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Energy exchange between athlete and vaulting pole: Effects on pole vault performanmce
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The presented thesis provided a deeper insight into issues of interaction between athlete, vaulting pole, and ground in the pole vault. The results confirmed that the concept of energy storage and return is effectively applicable to the pole vault event and can have decisive impact on optimizing pole vault technique.
The main findings and conclusions of the thesis are presented in two parts. The first part (I) contains the examination of methodological aspects of the concept of energy storage and return in the pole vault to proof the applicability of the concept. The second part (II) deals with the application of aspects of the concept of energy storage and return to practical relevant questions of the pole vault:
(I) Differences between two and three dimensionally calculated mechanical energy of the athlete in the pole vault were statistical significant (p<0.05). They are an expression of the movements that take place in the plane perpendicular to the main plane of movement. Differences between centre-of-mass energy and total body energy of the vaulter were statistically significant (p<0.05). They are the result of segmental movements that occur relatively to the centre-of-mass.
These different approaches of calculating the athlete’s mechanical energy, with this movements apart from the main plane of movement and segmental movements relatively to the centre-of-mass, do not relevantly influence energy parameter values used for the calculation of the criteria of energy exchange in the pole vault developed by Arampatzis et. al. (1997, 2004). The findings indicate that, concerning the economy of data acquisition, for the calculation of the criteria a two-dimensional database allows to calculate adequately accurate results, the same as the calculation of the centre-of-mass energy compared to the calculation of the total mechanical body energy does.
Kinematic, dynamometric and derived mechanical energy parameters in the pole vault were reproducible. On the basis of nearly constant initial mechanical conditions of a vault (constant external conditions like pole stiffness, grip height, wind conditions, and a high reproducibility of the initial mechanical energy of the vaulter and the take-off distance) the athletes achieved intraindividual similar jump performances achieved by reproducible interactions with the elastic vaulting pole. It can be concluded that the reproducibility of parameters and criteria used in the energy exchange concept in the pole vault (Arampatzis et al. 1997, 2004) is sufficient to analyze one completed vault to determine the impact of changes in movement pattern on the energy exchange between vaulter and pole in different phases of the vault.
(II) The comparison of elite male and female vaulters in terms of the athlete’s mechanical energy development and mechanical energy parameters during the pole vault revealed a similar development of the vaulters energy parameters for men and women, but significantly higher values (p<0.05) in the initial energy, vaulter’s energy at maximum pole bend and final energy for the men. The energy gain of the complete vault was similar for men and women. The comparison of elite male and female vaulters in terms of the development of the athlete’s angular momentum around the transversal axis through the centre-of-mass during the vault revealed significantly (p<0.05) higher values for the female vaulters during initial pole bend and bar clearance. Even though the energy gain of the complete vault is similar for men and women, the differences in angular momentum reveal deficits in movement behavior of the female vaulters. The higher angular momentum during initial pole bending hints at a passive upward swing rather than at an active pole bending action. The same does a significantly (p<0.05) lower maximum pole bending by the female vaulters. It can be concluded that the pole vaulting technique of elite female vaulters is not a projection of the technique of male vaulters at a lower jump height level, but rather a different way of vaulting and interacting with the elastic pole that leaves room for further improvement.
The examination of the effect of an earlier pole plant during the stance phase of the jump on the energy level of the vaulter/pole system at take-off during a special pole vault take-off exercise (Jagodin) revealed that a variation of the point in time influences the interactions between vaulter, pole and ground. But it does not influence the energy level of the vaulter/pole system and is therefore not related to the performance of the jump and plant complex in Jagodins. Although an earlier pole plant increases the loss of energy by the vaulter during the take-off, this is counterbalanced by an increase in the energy stored in the pole at take-off. The Jagodins performed in the current study differ slightly from competition vaults, whereas most of the differences are a result of the lower initial energy of the Jagodins. The lower initial energy of the Jagodins should not change the general effect of the timing of the pole plant on performance criteria, so similar interactions can be expected in complete vaulting, too.
Zusammenfassung
Die vorliegende Arbeit liefert neue Erkenntnisse zur Interaktion zwischen Athlet, Sprungstab und Boden im Stabhochsprung. Die Ergebnisse zeigen, dass das Konzept von Energiespeicherung und -rückgabe sinnvoll im Stabhochsprung angewendet werden kann und das es einen entscheidenden Einfluss auf die individuelle Optimierung der Stabhochsprungtechnik haben kann.
Die Ergebnisse und Schlussfolgerungen werden in zwei Abschnitten dargestellt. Der erste Abschnitt (1) beinhaltete methodologische Aspekte des Konzepts von Energiespeicherung und -rückgabe im Stabhochsprung, um grundsätzlich dessen Anwendbarkeit zu überprüfen. Der zweite Abschnitt (2) befasst sich mit der Anwendung von Aspekten des Konzepts von Energiespeicherung und -rückgabe auf praktisch relevante Fragestellungen im Stabhochsprung.
(1) Die zwei und drei dimensional berechnete mechanische Energie des Athleten im Stabhochsprung unterscheidet sich signifikant (p<0,05). Die Unterschiede sind das Resultat von Bewegungen außerhalb der Hauptbewegungsebene. Die Unterschiede zwischen KSP Energie und Gesamtenergie des Körpers sind ebenfalls signifikant (p<0,05) und sind mit Körpersegmentbewegungen, welche relativ zum KSP auftreten, zu erklären. Diese unterschiedlichen Berechnungsverfahren zur Bestimmung der mechanischen Energie des Athleten und damit Bewegungen außerhalb der Hauptbewegungsebene und relative Segmentbewegungen um den KSP haben allerdings keinen relevanten Einfluss auf Energieparameter, welche zur Berechnung der Kriterien des Energieaustauschs nach Arampatzis et al. (1997, 2004) verwendet werden. Diese Ergebnisse legen den Schluss nahe, dass eine zweidimensionale Datenbasis und eine KSP bezogene Energieberechnung ausreichend genaue Ergebnisse für die Berechnung der Kriterien liefert. Das bedeutet, dass die Datenerfassung für die Anwendung des Energiekonzepts im Stabhochsprung deutlich ökonomisiert werden kann.
Sowohl kinematische und dynamische Parameter, als auch abgeleitete Parameter der mechanischen Energie sind im Stabhochsprung reproduzierbar. Bei nahezu konstanten Anfangsbedingungen des Sprungs (konstante externe Bedingungen wie Stabhärte, Griffhöhe, Windverhältnisse und reproduzierbare Anfangsenergie des Springers und Absprungweite) zeigen Athleten intraindividuell ähnliche Sprungleistungen, welche durch reproduzierbare Interaktionen mit dem elastischen Sprungstab zustande kommen. Wir können schlussfolgern, dass die Reproduzierbarkeit der Parameter und Kriterien des Energiekonzepts im Stabhochsprung (Arampatzis et al. 1997, 2004) ausreichend ist, um auf der Grundlage eines analysierten kompletten Versuchs der Einfluss von Veränderungen des Bewegungsverhaltens auf den Energieaustausch zwischen Athlet und Sprungstab in verschiedenen Phasen des Sprunges zu bestimmen.
(II) Ein Vergleich von Weltklasse Stabhochspringerinnen und Stabhochspringern in Bezug auf Parameter der mechanischen Energie zeigt ähnliche Energieverläufe. Wobei die Anfangsenergie, die Athletenenergie im Moment der maximalen Stabbiegung und die Endenergie bei den männlichen Springern signifikant höher ist (p<0,05). Der Energiegewinn über den gesamten Sprung ist jedoch für Männer und Frauen gleich. Der Drehimpuls um die Transversalachse durch den Körperschwerpunkt zeigt im Vergleich signifikant höhere Werte (p<0,05) für die Stabhochspringerinnen in der Phase der initialen Stabbiegung und bei der Lattenüberquerung. Obwohl es keine Unterschiede im Energie Gewinn gibt, deuten die Unterschiede im Drehimpuls auf Defizite in der Bewegungstechnik der Frauen hin. Der höhere Drehimpuls unmittelbar nach Einstich des Stabs weist darauf hin, dass Stabhochspringerinnen eher passiv nach oben pendeln als den Stab aktiv zu biegen. Dies wird durch die signifikant geringere maximale Stabbiegung der Frauen unterstützt (p<0,05). Es kann gefolgert werden, dass die Stabhochsprung Technik von Frauen auf Weltklasse Niveau keine Projektion der Stabhochsprung Technik von Weltklasse Männern ist, sonder das Frauen vielmehr eine andere Weg der Interaktion mit dem elastischen Sprungstab zeigen, welcher Spielraum für weitere Verbesserungen lässt.
