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Growth and adaptation to mechanical loading of immature bone and articular cartilage
No full textZusammenfasssung
Mechanische Belastung beeinflusst die Zusammensetzung, Struktur und mechanische Beschaffenheit von Knochen und Gelenkknorpel speziell während des Wachstums und bildet damit die Basis für ihre adäquate Funktion im späteren Alter. Ein tiefgehendes Verständnis belastungsabhängiger Knochen- und Knorpeladaptationen stellt insbesondere im Hinblick auf die zunehmend alternde Population und damit verbundenen Erkrankungen des muskuloskelettalen Bewegungssystems eine hohe sozialökonomische Relevanz dar. Bisher ist ungeklärt, wie unterschiedliche Arten von Muskelkontraktionen auf den Knochen und den Gelenkknorpel wirken. Das primäre Ziel der vorliegenden Doktorarbeit war es daher, den Effekt unterschiedlicher Laufbelastungen mit ihren unterschiedlichen Anteilen an exzentrischen und konzentrischen Belastungen auf den unreifen Knochen und Gelenkknorpel zu untersuchen. Ein Sekundärziel dieser Arbeit stellte die Erforschung allein wachstumsbedingter Veränderungen und Zusammenhänge zwischen Gelenkknorpel und subchondralem Knochen dar. Die Ergebnisse zeigen, dass sich Bergablaufen mit seinem hohen Anteil an exzentrischen Belastungen als potenter Stimulus erwies, die trabekuläre Knochenmineraldichte innerhalb der Femurmetaphyse zu erhöhen, wohingegen ebenes Laufen mit ähnlichen Anteilen von exzentrischen und konzentrischen Belastungen zu keiner Adaptation in diesem Bereich führte. Weder in der Dia-, noch in der Epiphyse konnten laufinduzierte Veränderungen auf struktureller Ebene nachgewiesen werden. Innerhalb des femoralen Gelenkknorpels konnten durch das Bergablaufen lokale Erhöhungen in der Knorpelhöhe und der COMP-Expression aufgezeigt werden, wohingegen die Knorpeldicke, die mechanischen Eigenschaften und die Proteinexpression von Kollagen II, Kollagen IX, COMP und Matrilin-3 des tibialen Gelenkknorpels unbeeinflusst blieben. Weiterhin wies der Gelenkknorpel keine degenerativen Veränderungen auf, die im Zusammenhang mit den unterschiedlichen Laufbelastungen standen. Wachstum führte wiederum zu einer deutlichen Umverteilung von COMP innerhalb des Gelenkknorpels. Außerdem reduzierte es die Knorpeldicke, sowie die Verteilung und Expression der Matrixproteine Kollagen II, Kollagen IX und Matrilin-3 und dadurch bedingt auch die Kompressionseigenschaften des Knorpels. Sowohl der subchondrale trabekuläre Knochen, als auch die subchondrale Knochenplatte in der Epiphyse verdichteten sich funktionell mit zunehmendem Alter, was wiederum nicht die mechanischen Eigenschaften des darüberliegenden Knorpels beeinflusste. Zusammenfassend ist festzuhalten, dass die vorliegende Arbeit erste in vivo Erkenntnisse bezüglich des Einflusses unterschiedlicher Laufbelastungen, mit ihren unterschiedlichen Anteilen an exzentrischen und konzentrischen Belastungen, auf das wachstumsabhängige Knochen- und Gelenkknorpelmodelling aufzeigt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Bergablaufen mit seinen überwiegend exzentrischen Belastungen nicht nur einen positiv osteogenen Effekt besitzt, sondern auch in der Lage ist funktionell die lokale Knorpelmorphologie und -zusammensetzung zu verändern. Damit könnte Bergablaufen einen auf den Knochen und Gelenkknorpel schützenden und erhaltenden Effekt haben. Schlussendlich sind die Erkenntnisse der vorliegenden Doktorarbeit bedeutsam, um belastungsinduzierte Knochen- und Gelenkknorpelveränderungen besser einschätzen und bewerten zu können. Des Weiteren konnten wichtige Einblicke in die durch das Wachstum bedingten strukturellen, biochemischen und mechanischen Zusammenhänge von Gelenkknorpel und subchondralen Knochen gewonnen werden.
Abstract
Mechanical loading is well known for its capacity to influence the composition, structure, and mechanical performance of bone and articular cartilage, particularly during growth; thereby laying the basis for tissue quality, function, and maintenance at advanced ages. Especially with regard to the increasing aged population and the economic burden related to musculoskeletal disorders, comprehensive understanding of loading-related bone and articular cartilage alterations is of high social economic relevance. Little is known about the influence of different types of muscle loading on immature bone and articular cartilage. Therefore, the primary aim of this thesis was to examine the effect of different running modes, which are characterized by different proportions of eccentric and concentric loadings, on immature bone and articular cartilage. Furthermore, investigation and association of solely growth-related changes in articular cartilage and subchondral bone was a secondary aim of this work. The osteogenic response due to different running modes was greatest in the femoral metaphysis. In particular, solely downhill running with high proportions of eccentric loadings was able to increase femoral trabecular bone mineral density in the metaphysis, while level running with similar amounts of concentric and eccentric loadings failed to induce an osteogenic response in this area. In contrast, neither in the dia- nor in the epiphysis any running mode-related structural alteration could be found. Moreover, downhill running increased femoral cartilage height and COMP staining height in a site-specific manner, while level running was insufficient to induce such alterations. These changes were not accompanied by any signs of degeneration. In contrast, cartilage thickness, mechanical properties, and expression of major cartilage network proteins (i.e., collagen II, collagen IX, COMP, and matrilin-3) in tibial cartilage remained unaffected by the different running modes. Growth was associated with high modeling of the morphology, biochemical composition, mechanical properties of articular cartilage, and structure of subchondral bone. COMP showed a profound redistribution throughout the cartilage. Moreover, growth diminished cartilage thickness, distribution and amounts of the matrix proteins collagen II, collagen IX, and matrilin-3 and related to this decreased its compressive properties. Functional condensation of the subchondral trabecular bone and subchondral plate due to enchondral ossification was also found to occur with increasing age, which did not seem to affect cartilage mechanical properties. In conclusion, these are the first in vivo data illustrating the effect of different running modes with different proportions of eccentric and concentric loadings on immature bone and articular cartilage in such a physiological and systematic manner. The results demonstrate a functional adaptation of bone and cartilage in response to downhill running with high proportions of eccentric loadings by local enhancement in bone mineral density, cartilage morphology, and cartilage biochemical composition, which might be bone- and chondroprotective. Finally, the findings of the present work are important for the understanding and interpretation of loading-related changes that may preserve from or lead to degenerative bone and cartilage diseases. Moreover, this thesis provides important insight into the growth-related structural, biochemical, and mechanical reorganization and interaction of articular cartilage and subchondral bone
Einfluss von aerober und anaerober Tretkurbelarbeit auf die kognitive Leistung des menschlichen Gehirns
Get PDFEs gilt die weit verbreitete Meinung, dass moderate, körperliche Arbeit einen positiven Einfluss auf kognitive Funktionen hat. Aufgrund der bewegungsbedingten Veränderungen, wie einer erhöhten zerebralen Durchblutung, einer Abnahme des Glukoseumsatzes und einer kompensatorischen Mehrverbrennung von Ketonkörpern und Laktat sowie einer veränderten Neurotransmitterkonstellation scheint auch die Psyche und damit die Kognition nicht unbeeinflusst zu bleiben. Es stellt sich nun die Frage, ob neben aerober Arbeit auch unter anaeroben Stoffwechselbedingungen kognitive Funktionen verbessert werden können. Methodik: 36 gesunde, männliche Probanden im Alter von 25,5 3,2 Jahren wurden in drei Gruppen eingeteilt. Alle drei Gruppen absolvierten zuerst den gleichen kognitiven Test des Wiener Testsystems in körperlicher Ruhe. Anschließend wurde der gleiche Test unter verschiedenen Belastungsintensitäten (bei 25 Watt und bei einer Belastung analog zu 8,5 mmol/l Laktat) auf einem Fahrradergometer wiederholt. Zur Überprüfung der Gedächtnisleistung diente die fortlaufende visuelle Wiedererkennungsaufgabe, zur Messung der Aufmerksamkeit der Signal-Detection-Test und der Wiener Reaktionstest zur Erhebung der Reaktionszeit. Ergebnisse: Es konnten keine Interaktionseffekte zwischen den Gruppen und der unterschiedlichen Belastungsintensität festgestellt werden. Lediglich die Detectionszeit unter anaeroben Stoffwechselbedingungen wurde signifikant verkürzt (p<0,001). Weder aerobe noch anaerobe Arbeit konnte die Gedächtnisleistung, die Qualität von Aufmerksamkeitsprozessen oder die Ergebnisse im Reaktionszeittest beeinflussen.
