Reflexaktivität bei Knochenbelastungsübungen

Hintergrund und Ziele: Wolff war der erste, der vorschlug, dass die mikroarchitektonische Struktur und der mechanische Widerstand des Knochens als Reaktion auf mechanische Belastungen, denen er ausgesetzt ist, umgestaltet werden. Frost erweiterte dieses Konzept mit der Mechanostat-Theorie weiter und legte nahe, dass Knochenbildung und -resorption bei alltäglichen Routineaktivitäten im Gleichgewicht bleiben. Eine verminderte Aktivität führt zu einer erhöhten Knochenresorption, während eine erhöhte Aktivität die Knochenbildung stimuliert. Folglich werden die mikroarchitektonische Struktur und die Festigkeit des Knochens entsprechend geschwächt oder gestärkt. Kürzlich wurde der Knochenreflex definiert, was darauf hindeutet, dass das Zentralnervensystem die von Wolff und Frost beschriebenen lokalen Regulierungsmechanismen steuert. Der Knochenreflex beschreibt, wie Osteozyten durch mechanische Belastung stimuliert werden, was zu einer neuronalen Regulierung der Knochenbildung und -resorption entsprechend den mechanischen Bedürfnissen führt (Knochenosteoregulationsreflex). Darüber hinaus wird ein Mechanismus beschrieben, durch den das Nervensystem reflexartig die Aktivität der umgebenden Muskeln reguliert, um den Knochen optimal zu positionieren, um der ausgeübten mechanischen Belastung standzuhalten (Knochen-Myoregulationsreflex).

Belastungsübungen gelten nachweislich als vorteilhaft für die Knochengesundheit, und ihre Rolle bei der Förderung einer gesunden Knochenentwicklung und der Behandlung von Osteoporose ist weithin anerkannt. Allerdings bleiben die neuronalen Mechanismen, die den positiven biomechanischen Effekten sprungbasierter Belastungsübungen wie Laufen, Volleyball, Basketball, Tennis und Seilspringen zugrunde liegen, unklar. Das Ziel dieser Studie ist es zu untersuchen, ob sprungbasierte Belastungsübungen die Knochen-Myoregulationsreflexaktivität aktivieren.

Methoden: Die Studie wird mit insgesamt 40 gesunden Freiwilligen im Alter von 20 bis 50 Jahren durchgeführt, darunter sowohl Frauen als auch Männer. Die Teilnehmer werden aus Personen rekrutiert, die entweder regelmäßig springsportliche Aktivitäten ausüben (z. B. Volleyball, Marathonlauf und Tennis) oder solche, die typische Alltagsaktivitäten ohne regelmäßige sportliche Betätigung ausführen. Die Teilnehmer werden je nach Aktivitätsniveau in zwei Gruppen eingeteilt: Gruppe 1 (normal aktive Personen) und Gruppe 2 (sportliche Personen).

Verfahren:

Die Knochenmyoregulationsreflexaktivität der Muskeln Soleus und Tibialis anterior wird in beiden Gruppen während Ganzkörpervibrationen und Sprüngen mittels Oberflächenelektromyographie beurteilt.

• Sprungtest: Die Teilnehmer werden angewiesen, 20 Mal auf der Stelle zu springen, ähnlich wie beim Seilspringen, mit einer Pause von 5 Sekunden zwischen jedem Sprung.
• Ganzkörpervibration: Die Teilnehmer stehen auf der Platte und unterziehen sich mithilfe einer Powerplate einer Ganzkörpervibration mit niedriger Amplitude (1,2 mm) und acht verschiedenen Frequenzen (25, 27, 29, 31, 33, 35, 37 und 39 Hz). Pro5-Gerät (Niederlande). Jede Vibrationssitzung dauert 10 Sekunden, mit einem Ruheintervall von 5 Sekunden zwischen den Frequenzen.