Eine Analyse des Einflusses von Einstichzeitpunkt des Stabs während der Stützphase des Absprunges bei einer Einstich/Absprung Übung (Jagodin) auf das Energieniveau des Springer/Stab Systems zeigt, das eine Veränderung des Einstichzeitpunkts zu einer veränderten Interaktion zwischen Athlet, Sprungstab und Boden führt. Sie führt aber nicht zu einer Veränderung des Energie Niveaus der Springer/Stab Systems bei Boden verlassen und ist damit nicht unmittelbar leistungsrelevant für den Einstich/Absprung Komplex bei Jagodins. Obwohl ein früherer Einstich den Energieverlust des Athleten während des Einstich/Absprung Komplexes vergrößert, bleibt die Energieänderung des Gesamtsystems Springer/Stab unbeeinflusst, da diese Abnahme durch die Energiezunahme der Stabenergie kompensiert wird. Die in dieser Studie untersuchten Jagodins unterscheiden sich gering von Wettkampfsprüngen, wobei der größte Unterschied in der niedrigeren Anfangsenergie bei den Jagodins liegt. Dies sollte aber nicht grundsätzlich den Effekt des Einstich Timings auf Leistungskriterien beeinflussen. Somit sind ähnliche Effekte auf die Interaktion zwischen Springer, Stab und Boden auch bei kompletten Sprüngen zu erwarten
Die Erweiterung des Sportbegriffs als Herausforderung für die kommunale Sportpolitik. Das Beispiel der Sportentwicklungsplanung der Stadt Aachen
No full textAbstract (deutsch)
Die Erweiterung des Sportbegriffs ist ein zentrales Problem der kommunalen Sportentwicklungsplanung und einer Theorie der kommunalen Sportpolitik. Lange Zeit hat ein sehr homogener Sportbegriff, nach dem der Sport weitgehend unter Kriterien des Wettkampfsports begriffen und als Pyramidenmodell des organisierten Sports verstanden wurde, die kommunale Sportpolitik und ihre Planungsinstrumente geprägt. So konnten die ehemals erfolgreichen und allgemein anerkannten Konzepte des „Goldenen Plans“ von einer weitgehenden Symmetrie zwischen dem (engen) Sportverständnis und einem entsprechenden Nutzungsverhalten der Sportinfrastruktur durch die Sporttreibenden ausgehen. Mittlerweile hat sich das Sportpanorama dramatisch verändert. Eine folgenreiche Erweiterung des Sportbegriffs lässt sich allein schon anhand der Daten zum Organisationsbezug der Sportaktivitäten der Bevölkerung erschließen. Die meisten Sportaktivitäten werden mittlerweile unorganisiert bzw. selbstorganisiert betrieben. Mit der Relativierung des Organisations- und Deutungsmonopols der Sportvereine, die sich darin ausdrückt, ist offenkundig der Einfluss eines zentralen Faktors des traditionellen Sportverständnisses (d.h. des homogenen Wettkampfsports) aufgebrochen und reduziert worden. In vielen Städten werden beziehungsweise wurden mittlerweile Untersuchungen zur kommunalen Sportentwicklungsplanung durchgeführt. Die Städte reagieren damit auf einen Strukturwandel des Sports, der mit den bewährten Konzepten und Methoden offensichtlich nicht mehr bewältigt werden kann. Die Untersuchungen zur Sportentwicklungsplanung zeigen dabei, dass mit dem Strukturwandel und der Auflösung einer Symmetrie zwischen dem Wettkampfsport und der Sportplanung von wettkampfgeeigneten Sportstätten große Orientierungsprobleme der kommunalen Sportpolitik verbunden sind. Tatsächlich steht die kommunale Sportpolitik vor einer Zäsur. Sie betrifft die Theorie, die Methoden sowie die Konzepte der kommunalen Sportentwicklungsplanung.
Die Arbeit ist in Auseinandersetzung mit den dargestellten aktuellen Problemstellungen der kommunalen Sportpolitik folgendermaßen aufgebaut:
1. Im ersten Schritt werden die Rahmenbedingungen und Grundlagen der Arbeit skizziert. Dies sind Ausführungen zum Wandel des Sports und zu einem sich damit verändernden Sportbegriff. Weiter geht es um die Frage, inwieweit und in welcher Weise die vorhandenen Modelle der Sportentwicklungsplanung den Gesichtspunkten eines erweiterten Sportbegriffs Rechnung tragen sowie um die Auseinandersetzung mit der Bedeutungssteigerung von Sportgelegenheiten im Zuge des Wandels des Sports und der damit einhergehenden Überschneidung mit anderen Wissenschaftsbereichen.
2. Ein aktuelles Projekt der Sportentwicklungsplanung in der Stadt Aachen ist Kern eines zweiten Abschnitts der Arbeit. Aus der Nahsicht einer konkreten Untersuchung werden die veränderten Bedingungen einer neuen kommunalen, sehr aufwendigen Sportpolitik dargelegt.
3. In der abschließenden „Diskussion“ geht es um die Frage, welche Bedingungen eine zukunftsorientierte Sportpolitik und Sportentwicklungsplanung erfüllen müssen, wenn sie auf der Höhe der gesamtgesellschaftlichen Entwicklung bleiben und die gewachsenen Potentiale von Sport und Bewegung für die Stadtentwicklung nutzen wollen. Dass dies nur im Rahmen einer Integration der Sportentwicklung in die allgemeine Stadtentwicklung gelingen kann, ist Tenor und Quintessenz der vorliegenden Untersuchung.
Abstract (english)
The broadening of the concept of sport is a central problem for local sports development planning and for local sports policy theory. Until recently, public sports policies and planning instruments were based on a very homogeneous concept of sport. Thus, sport was largely understood as competitive sport and pictured as a pyramid model of organized sport. Consequently, the formerly successful and widely accepted concept “Goldener Plan" could emanate from a broad symmetry between the (narrow) understanding of sport and its corresponding pattern of sport infrastructure usage. Today, the sporting landscape has changed dramatically. The broadening of the concept of sport is documented by changing sporting behaviour within communities. Nowadays, most sports activities are organised outside traditional club or other structures and often self-organized. Hence, the softening of the almost all-encompassing, quasi-monopoly position of sports clubs demonstrates that the influence of a central factor of the traditional understanding of sports - the homogeneous competitive sport - has been broken and reduced. Many local governments have carried out assessments of their sports development planning. Clearly, such cities seek to respond to the structural change of their respective community’s sporting behaviour, which can hardly be captured and addressed with traditional concepts and methods. The evaluation of sports development plans shows significant disorientation of local sports policies considering the above-described structural shifts and the vanished connection between competitive sport and the planning of sports facilities for competitive sport. Actually, community sports policy is facing a radical turning point. This relates to the theory, methods and concepts of local sports development planning.
The thesis is structured in the following manner:
First, the framework and foundations of the thesis are outlined. Those relate to the change of what we consider to be ‘sport’ and, consequently, a new sport concept.
Second, a critical analysis of existing models of sports development planning is conducted, especially in the light of a broadening concept of sport.
Third, the current debate is advanced, which is concerned with the importance of alternative communal exercise and activity spaces in order to satisfy and support the changing sports activity patterns. Overlaps and links with other scientific disciplines are analysed.
Fourth, a case study of sports development planning in the city of Aachen, Germany, is central to the next part of the thesis. It describes the changed conditions of a new and extensive local sport policy based on detailed insights.
Fifth, and finally, ramifications of future-oriented sports politics and policies are discussed and what kind of sport development planning is required in order to remain in tune with societal development in general and with the growing potential of sport and exercise for urban development in particular. The core argument is that those objectives can only be met if sports development considerations become integral part of general urban development
Akute und chronische Anpassung des humanen Skelettmuskels auf Kraft- und Ausdauerbeanspruchungen
No full textProblematik: Die allgemeine Trainingslehre orientiert sich in der Konzeption von Belastungsmustern im Trainingsprozess überwiegend an allgemeingültig formulierten Trainingsprinzipien. Obwohl diese Prinzipien für den Trainer und Athleten ein gutes Rahmenkonzept liefern, fehlen diesen Leitsätzen vielfach inhaltlich begründete Fakten der biologisch zellulären Anpassung des Skelettmuskels sowie der zugrunde liegenden biologischen Mechanismen. Dies hat zur Folge dass wesentliche Anpassungsvorgänge des Skelettmuskels, als Folge von geplanten Trainingskonzepten, bislang mehr auf Versuch und Irrtum beruhen denn auf weitgehender Planbarkeit myozellulärer Anpassung. Zielsetzung: Die vorliegende Arbeit hatte zum Ziel die Ebene der biologisch zellulären Anpassung des Skelettmuskels mit gut definierten Belastungsmustern auf akute und langfristige Kraft- und Ausdauerbeanspruchung zu verknüpfen. Hierdurch sollten weiterführende Informationen zur Trainingskonzeption im Krafttraining, zum Zeitverlauf muskulärer Ermüdungsparameter nach Belastung, sowie zur Fasertyptransformation durch Ausdauertraining generiert werden. Methodik: Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden drei unterschiedliche Einzelstudien durchgeführt. Studie 1: An 22 männlichen Probanden wurden drei definierte akute Krafttrainingsbelastungen mit unterschiedlichen Belastungsintensitäten aber gleicher Zeit unter Muskelspannung appliziert. Im akuten Zeitverlauf nach Training wurden mehrfach Muskelbiopsien entnommen um frühe Signaltransduktionsprozesse im Skelettmuskel zu untersuchen und hinsichtlich Ihrer Effektivität auf die Dynamik der Signalantwort einzuordnen. Studie 2: An 7 männlichen Probanden wurde eine maximal exzentrische Krafttrainingsbelastung appliziert. Im engen Zeitverlauf wurden Muskelbiopsien entnommen und im akuten Zeitverlauf auf die potentielle Phosphorylierung des Ryanodinrezeptors-1 untersucht welcher für das Ca2+-handling und die Skelettmuskelermüdung eine besondere Rolle spielt. Studie 3: Über ein 12-wöchiges, umfangsbetontes Radausdauertraining wurde eine gezielte Erhöhung neuromuskulärer Aktivität an 21 männlichen Probanden appliziert. An Muskelbiopsien unmittelbar vor und nach der Trainingsintervention wurden Veränderungen der Muskelfaserverteilung bestimmt. Dies sollte Aufschluss darüber geben, ob erhöhtes Trainingsvolumen, auch bei heterogenen Probandenkollektiven hinsichtlich der basalen Fasertypverteilung, eine gerichtete Transformation in Richtung langsamer Fasertypen induziert. Ergebnisse: Es wurden drei wesentliche Kernergebnisse festgestellt. Studie 1: Erhöhte Krafttrainingsintensität generiert eine stärkere Antwort des Skelettmuskel Signalings als submaximale Kraftbeanspruchung. Studie 2: Intensive Kraftbeanspruchung induziert die Phosphorylierung von RyR1 bis 60min nach Trainingsbelastung und generiert darüber potentiell kontraktilitätsmindernde Prozesse auf den Skelettmuskel. Studie 3: Mehrwöchiges, extensives Radausdauertraining induziert eine vermehrte Expression von Typ I Fasern in Abhängigkeit von der basalen Verteilung der Fasertypen und der individuellen Leistungsfähigkeit.
