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Vibrationstraining für alte Menschen

Die Anwendung der Vibrationen in der geriatrischen Medizin

Einer der primären Eingriffsbereiche der geriatrischen Medizin besteht in der Suche nach Strategien, die für das Erreichen der funktionellen Unabhängigkeit des Patienten und das Erreichen einer befriedigenden Lebensqualität und/oder seiner Verbesserung bestehen.

Die Hauptziele, welche diese Strategien konkret haben, sind die Verminderung des Funktionsabfalls, der normalerweise mit dem statistischen Alter einhergeht und die Wiederherstellung der funktionellen Unabhängigkeit des Patienten selbst, nachdem dieser eine akute Krankheit durchgemacht hat.

Die funktionale Unabhängigkeit bildet in diesen Fällen den entscheidenden Faktor, um die Qualität und die Art des Eingriffs zu bestimmen, auch weil das Konzept selbst der funktionalen Unabhängigkeit stark von den Erwartungen der Person in Bezug auf die Lebensqualität bestimmt wird.

Einige Studien unterstreichen in diesem Zusammenhang die unterschiedliche Lebenserwartung (Langlebigkeit) der weiblichen Bevölkerung und die Erwartung, die von ihr selbst auf ihre physische Kraft gesetzt wird. Die hohe Lebenserwartung der weiblichen Bevölkerung in Bezug auf das Altern ist wohlbekannt.

Daher erscheint die Tatsache das die männliche Bevölkerung weit höhere Niveaus erreicht, was die Erwartung an die physische Effizienz angeht, als nicht kontrovers und problematisch (Runge und Koll. 2000).

Dieses Missverhältnis zwischen Langlebigkeit und funktionaler Effizienz in der weiblichen Bevölkerung wurde oft als "gerontologisches Paradox" bezeichnet. Der Hauptfaktor bei der Bestimmung der Funktion des Bewegungsapparats im geriatrischen Alter wird durch die muskuläre Funktionalität der unteren Gelenke gebildet, gefolgt von der Muskel- Gelenkmobilität, der Biomechanik des Gangs und dem statischen und dynamischen Gleichgewicht (Guralnick und Koll. 1995).

Indessen sind einige Autoren der Ansicht, dass der Hauptfaktor, um den Verlust des Gleichgewichts und damit das Risiko des Fallens während des Gehens, zu verhindern, die Muskelleistung sei, d.h. das Produkt aus Geschwindigkeit und Muskelkraft, die während der Bewegung selbst entwickelt wird (Range und Koll. 2000).

Die Kapazität der Muskulatur der unteren Gelenke zur Erzeugung von Leistung kann daher zurecht als der Hauptfaktor im Verhindern von Stürzen des alten Menschen angesehen werden. Der Unfall des Hüftbruchs wegen Stürzen erreicht in der Tat bei der alten Bevölkerung dramatische Zahlen, im Ausmass von 90 % und dies noch ohne die so genannten "osteoporösen" Hüftbrüche.

Ein wichtiger und erwähnenswerter Faktor in diesem Bereich wird von der Tatsache gebildet, dass die von einem Muskelkomplex generierbare Kraft in starker Beziehung mit der Entwicklung der Knochenmasse und ihrer Fähigkeit zum mechanischen Widerstand steht, wie am Beispiel von Utah gezeigt wurde (Frost und Koll. 2002). Ferner wird die funktionelle prekäre Situation wegen des Muskeldefizits, die ein hohes Risiko eines traumatischen Ereignisses erzeugen kann, beim alten Menschen weiter verschlimmert durch Übergewicht (Pinilla und Koll. 1996).

Vom Augenblick an, wo die Hüftbrüche eine der tragischten Verletzungen darstellen, welche die Lebenserwartungen des alten Menschen beeinflussen, außer natürlich seinem funktinellem Niedergang, wird es für die geriatrische Medizin zwingend, eine ganze Reihe von Strategien zu suchen, die zur Vorbeugung und Verminderung dieses Ereignisses geeignet sind.

