Die Elektrostimulation im Sport und in der Rehabilitation

Elektrostimulation im Sport und Rehabilitation
European Journal Translational Myology - Basic Applied Myology 2011; 21 (3&4): 123-174
Kontralaterales Bein:
Beim Vergleich mit dem gepaarten T-Test zwischen
kontralateraler Seite (1. Biop kontr.) und stimulierter
Seite (1. Biop stim.) jeweils vor der Stimulation ergab
sich keine Signifikanz, außer daß auf 5%-Niveau das
kontralaterale Bein mehr Lipid als das zu stimulierende
Bein vor Stimulation aufweist.
Das könnte Ausdruck dafür sein, daß die metabolische
Aktivität bei 3 Probanden auf der kontralateralen Seite
deutlich höher lag als auf der zu stimulierenden Seite,
da auf dieser Seite eine deutliche Vorschädigung (St.p.
Kreuzbandplastiken und Menisektomie) vorhanden
war.
Beim Vergleich der kontralateralen Seite vor (=1. Biop
kontr.) zur kontralateralen Seite nach (=2. Biop kontr.)
der Elektrostimulationsserie ergaben sich keine sign.
Veränderungen im zellulären und kapillären Bereich.
Auch beim Vergleich der 1. Muskelbiopsie der
stimulierten Seite (=1. Biop stim.) mit der 2.
Muskelbiopsie auf der kontralateralen Seite (2. Biop
kontr.) ergaben sich bei geringen % mäßigen
Änderungen in den Strukturen, Organellen bzw.
Flächenvergleichen keine sign. Unterschiede, was
maximal auf einen sehr geringen kontralateralen Effekt
zurückzuführen wäre (kein oder nur geringer kontralateraler
Effekt)!
Stimuliertes Bein:
Beim Vergleich der stimulierten Seite nach
Elektrotherapie (2. Biop stim.) mit den Werten der
kontralateralen Seite vor (1. Biop kontr.) und nach
(2. Biop kontr.) ergaben sich jeweils für die
Volumendichte der interfibrillären Mitochondrien und
des gesamten Mitochondrienvolumens auf 0,05%-
Niveau eine statisch sign. Zunahme um 22%
Hierin unterscheidet sich die Muskelbiopsie nach der
Stimulation sign. von allen anderen Muskelbiopsien
(derselben Seite vor als auch zu den beiden Biopsien
auf der kontralateralen Seite vor und nach der
Elektrostimulation).
Die Zunahme der Mitochondrien war bedingt durch
eine sign. Zunahme der interfibrillären Mitochondrien
(+22%), während sich die subsarcolemmalen
Mitochondrien (siehe Abb.) nicht sign. veränderten.
Diese Beobachtung steht im Gegensatz zum
Dauerleistungstraining, wo üblicherweise eine stärkere
relative Zunahme der subsarcolemmalen
Mitochondrien erfolgt.
Eine plausible Erklärung für dieses Verhalten wird zur
Zeit noch diskutiert.
Die Zunahme des Verhältnisses von Kapillaren zu
Muskelfasern um 14,45% war statistisch sign. auf 5%-
Niveau beim Vergleich der beiden Biopsien nach der
Therapieserie von der kontralateralen und stimulierten
Seite (2 Biop stim.).
Eine leichte Abnahme der Myofilamente nach
Stimulation (2. Biop stim.) auf 1%-Niveau um 3,10%,
als auch eine Zunahme des zellulären Restes um
15,03% auf 5%- Niveau gegenüber (1. Biop stim.) und
auch Biopsie 1+2 der kontralateralen Seite. Diese
Resultate erreichen aufgrund der hohen
Meßgenauigkeit dieser Variablen das Niveau der
statistischen Signifikanz. Die biologische Bedeutung
dieser kleinen Änderungen dürfte aber gering sein.
Zusammenfassung der histologischen Veränderungen
die durch unsere Elektrostimulation beim Sportler
durch 7 Wochen ausgelöst wurden:
- Keine Vergrößerung des Faserdurchmessers und
keine Muskelquerschnittszunahme
- Zunahme des Kapillar zu Muskelfaser-
Verhältnisses + 14,45%
- Interfibrilläre Mitochondrien + 22%
- subsarcolemmale Mitochondrien +/- 0%
- Vermehrung der Typ IIa-Fasern + 16%
- Volumsprozente der Typ IIa-Fasern +12,3%
- Abnahme der Myofilamente - 3,1 %
- Zunahme des zellulären Restes + 15,03 %
IV/2/c Diskussion der histologischen Befunde:
Die Stimulation, die mit 2x tgl. eine ½ Stunde bei 3
sec. on und 3 sec. off (bzw. 5“/5“) und einer Intensität
von ca. 55-60% der Willkürkraft auf ein Kraft-
Ausdauertraining ausgerichtet war, um die Effizienz
der Elektrostimulation hinsichtlich der
Gelenksstabilitätsfunktion nachweisen zu können,
bewirkt keine statistische Zunahme in der
Muskelfaserquerschnittsfläche bzw. im Faserdurchmesser
wie dies z.B. von Appel und Cabric bei einer
Stimulation mit hoher Intensität und kurzer Dauer
schon nach 19 Tagen berichtet wird. Cabric hat jedoch
den lat. M.gastrocnemius getestet, der einen deutlichen
Faserunterschied (ca. 60% Typ II Fasern) gegenüber
dem Vastus lat. quadr. femoris aufweist.
Unsere Ergebnisse zeigen jedoch eine Zunahme der
interfibrillären Mitochondrien von ca. 22% was eine
deutliche Zunahme der oxidativen Kapazität im
stimulierten Bein durch die Elektrostimulation
bedeutet. Bemerkenswert war die Güte der
Muskelbiopsie, die unsere Ansprüche voll erfüllte,
indem wir weltweit den ersten Beweis in der Art
führten, daß wir eine Muskelbiopsie aus dem Vastus
lat. quadr.fem. tätigten und ohne Therapie auf der
selben Seite nach 7 Wochen eine neuerliche Biopsie
vornahmen. Durch die Auswertung der Daten konnten
wir hinreichend beweisen, daß die Güte der
Muskelbiopsie in Technik und Auswertung bzw. die
Stimulationstechnik hervorragend war:
Die 1. Biopsie der kontralateralen Seite unterscheidet
sich nicht von der 1.Biopsie der zu stimulierenden
Seite und der 2. Biopsie auf der kontralateralen Seite
(nicht stimuliertes Bein)
Hingegen ändern sich die Befunde der stimulierten
Seite gegenüber allen anderen Muskelbiopsien
signifikant, sodaß die Trainingswirksamkeit der
angewandten Elektrostimulation quantitativ und
qualitativ in Richtung Kraft- und Ausdauerkomponente
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