Fazit: Die in der vorliegenden Arbeit dargestellten Zusammenhänge sind für die angewandte Trainingswissenschaft von hoher Bedeutung da sie die Wirkung essentieller Parameter der Belastungssteuerung mit zellulär gemessenen Fakten der Skelettmuskelanpassung kombinieren. Die Befunde können einen Beitrag dazu leisten, eine sensiblere Konzeption akut und langfristig angelegter Trainingsprogramme vorzunehmen, sofern die Applikation akuter Belastungsvariablen stärker überdacht wird. Die dargestellten Ergebnisse weisen insbesondere dem Faktor der Belastungsintensität, sowohl unter der Maßgabe intensiver Kraft- als auch extensiver Ausdauerbelastung, eine bedeutsame Rolle für die Trainingsgestaltung zu
NACHWEIS VON BLUT- UND EPODOPING.UNTERSUCHUNGEN ZUR VALIDITÄT DER DIREKTEN UND INDIREKTEN METHODEN.
Get PDFKurzzusammenfassung
Die hier vorliegende Arbeit hat folgende Themengebiete mit Relevanz in der Dopinganalytik untersucht: Die Lagerungsstabilität von zellulären Blutparametern (1), den Einfluss unterschiedlicher Analysegeräte auf Hämoglobinmasse, Hämoglobinkonzentration und Retikulozyten (2), die Reproduzierbarkeit der Hämoglobinmassenbestimmung (3), den Einfluss einer Flugreise auf Hämoglobinkonzentration und Retikulozyten (4), den diurnalen Rhythmus der Hämoglobinkonzentration vor und während eines Etappenrennens im Radsport (5), den Einfluss von belastungsinduzierten Schwankungen im Plasmavolumen auf die Hämoglobinkonzentration (6), die Validität der Methode zur direkten Detektion der homologen Bluttransfusion (7) und den Einfluss hochintensiver Belastung auf die Nachweismethoden von rekombinantem Erythropoietin (8).
Zu 1.:
Die Ergebnisse unserer Untersuchungen zeigen, dass zur Harmonisierung der präanalytischen Bedingungen von Blutproben eine gekühlte Lagerung um 4°C klar gegenüber einer Lagerung um 21°C zu favorisieren ist. Bei einer Lagerungstemperatur von 21°C sollte die Analyse der Proben innerhalb von 24 Stunden erfolgen.
Zu 2.:
Geräteunterschiede führten bei der Hämoglobinkonzentration zu Abweichungen von durchschnittlich 0,38 g/dl und bei Retikulozytenprozent zu durchschnittlich 0,33 % (Sysmex KX21N und R500 verglichen mit Siemens ADVIA120). Bei der Bestimmung der Hämoglobinmasse mit dem Radiometer OSM3 und dem Roche Cobas 221 konnte ein Unterschied von durchschnittlich 83 g dokumentiert werden. Dies zeigt, dass im Rahmen des biologischen Passes oder in wissenschaftlichen Zeitreihenstudien, Messungen auf dem gleichen Gerätetyp eine Grundvoraussetzung darstellt.
Zu 3.:
Die Reproduzierbarkeit der Hämoglobinmasse am selben Analysegerät wurde durch Messungen innerhalb von zwei Tagen untersucht. Unsere Ergebnisse zeigten eine durchschnittliche Abweichung von 17,8 g (± 15,8 g). Die höchste gemessene Abweichung betrug 67,3 g, ohne dass ein Fehler in der Anwendung der Methode erkennbar war. Aus der Messunsicherheit wird deutlich, dass die Hämoglobinmassenbestimmung in Bereich des biologischen Passes nur beschränktes Potential aufweist. Die Methode ist nicht sensitiv genug, um die Verabreichung eines Erythrozytenkonzentrates das 50g Hämoglobin enthält, sicher zu detektieren.
Zu 4. und 5.:
Wir konnten zeigen, dass eine achtstündige Flugreise mit zwei Stunden Zeitunterschied keinen Einfluss auf die Hämoglobinkonzentration und den Retikulozytenprozentwert hat und dass der diurnale Rhythmus dieser Parameter selbst während eines Etappenrennens bestehen bleibt.
Zu 6.:
Belastungsinduzierte Schwankungen des Plasmavolumens weisen eine sehr hohe Relevanz bezüglich der Parameter des biologischen Passes auf. Ein Proband der in dieser Arbeit beschriebenen Studie erreichte innerhalb von 5 Tagen eine Vergrößerung seines Plasmavolumens um 1389 ml, was einen Abfall der Hämoglobinkonzentration von 15,7 g/dl auf 12,9 g/dl bedeutete. Diese Daten machen deutlich, dass der Zeitpunkt der Probennahme und der Einfluss von Belastung in der Interpretation von Blutwerten des biologischen Passes immer berücksichtigt werden müssen.
Zu 7.:
Zur Überprüfung der Validiät der durchflusszytometrischen Methode zur Bestimmung von homologen Bluttransfusionen wurde die Spezifität, Präzision, Linearität und Robustheit untersucht. Unsere Ergebnisse zeigten eine Spezifität von 100%. Die Präzision betrug je nach Antikörper 2,7% bis 19,8%. Antikörper des IgG Typs wiesen verglichen mit dem IgM Typ eine bessere Präzision auf. Die Linearität wurde für alle untersuchten Antigene bestätigt. Die Methode wurde als robust für qualitative, allerdings nicht für quantitative Aussagen bewertet. Die durchschnittliche Nachweisgrenze liegt unter 1% und ist für die meisten Antigene besser als 2%, was unter der Menge Fremdblut liegt, die bei einer Transfusion erwartet wird.
Zu 8.:
In der Untersuchung zum Einfluss von hochintensiver Belastung auf die Nachweismethoden von rekombinantem Erythropoietin konnten wir keinen signifikanten Zusammenhang zwischen VO2max, Laktatkonzentration, maximaler Wattzahl auf dem SRM und relativer Mobilität oder BAP feststellen. Alle Nachbelastungsproben zeigten höhere Werte für die BAP, jedoch wurden die WADA Kriterien zur Definition einer positiven Probe in keinem Fall erfüllt. Die relative Mobilität zeigte keine Werte über 0,559, was weit unter der Obergrenze des 99,9% Vertrauensintervalls für verdächtige Proben liegt. Die relative Mobilität war nach Belastung vermindert und es gab keine Verlagerung der Banden in den Bereich des rekombinanten EPOs. Unsere Ergebnisse demonstrieren, dass die SDS-PAGE eine Möglichkeit darstellt, um zwischen Belastungsurinen und rekombinantem humanen Erythropoietin zu unterscheiden.
Abstract
The investigations performed in this PhD thesis were about: The stability of cellular blood parameters (1), the effect of different analyzers on Hemoglobin (Hb) mass, Hb concentration [Hb] and Reticulocytes (2), the reproducibility of Hb mass estimations (3), the effect of air travelling on [Hb] and Reticulocytes (4), the diurnal rhythm of the [Hb] before and during a cycling stage race (5), the effect of exercise induced variations in plasma volume on the [Hb] (6), the validity of the direct method to detect homologous blood transfusions (7) and the influence of high intense exercise on the direct methods to detect recombinant erythropoietin in urine (8).
To 1:
The results of our investigations showed that blood samples should preferably be stored at 4°C (when compared to 21°C ) to harmonize pre-analytical conditions. When stored at 21°C samples should be analyzed within maximum 24 hours.
To 2:
Analyses on different instruments can result in mean differences of 0.38 g/dL for [Hb] and 0.33% for Reticulocytes (%) (Sysmex KX21N and R500 vs. Siemens ADVIA120). Hb mass estimations on the Radiometer OSM3 and the Roche Cobas 221 resulted in mean differences of 83 g. These results confirm that it is required to perform measurements for the biological passport or in scientific time series studies always on the same instrument type.
To 3:
The reproducibility of Hb mass estimations was performed by repeated measurements of the same subjects between two days. Our results showed a mean difference of 17.8 g (± 15.8 g). The maximum measured difference was 67.3 g, without any visible error. The observed measurement uncertainty confirms that the Hb mass method has only limited potential for the use in the biological passport. The method is not sensitive enough to safely detect the transfusion of one red blood cell concentrate (50 g Hb).
To 4 and 5:
We could demonstrate that 8 hours of air travelling did not influence [Hb] or Reticulocytes and that the diurnal rhythm of these parameters remained stable even during a cycling stage race.
To 6:
Exercise induced variations in plasma volume play a major role for parameters of the biological passport. In our study we had one subject who had within 5 days a plasma volume expansion of 1389 ml, which correlated with a decrease in [Hb] of 15.7 g/dl to 12.9 g/dl. These results highlight the importance of the time of blood sampling and the influence of exercise.
