Einfluss von dynamischem Krafttraining mit und ohne Vibration auf Knochenmasse und -festigkeit bei postmenopausalen Frauen

Abstract

Einleitung: Das Skelettsystem unterliegt lebenslang einem regen Umbauprozess, bei dem sich Knochenmasse und ?architektur der sich ändernden mechanischen Beanspruchung anpassen. Bei älteren Menschen liegen die dazu notwendigen Intensitäten wahrscheinlich noch über dem Niveau eines systematischen Krafttrainings. Muskuläre Beanspruchungen unter Vibrationen führen zu einer verstärkten Koaktivierung von Agonisten und Antagonisten und damit evtl. auch zu einem höheren Druck auf den Knochen. In dieser Studie wurden die Wirkungen dieses Mechanismus auf die Knochenmasse und den Knochenfestigkeitsindex BSI untersucht. Methoden: 73 postmenopausale Frauen wurden randomisiert in ein herkömmliches Krafttraining oder ein Krafttraining mit Vibration (25 Hz und Amplitude bis zu 1,5 cm) eingeteilt. Das Training wurde in beiden Gruppen über 12 Monate 2 mal pro Woche mit einer Intensität von bis zu 50 - 60 % (Monate 1 - 6) und bis zu 60 - 70 % des Einwiederholungsmaximums (während der Monate 6 - 12) mit maximal 2 Sätzen durchgeführt. Jeweils 50 % der Frauen einer Gruppe konnten sich für eine vorgegebene HRT entscheiden (Estradiol 2 mg, MPA 10 mg). Am Anfang und am Ende der Studie wurden die Drehmomente der Unterschenkelstrecker im Kniegelenk und die Knochendichte an Lendenwirbelsäule (LWS) und rechtem Oberschenkelhals (OSH) mittels DXA gemessen. Alle 3 Monate wurden geometrische und Dichte-Parameter der Tibia mittels pQCT- Messungen an 3 Messorten (4%, 14% und 38 % der Tibialänge) erfasst. Ergebnisse: Am Ende der Studie konnten die Daten von 51 Probandinnen ausgewertet werden. In beiden Trainingsgruppen kam es zu einer signifikanten Anhebung der Drehmomente. Die BMD-Werte von LWS und OSH zeigten keine signifikanten Veränderungen im 2-Gruppenvergleich. Der signifikante Abfall der BSI- Werte im 14%-Messbereich der Galileo-Gruppe führte während der zweiten Studienhälfte zu einem signifikanten Unterschied zwischen den Trainingsgruppen. Bei Differenzierung nach HRT konnte nach 9 Monaten in beiden Galileo - Untergruppen ein Abfall beobachtet werden, ein Anstieg des BSI nach 12 Monaten jedoch nur in der Untergruppe mit HRT. In den Gruppen ohne HRT führte der Abfall der BMD-Werte zu einem signifikanten Unterschied im Bereich der LWS. An allen Messorten konnte ein positiver Einfluss der HRT belegt werden. Diskussion: Die Gesamt- veränderungen könnten im Sinne eines Synergismus zwischen Galileo und HRT, mit einem etwas höheren Einfluss von HRT, gewertet werden. Die simultane Abnahme des BSI in den Galileo-Trainingsgruppen erlaubt die Hypothese einer Synchronisation der ARF-Zyklen durch das intensivere Training nach 6 Monaten auf dem Galileo durch die muskuläre Koaktivierung und die zusätzliche Beschleunigung durch die Vibration.

Introduction: The skeletal system is submitted to a lifelong active conversion process, with bone mass and architecture being adapted to changing mechanical strain. In older subjects, the necessary intensities for that probably exceed the level of a systematical resistance training. Muscular contractions caused by vibrating stimuli lead to an enhanced co-activation of agonists and antagonists and, thus, possibly to a higher pressure on bone tissue as well. In this study, effects of this mechanism on bone mass and strength index (BSI) were examined. Methods: 73 post- menopausal women were randomized into one group of conventional resistance training or, resp., another group of oscillating resistance training (25 Hz, amplitude of max. 1.5 cm) (GALILEO). The training was performed twice a week with an intensity of up to 50-60% (month 1-6) and 60-70% (month 7-12) of the 1-repetition maximum in 2 sets each during a 12-month period in both groups. 50% of the participants of each group decided to take a definite hormone replacement therapy (estradiol 2 mg, MPA 10 mg) whereas the other 50% did not. In the beginning and in the end of the study, quadriceps muscle torque was measured at the knee joint, and lumbar and femoral neck BMD were assessed by DXA. Every 3 months, geometrical and density parameters of the tibia were obtained by pQCT at three measuring sites ( 4, 14, and 38% tibial length from the distal end). Results: In the end of the study, data of 51 subjects could be evaluated. In both groups, a significant increase of the torque could be noticed. Lumbar and femoral neck BMD values showed no significant changes comparing the two groups. The significant decrease of BSI values in the 14% range of the GALILEO group led to a significant difference between the two training groups within the second term of the study. Regarding HRT administration, a decrease of BSI could be noticed in both GALILEO subgroups after 9 months, a BSI rise after 12 months, however, only in the HRT subgroup. In the subgroups without HRT, the decrease in BMD values led to a significant difference in the lumbar range. At all measuring sites, a positive influence of HRT could be proved. Discussion: Total changes could be interpreted as a synergism of GALILEO and HRT, with a greater influence of HRT. The simultaneous decrease of BSI in the GALILEO training subgroups allows the hypothesis of a synchronization of the ARF cycles by more intensive training on the GALILEO device after 6 months, effecting a muscular co-activation and an additional acceleration by the oscillation.