Trainingsprinzipien der arbeitsorientierten Rehabilitation ... · 20 bis 30 % Kraftverlust (nach 7 Tagen) >Atrophien 2. Herzvolumenabnahme um 10% (nach 9 Tagen) 3. O2 ... (5x 3 Min

Userday 2017 – Aarau

Valens, May 23rd 2017

Dr Jens Bansi, PhD Sportwissenschaftler

Trainingsprinzipien der arbeitsorientierten Rehabilitation – Was ist möglich ?

Center Valens Rheinburgklinik Walzenhausen Center Walenstadtberg

Leitfaden der Präsentation

•  Wirkweisen des Trainings auf

Immunfunktion und Schmerzregelkreise

Studienüberblick (State of the Art)

•  Belastungsnormative während des ART

zur korrekten Trainingsdosierung

• 

2/43

Paradigmen Wechsel seitens

körperliche Aktivität

Inaktivität – Immer ein Risikofaktor !

Angepasst von Pedersen 2009

Training

Adaptiert nach

Pedersen 2009

1.  20 bis 30 % Kraftverlust (nach 7 Tagen) >Atrophien

2.  Herzvolumenabnahme um 10% (nach 9 Tagen)

3.  O2-Aufnahme um 21% reduziert (nach 9 Tagen)

4.  Totalblutverlust von über 700 ml (nach 4 Wo)

5.  Schwächung des Immunsystems

6.  Erhöhung der Ruhepulsfrequenz um 22% (nach 4 Wo)

7.  Knochen- und Knorpelabbau (Osteoporose)

8.  Thrombose- und Pneumonierisiko steigt

9.  Verschlechterung der Sensomotorik und Koordination

10.  IQ-Abnahme um 15% (nach 10 Tagen)

Vgl Hollmann / Strüder 2009

Inaktivität ist stets toxisch

Enger Zusammenhang zwischen

Inflammation und Neurodegeneration

Inaktivität ein Risiko

Johnson et al. 2012

Fettgewebe und Inflammation:

Verschiebung des Gleichgewichts

Johnson et al. 2012

Prinzip Körpergewicht, Inflammation

<-> Wohlbefinden und Schmerzen Obesity

Compression

aberrant loading

+

+

+

+

+

+

−

+

Cytokines, TNF- , CRP

Metalloproteinases

Prostaglandins

Leukotrienes

Leptin

Anxiety, depression

Pain catastrophizing

Fear of movement

Poor self-efficacy

Mechanical

loading

Chronicmusculoskeletal

pain

Inflammation Psychological state

F � � ure 1 Proposed relationships between mechanical loading, inflammation and

psychological state in obesity-related musculoskeletal pain

Notes: denotes an amplification of the factor; denotes a suppression of the factor.

Abbreviations: TNF- , tumor necrosis factor- ; CRP, C-reactive protein.J � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �

Enger Zusammenhang zwischen

Inflammation, Neurodegeneration und

Schmerz

Adatepted from © Frontiers in Neuroscience, Cooper et al. 2016;10(372)

11/43

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Strukturelle Veränderungen des Muskelgewebes können langfristig zu einer

veränderten lokalen Gewebehomöostase und neuromuskulären und

neurosensorischen Regulation führen

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Chronischer Stress beeinflusst die spinale

Plastizität durch lokale neuronale

Entzündungen

Stress – ein weiterer Risikofaktor !

Adaptiert nach

Pedersen 2009

Stress Reaktionen

• lang anhaltender Stress:

– Verdauungsprobleme

– Abschwächung des Immunsystems (Th1>Th2)

– Schmerzmodulationssystem:

• Inhibition der 5-HT Neurone: Der Paraventricular Hypothalamic Nucleus (PVN) hat eine direkte Verbindung zum Nucleus Raphe Magnus (Hemmung).