To 7:
For the flow-cytometric method to detect homologous blood transfusions we investigated the validity by testing specificity, precision, linearity and robustness. Our results showed a specificity of 100%. Depending on the used antibody the precision was within 2.7% to 19.8%. IgG antibodies showed a better precision when compared to IgM antibodies. Linearity was confirmed for all investigated antigens. The method was robust for qualitative but not for quantitative analyses. The mean limit of detection was below 1% and is for most antigens better than 2%. This is below the amount of homologous blood which is expected after one transfusion.
To 8:
We did not find any significant correlation between VO2max, lactate concentration or maximal power output (W) on a bicycle ergometer and erythropoietin (EPO) relative mobility (rmv) or EPO basic area percentage (BAP). All post exercise samples showed increased BAP values, however all samples remained negative according to WADA criteria. The rmv showed no values above 0.559, which is far below the 99.9% confidence interval for suspicious samples. The rmv was reduced in post exercise samples and no sample reached the area of recombinant EPO. Our results show that the SDS-PAGE method is a possibility to differentiate between effort urine EPO and recombinant EPO
Neuroelectric and psychological responses to exercise in cognitive impairment and age: impact of altered environments
No full textABSTRACT
Today, exercise is recommended to maintain the integrity of fundamental physiological systems concerning health. In the past decade neurophysiological and behavioural studies focussed on mental health, exploring additional beneficial effects of exercise in regard to duration, intensity, and individual preference. However, little is known about exercise-related neuroelectric responses in relation to cognitive performance and general well-being in health-affected humans; for example intellectual and developmental disabilities and the elderly. With respect to previous results, the designs of the five research projects that were integrated in the present cumulative doctoral thesis were based on the transient hypofrontality theory, the model of frontal asymmetry, a dose-response relationship and the exercise preference hypothesis. The leading research questions include: whether or not it is true that exercise benefits neurophysiological processes that relate to improved cognitive performance and well-being also in adolescents and adults with intellectual and developmental disabilities and the elderly; and in this matter what impact altered environments (e.g., artificial gravity, virtual reality) may have from a neurophysiological perspective, that are suggested to prevent health deconditioning.
The findings in Chapters I and II, which addressed adults and adolescents with intellectual and developmental dis-abilities, reveal a reallocation of frontal electrocortical activity following preferred moderate self-paced running or cycling exercise that are in line with the transient hypofrontality theory, mirroring a positive impact of exercise on mood (self-confidence, social acceptance) and cognitive performance (decision-making). The findings in Chapter III also suggest exercise-related neurophysiological benefits that were characterized by shifts of frontal electrocortical activity, reflecting approach-related processes in accordance to the model of frontal asymmetry. This eventually reflected well-being (perceived physical fitness and health) following preferred moderate self-paced walking among the elderly. However, the application of technologies that provide altered environments (artificial gravity, virtual reality) and are suggested to serve health deconditioning may be questioned from a neuro-physiological perspective. Reasons are presented in the research approaches of Chapters IV and V. Comparing electro-cortical activity of moderate self-paced cycling to artificial gravity exposure revealed exercise-related benefits after cycling but not after balanced artificial gravity exposure. This was mirrored in cognitive performance (Chapter IV). In addition, the response of event-related brain potentials (N2) seems to adapt to conflicting processes during cycling in a virtual environment to avoid inefficiency in cognitive performance (Chapter V).
To summarize, findings of the present cumulative doctoral thesis add to previous results which have shown that exercise has a temporal positive impact on neuroelectric responses in regard to cognitive performance and well-being. This is also true in cognitive impairment and age. Additionally, technologies, that are developed to serve the prevention of health deconditioning, need further investigation from a neurophysiological perspective. In fact, there is a necessity for longitudinal-section studies in the future that focus on kinesic behavioural, to verify possible benefits of exercise for the prevention of neurodegenerative processes throughout a human’s lifespan.
ZUSAMMENFASSUNG
Sport und Bewegung werden heute zur Gesunderhaltung fundamentaler physiologischer Systeme empfohlen. Im vergangenen Jahrzehnt haben sich zu-nehmend neurophysiologische und verhaltenswissenschaftliche Untersuchungen mit den Auswirkungen von Sport und Bewegung auf die mentale Gesundheit befaßt und dabei die Dauer, Intensität und Präferenz beim Sporttreiben berücksichtigt. Ein Großteil der Erkenntnisse basiert jedoch auf Ergebnissen aus Studien mit jungen, gesunden Menschen. Bei Menschen mit gesundheitlichen Beeinträchtigungen blieben ähnliche, bewegungsbedingte neuroelektrische Prozesse bislang unerforscht. Die fünf Forschungs-projekte der vorliegenden, kumulativen Doktorarbeit basieren auf der Theorie einer transienten Hypofrontalität, dem Modell der frontalen Asymmetrie, einem Dosis-Wirkungs-Zusammenhang sowie der Präferenzhypothese und orientieren sich an folgenden leitenden Forschungs-fragen: Kann Sport und Bewegung auch bei Menschen mit einer geistigen Behinderung und bei Senioren neuro-physiologische Prozesse, die zu einer verbesserten kognitiven Leistungs-fähigkeit und allgemeinem Wohlbefinden beitragen, positiv beeinflussen; und, welche Bedeutung haben veränderte Umweltbedingungen (z.B. künstliche Gravitation, virtuelle Realität), die präventiv zur Gesunderhaltung eingesetzt werden sollen, in diesem Zusammenhang.
Ergebnisse der Kapitel I und II, zeigen eine Neuverteilung frontaler, elektro-kortikaler Aktivität nach präferierter, moderat-intensiver Lauf- oder Fahrrad-belastung bei Erwachsen und Jugendlichen mit einer geistigen Behinderung. Diese Ergebnisse stehen in Einklang mit der Theorie einer transienten Hypo-frontalität und deuten auf positive Auswirkungen auf Befindlichkeiten (Selbstbewußtsein, soziale Anerkennung) sowie eine verbesserte kognitive Leistungsfähigkeit (Entscheidungsprozesse) hin. Ebenso signalisieren die Ergebnisse des Kapitels III positive bewegungsbedingte, neurophysiologische Effekte bei Senioren nach präferiertem, moderat-intensivem Gehen. Es liegt eine Verschiebung frontaler elektrokortikaler Aktivität vor, die, gemäß dem Modell der frontalen Asymmetrie, auf positive Erwartungshaltungen und letztendlich Wohlbefinden (empfundene körperliche Fitneß und Gesundheit) hindeutet. In Kapitel IV und V wird die Bedeutung von Umweltveränderungen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass künstliche Gravitation bzw. virtuelle Realität in der Gesundheits-prävention, zumindest aus neurophysiologischer Perspektive, mit Bedacht eingesetzt werden sollten. Positive, neuro- physiologische Effekte zeigten sich erwartungsgemäß nach moderat-intensivem Radfahren, blieben jedoch nach dem Einsatz künstlicher Gravitation aus; ein ähnliches Bild zeichnete sich auch in den Ergebnissen der kognitiven Leistungs-fähigkeit ab (Kapitel IV). Zudem deuten Veränderungen ereigniskorrelierter Hirn-potentiale (N2) während Radfahren in einer virtuellen Umgebung auf neuro-elektrische Anpassungsprozesse hin; um so einer Ineffizienz kognitiver Leistungs-fähigkeit vorzubeugen (Kapitel V).
Zusammenfassend unterstützen die Ergebnisse der vorliegenden, kumulativen Doktorarbeit bereits veröffentlichte Forschungsergebnisse und erweitern das Anwendungsfeld um Menschen mit geistiger Behinderung und Senioren. Nichtsdestotrotz bedarf es fortführender Forschung, insbesondere beim Einsatz technologischer Entwicklungen (hier künstliche Gravitation, virtuelle Realität), die präventiv für eine Gesunderhaltung eingesetzt werden sollen. Vielmehr existiert eine zu-nehmende Notwendigkeit, menschliches Bewegungsverhalten in Langzeitstudien über die gesamte Lebensdauer und in jeglichen Lebenssituationen zu untersuchen und zu verstehen, um so ggf. neuro-degenerativen Prozessen frühzeitig präventiv begegnen zu können
Feldstudie zur Untersuchung von Nordic Walking Strecken hinsichtlich ihrer Kategorisierung unter Berücksichtigung gesundheitlicher Aspekte – Einfluss von Steigung, Streckenlänge und Untergrund auf die relative Sauerstoffaufnahme, Herzfrequenz und Fortbewegungsge-schwindigkeit beim Nordic Walking –
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Hintergrund: Nordic Walking hat sich im gesundheits- und freizeitsportlichen Bereich als Ausdauersportart etabliert. Erstmalig wurde der Einfluss von Nordic Walking Strecken mit ihren charakteristischen Eigenschaften Steigung, Länge und Untergrund auf die individuellen
Parameter Herzfrequenz, relative Sauerstoffaufnahme und Fortbewegungsgeschwindigkeit im Hinblick auf ein gesundheitsorientiertes Nordic Walking Training unter Feldbedingungen untersucht.
Methodik: 9 erfahrene Nordic Walker (w=7, m=2; Alter: 51,1 ± 8,6 J;
Gewicht: 74,1 ± 11,3 kg) absolvierten drei verschiedene Nordic Walking Strecken (DSV-zertifiziert) mit unterschiedlichen Schwierigkeitsgraden (leicht, mittelschwierig und schwierig) in ihrer selbstgewählten Trainingsgeschwindigkeit. Ein portables Spirometrie-System mit Herzfrequenzmesser sowie ein dGPS-Gerät wurden zur Aufnahme von physiologischen und topographischen Daten sowie der Fortbewegungsgeschwindigkeit eingesetzt.
