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Die Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin behandelt die klinische Praxis und deren angrenzende Felder im Sinne translationaler Forschung, die den Einfluss von körperlicher Aktivität, Bewegung, Training und Sport sowie Bewegungsmangel von gesunden Personen und Patienten aller Altersgruppen erforscht. Dies umfasst die Auswirkungen von Prävention, Diagnose, Therapie, Rehabilitation und körperlichem Training sowie das gesamte Feld der Sportmedizin und sportwissenschaftliche, physiologische und biomechanische Forschung.

Die Zeitschrift ist die führende und meistgelesene deutsche Zeitschrift für die gesamte Sportmedizin. Sie richtet sich an alle Ärzte, Physiologen und sportmedizinisch/sportwissenschaftlich interessierte Wissenschaftler aller Disziplinen sowie an Physiotherapeuten, Trainer, Praktiker und Sportler. Die Zeitschrift ermöglicht allen Wissenschaftlern online Open Access zu allen wissenschaftlichen Inhalten und viele Kommunikationsmöglichkeiten.

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Sportmedizin
ORIGINALIA
ELEKTROMYOSTIMULATION BEI MÄNNERN MIT METABOLISCHEM SYNDROM

Einfluss eines Elektromyostimulations-Trainings auf die Körperzusammensetzung bei älteren Männern mit Metabolischem Syndrom. Die Test II-Studie

Effects of Whole-Body-Electromyostimulation on Body Composition and Cardiac Risk Factors in Elderly Men with the Metabolic Syndrome. The TEST-II Study

ZUSAMMENFASSUNG

Problemstellung:  Sarkopenie  und  Adipositas  tragen  nicht  unerheblich  zu Mortalität,  Multimorbidität  und  Gebrechlichkeit  des  älteren  Menschen  bei. Inwieweit ein Ganzkörper-Elektromyostimulations (WB-EMS)-Training Einfluss auf  diese  Parameter  bei  älteren  Männern  mit  Metabolischem  Syndrom  nimmt, ist  Ziel  der  Untersuchung. 
Methoden:  28  Männer  mit  Metabolischem  Syndrom gemäß IDF (69.4±2.8 Jahre) wurden nach Randomisierung einer Kontrollgruppe (KG:  n=14)  oder  einer  WB-EMS-Gruppe  (n=14)  zugeteilt.  Das  14-wöchige Trainingsprogramm der WB-EMS sah alle 5 Tage ein 30-minütiges Ausdauer- und Kraftprogramm  unter  EMS-Applikation  vor.  Die  Kontrollgruppe  führte  parallel ein Ganzkörpervibrations-Training mit dem Fokus „Steigerung der Beweglichkeit und des Wohlbefindens“ durch. Als primäre Endpunkte wurden die abdominale Fettmasse  sowie  die  appendikuläre  Skelettmuskelmasse  (ASSM)  ausgewählt. Sekundäre Endpunkte waren Gesamtkörperfettmasse und Taillenumfang.
Ergebnisse:  Die  Veränderung  der  abdominalen  Fettmasse  zeigte  bei  hoher Effektstärke  (ES):  d`=1,33)  signifikante  Unterschiede  (p=,004)  zwischen  WBEMS und KG (-252±196 g, p=,001 vs. -34±103 g, p=,330). Die ASMM zeigte einen signifikanten  Unterschied  (p=,024,  ES:  d`=,97)  zwischen  EMS-  und  VibrationsKontrollgruppe  (249±444  g,  p=,066  vs.  -298±638  g,  p=,173).  Für  die  sekundären Endpunkte Gesamtkörperfett (p=,008, ES: d`=1,23) und Taillenumfang (p=,023, ES: d`=1,10) zeigten sich ebenfalls günstigere Werte innerhalb der WB-EMS-Gruppe.
Diskussion: Ein Ganzkörper-EMS-Training zeigt bei geringem Trainingsvolumen (ca.  45  min/Woche)  und  kurzer  Interventionsdauer  (14  Wochen)  signifikante Effekte  auf  die  Körperzusammensetzung.   Bei  Menschen  mit  geringer  kardialer und  orthopädischer  Belastbarkeit  könnte  somit  WB-EMS  eine  entsprechende Alternative zu konventionellen Trainingsprogrammen sein.

Schlüsselwörter: Elektrostimulation,  Adipositas,  Sarkopenie,  Metabolisches Syndrom, Training.