Some researchers have reported that moderate physical exercise improves cognitive functioning. Because of exercise induced changes, such as increased cerebral blood flow, a reduced glucose metabolism and a compensatory combustion of ketone bodies and lactate, as well as an altered neurotransmitter constellation, the psyche and cognitive functioning seem to be influenced. So the question of this study is called: does anaerobic exercise improve cognition, too? Methods: 36 healthy male subjects aged 25.5 3.2 years were divided into three groups. All three groups completed a cognitive test of the Vienna Test System in physical rest. Then the same test under different workload (25 W or a workload similar to 8.5 mmol / l lactate) was repeated on a bicycle. We used a visual recognition task to check memory performance, the Signal-Detection-Task to measure attention and the reaction test to investigate reaction time. Results: There were no interaction effects between the groups and the different workloads. Only the detection time under anaerobic metabolic conditions was significantly reduced (p <0.001). Neither aerobic nor anaerobic exercise could enhance memory, the quality of attention processes or the results of the reaction time test
Einfluss körperlicher Aktivität auf den oxidativen Stress und die antioxidative Kapazität bei nicht-insulinpflichtigen Typ-2-Diabetikern - Peroxiredoxine als Radikalenpuffer in der Skelettmuskultur und den Erythozyten
No full textZusammenfassung der Dissertation
Einleitung: Ein hohes Aufkommen freier Radikale (oxidativer Stress) wird als kausal für die Manifestation und Progression des Typ-2-Diabetes mellitus als auch der Diabetes-bedingten Folgeerkrankungen (z.B. Makro- und Mikroangiopathien) angesehen. Peroxiredoxine (PRDX) sind Teil der endogenen antioxidativen Kapazität und haben in den letzten Jahren verstärkt Aufmerksamkeit erfahren. Bisher ist allerdings kaum etwas über die Regulation und Funktionsweise dieser antioxidativen Proteine im diabetischen Organismus oder über die Effekte von Sport auf das PRDX-System bekannt. Daher war es Ziel dieser Arbeit zu untersuchen, inwiefern oxidativer Stress (gemessen als 8-Isoprostaglandin-F2α (8-Iso-PGF)) und die PRDX-Gehalte in der Skelettmuskulatur sowie in den Erythrozyten nicht-insulinpflichtiger Typ-2-Diabetiker durch die Stoffwechselerkrankung verändert werden. Zudem stand der Einfluss körperlichen Trainings/der körperlichen Leistungsfähigkeit auf die oxidative Stress-Situation und die Verfügbarkeit von PRDX (unter Ruhebedingungen) in der Skelettmuskulatur/den Erythrozyten dieses Patientenkollektivs im Fokus des Forschungsvorhabens. Es wurde darüber hinaus eruiert, wie sich akute sportliche Aktivität unmittelbar auf den oxidativen Stress und den Oxidationszustand von PRDX in roten Blutzellen bei Typ-2-Diabetikern (vor und nach einer Trainingsintervention) auswirkt. Methoden: Übergewichtige/Adipöse nicht-insulinpflichtige Typ-2-Diabetiker und übergewichtige/adipöse nicht-diabetische Kontrollpersonen unterzogen sich im ausgeruhten Zustand einer Muskelbiopsie am Musculus vastus lateralis. Außerdem wurde den Probanden venöses Blut unter Ruhebedingungen als auch unmittelbar nach akuter Belastung (Stufentest auf dem Fahrradergometer) abgenommen. Für die Detektion und zur semiquantitativen Bestimmung von 8-Iso-PGF, der PRDX-Isoformen (PRDX1-6) sowie überoxidierter PRDX (PRDX-SO2-3) kamen immunohistochemische Färbungen zum Einsatz, denen sich eine densitometrische Auswertung anschloss. Auf die gleiche Weise erfolgte die Analyse der entsprechenden Makromoleküle nach 3-monatigen Trainingsinterventionen (je nach Studiendesign Kraft- oder Ausdauertraining mit submaximalen Intensitäten), an denen die Typ-2-Diabetiker teilnahmen. Ergebnisse: Der oxidative Stress-Level war in der Skelettmusulatur bei den Typ-2-Diabetikern niedriger im Vergleich zu den Kontrollpersonen, während er sich in den Erythrozyten nicht signifikant unterschied. In der Skelettmuskulatur konnten alle 6 PRDX-Isoformen, in den Erythrozyten nur PRDX1 und PRDX2 immunohistochemisch erfasst werden. Bei den Diabetikern waren die Gehalte an PRDX2 und PRDX6 in den Skelettmuskelzellen sowie an PRDX1 in den Erythrozyten in Relation zu den Nicht-Diabetikern erhöht. Körperliches Training führte nicht zu einer Verminderung von 8-Iso-PGF in der Skelettmuskulatur, wohl aber in den roten Blutzellen. Regelmäßige sportliche Betätigung steigerte bei den Diabetikern die PRDX5-Gehalte in den Skelettmuskelzellen und die PRDX2-Gehalte in den Erythrozyten. Zusätzlich durchgeführte Regressionsanalysen zu den erythrozytären Variablen (Ordinate: 8-Iso-PGF, PRDX1, PRDX2, PRDX-SO2-3), jeweils aufgetragen gegen glykämische Werte (Abszisse: Glykohämoglobin (HbA1c), Nüchternglukose) und gegen Determinanten der körperlichen Leistungsfähigkeit (Abszisse: maximale Sauerstoffaufnahme (VO2peak), Wattleistung bei 4 mmol/l Laktat), ergaben positive Zusammenhänge zwischen: 8-Iso-PGF – HbA1c, 8-Iso-PGF – Nüchternglukose, PRDX2 – VO2peak, PRDX2 – Wattleistung bei 4 mmol/l Laktat. Während akuter Belastung konnte eine Zunahme von 8-Iso-PGF in den Erythrozyten der diabetischen Patienten als auch der Nicht-Diabetiker konstatiert werden, während eine Zunahme an PRDX-SO2-3 nur in den Erythrozyten der Typ-2-Diabetiker zu beobachten war. Nach Trainingsintervention verringerte sich der belastungs-bedingte Anstieg im oxidativen Stress in Relation zur maximalen Belastungszeit beim Stufentest, wohingegen das Ausmaß der Anstiege von PRDX-SO2-3 während Akutbelastung in den roten Blutzellen der Diabetiker zunahm. Schlussfolgerungen: Das PRDX-System scheint unter den patho-physiologischen Bedingungen beim Typ-2-Diabetes mellitus in der Skelettmuskulatur und den Erythrozyten hochreguliert werden zu können. Zudem eignet sich körperliches Training, die Präsenz von PRDX zu steigern. Aufgrund anderer Studienergebnisse kann vermutet werden, dass die Fähigkeit von PRDX zur Überoxidation (wie bei den Typ-2-Diabetikern unter akuter Belastung in Erythrozyten gezeigt) möglicherweise darin von Nutzen ist, dass überoxidierte PRDX als protektive Chaperone agieren können. Insgesamt tragen die beobachteten Veränderungen im PRDX-System wahrscheinlich zu einer Stärkung der antioxidativen Abwehr beim Typ-2-Diabetiker bei und können sich vermutlich positiv auf die Prävention von Radikalen-induzierten Schädigungen in Ruhe und bei akuter körperlicher Belastung auswirken.
