Regeneration

Regeneration nach Laufverletzungen: Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung

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Sportverletzungen sind nicht nur schmerzhaft, sie werfen den Sportler auch unter Umständen weit in seiner Trainingsleistung zurück. Trotzdem sollte man unvorsichtiges Verhalten in der Regenerationsphase vermeiden. Matt Lancaster berichtet in diesem Artikel über die (oft schwierige) Übergangsphase von der Verletzung zurück zur vollen Trainingsbelastung und über die Balance zwischen Ruhe und Förderung.

Wie jede andere Sportart, so stellt auch das Laufen bestimmte Anforderungen an den Körper. Das führt zu strukturellen und funktionalen Anpassungen. Was das Laufen jedoch von vielen anderen Sportarten unterscheidet, ist vor allem das Ausmaß an gespeicherter und wieder abgegebener elastischer Energie sowie das an erforderlicher exzentrischer Muskelarbeit.

Beim Sprinten ist zum Beispiel sehr viel exzentrische Muskelarbeit erforderlich. Die Maximalkraft der ischiokruralen Muskulatur entspricht der exzentrischen Aktivität. Diese Maximalkraft wird erreicht, wenn beim Schwungbein die maximale Dehnung auftritt. Und in genau dieser Laufphase ist die ischiokrurale Muskulatur von Sprintern besonders verletzungsanfällig.(1,2)

Infolge exzentrischer Muskelaktivität treten nach dem Training Muskelschmerzen auf. In einer Studie an Ausdauersportlern stellte man fest, dass die Muskelschmerzen nach dem Laufen ähnlich stark waren wie bei einer Versuchsgruppe, die bestimmte ermüdende Belastungsübungen gemacht hatte.(3) Die nach sportlicher Belastung auftretende Schädigung der Muskulatur kann unsere Bewegung und auch unsere Art zu laufen beeinträchtigen.(4)

Bei Aktivitäten wie Radfahren oder Schwimmen ist die exzentrische Belastung der für das Laufen wichtigen Muskeln der unteren Gliedmaßen weniger groß. Eine niederländische Forschergruppe stellte Untersuchungen über den relativ geringen Energieaufwand bei zunehmender Laufleistung an. Sie kam zu dem Ergebnis, dass sich diese Effizienz mit exzentrischer Muskelaktivität bei geringerem Energieaufwand erklären lässt.(5) Umgekehrt lässt sich die beim Radfahren beobachtete schlechtere Effizienz auf den höheren Energieaufwand bei konzentrischen Muskelaktionen zurückführen.

Exzentrische Muskelarbeit und Energieabsorption in unseren Sehnen tragen dazu bei, die Bodenreaktionskräfte abzuschwächen. Die Anpassung an die Belastung beim Auftreten ist auch in anderen Geweben erkennbar. In einer Studie über die Knochendichte bei Freizeitsportlern war die Gesamtkörper-Knochendichte bei Laufsportlern signifikant höher als bei Radsportlern.(6) Freizeitschwimmer und -kletterer haben ebenfalls eine geringe Gesamtknochendichte, wenngleich die relative Dichte ihrer Arme im Vergleich zu der ihrer Wirbelsäule oder der ihrer Beine hoch ist. Der Grund hierfür ist die Wirkung der Muskelaktion auf die Knochen.(7) Es überrascht daher nicht, dass Ausdauerläufer nicht nur eine größere Gesamtknochendichte als Schwimmer haben, sondern dass die relative Dichte in den Beinen noch intensiver ist.(7)

Betrachtet man jedoch alle Läufer als eine Gruppe, ist die Beschreibung der spezifischen Adaptionen womöglich nicht genau genug. Ein griechisches Forscherteam untersuchte die Knochendichte bei nationalen und internationalen Normalläufern und -schwimmern. Man stellte fest, dass sowohl die Intensität als auch die Art der Aktivität von Bedeutung waren (siehe Tabelle 1).(8) Die Spezifität zeigt sich auch in der Eigenfestigkeit der Achillessehne. Diese ist bei Sprintern größer als bei Nichtsportlern.(9) Bei Ausdauerläufern ist diese Anpassung nicht vorhanden.

