Vibrationstraining

Wie wirkt und funktioniert Vibrationstraining?

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Wirkt Vibrationstraining auf aerobes Training

Obwohl das Vibrationstraining schon seit rund 40 Jahren bekannt ist, gibt es erst seit kurzem umfassende Untersuchungen zu den möglichen Vorteilen für Sportler und Sportlerinnen. In diesem Beitrag nehmen wir die neuesten Erkenntnisse zu dieser Trainingsmethode unter die Lupe und betrachtet vor allem, inwieweit das Vibrationstraining zu mehr Schnelligkeit, Schnellkraft und Flexibilität im Hochleistungssport führt.

Das Konzept des Vibrationstrainings wurde ursprünglich von russischen Wissenschaftlern im Rahmen der Weltraumforschung entwickelt. Mit diesem Training sollten sich die Kosmonauten während der langen Zeit in der Schwerelosigkeit körperlich fit halten. Und tatsächlich hielt die damalige UdSSR hier auch mehrere Ausdauerrekorde. Für das Vibrationstraining sind spezielle Geräte erforderlich, die bei bestimmten Frequenzen schwingen (normalerweise zwischen 30 und 50 Hz). Am meisten verbreitet sind sog. ’Vibrationsplatten’, auf denen der Sportler eine Vielzahl verschiedener Übungen im Stehen machen kann. Alternativ kann er die Hände auf die Platte legen und Übungen zur Stärkung des Oberkörpers, z. B. Trizeps Dips, machen. Darüber hinaus können weitere Trainingsgeräte, wie z.B. Hanteln und Atemgeräte zum Einsatz kommen.

 

Die Physiologie des Vibrationstrainings

Wie groß der Nutzen des Vibrationstrainings ist, kann man zwar noch nicht mit Sicherheit sagen, man weiß allerdings, dass es nachhaltige physiologische Auswirkungen auf den Körper hat:

- Durch Vibrationstraining werden fast 100 % der Muskelfasern rekrutiert. Demgegenüber bewirken andere Widerstandsübungen normalerweise eine Rekrutierung von lediglich 40-60 %. Diese hohe Rekrutierung erreicht das Vibrationstraining durch einen fast kontinuierlichen Stretch-Reflex der Muskeln, dem so genannten tonischen Dehnungsreflex. Dieser beim Vibrationstraining ausgelöste Dehnreflex führt zu unglaublich starken Muskelkontraktionen. Man nimmt an, dass diese Schwingungskräfte äußerst förderlich für die Stärkung der FT-Muskelfasern sind (hierzu kommen wir später noch);

- Vibrationstraining stimuliert zudem die Durchblutung der Muskeln und kann so die Regeneration nach einem Training und die Rehabilitation nach einem Unfall beschleunigen. Der erhöhte Blutdruck sorgt für den Transport von regenerierenden Wirkstoffen in die Muskelzellen und somit für eine schnellere Heilung von verletztem Gewebe;

- Der bei diesem Training entstehende tonische Dehnungsreflex und die normale Kontraktionsfrequenz der Muskulatur können hier zusammenwirken. Beim Krafttraining mit schweren Gewichten oder Tempotraining kontraktieren die schnellen Muskeln z. B. 30 bis 70-mall in der Sekunde. Durch Vibrationstraining können die Frequenzen quasi verdoppelt werden, so dass ohne großen ‚mentalen’ Aufwand des Sportlers eine noch stärkere Faserbeanspruchung – d. h. größere Faserrekrutierung – erfolgt.

