Title (deu)
Auswirkungen einer ermüdenden Kraftbeanspruchung der unteren Extremitäten auf Parameter der Haltungsstabilität und Haltungskontrolle
Author
Julia Grimm
Anna Karina Bürger
Advisor
Harald Tschan
Assessor
Harald Tschan
Abstract (deu)
Hintergrund: Die Gleichgewichtsfähigkeit ist eine der grundlegenden Fähigkeiten des menschlichen Organismus. Nicht nur bei sportlicher Aktivität, sondern auch im täglichen Leben spielt die Fähigkeit, die Haltungskontrolle bzw. Haltungsstabilität zu bewahren, eine zentrale Rolle. Jedoch kann sie aufgrund äußerer Einflüsse beeinträchtigt werden. Forscher und Forscherinnen nennen hier den Einfluss der muskulären Ermüdung aufgrund einer Kraftbeanspruchung der unteren Extremitäten. Die Literatur zeigt sich diesbezüglich aber widersprüchlich.
Ziele der Studie: Das Hauptziel dieser Studie ist es, herauszufinden, ob die Haltungskontrolle bzw. -stabilität aufgrund eines ermüdenden Krafttrainings der unteren Extremitäten beeinträchtigt wird. Weiters soll sie darüber Aufschluss geben, ob die Maximalkraft im Laufe der Kraftbeanspruchung abnimmt. Das dritte Ziel ist die Überprüfung, ob die Haltungskontrolle bzw. -stabilität mit der Maximalkraft und deren Abfall zusammenhängt.
Methode: 40 sportliche, gesunde Testpersonen (männlich: 21, weiblich: 19, Alter: 24,6 ± 2,2 Jahre, Größe: 1,73 ± 0,08 m, Schuhgröße: 26,47 ± 2,84 cm, Gewicht: 69,9 ± 12,9 kg, BMI von 23,2 ± 2,8), frei von vestibulären oder visuellen Störungen, wurden für diese Studie herangezogen. Sie absolvierten ein Krafttraining am Isomed_2000® und drei Gleichgewichtsmessungen am Sensewave medical® (vor, 3 Minuten nach und 45 Minuten nach der Kraftbeanspruchung). Die Gleichgewichtstestungen setzten sich aus 4 statischen (1-4) und 4 dynamischen (5-8) Messungen im beidbeinigen Stand unter folgenden Rahmenbedingungen zusammen: offene Augen – stabiler Untergrund, geschlossene Augen – stabiler Untergrund, offene Augen – Stand auf einer Schaumstoffauflage, geschlossene Augen – Stand auf einer Schaumstoffmatte durch somatosensorischen Input der kutanen Mechanorezeptoren. Die Messungen 5-8 wurden unter denselben Rahmenbedingungen jedoch auf labilem Untergrund durchgeführt. Das Krafttraining der unteren Extremitäten wurde mithilfe des Beinhubs am Isomed_2000 durchgeführt und setzte sich aus 3 Sätzen (8 maximale Wiederholungen) und je 2 Minuten Pause, wobei die Testpersonen maximale konzentrische und exzentrische Kraft aufwenden mussten, zusammen. Zur
Analyse wurden die posturalen Parameter COPT (Centre of Pressure Track) und ROM (Range of Motion) und die Kraftparameter Maximalkraft, Arbeit, Leistung, Abfall der Maximalkraft, Abfall der Arbeit und Abfall der Leistung herangezogen. Mithilfe des Statistikprogramms SPSS wurden die Ergebnisse ermittelt.