Tabelle 1: Prozentuale Unterschiede in der Knochenmineraldichte

Eine Sache der Gene...?

 Unser Körper passt sich traumatischen Vorgängen, wie etwa dem Laufen, an, indem er Spannung, Kompression und Kräfte auf bestimmte Moleküle konzentriert, die mechanischen Stress in biologische Vorgänge umwandeln.(10) Dieser Prozess ist als Mechanotransduktion bekannt und führt zu adaptiven Veränderungen in der Struktur der extrazellulären Matrix (EZM).(11,12) Die genauen Wirkmechanismen der Mechanotransduktion sind zwar noch nicht bekannt. Man weiß jedoch, dass Fibroblasten die genetische Expression und Herstellung von EZM-Bausteinen als Reaktion auf die mechanische Belastung erhöhen können.(12)

Die Mechanotransduktion erfolgt dosisabhängig.(12) Art, Ausmaß, Dauer und Häufigkeit der Belastung sind die Determinanten für die Veränderung innerhalb der Gewebestruktur. Wichtig für Sportler ist zudem, dass es zu einer Unterdrückung der EZM-Struktur und zu einer Verschlechterung der Gewebestruktur kommt, sofern nicht ein Mindestmaß an Belastung beibehalten wird.(11)

Ohne gewichtsbelastende körperliche Aktivität kann die Knochenmasse innerhalb von 12 Wochen um 50 % oder mehr abnehmen. Bei anderen Geweben setzt die Verminderung schon viel früher ein.(11) In einer Studie mit Ratten war die Muskelfunktion nach einer inaktiven Phase wesentlich schneller wiederhergestellt als die Knochendichte. Unbeweglichkeit oder eine deutlich verringerte Belastung während der Zeit der Verletzung hat für das gesunde, wie auch das verletzte Gewebe Folgen.(13)

Verletzungsrisiko unter der Lupe

Einfach gesagt sind Krankheiten und auch Verletzung die Folge von Defekten in unserer genetischen Maschinerie, die auf Umweltbelastungen und -anforderungen zurückzuführen sind.(14) Ein erhöhtes Verletzungsrisiko kann auf eine unzureichende Anpassung unseres Gewebes an die sich wiederholende, mechanische Belastung beim Laufen hinweisen (siehe Abbildung 1). Findet keine Anpassung des Gewebes statt, kann es zu Gesundheits-, Ernährungs- und medizinischen Problemen kommen.

Abbildung 1: Verletzungsrisiko und adaptive Reaktion auf Belastung


Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass manche Menschen ein erhöhtes genetisches Risiko für Verletzungen des Weichgewebes haben, und dass die betroffenen Gene mit den chemischen Substanzen und Mechanismen zusammenhängen, die in der Mechanotransduktion stattfinden.(15) Aber Verletzungen sind komplex und multifaktoriell. Bislang gibt es keine Anzeichen dafür, dass bei Menschen mit bestimmten Genen auch tatsächlich eine bestimmte Muskel-Skelett-Verletzung vorkommen wird.

Eine Bindegewebsverletzung löst eine Kette von Ereignissen zur Wiederherstellung des Bindegewebes aus.(16) Eine akute Entzündung sensibilisiert die Schmerzrezeptoren, was dazu führt, dass wir die verletzte Stelle schützen und so eine weitere Schädigung verhindern. Durch das Wachstum von neuen Zellen und Baumaterial entsteht an der Verletzungsstelle eine Narbe. Diese ist anfangs nicht so kräftig wie das ursprüngliche Gewebe.(11,16) Bei richtigen Bedingungen kommt es im Rahmen der Narbenreifung (Remodelling-Phase) zu einer Maximierung von Struktur und Funktion. Diese Phase kann ein Jahr oder länger dauern.(11)

Bei verletztem Muskelgewebe erfolgt ebenfalls eine Narbenbildung des Bindegewebes und darüber hinaus eine Regeneration von Muskelfasern und Nerven.(16) Bei den Sehnen läuft dieser Prozess etwas anders ab. Die Dauer des Heilungsprozesses ist abhängig davon, welches Gewebe verletzt und wie stark es beschädigt wurde (siehe Kasten 1).