Ergebnisse: Die physiologischen Daten und das subjektive Belastungsempfinden repräsentieren den spezifischen Schwierigkeitsgrad der jeweiligen Strecke. Die selbstgewählten Trainingsintensitäten lagen auf der leichten Strecke zwischen 43,2 (± 8,4) % und 67,3 (± 17,4) % VO2max, auf der mittelschwierigen zwischen 46,1 (± 10,9) % und 65,5 (± 12,6) % VO2max und auf der schwierigen Strecke zwischen 45,3 (± 13,4) % VO2max und 79 (± 19,5) % VO2max. Steigungen und Untergründe erwiesen sich als die größten Einflussfaktoren auf die individuellen Parameter.
Diskussion: Die Nordic Walker wählten ihre Belastungsintensität intuitiv im trainingswirksamen Belastungsbereich. Für ein gesundheitsorientiertes Ausdauertraining wurde die empfohlene maximale Intensität von 60% VO2max auf allen Strecken überschritten.
Schlussfolgerung: Nordic Walker müssen besser für einen gesundheitsförderlichen Intensitätsbereich sensibilisiert werden. Eine zusätzliche Beschilderung der Strecke an kritischen Abschnitten könnte die Auswahl der geeigneten Trainingsintensität unterstützen.
Background: In health and leisure time sports Nordic Walking has become an established discipline among endurance sports. For the first time the influence of nordic walking trail characteristics (distance, slope, surface) on the individual parameters heart rate, relative oxygen uptake and movement speed was examined in relation to a health-oriented nordic walking training under field-testing conditions.
Methods: 9 experienced Nordic Walkers (7 female and 2 male; age: 51.1 ± 8.6 years; weight: 74.1 ± 11.3 kg) completed three different Nordic Walking trails (certified by DSV) with different levels of difficulty (easy, moderate, and difficult) in their freely chosen training speed. A portable gas analyzer with a heart rate monitor was used in combination with a dGPS device to collect physiological and topographic data as well as movement speed.
Results: Physiological data and the ratings of perceived exertion represented the specific difficulty of each trail. Self-selected training intensities ranged between 43.2 (± 8.4) % and 67.3 (± 17.4) % VO2max on the light path, between 46.1 (± 10.9) % and 65.5 (± 12.6) % VO2max on the medium difficult path and on the difficult path between 45.3 (± 13.4) % VO2max and 79 (± 19.5) % VO2max. Slopes and surfaces proved to be the most influential factors on individual parameters.
Discussion: Nordic Walkers chose their exercise intensity intuitive to training-effective stress range. With respect to a health-oriented endurance training the recommended maximum intensity of 60% VO2max was exceeded on all routes.
Conclusions: Nordic Walkers need to be sensitized for a better health-promoting intensity range. Additional signage at critical sections of the route could support the selection of appropriate training intensity
Mein Kollege hilft mir, mich mehr zu bewegen. Unterstützen Buddy-Systeme die Entwicklung der selbstgesteuerten Affektregulation? Wirksamkeitsprüfung einer Buddy-System Intervention
Get PDFZusammenfassung
Bewegungsmangel zählt heute zu den bedeutendsten Gesundheitsproblemen in den westlichen Industriestaaten. Verschiedene Interventionsmaßnahmen zur Bewegungsförderung weisen zwar Erfolge auf, es finden sich aber auch hohe Rückfallquoten. Lange wurde angenommen, dass das Gesundheitsverhalten rein über kognitive Konstrukte erklärt werden kann (Rational-Choice-Modelle) (z.B. Allmer, 2000, 2001, 2002; Fuchs, 2007; Heckhausen & Gollwitzer, 1987; Schwarzer, 2004, 2008). Erst seit kurzer Zeit liegen Arbeiten vor, die belegen, dass die Bildung und Umsetzung von Vorsätzen im Bereich der Verhaltensänderung auch von affektiven Einstellungskomponenten und Selbststeuerungs-Kompetenzen abhängen (Bluemke, Brand, Schweizer & Kahlert, 2010; Brand, 2006; Fuhrmann & Kuhl, 1998; Hofmann, Friese & Strack, 2009; Kiviniemi, Voss-Humke & Seifert, 2007; Kleinert et al., 2007; Knisel et al., 2007). So scheint z.B. die Fähigkeit zur Regulation von positivem bzw. negativem Affekt bei dem Wunsch, das eigene Verhalten willentlich zu verändern, bedeutsam zu sein. Diese Regulationsfähigkeit von Affekten wird im Systemkonditionierungsmodell von Kuhl (2000, 2001) beschrieben. Das Modell liefert Erklärungsansätze dafür, wie die selbstregulatorische Fähigkeit der Selbstmotivierung auch im Erwachsenenalter gefördert werden kann. Um Selbstmotivierung zu erlernen, bedarf es nach Kuhl (2001) der emotionalen Unterstützung eines Partners, z.B. in Form von Buddy-Dyaden. Das Konzept der sozialen Unterstützung liefert dazu qualitative Merkmale für die kommunikative Beziehungsgestaltung.
Die vorliegende Arbeit prüft, ob Buddy-Systeme die Entwicklung der selbstgesteuerten Affektregulation und somit die willentliche Steuerung des Bewegungsverhaltens unterstützen können. Des Weiteren wird überprüft, ob sich ein Buddy-System mit Schulung zur Förderung der Systemkonditionierung positiver auf die Beziehungsgestaltung, den Entwicklungsprozess der Affektregulation und auf das Bewegungsverhalten auswirkt, als ein Buddy-System ohne Schulung.
Zur Beantwortung dieser Forschungsfragen wurde eine Feldstudie im Rahmen einer betrieblichen Gesundheitsförderungsmaßnahme in einem Chemieunternehmen durchgeführt. An der Studie nahmen insgesamt 78 Arbeitnehmer teil. Die Untersuchungsgruppe teilte sich gleichmäßig aber freiwillig den drei verschiedenen Bedingungen zu: der Kontrollgruppe (KG), den Buddy-Dyaden mit Schulung (Experimentalgruppe 1, EG1) und den Buddy-Dyaden ohne Schulung (Experimentalgruppe 2, EG2). Die EG1 wird im Sinne des Systemkonditionierungsmodells spezifisch geschult, während sich die Teilnehmer der EG2 ohne spezifische Schulung unterstützen. Die Schulung basierte auf dem Zürcher Ressourcenmodell (Storch & Krause, 2010). Dieses Modell ist inzwischen mit der PSI-Theorie und speziell mit der Systemkonditionierung (Kuhl, 2001) vernetzt worden. Im Anschluss an die Schulung der EG1 wurde die achtwöchige Intervention „3000 Schritte mehr am Tag“ durchgeführt. Innerhalb dieser Maßnahme war es für alle Teilnehmer Ziel, auf Basis der durchschnittlichen Gehaktivität täglich 3000 Extraschritte zu gehen (ermittelt über Pedometer). Die Teilnehmer der EG1 und EG2 wurden aufgefordert, sich innerhalb der Dyaden in den acht Wochen Interventionszeit emotional zu unterstützen.
Es zeigte sich, dass die Leistungen (Bewegungsverhalten: Gesammelte Gesamtschritte, Erfolge pro Woche, aerobe Schritte, Abb. 15) der beiden Buddy-Dyaden Gruppen (EG1 und EG2) deutlich über den Leistungen der Einzelteilnehmer (KG) liegen (Tab. 14, Abb. 19). Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass die geschulten Buddy-Dyaden am erfolgreichsten an der Maßnahme teilgenommen haben (Tab. 16, Abb. 21). Im Ausbau der prospektiven Handlungsorientierung (d.h. der handlungsorientierten Variante der Selbstmotivation) (F(1,53) = 6.63, p < .05, ηp2 = .111) und Handlungsorientierung nach Misserfolg (d.h. der handlungsorientierten Variante der Selbstberuhigung) (F(1,53) = 7.40, p = < .01, ηp2 = .122) konnten bei den geschulten Buddy-Dyaden signifikante Fördereffekte beobachtet werden. Darüber hinaus untermauern die nur in der geschulten Buddy-Gruppe beobachteten Verbesserungen der Absichtsumsetzung (F(1,35) = 9.17, p = .01, ηp2 = .208), der angstfreien Zielorientierung (F(1,34) = 3.59, p < .1, ηp2 = .095), der Integrationsfähigkeit (F(1,35) = 7.42, p = .01, ηp2 = .175) und dem Selbstgespür (Z = 1.76 p < .10, 2-seitig; p < .05, 1-seitig) sowie die Aktivierung von positivem Affekt (Mvorher = 2.97, Mnachher = 3.08) und die Hemmung von negativem Affekt (F(1,26) = 3.84, p < .05, ηp2 = .129, 1-seitig) den Fördereffekt im Ausbau der selbstgesteuerten Affektregulation. Die in der geschulten Buddy-Gruppe erzielte Verbesserung der angstfreien Zielorientierung wurde auf der Grundlage von erworbenen bzw. verbesserten Selbststeuerungskompetenzen sowie der Qualität der sozialen Unterstützung erreicht.
Aus den gewonnenen Ergebnissen kann gefolgert werden, dass soziale und emotionale Determinanten eine zentrale Rolle im Prozess einer erfolgreichen Verhaltensänderung spielen. Sie leisten einen wichtigen Beitrag sowohl in der Aneignungs- als auch in der Aufrechterhaltungsphase gesundheitsförderlichen Verhaltens und somit zur Aufklärung der Intentions-Verhaltens-Lücke. Für zukünftige Bewegungsprogramme ist es demzufolge empfehlenswert, sowohl soziale als auch emotionale Einflussfaktoren zu berücksichtigen.
