Zusammenfassung.
Fragestellung: Die Aktivität der Rückenstreckmuskulatur als Belastungsfaktor der Wirbelsäule beim
aufrechten Sitzen wird kontrovers diskutiert. Experimentelle Befunde zur Höhe dieser
Belastung in verschiedenen Sitzhaltungen liegen jedoch bislang kaum vor. Methode: In der hier vorgestellten Studie wurde bei 30 Probanden die relative Höhe der Rückenstreckeraktivität
im aufrechten Stand und beim Sitzen mit der oft als günstigste Sitzhaltung empfohlenen
standidentischen Rumpfhaltung bestimmt. Hierzu wurden in beiden Positionen auf vier
Wirbelsäulenhöhen die Oberflächen-Elektromyogramme der Rückenstrecker aufgezeichnet.
Die gemessene EMG-Aktivität wurde intraindividuell mit der jeweiligen EMG-Aktivität
bei maximaler willkürlicher isometrischer Kontraktion normiert. Ergebnisse: In drei der vier untersuchten Wirbelsäulenhöhen lagen in der Probandengruppe die
Aktivitätsmittelwerte der Rückenstrecker beim Sitzen hochsignifikant (p< 0,001) über
denen im Stand, die maximale Erhöhung ergab sich dabei in Höhe Th12 und betrug 48
%. Die Rückenstreckerkraft im Bereich der Lendenwirbelsäule kann beim Sitzen mit standidentischer
Lordosierung im Gruppenmittel auf über 30 % der im Sitz maximal isometrisch erreichbaren
Kraft eingeschätzt werden. Schlussfolgerung: Wir schließen aus unseren Befunden, dass während des aufrechten Sitzens mit standidentischer
Rumpfhaltung mit Kraftanstrengungen der Rückenstrecker gerechnet werden muss, die
innerhalb weniger Minuten zur Ermüdung führen. Neuere Befunde anderer Autoren über
kompressive Belastungssteigerungen der Wirbelsäule im lordosierten Sitz werden durch
unsere Ergebnisse bestätigt.
The Activity of the Back Extending Muscles During Upright Standing and Sitting with
the Back Curved - An Electromyographical Study.
Problem: There is a controversial discussion about the loading of the spine by the force of
the extending muscles of the back in upright sitting with the back curved as in upright
standing. Experimental studies investigating this issue are still lacking. Methods: In the study presented in this paper we measured in 30 subjects the activity of the
extending back muscles both in a natural upright standing posture and in sitting with
identical posture of the back as recommended in some back training programs. To this
end we recorded the electromyographical surface activity of the back muscles at four
levels of the spine in both postures. The EMG activities were intraindividually normalized
with reference to the respective activity recorded at maximum voluntary isometric
contraction (MVC). Results: At three of the four levels of the spine examined, the group averages of the EMG
activity in sitting were significantly higher than in standing (p < 0.001). The maximum
activity enhancement evaluated was 48 % at Th12. The force of the lower back muscles
in sitting with a posture of the back as in natural upright standing could be estimated
to be at least greater than 30 % of the force at MVC. Conclusion: The force needed to enforce in sitting a posture of the back identical to the posture
at natural standing entails lower back muscle fatigue in a few minutes. The results
of our study agree with recent experimental findings about an increased loading of
the spine in lordotic sitting.
Schlüsselwörter:
Wirbelsäule - Belastung - Sitzen - Stehen - Elektromyographie
Key words:
spine - loading - standing - sitting - electromyography
Literatur
01 Althoff I, Brinckmann P, Frobin W, Sandover J, Burton K. Die Bestimmung der
Belastung der Wirbelsäule mit Hilfe einer Präzisionsmessung der Körpergröße.
Schriftenreihe der Bundesanstalt für Arbeitsschutz Fb683 . Wirtschaftsverlag NW Bremerhafen; 1993
02 Becker F. Prävention im Kindes- und Jugendalter. Spezielle Prävention: Haltungsschäden.
In: A. N. Witt, H. Rettig, K. F. Schlegel, M. Hackenbroch, W. Hupfauer
Orthopädie in Praxis und Klinik. Allg. Orthop. Biomechanik - Genetik - Ökologie . Thieme, Stuttgart; 1980
03
Berquet K H.
Konventionelles oder alternatives Sitzen?.
