Die funktionellen Veränderungen nach der fünfminütigen Dehnintervention zeigten sich in einem ver-größerten Bewegungsradius auch mindestens zehn Minuten nach der Dehnintervention. Die Mus-kelausdehnung blieb mindestens zehn Minuten vergrößert, wohingegen die Sehnenausdehnung keine Veränderungen aufwies. Die MVC war auch zehn Minuten nach dem Dehnen verringert. Der passive Widerstand im Gewebe war nach fünf Minuten signifikant verringert, aber nicht mehr nach zehn Mi-nuten. Jedoch war hier eine Tendenz erkennbar (p=0.07). Die Gesamt-Gelenkssteifigkeit war unmittel-bar nach der Dehnintervention vermindert.
Die strukturellen Veränderungen fielen geringer aus. Bei der Muskelsteifigkeit konnte nach fünf Minu-ten eine verminderte Steifigkeit festgestellt werden, diese war nach zehn MinuMinu-ten jedoch nicht mehr signifikant messbar. Die Sehnensteifigkeit veränderte sich nach der Dehnintervention zu keinem Zeit-punkt signifikant.
Betrachtet man die Ergebnisse, so ist zu erkennen, dass sich die Werte der Kontrollgruppe zwischen den Messungen vor und nach der Dehnintervention in keinem der getesteten Parameter unterschei-den. Somit ist auszuschließen, dass der erste Testdurchlauf die Ergebnisse des zweiten wesentlich be-einflusst.
Die Hypothesen wurden in den meisten Fällen bestätigt und es konnten Parallelen zu den Daten aus der Literatur gefunden werden. Die Vergrößerung des Bewegungsradius nach einer Dehnung wurde in vielen Studien berichtet (Boyce &Brosky, 2008; Hoge et al., 2010; Konrad, Budini & Tilp, 2017; Kubo et al., 2000; Morse et al., 2008). Mizuno, Matsumoto & Umemura (2013) konnten bei zeitversetzten Mes-sungen zeigen, dass der Bewegungsradius nach einer fünfminütigen Dehnung auch nach 30 Minuten vergrößert ist. Ryan et al. (2008) dehnten für zwei, vier oder acht Minuten. In den ersten Minuten nach der Dehnung war eine Vergrößerung des Bewegungsradius zu erkennen, jedoch war diese nach zehn Minuten nicht mehr signifikant. Eine mögliche Erklärung wäre, dass die Dehnintervalle der beiden Stu-dien unterschiedlich lang waren. Mizuno, Matsumoto & Umemura (2013) nutzten 60 Sekunden Inter-valle. Ryan et al. (2008) dehnten in 30 Sekunden Intervallen. Die Dehnintensitäten dürften durch die abweichenden Gesamtpausenzeiten unterschiedlich hoch ausfallen. Die Dehnintervalle der gegenwär-tigen Studie lagen bei einer Minute und die gemessenen Parameter zeigten Veränderungen bis min-destens zehn Minuten nach der Dehnintervention. Da das Dehnprotokoll dasselbe wie bei Mizuno, Matsumoto & Umemura (2013) war, ist es wahrscheinlich, dass der vergrößerte Bewegungsradius für einen längeren Zeitraum als die gemessenen zehn Minuten bestehen bleibt.
Die MVC war, wie erwartet, auch nach zehn Minuten verringert. Die Dehndauer von fünf Minuten führte zu einer Reduktion des aktiven Drehmoments von einer Dauer bis mindestens zehn Minuten,
68 jedoch ist es unwahrscheinlich, dass die Verringerung wie bei Fowles & MacDougall (2000) eine Stunde anhält, da die Dehnintensität um einiges geringer war. Fowles & MacDougall (2000) dehnten über die Dauer von 30 Minuten und beschrieben signifikante Verringerungen der MVC bis mindestens eine Stunde nach der Dehnung.
Die Veränderung des passiven Widerstandes entsprach nicht den Erwartungen, da dieser zehn Minu-ten nach dem Dehnen bereits nicht mehr signifikant niedriger war. Kay & Blazevich (2009) konnMinu-ten verringerte Werte des passiven Widerstandes bei der Messung zwei Minuten nach einer dreiminütigen Dehnintervention feststellen, die nach 30 Minuten jedoch nicht mehr nachweisbar waren. Mizuno, Matsumoto & Umemura (2013) dehnten fünf Minuten, testeten unmittelbar danach und erst nach fünfzehn Minuten ein weiteres Mal und konnten Veränderungen nur unmittelbar danach feststellen.