Summary of the doctoral thesis
Introduction: A high level of free radicals (oxidative stress) is said to be causally linked to the manifestation and progression of type 2 diabetes mellitus as well as to diabetic secondary complications (e.g., macro-and microangiopathies). Peroxiredoxins (PRDX) are part of the endogenous antioxidative capacity and have gained increasing attention in recent years. However, to date only very little is known about the regulation and functioning of these antioxidative proteins in the diabetic organism or about the effects of sports on the PRDX system. Hence, the present thesis aimed to examine the extent to which oxidative stress (measured as 8-iso-prostaglandin-F2α (8-Iso-PGF)) and the PRDX contents in the skeletal muscle as well as in the erythrocytes of non-insulin-dependent type 2 diabetic men are altered by the metabolic disease. Moreover, this research project focused on the effect of physical training/physical fitness on the oxidative stress situation and the PRDX contents in the skeletal muscle/ erythrocytes of this particular patient group (at rest). It was further investigated how acute exercise directly affects oxidative stress and the oxidation state of PRDX in red blood cells of type 2 diabetic men (before and after a training intervention). Methods: Overweight/Obese non-insulin-dependent type 2 diabetic men and overweight/obese non-diabetic male control subjects underwent a muscle biopsy from the vastus lateralis muscle under resting conditions. In addition, venous blood was collected from the subjects at rest as well as immediately after acute exercise (step test on a bicycle ergometer). Immunohistochemical stainings were carried out to identify 8-Iso-PGF, the different PRDX isoforms (PRDX1-6) and overoxidized PRDX (PRDX-SO2-3), followed by a densitometric semiquantitative analysis. The same methods were applied to determine the amount of the respective macromolecules in type 2 diabetic men following a 3-month training intervention (submaximal intensity resistance or endurance training, depending on the study design). Results: The oxidative stress level was lower in the skeletal muscle of type 2 diabetic men compared with the control subjects, while it did not significantly differ in the erythrocytes. In the skeletal muscle, all 6 PRDX isoforms were immunohistochemically determined, whilst this only applied to PRDX1 and PRDX2 in the erythrocytes. The contents of PRDX2 and PRDX6 in the skeletal muscle cells of the diabetic patients as well as the PRDX1 contents in their erythrocytes were increased relative to the non-diabetic group. Physical training did not reduce 8-Iso-PGF in the skeletal muscle, but it did in the red blood cells. Regular physical activity raised the PRDX5 contents in the diabetic patients` skeletal muscle cells and the PRDX2 contents in their erythrocytes. Supplemental regression analyses regarding the erythrocyte variables (ordinate: 8-Iso-PGF, PRDX1, PRDX2, PRDX-SO2-3), each plotted against glycemic variables (abszissa: glycated hemoglobin (HbA1c), fasting glucose) and against determinants of physical fitness (abszissa: maximal oxygen consumption (VO2peak), the workload at 4 mmol/l lactate), showed positive relationships between: 8-Iso-PGF – HbA1c, 8-Iso-PGF – fasting glucose, PRDX2 – VO2peak, PRDX2 – the workload at 4 mmol/l lactate. An increase in 8-Iso-PGF was observed in the erythrocytes of type 2 diabetic patients as well as of non-diabetic subjects during acute exercise. However, an increase in overoxidized PRDX was evident only in the erythrocytes of type 2 diabetic men. Following physical training, the magnitude of exercise-induced oxidative stress decreased in relation to maximal exercise-time, as determined during the step test, whereas the magnitude of increases in PRDX-SO2-3 in the red blood cells of type 2 diabetic men was higher. Conclusions: It seems that the PRDX system can be up-regulated in the skeletal muscle and erythrocytes under the patho-physiological conditions of type 2 diabetes mellitus. Physical training furthermore increases PRDX availability. In accordance with other research results, it can be assumed that the ability of PRDX to overoxidize (as shown in the erythrocytes of type 2 diabetic men during acute exercise) could be useful considering that overoxidized PRDX can act as protective chaperones. Taken together, the changes observed in the PRDX system may contribute to the strengthening of the antioxidative defense capacity of type 2 diabetic men and can probably have a positive effect on the prevention of radicals-induced damages at rest and during acute exercise
Bedarfsgerechte Heilmittelverordnung bei Rücken- und Kniebeschwerden; Prognose unter ambulanter physiotherapeutischer Behandlung (Needs-orientated prescription of physical therapy; Prognosis for patients with back- or knee-problems receiving physiotherapy)
Get PDFABSTRACT DEUTSCH
Hintergrund und Ziel: Ein Instrument, das den Arzt in der Praxis dabei unterstützen soll, Heilmittel bedarfsgerecht zu verordnen, ist der Heilmittelkatalog. Trotz der darin getroffenen Vorgaben bleiben viele Aspekte im Verordnungsprozess intransparent.
