T. Pohl1, T. Brauner1, T. Horstmann1,2

Zusammenfassung: Trotz Erkenntnissen zur allgemeinen Wirksamkeit weist der Bereich SMT nach wie vor eine Vielzahl von offenen Fragen auf, die sich durch die Komplexität dieser Thematik begründen. Ziel dieses Übersichtsartikels ist die Zusammenfassung evidenzbasierter Erkenntnisse zur Dosis-Wirkungsbeziehung im sensomotorischen Training. Dazu werden die Ergebnisse aktueller Übersichtsarbeiten zusammengefasst und die trainingswirksamen Parameter herausgearbeitet und diskutiert.

Schlüsselwörter: Dosis-Wirkungsbeziehung, Umfang, Intensität, neuromuskuläres Training, propriozeptives Training

Zitierweise
Pohl T, Brauner T, Horstmann T. Belastungsparameter im sensomotorischen Training.
OUP 2015; 04: 200–204 DOI 10.3238/oup.2015.0200–0204

Summary: Despite the knowledge about the general effectiveness of sensorimotor training, several questions remain unanswered due to the complexity of sensorimotor training. The purpose of this review is to summarize evidence based insights of the dose-response relationship in sensorimotor training. Therefore, the results of current reviews are summarized and the effective training parameters are worked out and discussed.

Keywords: dose-response relationship, extend, intensity,
neuromuscular training, proprioceptive training

Citation
Pohl T, Brauner T, Horstmann T. Load parameters in sensorimotor training.
OUP 2015; 04: 200–204 DOI 10.3238/oup.2015.0200–0204

Einleitung

Unter sensomotorischem Training (SMT), häufig auch als neuromuskuläres (NMT) oder propriozeptives Training (PT) bezeichnet, werden Trainingsformen zusammengefasst, die das sensomotorische System verbessern sollen. Generell konnten Effekte des SMT in verschiedensten Umfeldern von Therapie bis Leistungssport nachgewiesen werden. Im (Leistungs-) Sport erhöht ein gezielter Einsatz von SMT die Effektivität von klassischem Krafttraining [1, 2], im Bereich der Verletzungsprävention konnte die verletzungsprophylaktische Wirkung des SMT nachgewiesen werden [3–5] und in der Rehabilitation von orthopädischen Verletzungen ist das SMT als fester Therapiebaustein nicht mehr wegzudenken [6–8]. Hier steigerte SMT die Leistungsfähigkeit nach diversen Verletzungsformen, wie z.B. nach funktioneller und chronischer Sprunggelenkinstabilität [5], Vorderer Kreuzbandrekonstruktion [5], Hüftarthrose [9] und Kniearthrose [10, 11]. Weiterhin gibt es in der Literatur Hinweise für eine Verbesserung im statischen und dynamischen Gleichgewicht [12], die Propriozeption [13, 14] und die Stabilisierungsfähigkeit [9] nach SMT Interventionen.

Trotz dieser Erkenntnisse zur allgemeinen Wirksamkeit weist der Bereich SMT nach wie vor eine Vielzahl von offenen Fragen auf, die sich durch die Komplexität dieser Thematik begründen. Der Fokus verwendeter sensomotorischer Übungen kann durch viele Parameter variiert werden. Beim Balance-Training zählen hierzu z.B. unterschiedliche Körperhaltungen, Art und Größe der Unterstützungsfläche, unterschiedliche Bewegungsaufgaben sowie die Kombination mit dem Training anderer konditioneller Fähigkeiten wie z.B. dem Krafttraining. Je nach Fokus rücken schwerpunktmäßig andere sensomotorische Fähigkeiten, wie statisches Gleichgewicht, funktionelle Gelenkstabilität oder die Propriozeption in den Vordergrund. Während in der Praxis Therapeuten die genannten Übungsparameter je nach angestrebtem Schwerpunkt erfolgreich variieren, liegen in der Wissenschaft kaum evidenzbasierte Erkenntnisse vor, wie die Parameter festzulegen sind, um möglichst erfolgreich zu sein. Noch schwerwiegender erweisen sich die Wissenslücken zu den klassischen Belastungsparametern Umfang, Dauer und Intensität. Während beim Ausdauer- und Krafttraining Belastungsparameter für die verschiedensten Ansprüche hinlänglich bekannt und weitestgehend evidenzbasiert belegt sind [15], liegen beim SMT wenig evidenzbasierte Informationen dazu vor. In vielen aktuellen Studien fordern die Autoren Untersuchungen der Belastungsparameter von SMT unter Berücksichtigung der Dosis-Wirkungsbeziehung [12, 16–19]. Im Folgenden werden aktuelle Übersichtsarbeiten vorgestellt, welche die Effektivität und die Dosis-Wirkungsbeziehung von SMT thematisiert haben. Im Anschluss fassen wir die Angaben über Parameter bezüglich Dauer der Einheiten, Länge der Intervention, Frequenz und Intensität von SMT zusammen.