Die Zeitspanne zwischen der Dehnintervention und den darauffolgenden Tests in bisherigen Studien waren meist größer als zehn Minuten. In der gegenwärtigen Studie wurden Messungen unmittelbar, fünf und zehn Minuten verzögert durchgeführt, was zu einer genaueren Einschätzung der Veränderun-gen führte. Es konnte gezeigt werden, dass VeränderunVeränderun-gen des passiven Widerstandes mindestens fünf Minuten nach einer fünfminütigen Dehnung anhalten und sich im Zeitraum zwischen fünf und zehn Minuten nach dem Dehnen wieder an die Ausgangsdaten annähern.
Die Hypothesen in Bezug auf strukturelle Veränderungen bestätigten sich wie erwartet. So war die Muskelsteifigkeit nach fünf, aber nicht nach zehn Minuten verringert. Die Eigenschaften der Sehne zeigten keine Veränderungen. In vielen Studien, die auch die Muskel-Sehnen-Steifigkeit untersuchten, wird diese in den Ergebnissen als Gesamt-Gelenkssteifigkeit bezeichnet. Das lässt darauf schließen, dass der gesamte Muskel-Sehnen-Apparat gemeint ist, jedoch nicht dezidiert zwischen Muskel- und Sehnengewebe unterschieden wird (u.a. Magnusson et al, 1996; McNair et al., 2000; Mizuno, Matsu-moto & Umemura, 2013; Ryan et al, 2008). In machen Studien wird auf die Muskel- und/oder Seh-nensteifigkeit hingewiesen und somit kann zwischen dieser und der Gesamt-Gelenkssteifigkeit unter-schieden werden (Burgess, Graham-Smith & Pearson, 2009; Evetovich et al., 2003; Konrad, Budini &
Tilp, 2017; Kubo et al.,2008; Morse et al., 2008). Morse et al. (2008) konnten zeigen, dass die Seh-nensteifigkeit durch Dehnungen nicht signifikant verändert wird, obwohl die Gesamtsteifigkeit sinkt und somit die verringerte Muskelsteifigkeit für eine Verringerung der Gesamt-Gelenkssteifigkeit ver-antwortlich ist. Ryan et al. (2008) führte eine Studie mit einer Dehndauer von zwei, vier und acht Mi-nuten durch. Sie konnten nach vier und acht MiMi-nuten Dehnintervention eine verringerte Gelenksstei-figkeit zehn Minuten nach der Intervention feststellen. In anderen Studien wurde über ähnlich lange Zeiträume gedehnt und es konnten unmittelbar nach der Dehnung Veränderungen feststellt werden.
Jedoch bei weiteren Messungen nach 15 bzw. 60 Minuten wurde keine Verringerung der Gelenksstei-figkeit erkannt (Mizuno, Matsumoto & Umemura, 2013; Magnusson et al., 1996). In der gegenwärtigen
69 Studie wurde nur unmittelbar nach der Dehnintervention eine Veränderung der Gelenkssteifigkeit ge-funden. Fünf und zehn Minuten nach dem Dehnen war eine statistische Tendenz erkennbar (fünf Mi-nuten verzögert: p=0.05, zehn MiMi-nuten verzögert: p=0.07). Im Vergleich dieser Ergebnisse zu denen von Ryan et al. (2008) könnte wiederum die Dehnintensität eine Rolle spielen. Ryan et al. (2008) dehn-ten mit konstantem Drehmoment, wohingegen in der gegenwärtigen Studie mit kontantem Winkel gedehnt wurde und der passive Widerstand auf das Gewebe mit zunehmender Dehndauer abnahm.