Ergebnisse: Die Werte des COPT (stat., offen) (p < 0.001), COPT (stat., geschlossen) (p < 0.01), ROM (stat., offen) (p < 0.05) und ROM (stat., geschlossen) (p < 0.05) stiegen 3 Minuten nach der Beendigung des Krafttrainings signifikant an. Der COPT (stat., Schaumstoff, offen) zeigt lediglich einen signifikanten Unterschied zwischen den Werten 3 Minuten und 45 Minuten nach dem Krafttraining (p < 0.05). Weiters steigt durch das Schließen der Augen die posturale Schwankung sowohl in statischer als auch in dynamischer Position. Zusätzlich gewinnt das visuelle System durch die muskuläre Ermüdung bei den Teilmessungen des COPT (stat., Schaumstoff), COPT (dyn.), ROM (stat., Schaumstoff), ROM (dyn.) und ROM (dyn., Schaumstoff) an Bedeutung. Ebenso wurde deutlich, dass Maximalkraft, Arbeit und Leistung, obgleich absolut oder relativiert durch das Gewicht (kg) der jeweiligen Testperson, von einem Satz zum nächsten sinken, wobei der Abfall vom ersten zum zweiten Satz am höchsten war. Diese Kraftparameter zeigen teilweise signifikante, hochsignifikante und höchstsignifikante Zusammenhänge mit dem COPT und ROM. Es konnten 20 signifikante bzw. hochsignifikante Zusammenhänge (p < 0,01; p < 0,05) des nicht normierten COPT mit absoluten bzw. 12 mit relativen Kraftparametern festgestellt werden. Beim normierten COPT werden 12 signifikante, hochsignifikante bzw. höchstsignifikante Zusammenhänge (p < 0,001; p < 0,01; p < 0,05) mit den absoluten bzw. 6 mit den relativen Kraftwerten festgehalten. Der nicht normierten ROM indiziert 28 signifikante, hochsignifikante bzw. höchstsignifikante Zusammenhänge mit den absoluten bzw. 21 mit den relativen Kraftwerten, wobei der normierte ROM 26 signifikante, hochsignifikante bzw. höchstsignifikante Zusammenhänge mit den absoluten und 19 mit den relativen Kraftwerten zeigt.
Fazit: Hintergründe der Zusammenhänge konnten in dieser Studie nicht herausgefunden werden. Sie bieten eine Grundlage für weitere Studien, die sich mit dem Zusammenhang zwischen menschlicher Muskelkraft und der
Gleichgewichtsfähigkeit befassen. Ein weiterer Ansatzpunkt für anschließende Forschungen betrifft eine Änderung der Reihenfolge der Messungen, indem die dynamischen den statischen Teilmessungen nach der Kraftbeanspruchung vorangehen, da die signifikanten Unterschiede ausschließlich die statischen Messungen betreffen.
Abstract (eng)
Background: The ability to keep the balance is fundamental to the human organism. It is not only essential for exercising but also for the everyday life. However, due to various circumstances the postural control and stability can be impaired. Some scholars argue that one major factor which induce imbalance involves muscle fatigue of the lower extremities whereas other researchers in the field disagree and alleges that there is no correlation between balance and muscle fatigue. In order to bring facts to light of this controversial issue, this study investigates the effects of muscle fatigue of the lower extremities on postural stability and postural control.
Objectives: This study aims to find out whether postural control and stability is affected by a high intensive training program of the lower extremities. Furthermore, the maximal strength of the participants is examined in order to identify a possible decline during the session. The third goal of this study is to examine correlations between postural control or stability and the decline of the maximal strength of the lower extremities.
Method: 40 active, healthy participants (m=21, f=19, age: 24.6±2,2 years, height: 1.73±0.08 m, shoe size: 26.47±2.84 cm, weight: 69.9±12.9 kg, BMI: 23.2±2,84) without visual impairments completed the fatiguing training program at the Isomed_2000® and three tests (before, 3 minutes after and 45 minutes after the fatiguing exercises) on the Sensewave medical®. The program on the Sensewave medical® included 4 static (1-4) and 4 dynamic (5-8) tests on a two-legged stance task under following conditions: eyes open – stable surface; eyes closed – stable surface; eyes open – standing on a foam pad; eyes closed – standing on a foam pad after somatosensory input from cutaneous mechanoreceptors. The tests 5-8 were conducted under the same test conditions but on a moving surface. The resistance exercise training was conducted on the linear module of the Isomed_2000® and consisted of 3 sets (8 maximum repetitions) which were separated by a rest of 2 minutes. The participants were required to raise maximal eccentric and concentric force. The postural parameters COPT (Centre of Pressure Track) and ROM (Range of Motion) of the test before the fatiguing training were
compared with those 3 minutes and 45 minutes after the training. In order to identify the relationship between the postural parameters (COPT, ROM) and the force parameters (maximal strength, work, power, decline of maximal strength, decline of work, decline of power) correlation tests by Pearson (p > 0.05) were conducted and analyzed by the SPSS-program (version 22.0).