Verschiedene Angaben, die für eine strukturierte Bedarfsanalyse relevant sind, wurden bislang in Deutschland nicht breitflächig erfasst. Es fehlen Informationen dazu, wie stark Patienten, die eine ambulante Physiotherapie aufgrund muskuloskelettaler Beschwerden oder Traumata in Anspruch nehmen, im Alltag beeinträchtigt sind, welche Ansätze in der Therapie gewählt werden und welche Prognose für die Patienten zu stellen ist.
Im empirischen Teil der Arbeit soll daher verfolgt werden, ob bzw. in welchem Ausmaß sich die Alltagsbeeinträchtigung von Rücken- oder Kniepatienten, die Physiotherapie in Anspruch nehmen, verringert und anhand welcher Faktoren sich die Alltagsbeeinträchtigung für den Zeitpunkt ein halbes Jahr nach Behandlung vorhersagen lässt. Zudem sollen die in der Therapie verfolgten Behandlungsansätze umfassend dokumentiert werden.
Methode: Durchgeführt wurde eine prospektive multizentrische Beobachtungsstudie mit Sechs-Monats-Katamnese. Aufgenommen wurden Patienten im Alter zwischen 18 und 65 Jahren, für die eine Diagnose mit Bezug zum Knie, zur Lenden- oder zur Brustwirbelsäule gestellt wurde.
Die Befragung der Patienten erfolgte vor Therapie, nach Therapie und zur Katamnese. Als zentrale Instrumente kamen dabei die 16-Item-Kurzversion des Funktionsfragebogens Bewegungsapparat (primärer Endpunkt), eine Elf-Stufen-Box-Skala zur Schmerzintensität sowie der Arbeitsbewältigungsindex zum Einsatz.
Veränderungen im Verlauf wurden anhand einer ANCOVA auf signifikante Unterschiede hin überprüft. Zur Bestimmung prognostischer Faktoren wurden multiple lineare Regressionsmodelle berechnet.
Ergebnisse: Es konnten Daten von 798 Rücken- und 343 Kniepatienten aus 84 Praxen ausgewertet werden.
Die führenden Therapieansätze sind für die Rückenpatienten Manuelle Therapie, Kräftigung und Dehnung; für die Kniepatienten Kräftigung, Dehnung und häusliche Übungen.
Die Alltagsbeeinträchtigung der Rücken- und Kniepatienten verringert sich unter Therapie signifikant, das Ausmaß der Veränderungen liegt bei SRM = 0,93 bzw. SRM = 1,26. Im folgenden halben Jahr ergeben sich keine Veränderungen (SRM < 0,1).
Für Rückenpatienten sind die Alltagsbeeinträchtigung vor Therapie, psychische Erkrankungen als Nebendiagnose und die Beschwerdedauer besonders ausschlaggebende Prädiktoren, für die Kniepatienten die Eigenprognose zur Arbeitsfähigkeit in zwei Jahren, der Body-Mass-Index, eine rheumatische Erkrankung als Nebendiagnose und die psychischen Reserven.
Die prognostischen Faktoren leisten eine Varianzaufklärung von 36 bzw. 41 Prozent.
Diskussion: Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Alltagsbeeinträchtigung von in Norddeutschland physiotherapeutisch behandelten Rücken- und Kniepatienten im Verlauf der Therapie in klinisch relevantem Umfang verringert und danach im Mittel stabil bleibt.
Welchen Anteil die Therapie an dieser Entwicklung hatte, kann aufgrund des gewählten Designs nicht exakt bestimmt werden. Werden aber die gewählten Behandlungsansätze mit der international verfügbaren Evidenz abgeglichen, so ist insb. für die Gruppen der Rückenpatienten und der Kniepatienten mit degenerativen Beschwerden von einem Einfluss auszugehen.
Die Ergebnisse der Regressionsanalyse zeigen auf, dass die Prognose für die Rücken- wie auch für die Kniepatienten nicht als homogen betrachtet werden kann. Anhand der erarbeiteten biopsychosozialen Faktoren lässt sich die Vorhersage der Alltagsbeeinträchtigung individualisieren.
Fazit: Im Zuge der Arbeit konnten umfassende Informationen zusammengetragen werden, die es in Zukunft ermöglichen, den Bedarf an ambulanter Physiotherapie transparenter zu bestimmen. Es konnte gezeigt werden, welche Therapieansätze in der Praxis verfolgt werden und wie sich der Gesundheitszustand unter diesem Einfluss verändert. Auf der Grundlage der erarbeiteten Regressionsmodelle ist zukünftig eine Spezifizierung der Prognose für den individuellen Patienten möglich.
ENGLISH ABSTRACT
Background and objective: An instrument aiming to assist the German physician in prescribing needs-orientated physical therapy is the physical therapy catalogue (“Heilmittelkatalog”). Despite the given guidelines, many aspects in the prescribing process remain non-transparent.
Diverse issues, which are considered to be fundamental for a structured needs-assessment for physiotherapy, have not been gathered comprehensively in Germany so far. These include information on the extent to which outpatients feel impaired by their musculoskeletal complaints or injuries in daily life, which therapeutic approaches are used during treatment and which prognosis these patients have.
The aim of this study was to document the extent of patient’s impairment with back- and knee-problems undergoing physiotherapy changes and to understand which factors predict impairment six months after treatment. Moreover the therapeutic approaches which were used during treatment were to be identified.
Method: A prospective-multicenter observational trail with a six-month-catamnesis was conducted. Patients between 18 and 65 years with lower-back, thoracic-back or knee-related diagnosis were included.
Patients received a questionnaire consisting of the 16-Item-version of the Musculoskeletal Function Assessment Questionnaire (primary outcome), an 11-step-box-scale for pain-intensity and the Work-ability-index, before therapy, after therapy and at catamnesis.
An ANCOVA was calculated to examine changes during the course of the study, a multiple linear regression-model to determine prognostic factors.
Results: Data from 798 back- and 343 knee-patients out of 84 physiotherapy practices was analysed.
The leading therapeutic approaches for back-patients were manual therapy, strengthening and stretching; for knee-patients strengthening, stretching and home exercises.
Impairment during daily life decreased significantly during therapy for back- and knee-patients, the extent could be described as SRM = 0,93 respectively SRM = 1,26. No change was observed in the following six months (SRM < 0,1).
Crucial predictors for back-patients are impairment in daily life before therapy, mental illness as comorbidity and duration of complaints; for knee-patients these are self-prognosis on workability in two years, Body-Mass-Index, rheumatic diseases as comorbidity and mental ressources.
Prognostic factors explained 36 respectively 41 percent of variance.
