Belastung bei Übungen an Gelenken und Bändern, die zu Verletzungen führen kann, möglicherweise nicht für bestimmte Bevölkerungsgruppen geeignet ist. Zu diesen Bevölkerungsgruppen können Anfänger, Personen, die sich von einer Verletzung erholen oder an chronischen Krankheiten leiden, Personen mit eingeschränkten Gliedmaßen sowie ältere Menschen gehören, die die kontinuierliche hohe mechanische Belastung durch schweres Krafttraining nicht ertragen können.

Es gibt alternative Trainingsmethoden zum HLRT, die den Bewegungsapparat nicht übermäßig mechanisch belasten, aber dennoch zu einer Steigerung der Muskelmasse und -kraft führen können. Eine solche Trainingsmethode wird als Blutflussrestriktionstraining (BFRT) bezeichnet.

In den letzten Jahren hat das Widerstandstraining mit geringer Belastung (< 40 % 1RM) in Kombination mit Blutflussbeschränkung (BFR) als praktikable Alternative zur HLRT zur Erhaltung oder Verbesserung von Muskelmasse und -kraft große Aufmerksamkeit erlangt.

BFR wird normalerweise durch Aufblasen einer pneumatischen Manschette oder speziell entwickelter Gummibänder um den proximalsten Bereich der oberen und/oder unteren Gliedmaßen erreicht. Die Trainingsbelastung liegt normalerweise zwischen 20 % und 40 % des 1-RM, 75 Wiederholungen pro Übung (15–30 Wiederholungen pro Satz) oder Sätze bis zum Muskelversagen. Während der BFRT wird der Druck so ausgeübt, dass nur der venöse Rückfluss blockiert wird, während der arterielle Zufluss zu den Muskeln aufrechterhalten wird. Es verursacht Hypoxie in den Muskeln. Beim Training mit BFR kommt es zu einem Anstieg des intramuskulären Drucks unter der Manschette, was den Blutfluss zusätzlich stört.

Obwohl der Einsatz von BFRT sehr verlockend und eine praktikable Alternative zur HLRT zu sein scheint, müssen die Mechanismen, die den hypertrophen Anpassungen zugrunde liegen, noch vollständig geklärt werden. Im Laufe der Jahre wurden zahlreiche Theorien aufgestellt, aber in der wissenschaftlichen Gemeinschaft besteht allgemeiner Konsens darüber, dass während der BFRT metabolischer Stress durch Gefäßverschlüsse und mechanische Spannung durch Krafttraining zu synergistischen Steigerungen der Muskelhypertrophie und -kraft führen können. Auf zellulärer Ebene wurden die Ansammlung von Metaboliten wie Laktat und reaktive Sauerstoffspezies, hormonelle Unterschiede, Signalübertragung von Zelle zu Zelle, Zellschwellung und intrazelluläre Signalwege vorgeschlagen.

Metaboliten, die sich während des Trainings ansammeln und als Auslöser einer Muskelhypertrophie bekannt sind, werden durch die relativen ischämischen und hypoxischen Zustände des BFR verstärkt. Es wird angenommen, dass sie eine frühere, peripher vermittelte Ermüdung hervorrufen, was zu einer stärkeren Rekrutierung motorischer Einheiten führt, was durch die Tatsache nahegelegt wird, dass BFRT eine ähnliche Rekrutierung wie HLRT aufweist. Darüber hinaus werden während der BFRT schnell zuckende Muskelfasern vom Typ II aktiviert.

Die Vorteile von BFRT können teilweise auch durch die Proliferation und Aktivierung von Satellitenzellen (multipotente Zellen im Muskelbindegewebe, die für Muskelwachstum und -regeneration verantwortlich sind) aufgrund der erhöhten Produktion reaktiver Sauerstoffspezies wie Stickoxid aufgrund von Schwankungen der Sauerstoffverfügbarkeit erklärt werden.

BFRT kann entweder mit niedriger oder hoher Frequenz durchgeführt werden. Bei geringer Häufigkeit wird empfohlen, die BFRT zwei- bis dreimal pro Woche durchzuführen und der Eingriff länger als drei Wochen zu dauern. Bei hoher Frequenz wird empfohlen, die BFRT weniger als 3 Wochen lang ein- bis zweimal täglich durchzuführen. Hochfrequenz-BFRT kann für Ärzte potenziell nützlich sein, da die Technik kurzfristig positive physiologische Anpassungen bewirken kann.

Es gibt zahlreiche Studien, die zur kurzzeitigen Hochfrequenz-BFRT (<3 Wochen Intervention) durchgeführt wurden. Die Dauer der Intervention liegt zwischen 1 und 3 Wochen und die Häufigkeit der Trainingseinheiten reicht von 6 bis 16 Sitzungen pro Woche bis zu 24 Sitzungen in 3 Wochen. Kurzfristige BFRT-Studien haben positive Auswirkungen auf Muskelkraft, Muskelgröße, Leistung, Hormonspiegel, Entzündungszeichen und Satellitenzellen. Allerdings gibt es noch Forschungslücken, die geschlossen werden müssen.

Der Unterschied zwischen den Auswirkungen von BFRT-Protokollen mit unterschiedlicher Frequenz und kurzer Dauer, d. h. hoher Frequenz gegenüber niedriger Frequenz, auf die Ergebnisse des Bewegungsapparats und der Leistung ist noch unklar. Darüber hinaus wurden begrenzte Studien zur Wirkung von BFRT auf Muskeln in der Nähe der BFR-Stelle durchgeführt. Oft konzentrierten sich die Studien auf die Brust- und Schultermuskulatur, lieferten jedoch widersprüchliche Ergebnisse. In einer Studie wurden die Auswirkungen von BFRT der unteren Gliedmaßen auf die Rumpfmuskulatur (Gluteus maximus, Iliopsoas und Lendenwirbelsäule L4-5) untersucht. Es wurde jedoch berichtet, dass BFR-Gehtraining die Muskelmasse in den Rumpfmuskeln erhöht.

Nach unserem besten Wissen hat keine Studie die Auswirkungen der BFRT der unteren Extremitäten auf die Bauchmuskulatur untersucht. Untersuchungen haben außerdem gezeigt, dass Instabilitätstraining die Aktivierung der Bauchmuskulatur verbessern kann. Es sind jedoch keine Auswirkungen einer zusätzlichen Instabilität während der BFRT auf die Muskel-Skelett- und Leistungsergebnisse bekannt. Daher soll diese Studie einige der aktuellen Forschungslücken schließen, die in BFRT-Protokollen bestehen. In dieser Studie werden die Auswirkungen von BFRT-Protokollen mit kurzer Dauer (hohe Frequenz vs. niedrige Frequenz) auf Muskel-Skelett- und Leistungsergebnisse verglichen. Darüber hinaus wird in dieser Studie versucht, die Auswirkungen einer zusätzlichen Instabilität während der BFRT auf die Bauchmuskulatur zu verstehen.