Überblick über aktuelle
Übersichtsarbeiten

In den Jahren 2008–2015 sind 6 Übersichtsarbeiten veröffentlich worden, in denen Belastungsparameter des SMT retrospektiv aus Primärstudien mit einem positiven Effekt von SMT extrahiert wurden. Die Analysen unterscheiden sich dabei hinsichtlich Probandenklientel und der untersuchten anatomischen Strukturen.

Die Arbeitsgruppe um Zech, Hübscher, Vogt, Banzer, Hänsel und Pfeifer erarbeitete 2010 eine systematischen Übersichtsarbeit zum Thema ,Balance Training for Neuromuscular Control and Performance Enhancement‘. Sie zeigten auf, dass ein Gleichgewichtstraining die posturale Schwankung und das dynamische Gleichgewicht in Athleten und Nichtathleten positiv beeinflusst. Die Autoren berichten weiterhin von kontroversen Hinweisen auf Effekte von SMT auf Sprungleistungen, Koordination, spinale Reflexe, Muskelaktivität und Kraftentwicklungsrate [12].

Dieselbe Arbeitsgruppe findet in ihrer Übersichtsarbeit zur Wirksamkeit von NMT auf die Rehabilitation von Sportverletzungen eine moderate Evidenz. Sie schlussfolgern, dass NMT als eine effektive Methode zur Prävention weiterer Verletzungen im Sinne tertiärer Prävention und zur Verbesserung der Gelenkfunktion einzusetzen ist [5].

Aman, Elangovan, Yeh und Konczak analysierten 2014 die Effektivität von PT zur Verbesserung motorischer Funktionen. In ihrer Übersichtsarbeit untersuchten sie die folgenden Arten von SMT-Interventionen: aktive Bewegung/Gleichgewichtstraining, passives Bewegungstraining, somatosensorisches Stimulationstraining, somatosensorisches Diskriminationstraining und kombiniertes/multiple-Systeme-Training. Die Autoren schlussfolgerten, dass PT effektiv die propriozeptive Funktion verbessern kann. Dabei lagen die Verbesserungsraten von 29 der 51 eingeschlossenen Studien über 20 %. Gleichzeitig konnten 20 von 42 Studien, für die eine Effektstärke berechnet werden konnte, Effektstärken von mehr als 0,5 aufweisen [20].

McKeon und Hertel versuchten in ihrer Übersichtsarbeit von 2008 drei Fragen zu beantworten:

• 1. Ob prophylaktisches Gleichgewichts- und Koordinationstraining das Risiko eines Supinationstraumas senkt?

• 2. Ob Gleichgewichts- und Koordinationstraining die Behandlungsergebnisse eines akuten Sprunggelenktraumas verbessert und

• 3. ob Gleichgewichts- und Koordinationstraining die Behandlungsergebnisse bei chronischer Sprunggelenkinstabilität verbessert.

Für die Fragen 1 und 2 zeigte die Datensynthese eine Evidenz für eine Risikosenkung bei Supinationstraumata, vor allem bei schon einmal verletzten Athleten, und eine Verbesserung der Behandlungsergebnisse bei akuten Sprunggelenktraumata. Frage 3, ob sich das Risiko des Umknickens bei chronischer Sprunggelenkinstabilität positiv beeinflussen lässt, konnte anhand der Daten nicht berechnet werden und deren Beantwortung bleibt somit unklar [21].