Abstract
Lack of physical exercise is the cause of many health problems in industrial nations. Various programs to promote exercise have been established. However, most of them are hampered by a high dropout rate. In the literature, motivation for healthy behaviour is mainly explained by rational choice models (e.g. Allmer, 2000, 2001, 2002; Fuchs, 2007; Heckhausen & Gollwitzer, 1987; Schwarzer, 2004, 2008). Recently, it has been demonstrated that choice and implementation of behaviour modification are also based on affective attitudes and self-monitoring. An important pre-condition for behavior modification seems to be the ability to self-regulate positive and negative affect (Bluemke, Brand, Schweizer & Kahlert, 2010; Brand, 2006; Fuhrmann & Kuhl, 1998; Hofmann, Friese & Strack, 2009; Kiviniemi, Voss-Humke & Seifert, 2007; Kleinert et al., 2007; Knisel et al., 2007). Kuhl’s (2001) “Systems’ Conditioning Model” (“Systemkonditionierungsmodell”) provides a theoretical background and practical recommendations for the development of self-regulated affect. According to the primary assumption of the model, doing exercise within a positive social relationship (“buddy-system” approach) promotes the development of self-motivational competence. The concept of social support specifies several qualitative characteristics of communicative relationship formation.
The main goal of this thesis was the evaluation of the buddy system as a tool to enhance self-regulation and promote exercise. Furthermore it was tested if a training of the relevant interactional skills prior to the study influences the results of the buddy-pair intervention, compared to a control, single person, condition.
A field study was designed and conducted within the context of a workplace health promotion program of a chemical-industry company. Seventy-eight employees participated in this study. The participants of the sample joined one of three groups: The control group (KG), the buddy-system with training (EG1), and the buddy-system without training (EG2). The training (EG1) was based on an extended version of the “Zürich Ressource Model” (“Zürcher Ressourcenmodell”; Storch & Krause, 2010). The training was done prior to the intervention named: “3000 More Steps a Day” (“3000 Schritte mehr am Tag”). The goal of this eight week intervention for all participants was to increase walking activity to at least 3000 steps per day. Participants of the two experimental groups were instructed to emotionally support each other during the intervention.
Toward the end of the intervention walking activity of the experimental groups was higher than that of the control group. Significant effects of prospective action-orientation, associated with self-motivation (F(1,53) = 6.63, p < .05, ηp2 = .111) and action-orientiation after failure, associated with self-relaxation (F(1,53) = 7.40, p = < .01, ηp2 = .122) could be found for the trained buddy dyads compared to the nontrained buddy-dyads and the control group. Furthermore, significant improvements in scales measuring “implementation of intentions” (F(1,35) = 9.17, p = .01, ηp2 = .208), “goal orientation without fear” (F(1,34) = 3.59, p < .1, ηp2 = .095), “sense of self” (Z = 1.76 p < .10, 2-tailed; p < .05, 1-tailed), and “self-integration” (F(1,35) = 7.42, p = .01, ηp2 = .175) as well as “activation of positive affect” (Mbevor = 2.97, Mafter = 3.08) and “inhibition of negative affect” (F(1,26) = 3.84, p < .05, ηp2 = .129, 1-tailed) support the improvement of self-regulatory skills in the trained buddy-dyads (EG1) only. The improvement in goal orientation without fear was interpreted as being based on acquired or improved self-management skills and on the quality of social support.
It can be concluded that social and emotional factors play a key role in the process of behaviour modification related to exercise. They contribute both to acquisition and maintenance of healthy behaviour and help to explain the difference between good intentions and actual behaviour. Future programs aiming at promoting exercise should address social and emotional determinants of self-regulation
The role of impact loading on artery adaptations and the effect of muscle unloading on local blood supply and exercise tolerance
Get PDFHintergrund: Es ist bekannt, dass Muskelentlastung oder (Ausdauer-) Training die Struktur und Funktion von Gefäßen direkt beeinflussen und unter anderem durch diesen Effekt direkten Einfluss auf kardiovaskuläre Risikofaktoren nehmen können. Die zugrundeliegenden Mechanismen sind bisher allerdings nicht gänzlich bekannt. Klar ist, dass insbesondere Endothelzellen und die glatte Muskulatur der Arterien auf mechanische Belastung reagieren. Als mögliche Ursache für diese mechanische Belastung wurden bisher ausschließlich intrinsische hämodynamische Größen in Betracht gezogen. Dieser Ansatz erscheint allerdings nicht komplett da es in Anbetracht unseres Schwerkraftumfeldes auf der Erde zu einer erheblichen Anzahl von Aufschlägen kommen muss, durch die (Körper-) Masse beschleunigt wird. Ein wesentliches Ziel der vorliegenden Arbeit besteht daher darin herauszufinden ob diese Art der Massebeschleunigungen, während Muskelentlastung und Training, für die Adaptation von Arterien von Bedeutung sind. Darüber hinaus stellt die Beziehung zwischen arteriellem Blutfluss, Muskelperfusion und dynamischer Muskelermüdung nach längerer Muskelentlastung ein zentrales Thema dieser Arbeit dar.
Methoden: Es wurden zwei klinische Interventionsstudien durchgeführt. 11 gesunde männliche Probanden nahmen an der HEP-Studie teil. Im Rahmen dieser Studie wurde die Wadenmuskulatur der Probanden für 56 Tage mit einer neuartigen Orthese (HEPHAISTOS) entlastet, ohne dass dabei der Einfluss von Schwerkraft-induzierten Massebeschleunigungen verändert wurde. Die EVE-Studie wurde durchgeführt um die Effekte von konventionellem Krafttraining und zusätzlichen Ganzkörpervibrationen auf die Anpassung von Arterien zu untersuchen. Dabei nahmen 26 gesunde männliche Probanden teil, die entweder ein 6-wöchiges konventionelles Krafttraining oder Krafttraining mit zusätzlichen Vibrationen absolvierten. Zu den zentralen Messmethoden gehörten Ultraschallmessungen, die in beiden Studien durchgeführt wurden um sowohl strukturelle als auch funktionelle Arterienparameter zu erfassen. Darüber hinaus wurden im Rahmen der HEP-Studie Muskelbiopsien entnommen um morphologische Veränderungen der entlasteten Muskulatur zu erfassen. Außerdem wurden Nah-Infrarot spektroskopische Messungen durchgeführt um die Sauerstoffsättigung der Muskulatur während Muskelarbeit, vor und nach der Entlastung zu bestimmen.
Ergebnisse: Die Muskelentlastung mit der HEPHAISTOS-Orthese führte zu einer signifikanten Abnahme des Lumens der Femoralarterie, wobei Gefäßwand und Endothelfunktion unverändert blieben. Obwohl sich die Größe der Femoralarterie und die Größe des entlasteten Soleus-Muskels signifikant verringerten, hatte dies keinen Einfluss auf Blutfluss, Sauerstoffsättigung und Ermüdbarkeit. Durch die Trainingsintervention in der EVE-Studie kam es zu einer signifikanten Vergrößerung des Lumens der Femoralarterie und zu einer Abnahme der Gefäßwanddicke der Arteria Carotis, wobei die applizierten Ganzkörpervibrationen keinen zusätzlichen Effekt hatten.
Schlussfolgerung: Beide Studien zeigen, dass Muskelarbeit und damit intrinsische hämodynamische Kräfte einen wesentlichen Einfluss auf strukturelle und funktionelle Arterienanpassung haben. Dennoch scheinen Schwerkraft-induzierte Massebeschleunigungen einen Effekt auf Anpassungen der Arterienwanddicke und der Endothelfunktion zu haben, womit sie einen direkten Einfluss auf Parameter für kardiovaskuläres Risiko hätten. Außerdem wurde gezeigt, dass sich Blutfluss und Sauerstoffsättigung während Muskelarbeit, nach längerer Muskelentlastung nicht ändern, was wiederum die unveränderte dynamische Muskelermüdung erklären würde.
Abstract / Zusammenfassung (Englisch)
Background: Evidence suggests that muscle disuse and exercise training have direct vascular
(de-) conditioning effects that can modify cardiovascular risk. The underlying mechanisms,
however, are to date not entirely understood. It is clear that particularly arteries adapt to
changes of mechanical stress that may predominantly act on endothelial cells (ECs) or
vascular smooth muscle cells (VSMCs). Nonetheless, not all potential sources for mechanical
stress have been considered yet as previous research basically investigated the conditioning
effects of intrinsic hemodynamic forces. Given the gravitational environment on earth, the
present thesis sought therefore to investigate the impact of gravity-induced impact loading,
provoking mass accelerations, on arterial adaptations in conditions associated with exercise
training and muscle disuse. Moreover, the relationship between local arterial blood flow,
muscle perfusion and dynamic exercise tolerance after prolonged local muscle disuse
constitutes a major topic of the present thesis, as to date no study has ever elaborated on this.
Methods: Two clinical interventional studies have been carried out. Within the scope of the
HEP-study, 11 healthy male subjects wore a new orthotic device (HEPHAISTOS) for 56 days
to unilaterally unload the calf muscles without changing the impact of gravitational loading.
The EVE-study has been conducted to study the effects of whole body vibrations (WBV) if
combined with conventional resistive exercise. 26 healthy male subjects were recruited and
assigned to either a resistive exercise group or a resistive vibration exercise group that
performed a 6 week training intervention. Major endpoint measurements for both studies
encompassed structural and functional arterial parameters as measured with sonography. In
addition, soleus muscle morphology and tissue oxygenation have been assessed in the HEP
study using soleus muscle biopsies and near infrared spectroscopy, respectively.