Dt. Ärzteblatt.
1991;;
88
83-89
04 Brunswic M. Seat design in unsupported sitting. In
Proceedings of the 1984 international conference on occupational ergonomics. Roxdale . On: Human Factors Association of Canada 1984;: 294-298
05
Damkot D K, Pope M, Lord J, Frymoyer J W.
The relationship between work history, work environment and low back pain in men.
Spine.
1984;;
9
395-399
06 Grandjean E, Hünting W. Sitzen Sie richtig? Sitzhaltung und Sitzgestaltung am
Arbeitsplatz. Hrsg: Bayerisches Staatsministerium für Arbeit und Sozialordnung, München;
1983
07
Harrison D D, Harrison S O, Croft A C, Harrison D E, Troyanovich S J.
Sitting biomechanics part 1: review of literature.
J. Manipilative Physiol Ther.
1999;;
22 (9)
594-609
08
Hopf C, Schrod C, Rompe J-D, Bodem F.
Keine aufrechtere Sitzhaltung durch alternative Schulmöbel.
Z Orthop.
1996;;
134
22-25
09 Illi U, Weckerle K. Leitbild für die ideale Haltung. In: Illi, U. (Hrsg.)
Sitzen als Belastung . PMSI Holdings Deutschland, Ismaning; 1993
10 Kapandji I A. Funktionelle Anatomie der Gelenke.
Band 1, Untere Extremitäten . Enke Verlag Stuttgart; 1985
11 Kempf H D. (Hrsg.) Rückenschule. Urban & Fischer Verlag 1999
12 Klein-Vogelbach S. Funktionelle Bewegungslehre. Springer Verlag 1989
13
Krärner J.
Kreuzschmerzen aus orthopädischer Sicht.
Dt Ärztebl.
1994;;
5
198-203
14
Laas S.
Wirbelsäulenerkrankungen und berufliche Belastbarkeit aus der Sicht des Orthopäden.
Zbl Arbeitsmed.
1979;;
29
71-73
15
Maton B, Petitjean M, Cnockaert J C.
Phonomyogram and electromyogram relationships with isometric force reinvestigated
in man.
Eur J Appl Physiol.
1990;;
60
194-201
16
Monod H.
Contractility of muscle during prolonged static and repitive dynamic activity.
Ergonomics.
1985;;
1
81-89
17
Nachemson A.
Lumbar disc pressure. Experimental studies on post mortem material.
Acta Ortop Scand Suppl.
1960;;
43
1-104
18
Nachemson A, Elfström G.
Intravital pressure measurements in lumbar discs.
Scand J Rehab Med.
1970;;
Suppl 1
1-40
19
Orizio C, Perini R, Veicsteinas A.
Muscular sound and force relationship during isometric contraction in man.
Eur J Appl Physiol.
1989;;
58
528-533
20
Raspe H, Kohlmann T.
Rückenschmerzen - eine Epidemie unserer Tage?.
Dt Ärztebl.
1993;;
44
1963-1967
21
Riihimäki H, Tola S, Videmann T, Hänninen K.
Low-back pain and occupation. Across-sectional questionnaire study of men in machine
operating, dynamic physical work, and sedentary work.
Spine.
1989;;
14
204-209
22
Rohlmann A, Bergmann G, Graichen F, Weber U.
In vivo measurements of implant loads in a patient with a fractured vertebral body.
Eur Spine J.
1995;;
4
347-353
23
Schramm J C, Witte H, Recknagel S, Busching K, Krämer J, Preuschoft H.
Formveränderungen der LWS in Abhängigkeit von passiven Auslenkungen der unteren Extremitäten
in der Sagittalebene.
Z Orthop.
1997;;
135
210-216
24 Schoberth H. Sitzhaltung - Sitzschaden - Sitzmöbel. Springer, Heidelberg; 1962
25 Senn E. Aspekte einer Physiologie des Sitzens. In: Illi, U. (Hrsg)
Sitzen als Belastung. PMSI Holdings Deutschland, Ismaning; 1993
26
Wilke H-J, Neef P, Caimi M, Hoogland T, Claes L E.
New in vivo measurements of pressures in the intervertebral disc in daily life.
Spine.
1999;;
24
755-762
Ulrich Betz
Orthopädische Universitätsklinik Mainz
55101 Mainz