Results: The values of COPT (stat., open) (p < 0.001), COPT (stat., closed) (p < 0.01), ROM (stat., open) (p < 0.05) and ROM (stat., closed) (p < 0.05) increased significantly after the fatiguing program and the value of COPT (stat., foam, open) after the training differs significantly from the value after a rest of 45 minutes (p < 0.05). Furthermore, postural sway in dynamic and static positions increases as soon as the eyes are closed. Additionally, the visual system gains in importance after the fatiguing exercises concerning the tests of COPT (stat., foam), COPT (dyn.), ROM (stat., foam), ROM (dyn.) und ROM (dyn., foam). The absolute values of the maximal strength, work and power as well as the relative ones (divided by the weight of the participants) decreased during the fatiguing program. The analysis shows a larger decline from the first to the second set than from the second to the third one. These force parameters including the decline of each partly correlate significantly with the postural parameters (COPT, ROM). 20 correlations (p < 0.01; p < 0.05) between the COPT and the absolute values and 12 between the COPT and the relative values of the force parameters could be identified. The normalized COPT (divided by the height of the participants) shows 12 significant and highly significant (p < 0.001; p < 0.01; p < 0.05) correlations with the absolute values and 6 with the relative values of the force parameters. The ROM correlates significantly and highly significantly (p < 0.001; p < 0.01; p < 0.05) 28 times with the absolute and 21 times with the relative values of the force parameters. The normalized ROM (divided by the height of the participants) shows 26 significant and highly significant (p < 0.001; p < 0.01; p < 0.05) correlations with the absolute values and 19 with the relative values of the force parameters.
Conclusion: Reasons for the specific correlations could not be found within this investigation. Hence, further research should be done on the relationship between the postural control or stability and the human muscle strength. Additionally,
following studies should change the order of the tests on the Sensewave, where the dynamic tests precede the static ones as significant differences are only found with the static postural parameters.
Keywords (eng)
postural controlvisual systemsomatosensory systembalancemuscle fatiguemaximal strength
Keywords (deu)
Posturale Kontrollevisuelles Systemsomatosensorisches SystemGleichgewichtMuskelermüdungMaximalkraft
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1333620
rdau:P60550 (deu)
163 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Number of pages
177
Association (deu)
Title (deu)
Auswirkungen einer ermüdenden Kraftbeanspruchung der unteren Extremitäten auf Parameter der Haltungsstabilität und Haltungskontrolle
Author
Julia Grimm
Anna Karina Bürger
Abstract (deu)
Hintergrund: Die Gleichgewichtsfähigkeit ist eine der grundlegenden Fähigkeiten des menschlichen Organismus. Nicht nur bei sportlicher Aktivität, sondern auch im täglichen Leben spielt die Fähigkeit, die Haltungskontrolle bzw. Haltungsstabilität zu bewahren, eine zentrale Rolle. Jedoch kann sie aufgrund äußerer Einflüsse beeinträchtigt werden. Forscher und Forscherinnen nennen hier den Einfluss der muskulären Ermüdung aufgrund einer Kraftbeanspruchung der unteren Extremitäten. Die Literatur zeigt sich diesbezüglich aber widersprüchlich.
Ziele der Studie: Das Hauptziel dieser Studie ist es, herauszufinden, ob die Haltungskontrolle bzw. -stabilität aufgrund eines ermüdenden Krafttrainings der unteren Extremitäten beeinträchtigt wird. Weiters soll sie darüber Aufschluss geben, ob die Maximalkraft im Laufe der Kraftbeanspruchung abnimmt. Das dritte Ziel ist die Überprüfung, ob die Haltungskontrolle bzw. -stabilität mit der Maximalkraft und deren Abfall zusammenhängt.
