Running on the hypogravity treadmill AlterG® does not reduce the magnitude of peak tibial impact accelerations

(Laufen auf dem Teilschwerelosigkeitslaufband AlterG® verringert nicht tibiale Impact-Beschleunigungsspitzen)

Hintergrund: Teilschwerelosigkeitslaufbänder wie das AlterG® stellen ein beliebtes Trainingsmittel in der posttraumatischen Rehabilitation von Läufern, Triathleten, Fußballer sowie Vertretern weiteren Sportarten dar. Durch einen geringen Überdruck in einer die unteren Gliedmaßen umschließenden Kammer wird die effektiv einwirkende Gewichtskraft des Körpers beim Laufen auf dem AlterG® reduziert, wodurch sich die Gewichtsbelastung des muskuloskelettalen Systems insgesamt verringert. Bislang war nicht bekannt, inwiefern sich diese Gewichtsentlastung auf die Beschleunigungsspitzen an den Schienbeinen, eine der häufigsten Lokalisationen von laufbedingten Überlastungsverletzungen, übertragen lässt. Material und Methoden Fünfzehn trainierte männliche Läufer (Spitzensauerstoffaufnahme 60 ± 4 ml min-1 kg-1) absolvierten drei Stufentests in randomisierter Reihenfolge bis zur individuellen Ausbelastung. Zwei Tests fanden auf dem Teilschwerelosigkeitslaufband AlterG® bei 80% bzw. 60% effektivem Körpergewicht statt, während ein dritter Test auf einem konventionellen Laufband, d. h. bei 100% effektiver Gewichtskraft, durchgeführt wurde. Während der Tests wurden die auf die distalen Schienbeine wirkenden dreidimensionalen Beschleunigen durchgehend mikroelektronisch gemessen. Zusätzlich wurde die physiologische Beanspruchung in Bezug auf Herzfrequenz, Sauerstoffaufnahme und subjektives Belastungsempfinden erfasst. Ergebnisse: Die gemittelten Spitzenbeschleunigungen in Impact- und Abdruckphase beliefen sich auf 12,9 ± 2,3 g0, 12,6 ± 1,9 g0 bzw. 12,5 ± 2,3 g0 bei 100%, 80% bzw. 60% effektivem Körpergewicht (g0 ˜ 9,81 m s-2) und einer Laufgeschwindigkeit von 12-18 km h-1. Es konnte im Rahmen der Messgenauigkeit keine Reduktion durch die Teilschwerelosigkeit festgestellt werden (p = 0.668). Die Beschleunigungsspitzen zeigten lediglich eine klare Abhängigkeit von der Laufgeschwindigkeit (p < 0.001), wobei die Mittelwerte im Bereich von 10,0 ± 2,0 g0 bei 12 km h-1 bis 15,4 ± 2,2 g0 bei 18 km h-1 lagen. Die Schrittdauer war unter Teilschwerelosigkeit erhöht (+3% bzw. + 7% bei 80 % bzw. 60 %), wie auch die maximal erreichte Laufgeschwindigkeit (+20% bzw. + 30%). Infolge dieser höheren Maximalgeschwindigkeit unter Teilschwerelosigkeit fielen die Impact-/Abdruckbeschleunigungen auf dem AlterG® bei einer vergleichbaren physiologischen Beanspruchung höher aus (p < 0.001). Dieser relative Zuwachs lag bei + 1,8 g0 bzw. + 2,5 g0 für 80% bzw. 60% effektives Körpergewicht im Vergleich zur Referenz von 100 %. Schlussfolgerungen: Der Betrag der an den distalen Tibiae wirkenden Beschleunigungsspitzen wird durch die Teilschwerelosigkeit auf dem AlterG ® bei vorgegebener absoluter Laufgeschwindigkeit nicht verringert. In Bezug auf eine Laufgeschwindigkeit, die eine vergleichbare physiologische Beanspruchung erfordert, fallen die wirkenden Beschleunigungsspitzen sogar größer aus. Sportärzte und Trainer sollten daher äußerst vorsichtig sein, wenn sie die Nutzung eines Teilschwerelosigkeitslaufbandes für die Return-to-Sports- bzw. Return-to-Competition-Rehabilitation von tibialen Verletzungen in Erwägung ziehen. Der Grund, weswegen die Teilgewichtsentlastung nicht zu einer Verringerung der tibialen Beschleunigungsspitzen führt, liegt höchstwahrscheinlich in einer unterbewussten Optimierung der menschlichen Laufökonomie begründet: Aus energetischen Gründen wählt der gesunde Mensch eine geringere Sprunghöhe der Schritte unter Teilschwerelosigkeit anstatt einer größeren zu folgen, wobei Letzteres angesichts der verminderten effektiven naiv zu erwarten wäre.
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Schlagworte: Lauf Bein Belastung Ergometrie Beschleunigung Test Hilfsgerät Gravitation
Notationen: Biowissenschaften und Sportmedizin Ausdauersportarten
Tagging: AlterG® Teilschwerelosigkeitslaufband
DOI: 10.1016/j.orthtr.2019.10.001
Veröffentlicht in: Sport-Orthopädie - Sport-Traumatologie
Veröffentlicht: 2019
Jahrgang: 35
Heft: 4
Seiten: 423-434
Dokumentenarten: Artikel
Sprache: Englisch
Level: hoch