Institut für Sportmedizin

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1 Institut für Sportmedizin Direktor: Prof. Dr. Uwe Tegtbur Tel.: 0511 / tegtbur.uwe@mh-hannover.de Forschungsprofil Das Institut für Sportmedizin betreut Spitzensportler im Olympiastützpunkt Niedersachsen und Patienten wie Mitarbeiter mit sportmedizinischen Trainingsprogrammen für Prävention, Therapie und Rehabilitation. Durch diese Aufgaben bedingt leiten sich die Forschungsschwerpunkte ab: Im Spitzensport werden sportartspezifi sche Studien bei behinderten Athleten durchgeführt. Studienziele sind, Langzeitschäden durch Spitzensport bei Rollstuhlathleten frühzeitig zu erkennen und Präventionsstrategien zu entwickeln. Darüber hinaus stehen Forschungsarbeiten zu Effekten von körperlichem Training auf den Krankheitsverlauf und die Belastbarkeit bei chronisch Kranken im Vordergrund. Schwerpunkte sind hier Trainingseffekte bei Patienten nach Herz- oder Lungentransplantation, bei Patienten nach Kunstherzimplantation, bei Kindern mit Mukoviszidose und bei Patienten mit MS. Die Studienfragestellungen umfassen kardiozirkulatorische und pulmonale Anpassungen wie auch Veränderungen der Muskelstruktur auf zellulärer Ebene. Der sportphysiologische Schwerpunkt umfasst grundlagenorientierte Forschung im Bereich muskuläre Ermüdung, muskuläre Erregbarkeit, Gewebepufferung, Atmungsregulation sowie Hypoxie. Forschungsprojekte Längsschnittstudie zur belastungsinduzierten Anpassung, Schädigung oder Degeneration der Schulter bei Rollstuhlathleten/-innen Die Belastbarkeit einzelner Bewegungsorgane hat im Spitzensport zentrale Bedeutung. Auf Grund der Trainingshäufi gkeit und -intensität im Leistungssport, ergeben sich disziplinabhängig höchste Belastungsmuster. Besonders die Gelenksysteme sind den intensiven Belastungsreizen ausgesetzt. Die Regenerationsfähigkeit der Gelenkstrukturen beeinfl usst Trainingsumfänge und Intensität, andererseits auch das Auftreten von Überlastungsschäden. Für die Gelenkeinheit der Schulter, knöcherne Strukturen, Sehnen, Labrum wie auch die Muskulatur stellt sich die Überlastungsproblematik im besonderen Maße. Bei behinderten Menschen im Rollstuhl sowie bei Athleten/-innen der Sportarten wie Rollstuhlbasketball, Leichtathletik-Rollstuhl oder Handbiken besteht eine hohe Prävalenz des chronischen Schulterschmerzes (50-80%). Der Athlet im Rollstuhl hat, vor allem, wenn die Querschnittslähmung durch Unfall im Erwachsenenalter hervorgerufen ist, sehr viel kürzere Zeiten der Anpassungen der Gewebsstrukturen in der Schulter. Daher liegt die Vermutung nahe, dass hier wenig ausgewogene Belastungs-/Regenerationsverhältnisse den Schulterschmerz fördern. Aus diesem Grund wurde die zu beschreibende Längsschnittsstudie mit Rollstuhlathleten geplant. Neben den Rollstuhl-Athleten werden als aktive Kontrollgruppe Schwimmer/Wasserballer mit hohen Belastungsreizen der Schulter, sowie untrainierte Rollstuhlfahrer untersucht. Im Rahmen der Studie sollen wie bei den Rollstuhlathleten/-innen mögliche Veränderungen des Bewegungsorgans Schulter evaluiert werden. Ein Hauptziel der Studie ist es, die Athleten/innen nach ihrer Sportkarriere mit möglichst keinen oder reduzierten Verschleißerscheinungen der Strukturen des Schultergelenkes in den Alltag zu überführen. Der Athlet im Rollstuhl ist lebenslang auf ein gesundes Schultergelenk angewiesen, so dass die langfristige Aussage hinsichtlich Sportschäden von größter Relevanz ist. Auf Basis des Verletzungs- bzw. Schädigungsmuster bzw. der physiologischen Adaptionen Forschungsbericht