• Sensibilisierung der Amygdala(Neugebauer V, J Neurophysiol. 2007,97(6):3893-904)

– Mood und Emotion (Depression)

PVN

年月日木曜日

Prinzip I – Körperliche Aktivität fördern

Training unterstützt die Plastizität

des Gehirngewebes

14/43

Nice

Training

Research Report

Acute BDNF and cortisol response to low intensity exercise and

following ramp incremental exercise to exhaustion in humans

Sandra Rojas Vegaa,⁎, Heiko K. Strüdera, Bertha Vera Wahrmannb, Annette Schmidtc,Wilhelm Blochc, Wildor Hollmannc

aInstitute of Motor Control and Movement Technique, German Sport University Cologne, Carl-Diem-Weg 6, 50933 Cologne, GermanybDepartment of Anesthesiology, San Antonius Hospital, Cologne, GermanycInstitute of Cardiology and Sports Medicine, German Sport University Cologne, Carl-Diem-Weg 6, 50933 Cologne, Germany

B R A I N R E S E A R C H 1 1 2 1 ( 2 0 0 6 ) 5 9 – 6 5

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Nice

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Sillin et al. 2012 PLoS ONE 7(8): e42772. doi:10.1371/journal.pone.0042772

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Serotonin

VEGF

BDNF

Neurogenese machen

Grote und Hannan 2007

Wachstumsfaktoren des

Gehirngewebes

Modifiziert nach Sillin et al. 2012 PLoS ONE 7(8): e42772. doi:10.1371/journal.pone.0042772

Wirkweisen der Wachstumsfaktoren

Prinzip II

Quantifizierung der

kardiorespiratorischen Fitness ist

ein wichtiger Baustein des ART !

18/43

Figure 1.

Erickson et al. 2012 Neuroscientist 18(2): 81-97

Figure 8.Figure 6.

August 17 19

Aerobe Kapazität hat einen signifikanten

Einfluss auf die Hebekapazität und sollte bei

Wirbelsäulenproblematiken stets erhoben

werden !

Unterschiede des

Gesundheitsprofils

Dalgas et al. Mult Scler 2008;14(35):35-53. 20/43

Modified Motl & Pillutti, Nat Rev Neurol; Sep;8(9):

487-97.2012

21/43

ICF Ebene

Body Functions

Activity

Participation

PmMS vs. Gesunde

Muscle strength Muscle mass

Muscle activation

Aerobic capacity (VO2-max)

CVD risk

Depression Fatigue

!

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Daily activity level Functional capacity

Balance

!

!

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QoL !

Zielsetzungen über

die ICF

Fehlende Kraftentwicklung der

Multifidi und Extensoren

•  Häufige Atrophie der Multi-Fidi bei ART –

Patienten

–  Post-OP Patienten mit unilateraler LBP – 10-30%

verkleinerte Paraspinalis der betroffenen Seite (Laasonen

1984)

Fehlende Kraftentwicklung der

Extensoren

•  Stark reduzierte Kraftausdauerfähigkeit der

Rückenextensorsen im Vergleich zu Gesunden (Jorgensen 1987, Ebenbichler 2001)

•  Abnormales Kraftverhältnis von Flexoren vs

Extensoren (McGill 2002, Siolie 2001)

Jorgensen 1987

Propriozeption der WS

•  Erschwerte posturale Kontrolle

bei ART-Patienten (Ebenbichler 2001)

–  Einbeinstands

–  Posturale Stabilität (Mok 2004)

•  Gleichgewicht –  Ausgleichsbewegungen (Wilder 1996)

•  Erschwertes repositionieren

nach Neutralnull (O’Sullivan 2003)

•  Propriozeption der tiefen

Fasern der Multifidi (Bogduk 1997,

Hides 2004)

Prinzip II Bestimmung des individuellen

Leistungsprofils

Oesch et al. J Rehab Med 2010; 42(3):193-205

Ausdauertraining und Kognition

•  12w 3x pro Woche / 30 Min

•  Fahrradergometer, 65% VO2max (n=8)

Kontrollgruppe Tischfussball (n=8)

•  Hippocampus Volumen +12% in der Ausdauergruppe, -1% Kontrollgruppe

•  Gedächtnisfunktion +34% Ausdauergruppe, -6% Kontrollgruppe

Arch Gen Psych 2010;67(2):133-143

Aktivität auch bei moderater

Schmerzausprägung

•  Hoch-intensives Ausdauer- und

Krafttraining (80-95% HFmax)

Die Kliniken-Valens 27

N = 65 , zwei-armiges

RCT Intervention: 3x pro Woche

HIIT (3x 2 Min mit 85-90% HRmax)

Kontrolle: 5x Woche kontinuierlich Radfahren (30

Min mit 70% HRmax)

Primärer Zielparameter:

Gedächtnisfunktion

HIIT verbessert VO2max, verbales Lernen

(VLMT), exekutiven Funktionen (TAP) und

MMP-2

Time x Group interactions für VO2max (p=0.001), VLMT (p=0,049), TAP-Fehler (p=0.050) und

MMP-2 (p=0.002)

3x / Woche HIT (5x 3

Min Intervalle mit

85-90% HRmax)

vs.