 

Neueste Studien zum Thema Vibrationstraining

Immer mehr Studien belegen die Vorzüge des Vibrationstrainings für Leistungssportler und Fitness-Trainer. Studien in Zusammenhang mit Leistungssportlern untersuchten, welche Auswirkungen diese Trainingsmethode auf eine Verbesserung von Schnellkraft, Kraft und Flexibilität hat, während im Zusammenhang mit Fitness-Training untersucht wurde, ob Vibrationstraining für eine bessere Körperzusammensetzung ebenso effektiv sein kann wie Widerstands- oder Herz-Kreislauf-Training.
Ein Team italienischer Wissenschaftler betrachtete die Auswirkungen des Ganzkörper-Vibrationstrainings auf verschiedene Messgrößen bei Leistungssportlerinnen.(1) Bei der Ganzkörpervibration musste die Sportlerin eine bestimmte Zeit auf der Vibrationsplatte stehen und/oder bestimmte Übungen mit oder ohne zusätzlichen Widerstand wiederholen.
Die Sportlerinnen wurden in 2 Gruppen eingeteilt. Eine Vibrationsgruppe (13 Sportlerinnen), die 3-mal pro Woche 8 Stunden trainierte, sowie eine Kontrollgruppe (11 Sportlerinnen). Nach diesen 3 Wochen wurden folgende Parameter überprüft: Countermovement-Jump (Vertikalsprung mit Ausholen), Knieextensionskraft, horizontale Beinpresse und Beweglichkeit (Sit-and-Reach Test). Bei der Vibrationsgruppe zeigte sich eine deutliche Verbesserung von Knieextensionskraft, Vertikalsprungleistung und Beweglichkeit. Die Kontrollgruppe zeigte bei den überprüften Parametern hingegen keine signifikanten Veränderungen. Ergänzend zu diesen Ergebnissen wies das Forscherteam darauf hin, dass beim Vibrationstraining die optimale Frequenz, Amplitude (Bewegung der Vibrationsplattform) und G-Kräfte ermittelt werden müssen, da nur so eine bestmögliche Wirkung erzielt werden kann.
Wissenschaftler von den Universitäten Aberdeen und North Dakota fanden heraus, dass bei einem 30 Hz Protokoll mit einer 10 mm Amplitude und Intervallen von 60 Sekunden Vibration/60 Sekunden Pause mit der EMG die größte Muskelfaserrekrutierung im Vastus Lateralis (Oberschenkelmuskel) gemessen wurde. Mit höheren Frequenzen konnten hingegen keine deutlich besseren Ergebnisse erzielt werden. Die Sportlerinnen – in diesem Fall Elite-Volleyball-Spielerinnen – saßen in der Hockstellung auf der Vibrationsplatte, die Knie im 100 ° Winkel.


Ein Team aus Belgien untersuchte über einen Zeitraum von 24 Wochen den Effekt von Ganzkörper-Vibration auf die Knieextensionskraft, Bewegungsgeschwindigkeit und Vertikalsprungleistung bei Frauen im Alter von 58-74 Jahren(3). Interessanterweise gab es bei dieser Studie auch eine Gruppe, die Widerstandstraining machte, und eine Kontrollgruppe.
Beide Gruppen trainierten 3-mal pro Woche. Das Widerstandstraining der ersten Gruppe bestand aus statischen und dynamischen Knieextensionen, die ohne Belastung auf einer Vibrationsplatte ausgeführt wurden, während die Kontrollgruppe ihre Oberschenkelstrecker (Kniestrecker) mit dynamischen Beinpressen und Beinextensionsübungen trainierten und dabei den Widerstand von niedrig (20 Wiederholungen bei max. RM) bis hoch (8RM) steigerten. Die Kontrollgruppe machte gar kein Training. Vor Beginn der Trainingsphase, nach 12 Wochen und am Ende der Studie wurden Kontrolluntersuchungen durchgeführt. Knieextensionskraft und Bewegungsgeschwindigkeit der Knieextension wurden isometrisch und dynamisch gemessen. Dies erfolgte mit Hilfe eines externen Widerstands, der 1 %, 20 %, 40 % und 60 % der isometrischen Maximalkraft entsprach. Die Vertikalsprungleistung wurde mit Hilfe einer Kontaktmatte bestimmt, über die Sprunghöhe und Krafterzeugung gemessen wurden.