Discussion: The impairment in daily life of patients treated with physiotherapy in Northern-Germany decreases clinically significantly during therapy and remains stable thereafter. Because of the single-arm design it can not be explained to which extent the changes are due to therapy. However, when taking into account the internationally accessible evidence, one can assume that therapy had an influence, especially for back-patients and knee-patients with degenerative complaints.
The results of the regression-analysis show, that prognosis for back- and also knee-patients are heterogeneous. The identified biopsychosocial factors can be used to individualise the prediction of impairment in daily life.
Conclusion: Comprehensive information was gathered, which enables to determine the need for outpatient physiotherapy in future more transparently. The therapeutic approaches which are applied in practice and their influence on change in health condition were shown. Prospectively, based on the developed regression-models it is possible to specify the prognosis for the individual patient
Kalibrierungsprozesse in seriellen Urteilssituationen
No full textZusammenfassung:
In seriellen subjektiven Leistungsbewertungen zeigen sich systematische Verzerrungen, welche die Fairness-Kriterien und die Güte dieser Bewertungen gefährden. Diese Verzerrungen drücken sich hauptsächlich durch eine Tendenz zur Mitte der Bewertungsskala zu Beginn einer Urteilserie aus. Gute Leistungen werden damit zu Beginn schlechter und schlechte Leistungen zur Beginn besser bewertet. Erst später in der Urteilsserie werden gute Leistungen auch gut und schlechte Leistungen auch schlecht bewertet. Diese Vermeidung extremer Urteile zu Beginn einer Serie von Bewertungen lässt sich mit einer mangelnden Kalibrierung der internen Urteilsskala auf den Bewertungskontext erklären. Nach dieser Idee wird angenommen, dass alleine die Erwartung einer Serie von Urteilen zu dieser Vermeidungstendenz im ersten Urteil führt, Expertise keinen Einfluss auf Kalibrierungsprozesse hat, diese Prozesse nach einer spezifischen Anzahl an Urteilen abgeschlossen sind und das Wissen über den Leistungsrange (beste/ schlechteste Leistung) der kommenden Urteilsserie eine Kalibrierung nicht erforderlich macht. In vier experimentellen Studien konnten diese Annahmen verifiziert werden. Mit den gewonnen Ergebnissen bietet sich diese Idee an, Verzerrungen in seriellen Urteilssituationen mit Kalibrierungsprozessen zu beschreiben, vor allem im Hinblick auf Möglichkeiten, serielle subjektive Leistungsbewertungen fairer zu gestalten.
Abstract:
In serial subjective performance evaluations, systematic biases occur that violate the fairness and quality of these assessments. These biases mainly result in average ratings in the beginning of a series of evaluations. This means that in the beginning of a series, good performances are rated worse and bad performances are rated better than they actually are. Only later in a series are good performances rated good and bad performances rated bad. The avoidance of extreme judgments in the beginning of a serial evaluation can be explained by an insufficient calibration of the internal judgment scale onto the given judgment context. According to the calibration hypothesis, the expectation of a series of judgments leads to this avoidance, without expertise having an influence on calibration processes; also, calibration processes are complete after a specific number of judgments and knowledge about the range (best / worst performance) of the following series avoids effects of a calibration. These assumptions could be validated in four experimental studies. Based on the obtained results, the calibration idea seems to be an adequate way to account for biases in serial judgment situations with need for calibration processes, in particular with respect to the possibility to ensure more fair and consistent serial subjective performance evaluations
A Socio-Economic Analysis of Attendance Behaviour in Commercial Fitness Clubs - Why Some Members Utilize Their Membership only Little
No full textAbstract
The study examines the question why some members utilize their fitness club membership only little. This behaviour seems to be odd under microeconomic theory where human beings are assumed to maximize profits. An estimated 30% of fitness club members in Germany utilize their membership rarely but still do not intend to cancel despite paying considerable monthly fees. In order to answer the question of the thesis, utility functions are employed embedding not only traditional economic factors such as money and time but also variables from social sciences, particularly from motivation theory and sport science. Further, recent findings from flat rate studies are elaborated whether to explain for non-attendance behaviour.
The study adds to a young field in economics, namely to behavioural economics. Economic studies so far predominantly examined on consumption behaviour and the quantity thereof but not on the utility of non-consumption behaviour.
To make sound predictions on non-attendance behaviour, the sample is split into two sub-samples since it can be assumed that frequent and infrequent attendees have very different motives with respect to attendance and non-attendance, respectively. Thus, first, a comparative analysis emphasizes the differences with respect to characteristics and motives between frequent and infrequent users. Second, a log-linear regression analysis is employed with infrequent attendees only in order to identify significant determinants that can predict non-attendance behaviour.
The study is not only interesting from a theoretical perspective, it also gives implications and recommendations for fitness club managers and fitness club consumers. The analysis gives insight into non-consumption behaviour. This is particularly interesting to fitness club managers to be able to identify customers who use little but pay regular fees and to possibly implement succesful acquisition and relationship management strategies. On the other hand, fitness club consumers can derive conclusions from the study in order to become aware of their behaviour and to possibly behave more cost-efficiently in the future.
Zusammenfassung
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, warum einige ihre Fitnessclub Mitgliedschaft nur wenig nutzen. Dieses Verhalten scheint im Widerspruch zu den traditionellen mikro-ökonomischen Annahmen zu stehen, nämlich dass Konsumenten versuchen, ihren Nutzen zu maximieren. Geschätzte 30% der Fitnessclub Mitglieder nutzen ihre Mitgliedschaft nur wenig und haben dennoch nicht vor zu kündigen, trotz erheblicher fortlaufender Mitgliedsgebühren. Zur Beantwortung der Frage werden Nutzenfunktionen angewandt; hierzu werden nicht nur die traditionellen ökomischen Variablen wie Geld und Zeit heran gezogen, sondern auch Erkenntnisse aus der Motivationstheorie, den Sport- und Sozialwissenschaften sowie neuere Erkenntnisse aus der Internet- und Mobilfunktarifforschung zu Zusatznutzen-Effekten.
Die Studie reiht sich in ein bisher in der Ökonomie nur marginal behandeltes Thema ein, in die Verhaltensökonomie. Zudem haben sich ökonomische Studien bisher vorwiegend mit der Frage beschäftigt, warum jemand konsumiert und wie viel, aber nicht, welchen Nutzen möglicherweise Nicht-Konsum mit sich bringt.
Um Vorhersagen zur Wenignutzung machen zu können, wird in der Untersuchung zunächst eine Teilung der Stichprobe vorgenommen, da die Vermutung nahe liegt, dass Vielnutzer und Wenignutzer sehr unterschiedliche Motive zur Teilnahme bzw. Nicht-Teilnahme haben und somit die Ergebnisse nur unzureichend zu einer Aussage heran gezogen werden können. Zuerst wird eine Vergleichsanalyse zwischen den Viel- und Wenignutzern durchgeführt, gefolgt von einer isolierten log-linearen Regression mit den Wenignutzern, um signifikante Determinanten zu finden, die Tendenzen zur Nicht-Teilnahme abbilden können.