2 sollen konkrete Empfehlungen zu sportmedizinischen Untersuchungsinhalten, den Anpassungen bzw. der Degenerationsprozesse der Sehnen und Muskeln im Schultergelenk und konkrete Hilfen zur Trainingssteuerung gegeben werden. Hierdurch soll es möglich sein, Umfang und Intensität wie auch Regenerationszeiten für einzelne Strukturen der Schulter individuell zu planen. Durch die Zusammenarbeit mit den Sportlern und Trainern am Olympiastützpunkt Hannover können modifi zierte Trainingsprogramme und deren Wirkung auf die Schulter regelmäßig überprüft werden. In die Studie werden 3 Gruppen mit jeweils 20 Probanden über 36 Monate eingeschlossen. Folgende Gruppen werden untersucht: a) 20 Kaderathleten Rollstuhlbasketball, im Handbiken und des Leichtathletik-Rollstuhl-Rennsport b) 20 Kader-/Leistungssportler im Schwimmen/ Basketball/Kajak (n=20; gleichmäßig geschlechterverteilt, altersgleich zu (a)) c) 20 Rollstuhlfahrer-/innen, die keinen Sport betreiben, gleichmäßig geschlechterverteilt, altersgleich zu (a) und mit gleicher Dauer der körperlichen Behinderung In dieser prospektiven Studie wird es 3 Messzeitpunkte geben Abb.2: Studienplanung Die sportärztliche Untersuchung umfasst neben Anamnese und körperlicher Untersuchung inklusive der großen DOSB-Orthopädie klinische Test für das Schultergelenk und apparative Diagnostik. Sie beinhaltet bekannte Schemata einer allgemeinen Vorsorgeuntersuchung inklusive Blutdruck-, Visusmessung und Examination der großen Gelenke. Vor allem in Bezug auf das Schultergelenk ist diese erweitert um den ant. Apprehension Test, post. Apprehension Test, Impingement Tests, Sulcuszeichen und den horizontalen Adduktionstest. Nach der körperlichen Untersuchung, erfolgt die Durchführung eines Ruhe- und Belastungs-EKGs, sowie eine Lungenfunktionstestung zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit der Probanden. Zur Einschätzung der Lebensqualität der Probanden beantworten diese den SF-36 Fragebogen (Fragen zum psychischen und körperlichen Wohlbefi nden in Alltagssituationen), sowie den speziellen auf Rollstuhlfahrer abgestimmten Wheelchair User s Shoulder Pain Index- Fragebogen (WUSPI). Wheelchair User s Shoulder Pain Index (WUSPI) 1. Transfer zwischen Bett und Rollstuhl 2. Transfer zwischen Rollstuhl und Auto 3. Transfer zwischen Rollstuhl und Badewanne 4. Rollstuhl ins Auto heben 5. Rollstuhl länger als 10 Minuten antreiben 6. Rollstuhl eine Rampe/Anhöhe hochschieben 7. Objekt anheben, welches sich über Kopfhöhe befi ndet 8. Hosen anziehen 9. T-Shirt/Pullover anziehen 10. Hemd anziehen 11. Rücken waschen 12. Tägliche Aktivitäten bei der Arbeit/in der Schule 13. Auto fahren 14. Haushalt führen 15. Schlafen 426 Forschungsbericht 2010

3 Die Funktionsfähigkeit der Schulter wird mit Hilfe des Constant Scores beurteilt. Dieser umfasst einen Schmerzscore, Aktivitätsscore, Elevationsscore, Rotationsscore und die Schultermuskelfunktion, womit sowohl objektiv und in subjektiv die Funktionsfähigkeit bemessen wird. Zur Messung der Kraft im Schultergelenk werden an dem Con-Trex (Messgerät Multijoint) Extension und Flexion sowie Innen- und Außenrotation in 45 Abduktion bemessen. Es werden sowohl die Maximalkraft in drei Versuchen mit einer Minute Pause (Winkelgeschwindigkeit von 60 /sek), als auch die Kraft-Ausdauer in einem Versuch über eine Minute (Winkelgeschwindigkeit von 180 / sek) ermittelt. Hiermit sind wir in der Lage die Bewegungen der Rollstuhlfahrer und der Sportler realitätsnah darzustellen. Abb. 