O’Driscoll und Delahunt stellten im Jahr 2011 eine Übersicht von Artikeln zusammen, die sich mit NMT zur Verbesserung sensomotorischer und funktioneller Defizite bei chronischer Sprunggelenkinstabilität befassten. Für die Messungen der statischen und dynamischen posturalen Stabilität, des aktiven und passiven Gelenk-Positionssinns, der isometrischen Kraft, der Latenzzeit, der Unterschenkel-Rückfuß-Koordination und der Wiederverletzungsrate zeigte die Übersichtsarbeit eine moderate oder limitierte Evidenz für die Effektivität von NMT [22].

Die Arbeitsgruppe Sugimoto, Myer, Barber Foss und Hewett [23] befasste sich im Jahr 2013 mit den Dosierungseffekten von neuromuskulärem Trainingsinterventionen zur Reduktion von vorderen Kreuzbandverletzungen bei Athletinnen. Dabei wurden Interventionsdauer, Trainingshäufigkeit und Dauer der neuromuskulären Trainingseinheiten im Zusammenhang mit der Anzahl der vorderen Kreuzbandverletzungen untersucht. In ihrer Arbeit extrahieren Sugimoto et al. die wirksamen Belastungsparameter auf eine andere Art und Weise als die bereits vorgestellten Übersichtsarbeiten. Sie kategorisieren die Belastungsparameter dichotom, wonach die eingeschlossenen Studien den Kategorien zugewiesen werden und der Trainings- oder Interventionserfolg der Kategorien miteinander verglichen wird. Es wurde festgestellt, dass NMT das Verletzungsrisiko im Vergleich zu nicht-neuromuskulär trainierenden Gruppen um bis zu 46 % herabsenkte, was die Effektivität von NMT als verletzungsprophylaktische Intervention demonstrierte.

Belastungsparameter:
Dauer der Einheit

Wie lange dauern Therapie-/Trainingseinheiten in Studien, in denen ein positiver Effekt von SMT aufgezeigt werden konnte. Laut Zech et al. [5, 12] liegt die Dauer der einzelnen Einheiten von erfolgreichen SMT-Interventionsstudien zwischen 10 und 60 Minuten [5] bzw. zwischen 5 und 90 Minuten [12] (Abb. 1). Sugimoto et al. kommen zu dem Schluss, dass lange Einheiten von mehr als 20 Minuten wirksamer als kurze Einheiten von weniger als 20 Minuten [23] sind. In den restlichen Studien werden keine Angaben zu der Dauer einer Trainingseinheit gemacht. Weiterhin schlussfolgern Sugimoto et al., dass eine wöchentliche Gesamttrainingsdauer von > 30 Minuten effektiver ist als eine Dauer von 15–30 Minuten und diese wiederum effektiver als eine Dauer von ? 15 Minuten pro Woche [23].

Länge des Trainingszeitraums

Zum Zeitraum, über den ein SMT andauern sollte, um Veränderungen hervorzurufen, werden folgende Angaben gemacht. Positive Effekte wurden in Studien mit SMT-Interventionszeiträumen zwischen 4–12 Wochen beobachtet [5, 12] bzw. nach 6–10 Wochen [22]. In 2 Arbeiten wird herausgearbeitet, dass eine SMT-Intervention mindestens über 6 Wochen anhalten sollte [20, 21] (Abb. 2). In einer Arbeit von Aman et al. [21] wird zusätzlich dargestellt, dass sich Verbesserungen teilweise schon nach einer einzigen Einheit zeigen, diese Verbesserung sich aber nicht stabil erwiesen. Weiterhin wird in der Arbeit geschrieben, dass sich zwischen 3 und 5 Wochen Interventionsdauer kein Effekt zeigen lässt [20].

Trainingsfrequenz

Die wöchentliche Trainingsfrequenz von SMT, bei der ein Trainingserfolg zu erwarten sei, variiert bei den verschieden Übersichtsarbeiten zwischen 3,9 ± 1,5 [12], 1–5 [5, 22] und mindestens 3 [21] Einheiten pro Woche (Abb. 3). Sugimoto et al. fanden heraus, dass es besser ist, mindestens 2-mal pro Woche zu trainieren als nur einmal pro Woche [23].