Die Verhinderung der Stürze gehört also genau in diesen Bereich, vom Augenblick an, wo diese, wie bereits unterstrichen, den Hauptrisikofaktor darstellen. Den alten Menschen
in die Lage zu versetzen, einen eventuellen Sturz aus der aufrechten Lage zu vermeiden, bedeutet, ihn in die Lage zu versetzen, eine schnelle und effiziente neuromuskuläre Reaktion zu haben, die sich perfekt der erlittenen Gleichgewichtsstörung anpasst.

Neue Studien (Range und Koll. 2000) haben gezeigt, wie bei einer alten Testgruppe (139 Frauen und 73 Männer im Durchschnittsalter von 70,5 ± 6,78 Jahren, Bereich zwischen 60 und 90
Jahren) ein Trainingsprogramm über die Dauer von zwei Monaten in der Lage ist, die Leistung der unteren Gelenke um gut 36% zu erhöhen. Gemessen wurde mit einem spezifischen Test des Aufstehens aus dem Sitzen.

Konkret wurde ein Vibrationstraining durchgeführt, auf einer Plattform mit Schützenachse (Galileo 2000, Novotec Pforzheim, Deutschland) mit den folgenden Parametern: Vibrationsfrequenz gleich 27 Hz, Amplitude der seitlichen Schwingungen 7-14 mm, Dauer des Trainings gleich
3 Serien zu je 2', im Abstand von drei Wochen,

Diese Daten zeigen uns, wie das Vibrationstraining in der Lage ist, den Teufelskreis zu durchbrechen, der sich typischerweise in der alten Bevölkerungsschicht ergibt. Entstanden ist dies aus der Tatsache, dass beim geriatrischen Patienten die Kraft eng mit den mechanischen Charakteristiken der Knochenstruktur zusammenhängt.

Im fortschreitenden Alter wird dieser Faktor immer schlechter. Ferner darf man nicht vergessen, dass der alte Patient normalerweise keine grosse Begeisterung für ein Trainings Programm zur physischen Ertüchtigung zeigt. Speziell dann, wenn dieses von einer gewissen Intensität ist, um bessere Ergebnisse zu erzielen (Delecluse und Koll. 2003).

In diesen Fällen erweist sich Vibrationstraining als besonders wirksam, wegen seines hohen therapeutischen Potenzials in einem besonderen Bereich wie jenem der Geriatrie. Das Training auf einer Vibrationsplatte ist in jeder Hinsicht einer aktiven Übung gleichzustellen. Der oft gehörte Einwand, das Vibrationstraining verursache nur eine Art "passive Verschiebung" der Knochenstruktur, ohne dass die Muskeln einbezogen werden, wurde in der Tat durch neue Studien widerlegt, die gezeigt haben, wie während des Trainings auf einer Vibrationsplattform selbst eine Erhöhung der O2- Aufnahme seitens der involvierten Muskulatur bewirkt wurde.

Damit konnt die aktive Involvierung bewiesen werden (Rittweger und Koll. 2000 und 2001). Letztlich muss das Vibrationstraining als eine Tätigkeit betrachtet werden, in deren Verlauf die involvierte Muskulatur durch eine rasche Abfolge von kurzen und intensiven exzentrischen und konzentrischen Kontraktionen stimuliert wird.

Angesichts der aktiven Involvierung der so stimulierten Muskulatur, umfasst das Vibrationstraining einen gut quantifizierbaren Energieaufwand, z.B. ein Training auf Grund einer Frequenz von 26 Hz und mit 6 mm Schwingungsamplitude: die Energiekosten sind mit jenen eines gemässigten Weges vergleichbar (Zamparo und Koll. 1992), darüberhinaus kann dieser Energieaufwand erhöht werden durch Erhöhung der Frequenz und der Amplitude der Vibrationen selbst
(Rittwerger und Koll. 2000).

Die Anwendung der Vibrationen in der Osteoporose Therapie/Vorbeugung

Die Osteoporose ist eine Stoffwechselosteopathie mit komplexen Krankheitsgründen, charakterisiert durch eine lokale oder allgemeine Verminderung des Knochengewebes. Die Knochensubstanz vermindert sich dabei mengenmäßig in der Folge eines Ungleichgewichts zwischen Aufbau- und Abbaugeschwindigkeit, trotz normaler Mineralisierung.