Heilphase Dauer
Akute Entzündung 0 – 7 Tage
Wachstumsphase 7 – 21 Tage
Remodelling-Phase 21 Tage – 1 Jahr

Kasten 1: Heilphasen des Bindegewebes

Die richtige Balance zwischen Ruhe und Aktivität

Diese Balance zu halten, ist bei der erfolgreichen Wiedereingliederung ins Training nach einer Verletzung häufig das Schwierigste. Sie ist hochgradig davon abhängig, welches Gewebe betroffen und wie schwer die Verletzung ist. Eine Studie an Ratten mit experimentellen Wadenmuskel-Verletzungen kam zu folgenden Ergebnissen: Eine Gruppe, die nach wie vor aktiv geblieben war, hatte innerhalb von 21 Tagen die volle Muskelmasse wieder, während bei einer inaktiven Gruppe auch 42 Tage nach der Verletzung die Muskelmasse noch nicht vollständig aufgebaut war.(17)

Eine ähnliche Untersuchung über die Wirkung von Ruhe und Aktivität auf die Heilung des Gewebes bei Ratten zeigte, dass die Narbe infolge einer längeren Ruhigstellung zwar kleiner war. Das Gewebe war aber nicht richtig entwickelt und hatte nicht seine volle Kraft erreicht.(16) Bei Aufnahme der Aktivität unmittelbar nach der Verletzung entstanden hingegen dichtere Narben, was die Muskelfaser-Regeneration ebenfalls verhinderte.

Die besten Resultate wurden mit einer kurzen Phase der Ruhigstellung (in diesem Fall 3–5 Tage) und gleich anschließender, aktiver Mobilität erzielt.(16) Dabei kam es zu einer optimalen Ausrichtung neuer Fasern und einem besseren Eindringen von Muskelfasern in die Narbe.

Es hat sich gezeigt, dass bei einer Reihe von Verletzungen, z. B. von Bändern, Muskeln und Knochen, eine kurze Phase der Ruhigstellung (die wahrscheinlich der Entzündungs- und frühen Reparaturphase des Heilungsprozesses entspricht), gefolgt von einer frühzeitigen aktiven Belastung den besten Heilungserfolg hat.(11,16)

Zu frühe oder übermäßige Anstrengung kann die Belastbarkeit des fragilen neuen Gewebes überschreiten und den Heilungsprozess verzögern oder sogar verhindern.(11,18) Aber Ruhe alleine reicht in der Übergangsphase von der Verletzung bis zur Wiederaufnahme des Trainings nicht aus. Kontrollierte Übungen und zeitlich angemessene Belastungseinheiten, die immer an die Schwere der Verletzung angepasst sein sollten, bieten uns die Möglichkeit, die Heilung auf zellulärer Ebene zu beschleunigen.

Wie viel Belastung verträgt verletztes Gewebe?

Eine Untersuchung zu chronischen Achillessehnenproblemen bei Fußballspielern ergab, dass nach einem bestimmten Belastungsprogramm eine erhöhte Nettosynthese von Kollagen im verletzten Sehnengewebe stattfand.(19) In einer Versuchsgruppe von Sportlern mit gesunden Sehnen, die das gleiche Übungsprogramm absolvierten, erhöhte sich die Geschwindigkeit der Kollagenproduktion nicht. Zur Förderung der Heilung reicht es im Allgemeinen aus, das verletzte Gewebe einer Belastung auszusetzen, die geringer ist als die Belastung, die bei gesundem Gewebe für eine Adaption erforderlich ist.

Dies ist ein durchdachtes System der Selbstregulierung im menschlichen Gewebe. Für einen optimalen Heilungsverlauf ist es günstig, wenn das verletzte Gewebe nur solchen Beanspruchungen ausgesetzt wird, die keine weiteren Schäden verursachen. Angesichts der relativ geringen umgebungsbedingten Belastungen besteht kein Nutzen darin, die Kollagenproduktion bei gesundem Gewebe zu erhöhen.

