Intervalltraining bei Adipositas

Im Jahr 2012 haben wir eine Feldstudie mit 30 adipösen Klienten in Köln durchgeführt, um zu überprüfen, ob Intervallbelastungen bei Adipositas sinnvoll sind.

Unsere These dabei war: „Kann man die zentral – nerval gesteuerte Stoffwechselregulation durch intensive Intervallbelastungen mit dem Ziel der Erhöhung der aeroben Kapazität und folgenden Abnahme der Körpermasse beeinflussen?“

Die wissenschaftliche Konzeption hat unser leider im März 2014 verstorbener Mentor Prof. Dr. habil. med. Hermann Buhl gestaltet, der als Sportmediziner der leitende Forschungsdirektor der ehemaligen DDR war und vielen bekannten Rehabilitationskliniken die Leitung der Rehabilitation mit Sport & Bewegung inne hatte.


Wir gingen von folgender Problemstellung aus: Die Abnahme der Körperfettmasse bei adipösen Personen erfolge nicht nur durch auf das periphere Fettgewebe ausgerichtete Maßnahmen wie niedrig intensives Ausdauertraining, gezieltes Muskelkrafttraining oder Ernährungstherapeutische Massnahmen, sondern vor allem durch eine gezielte Veränderung der Regulation zwischen Nerv – u. Muskelzelle. Durch ein spezielles Belastungsprogramm, wie es intensive Intervalle darstellen, sollte erreicht werden, dass Fehlregulationen im ZNS (Zentralnervensystem) aufgehoben werden und der Energiebedarf des Organismus durch eine verbesserte zentral – nervale Steuerung im Bereich des Groß- und Stammhirns erfolgt.

Zielgruppe:
Es nahmen 30 Männer und Frauen mit Adipositas (auf Sporttauglichkeit getestete TeilnehmerInnen); 30-65 Jahre; Gewicht 90-130 Kilo; BMI 30 – 40 teil.
Diagnosen: morbide Adipositas, eingestellte arterielle Hypertonie, Prädiabetes (unbehandelt oder nicht mehr behandelt), Fettstoffwechselstörungen; Schilddrüsenunterfunktionen, Lymphödeme (Grad I behandelt)
Medikamente: Medikamente zur Blutdruckeinstellung, Fettstoffwechselregulation, Schilddrüsenunterfunktion
Kontraindikation: schwere orthopädische Probleme der unteren Extremitäten

Hintergrund
Es besteht allgemein Übereinstimmung darüber, dass neben einer kontrollierten gesundheitsorientierten Ernährung die körperliche Belastung langfristig wesentlich zur Abnahme der Körpermasse bzw. zur Festigung eines gesunden Lebensstils beitragen kann. Als typische Belastungsform kommt dabei im Ausdauerbereich eine extensive, lang andauernde, niedrig-moderate intensive Form zur Anwendung.

Die Praxis hat immer wieder gezeigt, dass Übergewichtige und vor allem Adipositaspatienten die physiologisch erforderlichen Umfänge nach Forderungen des ACSM (American Council of Sportsmedicine) mit mehr als 6 Stunden pro Woche bei niedrigen Intensitäten aufgrund von zeitlichen Anforderungen des Alltags nicht erreichen, um die gewünschten Stoffwechselveränderungen auszulösen und dies auch mental schwer erträglich ist.

In der Studie wurde alternativ zu den bisher üblichen langsamen, gleichmäßigen und langen Ausdauerbelastungen das Intervallprinzip eingesetzt, d.h. kurze intensive Belastungsspitzen mit längeren Pausen. Als Trainingsmittel wurde hier Treppensteigen/Treppenlaufen gewählt.

Physiologisches Prinzip

Die beiden anatomischen Hauptstrukturen für einen gezielten und kontrollierten Bewegungsablauf sind die Muskel – und Nervenzelle. Um alle anderen an der Bewegungsausführung beteiligten Zellen bzw. Organe mit dem Ziel einer Anpassung zu beeinflussen, ist eine entsprechend der Fragestellung intensive Muskelarbeit erforderlich. Die Funktion der Arbeitsmuskulatur spielt sich auf 4 Ebenen ab, die damit zum Schlüssel für die angestrebten Veränderungen werden.