Methode: 40 sportliche, gesunde Testpersonen (männlich: 21, weiblich: 19, Alter: 24,6 ± 2,2 Jahre, Größe: 1,73 ± 0,08 m, Schuhgröße: 26,47 ± 2,84 cm, Gewicht: 69,9 ± 12,9 kg, BMI von 23,2 ± 2,8), frei von vestibulären oder visuellen Störungen, wurden für diese Studie herangezogen. Sie absolvierten ein Krafttraining am Isomed_2000® und drei Gleichgewichtsmessungen am Sensewave medical® (vor, 3 Minuten nach und 45 Minuten nach der Kraftbeanspruchung). Die Gleichgewichtstestungen setzten sich aus 4 statischen (1-4) und 4 dynamischen (5-8) Messungen im beidbeinigen Stand unter folgenden Rahmenbedingungen zusammen: offene Augen – stabiler Untergrund, geschlossene Augen – stabiler Untergrund, offene Augen – Stand auf einer Schaumstoffauflage, geschlossene Augen – Stand auf einer Schaumstoffmatte durch somatosensorischen Input der kutanen Mechanorezeptoren. Die Messungen 5-8 wurden unter denselben Rahmenbedingungen jedoch auf labilem Untergrund durchgeführt. Das Krafttraining der unteren Extremitäten wurde mithilfe des Beinhubs am Isomed_2000 durchgeführt und setzte sich aus 3 Sätzen (8 maximale Wiederholungen) und je 2 Minuten Pause, wobei die Testpersonen maximale konzentrische und exzentrische Kraft aufwenden mussten, zusammen. Zur
Analyse wurden die posturalen Parameter COPT (Centre of Pressure Track) und ROM (Range of Motion) und die Kraftparameter Maximalkraft, Arbeit, Leistung, Abfall der Maximalkraft, Abfall der Arbeit und Abfall der Leistung herangezogen. Mithilfe des Statistikprogramms SPSS wurden die Ergebnisse ermittelt.
Ergebnisse: Die Werte des COPT (stat., offen) (p < 0.001), COPT (stat., geschlossen) (p < 0.01), ROM (stat., offen) (p < 0.05) und ROM (stat., geschlossen) (p < 0.05) stiegen 3 Minuten nach der Beendigung des Krafttrainings signifikant an. Der COPT (stat., Schaumstoff, offen) zeigt lediglich einen signifikanten Unterschied zwischen den Werten 3 Minuten und 45 Minuten nach dem Krafttraining (p < 0.05). Weiters steigt durch das Schließen der Augen die posturale Schwankung sowohl in statischer als auch in dynamischer Position. Zusätzlich gewinnt das visuelle System durch die muskuläre Ermüdung bei den Teilmessungen des COPT (stat., Schaumstoff), COPT (dyn.), ROM (stat., Schaumstoff), ROM (dyn.) und ROM (dyn., Schaumstoff) an Bedeutung. Ebenso wurde deutlich, dass Maximalkraft, Arbeit und Leistung, obgleich absolut oder relativiert durch das Gewicht (kg) der jeweiligen Testperson, von einem Satz zum nächsten sinken, wobei der Abfall vom ersten zum zweiten Satz am höchsten war. Diese Kraftparameter zeigen teilweise signifikante, hochsignifikante und höchstsignifikante Zusammenhänge mit dem COPT und ROM. Es konnten 20 signifikante bzw. hochsignifikante Zusammenhänge (p < 0,01; p < 0,05) des nicht normierten COPT mit absoluten bzw. 12 mit relativen Kraftparametern festgestellt werden. Beim normierten COPT werden 12 signifikante, hochsignifikante bzw. höchstsignifikante Zusammenhänge (p < 0,001; p < 0,01; p < 0,05) mit den absoluten bzw. 6 mit den relativen Kraftwerten festgehalten. Der nicht normierten ROM indiziert 28 signifikante, hochsignifikante bzw. höchstsignifikante Zusammenhänge mit den absoluten bzw. 21 mit den relativen Kraftwerten, wobei der normierte ROM 26 signifikante, hochsignifikante bzw. höchstsignifikante Zusammenhänge mit den absoluten und 19 mit den relativen Kraftwerten zeigt.
Fazit: Hintergründe der Zusammenhänge konnten in dieser Studie nicht herausgefunden werden. Sie bieten eine Grundlage für weitere Studien, die sich mit dem Zusammenhang zwischen menschlicher Muskelkraft und der
Gleichgewichtsfähigkeit befassen. Ein weiterer Ansatzpunkt für anschließende Forschungen betrifft eine Änderung der Reihenfolge der Messungen, indem die dynamischen den statischen Teilmessungen nach der Kraftbeanspruchung vorangehen, da die signifikanten Unterschiede ausschließlich die statischen Messungen betreffen.