Results: Muscle unloading with the HEPHAISTOS orthosis led to distinct decreases of
superficial femoral artery (SFA) calibers, while wall thickness and endothelial function
remained unaffected. Although muscle size and arterial calibers significantly decreased,
functional exercise blood flow, tissue oxygenation and exercise tolerance did not change after
the intervention. During the EVE-study, SFA calibers increased significantly and carotid
artery wall thickness decreased significantly in response to resistive exercise while
superposition of WBV did not reveal an additional effect
BIOACTIVITY OF PLANTS SECONDARY METABOLITES Estrogenic, cytotoxic and anabolic effects on estrogen target organs of an extract of Erythrina excelsa and Ecdysterone
Get PDFZusammenfassung
Heilpflanzen dienen als primäre Gesundheitsversorgung in den meisten asiatischen und afrikanischen Ländern. In westlich geprägten Ländern in denen hauptsächlich auf naturwissenschaftlichen Grundsätzen basierende Medizin praktiziert wird, werden Stoffe aus pflanzlicher Herkunft entweder direkt als Kräuterformulierungen oder als Ergänzung zu bestehenden Therapien verwendet. Daneben können Pflanzen mit aktiven Wirkstoffen auch Teil der Ernährung sein. Es besteht die allgemeine Überzeugung, dass pflanzliche Heilmittel aufgrund ihres natürlichen Ursprungs sicher sind. Daher werden sie oft im Rahmen selbsttherapeutischer Maßnahmen verwendet und sind in Deutschland auch nicht rezeptpflichtig. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Bioaktivität, Wirkungen aber auch potentiellen Nebenwirkungen derartiger pflanzlicher Heilmittel. Hierbei stehen Extrakte aus Erythrina excelsa sowie die Substanz Ecdysterone im Mittelpunkt des Interesses. Erythrina excelsa ist eine Pflanze die in der kamerunischen traditionellen Medizin zur Behandlung von Wechseljahrsbeschwerden und gynäkologische Tumoren Anwendung findet. Ob Erythrina excelsa allerdings wirklich pharmakologisch aktive Substanzen enthält, die derartige Wirkungen erzielen können, wurde bisher noch nicht untersucht. Ecdysterone (Ecdy) ist ein Inhaltsstoff von verschiedenen Pflanzen, die in der chinesischen, ayurvedischen und russischen traditionellen Medizin zur Behandlung unterschiedlichster Beschwerden verwendet werden. Für Ecdy konnte eine anabole Wirkung in vitro und in vivo gezeigt werden. Obwohl die zugrunde liegenden Mechanismen noch nicht aufgeklärt sind, wird es intensiv als Nahrungsergänzungsmittel zur Steigerung des Muskelaufbaus beworben und auch von Bodybuildern verwendet. Ein Missbrauch zum Doping in anderen Sportarten wird befürchtet. Die Ziele dieser Arbeit waren zum einen die Bioaktivität von Extrakten von Erythrina excelsa, die in Bezug zur traditionellen Anwendung in der Naturmedizin stehen, sowie die biologisch aktiven Inhaltsstoffe in den Extrakten näher zu charakterisieren. Zum anderen sollten die Mechanismen der anabolen Wirkung von Ecdysterone untersucht werden.
Mittels Yeast Estrogen Screen (YES), uterotrophen Assay und des MTT-Assay konnte gezeigt werden, dass ein Äthanolextrakt von E. excelsa östrogene/anti-östrogene und zytotoxische Effekte aufweist. Eine dreitägige subkutane Verabreichung des Extraktes in einer Dosis von 50 mg/kg KG/Tag an ovariektomierten Wistar Ratten führte zu signifikanten östrogenen Wirkungen auf morphometrische Parameter der Gebärmutter (Feuchtgewicht und epithelialen Höhen) und auf die Expression von Östrogen-abhängigen Genen in der Gebärmutter (C3 und Clusterin) und in der Leber (CaBP9K und IGFBP-1). Bei einer Dosis von 100 mg/kg KG/Tag zeigte der Extrakt unerwartet auf die beschriebenen biologischen Endpunkte eine anti-östrogene Wirkung. Eine fünftägige Behandlung von Estrogenrezeptor (ER) -positiven MCF-7 Brustkrebszellen mit dem Extrakt führte zu einem biphasischen Profil: Bei niedrigen Konzentrationen kam es zu einem leichten Anstieg der Zellviabilität, bei höheren Konzentrationen dagegen zu einer Induktion von Zelltod. Dagegen wurde bei der Behandlung von ER negativen HT-29 Zellen Zytotoxizität bei allen getesteten Konzentrationen beobachtet. Um die Wirkstoffe des Extraktes näher zu charakterisieren, wurde eine Vakuum Flüssigchromatographie Fraktionierung durchgeführt. Biologisch aktive Fraktionen wurden mittels des YES Assays identifiziert und die biologische Wirkung dieser Fraktion auf Proliferation und Apotose von MCF-7-Brustkrebs-Zellen mittels Durchflusszytometrie, Genexpressionsanalyse und Immunhistochemie untersucht. Die Dichloromethan-Methanol (50:50 v/v) Fraktion (F4), die in Bezug auf östrogene und zytotoxische Wirkung die aktivste Fraktion war, zeigte eine nicht-monotone Konzentrations-Wirkungs-Kurve auf den Zellzyklus, die Proliferation und Apoptose von MCF-7 Brustkrebszellen. Bei niedrigen Konzentrationen und in Abwesenheit von E2, förderte F4 Östrogenrezenptor- abhängig die Proliferation von MCF-7 Zellen (Hochregulation von Cyclin D1 und Herunterregulation des Bax/Bcl-2-mRNA Verhältnisses). Interessanterweise wirkte F4 in den gleichen Konzentrationen bei Anwesenheit von E2, als Antagonist und verhinderte ein E2-induziertes Zellwachstum. Bei höheren Konzentrationen modulierte F4 den Zellzyklus zugunsten einer gesteigerten Apoptose (Erhöhung des Caspase-gespaltenen Zytokeratin 18, Hochregulation des Bax/Bcl-2 Verhältnisses und Herunterregulation von Cyclin-D1-mRNA). In Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Dr. Halabalaki von der Abteilung für Pharmakognosie und Naturstoffchemie der Universität von Athen wurde eine weitere Charakterisierung des Extraktes mittels LC-HRMS und LC-HRMS/MS Analyse durchgeführt um die im Extrakt enthaltenen Isoflavonoide zu identifizieren. Diese Analyse zeigte, dass Pyran- und Prenyl-Isoflavonoidderivate die charakteristischen chemischen Stoffe des Extrakts sind was auch die beobachtete Kombination der biologischen Eigenschaften des Extraktes erklären könnte.
Im zweiten Teil dieser Arbeit wurden die anabolen Wirkmechanismen von Ecdysterone, Erythrina excelsa Extrakt und Genistein in differenzierten C2C12 Myoblasten, einem Zellkulturmodell für Skelettmuskelhypertrophie untersucht. Als untersuchter biologischer Endpunkt diente die Zunahme des Durchmessers von C2C12 Myotuben. Für die nähere Charakterisierung der involvierten molekularen Mechanismen wurden Studien mit Vergleichssubstanzen wie Androgenrezeptoragonisten (DHT), Androgenrezeptorantagonisten (Flutamid), anabol wirkende Peptidhormone (IGF-1) und verschiedene Östrogenrezeptor bindende Substanzen mit agonistischen (E2), antagonistischen sowie ER alpha und ER beta selektiven Bindungseigenschaften verwendet. Mit diesem Modell konnten die wachstumsfördernden Wirkungen von IGF1, DHT, E2, Ecdy und des Phytoestrogens Genistein auf die Skelettmuskulatur bestätigt werden. Co-Behandlung von Myotuben mit Ecdy und ZK führte zu einer Hemmung der Ecdy-induzierten Hypertrophie. Darüber hinaus führte auch eine Co-Behandlung von Myotuben mit E2 oder Ecdy und dem selektiven ER beta Antagonisten zu einer Antagonisierung der hypertrophen Wirkung von beiden Substanzen, was ein Zeichen von ERβ-abhängigem Effekt ist.
Zusammenfassend zeigen die Befunde dieser Arbeit einerseits, dass der Extrakt von Erythrina excelsa biologische Effekte aufweist, die in engem Zusammenhang zu seiner traditionellen Verwendung stehen. Sie weisen auch darauf hin, dass diese Pflanze eine Quelle pharmakologisch aktiver Stoffe ist, die von potentiellem Interesse für weitere Untersuchungen sind. Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, dass Stoffe mit ER beta Bindungseigenschaften das Skelettmuskelwachstum fördern. Diese Erkenntnis ist von Interesse für die Behandlung von atropischen Erkrankungen des Skelettmuskels wie z. B der altersbedingten Abnahme der Muskelmasse (Sarkopenie). Allerdings kann dieser Effekt auch zum Zwecke des Dopings missbraucht werden. Daher sind diese Befunde auch für die Ausgestaltung von Anti-Doping-Bestimmungen von Bedeutung.