Die Tests zeigten, dass sich die isometrische und dynamische Kraft der Kniestrecker bei der Vibrationsgruppe wie auch bei der Widerstandsgruppe sich nach Ablauf des 24-wöchigen Trainings signifikant verbessert hatte. Bezeichnenderweise gab es im Hinblick auf die Trainingseffekte keinen großen Unterschied zwischen den beiden Gruppen. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Knieextension bei niedrigem Widerstand (1 % oder 20 % der isometrischen Maximalkraft) war lediglich bei der Vibrationsgruppe deutlich höher.
Aufgrund dieser Ergebnisse schlussfolgerten die Wissenschaftler, dass das Vibrationstraining „...im Hinblick auf die Verbesserung der Knieextensionskraft, Bewegungsgeschwindigkeit und Vertikalsprungleistung für ältere Frauen eine geeignete Trainingsmethode und ebenso effektiv wie herkömmliches Widerstandstraining ist.“ Ein weiterer wichtiger Aspekt ist ihrer Ansicht nach, dass die erhöhte körperliche Leistung durch die Vibration selbst und nicht durch die Übungen ohne Belastung auf der Vibrationsmaschine bewirkt wurde. 

 

Potenzierung und Vibrationstraining

Unter Potenzierung versteht man eine Trainingsbedingung, bei der die Leistung der schnellen Muskelfasern (FT-Muskelfasern) innerhalb der gleichen Muskelgruppe/n durch eine Trainingsart kurzfristig erhöht wird und somit einen Leistungsschub bewirken kann. So haben zum Beispiel zahlreiche wissenschaftliche Studien ergeben, dass sich Gewichtstraining und plyometrische Übungen (Sprungkraft) in ihrer Wirkung potenzieren, wenn sie innerhalb ein und desselben Workouts durchgeführt werden. Immer mehr Studien beschäftigen sich nun mit der Frage, ob das Vibrationstraining eine ähnliche Wirkung haben kann. Ein Team aus Neuseeland untersuchte die Auswirkungen des Ganzkörper-Vibrationstrainings auf Elite-Hockeyspielerinnen.(6) Sie trainierten mit einer ’Galileo’ Vibrationsmaschine bei 26 Hz und mit 6mm Amplitude. Die Teilnehmerinnen wurden in 3 Gruppen eingeteilt:

- Eine Gruppe mit Vibrationstraining

- Eine Radsportgruppe

- Eine Kontrollgruppe. Diese absolvierte die gleichen sechs Übungen wie die Gruppe mit Vibrationstraining, allerdings war Vibrationsfunktion beim Galileo-Gerät deaktiviert.

Bei allen 3 Gruppen dauerten die 3 Trainingseinheiten jeweils 5 Minuten. Vor und nach dieser Trainingseinheit wurden Vertikalsprungleistung, Flexibilität (Sit-and-Reach Test) und isometrische Greifkraft (per Dynameter) gemessen. Die 6 Übungen der Vibrationsgruppe und Kontrollgruppe sahen folgendermaßen aus: Aufrechtes Stehen mit halbgeschlossenen Knien, Kniebeuge (mit einem Kniewinkel von 120°) und Ausfallschritte mit dem Führungsbein auf der Vibrationsplatte. Die Übungen dauerten 60 Sekunden und die Ausfallschritte 30 Sekunden je Bein. Es zeigte sich, dass das Vibrationstraining unmittelbare Auswirkungen auf die Vertikalsprungleistung hatte und hier eine Steigerung um 8,1 % bewirkte, gleichzeitig verbesserte sich die Flexibilität um 8,2%. Das Forschungsteam führte die Steigerung der Vertikalsprungleistung auf eine erhöhte neuromuskuläre Stimulation und die Rekrutierung der FT-Muskelfasern zurück und die größere Flexibilität auf die inhibitorische Wirkung in den Muskeln des unteren Rückenbereichs und der Hüften (welche die Beweglichkeit einschränken), die vom tonischen Dehnungsreflex außer Kraft gesetzt wurden. Die Greifstärke konnte hingegen nicht verbessert werden. Ursache hierfür war nach Ansicht der Verantwortlichen dieser Studie, dass die Vibrationstrainingsgruppe nicht genug entsprechende Übungen machte und somit auch keine Potenzierung eintreten konnte.