Beim Röntgen erkennt man eine Verdünnung des Knochens, eine Verringerung und eine zahlenmässige Reduktion der Trabekel und eine Erhöhung der Rückenmarkräume. Man kann dabei eine senile und eine post-menopausale Form unterscheiden, zusätzlich eine Nebenform mit längerer Unbeweglichkeit oder endokrinen Störungen.

Insbesondere in der weiblichen Bevölkerung verursacht der Mangel an Östrogenen, der sich in der Menopause zeigt, einen beschleunigten Knochenumsatz und einen Verlust der Knochenmasse (Flieger und Koll. 1998; Stepan und Koll. 1987). Das ist der Grund weshalb die Osteoporose eine von vier Frauen befällt, während in der männlichen Bevölkerung das Verhältnis eins zu acht beträgt.

Die Osteoporose wird von Knochenschmerzempflindlichkeit, Skelettverformungen (insbesondere Kyphosen) und einem größeren Risiko von Brüchen begleitet. Diese Krankheit hat jetzt, angesichts der fortlaufenden Erhöhung des Durchschnittsalters der Bevölkerung die Dimensionen eines eigentlichen sozioökonomischen Problems angenommen. Geplagt wird davon die alte Bevölkerung auf dem ganzen Planeten Flieger und Koll. 1998). Allein in Italien betragen die jährlichen sozialen Kosten dieser Krankheit 500 Millionen Euro.

Körperliche Übungen werden den Ostereoporosepatienten dringend empfohlen, sei es im Bereich ihrer Behandlung, sei es als Form der präventiven Therapie (Flieger und Koll. 1998). In der Tat erweist sich die physiologische mechanische Stimulation, die von der Übung ausgeht, als besonders nützlich, um den Knochenverlust zu vermeiden, der die Erhöhung der Knochenmasse selbst stimuliert (Dalsky und Koll. 1998; Smith und Koll. 1989).

Die Erklärung der wohltuenden Wirkung der Körperübungen liegt in der Tatsache, dass die Knochenstruktur einem hohen Mass von mechanischem Stress unterliegt, wie im Fall der Intensivübung, er wäre in der Lage den Mechanismus der Knochenneubildung zu unterdrücken und so das Verfahren der Bewahrung zu erleichtern (Frost 1987; Frost 1988; Frost 1992).

Indessen können nur intensive und lange Übungen die Mineraliendichte der Körpermasse (BMD) positiv beeinflussen, Übungen, welche gerade wegen ihrer Intensität und Dauer schlecht zu einer alten Bevölkerung passen (Chestnut 1993; Gutin und Kasper 1992).

Dagegen gestattet das Vibrationstraining eine intensive Stimulation des Skelett- und Muskelapparats, ohne großen Einsatz des Patienten, erweist sich so als für alte Patienten mit Osteoporose besonders geeignete Eingriffsstrategie.

Die Anwendung der Vibrationstherapie kann sich in der Tat positiv auf den Knochenstoffwechsel auswirken (Stepa und Koll. 1987; Christiansen und Koll. 1980; Seireg und Kempke 1969; Elson und Watts 1980), selbst bei osteoporotischer Degeneration (Petrofski und Phillips 1984; Flieger und Koll.
1997; Rittwerger und Koll. 2000). Angesichts des Nachweises, wie das Vibrationstraining eine Erhöhung der Körpermasse fördern kann, können wir also bestätigen, dass es das therapeutische Mittel erster Wahl in der geriatrischen Medizin im Bereich der Therapie für Pflege und die Verhinderung der Osteoporose sein kann.

Vibrationen und Leistung

Bis heute gibt es zahlreiche Studien, die sich positiv über die Wirkungen des Vibrationstrainings auf die Leistung äußern. Bosco und Koll. (1998) berichten wie ein Training über eine Dauer von 10 Tagen mit der Abgabe von Sinusvibrationen mit einer Frequenz von 26 Hz, im Umfang von 5 täglichen Sätzen mit der Dauer von je 90 Sekunden zu einer signifikanten Erhöhung der Produktion der mechanischen Leistung während Übungen von kontinuierlichen Sprüngen von 5 Sekunden geführt haben.

Runge und Koll. (2000) berichten von einer Erhöhung von 18 % der Leistung der unteren Gelenke in einer alten Population, wo das Vibrationstraining unter folgenden Bedingungen durchgeführt wird: 3 Sitzungen pro Woche, 3 Serien von 2 Minuten mit der Frequenz 27 Hz bei einer Gesamtdauer von 12 Wochen.