Die Verlängerung des Muskelgewebes, die im Zuge der Messungen erkannt wurde, entsprach den Er-gebnissen der Literatur (Abellaneda, Guissard & Duchateau, 2009; Kay & Blazevich, 2009). Dies könnte mit der Verlängerung der Muskelfasern und der Verringerung des Fiederungswinkels zusammenhän-gen (Hirata, Kanehisa & Miyamoto, 2017; Abellaneda, Guissard & Duchateau, 2009; Fukashiro et al., 1995). Kay & Blazevich (2009) konnten eine erhöhte Muskellänge auch 30 Minuten nach einer Dehn-intervention von drei Minuten dokumentieren. Daher wurde auch bei fünfminütigen Dehninterventio-nen eine Verlängerung des Muskels auch zehn Minuten nach der Dehnung erwartet. Es ist möglich, dass eine verringerte Muskelsteifigkeit nach dem Dehnen auf eine vergrößerte Ruhe-Sarkomer-Länge zurückzuführen ist. Dies wiederum könnte die Reduktion der durch die willentliche Kontraktion er-reichten Drehmomente erklären.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine statische fünfminütige Dehnintervention funktionelle und auch strukturelle Veränderungen im getesteten Muskel-Sehnen-Gewebe hervorruft. Die funktio-nellen Veränderungen des RoM (vergrößert) und der MVC (verringert) waren auch nach zehn Minuten ersichtlich. Der passive Widerstand war für fünf Minuten verringert. Die strukturellen Veränderungen, wie die Verlängerung des Muskels und die Verringerung der Muskelsteifigkeit waren für zehn bzw. fünf Minuten messbar. Das Sehnengewebe wurde nicht beeinflusst. Grundsätzlich lässt sich feststellen, dass funktionelle Veränderungen länger bestehen bleiben als strukturelle. Grund dafür ist vermutlich die erhöhte Dehntoleranz bzw. das verringerte Schmerzempfinden (Magnusson et al., 1996).
70
Quellenverzeichnis
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73
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Darstellung zweiköpfiger Wadenmuskels gastrocnemius (medialis und lateralis) und Muskulus soleus https://www.sportordination.com/sporttraumatologie/achillessehne/, Zugriff am 17.07.2017
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Vicon Modell Beispiel http://www.cgsociety.org/index.php/CGSFeatures/CGSFeatureSpecial/squ-are_enix_moves_44_vicons, Zugriff am 31.07.2018
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Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Darstellung der Sehnen im Bereich des Sprunggelenks (iflebenskunde.de, 2017) ... 2
Abbildung 2: Veranschaulichung Zug- und Gleitsehne (Koethe-Rehling, 2017) ... 3
Abbildung 3: Wirkungsweise des Sehnengewebes am Ansatz eines Knochens (Schünke, 2000, S. 86) ... 4
Abbildung 4: Veranschaulichung der phasischen und tonischen Muskulatur und ihre Neigung zur Abschwächung bzw. Verkürzung (Wengert, 2017) ... 5
Abbildung 5: Darstellung eines parallelfaserigen Muskels (Brainyoo, 2017) ... 6
Abbildung 6: Verschiedene Fiederungen der Muskulatur; Fiederung A: einfach gefiederter Muskel; B: zweifach gefiederter Muskel; C: mehrfach gefiederter Muskel; blau: anatomischer Querschnitt; grün: physiologischer Querschnitt (Gille, 2017) ... 6
Abbildung 7: Aufbau eines Muskels (W&B/ Szczesny, 2017) ... 7
Abbildung 8: Modell eines Sarkomers (memorang, 2017) ... 8
Abbildung 9:Darstellung Motorischer Endplatten unter einem Lichtmikroskop (Spectrum.de, 2017) ... 9
Abbildung 10: Darstellung der verschiedenen Kontraktionsformen (Bewect- Weiderer, 2017) ... 10
Abbildung 11: Darstellung des zweiköpfigen Wadenmuskels gastrocnemius (medialis und lateralis). Der Muskulus soleus liegt direkt unter den muskuli gastrocnemii (Sportordination, 2017) ... 11
Abbildung 12: Die Bewegungsachsen im oberen und unteren Sprunggelenk (Thieme, 2017) ... 12
