Institut für Sportmedizin

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1 Institut für Sportmedizin Direktor: Prof. Dr. Uwe Tegtbur Tel.: 0511/ Keywords: Training, Sauerstoffaufnahme, Work-Ability-Index, Pedelec Forschungsprofil Das Institut für Sportmedizin führt sportmedizinische Diagnostik und Trainingsprogramme in der Prävention und Rehabilitation sowie im Breiten- und Mitarbeitersport durch. Im Vordergrund stehen Forschungsarbeiten zu Effekten von körperlichem Training auf Arbeitsfähigkeit und Mitarbeitergesundheit sowie auf Krankheitsverlauf und Belastbarkeit bei chronisch Kranken. Schwerpunkte sind hier: Trainingseffekte bei Patienten nach Organtransplantation, bei Patienten mit Krebserkrankungen, bei psychiatrischen Patienten und bei Kindern mit chronischen Erkrankungen. Die Studienfragestellungen umfassen muskuläre, regenerative, kardiozirkulatorische und pulmonale Anpassungen. Im Olympiastützpunkt Niedersachsen betreut das Institut für Sportmedizin die niedersächsischen Spitzenathleten aller Sportarten. Im Spitzensport werden aktuell sportartspezifische Studien bei behinderten Athleten durchgeführt. Studienziele sind, Langzeitschäden durch Spitzensport bei Rollstuhlathleten frühzeitig zu erkennen und Präventionsstrategien zu entwickeln. Der sportphysiologische Schwerpunkt umfasst grundlagenorientierte Forschung im Bereich muskuläre Ermüdung, muskuläre Erregbarkeit, Gewebepufferung, Atmungsregulation sowie Hypoxie. Ausgewähltes Forschungsprojekt Schaufenster Elektromobilität: Verbundprojekt e-rad in Freizeit und Tourismus: Pedelecs als ideales Trainingsgerät zur Steigerung der Gesundheit Bewegungsmangel ist ein zentraler Risikofaktor für Herz-Kreislauf- sowie Muskel-Skelett-Erkrankungen. Lediglich 10-20% der erwachsenen Bevölkerung in den hoch entwickelten Industrieländern weisen eine körperlich-sportliche Aktivität von 800 bis 1000 kcal Energieverbrauch zusätzlich zu ihrer Alltagsbewegung auf. Neben sportlicher Aktivität ist die aktive Beförderung, z.b. durch Wechsel des Arbeitsweges vom Auto zum Fahrrad, eine wichtige Ressource zur Erhöhung der körperlichen Aktivität. Dabei könnten e-räder, sogenannte Pedelecs, die bis zu einer Geschwindigkeit von 25 km/h den Radfahrer unterstützen, eine große Rolle spielen, da sie zunehmend erschwinglicher werden und auch weniger geübten Radfahrern den Umstieg gerade bei längeren Arbeitswegen erleichtern. Allerdings ist noch ungeklärt, ob trotz der Motorunterstützung ein genügend großer Trainingsreiz für ein Herz-Kreislauftraining erfolgt. Die Bundesregierung unterstützt mit der Initiative Schaufenster E-Mobilität die Entwicklung des E-Verkehrs. Im Rahmen des Hannoverschen Verbundvorhabens e-rad in Freizeit und Tourismus ist die MHH einer von insgesamt acht Projektpartnern und untersucht, welchen Nutzen der Einsatz von Pedelecs zur Steigerung der Gesundheit hat. Dabei wird untersucht, ob die Möglichkeit ein Pedelec nutzen zu können, dazu führt, dass Wege, die zuvor nicht mit dem Fahrrad zurückgelegt wurden, durch Fahrten mit dem Pedelec ersetzt werden, und wie groß die körperliche Belastung beim Fahren mit dem Pedelec im Vergleich zu einem normalen Fahrrad ist. Um die zentralen Fragestellungen beantworten zu können, werden über einen Zeitraum von 12 Monaten in verschiedenen Unternehmen in Hannover (Flughafen Hannover-Langenhagen GmbH, aha Zweckverband Abfallwirtschaft Region Hannover und RICOH DEUTSCHLAND GmbH) Pedelecs eingesetzt. Die insgesamt 100 Studienteilnehmer/innen werden sportmedizinisch untersucht und ihre körperliche Aktivität, ihr Gesundheitsverhalten und ihre Arbeitsfähigkeit 470