Die Arbeit ist allerdings nicht nur im Hinblick auf die mikro-ökonomische Theorie interessant, sondern auch aus praktischer Sicht. Die Arbeit kann sowohl für Fitnessclub Manager als auch für Fitnessclub Mitglieder aufschlussreich sein und Empfehlungen liefern. Die Analysen geben Hinweise auf Determinanten, die die Nicht- bzw. Wenig-Teilnahme bestimmen. Dies ist insbesondere für Fitnessclub Manager von hoher Relevanz, um Kunden, die selten nutzen, aber regelmäßig Mitgliedschaftsgebühren bezahlen, für Akquise- und Kundenpflege-Aktivitäten identifizieren zu können. Zum Anderen können Fitnessclub Mitglieder wichtige Schlussfolgerungen aus der Analyse ziehen, um Aufschluss über ihr Verhalten zu erlangen und sich in Zukunft möglicherweise kosten-effizienter zu verhalten
Gelungener Brückenschlag. Sport in den deutsch-israelischen Beziehungen.
No full textRobin Streppelhoff, Gelungener Brückenschlag. Sport in den deutsch-israelischen Beziehungen, St. Augustin: ACADEMIA 2012
Die Annäherung Deutschlands und Israels gehört nach der historischen Katastrophe der Shoah zu den erstaunlichsten Phänomenen der jüngeren Geschichte. Zu diesem Prozess haben nicht nur gemeinsame wirtschaftliche und strategische Interessen beigetragen, sondern auch Kontakte auf gesellschaftlicher und kultureller Ebene, die der politischen Entwicklung vorangingen und sie nach der Aufnahme diplomatischer Beziehungen zusätzlich unterstützten.
Robin Streppelhoff hat nach umfangreichen Recherchen in Archiven der Politik und des Sports sowie durch Auswertung von Presseberichten und Zeitzeugeninterviews in beiden Ländern eine erste systematische Darstellung der Rolle des Sports in der Frühphase der deutsch-israelischen Beziehungen vorgelegt. Dabei wird deutlich, wie Initiativen Einzelner, die Zusammenarbeit von Sportverbänden und -vereinen, staatlich geförderte Programme des Jugendaustauschs und Städtepartnerschaften ein einzigartiges Feld der Begegnung schufen und eine politische Wirkung entfalteten, die im öffentlichen Bewusstsein beider Länder bisher kaum wahrgenommen wurde.
Der „Gelungene Brückenschlag“ ist eine hervorragende Grundlage für weiterführende Studien – nicht nur im Hinblick auf das Verhältnis von Sport und Politik, sondern auch im richtungweisenden Sinne einer „Internationalen Geschichte“.
Robin Streppelhoff, Gelungener Brückenschlag. Sport in den deutsch-israelischen Beziehungen, St. Augustin: ACADEMIA 2012
(A Successful Bridge. Sport in German-Israeli Relationships)
Against the background of the Holocaust, the rapprochement between Germany and Israel has been one of the most astonishing processes of recent times.
While research has largely focussed on the bilateral contacts at a political level, no-one until now has examined cultural relationships in this context. This study shows the importance of links in sports – between individual athletes, coaches or sporting bodies – in fostering mutual understanding and rebuilding trust between Germany and Israel – well before diplomatic relations were established in 1965.
The author examines the building of bridges through sport between the two nations from the immediate post-war post-Holocaust period until the 1970s, away from the focus of the media and discourses on nationalism. He traces these roots to the re-emergence of Jewish sporting clubs in post-war Germany and how the German Jewish sporting body became part of the Maccabi World Union (MWU). In this context, the MWU’s claim for restitution is reconstructed from the first official letter up until the final ruling of the Berlin court in 1970.
As early as the 1950s, some Israelis – mostly of German descent – who wanted to become sports coaches came to Germany for a professional education. The emerging friendships built a base for institutional contacts between the sport governing bodies once the political barriers had fallen in 1969, when Israel officially allowed cultural contacts with Germany.
Most personal contacts were made through the sport youth exchange, which also started before formal political links at ambassadorial level had been established.
The political quality of the sporting contacts is thoroughly explored using reports showing that German ambassadors were very much in favour of these cultural relationships.
This research is based on files from political archives such as the Israeli State Archive, Germany’s political archive of the Foreign Ministry as well as the archive of the Federal Ministry of the Interior and the archive of the Federal State of North Rhine-Westphalia.
Moreover, documents from sport archives are presented for the first time. The most important among these are the Zvi-Nishri archive (Wingate Institute), the archive of the Maccabi World Union (Ramat Gan), the Willi Daume archive and the archive of the German Olympic Sport Confederation
Entwicklung und Anwendung eines nicht-invasiven Verfahrens zur Abschätzung der muskulären Sauerstoffaufnahmekinetik im aeroben Belastungsbereich
Get PDFDie Kinetik der respiratorisch gemessenen O2-Aufnahme (V'O2-Kinetik) nach Belastungswechseln erlaubt Rückschlüsse auf die aerobe Leistungsfähigkeit. Bei der Interpretation der respiratorischen V'O2-Kinetik wird in der Regel davon ausgegangen, dass es sich bei dieser um ein einfaches, zeitlich verzögertes Abbild der muskulären _O2-Kinetik handelt. Die schnellere V'O2-Kinetik nach einem Ausdauertraining wäre dann ausschließlich und unverzerrt einer schnelleren muskulären O2-Aufnahme zuzuschreiben. Diese Annahme übersieht jedoch, dass es auf dem Weg vom Muskel zur Lunge Einflüsse gibt, welche das muskuläre V'O2-Signal verzerren und dadurch Unterschiede zwischen muskulärer und respiratorischer V'O2-Kinetik erzeugen. Die muskuläre und respiratorische V'O2-Kinetik unterscheiden sich aufgrund der Dynamiken des Herzzeitvolumens, des venösen Transports sowie der O2-Speicherfunktion im venösen Blut und der Lunge.
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die muskuläre V'O2-Kinetik abzuschätzen. Dazu wurde neben der respiratorischen V'O2 das Herzzeitvolumen nicht-invasiv bestimmt. Gleichzeitig wurden die Verzerrungen durch ein Übertragungsmodell erfasst. Zur Analyse der dynamischen Vorgänge der V'O2-Kinetik wurden Kreuzkorrelations-funktionen genutzt. Die Kombination dieser Verfahren erlaubt ein Zurückrechnen von der respiratorischen auf die muskuläre V'O2-Kinetik. Zugleich wurde eine Abschätzung physiologischer Modellvariablen (venöses muskuläres Blutvolumen, Perfusion der nicht an der Arbeit beteiligten Körpersegmente) erzielt. Zur Abschätzung der Fehler-variation der muskulären _O2-Kinetik wurden Variationen des Herzzeitvolumens durchgeführt.