5x / Woche

kontinuierlich (30 Min

mit 70% HRmax)

Prinzip III Training als zentrale

Komponente des arbeitsorientierten

Trainings Oesch et al. J Rehab Med 2010; 42(3):193-205

Danke für die Aufmerksamkeit

Dr Jens Bansi, PhD Exercise Scientist

Rheinburgklinik Walzenhausen Rehazentrum Walenstadtberg

Rehazentrum Valens

Userday 2017 – Aarau

Valens, May 23rd 2017

Dr Jens Bansi, PhD Sportwissenschaftler

Workshop – Schmerzmodulation

durch Training – Was ist möglich ?

Center Valens Rheinburgklinik Walzenhausen Center Walenstadtberg

32/63

Zusammenhang zwischen Entzündung und

körperlicher Aktivität

Neuronale Energiebereitstellung via

Laktat ist wichtig für den axonalen Erhalt

Cell Metab 2016 23(1):94-102

Laktat = Abhängig von der applizierten

Trainingsintensität !

Bedeutung des Laktats als alternative

Energiequelle für axonalen Schutz

Angepasst von Cambron et al. 2012

J Cerebral Blood Flow and Metabolism

Laktat

35/63

Zusammenhang zwischen Entzündung und

körperlicher Ak Aktivität

FIGURE 2 | Signaling alterations associated with inflammation by exercise in the sensory nervous system. (A) Overview of the inflammatory alterations in

the sensory nervous system of rodents. Inflammatory cytokines are increased throughout the DRG, spinal cord, and peripheral tissues during numerous pain states,

which is associated with the development of mechanical and thermal hypersensitivity. (B) Anti-inflammatory signaling observed in the sensory nerves of exercised

rodents. Exercise’s anti-inflammatory signals may reduce pro-inflammatory cytokines; while increasing heat shock proteins and T-cells leading to reduced mechanical

and thermal hypersensitivity normally associated with inflammation.

Adatepted from © Frontiers in Neuroscience, Cooper et al. 2016;10(372)

36/43

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38/63

Körperliches Training

Wassertherapie ! verlängerte Trainingseinheiten, Reduktion der Schmerzen (20% Körpergewicht)

Neuromuskuläre Effekt von Wassertraining – Regeneration nach Exzentrischer Belastung (Bergablauf) – Gruppe gut trainierter Läufer

Der Muskel regeneriert schneller

Takahashi et al. 2006 J Sports Sci;24(8): 835-842

Neuromuskuläre Effekt von Wassertraining – Regeneration nach Exzentrischer Belastung (Bergablauf)

Wassertraining in den ersten Tagen nach intensiver exzentrischer Belastung

Takahashi et al. 2006 J Sports Sci;24(8): 835-842

Methoden wechseln

Belavy et al. 2017 SREP;7(45975): 1-8

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Methoden wechseln

Belavy et al. 2017 SREP;7(45975): 1-8

" # $ % & ' ( ) Runners have more hydrated (le ) and hypertrophied (right) lumbar IVDs. Values are mean(SD) averaged across all lumbar discs. Le% panel: Higher T2-times indicate13 better IVD hydration and glycosaminoglycan content. Right panel: IVD height relative to vertebral body height. *p < 0.05; †p < 0.01 and indicate signi"cance of di$erence to the non-sporting group.

Ausdauertraining

Bestimmung der Trainingsintensitäten

↑ In

form

ati

on

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vid

en

z↑↑

Dosierungsgrundsatz

Modified according to SWI

Magglingen, 2009

VO2

Laktat

Herzfrequenz

Leistung (km/h, Watt)

RPE (BORG)

Subjektives Belastungsempfinden (RPE, BORG)

Intensität Sehr leicht

Etwas schwer

Schwer Sehr schwer

RPE der Borg- Skalen: 6-20

oder (1-10)

8-9

(1-2)

10-12

(3-4)

13-14

5-6)

15-16

(7-8)

17-20

(9-10)

RPE (Sprache) Sicher-

es

sprech-

en

Unter-halten

Ganze

Sätze

Austausch von Worten

Schwer beschleunigte

Atmung

% HF max. (CPET)

60-70% 70-80% 80-90% 90-95% 95-100%

% HRR 45-55% 55-70% 70-80% 80-90% > 90%

Laktate (untrained)

