Dynamische und statische Maximalkraft in der geschlossenen Kette bei Rumpfflexion/-extension und Rumpfrotation

Einleitung

Gründe für Rückenschmerzen präzise zu diagnostizieren, bereitet selbst im klinischen Bereich, wo verbesserte bildgebende Verfahren und diagnostische Methoden zum Einsatz kommen, große Schwierigkeiten. Dies stellt ein enormes Problem in der Erforschung der Ursachen für Wirbelsäulenbeschwerden dar [15]. Norman u.a. [13] unternahmen hierzu den Versuch, Arbeitsabläufe in der Autoindustrie biomechanisch zu analysieren und mit Rückenschmerz in Verbindung zu bringen. Maximale Scherkräfte und maximale Geschwindigkeiten, welche auf die Wirbelsäule wirken, gelten hier als Risikofaktoren für Schmerzen im Bereich der Lendenwirbelsäule. Einen anderen Zugang zur erwähnten Thematik wählten Foppa und Noack [5], indem sie mittels Fragebogen erhoben, welche sozioökonomischen, arbeitsspezifischen, verhaltens- und gesundheitsbezogenen Faktoren vermehrt zu Schmerzen im Bereich der Wirbelsäule führen. In dieser Studie zeichnete sich kein klarer Trend zu einem Bereich ab. Die These von Riihimäki [15] konnte bestätigt werden: Den vier Hauptkategorien wurden 43 Unterklassifizierungen als Ursache zugeordnet. Dies soll die Multikausalität der Problematik charakterisieren.

Auch Marras [11] zeigt, dass es sich beim Problem Rückenschmerz um einen sehr komplexen Mechanismus handelt, der auf keinen Fall nur eindimensional betrachtet werden kann. Ganz im Gegenteil, eine 3-dimensionale Analyse der Belastung der Wirbelsäule lässt Rückschlüsse auf den Pathomechanismus von Beeinträchtigungen in diesem Bereich zu. Als Hauptrisikofaktoren nennt der Autor Hebearbeiten mit kraftvollen Bewegungen, starke physische Arbeit und Vibrationen.

Adams und Dolan [1] erweitern dieses Modell um das "Cube-Square-Gesetz", wonach die Masse eines Körpers zum Kubik der Änderung zunimmt, die Grundfläche, sprich Belastbarkeit allerdings nur mit dem Quadrat derselben. Eine Größenänderung z.B. durch Gewichtszunahme im Bereich des Rumpfes kann somit zu einer Dysbalance zwischen Masse und Belastbarkeit der Strukturen führen. Als weitere Verletzungsmechanismen werden die Größe und die Geschwindigkeit der zu bewegenden Last bzw. die Belastungsanamnese im Lauf des Lebens angeführt. Gombatto u.a. [6] fanden in Ergänzung zum "Cube-Square-Gesetz" heraus, dass Personen mit Problemen in der Lendenwirbelsäule eine signifikante Asymmetrie der passiven elastischen Strukturen im Seitenvergleich aufweisen. In der beschwerdefreien Kontrollgruppe konnte dieser Unterschied nicht nachgewiesen werden.

Im Modell von Marras [11] zur Genese spielt die Belastungstoleranz eine wichtige Rolle, und auch bei Adams und Dolan [1] gibt es einen Hinweis darauf, dass ein gut ausgeprägter, muskulärer Stützapparat präventiv wirksam sein könnte. Denner [4] bestätigt, dass sowohl akute als auch chronische Beschwerden am Stütz- und Bewegungsapparat ihren Ausgangspunkt häufig in einem Muskeldefizit oder in einer muskulären Dysbalance haben. Denner stellte fest, dass Personen mit chronischen Rückenproblemen im Durchschnitt ein um 12,2 % im Rumpfbereich und 24,4 % im Halswirbelsäulenbereich geringeres Maximalkraftniveau aufweisen, verglichen mit der beschwerdefreien, gleichaltrigen Kontrollgruppe. Es gibt also mehrere Hinweise darauf, dass eine abgeschwächte Muskulatur für Probleme im Wirbelsäulenbereich mitverantwortlich sein könnte.