2 werden erfasst. An diese Eingangsuntersuchungen schließt sich eine achtwöchige Studienphase im Cross-over Design an, während der jede/r Teilnehmer/in eine Interventionsphase mit Pedelec und eine Kontrollphase ohne Pedelec durchläuft. Nach Auswertung der ersten Ergebnisse zeigt sich die Tendenz, dass die Herzfrequenz bei einer normalen Fahrradfahrt über der einer Pedelecfahrt liegt. Der Umfang und die Dauer der Pedelecfahrten sind im Gegensatz dazu höher (s. Abb. 1). Abb. 1: Dauer und Herzfrequenz (HF) der Pedelec- und Fahrradfahrten. Gemessen an den Empfehlungen des American College of Sports Medicine (ACSM) würden die Probanden mit dem Pedelec die Empfehlung von 150 min/woche moderater körperlicher Aktivität (Herzfrequenz größer als 55% der maximalen Herzfrequenz) im Gegensatz zur normalen Fahrradnutzung erfüllen (s. Abb. 2). Abb. 2: Zeit pro Woche im mindestens moderaten Aktivitätsbereich. 471

3 Bezüglich eines geänderten Nutzungsverhaltens, bedingt durch die Möglichkeit ein Pedelec fahren zu können, zeigt sich, dass 64% der bisher teilnehmenden Probanden zustimmten, dass sie mit dem Pedelec häufiger fahren als mit einem herkömmlichen Fahrrad. Dabei empfanden 80% bei den Fahrten mit dem Pedelec eine Kraftersparnis und dadurch ein geringeres Erschöpfungsempfinden. Hierdurch erreichten 55% mit dem Pedelec eine größere Entfernung und wählten dabei zu 61% einen hohen Unterstützungsgrad ( Turbo, Sport ). Sollten sich diese Teilergebnisse im weiteren Verlauf der Studie bestätigen, lässt sich zusammenfassend festhalten, dass einige der Pedelec-Fahrten einen ausreichend positiven Effekt auf die Gesundheit aufwiesen und Pedelecs somit eine Möglichkeit zur Steigerung moderater Aktivität bieten und damit zur Gesundheitsverbesserung beitragen könnten. Damit die Messungen von Fahrten mit und ohne Motorunterstützung zusätzlich unter standardisierten Laborbedingungen durchgeführt werden können, wurde ein stationärer Rollenmessstand entwickelt, auf dem ein handelsübliches Pedelec genutzt werden kann (s. Abb. 3). Um neben der Leistung des Radfahrers auch die Leistung des Elektromotors ermitteln zu können, wurde ein Datenlogger entwickelt, der die Kenndaten des Pedelecs, wie z.b. Leistung, Drehzahl oder Geschwindigkeit, aufzeichnet. Somit kann neben der Herzfrequenz auch die Sauerstoffaufnahme als ein wichtiger Parameter zur Bestimmung der körperlichen Belastung ermittelt werden, wobei beide in Beziehung zu dem, bei der Eingangsuntersuchung erfolgten, maximalen Belastungstest auf einem Fahrradergometer gesetzt werden müssen, um die individuelle, optimale Belastungsintensität zu ermitteln. Abb. 3: Stationärer Rollenmessstand in den Räumlichkeiten der Sportmedizin. Projektleitung: Tegtbur, Uwe (Prof. Dr.); Kooperationspartner: Landeshauptstadt Hannover, Hochschule Hannover, Verkehrsclub Deutschland Landesverband Niedersachsen e.v. (VCD), Naturschutzverband Niedersachsen e.v. (NVN), INSIDE M2M GmbH, KEYMILE GmbH, Landkreis Goslar; Förderung: Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung Weitere Forschungsprojekte (mit Stichtag ) Schaufenster Elektromobilität: Verbundprojekt e-rad in Freizeit und Tourismus; Pedelecs als ideales Trainingsgerät zur Steigerung der Gesundheit Projektleitung: Tegtbur, Uwe (Prof. Dr.); Kooperationspartner: Landeshauptstadt Hannover, Hochschule Hannover, Verkehrsclub Deutschland Landesverband Niedersachsen e.v. (VCD), Naturschutzverband Niedersachsen e.v. (NVN), 472