Abstract (eng)
Background: The ability to keep the balance is fundamental to the human organism. It is not only essential for exercising but also for the everyday life. However, due to various circumstances the postural control and stability can be impaired. Some scholars argue that one major factor which induce imbalance involves muscle fatigue of the lower extremities whereas other researchers in the field disagree and alleges that there is no correlation between balance and muscle fatigue. In order to bring facts to light of this controversial issue, this study investigates the effects of muscle fatigue of the lower extremities on postural stability and postural control.
Objectives: This study aims to find out whether postural control and stability is affected by a high intensive training program of the lower extremities. Furthermore, the maximal strength of the participants is examined in order to identify a possible decline during the session. The third goal of this study is to examine correlations between postural control or stability and the decline of the maximal strength of the lower extremities.
Method: 40 active, healthy participants (m=21, f=19, age: 24.6±2,2 years, height: 1.73±0.08 m, shoe size: 26.47±2.84 cm, weight: 69.9±12.9 kg, BMI: 23.2±2,84) without visual impairments completed the fatiguing training program at the Isomed_2000® and three tests (before, 3 minutes after and 45 minutes after the fatiguing exercises) on the Sensewave medical®. The program on the Sensewave medical® included 4 static (1-4) and 4 dynamic (5-8) tests on a two-legged stance task under following conditions: eyes open – stable surface; eyes closed – stable surface; eyes open – standing on a foam pad; eyes closed – standing on a foam pad after somatosensory input from cutaneous mechanoreceptors. The tests 5-8 were conducted under the same test conditions but on a moving surface. The resistance exercise training was conducted on the linear module of the Isomed_2000® and consisted of 3 sets (8 maximum repetitions) which were separated by a rest of 2 minutes. The participants were required to raise maximal eccentric and concentric force. The postural parameters COPT (Centre of Pressure Track) and ROM (Range of Motion) of the test before the fatiguing training were
compared with those 3 minutes and 45 minutes after the training. In order to identify the relationship between the postural parameters (COPT, ROM) and the force parameters (maximal strength, work, power, decline of maximal strength, decline of work, decline of power) correlation tests by Pearson (p > 0.05) were conducted and analyzed by the SPSS-program (version 22.0).
Results: The values of COPT (stat., open) (p < 0.001), COPT (stat., closed) (p < 0.01), ROM (stat., open) (p < 0.05) and ROM (stat., closed) (p < 0.05) increased significantly after the fatiguing program and the value of COPT (stat., foam, open) after the training differs significantly from the value after a rest of 45 minutes (p < 0.05). Furthermore, postural sway in dynamic and static positions increases as soon as the eyes are closed. Additionally, the visual system gains in importance after the fatiguing exercises concerning the tests of COPT (stat., foam), COPT (dyn.), ROM (stat., foam), ROM (dyn.) und ROM (dyn., foam). The absolute values of the maximal strength, work and power as well as the relative ones (divided by the weight of the participants) decreased during the fatiguing program. The analysis shows a larger decline from the first to the second set than from the second to the third one. These force parameters including the decline of each partly correlate significantly with the postural parameters (COPT, ROM). 20 correlations (p < 0.01; p < 0.05) between the COPT and the absolute values and 12 between the COPT and the relative values of the force parameters could be identified. The normalized COPT (divided by the height of the participants) shows 12 significant and highly significant (p < 0.001; p < 0.01; p < 0.05) correlations with the absolute values and 6 with the relative values of the force parameters. The ROM correlates significantly and highly significantly (p < 0.001; p < 0.01; p < 0.05) 28 times with the absolute and 21 times with the relative values of the force parameters. The normalized ROM (divided by the height of the participants) shows 26 significant and highly significant (p < 0.001; p < 0.01; p < 0.05) correlations with the absolute values and 19 with the relative values of the force parameters.
Conclusion: Reasons for the specific correlations could not be found within this investigation. Hence, further research should be done on the relationship between the postural control or stability and the human muscle strength. Additionally,
following studies should change the order of the tests on the Sensewave, where the dynamic tests precede the static ones as significant differences are only found with the static postural parameters.
Keywords (eng)
postural controlvisual systemsomatosensory systembalancemuscle fatiguemaximal strength
Keywords (deu)
Posturale Kontrollevisuelles Systemsomatosensorisches SystemGleichgewichtMuskelermüdungMaximalkraft
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1333621
Number of pages
177
Association (deu)
License
Citable links
Other links
Managed by
Details
Metadata
Export formats
Universitätsring 1, 1010 Wien | T
T +43-1-4277-0