Abstract:

In der vorliegenden Dissertation wurden die morphologischen und biomechanischen Effekte eines funktionell-anatomischen Pronatoren-/Supinatorenkrafttrainings (FPST) im Vergleich zu einem herkömmlichen Plantar-/Dorsalflexorentraining (PD) untersucht. Es wurde vermutet, dass sowohl die Peronealmuskeln als auch die Gruppe der tiefen Unterschenkelflexoren nach dem spezifischen Training in ihrer Hauptfunktionsebene als Fußstabilisatoren effektiver fungieren als nach der isolierten Beanspruchung um die obere Sprunggelenkachse. Hierfür wurden zunächst zwei Krafttrainingsmaschinen (FPSM), für die Pronatoren und Supinatoren des Fußes, gefertigt, deren Rotationsachsen mit der unteren Sprunggelenkachse korrespondierten (Inman, 1976). An 15 männlichen Sportstudenten wurden die winkelabhängigen isometrischen Pronations- und Supinationsmomente empirisch bestimmt. Da sich hoch signifikante Unterschiede in der Kraftkurvencharakteristik zwischen Pronatoren (aufteigend-absteigender Verlauf) und Supinatoren (rein aufsteigende Form) aufzeigten, wurden für die Interventionsstudie zwei verschieden geformte Exzenter in die Krafttrainingsmaschinen implementiert. 30 männliche Sportstudenten nahmen an der Interventionsstudie teil. In Prä- und Posttest wurden die maximalen isometrischen Pronations- und Supinationsmomente, das Pronationsverhalten beim Laufen (Elektrogoniometer) in 3,3m/s in zwei Schuhbedingungen (A= herkömmlicher Laufschuh; B= Laufschuh mit 6mm Außenranderhöhung) sowie das Reaktionsverhalten bei einer Umknicksimulation untersucht. Randomisiert wurden 22 Teilnehmer der Experimentalgruppe zugeteilt, die jeweils im Einsatztraining mit dem rechten Bein an der FPSM (FPST) und mit dem linken ein herkömmliches Plantar-/Dorsalflexorenstraining (PD) absolvierten. Die 8 Teilnehmer der Kontrollgruppe führten mit beiden Beinen ein unilaterales PD durch. Per MRT wurde vor und nach der Intervention das Muskelvolumen von 9 randomisiert ausgewählten Testpersonen der Experimentalgruppe bestimmt. Die Daten wurden mit Varianzanalysen mit Messwiederholung analysiert. Im intraindividuellen Vergleich zeigten sich spezifische Trainingseffekte nach FPST und PD (rechtes vs. linkes Experimentalbein). Im Vergleich zu PD führte FPST zu signifikant stärkeren Kraftzuwächsen der Pronatoren (14 % vs. 8 %, p<0,01) und Supinatoren (25 % vs. 12 %, p<0,01). Sowohl FPST als auch PD resultierte in einem erhöhten Supinationswinkel (FPST: p<0,01) beim Bodenkontakt sowie einem härteren Aufsetzen des Fußes (Anstieg im Frequenzspektrum der Vertikalkraft; p≤0,05) in beiden Schuhbedingungen. Im Gegensatz zu PD veränderten die trainingsinduzierten Kraftzuwächse der Pronatoren und Supinatoren nach FPST auch das Abrollverhalten des Fußes beim Laufen. Die gesteigerte Verspannung der Supinatoren führte zu einer kontrollierteren Rückfußbewegung, wobei die maximale Pronationsgeschwindigkeit in Schuh B nach FPST um 16 % reduziert (FPST vs. PD: p<0,05) und verzögert (FPST: +23 %; PD: +3 %; p<0,05) wurde. In der Umknicksimulation zeigte sich nach beiden Trainingmethoden ein reduziertes (FPST: -2 %; PD: -3 %; p<0,05) und um 4% verzögertes erstes Vertikalkraftmaximum sowie eine reduzierte Supinationsgeschwindigkeit (FPST: -11 %; PD: -12 %; p<0,01). Die muskuläre Reaktionszeit auf das Umknicken verkürzte sich durch das Training beim m. peronaeus longus (PL) (FPST: -12 %; PD: -6 %; p<0,01) und m. tibialis anterior (TA) (FPST: -3 %; PD: -7 %; p<0,05), wobei beim PL der intraindividuelle Vergleich einen Interaktionstrend (FPST vs. PD: p=0,06) zugunsten von FPST aufzeigte. Im Muskelvolumen zeigten sich statistische Trends hinsichtlich trainingsspezifischer Muskelvolumenzuwächse des m. tibialis posterior (+10 %; FPST vs. PD: p=0,2) und m. flexor hallucis longus (+6 %; FPST vs. PD: p=0.09) zugunsten FPST. Bei PL, TA und m. gastrocnemius traten signifikante Muskelvolumenanstiege unabhängig von der Trainingsmethode zutage. In der Kontrollgruppe wurden keine Effekte registriert, die auf einen Einfluss der Beindominanz hinwiesen. Die Befunde verdeutlichen die verbesserte muskuläre Kontrolle des Sprunggelenkkomplexes nach Unterschenkelkrafttraining. Insbesondere funktionelles Supinatorentraining erweist sich als potentieller Schutzmechanismus gegen eine übermäßige Pronation für Läufer und sollte in die Prävention und Behandlung von Überlastungsschäden implementiert werden. Insbesondere wenn der Fuß in eine verstärkte Pronation gezwungen wird (Valgus-Keile) führt die gesteigerte Verspannung der Supinatoren zu einer kontrollierteren Rückfußbewegung (reduzierte und zeitlich verzögerte maximale Pronationsgeschwindigkeit). Beide Methoden des Unterschenkelkrafttrainings, FPST und PD, verbessern die laterale Sprunggelenkstabilität. Präventiv erscheint eine Kombination von Dorsalfexoren- und Pronatorentraining hinsichtlich der Pathomechank des Supinationstraumas empfehlenswert. Neben neuronalen Anpassungen lassen sich die trainingsinduzierten biomechanischen Veränderungen vorwiegend auf eine mit der Hypertrophie einher gehende muskuläre Versteifung zurückführen. Insgesamt bestätigt sich die Hypothese, dass sich die spezifische Beanspruchung der Unterschenkelmuskeln unter Berücksichtigung ihrer Hauptfunktion in spezifischen morphologischen und biomechanischen Veränderungen und demzufolge in unterschiedlicher Weise biopositiv äußert.