Diskussion

Die Zusammenfassung der verschiedenen Ergebnisse sollte die Frage beantworten, ob es eine evidenzbasierte Aussage zu einer Dosis-Wirkungsbeziehung im SMT gibt. Nach Betrachtung der Ergebnisse schlussfolgern wir, dass gesicherte Erkenntnisse zur Dosis-Wirkungsbeziehung gering sind. Zwar werden die ermittelbaren Parameter der erfolgreichen Interventionen herausgearbeitet, nur sind dies alles Angaben, die den Umfang des SMT beschreiben. Über die Steuerung des Trainings über die Intensität, wie man es aus der Trainingswissenschaft kennt (hoher Umfang, geringe Intensität und umgekehrt), liegen keine hinreichend abgesicherten Erkenntnisse vor.

Die Gründe für die unzureichend gesicherten Erkenntnisse zur Dosis-Wirkungsbeziehung sind mannigfaltig. Aussagen über die optimale Intensität von SMT sind schwer zu ermitteln, da die Belastungsintensität im SMT nur schwer zu quantifizieren ist. Vereinzelte Studien haben Progression von Übungen [24], die beanspruchte Muskulatur beim Training auf verschiedenen Geräten [25] oder über die Effekte von Ermüdung auf sensomotorische Fähigkeiten und die motorische Kontrolle [26, 27] thematisiert. Die Frage, wann eine Übung abgebrochen werden sollte, weil die Ermüdung (ähnlich dem Krafttraining) zu groß wird, können diese Untersuchungen nicht beantworten. Wir sind der Meinung, dass es einer umfassenden Messbatterie bedarf, welche die gesamte Bandbreite an ermüdungsmöglichen Systemen und Parametern erfassen kann, um der Komplexität der sensormotorischen Ermüdung und damit der Dosis-Wirkungsbeziehung gerecht zu werden.

Weiterhin ist anzumerken, dass es nach Wissen der Autoren keine Untersuchung gibt, die sich gezielt mit der Frage beschäftigt, wie ein SMT gestaltet werden muss, um optimale Effekte zu erzielen. Die besprochenen Übersichtsarbeiten ermitteln die Belastungsparameter lediglich durch eine retrospektive Ermittlung aus Interventionsstudien mit signifikanten Verbesserungen der Zielgrößen. Die Herausarbeitung dieser ist auch (bis auf Sugimoto et al.) nicht die Absicht der Übersichtsarbeiten. Eher geht es dabei um die generelle Wirksamkeit von SMT bei verschiedenen Zielgruppen und verschiedenen Zielgrößen – von der Reduktion von Verletzungen des Vorderen-Kreuzbands bei Athletinnen [23] bis zur Verbesserung der neuromuskulären Kontrolle und Leistungssteigerung durch Gleichgewichtstraining [12]. Es liegt in der Natur der Sache, dass verschiedene Zielgrößen auch verschiedene Messmethoden benötigen. Und da gibt es bei den sensomotorischen Fähigkeiten ein breites Spektrum verschiedenster Messmethoden. Veränderungen von Reflexantworten werden u.a. durch Messungen des H-Reflexes quantifiziert [2, 28]. Gleichgewichtsparameter können bei statischen Gleichgewichtsmessungen über Kraftmessplatten erfasst werden [26, 29, 30]. Bei dynamischen Gleichgewichtsmessungen können verschiedene Tests, wie z.B. der Star Excursion Balance Test [31] oder Stabilisierungsmessungen auf Kraftmessplatten [26] oder sensomotorischen Trainingsgeräten [26, 32] durchgeführt werden. Eine weitere sensomotorische Fähigkeit, die mit unterschiedlichen Methoden gemessen werden kann, ist die Propriozeption. Je nachdem, ob Lage-, Kraft- oder Bewegungssinn im Fokus der Untersuchung liegen, können unter anderem Winkelreproduktionstests [33] oder Tests zur Bestimmung der Schwelle zur Feststellung passiver Bewegungen (threshold to detection of passive movement) [17] durchgeführt werden. Die dadurch entstehende Vielfalt an Studien erschwert die Datensynthese von Meta-Analysen und systematischen Übersichtsarbeiten.