Die Leistungen des Muskels sind:

  • Energiebereitstellung und Energieumsatz ( ATP – Synthese )
  • Komplexe Aktivierung des Stoffwechsels und der hormonellen Regulation
  • Aktivierung von Immunzellen für den Selbstschutz (Zytokine)
  • Ausprägung eines spezifisch- motorischen Bewegungsprogramms im ZNS (Zentralnervensystem)

Es wurde von der Hypothese ausgegangen, dass die zentral-nervale Kontrolle der peripheren Energieaufnahme (Essverhalten; Hunger; Sättigung) bei adipösen Menschen langjährig gestört wurde und zu einer fehlerhaften Regulation auf der Achse

„Großhirn – Thalamus – Hypothalamus – Hirnstamm“ geführt hat.

Bei zu hohem Körpergewicht/Körperfett entwickelt sich über lange Zeit ein verminderter Antrieb zur Bewegung. Um den „motorisch – dynamischen Stereotyp“ (des wenig-Bewegens und Unbehagens bei Aufnahme eines klassischen Training) zu durchbrechen, der sich bei Adipositas über die Jahre durch übermäßige Energiezufuhr bei gleichzeitig reduzierter körperlicher Bewegung fehlerhaft entwickelt hat, wäre ein neues und effektives Reizspektrum erforderlich. Dafür bietet sich ein intensives Intervallprogramm an, das gleichzeitig Zeit spart.

Kurze, submaximal – maximale Belastungsreize sind in der Lage, eine „Umprogrammierung“ im Bereich der Nervenkerngebiete des Motorcortex einzuleiten. Mit diesen intensiven Reizen erhält die Nervenzelle völlig neue Informationen, die sich nachfolgend im Muskel – und Fettgewebe mit einer veränderten und messbaren Stoffwechselregulation nachweisen lassen. Das neurophysiologische Ziel besteht darin, dass die spezifischen Nervenzellen wieder direkt die Kontrolle über die Substrate, Enzyme und Hormone in der Fettzelle und im Muskelgewebe übernehmen, um die Energiezufuhr dieser Gewebe und damit des gesamten Organismus bedarfsgerecht kontrollieren zu können.

Alle Belastungsprogramme wirken verständlicherweise erst nach einigen Monaten. Aber experimentelle Untersuchungen belegen, dass bereits nach 3-4 Wochen sichtbare Ergebnisse zu erreichen sind, sofern die begleitenden Maßnahmen wie gesundheitsorientierte Ernährungsweise, geringe Alkoholaufnahme, Nicht-Rauchen und ausreichender Schlaf dementsprechend beachtet werden.

Belastungsprinzip

Die Belastung bestand aus kurzen, intensiven Spitzen von 15 – 30 s Dauer, gefolgt von relativ langen Pausen von 4 – 8 min. Die Pausen sollten betont langsam gestaltet werden. Der biochemische Effekt besteht darin, durch Intensität den Glukoseverbrauch zu erhöhen, aber in den Pausen schnell auf den Fettstoffwechsel umzuschalten.

Das Programm sollte mit mindestens 3 TE/ Woche über 60 min/ TE begonnen werden. Eine Erweiterung erfolgt dann über die Verlängerung der Belastungsdauer auf 75 -90 min.

Als wesentlich war eine ausführliche Erwärmung von 15 – 30 min anzusehen, die aus Gehen, Gymnastik, Spiel bestand. Ebenso wurde die Nachbereitung mit Lockerung und Stretching von mindestens 10 min eingeplant. Die Kontrolle der Belastung über die Herzfrequenz mittels Pulsuhren war nicht unbedingt erforderlich. Vielmehr sollten die Probanden angehalten werden, ein allgemeines Körpergefühl und spezielles „Muskelgefühl“ zu erlernen, um den individuellen Anpassungsverlauf besser beurteilen und steuern zu können. Dazu wurde begleitend ein spezieller Fragebogen erstellt.

Testing
Ausgangs-Test: Gewicht, Bauchumfang, Körperkomposition, Blutdruck (RR) (rechts, links), Herzfrequenz (Puls) (sitzend), Steptest

Verlaufskontrolle: (durch den Teilnehmer) , jeweils Morgens Ruhe Blutdruck (RR) rechts und links sitzend, sowie dabei Herzfrequenz (Puls) sowie Gewicht zusätzlich Fragebogen jeden Tag Fragen zum Körperempfinden, Muskelgefühl, Erholungsfähigkeit, psychischer Befindlichkeit zum Ankreuzen auf einer Skala von 1-10

Endtest: Gewicht, Bauchumfang, Körperkomposition, RR (links, rechts), Steptest

Belastungsschema
Das Trainingsprogramm bestand aus 4 Wochen mit je 3 wöchentlichen Trainingseinheiten aus Treppensteigen mit je mindestens einem Pausentag. Jede Trainingseinheit beginnt mit einem ausführlichen Aufwärmen aus Walking & Gymnastik, um den Bewegungsapparat auf die folgende Belastung vorzubereiten.