Picavet und Schouten [14] ermittelten in der MORGEN-Studie, dass theoretisch 13–18 % aller Probleme im Bereich der Lendenwirbelsäule durch Prävention vermieden werden könnten. Der Fokus richtet sich auf die Anwendung von ergonomischen Prinzipien und Übungsprogrammen. Weiters sollten ungünstige Haltungen, Beugungen, Verdrehungen und statische Körperpositionen über einen längeren Zeitraum vermieden werden.

Um Defizite und Dysbalancen aufdecken zu können und objektive Daten zu erhalten, verwendet man häufig isokinetische Messsysteme [12], eine große Anzahl solcher Geräte (z. B. Cybex, Biodex, Lido) sind in der Literatur erwähnt [3]. Ziel dieser Studie war, das breite Spektrum an unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Kontraktionsformen genauer zu analysieren, um zu ermitteln, in welchem Bereich die höchsten Drehmomente auftreten. Besonders relevant ist diese Arbeit für die Umsetzung in der Leistungsdiagnostik und in weiterer Folge für den Einsatz des IsoMed 2000 in klinischen, therapeutischen und sportwissenschaftlichen Bereichen.

Literatur

• 1 Adams M A, Dolan P. Spine biomechanics.  Journal of Biomechanics. 2005;  38 1972-1983
• 2 Chan K M, Maffulli N. Principles and Practice of Isokinetics in Sports Medicine and Rehabilitation. Champaign: Human Kinetics; 1996
• 3 Delitto D Die wirbelsäulenstabilisierende Muskulatur chronischer Rückenpatienten. In: Manuelle Medizin. 1997. 35: 94-102
• 4 Denner A Trunk strength testing. In: Amundsen L R, (Hrsg.) Muscle strength testing: instrumented and noninstrumented systems. New York: Churchill Linvingstone; 1990: 151-162
• 5 Foppa I, Noack R H. The relation of self-reported back pain to psychosocial, behavioural and health-related factors in a working population in switzerland.  Social Science & Medicine. 1996;  43 1119-1126
• 6 Gombatto S P, Norton B J, Scholtes S A, Dillen L R Van. Differences in symmetry of lumbar passive tissue characteristics between people with and people without low back pain.  Clinical Biomechanics. 2008;  23 986-995
• 7 Hill A V. The Mechanics of Voluntary Muscle.  Lancet. 1951;  261 947-951
• 8 Huang Q M, Thorstensson A. Trunk muscle strength in eccentric and concentric lateral flexion.  European Journal of Applied Physiology. 2000;  83 573-577
• 9 Humer M, Kösters A, Müller E. Validität und Reliabilität der Rumpfkraft-Diagnostik-Systeme ISOMED 2000 backmodule und Schnell m3 Diagnos+.  Sportverletzung Sportschaden. 2009;  23 69-74
• 10 Humer M, Kösters A, Müller E. Max. Drehmoment und muskuläre Aktivität bei isometrischer Maximalkraftbestimmung (geschlossene Kette) in unterschiedlichen Positionen der Rumpfflexion / -extension sowie Rotation.  Sportverletzung Sportschaden. 2009;  23 187-193
• 11 Marras W S. Occupational low back disorder causation and control.  Ergonomics. 2000;  43 880-902
• 12 Mayer F, Horstmann T, Küsswetter W, Dickhuth H H. Isokinetik – Eine Standortbestimmung.  Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin. 1994;  45 272-287
• 13 Norman R, Wells R, Neumann P, Frank J, Shannon H, Herr M. A comparison of peak vs cumulative physical work exposure risk factors for the reporting of low back pain in the automotive industry.  Chlinical Biomechanics. 1998;  13 561-573
• 14 Picavet HSJ, Schouten JSAG. Physical load in daily life and low back problems in the general population – the morgen study.  Preventive Medicine. 2000;  31 506-512
• 15 Riihimäki H. Low-back pain, its origin and risk indicators.  Scandinavian Journal of Work Environment & Health. 1991;  17 81-0
• 16 Westing S H, Seger J Y, Thorstensson A. Effects of electrical stimulation on eccentric and concentric torque-velocity relationships in man.  Acta Physiologica Scandinavica. 1990;  140 17-22

1 Interfakultärer Fachbereich Sport- und Bewegungswissenschaft/USI, Universität Salzburg

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