1: Isokinetische Kraftdiagnostik Während der Kraftmessungen werden an dem M. biceps humeri und M. triceps humeri, sowie des musculus infraspinatus eine Elektromyographie-Messung mit Hilfe eines 8 Kanal Noraxon-EMG Systems abgeleitet. Mit einer breit angelegten bildgebenden Diagnostik können einerseits degenerative Veränderungen im Schultergelenk, sowie auch Reizzustände, Bursitiden, akuttraumatische Problematiken und angeborene Variitäten eingeschätzt werden. Zusätzlich erfolgt die sonographische Darstellung durch einen Orthopäden, einer auf Schultererkrankungen spezialisierten Klinik (Kooperationspartner des Sportmedizinischen Untersuchungszentrums) und ein MRT beider Schultern. Die Beurteilung der Kernspintomographie erfolgt durch einen erfahrenen Radiologen in einer Schulterschwerpunktklinik. Die Befundung der Ergebnisse erbracht durch ein international standardisiertes Gerät läuft geblindet ab, d.h. der Radiologe ist nicht über die Gruppenzuordnung, den Behinderungsgrad oder über Symptome informiert. Es werden die Muskeln der Rotatorenmanschette (Supraspinatussehne, Infraspinatussehne, Subscapularissehne, Sehne des M. teres minor), AC-Gelenk, Glenoid und Labrum, sowie die lange Bicepssehne ausgewertet und beurteilt. Mit Hilfe der Sonographie werden die Strukturen der lange Bicepssehne, Rotatorenmanschette und des posterioren Labrums begutachtet. Die Gefahr der Chronifi zierung von Schulterschmerzen ist besonders bei Rollstuhlfahrern/-innen sehr hoch, da diese sowohl im Alltag wie auch im Training im Schultergelenk hoch belastet sind. Dysbalancen der Schultermuskulatur können einer Chronifi zierung zuträglich sein und weitere Schädigungen fördern. Der Rollstuhlathlet ist sowohl der sportartbedingten Mehrbelastung der Schulter wie auch der Alltagsbelastung im Rollstuhl praktisch ohne Schulterregenerationsphasen ausgesetzt. Forschungsbericht

4 Daher ist es ein Anliegen der Studie, die Determinanten, der Anpassungen und frühzeitig pathologische Veränderungen der Rollstuhl-Athleten/-innen mit bildgebenden Verfahren sowie mit funktionellen Untersuchungen zu diagnostizieren, die Resultate zu korrelieren und Empfehlungen zu Untersuchungsmethoden und präventiven Trainingsmaßnahmen abzuleiten. Es soll erreicht werden, dass die Rollstuhl-Athleten/innen nach ihrer Sportkarriere mit möglichst keinen oder reduzierten Verschleißerscheinungen der Strukturen des Schultergelenkes weiter sehr gut im Alltag belastbar sind. Der Athlet im Rollstuhl ist lebenslang auf ein gesundes Schultergelenk angewiesen, sodass die langfristige Aussage hinsichtlich Sportschäden von größter Relevanz ist. Insgesamt kann mit der Vielzahl von gewonnenen Erkenntnissen durch oben erläuterte, verschiedenste Untersuchungen eine ausgedehnte Studie an Schulterbeschwerden geleistet werden. In vielerlei Hinsicht werden die unterschiedlichen Parameter objektiv und subjektiv erfasst und fügen ein breites Bild an Qualitäten zusammen, das eine erweiterte Sichtweise auf die Belastungen am Schultergelenk ergeben wird. Diesbezüglich beschreiben wir mit der Studie neben anderen Thematiken die Korrelation klinischer Beschwerden mit im MRT nachgewiesenen Pathologien bei Rollstuhlsportlern. Es wird ein möglicher Zusammenhang zwischen Lebensqualität (SF-36) der Rollstuhlsportler bei erhöhter Leistungsfähigkeit des Schultergürtels erläutert. Subjektive Beschwerdesymptomatiken (WUSPI) werden mit der Kraft des Schultergürtels verglichen. Es wird betrachtet welche Bereiche des Schultergelenkes durch die