Summary
Medicinal plants serve as primary health care in most Asian and African countries. In developed countries where allopathic medicine is the most practiced form of medicine, chemicals of plant origin are increasingly consumed either as herbal formulations, diet, or complement to existing therapies in order to prevent or treat diseases. There is a general belief that because of their natural origin, herbal remedies are safe. Therefore they are commonly used in self therapeutic measures and are not prescribed in Germany. This work deals with the bioactivity and potential side effects of such herbal remedies. Namely the extract from Erythrina excelsa and the pure compound Ecdysterone were the focus of our attention. Erythrina excelsa is a plant used in the Cameroonian traditional medicine to alleviate menopausal symptoms and to treat female gynecological tumors. However, no test for biological activities evidencing these health benefit claims has been made so far. Ecdysterone (Ecdy) is the principal constituent of several plants used in the Chinese, Ayurvedic, and Russian traditional medicines to treat various ailments. Ecdy has been shown to exert anabolic properties in vitro and in vivo. Although the mechanisms underlying these effects are not yet elucidated, it is advertised as a food supplement to increase muscle mass and physical performance and is used by bodybuilders. A misuse for doping purpose in sports is suspected. The aims of this thesis were on the one hand to investigate the biological activities likely to explain the traditional use of Erythrina excelsa and to characterize its biologically active ingredients. On the other hand, this work also aims at examining the mechanisms underlying the anabolic effect of ecdysterone
Using the yeast estrogen screen, the uterotrophic assay, and the MTT assay, we showed that an ethanol extract of E. excelsa exhibits estrogenic/anti-estrogenic and cytotoxic effects. A three-day subcutaneous administration of the extract at a dose of 50 mg/kg BW/day to ovariectomized Wistar rats produced significant estrogenic effects on uterine morphometric parameters (wet weight and epithelial height) and on the gene expression of estrogen responsive genes in the uterus (C3 and Clusterin) and in the liver (CaBP9K and IGFBP-1). Unexpectedly, at a dose of 100 mg/kg BW/day the extract significantly decreased the same parameters below the control level indicating anti-estrogenic effects. The extract exhibited a biphasic profile on the growth of ER positive MCF-7 cells with a slight increase of cell viability at low concentrations and induction of cell death at higher concentrations. But on ER negative HT-29, cytotoxicity was observed at all concentrations tested. To get more insights into the active principles of the extract, a bioactivity-guided fractionation was performed and the bioactive fractions were identified by means of both YES and XTT assays. The effect of the most active fraction [Dichloromethane-Methanol (50:50, v/v) (F4)] on the proliferation and apoptosis of MCF-7 breast cancer cell line was assessed by flow cytometry, gene expression analysis and immunohistochemistry. F4 exhibited a non-monotonic concentration-response effect on the proliferation and apoptosis of MCF-7 breast cells. At low concentrations and in the absence of E2, F4 promoted cell cycle progression through ER signaling and modulated gene expression in favor of cell survival (upregulation of cyclin D1 and and downregulation of the Bax/Bcl-2 ratio mRNA). Interestingly, when E2 was present, F4 at the same concentrations acted as an antagonist and prevented E2-induced cell growth. At higher concentrations, F4 modulated the cell cycle in favor of increased apoptotic cell death (increase of caspase cleaved cytokeratin 18, upregulation of Bax/Bcl-2 ratio and downregulation of cyclin D1 mRNA). In collaboration with the group of Dr. Halabalaki from the Department of Pharmacognosy and Natural Products Chemistry of the Unviversity of Athens, a LC-HRMS and LC-HRMS/MS analysis was performed to identify the isoflavonoids contained in the extract. This analysis showed that pyran and prenyl derivatives of isoflavonoids are the most characteristic chemical groups of the extract and may explain the observed biological activities.
In the second part of this work, the mechanisms of the anabolic effect of ecdysterone, Erythrina excelsa extract and other plant secondary metabolites such as genistein were studied in a cell culture model of differentiated C2C12 myoblasts. This test system is a well established model to study the ability of anabolic substances to induce skeletal muscle hypertrophy as measured by the increase in the diameter of myotubes. Several comparative substances such as androgen receptor agonist (DHT) and antagonist (flutamide), anabolic peptide hormone (IGF-1), and different estrogen receptor binding compounds with agonistic (E2), antagonistic (ZK), and ERα and ERβ selective binding properties were used for the characterization of the involved molecular mechanisms. With this model, we confirmed the skeletal muscle growth-promoting effects of IGF1, DHT, E2, Ecdy, and the phytoestrogen genistein. Co-treatment of myotubes with ZK and Ecdy led to an inhibition of Ecdy-induced hypertrophy. In addition, a co-treatment of myotubes with E2 or Ecdy and the selective ERβ antagonist prevented both substances to induce myotube hypertrophy, what unequivocally shows an ERβ-mediated effect.
In general, the results of this work show that the extract of Erythrina excelsa has biological activities that are in close agreement with its reported traditional use to manage menopausal complaints and to treat female gynecological tumors. They also highlight the fact that this plant is a source of substances of potential interest for further pharmacological investigations. In addition, our findings also show that substances with ERβ binding affinity promote skeletal muscle growth and may provide new insights into therapeutic strategies for the treatment of skeletal muscle atrophic conditions such as the age-related decline in muscle mass (sarcopenia). However, this effect may be misused for doping purpose and is therefore also of importance for Anti-doping regulation
Einfluss unterschiedlicher Belastungsprotokolle und exogener Stressfaktoren auf ausgewählte kardio-vaskuläre, metabolische und hormonelle Belastungsmarker
Get PDFEinleitung: Die Leistungsentwicklung deutscher Athleten/ -innen ist in den letzten Jahren, vor allem in Disziplinen, in denen ein hohes Niveau der Ausdauerleistungsfähigkeit vorhanden sein muss, im Vergleich zur Entwicklung derer in der Weltspitze als rückläufig einzustufen. In einer Untersuchung des konditionellen Leistungsstatus von Nachwuchskadersportlern konnte das Niveau der Leistungsfähigkeit als unzureichend eingestuft werden. Es zeigt sich, dass wichtige Zubringervariablen der kardiopulmonalen Leistungsfähigkeit (z.B. die maximale Sauerstoffaufnahme [VO2peak]) bereits im Nachwuchsbereich für ein zu geringes Leistungspotential aufweisen und es damit nahezu unmöglich ist im weiteren Karriereverlauf Leistungen auf dem Niveau der Weltspitze zu erreichen. Um Anschluss an die Weltspitze zu erlangen, bedarf es im Nachwuchsbereich neuer Konzepte im Bereich der Trainingsmaßnahmen. Als übergeordnete Reizdefinitoren einer genauen Beschreibung/ Quantifizierung von hoch intensivem Intervalltraining spielen vor allem die Variablen Reizquantität (Umfang) und Reizqualität (Intensität) eine essentielle Rolle. Das Ziel dieser Arbeit war es, durch die externe Modulation von Stimuli (u. a. pH-Wert, O2-Gehalt, etc.) Informationen über Wirkungsmechanismen verschiedener Trainingsregime zu generieren, um Hinweise für die Gestaltung und ggf. Verbesserung von Trainingsinhalten ableiten zu können.
Methoden: Um zusätzlich ein besseres Verständnis von den Mechanismen von Ausdauertraining zu bekommen, wurden in mehreren Studien metabolische Stimuli moduliert. Zur Modulation des pH-Wertes in-vivo wurden zwei unterschiedliche Ansätze gewählt. Zum einen wurde durch eine orale Gabe von Natriumbikarbonat der pH-Wert akut vor einer hoch intensiven Intervalltrainingseinheit erhöht. Zum anderen wurde der pH-Wert über eine Trainingsperiode von zwei Wochen durch unterschiedliche Pausengestaltungen (aktive vs. passive Pause) moduliert. Weiterhin wurde die hormonelle Reaktion zu Beginn und am Ende einer zwei-wöchigen, hoch intensiven Trainingsperiode auf mögliche Anpassungserscheinungen untersucht.
Ergebnisse: Es zeigte sich, dass die in-vivo Modulation des pH-Wertes durch eine orale Gabe von Bikarbonat während wiederholten, hoch intensiven Sprints eine Leistungssteigerung bewirkt, obwohl der Transport von Laktat und H+-Ionen in die Erythrozyten und damit weg vom Ort der Entstehung unbeeinflusst bleibt. Eine weitere in-vivo Modulation des pH-Wertes durch Modifikation der Pausengestaltung (aktive vs. passive Pause) innerhalb hoch intensiver Intervalle über einen längeren Zeitraum führte zu einer Verbesserung der Leistung im Zeitfahren und der Peak Power im Rampentest. Ausgehend von den hormonellen Reaktionen zu Beginn und am Ende eines zweiwöchigen Schockmikrozyklus mit ausschließlich hoch intensiven Trainingseinheiten, scheint der ausgelöste Reiz auch am Ende vergleichbar zu sein mit dem Reiz zu Beginn der Trainingsperiode.
Zusammenfassung/ Diskussion: Die Ergebnisse der durchgeführten Studien liefern Informationen für die Gestaltung von hoch intensiven Trainingseinheiten und Trainingsperioden. Sie zeigen, dass während hoch intensivem Training nicht nur die Intervalle, sondern auch die Gestaltung der Pausen berücksichtigt werden muss. Ausgehend vom Leistungsabfall während einer hoch intensiven Intervalltrainingseinheit scheint es für die Leistung besser zu sein, eine aktive Pausengestaltung zu wählen. Demgegenüber stehen die Ergebnisse des zwei-wöchigen HIT-Schockmikrozyklus mit aktiver vs. passiver Pause. Um langfristig eine höhere Leistungssteigerung zu provozieren, scheint eine passive Pausengestaltung einen größeren Vorteil als eine aktive Pausengestaltung zu bringen. Die Ergebnisse der Hormonuntersuchungen im Laufe des HIT-Schockmikrozyklus zeigen, dass die Blockung hoch intensiver Inhalte aus endokrinologischer Sicht nicht sinnvoll erscheint, da sich keine Gewöhnungen in den präsentierten Daten gezeigt haben. Für Verbesserungen der Leistungsfähigkeit sind akute Reaktionen des hormonellen Systems wichtiger als eine lange Phase von gleichbleibend hohen Hormonspiegeln