In der praktischen Umsetzung wurden 17 Probanden getestet, die dynamische Belastungswechsel zwischen 30 Watt und 80 Watt auf dem Fahrradergometer absolvierten. Dabei wurde die Herzfrequenz (HR, Elektrokardiographie) und das Schlagvolumen (SV, Impedanzkardiographie) beat-to-beat sowie der Gasaustausch breath-by-breath aufgezeichnet. Das Herzzeitvolumen wurde als Produkt von HR und SV berechnet. Insgesamt haben 12 von 17 Probanden alle entwickelten Kriterien erfüllt. Die restlichen 5 Probanden zeigten geringe Abweichungen in der Zeitreihen-analyse.
Die Anwendung des neuen Analyseverfahrens veranschaulicht, dass
a) das Übertragungsmodell erfolgreich eingesetzt werden konnte,
b) die Modellvariablen im physiologisch plausiblen Rahmen liegen,
c) eine sinnvolle Abschätzung der muskulären V'O2-Kinetik möglich ist,
d) sich die muskuläre und die respiratorische V'O2-Kinetik signifikant unterscheidet.
Zur weiteren Validierung des hier vorgestellten Verfahrens könnten die folgenden Verfahren herangezogen werden: Bestimmung der [PCr]-Kinetiken, invasive Messung mittels Thermodilution zur Blutgasanalyse, Verwendung eines PRBS-Belastungsmusters, Anwendung einer Rückatemmethode zur Bestimmung von Herzzeit- und Schlagvolumen sowie der Messung der Atemgase inklusive Ventilation.
Die Ergebnisse verdeutlichen, dass es möglich ist, nicht-invasiv gute Abschätzungen der muskulären V'O2-Kinetik zu erzielen. Bei Variation des Herzzeitvolumens ändert sich die Schätzung der muskulären VO2-Kinetik um maximal 2%. Dabei zeigte Vvmusc (venöses muskuläres Blutvolumen) die größte Veränderung unter den Modellvariablen.
Aufgrund des moderaten Leitungsbereichs und der Nicht-Invasivität kann das Verfahren breit eingesetzt werden. Neben den sportwissenschaftlichen Einsatz-gebieten könnte es auch in der Medizin, in der Rehabilitation und im Breiten- und Alterssport angewendet werden.
Summary
The respiratory measured oxygen uptake (_O2) kinetics allows conclusions about the aerobic performance. Generally, by interpretation of the respiratory _O2-kinetics it is assumed that this is a simple, time-shifted version of muscular _O2-kinetics. In this case after endurance training the faster _O2-kinetics would be ascribing to faster muscular _O2-kinetics. However, this assumption ignores the time-delaying and distortive effects between exercising muscles and the lung site, which deform the muscular _O2-signal. The differences between respiratory and muscular _O2-kinetics are caused by the dynamic of cardiac output, venous return and the O2-stores in the venous blood volume and in the lungs.
The goal of this study was estimating muscular _O2-kinetics. For this purpose, respiratory oxygen uptake kinetics and cardiac output was measured non-invasively. A transfer model was developed and applied to determine the distortive effects. For analysis of the kinetics responses cross-correlation functions were used. The combination of these procedures permits a backward calculation of muscular _O2-kinetics. In addition, an assessment of physiological model variables was obtained, like muscular venous blood volume (Vvmusc) and perfusion of the non-exercising body segments (Q’rem). Error estimation for muscular _O2-kinetics was conducted by changes in cardiac output.
17 subjects completed dynamic workload changes between 30 and 80 Watts on a cycle ergometer successfully. While doing so, heart rate (HR) and stroke volume (SV) as well as gas exchange were measured beat-to-beat and breath-by-breath, respectively. Cardiac output was calculated by multiplying HR and SV.
12 of 17 subjects conformed to the developed criteria for estimating muscular _O2-kinetics. The remaining 5 subjects showed deviations in the time-series analysis.
The application of the newly developed procedure shows that
a) the transfer model was applied successfully,
b) the model variables are in a plausible physiological range,
c) a reasonable assessment of muscular _O2-kinetics is possible,
d) a significant difference between respiratory and muscular _O2-kinetics was observed.
For further validation of the procedure presented here, the following methods could be used: Estimating of [PCr]-kinetics, invasive assessment by thermo dilution for blood gas analysis, using a PRBS workload protocol, application of a rebreathing technique for estimation of cardiac output and stroke volume as well as measuring gas exchange and ventilation.
The results show that a good assessment of muscular _O2-kinetics is possible by using non-invasive procedures. The error estimation of cardiac output reveals that maximal differences of 2% in the muscular _O2-kinetics occur. Thereby, Vvmusc showed the major alteration of the model variables.
Due to low to moderate exercise intensity and non-invasive procedures a variety of possible application areas are given besides sport science, e. g. medicine, rehabilitation as well as recreational and age sport
Exercise and pharmacological induced activation of the nitric oxide synthase
No full textZusammenfassung der Dissertation
Einleitung: Stickstoffmonoxid (NO) ist ein zentraler Botenstoff im kardiovaskulären System. Es reguliert unter anderem den Gefäßtonus, die Gefäßproliferation, die Adhäsion von korpuskulären Blutbestandteilen und wirkt protektiv in Hinblick auf die Atherosklerose. Im Folgenden soll die endotheliale Nitric Oxide Synthase (eNOS) auf Ihre Aktivierungsmechanismen durch pharmakologische Intervention (I.), körperliches (Hypoxie-)Training (II.) sowie vorhandene Geschlechterunterschiede untersucht werden (III.). Methoden: In der vorliegenden Arbeit wurde zunächst die Wirkung des Betablockers Nebivolol an isolierten endothelialen Zellen mit immunhistochemischen Methoden dargelegt. Darüberhinaus wurde für Crataegus (=Weissdorn) die Veränderung des Vasotonus am isolierten Gefäss direkt erfasst und die Wirkung auf die eNOS durch Zellkulturuntersuchungen verifiziert. In einer grossen Nicht-Interventionsstudie mit über 5000 Patienten wurde der Therapieerfolg einer Behandlung mit Nebivolol untersucht. In einer weiteren klinischen Studie wurde durch Hypoxietraining von Patienten mit Diabetes mellitus Typ 2 die Auswirkung auf die erythrozytäre NOS überprüft. Im Modell der Beta(1/2/3)-Rezeptor Knockout Maus wurden die eNOS Aktivierung in Abwesenheit jeglicher beta-adrenerger Signalwege sowie mögliche Geschlechterunterschiede nachgewiesen. Ergebnisse: Es konnte gezeigt werden, dass Nebivolol durch einen agonistischen Effekt am beta3-Rezeptor und konsekutive Aktivierung der eNOS vasodilatierende Eigenschaften besitzt. Verbesserung der Lipidwerte sowie die Inhibition der Thrombozytenaggregation sind ebenfalls Nebenwirkungen im positiven Sinne. Weiterhin gelang es die pharmakologischen Aktivierung der eNOS durch Crataegus Extrakt WS1442 an humanen Gefäßen zu demonstrieren. Durch einen klinischen Trainingsversuch konnten wir erstmals eine vermutlich pathologische Regulation der erythrozytären NOS unter Belastung beim untrainierten Diabetikern dokumentieren. Nach Intervention zeigte sich hier eine Normalisierung unter Belastung. In Hinblick auf Geschlechterunterschiede zeigten in unseren Versuchen weibliche Mäuse eine generell erhöhte eNOS Aktivität sowohl in den normalen Tieren der Kontrollgruppe als in Beta-Rezeptor Knockout Tieren. Zusammenfassung: In dieser Arbeit konnten in umfassenden Untersuchungen die Aktivierungswege der eNOS durch Pharmaka (Nebivolol, Crataegus) sowie durch (Hypoxie-)Training gezeigt werden. Nebivolol erwies sich als effektives Antihypertensivum für Patienten im Senium und mit endothelialer Dysfunktion. Geschlechterunterschiede zeigten sich in der basalen eNOS Aktivierung.