intensive Belastung beim Rollstuhlsport besonders betroffen sind. Im Rückschluss wird erhofft Möglichkeiten der Prävention zu erarbeiten. In der Zukunft könnte die Entwicklung von Scores stehen, mit Hilfe derer wir Rollstuhlsportler vor weiteren Belastungen warnen und/oder präventive Maßnahmen gegen Abnutzung einleiten könnten. Projektleitung: Horstmann, Hauke; Kooperationspartner: Kasperczyk, Andreas (Dr.), Radiologie Laatzen Bruckert, Jürgen, Olympiastützpunkt Niedersachsen; Förderung: Bundesinstitut für Sportwissenschaft Weitere Forschungsprojekte Körperliche Aktivität und Training bei Kindern und Jugendlichen mit CF Projektleitung: Stein, Lothar; Kooperationspartner: Junge, Sybille (Dr.),Klinik für Pädiatrische Pneumologie Niedersächsischer Forschungsverbund Gestaltung altersgerechter Lebenswelten (GAL), Informationsund Kommunikationstechnik zur Gewinnung und Aufrechterhaltung von Lebensqualität, Gesundheit und Selbstbestimmung in der zweiten Lebenshälfte Projektleitung: Tegtbur, Uwe (Prof. Dr.); Kooperationspartner: Haux, Reinhold (Prof. Dr.), PLRI, OFFIS; Förderung: Land Niedersachsen, VW-Vorab Psychosoziale Betreuung, Enährungsmanagement sowie kontrolliertes Rekonditionierungstraining und deren Einfluss auf die Lebensqualität bei Kunstherzpatienten Projektleitung: Tegtbur, Uwe (Prof. Dr.); Kooperationspartner: Strüber, Martin; Kugler, Christiane (Dr.), Klinik für HTTG; Förderung: Deutsche Herzstiftung Sport und CF Projektleitung: Stein, Lothar; Kooperationspartner: Junge, Sybille (Dr.med.), Klinik für Pädriatrische Pneumologie, CF-Ambulanz; Förderung: CF-Selbsthilfen, Braunschweig, Bremen, Hannover, Osnabrück und Mehr Aktion für Kinder Die Wirkung einer Kohlenhydratgabe während eines hochintensiven, intervallartigen Trainings auf Stoffwechsel, Wasser- und Elektrolythaushalt und die Erregbarkeit der Muskulatur. Projektleitung: Maassen, Norbert (Prof. Dr.) 428 Forschungsbericht 2010

5 Die Wirkung von 90 minütiger intermittierender Hypoxie auf das Retikulocytenalter. Projektleitung: Maassen, Norbert (Prof. Dr.); Kooperationspartner: Püllmann, Kerstin (Dr.), Hämatologie,Onkologie, MHH Verteilung von Nitrat und Nitrit zwischen Plasma und Erythrozyten bei hochintensiver Belastung im Blut aus der arbeitenden Muskulatur. Projektleitung: Maassen, Norbert (Prof. Dr.); Kooperationspartner: Tsikas, Dimitrios (Prof. Dr.), Klin. Pharmakologie, MHH Schizophrenie und körperliche Leistungsfähigkeit Projektleitung: Tegtbur, Uwe (Prof. Dr.); Kooperationspartner: Sieberer, Marcel (Dr.), Klinik für Psychiatrie, Sozialpsychiatrie und Psychotherapie Effekte von Ausdauer- vs. Krafttraining auf das Fatigue-Syndrom bei MS-Patienten Projektleitung: Tegtbur, Uwe (Prof. Dr.); Kooperationspartner: Windhagen, Anja (Prof. Dr.), Klinik für Neurologie; Förderung: Wirtschaft Die Auswirkung von Veränderungen von gebundenem Wasser und im Lipidgehalt auf die Kinetik der Veränderung des Muskelvolumens während und nach Bettruhe und die Folgen für die Muskelfunktion untersucht mit nicht invasiven Methoden. Projektleitung: Shushakov, Vladimir (Dr.); Förderung: DLR -Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt- Originalpublikationen Boning D, Maassen N, Pries A. The Hematocrit Paradox - How Does Blood Doping Really Work?. Int J Sports Med 2010;DOI: /s Costa RJ, Smith AH, Oliver SJ, Walters R, Maassen N, Bilzon JL, Walsh NP. The effects of two nights of sleep deprivation with or without energy restriction on immune indices at rest and in response to cold exposure. Eur J Appl