Franz Marschall, Kirsten Ohlendorf, Henning Ott & Stefan Schönthaler
Sportwissenschaftliches Institut der Universität des Saarlandes


1. Saarbrücker Expertengespräch zum Beweglichkeitstraining/Stretching: Aktuelle Fragen und Forschungsperspektiven

Sportwissenschaftliches Institut der Universität des Saarlandes
12. Dezember 1997
 
 
Vorbemerkung

Der hohen Bedeutung des Beweglichkeitstrainings in der Sportpraxis und der Krankengymnastik/ Physiotherapie steht ein erhebliches Defizit an empirisch gesicherten Befunden zu Parametern und Wirkungen von Dehnbelastungen gegenüber. Mit anderen Worten: Eine durchaus wirksame praktische Maßnahme wie das Dehnen läßt sich derzeit nur unzureichend erklären und verbleibt so auf der Ebene einer Meisterlehre. Dies ist sicherlich eine der Ursachen für die an vielen Stellen sehr ideologisch und manchmal auch unsachlich geführte Diskussion um "Sinn und Unsinn des Stretchings".

Das 1. Saarbrücker Expertengespräch zum Beweglichkeitstraining, zu dem sich am 12. Dezember 1997 Kollegen aus dem praktischen Anwendungsfeld und dem Bereich der Forschung trafen (s. Teilnehmerliste), stellt einen Versuch zur Strukturierung und Versachlichung der Diskussion dar. Die wesentlichen Aussagen und Ergebnisse der Diskussion sind in dem folgenden Beitrag zusammengefaßt.

1. Einführung

(Franz Marschall, Saarbrücken)

Die Praxis des Beweglichkeitstrainings ist gekennzeichnet durch ein fast unüberschaubares Spektrum an Handlungsempfehlungen, der Forschungsstand ist gekennzeichnet durch zahlreiche sich widersprechende Befunde zu Effekten unterschiedlicher Dehnverfahren bzw. Dehnmethoden. Für einen auch unter praktischen Gesichtspunkten so relevanten Anwendungsbereich im Sport und der Krankengymnastik/Physiotherapie ist dies besonders gravierend: Empfehlungen und Verfahren bei der Anwendung von Dehnübungen, die hinsichtlich der zugrundeliegenden Wirkungsmechanismen nicht oder nur durch teilweise sich widersprechende Annahmen erklärt werden können, implizieren den Anschein von hoher Beliebigkeit und damit die Gefahr eines sehr problematischen, möglicherweise auch wirkungslosen "Herumprobierens" an Sportlern und Patienten.

Hierfür sind zwei Gründe ausschlaggebend:

  • die für Veränderungen der Beweglichkeit im Sinne von Trainingsanpassungen relevanten Parameter Intensität, Dauer, Umfang und Häufigkeit einer Dehnübung sind nicht hinreichend präzisiert und werden sowohl in experimentellen Untersuchungen als auch in der Trainingspraxis (Sport und Krankengymnastik/ Physiotherapie) unsystematisch verwendet.
  • Es ist von Seiten der Forschung bisher nicht gelungen, den Zusammenhang von mechanischer Dehnbelastung und den dadurch beanspruchten Teilstrukturen des Muskel-Sehnen-Apparates und der neuromuskulären Steuerung aufzuklären und damit eine Basis für die wissenschaftlich begründete Ableitung von Handlungsregeln für das Beweglichkeitstraining zu schaffen.
  • Ziel der Expertenrunde sollte es sein, diese Bestandsaufnahme aus unterschiedlichen Perspektiven zu konkretisieren und mögliche Forschungsperspektiven zu diskutieren.

    2. Die Statements

    2.1 Auf welcher Grundlage werden Belastungsgrößen (Dehnzeiten, Dehnintensitäten) in der physiotherapeutischen Praxis genutzt ? (Bernd HERBECK, Mannheim)

    Die Physiotherapie sieht das Problem der großen Heterogenität bezüglich der Angaben zu den Belastungsgrößen Dehnzeiten, Pausen ("Belastungsdichte" als Pause zwischen Einzeldehnungen) und Wiederholungszahlen. Hinsichtlich der Intensität wird als Obergrenze die Schmerzschwelle angenommen, verstanden als eine Beanspruchungsgrenze, die keine negativen Rückkopplungen auslösen sollte.