SUMMARY

Sarcopenia and (abdominal) adiposity are closely related to increased mortality, morbidity and frailty in the elderly. Therefore, we evaluated the effect of wholebody-electromyostimulation  (WBES)  on  body  composition  in  elderly  men  with metabolic syndrome over 14 weeks.
28 men (69.4 ± 2.8 yrs) with metabolic syndrome were randomly assigned either to a control-group (CG, n = 14) or to an electromyostimulation-group (WB-EMS, n = 14). Subjects of the WB-EMS-group performed training sessions with WB-EMS application (2x30 mins/10 days), while in parallel the CG exercised on vibration plates with focus on flexibility. Primary study-endpoints were abdominal fat and appendicular skeletal muscle mass (ASSM), secondary endpoints were total fatmass and waist-circumference.
Significant differences were determined for changes of abdominal fat mass (WBEMS: -252±196 g, p=.001 vs. CG: -34±103 g, p=.330; p=.004; Effects size (ES): d`: 1.33)  and  ASSM:  (249±444  g,  p=.066  vs.  -298±638  g,  p=.173;  p=.024,  ES:  d`=.97). Significant  between  group-differences  with  more  favorable  changes  in  the  WBEMS-group were also assessed for total fat mass (p=,008, ES: d`=1.23) and waist circumference (p=.023, ES: d`=1.10).
After 14 weeks of low volume (45 min/week) whole-body EMS-application, body composition  of  elderly  men  with  metabolic  syndrome  significantly  improved. Therefore, we conclude that for elderly subjects unable or unwilling to perform high intensity strength or endurance type exercises, electromyostimulation may be a viable alternative to counteract sarcopenia and total/abdominal adiposity.

Key  Words: electromyostimulation,  obesity,  sarcopenia,  metabolic  syndrome, exercise.

EINLEITUNG

Sarkopenie und (abdominale) Adipositas tragen nicht unwesentlich zur  Mortalität,  Multimorbidität  und  Gebrechlichkeit  des  älteren Menschen (1, 2) bei. Während die (abdominale) Adipositas bereits seit längerem in zentralem Zusammenhang mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen gesehen wird (2) und nicht zuletzt aus diesem Grund in neueren Definitionen des metabolischen Syndroms (3) als „Knockout“ Kriterium Verwendung findet, wird sich die medizinische Gesellschaft des epidemiologischen Stellenwerts der Sarkopenie erst seit kurzem bewusst (1, 4). Neben funktionellen Einschränkungen mit  Relevanz  auf  die  Selbständigkeit  des  älteren  Menschen  steht die Sarkopenie in engem Zusammenhang mit Erkrankungen und gesundheitlichen Risikofaktoren wie Stürzen (5), Osteoporose (6), eingeschränkter Thermoregulation (7) und Diabetes (8).  Ausdauer- und  Krafttraining  vermögen  sowohl  Einfluss  auf  eine  reduzierte Muskelmasse und eingeschränkte Muskelfunktion (9) wie auch auf das Körperfett und hier insbesondere auf die viszerale Fettmasse (10) zu nehmen. Insbesondere bei Menschen mit orthopädischen und  kardialen  Beschwerden  erscheint  ein  konventionelles  Krafttraining an Geräten, das zur Realisierung relevanter Effekte auf Maximalkraft, -leistung und Muskelmasse eine vergleichsweise hohe Reizintensität benötigt (11), allerdings nicht angezeigt. Als Lösung für  Menschen  mit  entsprechenden  Handicaps  könnte  ein  Ganzkörper-Elektromyostimulation-Training  (WB-EMS)  dienen,  das sich durch eine geringe orthopädische Belastung auszeichnet (12). Weiterhin erfolgt beim WB-EMS durch die Vielzahl der rekrutierten Fasern  eine  vergleichsweise  hohe  metabolische  Beanspruchung, die sich akut in einer deutlichen Erhöhung des Leistungsumsatzes wiederfindet (13). Dieser Faktor sowie eine mögliche Erhöhung der Muskelmasse mit Einfluss auf den Grundumsatz, sollte positive Effekte im Sinne einer Reduktion des Fettgewebes erwarten lassen. So zeigt eine kürzlich in unserem Hause durchgeführte Pilotstudie (14)  mit  langjährig  trainierten,  postmenopausalen  Frauen  neben einem  grenzwertig  signifikanten  Effekt  (WB-EMS  vs.  Kontrolle: p=.09; Effect Size d`=.62) des WB-EMS-Trainings auf den Ruheumsatz (als Prädiktor der Muskelmasse, (15)) signifikante Effekte auf den Taillenumfang und den Gesamtkörper-Fettgehalt.