4 INSIDE M2M GmbH, KEYMILE GmbH, Landkreis Goslar; Förderung: Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung Improvement of endogenous regeneration in female healthy volunteers through physical exercise REBIRTH aktiv women Projektleitung: Haverich, Axel (Prof. Dr.); Tegtbur, Uwe (Prof. Dr.); Melk, Anette (Prof. Dr. Dr.); Kooperationspartner: Klinik für HTTG-Chirurgie, Klinik für Kardiologie, Klinik für Pädiatrische Nephrologie, Institut für Biometrie, Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe, Klinische Pharmakologie; Förderung: MHH, Rebirth Evaluation der Effekte einer Präventionsmaßnahme zur Rückengesundheit Projektleitung: Haufe, Sven (Dr.); Kooperationspartner: AOK Niedersachsen; Förderung: AOK Niedersachsen Einfluss gesteigerter Alltagsaktivität bei individuell bestimmtem Pulsdruck bei Patienten mit einem linksventrikulärem Unterstützungssystem: Eine Machbarkeitsstudie. Projektleitung: Haufe, Sven (Dr.); Kooperationspartner: Klinik für HTTG-Chirurgie, Institut für Klinische Pharmakologie; Förderung: IFB-Tx Körperliche Aktivität und Sport bei Kindern und Jugendlichen mit Mukoviszidose Projektleitung: Stein, Lothar (M.A.); Kooperationspartner: Junge, Sibylle (Dr. med.), Mukoviszidose-Ambulanz/ Pädiatrische Pneumologie, Allergologie und Neonatologie; Förderung: Mehr Aktion für Kinder und Jugend e.v., Mukoviszidose-Selbsthilfen, Abbott, Privatpersonen Originalpublikationen Gutenbrunner C, Egen C, Kahl KG, Briest J, Tegtbur U, Miede J, Born M. Entwicklung und Implementierung eines umfassenden Gesundheitsmanagements (Fit for Work and Life) für Mitarbeiter/innen eines Universitätsklinikums - ein Praxisbericht. Gesundheitswesen 2015;DOI: /s Hanff E, Kayacelebi AA, Yanchev GR, Maassen N, Haghikia A, Tsikas D. Simultaneous stable-isotope dilution GC-MS measurement of homoarginine, guanidinoacetate and their common precursor arginine in plasma and their interrelationships in healthy and diseased humans. Amino Acids 2016;48(3): Holz O, Roepcke S, Watz H, Tegtbur U, Lahu G, Hohlfeld JM. Constant-load exercise decreases the serum concentration of myeloperoxidase in healthy smokers and smokers with COPD. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis 2015;10: Kahl KG, Kerling A, Tegtbur U, Gützlaff E, Herrmann J, Borchert L, Ates Z, Westhoff-Bleck M, Hueper K, Hartung D. Effects of additional exercise training on epicardial, intra-abdominal and subcutaneous adipose tissue in major depressive disorder: A randomized pilot study. J Affect Disord 2015;192:91-97 Kerling A, Keweloh K, Tegtbur U, Kück M, Grams L, Horstmann H, Windhagen A. Effects of a Short Physical Exercise Intervention on Patients with Multiple Sclerosis (MS). Int J Mol Sci 2015;16(7): Kerling A, Tegtbur U, Gützlaff E, Kück M, Borchert L, Ates Z, von Bohlen A, Frieling H, Hüper K, Hartung D, Schweiger U, Kahl KG. Effects of adjunctive exercise on physiological and psychological parameters in depression: a randomized pilot trial. J Affect Disord 2015;177:1-6 Müller A, Claes L, Wos K, Kerling A, Wünsch-Leiteritz W, Cook B, de Zwaan M. Temperament and risk for exercise dependence: results of a pilot study in female patients with eating disorders compared to elite athletes. Psychopathology 2015;48(4): Oliver SJ, Harper Smith AD, Costa RJ, Maassen N, Bilzon JL, Walsh NP. Two nights of sleep deprivation with or without energy restriction does not impair the thermal response to cold. Eur J Appl Physiol 2015;115(10): Tsikas D, Rothmann S, Schneider JY, Suchy MT, Trettin A, Modun D, Stuke N, Maassen N, Frolich JC. Development, validation and biomedical applications of stable-isotope dilution GC-MS and GC-MS/MS techniques for circulating malondialdehyde (MDA) after pentafluorobenzyl bromide derivatization: MDA as a biomarker of oxidative stress and its relation to 15(S)-8-iso-prostaglandin F and nitric oxide (NO). J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci 2015;DOI: /j.jchromb Tute E, Engelke B, Haase I, Kupka T, Marschollek M, Schneider G, Stein L, Tegtbur U. Using ICT to Support Individual Guidance in Health Promotion Programs for Increased Physical Activity. Stud Health Technol Inform 2015;210: Buchbeiträge, Monografien Tegtbur U. Organtransplantation. In: Mooren FC, Knapp G, Reimers CD[Hrsg.]: Orthopädie/Rheumatologie/Immunologie. 2. Aufl.München: Elsevier Urban & Fischer, S (Prävention und Therapie durch Sport; 3) 473

5 Weitere Tätigkeiten in der Forschung Maassen, Norbert (Prof.): Gutachter für: European Journal of Applied Physiology, Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin, Acta Physiologica, Scandinavian Journal of Medicine and Science in Exercise und International Journal of Sports Medicine. Horstmann, Hauke (Dr.): Knietrainer - GenuSport (In Zusammenarbeit mit Dr. S. Weber-Spickschen und kooperierend u.a. mit der Unfallchirurgie der MHH (Prof. Krettek)); Quaham - Vergleich der VKB Ersatzplastik mit Quadrizepssehnentransplantat und Hamstringssehnentransplantat (In Zusammenarbeit mit Prof. Jagodzinski, Unfallchirurgie Bückeburg; Dr. Gernot Felmet, Villingen- Schwenningen); Ultraschallgestütze Glycogenmessung - Korrelation mit der Leistungsphysiologie (Kooperation mit der Sportmedizin der Universität Leipzig (Prof. Dr. Dr. M. Busse)) 474