Beim Training in der Regenerationsphase sollte auf jeden Fall sollte das gesamte Belastungsvolumen (Umfang, Wiederholung und Intensität) betrachtet werden, und nicht nur die Anzahl der Wiederholungen.(20) Viele Laufsportler werden die anfängliche Belastungssteigerung langsam und frustrierend finden. Normalerweise kann jedoch mit zunehmender Gesundung des Gewebes, die der Remodelling-Phase entspricht, die Belastung gesteigert werden (siehe Abb. 2).

Abbildung 2: Steigerung des Belastungsvolumens von der Reha bis zum Training

Verschiedene mechanische Stimuli verändern die spezifische Prägung der Gene bei sich-regenerierendem Gewebe. Die Art der Belastung ist dabei von Bedeutung.(21) Die Dehnbeanspruchung oder Druckspannung, der das verletzte Gewebe unter normalen Bedingungen ausgesetzt ist, muss berücksichtigt werden. Dichte Fasergewebe, wie z. B. Bänder, reagieren auf Spannung.(11) Eine Muskelspannung kann durch leichte Kontraktion ausgelöst werden. Zum Schutz des noch unreifen Narbengewebes sollte der Muskel anfangs nur vorsichtig angespannt werden.

Übergang zu voller Trainingsbelastung

Die kontinuierliche Steigerung des Trainings bis zum vollen Trainingsumfang erfordert ein umfassendes Rehabilitationskonzept. Hierzu eignen sich die 4 Trainingsarten, die bereits für die Erhöhung der Widerstandsfähigkeit beim Laufen empfohlen wurden:



1. Das Krafttraining

Wenn das Gewebe gesünder und stärker wird, sollten zunehmend laufspezifische Belastungsübungen gemacht werden, die mehr einen Trainingsreiz als einen Heilreiz darstellen (siehe Abb. 2). Gelingt es nicht, die volle Kraft und Gewebefunktion wiederzuerlangen, ist die Gefahr einer erneuten Verletzung groß.(18) So kommen z. B. Verletzungen der ischiokruralen Muskulatur seltener bei Sportlern vor, die ein belastungsintensives exzentrisches Training absolvieren, das die Funktion der Muskelgruppe beim Laufen reflektiert.(22,23)

Wichtig ist, dass die nicht verletzten Körperbereiche ihre Kraft beibehalten, da die Muskeln bei Ruhe erschlaffen. Die Rehabilitation sollte Sie in die Lage versetzen, das Krafttraining bei dem Stand wieder aufzunehmen, den Sie vor der Verletzung erreicht hatten, vielleicht fördert es Ihren Trainingsstand sogar. Bedenken Sie aber auf alle Fälle, dass es selbst nach erfolgreichem Heilungsprozess noch eine ganze Weile dauert, bis man wieder die volle Kraft erreicht hat. Nicht selten bleibt sogar ein kleines Kraftdefizit zurück.

Vergessen Sie nicht, dass der Remodelling-Prozess des Gewebes 1 Jahr oder länger dauern kann, selbst wenn die Heilung schon wesentlich früher abgeschlossen zu sein scheint. Eine gewisse sich wiederholende Belastung des beschädigten Gewebes auch außerhalb des Krafttrainingsprogramms kann aber langfristig die optimale Heilung des Gewebes fördern.


2. Das Konditionstraining

Bringen Sie Abwechslung in das Konditionstraining! Um Ihr Training bald wiederaufnehmen zu können, ist es hilfreich, 2 Faktoren besonders zu berücksichtigen.

1. sollte neben dem Krafttraining auch das gezielte Konditionstraining eine minimale Belastung des gesunden Gewebes beinhalten, damit das Gewebe den Status beibehält, für den Sie so hart trainiert haben. Dies können gewichtsbelastende Aktivitäten sein, sowie Übungen, die die exzentrische Bewegung und die erforderliche Energierückführung beim Laufen reflektieren.