    Ausschlaggebend für die Anwendung einer Dehntechnik (mit der Festlegung für die Ausprägung der einzelnen Belastungsgrößen) sollte alleine die Erhaltung bzw. Wiederherstellung der Funktion des Arthrons sein. Unter Anwendungsgesichtspunkten ist neben dem Zweck der Dehnung (Leistungsvorbereitung, Rehabilitation, Regeneration, Leistungssteigerung) der Zielort der Dehnung zu beachten (Faszie, Kapsel, Nerv, Gefäße). Es ist davon auszugehen, dass es einen Zusammenhang von Dehntechnik, Ausprägung der einzelnen Belastungsgrößen und zu beeinflussender Struktur gibt, ohne dass dies hinreichend empirisch geprüft und abgesichert ist.

    2.2 Zur Frage der Funktionalität von Dehnübungen für das Beweglichkeitstraining (Karl-Peter KNEBEL, Heidelberg)

    Die mit den unterschiedlichsten Methoden und Techniken erzielten Verbesserungen der Bewegungsreichweite sollten unter zwei Gesichtspunkten kritisch betrachtet werden: Welche Teilstrukturen werden jeweils beansprucht (Muskulatur, Bindegewebe, neuronale Strukturen, Gelenkkapsel etc.) und zum zweiten, inwieweit berücksichtigen verwendete Übungen anatomische (Gelenkform) und funktionelle (punctum fixum und punctum mobile) Bedingungen. Beides wird in zahlreichen Untersuchungen zur Prüfung der Wirksamkeit von Dehnmethoden bzw. -techniken nicht oder zu wenig berücksichtigt. Insbesondere Befunde, die eine Überlegenheit des dynamischen Dehnens postulieren, verwenden Übungen, die unter funktionell-anatomischer Sichtweise nicht als Dehnübungen bezeichnet werden sollten.

    2.3 Kann Beweglichkeitstraining als Habituationstraining empirisch begründet werden ? (Jürgen FREIWALD, Frankfurt/M)

    Die Fragestellung des Themas impliziert eine notwendige Differenzierung in Effekte und zugrundeliegende Erklärungsansätze. Bisherige Forschung im Beweglichkeitstraining ist vorwiegend auf der Effektebene anzusiedeln. Die Befundlage zu diesen Effekten ist in der internationalen Literatur relativ übereinstimmend dargestellt (vgl. Tab. 1).

    Hinsichtlich positiver Leistungseffekte des Dehnens ist allerdings zu differenzieren zwischen Sportarten, die eine erhebliche Bewegungsreichweite erfordern, dort gibt es sicherlich solche Effekte, und z.B. Schnellkraft-Sportarten, wo solche Effekte nicht zu vermuten sind.Die Belastungsgrößen werden sowohl in der sportlichen und physiotherapeutischen Praxis als auch in experimentellen Untersuchungen sehr uneinheitlich verwendet, ihre differentielle Wirkung ist weitgehend ungeklärt. Insbesondere für experimentelle Untersuchungen ist eine Standardisierung unerlässlich.

    Tab. 1: Empirische Befunde zur Wirkung von Dehnmaßnahmen
    • Vergrößerung der Bewegungsreichweite ja
    • Leistungssteigerung ja
    • Verletzungsprophylaxe, ?
    • Muskelkater nein
    • Bindegewebe ja
    • Regeneration mit Einschränkungen und auch gegensätzlichen Befunden
    • Reziproke Hemmung mit Einschränkungen, wahrscheinlich ohne praktische Bedeutung
    • Golgi Hemmung ohne funktionelle Bedeutung
    • H-Reflex Hemmung ohne funktionelle Bedeutung
    Zur Frage der Intensität wurden erste Befunde vorgestellt, die darauf hinweisen, daß der intraindividuelle Belastungsabbruch bei wiederholten Dehnprozeduren mit unterschiedlichen Endwinkeln stets bei gleicher Muskelaktivität (operationalisiert über die EMG-Aktivität) erfolgt. Dies wird als Hinweis auf die Bedeutung der über Schmerz ausgelösten Prozesse gesehen.