ZIELSTELLUNG

Ziel  der  vorliegenden  Untersuchung  ist  es,  den  Effekt  eines  WBEMS-Trainings auf die Körperzusammensetzung unter besonderer Berücksichtigung von „Sarkopenie“ und (abdominaler) Adipositas bei Männern mit metabolischem Syndrom zu erfassen.

METHODIK

Die Training und Elektromyo-Stimulations (Test-II)-Studie ist eine 14-wöchige randomisierte Intervention mit Männern im Alter von 65- 75  Jahren  mit  Metabolischem  Syndrom.  Die  Untersuchung wurde vom Bundesamt für Strahlenschutz (Z5-22462/2-2008-079) und von der Ethikkommission der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (FAU; Ethik Antrag 3876) überprüft und genehmigt. Die Teilnehmer wurden über die Risiken der Untersuchung informiert,  alle  Teilnehmer  gaben  eine  schriftliche  Einverständniserklärung ab. Die Untersuchung wurde am Institut für Medizinische Physik der FAU im Frühjahr/Sommer 2009 durchgeführt.

Endpunkte

Primäre Endpunkte:

  • Abdominale    Fettmasse,    appendikuläre    skeletale    Muskelmasse (ASSM)

Sekundäre Endpunkte:

  • Gesamtkörper-Fettmasse,    Taillenumfang

Stichprobe


Über  ein  computergestütztes  Losverfahren  wurden  aus  der  vorliegenden  Grundgesamtheit  von  ca.  5800  Männern  im  Alter  zwischen 65 und 75 Jahren aus dem Raum Erlangen insgesamt 567 Personen angeschrieben. Auf das persönliche Anschreiben, in dem die wichtigsten  Ein-  und  Ausschlusskriterien  (s.u.)  genannt  wurden, antworteten 48 Personen. Von diesen Personen konnten 28 unter Berücksichtigung der unten aufgeführten Ein- und Ausschlusskriterien in die Studie aufgenommen werden (Abb. 1).

Einschlusskriterien:

  • männlich,    Alter    zwischen    65    und    75    Jahre
  • Metabolisches    Syndrom    gemäß    Internationaler    DiabetesFederation (3))
  • Weitgehend    untrainiert    bezüglich    Kraft-    und    Ausdauertraining

Ausschlusskriterien:

  • Schwere    neurologische    Erkrankungen,    Epilepsie
  • Herzschrittmacher,    schwere    Durchblutungsstörungen,Blutungen, starke Blutungsneigung
  • Bauchwand-    und    Leistenhernie
  • Tumor-Erkrankung
  • Fieberhafte    Erkrankungen,    akute    bakterielle    und    virale Infekte
  • Hautverletzungen    im    Bereich    der    Elektroden
  • Endoprothesen
  • Augenerkrankungen    mit    Beteiligung    der    Netzhaut

Die Teilnehmer wurden im Anschluss unter Stratifizierung für das Lebensalter randomisiert in die Gruppen „Elektrostimulation“ und „Vibration“ aufgeteilt (Abb. 1). Tabelle 1 zeigt die basalen Charakteristika mit Mittelwerten und Standardabweichungen beider Interventionsgruppen.

Intervention
Die WB-EMS-Gruppe führte jeden 5. Tag unter Anleitung eines zertifizierten Übungsleiters das nachfolgend beschriebene Ausdauer- und  Kraftprogramm  unter  WB-EMS-Applikation  durch,  während die  Teilnehmer  der  Kontrollgruppe  im  Sinne  einer  Verblendung ebenfalls jeden 5. Tag ein Ganzkörpervibrationstraining mit Fokus auf die Beweglichkeit durchführten. Beide Gruppen wurden angehalten,  ihr  Aktivitätsniveau  sowie  Ihre  Ernährungsgewohnheiten während des Interventionszeitraumes konstant zu halten.