Ein weiteres Hindernis bei der Vereinheitlichung der Ergebnisse sensomotorischer Studien ist die methodische Qualität. In einer Übersicht mussten von 38 relevanten Studien 10 wegen inadäquater Kontrollgruppen und 9 aufgrund unzureichender Interventionsbeschreibung oder nicht kontrolliertem Studiendesign ausgeschlossen werden [5]. Weiterhin konnten teilweise nur 3 von 20 [12], bzw. 3 von 15 [5] eingeschlossenen Studien als methodisch hochqualitativ bezeichnet werden. In den meisten Fällen lagen schlechtere Einstufungen an einer unklaren Methodenbeschreibung [5].

Mit den aus Übersichtsarbeiten extrahierten Belastungsparametern lassen sich genaue Empfehlungen nur schwer aussprechen. Wöchentliche Trainingsfrequenzen zwischen 1 und 5 oder Angaben wie 2-mal oder mehr als 2-mal pro Woche ist besser als einmal pro Woche bringen wenig Mehrwert für die therapeutische Praxis. Gleiches gilt für die Angaben zur Einheitendauer zwischen 5 und 90 Minuten. Einzig bei der Interventionsdauer scheint sich ein Schwellenwert abzuzeichnen, ab dem das SMT eine Wirkung zeigt. Es zeigt sich, dass SMT-Interventionen ab 6 Wochen statistisch signifikante Verbesserungen auslösen können. Auch wenn schon ab 4 Wochen signifikante Veränderungen durch SMT festgestellt werden konnten [5, 12], zeigt eine andere Übersichtsarbeit, dass sich zwischen 3 und 5 Wochen keine Veränderung zeigen lässt [20].

Wenn über Belastungsparameter diskutiert wird, muss man auch die Art der zu trainierenden Fähigkeiten analysieren. In der Begriffsdiskussion um das SMT [34] fallen immer wieder die Schlagworte Koordination oder (senso)motorisches Lernen [6, 19]. Bei beiden Denkansätzen ist das Ziel, eine Bewegung erfolgreich auszuführen. Für solche zielorientierten Handlungen ist ein wichtiges Bewertungskriterium die Bewegungsqualität. Die Bewegungsqualität ist eine Grundvoraussetzung für therapeutisches Training und dient zusätzlich der Reduktion des Verletzungsrisikos beim Training.

Ausblick

Um einer Beantwortung der Frage nach der Dosis-Wirkungsbeziehung näher zu kommen, sind noch einige Schritte notwendig. Ein einheitlicher Umgang mit den Begriffen SMT, NMT oder PT etc., sowohl im deutschen als auch im englischen Sprachgebrauch, sollte dabei das Fundament der wissenschaftlichen Untersuchungen bilden. Es bedarf gezielter Studien, die konkret der Fragestellungen nach optimalen Belastungsparametern nachgehen; ausschließlich diese nur retrospektiv herauszuarbeiten, ist für die Zukunft nicht ausreichend. Aufgrund der Komplexität des sensomotorischen Systems ist die Verbesserung der methodischen Qualität ein wichtiges Ziel für die Studienplanung. Sei es eine genauere Beschreibung der Interventionen, Messmethoden, oder Stichproben, die Anpassungen der Stichprobengrößen oder das Durchführen von Follow-up-Messungen. Die Betrachtung der Bewegungsqualität zur Steuerung Trainingsintensität ist eine weitere Zielgröße, die zur Aufklärung der Frage nach der Dosis-Wirkungsbeziehung beitragen kann..

Interessenkonflikt: Die Autoren erklären, dass kein Interessenkonflikt im Sinne der Richtlinien des Internationalen Committee of Medical Journal Editors besteht.

Korrespondenzadresse

Torsten Pohl

Konservative & Rehabilitative
Orthopädie

Technische Universität München

Georg-Brauchle-Ring 60/62

80992 München

Torsten.pohl@tum.de

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Fussnoten

1 Fachgebiet Konservative und Rehabilitative Orthopädie, Technische Universität München, München

2 Medical Park St. Hubertus Bad Wiessee, Bad Wiessee