    Kritisch ist anzumerken, daß auf der Ebene der berichteten Trainingswirkungen nicht hinreichend differenziert wird zwischen der zeitlichen Dauer der Effekte (kurz-, mittel-, langfristig).

    Forschungmethodisch steht an erster Stelle die Suche nach und die empirische Prüfung von Erklärungsansätzen für die beobachteten und beschriebenen Effekte. Auf einer Produktebene, zu der ein relativ guter messmethodischer Zugriff möglich ist, kann während Dehnungen die Reduktion der Muskelspindelaktivität und der Erregbarkeit des alpha-Motoneuronenpools festgestellt werden. Dabei scheinen die Veränderungen weitgehend unabhängig von Vorbelastungen zu sein. Auf der muskelmechanischen Prozessebene, die messmethodisch kaum zugänglich ist, liegen bisher nur Vermutungen, jedoch keine konkreten Daten vor.

    Diskussion der Statements 2.1 - 2.3:

    Die dargestellten Statements beinhalten drei zentrale Fragestellungen:

    • Die Abhängigkeit der Belastungsgrößen vom Zweck und vom Zielort der Dehnung;
    • Die Kriterien für eine "funktionelle" Dehnübung;
    • Die unterschiedlichen Dehneffekte auf Leistungsparameter und Teilsysteme des Bewegungsapparates.
    Für die Dehnintensität ist offensichtlich die Schmerzwahrnehmung als Hauptkriterium anzunehmen. Limitierender Faktor für die Intensität sind die durch Nocirezeption ausgelösten negativen Rückkopplungen (Erhöhung der Muskelaktivität bzw. des Dehnwiderstands), die, so die Aussage von HERBECK, vermieden werden sollten.

    Der Hinweis von HERBECK, die Belastungsgrößen in Zusammenhang mit dem jeweiligen Zielort der Dehnung zu betrachten, zeigt u.E. eine Richtung an, die in der bisherigen Diskussion vernachlässigt wird. So wie im Ausdauer- und Krafttraining die zu beanspruchenden Teilstrukturen in Zusammenhang mit der angestrebten Trainingswirkung (Optimierung aerober Stoffwechsel, Herz-Kreislaufsystem, Muskulatur) die jeweilige Belastungshöhe (70%-80% Intensität für Ausdauertraining, 50%-70% Intensität für Kraftausdauertraining) bestimmen, sollte die Bedeutung der Belastungsgrößen für das Beweglichkeitstraining ebenfalls differenziert werden. Sollte es sich zeigen, dass für das Beweglichkeitstraining die Frage der Intensität eine gleiche zentrale Bedeutung wie für das Ausdauer- und Krafttraining hat, wäre hier sicherlich ein Forschungsschwerpunkt anzusetzen.

    Die Funktionalität von Dehnübungen ist offensichtlich nicht nur aus funktionell-anatomischer Perspektive zu beantworten. Zu beachten ist jeweils auch der mit einer spezifischen Übung erzielte Effekt auf die Muskelaktivität und die Bewegungsreichweite. Als mögliche Arbeitsbegriffe wurden die Termini "wirksame" und "unwirksame" Dehnübung vorgeschlagen.

    Neben den von HERBECK hervorgehobenen Zielsetzungen von Dehnmaßnahmen ist aus sportpraktischer Sicht danach zu fragen, wie sich Dehnen auf leistungsrelevante Parameter sportlicher Techniken auswirkt. So werden offensichtlich Schnellkraftleistungen negativ beeinflusst (s. Statement SCHMIDTBLEICHER). Allerdings wurde in der Diskussion hierzu auch betont, daß entsprechende empirische Befunde häufig erhebliche untersuchungsmethodische Mängel und Probleme beinhalten. Angesprochen wurde hier der Placebo-Effekt, d.h. der Einfluß der versuchspersonenspezifischen Erwartung/Einschätzung des Dehneffektes. Hierzu wurden bislang nur vereinzelt Untersuchungen durchgeführt.