WB-EMS-Intervention
Die  EMS-Gruppe  absolvierte  ein  15- 20-minütiges  Ausdauertraining  auf  dem  Crosstrainer  (Schwinn  4100i,  Madison,  USA)  und eine  10- 15-minütige  „dynamische“  Kräftigungssequenz  (Tab.  2) mit  Ganzkörperstimulationswesten  (miha  bodytec,  Augsburg, Deutschland). Die Ausrüstung ermöglicht eine gleichzeitige, dezidierte Ansteuerung von 8 Muskelgruppen (Oberschenkel, unterer Rücken, oberer Rücken, M. latissimus dorsi/M. teres major, Bauch, Brust, Oberarme). Jeweils 2 Probanden führten parallel ein standardisiertes Training unter Überwachung und Anleitung jeweils desselben Übungsleiters durch.
Die    Durchführung    des    EMS-Trainings    erfolgte    gemäß    den    Vorgaben des Herstellers. Ausdauer- und Krafttraining wurden mit vergleichbaren EMS-Belastungsnormativa durchgeführt; wesentlicher Unterschied war jedoch (Tab. 2), dass der Strom beim Ausdauertraining kontinuierlich appliziert wurde, während im Krafttraining eine intervallartige Beübung mit 4 sec Stromapplikation und Durchführung der jeweiligen Körperübung (Tab. 3) und 4 sec „Pause“ ohne Stromapplikation  durchgeführt  wurde.  Die  Belastungsintensität der Ausdauersequenz wurde durch das im Stufentest (s.u.) erfasste  VO2peak  über  die  Herzfrequenz  (70≈85%  Hfmax)  im  Training vorgegeben. Das Krafttraining setzte sich aus den unten aufgeführten Übungen zusammen (Tab. 3). Es wurden 5 bzw. 7 dynamische Übungen    mit    2    Sätzen    und    8-10    Wiederholungen    für    alle    großen Muskelgruppen  durchgeführt.  Die  Reizhöhe  (Stromstärke)  wurde beim Ausdauertraining nach 2 und 5 min nachreguliert, beim Krafttraining erfolgte eine Erhöhung dieses zentralen Belastungsnormativa nach 2, 5 und 8 min.

WB-Vibration (Kontrollgruppe)
Der Fokus des Übungsprogrammes lag auf Übungen zur Verbesserung der Beweglichkeit, es wurden zusätzlich 3 Übungen zur Kräftigung  (Tab.  4)  mit  leichtem  bis  mittlerem  subjektiven  Belastungsempfinden durchgeführt. Das Vibrationstraining wurde auf Geräten der Firma Vibrafit (Solms, Germany) mit einer Frequenz von 30 Hz (Amplitude: 1,7–1,8 mm; Akzeleration 1,3 –2,2 g) realisiert. Die unten beschriebenen 6 Übungen (Tab. 4) waren in 2 Durchgänge mit jeweils 40- 60 sec Dauer organisiert. Die Gesamtdauer des Übungsprogrammes betrug ca. 18 min.
Die Teilnehmer wurden nach 2-maliger Geräte- und Übungseinweisung  mittels  Videounterstützung  angeleitet.  Eine  ständige Überwachung  des  Vibrationstrainings  erfolgte  nicht,  allerdings war qualifiziertes Personal immer in Rufweite erreichbar.

Messungen
Um eine Verblindung auf Untersucherebene zu realisieren, war der  Status  des  Teilnehmers  („EMS-  oder  Kontrollgruppe“)  für den  Testleiter  nicht  ersichtlich.  Zusätzlich  war  es  dem  Testleiter untersagt, den Teilnehmer über die Gruppenzugehörigkeit zu befragen.
Anthropometrische Daten:
Größe,    Gewicht    und    Umfangswerte    der    Probanden    wurden    mit    geeichten Geräten erfasst. Körperfett und fettfreie Körpermasse wurden mittels DXA-Technik gemessen (Hologic QDR 4500a, Discovery-upgrade,    Bedford,    MI,    USA).    Hierzu    wurde    gemäß    den    Vorgabendes  Herstellers  ein  Ganzkörperscan  durchgeführt.  Die  Durchführung    der    Messung    und    anschließende    Segmentierung    wurde    immer vom gleichen Testleiter durchgeführt. Die Segmentierung der Scans zur Erfassung der ASMM wurde nach Heymsfield et al. (16) durchgeführt.
Die abdominale Region zwischen Beckenkamm und Unterkante  LWK  1  wurde  als  abdominale  ROI  („Region  of  Interest“) definiert.  Die  einmal  gewählten  Einstellungen/Person  wurden bei der folgenden Aufnahme automatisch über den neuen Scan gelegt, konnten aber bspw. bei veränderter Lagerung des Probanden nachjustiert werden. Höhe und Breite der abdominalen ROI blieb bei den nachfolgenden Messungen unverändert eingestellt.
Fragebogen:
Soziodemographische  Faktoren,  Ernährungsgewohnheiten,  Erkrankungen,  Risikofaktoren  und  die  körperliche  Aktivität  der Teilnehmer  wurden  mittels  Fragebogen  erfasst.  Schmerzhäufigkeit  und  –intensität  an  verschiedenen  Skelettregionen  (Halswirbelsäule, Brustwirbelsäule, Lendenwirbelsäule, kleine und große Gelenke)  wurde  ebenfalls  erfasst  (17).  Der  Abschlussfragebogen enthielt zusätzlich einen Abschnitt, in dem Veränderungen beeinflussende  Covariate,  wie  beispielsweise  Medikamenteneinnahme, Veränderung der körperlichen Aktivität, der Ernährung oder (neu) auftretende Erkrankungen erfasst wurden. Die Fragebogen wurden bei Abgabe gemeinsam mit dem Testleiter auf Vollständigkeit und Richtigkeit überprüft.