Eine andere neuere Studie (Torvinen und Koll. 2002) berichtet über eine signifikante Erhöhung der Sprungleistung um 8,5 % nach 4 Monaten Training auf der Vibrationsplatte bei einer Gruppe unsportlicher Erwachsener. Decluse und Koll. (2003) registrieren nach einem Vibrationstraining unter folgenden Bedingungen: Intensität und Dauer der fortschreitenden Sitzungen (anfangs 3', während des Trainings bis auf 20 gesteigert), Frequenz zwischen 35 und 40 Hz, Häufigkeit des Trainings 3x wöchentlich, Gesamtdauer 12 Wochen, signifikante Erhöhung der isometrischen und dynamischen Kraft der unteren Gelenke um 16,6 und 9,0 %. Angesichts dieser Ergebnisse erscheint es klar, wie das VT eine biologische Lösung an den Tag legt, von dem sich letztlich erweist, dass es mit einem neuralen Potenzierungseffekt verbunden ist, ähnlich jenen, die vom Kraft- und/oder Leistungstraining stammen.

Kürzlich haben einige Autoren (Caroll und Koll. 2001; Caroll und Koll. 2002) die These vorgebracht, dass das Krafttraining die Verbindungen zwischen den ortikospinalzellen und den spinalen Motoneuronen ändern kann. Die Interneuronen im Wirbelraum erhalten Eingaben von den benachbarten und absteigenden Fasern, und von den Fasern anderer Interneuronen und beeinflussen ihrerseits die Aktivität der Motoneuronen.

Die Interaktion dieser diversen Eingaben bestimmt die Rekrutierungsmodalitäten der Bewegungseinheiten im Verlauf der Bewegung. Während des VT wird dieses propriorezeptive Muster stark stimuliert, ist die Erhöhung der Kraft, die man nach einer Trainingsperiode feststellt, teils in der ersten Periode, wo kein hypertrophes Phänomen festgestellt wurde zu einer Optimierung dieses propriorezeptiven Feedbackmechanismus.

Die vorübergehende Erhöhung der Kontraktionskraft und der Leistung seitens des Muskels, nachdem er der Vibration unterlag, könnte auf denselben Mechanismen neuraler Erleichterung basieren (Delecluse und Koll. 2003). Ferner zeigen einige Studien wie das Vibrationstraining die Kapazität der Explosivkraft verbessern kann dank einer grös- seren Synchronisation der Bewegungseinheiten und einer Verbesserung der Koordination der synergischen Muskeln verbunden mit einer Erhöhung der Hemmung der Antagonisten
(Bosco und Koll. 2000).

Indessen ist es korrekt, daran zu erinnern, dass einige Autoren berichten, der von der Vibrationsbewegung ausgehende Effekt sei vom vorübergehenden Typ und verschwinde im Bereich von etwa 60' nach deren Verabreichung (Torvinen und Koll. 2002; Delecluse und Koll. 2003). Das Vorübergehen der Potenzierung, die von den Vibrationen hervorgerufen wurde, kann durch zwei Faktoren erklärt werden: der erste davon besteht in der Tatsache, dass das Vibrationstraining eine substanzielle aber zeitweise Verbesserung der Verwendung des miotaktischen Reflexes aus Zerrung (Delecluse und Koll. 2003) und der zweite aber auf Grund des positiven Einflusses, der von VTR bei der Erleichterung der Produktion einer anderen Entladungsfrequenz in den Bewegungseinheiten mit hoher Aktivierungsschwelle, d. h. jene die aus Fibern vom FT Typ gebildet werden (Bongiovanni und Koll. 1990).

Es ist aber wichtig zu unterstreichen, dass jenseits dieses besonderen Aspekts das in vernünftiger und systematischer Weise ausgeführte VT zu positiven und dauerhaften neuromuskulären Anpassungen führen kann (Bosco und Koll. 1999). Ein weiterer interessanter Aspekt des VT besteht darin, dass dadurch eine präferenzielle Stimulierung der Fasern vom Typ FT erfolgen kann (Rittweger und Koll. 2001).