Abbildung 13: Prozentuelle Veränderung der Muskel-Sehnen-Steifigkeit im Vergleich zu den Ausgangswerten. Darstellung von Mittelwerten mit Standardabweichung; *signifikant verringert als der Ausgangswert (Ryan et al. (2009)) ... 18
Abbildung 14:Entwicklung des RoM in der Oberschenkelrückseitenmuskulatur bei wiederholten 15-Sekunden Dehnungen (Boyce & Brosky, 2008) ... 19
Abbildung 15: Daten von 7 Personen; L tendiert dazu, nach dem Dehnen größer zu werden als vor dem Dehnen. L über 300 N war signifikant größer nach dem Dehnen als davor; *signifikanter Unterschied zu den Ausgangswerten (Kubo et al. (2000)) ... 22
Abbildung 16: Daten von 7 Personen; Fm-L Kurve während aufsteigender und absteigender Phase vollzieht einen Kreis (Hysterese). Hysterese war signifikant geringer nach dem Dehnen (A; 13.5+/-7.6%) als davor (B; 20.6+/-8.8%) Kubo et al. (2000)) ... 22
Abbildung 17: Durchschnittliche Kraft-Verlängerungs-Kurve (a) und durchschnittliche Stress-Belastungs-Kurve (b) für Frauen und Männervor und nach der Dehnintervention (Burgess, Graham-Smith & Pearson (2009)) ... 26
Abbildung 18: (a) Passives Drehmoment während fünfminütigem statischem Dehnen;(b) Veränderungen im Drehmoment während wiederholten Muskelkontraktionen, dargestellt als durchschnittliche Absolutwerte für je fünf Kontraktionen (Kubo et al. (2002)) ... 31
Abbildung 20: Zusammenhang zwischen Shear modulus und Faszikellänge während passiver Dorsalflexion vor (pre) und nach (post) einer fünfminütigen Dehnung. Die % der Faszikellänge bezieht sich auf die Pre-Werte einer jeden Person. *signifikanter Unterschied pre-post (p<0.05) (Hirata, Kanehisa & Miyamoto (2017)) ... 33
75 Abbildung 19: Darstellung passiver Widerstand während der passiven Dorsalflexion vor (pre) und nach (post) einer fünfminütigen Dehnung; die % des Winkels bezieht sich auf die Pre-Werte der RoM; * signifikanter
Unterschied zwischen pre und post (p<0.05) (Hirata, Kanehisa & Miyamoto (2017)) ... 33
Abbildung 21: A: Effekt der RoM auf MVC; B: Motorische Endplatten-Aktivierung (berechnet aus interpolierten Stimuli); C: isometrische MVC (Abnahme hängt mit Aktivierung zusammen)*signifikant unterschiedlich zu Ausgangswerten; Alles Mittelwerte +/- Standardabweichungen (Fowles, Sale & MacDougall (2000) ... 38
Abbildung 22: Prozentuelle Veränderung der Muskel-Sehnen-Steifigkeit als Folge der Interventionen (Mittelwerte +/- Standardabweichung) *Signifiant verringert zum Ausgangswert; t signifikant verringert zum Kontrollwert (Ryan et al. (2008)) ... 39
Abbildung 23: Der Arbeitsplatz im Labor mit den verwendeten Systemen ... 47
Abbildung 24: Con-Trex MJ Dynamometer (Physiomed, 2017) ... 47
Abbildung 25: Exemplar eines Vicon-Modells für die Erstellung eines drei-dimensionalen Videos (CGSociety, 2017) ... 48
Abbildung 26: Reflektierende Marker in zwei unterschiedlichen Längen für die Aufnahme der Veränderungen der Längenänderung des Muskel-Sehnen-Systems durch das Dehnen mit dem 3D-Kamerasystem Vicon ... 49
Abbildung 27: Position der reflektierenden Marker und des Ultraschall-Kopfes. Die Länge der Achilles Sehne wurde aus dem Abstand der Marker A (Calcaneus) und B (Ultraschallkopf) berechnet (vlg. Kay&Blazevich, 2009) ... 49
Abbildung 28: EMG-Elektrode "BlueSensor N" der Marke "Ambu" (Ambu, 2017) ... 50
Abbildung 29: Darstellung einer Empfehlung für die Widerstandswerte der Haut vor einer EMG-Messung (vgl. Konrad (2011). EMG-Fibel, S21.) ... 50
Abbildung 30: Funk-Körper eines Myon m320 EMGs, wie es in der Studie verwendet wurde (Lumifisch TimeLine,2017) ... 51
Abbildung 31: Ultraschallbild vor Beginn der Messung ... 51
Abbildung 32:Styroporkonstruktion für den Ultraschallkopf ... 52