Statistische Verfahren
Die  formale  Fallzahlanalyse  der  Untersuchung  erfolgte  auf  der Basis  des  primären  Endpunktes  „appendikuläre  Skelettmuskelmasse“.  Zur  Berechnung  statistischer  Kennzahlen  wie  Mittelwerte, Standardabweichungen oder prozentuale Veränderungen im Verlauf, wurde das Computerprogramm SPSS 19 (SPSS Inc., Chicago IL, USA) verwendet. Die beschreibenden, initialen Werte werden als Mittelwerte mit Standardabweichung angegeben. Die Darstellung der Veränderungen innerhalb der Gruppen nach 14  Wochen  erfolgt  im  Text  als  relative  Veränderung  mit  Standardabweichung und in der Tabelle als absolute Veränderung mit Standardabweichung, Mittelwert der Differenz mit 95% Konfidenzintervall,  Signifikanzniveau  und  ES.  Mittelwertsunterschiede innerhalb  der  Elektrostimulations-  und  der  Vibrationsgruppe zwischen den beiden Zeitpunkten sowie basale Zwischengruppenunterschiede  wurden  bei  Normalverteilung  mit  dem  t-Test für  abhängige  Stichproben  ansonsten  mittels  parameterfreiem Wilcoxon-Rank-Test  analysiert.  Der  longitudinale  Unterschied zwischen  den  Gruppen  („Effekt“)  wurde  bei  Normalverteilung per Varianzanalyse mit Messwiederholung (Zeit x Gruppe) analysiert. War keine Normalverteilung gegeben, wurden die Unterschiede per parameterfreien Whitney-Mann-U-Test auf der Basis der  absoluten  Veränderungen  analysiert.  Ein  Signifikanzniveau von  p<  ,05   wird  als  signifikant  angesehen.  Eine  a-Fehleradjustierung  wurde  nicht  vorgenommen.  Um  Effektstärken  (ES)  zu berechnen, wurde der Test von Cohen (18) herangezogen. In Anlehnung an Cohen gelten Effektstärken von d ≈ 0,2 als „gering“, von d ≈ 0,5 als „moderat“ und von d ≈ 0,8 als „hoch“. 

ERGEBNISSE

Compliance, Drop- out und Verletzungen
Abb. 1 zeigt den „Flow-Chart“ für den Studienverlauf. 5 Teilnehmer konnten    nicht    in    die    abschließende    Auswertung    einbezogen    werden. Von diesen Personen musste 1 Teilnehmer der WBV- Gruppe aufgrund einer Verletzung die Studie beenden. 1 weiterer Teilnehmer (EMS) musste ausgeschlossen werden, da vorher nicht bekannte kardiale Risikofaktoren über die Eingangsmessung erfasst wurden.
2  Teilnehmer  der  Vibrationsgruppe  wurden  „per  Protokoll“ aufgrund  von  Ernährungsumstellungen  mit  Energierestriktion (<1200  kcal/d)  ausgeschlossen.  Zusätzlich  wurde  1  Teilnehmer der Vibrations-KG aufgrund geringer Compliance (<50% der vorgegebenen Trainingseinheiten) ausgeschlossen. Es konnten damit 13 Teilnehmer der Trainings- (93%) und 10 Teilnehmer (71%) der Kontrollgruppe    in    die    abschließende    Analyse    eingeschlossen    werden.
Die  Anwesenheitsrate  in  der  Elektrostimulationsgruppe  betrug  78  ±  8%  und  in  der  Vibrationsgruppe  74  ±  10%.  Während  der Trainingseinheiten  ereigneten  sich  keine  unerwünschten  Effekte. Zusätzlich  zeigte  sich  keine  negative  Veränderung  der  erhobenen Schmerzparameter (17).