Diese Selektivität der Rekrutierung soll der Tatsache zu verdanken sein, dass das VTR dank
der Aktivierung der angrenzenden Fasern, die durch die Motoneuronen hauptsächlich der
Aktivierung der Muskelfasern vom Typ II (Hagbarth 1973). In der Tat erfährt während des Trainings auf einer Vibrationsplatte der Körper sehr wichtige Beschleunigungsstimulationen, z. B. bei einer Frequenz von 30 Hz mit einer Schwingungsamplitude von 5 mm, wurde einer Beschleunigung vom 18 Fachen der Schwerkraft ausgesetzt (Rittweger und Koll. 2001), während bei einer klassischen Drop Jump Übung (Sprung mit vorangehendem Fall nach unten) die entwickelte Beschleunigung nur 5 g beträgt.

Die Tatsache, Beschleunigungskräften ähnlicher Einheit ausgesetzt zu werden, kann zu einem Hauptfaktor werden bei der Bestimmung der ausdrücklichen Leistung in den balistischen Aktionen, die in der Tat von der Möglichkeit seitens des Sportlers, sehr wichtige Beschleunigungskräfte produzieren zu können (Bosco und Koll. 2000).

Noch immer in diesem Zusammenhang sei unterstrichen, dass um Effizienzpotenzial des Vibrationstrainings zu erkennen, der Gedanke genügt, dass 10 Minuten mit einer Beschleunigung von 17 g derselben Beschleunigungslast entsprechen, die sich in 40 Trainingssitzungen mit 200 Drop Jumps mit Fall aus 100 cm ergeben (Bosco und Koll. 2000).

Ein weiterer wichtiger Aspekt der Vibrationen ist die muskelentspannende Wirkung, die
davon bei besonderen Verabreicherungsfrequenzen (18-20 Hz) ausgehen (Rittweger und
Koll. 2003). Dieser besondere Aspekt kann von grosser Wichtigkeit sein, um die
Arbeitsprogramme zu optimieren und/oder zu vervollständigen, auf Grund von Techniken
des Stretching oder in Rehabilitationsprotokollen wie z. B. im Falle des lower back pain
(Rittweger und Koll. 2003; Rittweger und Koll. 2002).

Schlussfolgerungen zum Vibrationstraining

Das Vibrationstraining zeigt sich also besonders wirksam in drei ganz unterschiedlichen
Anwendungsgebieten:
Im Bereich der Strategien, die sich auf besondere Alterskrankheiten beziehen, wie im Falle
der Osteoporose und in all jenen Rehabilitationsplänen die nicht auf die Verbesserung der
Lebensqualität ausgerichtet sind, im Bereich der Gelenk-, Muskulär- und
Neuromuskulärfunktionen der Personen mit geriatrischem Interesse.


Im Bereich des Sporttrainings, vor allem wenn dieses auf die Erhöhung des Niveaus der
Explosivkraft ausgerichtet ist, dies erweist sich in der Tat als beste Alternativ- und/oder
Zusatzmethode zum klassischen Krafttraining (Declecluse und Koll. 2003).

Als integrierender Teil aller Programme, wo man die grösste Gelenk-Muskel-Dehnbarkeit
benötigt, sowie in den Arbeitsplänen in Bezug auf algische chronische Krankheiten, die aus
einer Vergrösserung der Muskel-Sehnen Compliance Nutzen ziehen können (Rittweger und
Koll. 2002).

- In den Arbeitsplänen im Hinblick auf die Verbesserung der Osteo-Muskel-Gelenk-
Funktion des Patienten von geriatrischem Interesse.
- Als physische Therapie der Wahl für den Osteoporose Patienten.
- Beim Sportler als alternative und/oder zusätzliche Methode für Trainingspläne im
Hinblick auf die Erhöhung der Eigenschaften der Explosionskraft.
- Als Schmerztherapie für chronic lower back pain (chronische Rückenschmerzen im Lendenwirbel Bereich.
- Als Zusatz in den Reha- und Arbeitsplänen zur Optimierung der Techniken, um eine
Verbesserung der Dehnbarkeit des Muskel-Sehnen-Komplexes zu erreichen.

Tabelle 1: Zusammenfassung der möglichen Anwendungsgebiete des Vibrationstrainings

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