Abbildung 33:Vorbereitetes Bein eines Probanden/einer Probandin für die Messungen ... 52
Abbildung 34: Darstellung einer ROM-Testung; die weißen, senkrechten Linien in der Bildmitte zeigen an, auf welchen Bereich der Verlauf (lila Linie signalisiert den Sprunggelenkswinkel) gekürzt wird. Die Triggersignale sind über der weißen, horizontalen Linie zu erkennen (roter Kreis). ... 54
Abbildung 35:Detaillierte Darstellung des Videoschnittes der vierten Wiederholung der passiven Messung ... 55
Abbildung 36:Darstellung eines MVC-Tests; Die orange Linie stellt das Drehmoment dar. In diesem Fall befindet sich der höchste Wert nach dem ersten Triggersignal ... 55
Abbildung 37: Darstellung einer MVC-Testung; das Triggersignal tritt erst nach Erreichen des höchsten Wertes auf. Somit wird erst kurz hinter dem Signal geschnitten ... 56
Abbildung 38:Darstellung einer geschnittenen ROM-Testung; die Zeit vom Beginn des Triggers bis zum Ende des Videos wird gemessen (roter Kreis) ... 56
Abbildung 39: Darstellung der Excel-Datei der DEWESoft-Daten. Das rote Viereck markiert die Zeile, in der das Triggersignal (Spalte E, „FunktionGen“) auftritt. Die zu notierende Referenzzeit steht ganz links in der Spalte A („Time“). ... 57
76 Abbildung 40: Darstellung des Beginns des Triggersignals in einem Ultraschallvideo; der rote Kreis in den Bildern markiert die Stelle, an der das Triggersignal beginnt (linkes Bild) bzw. der Anfang schon verpasst wurde (rechtes Bild). ... 58 Abbildung 41: Darstellung der Anzeige von Bildzahl und Zeit im "VirtualDub 1.10.4" ... 58 Abbildung 42: Darstellung der Option "Set Scale…" in "ImageJ"; Die Skalierung musste auf 65 Pixel pro
Zentimeter eingestellt werden. ... 59 Abbildung 43: Darstellung des Bedienfensters von "ImageJ"; zum Verfolgen der Bewegung des Muskel-Sehnen-Überganges musste die Option "Point" gewählt werden. ... 59 Abbildung 44: Darstellung des Muskel-Sehnen-Überganges des Muskulus gastrocnemius medialis im
Ruhezustand. ... 60 Abbildung 45: Darstellung des Muskel-Sehnen-Übergangs des Muskulus gastrocnemius medialis im gedehnten Zustand... 60 Abbildung 46: Berechnungsschema x= Marker Calcaneus bis Marker US-Kopf; y=Abstand Marker US-Kopf zu Muskelsehnenübergang (US-Bild); z= Abstand Marker Epicondylus bis Marker US-Kopf ... 61
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Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Durchschnittliche Werte der Muskel-Sehnen-Steifigkeit (Nm*deg-1) von jeder Messung
(Standardabweichung in Klammer); *signifikante Veränderungen im Vergleich zu den Ausgangswerten (Ryan et al. (2009)) ... 18 Tabelle 2: Überblick der Ergebnisse der Studien mit dem Schwerpunkt "Wiederholungszahl ... 21 Tabelle 3: Überblick über die Ergebnisse der Studien mit dem Schwerpunkt Steifigkeit und passiver
Widerstand/passives Drehmoment ... 21 Tabelle 4:Überblick über die Ergebnisse der Studien mit dem Schwerpunkt "Geschlechtsspezifität" ... 30 Tabelle 5:Überblick der Ergebnisse zur Schwerpunkt "Unterschiedliche Dehnarten" ... 30 Tabelle 6: Überblick über die Ergebnisse der Studien mit Schwerpunkt: Veränderungen im Gewebe durch Dehnungen ... 36 Tabelle 7: Überblick über die Ergebnisse der Studien mit dem Schwerpunkt: Messungen zu verschiedenen Zeitpunkten nach einer Dehnintervention ... 42 Tabelle 8: Überblick über die Daten aller 14 Probanden/Probandinnen als Gesamtdurchschnitt mit
Standardabweichung ... 46 Tabelle 9: Daten der männlichen Probanden dargestellt im Einzelnen und als Durchschnitt mit
Standardabweichung ... 46 Tabelle 9: Daten der männlichen Probanden dargestellt im Einzelnen und als Durchschnitt mit