Primäre und sekundäre Endpunkte
Das  abdominale  Körperfett  (Tab.  5)  reduzierte  sich  in  der  Elektrostimulationsgruppe sehr signifikant (p=,001) um 6,8 ± 5,4%. In der Kontrollgruppe  reduzierte  sich  dieser  Parameter  nicht  signifikant (p=,330) um 0,9 ± 5,4%. Der Zwischengruppenunterschied zeigte sich als signifikant (p=,004) und die Effektstärke als hoch (d´: 1,33).
In der EMS-Gruppe erhöhte sich die appendikuläre Muskelmasse (Tab. 5) nicht signifikant (p=,066) um 0,8 ± 1,6%. Parallel dazu reduzierte sich die appendikuläre Muskelmasse in der Kontrollgruppe ebenfalls nicht signifikant (p=,173) um -1,1±2,3%. Der  Zwischengruppenunterschied  für  diesen  Parameter  war  signifikant  (p=,024),  die  Effektstärke  lag  mit  d´=0,97  ebenfalls  in  einem hohen Bereich.
Die Gesamtkörperfettmasse verringerte sich in der EMS-Gruppe um 6,3±5,3% (p=,001) (Tab. 5). In der Kontrollgruppe kam es zu einer leichten (p=,307) Veränderung der Gesamtkörperfettmasse um 1,4  ±  3,9%.  Der  Zwischengruppenunterschied  erwies  sich  als  sehr signifikant (,008) und die Effektstärke als hoch (d´: 1,23).
Der  Taillenumfang  (Tab.  5)  reduzierte  sich  in  der  Elektrostimulationsgruppe  hochsignifikant  (p=,000)  um  -5,7  ±  1,9%.  In  der Vibrationsgruppe  reduzierte  sich  dieser  Parameter  ebenfalls  sehr signifikant  (p=,006)  um  -3,2  ±  2,9%.  Der  Zwischengruppenunterschied war bei hoher Effektstärke (d´: 1,10) auf signifikantem Niveau (p=,023).