 

Dasselbe Forscherteam führte auch eine interessante vergleichende Studie an untrainierten Frauenüber die Auswirkungen von Ganzkörper-Vibrationstraining zu Fitness-Zwecken durch.(4) Das Interessante an dieser Studie ist die Tatsache, dass das Studiendesign auch aerobes Training vorsah. 48 untrainierte junge Frauen wurden wie folgt aufgeteilt: Eine Gruppe machte Ganzkörper-Vibrationstraining, d. h. statische und dynamische Übungen ohne Belastung auf einer Vibrationsplatte, eine Fitness-Gruppe absolvierte ein konventionelles Herz-Kreislauf- und Widerstandstraining und eine Kontrollgruppe trainierte gar nicht. Beide Übungsgruppen trainierten 3-mal pro Woche und die Wissenschaftler führten jeweils Messungen der Körperzusammensetzung (durch Unterwasserwiegen und Hautfaltenmessung) sowie der isometischen und isokinetischen Kraft der Kniestrecker durch. Am Ende des 24-wöchigen Trainingsprogramms zeigte keine der beiden Sportgruppen eine signifikante Veränderung im Hinblick auf Gewicht, prozentualen Körperfettanteil oder Hautfaltendicke. Bei der Gruppe mit Ganzkörper-Vibrationstraining war die fettfreie Masse jedoch deutlich erhöht. Dies weist auf eine Zunahme der Muskelmasse hin und hängt wahrscheinlich damit zusammen, dass das Vibrationstraining mehr Muskelfasern rekrutieren kann, insbesondere FT-Muskeln. Bei dieser Gruppe zeigte sich ebenso wie bei der Fitness-Gruppe eine deutlich erhöhte Kraft. Hieraus schlossen die Wissenschaftler, dass „Die Kraftzunahme [beim Vibrationstraining] vergleichbar ist mit dem Kraftanstieg nach einem üblichen Fitness-Programm mit Herz-Kreislauf- und Widerstandsübungen“.


 

Vibration und Schnelligkeit

Es gibt stichhaltige Beweise dafür, dass Vibrationstraining die (isometrische und isokinetische) Kraft erhöhen und die schlanke Muskelmasse bei trainierten und untrainierten Trainingsteilnehmern verbessern kann. Wie aber sieht es bei bestimmten anderen sportlichen Leistungsparametern aus? Kann Vibrationstraining zum Beispiel auch die Schnelligkeit verbessern? Eine andere Gruppe belgischer Wissenschaftler wollte ergründen, ob Ganzkörper-Vibrationstraining die Sprint-Leistung steigern kann.(5) 20 erfahrene Sprinter (13 Männer und 7 Frauen zwischen 17-30 Jahren) wurden nach dem Zufallsprinzip in eine Gruppe mit Ganzkörper-Vibrationstraining oder eine Kontrollgruppe eingeteilt. Die Sprinter der Vibrationsgruppe absolvierten über einen Zeitraum von 5 Wochen neben ihrem normalen Training an 3 Tagen in der Woche zusätzlich ein Ganzkörper-Vibrationstraining, während die Kontrollgruppe normal trainierte. Das Vibrationsprogramm bestand aus statischen und dynamischen Beinübungen, auf einer Vibrationsplatte, die ohne Belastung und mit Frequenzen und Amplituden von 35-40Hz bzw. 1,7-2,5mm ausgeführt wurden. Die Wissenschaftler testeten die prä- und post-isometrische und -isokinetische Kraft der Kniestrecker und Kniebeuger sowie die Vertikalsprungleistung. Wichtig hierbei ist, dass auch die Sprintleistung gemessen wurde. Die Studienergebnisse zeigten, dass zwischen der Gruppe mit Vibrationstraining und der Kontrollgruppe keine großen Unterschiede in Bezug auf die isometrische und dynamische Kraft der Kniestrecker und -beuger auftraten. Was die Verbesserung der Sprintleistung anbelangte, zeigte sich außerdem, dass keines der Trainingsprotokolle Auswirkungen auf den Start aus dem Startblock, Beschleunigung und Höchstgeschwindigkeit hatte. Da jedoch in anderen Studien sowohl bei Leistungssportlern wie auch untrainierten Probanden eine Zunahme von Kraft und Schnellkraft durch Vibrationstraining festgestellt wurde, war die Zeitdauer von fünf Wochen möglicherweise zu kurz, um die Wirkung des Vibrationstrainings sichtbar zu machen. Eine andere Möglichkeit wäre, dass die Sprinter zum Zeitpunkt der Studie noch nicht in der Trainingsphase des ‚Maximaltempos’ waren, so dass sie nicht in der Lage waren, höhere Geschwindigkeiten zu erzielen.