WocheBelastungsdauerBelastungsintervallePausendauerForm
1Ca. 60 min15 x eine 50 stufige Treppe langsam herauf in max. 25 sec; Absteigen und Gehen im Dreieck als Pause3 minTreppensteigen
2 & 3Ca. 75 min20 x eine 50stufige Treppe zügig herauf in max. 20 sec; Absteigen und Gehen als Pause 3 minTreppensteigen
3Ca. 90 min30-35x eine 50stufige Treppe so schnell es ging herauf in max. 20 sec.; Absteigen und Gehen als Pause 3 minTreppensteigen

Ergebnisse

Erfreulicherweise konnten alle 30 Teilnehmer das Programm komplett absolvieren, es gab eine hohe Disziplin und Compliance. Es kam zu keinerlei Verletzungen. Die mittlere Gewichtsabnahme war mit 1,5 kg gering, auch die Reduzierung des Körperfettgehalts war nicht signifikant mit ca. 2,8 %. Dies erklärt sich, da keine Restriktion in Sachen Essen vorgegeben wurde. Trotzdem war eine Reduzierung des durchschnittlichen Bauchumfangs von 4,5 cm zu bemerken, was auf eine Reduzierung des viszeralen Bauchfetts hindeutet. Erfreulich waren auch die Ergebnisse bei der Blutdruckanpassung, sowohl beim systolischen wie auch diastolischen Blutdruck konnten im Mittel Reduktionen von 3,4 mmHG Senkungen verzeichnet werden.

Besonders erfreut waren wir über die Auswertungen der Steptests, im Mittel konnten die Teilnehmer nach 4 Wochen eine 35% Steigerung der Ausgangswerte erreichen.

Außerdem besonders positiv waren die Verbesserungen der Selbstbewertung des Körperbefindens. Im Durchschnitt verbesserten sich die Teilnehmer in Sachen: Körpergefühl, „Puste“ verbesserte Atemregulation, Muskeltonus und Selbstbewußtsein auf der 1-10 Skala im Durchschnitt um 4-5 Punkte.

Wir haben versucht eine Studienfinanzierung zu erhalten, um auch Blutparameter bei einer Anschlussstudie zu erhalten, um die Gesundheitsauswirkungen zu validieren.

Bewertung

Treppensteigen ist aus kardiopulmonaler Sicht für Adipöse eine submaximale bis maximale Belastung. Aus orthopädischer Sicht ist das Treppenaufsteigen eine gelenkschonende Variante des HIIT, mit gleichzeitiger Kräftigung der Bein- und Gesäßmuskulatur.

Alle Teilnehmer bewerteten die Trainingsform als „psychologisch“ sehr gut zu ertragen wenn auch körperlich fordernd. Eine klar definierte Belastung (also die sichtbaren 50 Stufen) zu schaffen, mit der Aussicht auf die Pause zum Verschnaufen empfanden alle als angenehm, deshalb belasteten sich die Teilnehmer im Zuge der Wochen mit großer Begeisterung mehr und mehr ohne sich zu überfordern. Die Herzkreislaufaktivierung durch die hohe Intensität führte zu Hochgefühlen (durch die entsprechende Endorphinausschüttung), die Pausen (im Pausendreieck) wurden oft für die Kommunikation in der Gruppe genutzt und gerne angenommen. Besonders schön fand die Gruppe, das die Trainingsanordnung ein „gemeinsames“ Training aller Teilnehmer mit unterschiedlichen Fitnesszustanden zulässt und niemand ausgrenzt (indem er sichtlich hinterherlaufen muss, wie dies bei Strecken im Gelände bei klassischer Anordnung bei Lauf und Walkingtreffs der Fall ist!)

Wir haben in den Folgejahren daraus ein spezielles „Treppentrainingsprogramm“ sowie ein ähnlich „Hügeltrainingsprogramm“ mit großem Erfolg mit all unseren Adipositasgruppen & Klienten durchgeführt und halten unsere Absolventen auch an, dies in Eigenregie durchzuführen, da überall eine Treppe oder ein kleiner Hügel wohnortnah zu finden ist. Man kann das gewünschte Trainingspensum zur Unterstützung eines Adipositasprogramms aus medizinischer Sicht auf 3 Stunden pro Woche begrenzen.

Die Trainingsprogramme sind gegen eine kleine Gebühr in unserem Downloadbereich zu beziehen.

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