Summary of the doctoral thesis
Introduction: Nitric Oxide (NO) is a central messenger substance in the cardiovascular system. NO is critical in the regulation of the vascular tone, angiogenesis, intimal proliferations, as well as the adhesion of thrombocytes and protects from atherosclerosis. We have examined the endothelial Nitric Oxide Synthase (eNOS) in regard to activation mechanisms by pharmacological therapy (I.), exercise training under hypoxic conditions (II.), and the effect of gender differences (III.). Methods: Here we have assessed the effect of the beta blocking drug nebivolol on isolated endothelial cells with methods of immunehistochemistry. Moreover we have studied changes in the vascular tone of isolated vessels, when incubated with crataegus extract. Results were verified with isolated cell experiments as well. In a large non-intervention study with more than 5000 participants we analysed the clinical success of treatment with nebivolol. In a prospective clinical study we assesed the effect of intermittent hypoxia exercise training on the erythrocyte nitric oxide synthase (eryNOS) in patients with type 2 diabetes. Possible gender differences in the eNOS activation were examined in a total-beta-adrenoreceptor mouse knockout model. Results: We were able to demonstrate the agonistic effect of nebivolol at the beta(3)-adrenoceptor resulting in an vasodilatory response by eNOS activation. Moreover treatment with nebivolol resulted in an improved metabolic profile in patients. Incubation of human isolated vessels with crataegus extract WS1442 facilitated an direct activation of eNOS and subsequent vasodilatation. Our exercise training study in diabetes patients revealed a pathological regulation of the eryNOS in untrained individuals. After the study intervention eryNOS activation was normalized. In regard to possible gender differences of eNOS activation in our studies female mice exhibited in general an increased eNOS activity in control animals as well as total-adrenoceptor deficient mice. Conclusion: In this work we studied in detail the activation pathways and mechanisms of eNOS activation by pharmacological intervention (nebivolol, crataegus) as well as physical exercise (under hypoxic conditions). Nebivolol was shown to be an efficient antihypertensive drug, especially in older patients and in the setting of endothelial dysfunction. Gender differences became visible in the levels of basal eNOS activatio
Working Memory and the Control of Attention in Sport: From General Mechanisms to Individual Differences
No full textEnglish Abstract:
The major aim of the present research programme was to investigate the theoretical framework of working memory as it relates to the control of attention in sport because attention research in sport has been criticized for lacking a suitable theoretical framework (Bocher, 2008). Chapter 2 introduces the concept of working memory in combination with dual-process theories of cognitive control (Kahneman, 2011) and establishes how these two bodies of literature can be combined to form a guiding theory for attention research in sport. In Chapter 3 a central mechanism is highlighted how working memory is involved in the control of attention in sport. Seven experiments demonstrate that the activated contents—visual objects and verbal instructions—in working memory control the focus of attention in sport decision making situations. Chapter IV reviews literature showing that working memory capacity is an important individual difference variable that is predictive of controlling attention in a goal-directed manner and avoiding distraction and interference. Two experiments demonstrate that athletes with a high working memory capacity are more successful at staying focused, avoiding distraction, and impulsive errors in specific sport situations. Chapter V discusses whether differences in working memory capacity as they related to the control of attention contribute to sport expertise. The conducted studies do not indicate that working memory capacity contributes to sport expertise as high level athletes did not differ to both low level athletes and non-athletes on this basic capacity. Chapter VI specifies how the research program has broadened and extended the sports attention and expertise literature, having both theoretical and practical implications, and offering some promising avenues for future investigations.
German Abstract:
Die kumulative Dissertation hatte zum Ziel, die Relevanz des Arbeitsgedächtnisses im Hinblick zur Aufmerksamkeitskontrolle im Sport zu untersuchen, da bislang kein geeigneter, theoretischer Rahmen in der sportspezifischen Aufmerksamkeitsforschung etabliert wurde (Bocher, 2008). In Kapitel II wird dargelegt, wie das kognitionspsychologische Modell des Arbeitsgedächtnisses mit dualen Prozess-Theorien der kognitiven Kontrolle (Kahneman, 2011) in Verbindung gebracht werden kann, um eine leitende Theorie in der sportspezifischen Aufmerksamkeitsforschung zu bilden. Kapitel III stellt sieben Experimente vor, welche einen zentralen Mechanismus aufzeigen, wie die aktivierten Inhalte des Arbeitsgedächtnisses - visuelle Objekte und verbale Instruktionen - den Aufmerksamkeitsfokus in sportspezifischen Entscheidungssituationen kontrollieren. In Kapitel IV wird argumentiert, dass die Arbeitsgedächtniskapazität eine wichtige differenzielle Variable ist und eine exzellente Vorhersagekraft aufweist, in wie weit Personen in der Lage sind, ihre Aufmerksamkeit zielgerichtet einzusetzen. Zwei Experimente zeigen, dass Sportler mit einer hohen Arbeitsgedächtniskapazität ihre Aufmerksamkeit besser fokussieren konnten, weniger ablenkbar waren und weniger anfällig für impulsive Fehler waren. Kapitel V geht der Frage nach, ob im Sport Expertise-Unterschiede bezüglich der Arbeitsgedächtniskapazität evident sind. Die durchgeführten Studien deuten nicht darauf hin, dass die Arbeitsgedächtniskapazität zur Sport-Expertise beiträgt, da keine Unterschiede hinsichtlich dieser generellen Kapazität zwischen hochklassigen, niedrigklassigen und Nicht-Sportlern feststellbar waren. In Kapitel VI werden zunächst die theoretischen und praktischen Implikationen der Dissertation dargestellt und konkretisiert wie das Forschungsprogram sowohl die Aufmerksamkeitsforschung und die Expertiseforschung im Sport erweitert hat, bevor zukünftige Forschungsfragen behandelt werden