 

Veränderliche Größen beim Vibrationstraining:

Die Schwingungsfrequenz (gemessen in Hz): Vibrationsgeräte besitzen normalerweise einen Frequenzbereich von 30-50Hz. Bei höheren Frequenzen ist die Krafteinwirkung und somit Belastung des Bewegungsapparats größer; 

- Amplitude (gemessen in mm, Spitze-zu-Spitze Wert der Schwingung): Dies bezeichnet im Allgemeinen die Höhe der in den Körper eingeleiteten Kraft. Manche Geräte machen Wipp- und Vertikalbewegungen, andere hingegen nur Auf- und Abwärtsbewegungen. Geräte mit Wipp- und Vertikalbewegungen sollen Auswirkungen auf den Trainingserfolg haben und beeinflussen können, wie der Sportler das Training mit dem Gerät ’erlebt’. Manche finden, dass Geräte, die nur Auf- und Abbewegungen machen, Übelkeit hervorrufen können; 

- Körperhaltung: Die Stellung, die der Sportler einnimmt, und ob er isometrische oder dynamische Übungen macht; 

- Zusätzliche Belastung: Mit Hilfe von Kurzhanteln können Sportler auf der Vibrationsplatte Übungen mit zusätzlicher Belastung ausführen. Ein mögliches Beispiel: Der Sportler macht einen Ausfallschritt und stellt dabei den Vorderfuß auf die Platte des Vibrationsgeräts, gleichzeitig hebt er eine Langhantel über die Schulter. Oder er macht einen Hocksprung gegen den Widerstand eines Elastikgurtes


 

Zusammenfassung

Die vorgestellten Studien deuten an, dass mit Ganzkörper-Vibrationstraining im Leistungssport- und Fitnessbereich bessere (oder zumindest gleiche) Leistungen wie mit herkömmlichen Trainingsmethoden erzielt werden können. Bei den Ergebnissen zeigen sich jedoch Widersprüche. So kann das Vibrationstraining beispielsweise die Vertikalsprungleistung steigern, nicht aber die Sprintleistung. Auch wenn weiterführende Untersuchungen erforderlich sind, um den Zusammenhang zwischen Vibrationstraining und bestimmten Leistungsparametern genau zu klären, dürfte es sich für Sportler, denen Vibrationsgeräte zur Verfügung stehen, einstweilen lohnen, diese Methode im Rahmen ihres Trainings einmal auszuprobieren.

Quellenangaben

1. American Journal of Physical Medicine and Rehabilitation, 2006, Bd. 85 (12), S. 956-962

2. Journal of Strength and Conditioning Research, 2003, Bd. 17 (3), S. 621- 624

3. Journal of the American Geriatrics Society, 2004, Bd. 52 (6), S. 901-908

4. Internation Journal of Sports Medicine, 2004, Bd. 25 (1), S. 1-5

5. Internation Journal of Sports Medicine, 2005, Bd. 26 (8), S. 662-668

6. British Journal of Sports Medicine, 2005, Bd. 39, S. 860-865

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