2. könnten durch eine sorgfältige Untersuchung möglicherweise bestimmte Bereiche ermittelt werden, in denen die Kondition nicht so gut ist. Diese könnten zur ursprünglichen Verletzung beigetragen haben oder eine übermäßige Belastung des verletzten Gewebes verursachen. Ein gezieltes Training enthält Konditionsübungen z. B. für die Unterschenkelmuskulatur bei Verletzungen am Fuß oder Knöchel, oder Übungen zur Verbesserung der Ausdauer der Rumpfmuskulatur bei lumbalen Rückenschmerzen.


3. Die Koordination

Die primäre Folge von Verletzung und Schmerzen ist, dass wir unsere Bewegung entsprechend anpassen. In der Übergangsphase bis zum Erreichen des vollen Trainingsumfangs, sind Koordination und motorisches Lernen ganz entscheidend, wobei ein Zusammenhang zwischen den Bewegungen auf kleiner Ebene und der Laufmechanik auf großer Ebene besteht.

Durch experimentell erzeugte Schwellungen des Kniegelenks kommt es bei der Landung auf einem Bein zu einer Hemmung der Muskelaktivität des Quadrizeps und zu einer Erhöhung der Bodenreaktionskräfte. Demgegenüber ist die Reizbarkeit der Nerven, die die Knöchelmuskulatur versorgen, infolge der experimentell erzeugten Schwellung intensiviert worden – wahrscheinlich, um das Gelenk zu stabilisieren.(24,25)

Der Schmerz kann eine Änderung der Art und Weise, in der wir unsere Muskeln rekrutieren, zur Folge haben. Außerdem beeinträchtigt der Schmerz auch unsere Fähigkeit, eine neue motorische Aufgabe zu erlernen.(26,27) Bemerkenswert ist, dass bei Personen mit chronischen Rückenschmerzen Änderungen in der Muskelrekrutierung auch dann vorhanden sind, wenn sie zum Zeitpunkt der Testung schmerzfrei sind. Und es zeigte sich, dass bereits die Erwartung des Schmerzes zu einer veränderten Muskelrekrutierung führte. Dies macht deutlich, dass bei der Planung der Rehabilitation mehr als nur die reine Gewebsverletzung zu berücksichtigen ist.(26)

Das Trainieren von Propriozeption und Balance ist für die Heilung von Verletzungen der unteren Gliedmaßen absolut entscheidend. Das Umtrainieren der Muskeln ist eine gängige Behandlungsform bei lumbalen Rückenschmerzen. Selbst bei bestimmten Muskelverletzungen haben sich Übungen zum Erreichen einer progressiven Beweglichkeit und Rumpfstabilisierung als wirksamer erwiesen, als isolierte Stretching- und Kräftigungsübungen. Laufübungen eignen sich gut für die Übergangsphase von leichten Übungen (zur Rekrutierung motorischer Einheiten), zu den spezifischen Koordinationserfordernissen des Laufens (z. B. der Entwicklung der entsprechenden Federfestigkeit).


4. Das Lauftraining

Es gibt zwar nur wenige wissenschaftlich begründete Richtlinien dafür, mit welcher Steigerung das Laufen nach einer Verletzung wieder aufgenommen werden sollte. Vernünftigerweise sollte es jedoch schon in der Übergangsphase zum vollen Trainingsumfang eingeführt werden und nicht erst am Ende der Rehabilitationsphase.

Wie wir gesehen haben, führt das Laufen auf fundamentalster biologischer Ebene zu bestimmten Anpassungen des Gewebes. Durch lange Ruhephasen können diese Anpassungen jedoch unterdrückt werden. Radfahren und Schwimmen sind sehr gut geeignet, um den Körper während der Rehabilitationsphase insgesamt fit zu halten. Hierdurch wird das Gewebe jedoch nicht auf die Gewichtsbelastung, die exzentrische Beanspruchung und die spezifischen Belastungen des Laufens vorbereitet.