DISKUSSION

Die vorliegende Untersuchung erfasst als erste Studie den Effekt eines Ganzkörper-Elektromyostimulations-Trainings  auf  die  Körperzusammensetzung bei älteren Männern mit kardialen Risikofaktoren. Als zentrales Ergebnis unserer randomisierten und teilverblindeten Interventionsstudie  zeigten  sich  jeweils  signifikante  Effekte  bezüglich der abdominalen Fettmasse, der Gesamtkörperfettmasse sowie der appendikulären skeletalen Muskelmasse (ASMM) als Kernkriterium der Sarkopenie (19).
Eine parallele Ansteuerung der Endpunkte (abdominales) Körperfett  und  Sarkopenie  erscheint  beim  älteren  Menschen  besonders wichtig. Der Begriff „sarcopenic obesity“ (20, 21)  charakterisiert die parallele Entwicklung eines exzessiven Übergewichtes und einer Reduktion der Muskelmasse und Muskelfunktion des betagten Menschen. Nach Zamboni et al. (20) potenzieren sich beide Erkrankungen in ihrer Wirksamkeit auf Morbidität, Mortalität und „Disability“. Somit  sollten  präventive  oder  therapeutische  Bewegungsprogramme für den älteren Menschen insbesondere mit vorliegenden kardialen Risikofaktoren    beide    Faktoren    gleichermaßen    konsequent    berücksichtigen. Eine parallele Ansteuerung beider Trainingsziele ist indes nicht  ganz  trivial.  Die  überwiegende  Anzahl  der  Untersuchungen bspw.  im  Bereich  „diätetische  Gewichtsreduktion“  erzielten  neben deutlichen, signifikanten Reduktionen des Körperfettgehaltes auch eine meist signifikante Reduktion der fettfreien Körpermasse (15, 22). Im Gegensatz dazu zeigt ein „körperliches Training“ zwar geringere Effekte auf die Körperfettmasse, dafür aber meist keinen negativen Effekt auf die Muskelmasse (15, 22, 23). Während ein Ausdauertraining in diesem Zusammenhang zu keiner wesentlichen  Beeinflussung der Muskelmasse führt, zeigt ein dynamisches Krafttraining an Geräten, bei minimal schwächerem Effekt auf die Körperfettreduktion, meist signifikant positiven Einfluss auf die fettfreie Körpermasse (15, 23).
Inwieweit die adjuvante Ganzkörper-  Elektromyostimulation die Effekte unseres kurzandauernden Ausdauer- und unseres   Erachtens nach  per  se  unterschwelligen  Krafttrainingsprotokolls  verstärkt,  ist eine für die vorliegende Untersuchung absolut zentrale Frage.
In  einer  vergleichenden  Querschnittsuntersuchung  (13),  bei der  die  oben  aufgeführten  Ausdauer-  und  Kraftbelastungen  in randomisierter Reihenfolge mit und ohne adjuvanter GanzkörperElektromyostimulation durchgeführt wurden, konnten wir für beide Trainingsabschnitte  bezüglich  Energieumsatz  signifikante  Effekte zugunsten  der  EMS-Anwendung nachweisen.  So  zeigte  sich  bspw. der  Energieverbrauch,  erfasst  über eine  indirekte  Kaloriemetrie  des Studienkollektivs junger, trainierter Männer, während der Ausdauerbelastung  um  ca.  15%,  während  der Kraftbelastung um ca. 20% höher als bei der Methodenvariante ohne begleitende EMS-Applikation. Zusätzlich  sollte  berücksichtigt  werden, dass  insbesondere  bei  intensivem Krafttraining  nur  ein  Bruchteil  des tatsächlichen  Energieverbrauchs über  die  indirekte  Kaloriemetrie erfasst  werden  kann.  So  kann  der Beitrag  der  nicht-mitochondrialen Energiebereitstellung, der insbesondere  beim  Krafttraining  mit  hoher Reizintensität eine essentielle Rolle spielt, durch eine Messung der Sauerstoffaufnahme  nicht  erfasst  werden. Robergs et al. (24) ermittelten bei  zwei  Kraftübungen  („Squats“ und „bench-press“) die steady state VO2,  Last  und  Bewegungsumfang und  berechneten  mittels  multipler Regression  den  Energiebedarf  höherer  Intensitätsbereiche.  Ein  Vergleich  dieser  prädiktiven  Daten mit Vergleichsdaten der indirekten Kaloriemetrie zeigte insbesondere für den Intensitätsbereich über 65% 1RM signifikante Unterschiede mit einem ca. 2,5-3,5fachen höheren Energieumsatz.
Inwieweit  die  deutlichen  positiven  Veränderungen  der  Körperzusammensetzungen  hauptursächlich  mit  dem  EMS-induziert erhöhten  Energieverbrauch  während  Belastung  oder  mit  einer  Erhöhung des Ruheumsatzes (14) korrespondieren, ist nicht gesichert. Tatsächlich konnten mit einer Ausnahme (25) keine Bewegungsstudien mit vergleichbarer Kohorte und Messtechnik gefunden werden, die ohne gleichzeitige Energierestriktion ähnlich hohe Reduktionen der (abdominalen und Gesamtkörper-) Fettmasse (22, 26) bei grenzwertig  signifikantem  Zuwachs  (p=,066)  der  appendikulären  Muskelmasse  bzw.  des  LBM  (vorliegende  TEST-II-Studie:  p=,034;  ES: ,98)  erfassten.  Hinzu  kommt,  dass  sowohl  die  Interventionsdauer als auch das Trainingsvolumen der vorliegenden Untersuchung (14 Wochen, ca. 45 min/Woche) deutlich unter Studien mit konventionellen Ausdauer- und Kraftbelastungen liegen (bspw. Stewart et al. (25): 6 Monate, ca. 4h/Woche). Da die Bereitschaft älterer Menschen ohne manifeste Erkrankung eher gering ist, mehrmals je Woche an präventiv  ausgerichteten  Sportprogrammen  teilzunehmen  (27),  ist eine niedrige „Minimum Effective Dose“ ein klares Erfolgskriterium entsprechender    Interventionsmaßnahmen.    Zusammenfassend    zeigtsich somit, das ein Ganzkörper-Elektrostimulationstraining entgegen früherer auf den Ergebnissen lokaler Muskelstimulation basierenden Einschätzungen (28-31) sowohl den Energieumsatz als auch konsequenterweise    den    Körperfettgehalt    maßgeblich    zu    beeinflussen    vermag. Somit bestätigen diese Daten das Ergebnis unserer Pilotstudie mit postmenopausalen Frauen, bei dem ein EMS Training ebenfalls signifikante Effekte auf die Körperzusammensetzung zeigte (14).
Die vorliegende Untersuchung zeichnet sich durch mehrere Stärken aus:

  1. Der  Evidenzgrad  der  Untersuchung  ist  als  hoch  einzustufen (Evidenzstufe 1a). Nach Jadad et al. (32) werden je nach Bewertung der Verblindungsstrategie 4 von 5 Gütepunkte realisiert, was  eine  Einordnung  in  die  Gruppe  der  Studien  mit  hoher Qualität bedeutet. Eine Verblindung der Untersuchung wurde über die Etablierung einer Vibrations-Kontrollgruppe und auf der Testleiter und Testgehilfen realisiert.
  2. Das  Design  der  Studie  sowie  die  vorliegende  Arbeit  orientierten  sich  bezüglich  Vorgehensweise  und  „Reporting“  konsequent an den Vorgaben des „Revised Consort-Statements“ (33) für randomisierte kontrollierte Untersuchungen.
  3. Die  gewählten  Endpunkte  konnten  mit  den  gewählten,  etablierten Messmethoden („Golden Standard“) valide und reliabel  erfasst  werden  (u.a.  (34)).  Aufgrund  der  vergleichsweise hohen Strahlungsdosis wurde allerdings auf eine zusätzliche Computertomographie verzichtet.
  4. Die  vorliegende  Untersuchung  zeichnet  sich  durch  die  Auswahl eines relativ homogenen Kollektivs älterer, untrainierter Männer mit Metabolischem Syndrom (=„subjects at risk“) aus. Covariate  wie  Alter,  Geschlecht,  Erkrankungen,  Sporttreiben oder sonstige Faktoren beeinflussen die Ergebnisse somit nur marginal (s.u.).
  5. Weitere Covariate wie Medikation, Krankheiten, Änderungen im Ernährungsverhalten, Lebensstil oder Bindungsparameter, wurden durch eine konsequente Kontrolle über die gesamte Studie  hinweg  erfasst.  Ein  Ausschluss  von  Teilnehmern  mit entsprechenden    Covariaten    erfolgte    gemäß    Studienprotokoll.
  6. Die Trainingseinheiten wurden von ausgebildeten Übungsleitern abgehalten und das Trainingsprogramm wurde progressiv gesteigert.

Diesen    Stärken    stehen    naturgemäß    auch    einige    Limitationen    der    Studie entgegen:
Obwohl insbesondere in Zusammenhang mit einer Randomisierung eine Verblindung aus mehreren Gründen unbedingt nötig erscheint, ist die Auswahl der Trainingsinhalt e bzw. die Gest altung der zugehörigen Belastungsparameter immer diskussionswürdig. Da eine klassische Placebo-Strategie für den Teilnehmer leicht zu durchschauen wäre, wurde versucht, dieses Problem durch Etablierung eines alternativen Trainingsziels für die  Kontrollgruppe („Beweglichkeit und Wohlbefinden“) zu lösen. Neben diesem grundsätzlichen Problem  der  Auswahl  des  Trainingszieles,  sind  die  Trainingsinhalte sowie die korrespondierenden  Belastungsnormativa in diesem Zusammenhang ebenfalls problematisch. Obwohl wir innerhalb der ELVIS  (Erlanger  Longitudinale  Vibrations-Studie)-I  und  ELVIS-II Studie (35) keine wesentlichen Effekte eines deutlich intensiveren Vibrationstrainings  auf  die  Körperzusammensetzung  erfassen konnten, besteht bei basal wenig trainierten Männern die Möglichkeit, dass die Intervention trotz niedriger Reizhöhe und niedrigem Trainingsvolumen  physiologische  Anpassungserscheinungen  auslöste. Eine entsprechend leichte Verzerrung führt jedoch in diesem Zusammenhang zu niedrigeren Effekten und trägt somit zu einer vorsichtigeren Interpretation unserer Ergebnisse bei.

Die Firma miha bodytec stellte die Elektrostimulationswesten zur Verfügung. Angaben zu finanziellen Interessen und Beziehungen, wie Patente, Honorare oder Unterstützung durch Firmen: Keine.

LITERATUR

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Korrespondenzadresse:
PD. Dr. Wolfgang Kemmler
Institut für Medizinische Physik
Friedrich-Alexander Universität Erlangen
Henkestrasse 91
91054 Erlangen
E-Mail: wolfgang.kemmler@imp.uni-erlangen.de
 
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