2 mmol/l

2-3 mmol/l

3-4 mmol/l

4-7 mmol/l > 7 – 12 mmol/l

%VO2max. 45-55% 55-70% 70-80% 80-90% 90-100%

Training Regen-eration

Grundla-gen Ausdauer

Intensiv Hoch-intensiv

Stehvermögen, Bergläufe

Herzfrequenz (HFmax)

Altersabhängige maximale Herzfrequenz (HFmax):

220 – Alter (aufrecht) oder 210 – Alter (Velo) (SD +/- 10 Schläge)

Chronotropische Inkompetenz: Normaltrainierte Probanden werden nur sehr selten die berechneten Werte erreichen! (Wassermann et al. 2005)

Abhängigkeit der Hfmax vom Alter

Wasserman et al. 2005

Krafttraining

Bestimmung der Trainingsintensität

Maximalkraft

Verbesserung des Muskelquerschnitts

Intramuskuläre Synchronisation

Struktur der Maximalkraft

August 17 51

Dosierungsgrundsatz (Krafttraining)

•  Das Trainingsgewicht = Intensität einer Übung in Relation zur maximalen Leistung (Einwiederholungsmaximum, EWM) der gleichen Übung •  Quantifizierung für jede Muskelgruppe Wichtig: Es muss eine minimale Intensität

(35% des EWM) erreicht werden

52/43

Belastungsnormative des Krafttrainings

Über die Intensität

(Gewicht / Krafteinsatz)

Über Wiederholungen

(10 REP) und Sätze und Serien (2-3 Sätze bei 2

Serien)

Korrekte

Bewegungsausführung

über alle

Wiederholungen

Adäquate Pausendauer

August 17 53

August 17 54

Trainingsmethoden des Krafttrainings

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Hypertrophietraining

August 17 55


HIT (High intensity)

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August 17 56


Kraftausdauer !"#$"%&#'# ,) * ()- .$% / 012

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August 17 57

Ermittlung der richtigen Gewichtsdosierung

Trainingsbereich = 60-70% des subjektiv-empfundenen

maximalen Leistung

1.  Schätzung und Einstellung des Gewichts

2.  2-3 Versuche zur Ermittlung des 1-EWM (Training bei 70%)

3.  Zählen der möglichen Wiederholungen (REP) Für Krafttraining (10 REP) → Zielgrösse ca. 10–12 REP) Für Kraftausdauer (20 REP) → Zielgrösse ca. 15-20 REP

4.  Nächster Versuch Wenn vorher zu viele REP → Gewicht höher Wenn vorher zu wenige REP → Gewicht tiefer

Training bedeutet aber nicht

nur „stumpfes“

Gerätetraining...


...variiert die Methoden / Zielsetzungen

•  Gleichgewichts- oder Koordinationstraining mit unterschiedlichen Strategien


J.Neurol.Phys.Ther; 33(3), 131-37: 2012

N = 15 3 Tage / Woche über 5 Wochen - Einfluss auf die Gangqualität - Signifikante Verbesserung der Gleichgewichtsfähigkeit


5-Wochen (1 Tag / Woche) signifikant ehöhte maximale willkürliche Kontraktion (MVC)


Fazit

"  Moderates Kraft- und Grundlagenausdauertraining als wichtige Bausteine eines arbeitsorientierten Trainings

"  Gute Quantifizierung der Belastungsgrenzen, Voraussetzung für die Effizienz des Trainings ! Effekte auf kardiorespiratorische Belastbarkeit

"  Moderate Belastungsintensitäten werden von Patienten gut toleriert

August 17 63

Häufigkeit von Krafttraining

•  Mit Intervall (ideal jeden 2. Tag obere versus untere Extremität)

"  Krafttraining (Hypertrophie)

" Übermässige Schmerzreaktionen vermeiden

•  Tägliches Krafttraining vermeiden ideal 2-3x pro Woche

Ideal ein kombiniertes Training (Ausdauer – Kraft)

3x / Woche

" Ausdauertraining 2x / Woche über 30 - 60 Min bei 75% der HFpeak

" Progressives Krafttraining 2x / Woche mit 75% des 1-EWM

" Weiterführende Aktivitäten in Form von ADL oder Freizeit bei niedrigen Intensitäten (< 50% HRpeak)

Danke für die Aufmerksamkeit

Dr Jens Bansi, PhD Exercise Scientist

Rheinburgklinik Walzenhausen Rehazentrum Walenstadtberg

Rehazentrum Valens

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