    Die Frage nach dem Einfluss von Habituationsprozessen auf die Veränderung der Bewegungsreichweite blieb offen. (Habituation hier verstanden als Veränderung der Reaktion auf einen immer wiederkehrenden Reiz bzw. Gewöhnung an einen wiederholten, vom Organismus aber als unwichtig bewerteten Reiz, nicht zu verwechseln mit der Adaptation im Sinne der Veränderung der Reizschwelle). Differenziert wäre hier danach zu fragen, ob diese Habituationsprozesse peripher oder zentral lokalisiert werden müssen und relativ unabhängig von mechanischen Prozessen (Viskosität, Elastizität) des Muskel- und Bindegewebes zu betrachten sind.

    2.4 In welchem Maß lassen sich Dehntechniken durch die Wirkung von Reflexmechanismen erklären ? (Albert GOLLHOFER, Stuttgart)

    In empirischen Untersuchungen scheint sich die postisometrische Dehnmethode als eine der effektivsten Dehnmethoden hinsichtlich der Verbesserung der Bewegungsreichweite herauszukristallisieren. Dieser Dehnmethode werden in der Literatur verschiedene neuronale Effekte zugeschrieben. In erster Linie betrifft dies die 1a-Afferenzen (Modulation des monosynaptischen Dehnungsreflexes nach Dehnung). Des weiteren wird eine Kowirkung der 1a-Afferenzen mit autogener Hemmung, eine Absenkung der Erregbarkeit im Motoneuronenpool bzw. Ermüdungseffekte aufgeführt.

    In einer eigenen Untersuchung wurde festgestellt, daß durch eine isometrische Kontraktion vor der Dehnung das monosynaptische System moduliert. Es zeigte sich eine Reduktion der Reflexaktivität auf ca. 10%. Erklärt wird dies durch eine Veränderung der Spindelempfindlichkeit. Dieser Ansatz scheint jedoch problematisch, da die Reflexreduktion bereits 600-800 ms, unabhängig von der Intensität oder Geschwindigkeit der Voraktivierung, beendet und der Ausgangswert wieder erreicht ist. Damit scheinen Wirkungen des Ia-Systems eher ein schlechter Erklärungsansatz für günstigere Dehnbedingungen in der postisometrischen Phase zu sein.

    2.5 Worin unterscheiden sich klassisches Dehnen und exzentrische Arbeitsweise der Muskulatur ? (Dietmar SCHMIDTBLEICHER, Frankfurt/M.)

    Definitorisch wird die exzentrische Arbeitsweise als nachgebendes Arbeiten bezeichnet. Es wird unterschieden in submaximale und supramaximale Exzentrik. Unter der supramaximalen Exzentrik versteht man eine erzwungene Dehnung der Muskulatur, unter submaximaler Exzentrik die "freiwillige" Dehnung der Muskulatur.

    Die supramaximale Exzentrik grenzt sich von der konzentrischen Bewegung durch höhere Kräfte bei einem höheren Energieaufwand und geringerer IEMG-Aktivität ab. Bei der submaximalen Exzentrik sind die Werte der genannten Parameter geringer als bei der konzentrischen Bewegung. Bei kombinierter Arbeitsweise (exzentrisch-konzentrisch) zeigt sich eine Abhängigkeit der entwickelten Kraft von der Verweildauer zwischen der exzentrischen Arbeitsweise und der konzentrischen Arbeitsweise. Bei einer Zeitverzögerung sind die erreichten Muskelkräfte deutlich geringer als bei direkter Aufeinanderfolge zwischen Exzentrik und Konzentrik (Dehnungs-Verkürzungszyklus). Die Ursache hierfür wird in einer Aufschaltung von Reflexaktivitäten auf die Willkürmotorik gesehen.

    Statisches Dehnen (Stretching) reduziert den Muskeltonus und damit die Sensibilität der Muskelspindeln. Die Dehnung eines nichtaktivierten neuromuskulären Systems vor einer Leistung bewirkt somit eine Leistungsminderung. Bei supramaximalen exzentrischen Muskelaktionen verhält sich das neuromuskuläre System umgekehrt. Der Muskeltonus nimmt zu, die Sensibilität der Muskelspindeln ebenfalls, und es kommt zur Potenzierung der sportlichen Leistungsfähigkeit.