Bei zunehmendem Trainingsanspruch sollten nicht nur Laufzeit und -distanz, sondern auch die Laufintensität berücksichtigt werden. Je schneller wir laufen, desto größer ist die Muskelaktivität. Auch die Bodenreaktionskräfte sind bei erhöhtem Körpergewicht und erhöhter Laufgeschwindigkeit größer.(29,30) Hügelläufe und Laufen auf unterschiedlichen Oberflächen beeinflussen ebenfalls die Aufprallbelastung und fordern eine größere Beinfestigkeit. All diese Variablen sollten vorsichtig dosiert und mit anfänglich langsamer Steigerung eingeführt werden. Nach jeder Trainingseinheit sind eventuell auftretende Symptome über einen Zeitraum von 24 Stunden zu überwachen.

Matt Lancaster arbeitet derzeit am English Institute of Sports als leitender Physiotherapeut für den Großraum London.

Quellenangaben

1. Medicine & Science in Sports & Exercise, 2005, Bd. 37 (1), S. 108–113

2. Clinical Biomechanics 2005, Bd. 20, S. 1072–1078

3. BMC Musculoskeletal Disorders, 2001, Bd. 2, S. 5

4. Gait & Posture, 2007, Bd. 25, S. 236–242

5. European Journal of Applied Physiology, 2002, Bd. 87, S. 556–561

6. Metabolism Clinical & Experimental, 2008, Bd. 57, S. 226–232

7. Osteoporosis International, 2001, Bd. 12, S. 152–157

8. International Journal of Sports Medicine, 2007, Bd. 28, S. 773–779

9. Journal of Biomechanics 2007, Bd. 40, S. 1946–1952

10. The FASEB Journal, 2006, Bd. 20, S. 811–827

11. Journal of the American Academy of Orthopedic Surgeons, 1999, Bd. 7, S. 291–299

12. Gen, 2007; Bd. 391, S.1–15

13. Journal of Musculoskeletal and Neuronal Interactions, 2006, Bd. 6 (3), S. 217–225

14. Molecular Systems Biology, 2007, Bd. 3 (124), S. 1–11

15. British Journal of Sports Medicine, 2007, Bd. 41, S. 241–246

16. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 2003, Bd. 13, S. 150–154

17. American Journal of Physiology, Cell Physiology, 2007, Bd. 94, S. 467–476

18. Clinical Journal of Sport Medicine, 2002, Bd. 12, S. 3–5

19. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sport, 2007, Bd. 17, S. 61–66

20. International Journal of Sports Medicine, 2008, Bd. 38 (2), S. 139–160

21. Journal of Orthopaedic Research, 2000, Bd. 18, S. 524–531

22. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 2008, Bd. 18 (1), S. 40–48

23. American Journal of Sports Medicine 2006, Bd. 34, S. 1297–1306

24. American Journal of Sports Medicine, 2007, Bd. 35, S. 1269–1276

25. British Journal of Sports Medicine, 2004, Bd. 38, S. 26–30

26. Brain, 2004, Bd. 127, S. 2339–2347

27. Pain, 2007, Bd. 132, S. 169–178

28. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy, 2004, Bd. 34 (3), S. 116–125

29. Journal of Sports Sciences, 2005, Bd. 23 (10), S. 1101–1109

30. Biomechanics, 2005, Bd. 38, S. 445–452

Fachsprache:

Propriozeption – neuromuskuläre Rückkoppelung, welche die Position, Spannung und Geschwindigkeit von Bewegungen steuert

Exzentrische Muskelarbeit – aktive Muskelkontraktion, mit der eine Krafteinwirkung von außen nicht bewältigt werden kann (Muskelverlängerung unter Spannung)

Konzentrische Muskelaktionen – aktive Muskelkontraktion, die ausreicht, um eine Krafteinwirkung von außen zu bewältigen (Muskelkontraktion führt zu Muskelverkürzung)

Federfestigkeit – Änderung der Beinlänge (Kompression) bei einer bestimmten Aufprallbelastung

Extrazelluläre Matrix (EZM) – Material, das von Zellen produziert und in den Interzellularraum abgegeben wird

Fibroblast – eine Zellart, die die extrazelluläre Matrix vieler tierischer Gewebe synthetisiert und erhält

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