Physiol 2010;109(3): Dreissigacker U, Wendt M, Wittke T, Tsikas D, Maassen N. Positive correlation between plasma nitrite and performance during highintensive exercise but not oxidative stress in healthy men. Nitric Oxide 2010;23(2): Haux R, Hein A, Eichelberg M, Appell JE, Appelrath HJ, Bartsch C, Bisitz T, Bitzer J, Blau M, Boll S, Buschermöhle M, Büsching F, Erdmann B, Fachinger U, Felber J, Fleuren T, Gietzelt M, Götze S, Govercin M, Helmer A, Heuten W, Hohmann V, Huber R, Hülsken- Giesler M, Jacobs G, Kayser R, Kerling A, Klingeberg T, Költzsch Y, Kunemund H, Kunze J, Ludwig W, Marschollek M, Martens B, Meis M, Michael Meyer E, Meyer J, Nebel W, Neyer FJ, Okken PK, Remmers H, Rolker-Denker L, Rohdenburg T, Schilling M, Schulze GC, Song B, Spehr J, Steinhagen-Thiessen E, Tegtbur U, Thoben W, Van Hengel P, Wabnik S, Wahl F, Wegel S, Wilken O, Winkelbach S, Wist T, Wittrock M, Wolf KH, Wolf L, Derlaan MZ. The Lower Saxony research network design of environments for ageing: towards interdisciplinary research on information and communication technologies in ageing societies. Inform Health Soc Care 2010;35(3-4): Kugler C, Malehsa D, Tegtbur U, Guetzlaff E, Meyer AL, Bara C, Haverich A, Strueber M. Health-related quality of life and exercise tolerance in recipients of heart transplants and left ventricular assist devices: A prospective, comparative study. J Heart Lung Transplant 2011;30(2): Kugler C, Tegtbur U, Gottlieb J, Bara C, Malehsa D, Dierich M, Simon A, Haverich A. Health-Related Quality of Life in Long-Term Survivors After Heart and Lung Transplantation: A Prospective Cohort Study. Transplantation 2010;90(4): Riess U, Tegtbur U, Fauck C, Fuhrmann F, Markewitz D, Salthammer T. Experimental setup and analytical methods for the non-invasive determination of volatile organic compounds, formaldehyde and NOx in exhaled human breath. Anal Chim Acta 2010;669(1-2):53-62 Schulze M, Song B, Gietzelt M, Wolf KH, Kayser R, Tegtbur U, Marschollek M. Supporting rehabilitation training of COPD patients through multivariate sensor-based monitoring and autonomous control using a Bayesian network: prototype and results of a feasibility study. Inform Health Soc Care 2010;35(3-4): Buchbeiträge, Monografien Brenner B, Maassen N. Physiologische Grundlagen und sportphysiologische Aspekte. In: Müller-Wohlfahrt Hans-Wilhelm, Ueblacker Peter, Hänsel Lutz. [Hrsg.]: Muskelverletzungen im Sport : 48 Tabellen. Stuttgart u.a.: Thieme, S Forschungsbericht

6 Helmer A, Song B, Ludwig W, Schulze M, Eichelberg M, Hein A, Tegtbur U, Kayser R, Haux R, Marschollek M. A sensor-enhanced health information system to support automatically controlled exercise training of COPD patients. In: International Conference on Pervasive Computing Technologies for Healthcare, Institute for Computer Sciences Social-Informatics and Telecommunications Engineering. [Hrsg.]: th International Conference on Pervasive Computing Technologies for Healthcare Pervasive Health Gent: ICST, S.1-6 Abstracts 2010 wurden 9 Abstracts publiziert. Promotionen Frische, Maja (Dr. phil): Auswirkung von hochintensivem, intervallartigen Trainings auf die Dauerleistungs- und Regenerationsfähigkeit. Maassen, Mirja (Dr. phil): Die Wirkung von Kohlenhydratgaben während des Trainings auf die Entwicklung der Ausdauer-, Sprintund Regenerationsfähigkeit. Diplome Eigendorf, Julian: Die Wirkung eines supramaximalen, intervallartigen Trainings auf die Sprint-, Ausdauer- und Regenerationsfähigkeit. SPORTMEDIZIN 430 Forschungsbericht 2010