    Zusammenfassend wird deutlich, daß eine Dehnung des nichtaktivierten Systems hinsichtlich der anschließenden Kraftentfaltung zu unterscheiden ist von der Dehnung des aktivierten Systems, d.h.einer supramaximalen Dehnung bzw. vom Dehnungs-Verkürzungs-Zyklusí.

    Literatur:

      SCHMIDTBLEICHER, D.: Training for power events. In: KOMI, P. (Ed.): Strength and Power in Sport. Encyclopaedia of Sports medicine III, Oxford 1992, 381-384

      KÜNNEMEYER, J./SCHMIDTBLEICHER, D.: Entwicklung der Gelenkbeweglichkeit durch rhythmische neuromuskuläre Stimulation (RNS). In: Sportverletzung Sportschaden11 (1997), 106-108
       
       

    2.6 Wie beeinflussen Plastizität und Elastizität von Muskelgewebe und Bindegewebe die Veränderung der Bewegungsreichweite ? (Klaus WIEMANN, Wuppertal)

    Unter Elastizität des Muskels versteht man sein Vermögen, nach Beendigung einer Dehnung die Ausgangslänge (= Ruhelänge) wieder herzustellen, sofern bei der Dehnung die Elastizitätsgrenze nicht überschritten wurde.

    Als Quelle der elastischen Spannung des ruhenden Muskels (= Ruhespannung) werden die Titinfilamente angesehen. Diese sind hochelastische molekulare, als "Federn" vorstellbare, Filamente. Sie befinden sich innerhalb des Sarkomers, spannen sich zwischen Z- und M-Scheibe aus und liegen den Myosinfilamenten an. Die biologische Aufgabe des Titins ist das Wiederherstellen der Ruhelänge des Sarkomers nach Dehnung. Experimentelle Befunde lassen den Schluß zu, daß sich die Elastizität des Titins durch Dehnen nicht verändert.

    Unter Plastizität versteht man die Eigenschaft eines Muskels, durch äußere Wirkung irreversibel verformt zu werden.

    Kurzfristige Effekte, die auf Plastizität des Muskels zurückgeführt werden, könnten entstehen, wenn nach Dehnungen (in vitro) über die Filamentüberlappungsgrenze (= physiologischer Dehnbereich) hinaus die Aktinfilamente nicht in die Lücken zwischen den Myosinfilamenten zurückgleiten können, oder wenn nach Dehnübungen über die Elastizitätsgrenze des Titins hinaus es zu strukturellen Veränderungen (Zerstörungen) in den Titinfilamenten kommt. In beiden Fällen kann die Muskelruhelänge nicht wieder eingenommen werden. Langfristige Veränderungen des Dehnungsverhaltens sind durch Dauerdehnen (im Tierexperiment) nachgewiesen worden und müssen auf Wachstumsprozesse, z.B. die Zunahme der in Serie geschalteten Sarkomere zurückgeführt werden.

    Da gemäß experimentellen Befunden das muskuläre Bindegewebe im physiologischen Dehnungsbereich keinen Einfluß auf die Muskelspannung besitzt und da in vivo das Überschreiten des physiologischen Dehnbereichs sowie der Elastizitätsgrenze des Muskels nicht möglich und experimentelles Dauerdehnen nicht üblich sind, scheint es unwahrscheinlich, dass die durch regelmäßige Dehnungsübungen erreichte Vergrößerung der Bewegungs-reichweite auf der Plastizität muskulärer bzw. bindegewebiger Strukturen beruht.

    Literatur:

      MAGID, A./LAW, D.J. : Myofibrils bear most of the resting tension in frog skeletal muscles. In: Science 230(1985), 1280-1282

      WANG, K./McCARTER, R./WRIGHT, J./BEVERLY, J./RAMIREZ-MITCHELL, R.: Regulation of skeletal muscle stiffness and elasticity by titin isoforms: A test of the segmental extension model of resting tension. In: Proc. Natl. Acad. Sci. 88(1991), 7101-7105

      WIEMANN, K./HAHN, K.: Influences of strength, stretching and circulatory exercises on flexibility parameters of the human hamstrings. In: Int. J. Sports Med. 18(1997)340-346
       
       

    Diskussion der Statements 2.4 - 2.6:

    Es wurde auf folgende Schwerpunkte ausführlicher eingegangen:

    • Notwendigkeit der Erweiterung des Muskelmodells
    Neuere Untersuchungen von Huijing (nach persönlicher Mitteilung) lassen vermuten, dass weitere Strukturen im Muskel zu finden sind (bindegewebige Strukturen außerhalb der Fibrillen bei Fast-Twitch-Fasern). Es wurde deshalb die Notwendigkeit angesprochen, ein erweitertes Muskelmodell zu erstellen.

    Schmidtbleicher warf ein, daß diese Strukturen im gleichen Maße wie die kontraktilen Elemente Auf- und Abbauprozessen unterliegen. Dies scheint von besonderem Interesse für Adaptationen beim Beweglichkeitstraining.

    • Lageabhängigkeit der Reflexantworten bei Dehnung
    Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass übungsspezifische Effekte bei Dehnung eventuell auch lageabhängig (Dehnung im Stehen, im Sitzen, im Liegen ) seien. Schmidtbleicher ergänzte, dass diese lagespezifischen Unterschiede auf unterschiedliche reflektorische Verschaltungen (inhibitorische und exhibitorische) zurückzuführen seien.
    • Ist die Präferierung einer Dehnmethode möglich?
    Am Beispiel der Gegenüberstellung der Effektivität der postisometrischen Methode und der PNF-Methode (Dehnen durch Antagonisten-Kontraktion) wurde nochmals deutlich, daß ohne eine Berücksichtigung von Belastungsgrößen und konkreten Zielsetzungen der jeweiligen Arbeiten eine vergleichende Bewertung von Dehnmethoden nicht möglich ist.
    • Dehnen und Nozizeption
    Laut Gollhofer ließ sich nach einem mehrwöchigen Dehntraining als alleiniger Effekt eine Schmerzadaptation feststellen. Schmidtbleicher erklärt die Reduktion der Schmerzempfindung beim Dehntraining durch eine mögliche Veränderung der Ia-Afferenz. 3. Zusammenfassende Diskussion und Ausblick

    Die Expertenrunde erzielte weitgehende Übereinstimmung hinsichtlich der notwendigen eindeutigen Operationalisierung von Belastungsgrößen und der grundlagenorientierten Untersuchung von spezifischen kontrollierten Dehnbelastungen auf die jeweils beanspruchten Teilstrukturen "muskuläres System", "serienelastisches System" und "neuromuskuläre Steuerung". Eine Erweiterung des mechanischen Muskelmodells zur Betrachtung der beiden erstgenannten Teilstrukturen scheint angezeigt. Der Begriff der Belastungsgrößen bzw. Belastungsnormativa sollte dabei soweit übernommen werden, dass das methodische Vorgehen in experimentellen Untersuchungen eindeutig nachvollziehbar ist. Die Erfassung der Bewegungsreichweite bzw. des Range of Motion als alleiniger abhängiger Variablen wurde mit dem Hinweis auf die nicht differenzierbaren Einflußgrößen kritisiert, ohne dass die Bedeutung und Reichweite weiterer abhängiger Variablen (EMG, H-Reflex, Kraft etc. ) abschließend diskutiert werden konnte. Als weiteres auch für den Anwendungsbereich relevantes Problem wurde die Selektivität der in grundlagenorientierten experimentellen Untersuchungen untersuchten Stichproben, i.d.R. Sportler, benannt. Die dort gewonnenen Daten sollten nicht undifferenziert für alle Anwendungssituationen und Zielgruppen des Dehnens bzw. Beweglichkeitstrainings generalisiert werden.

    Das in der Diskussion skizzierte "Arbeits"-Programm könnte einen Beitrag dazu leisten, die Stretching-Diskussion zu versachlichen und praktischen Handlungsempfehlungen wenn schon keine eindeutige Erklärung, dann zumindest eine höhere Plausibilität zu verleihen.

    Die Anregung, in zwei Jahren ein 2. Expertengespräch durchzuführen und auf der Grundlage dieses Protokolls zu überprüfen, welche Fortschritte sich hinsichtlich einer eindeutigen Terminologie und deren Auswirkung auf die Interpretation experimenteller Befunde ergeben haben, wird von den Veranstaltern gerne aufgegriffen und realisiert.

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