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Energetische und leistungsphysiologische Untersuchungen im Rollstuhlsport

Unter besonderer Berücksichtigung präventivmedizinischer Aspekte

Energetische und leistungsphysiologische Untersuchungen im Rollstuhlsport
Über dieses Buch
  • Art: Dissertation / Doktorarbeit
  • Autor: Thomas Abel
  • Abgabedatum: Juni 2002
  • Umfang: 178 Seiten
  • Dateigröße: 1,5 MB
  • Note: 1,0
  • Institution / Hochschule: Deutsche Sporthochschule Köln Deutschland
  • ISBN (eBook): 978-3-8324-5951-2
  • ISBN (Paperback) :
    978-3-8324-5951-2 P
  • ISBN (CD) :978-3-8324-5951-2 CD
  • Sprache: Deutsch
  • Prämierung:
  • Arbeit zitieren: Abel, Thomas Juni 2002: Energetische und leistungsphysiologische Untersuchungen im Rollstuhlsport, Hamburg: Diplomica Verlag
  • Schlagworte: Energieverbrauch, Handbiken, Rennrollstuhl, Rollstuhl-Rugby, Rollstuhl-Tennis

Dissertation / Doktorarbeit von Thomas Abel

Einleitung:

Präventivmedizinische Konzeptionen, welche die Situation von Menschen mit einer Rückenmarkserkrankung oder -verletzung berücksichtigen und auf systematischen Untersuchungen basieren, sind vor dem Hintergrund einer obligaten Kostenreduktion im Gesundheitswesen von großer Bedeutung. Die besondere Relevanz dieser Konzeptionen erschließt sich allerdings auch, weil für die Betroffenen neben der Rehabilitation zunehmend die individuelle Veränderung und Verbesserung der Lebenssituation und -qualität – in ihrer engen Verbindung mit der Prävention von sekundären Erkrankungen – in den Fokus des Interesses rückt. Dieser Wandel zur Selbstbestimmtheit und Eigenverantwortlichkeit impliziert eine Betonung der individuellen Kompetenzen und Ressourcen der betroffenen Menschen, die in ihrer Bildung auch auf Information angewiesen sind. Ziel aller – auch sportwissenschaftlichen und sportmedizinischen – Bestrebungen muss es deshalb sein, nicht nur die Integration in die Gesellschaft zu ermöglichen, sondern vor allem die selbstbestimmte, aktive Teilhabe in allen Bereichen unserer Gesellschaft nicht zu behindern. Diese Zielsetzung ist mittlerweile im Sozialgesetzbuch (SGB IX, § 1) gesetzlich festgeschrieben. Voraussetzung dieser hoffentlich sehr fruchtbaren Neuorientierung waren geradezu revolutionäre Veränderungen in der Behandlung und Versorgung von Menschen mit einer Rückenmarkserkrankung in der letzten Hälfte des 20. Jahrhunderts.

Im Bereich des Rollstuhlsports von Menschen mit einer Rückenmarkserkrankung oder -verletzung besteht aus präventivmedizinischer und leistungsphysiologischer Sicht ein erhebliches Wissensdefizit. Diese Vorenthaltung von Informationsressourcen ver- und behindert zweifelsfrei die gesetzlich geforderte aktive Teilhabe von Menschen, die vom Rollstuhl abhängig sind, da beispielsweise die selbstbestimmte aktive Prävention von Erkrankungen des atherogenen Formenkreises durch körperliche Aktivität aufgrund des Wissensdefizits nur unzureichend umsetzbar ist. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit war es möglich, umfangreiche physiologische Untersuchungen im Bereich des Rollstuhlsports durchzuführen, die darauf abzielten, diese Informationslücken zumindest teilweise zu schließen. Im Wesentlichen dienten die Untersuchungen dazu, folgende Fragen zu klären:

1. Wie hoch ist der belastungsbedingte Energieumsatz bei fünf ausgewählten, klassischen Rollstuhlsportarten? Durch welche zeitlichen Trainingsumfänge lassen sich die aus präventivmedizinischer Sicht empfohlenen Energieverbrauchswerte im Bereich des Rollstuhlsports erreichen und wie hoch ist der wöchentliche Energieverbrauchswert der Untersuchungsgruppe durch körperliche Aktivität?

2. Gibt es beim Handbiken aus leistungsphysiologischer Sicht Unterschiede hinsichtlich des mechanischen Wirkungsgrades zwischen den Zugformen Gleich- und Wechselzug?

3. Wie verhalten sich die Katecholamine im Blut und Urin unter Belastung in Abhängigkeit von der Läsionshöhe?

4. Wie verhält sich die Laktatkinetik im Dauertest auf dem Rollband unterhalb und im Bereich der Dauerleistungsgrenze bei Querschnittgelähmten? Sind Trainingsempfehlungen aufgrund der Laktatkinetik, wie sie im Bereich des Fußgängersports zur sportwissenschaftlichen und sportmedizinischen Routine gehören, auf Athleten im Rollstuhl übertragbar?

Inhaltsverzeichnis:

1. Einleitung 1
2. Fragestellung 12
3. Methodik 13
3.1 Energieverbrauch beim Rollstuhlsport 13
3.1.1 Untersuchungsteilnehmer 13
3.1.1.1 Rollstuhl-Rugby 14
3.1.1.2 Rollstuhl-Tennis 16
3.1.1.3 Rollstuhl-Basketball 17
3.1.1.4 Rennrollstuhlfahren 18
3.1.1.5 Handbiken 20
3.1.2 Untersuchungsablauf 21
3.1.2.1 Messung des Energieumsatzes unter Ruhebedingungen 22
3.1.2.2 Messung des Energieverbrauchs unter Belastungsbedingungen 24
3.1.2.3 Berechnung des Energieverbrauchs mit Hilfe der indirekten Kalorimetrie 26
3.2 Leistungsphysiologie im Handbiken und Rennrollstuhlfahren 27
3.2.1 Untersuchungsteilnehmer 27
3.2.2 Untersuchungsablauf 28
3.2.2.1 Ergometerstufentest im eigenen Handbike als Gleichzug oder Wechselzug 31
3.2.2.2 Rollbandstufentest im Rennrollstuhl 33
3.2.2.3 Dauertest 34
3.2.3 Analytische Methoden 35
3.2.3.1 Meßmethode Körperfettwerte 35
3.2.3.2 Blutbilder und blutchemische Werte 36
3.2.3.3 Katecholamine im Blut 37
3.2.3.4 Katecholamine im Urin 38
3.3 Bestimmung der Laktatkonzentration 38
3.4 Messung der Herzfrequenzen 39
3.5 Statistik 40
3.5.1 t-Test für abhängige Stichproben 40
3.5.2 Varianzanalyse 41
3.5.3 Korrelation und Regression 41
3.6 Verwendete Geräte 42
4. Untersuchungsergebnisse 44
4.1 Energieverbrauch im Rollstuhlsport 44
4.1.1 Energieumsatz unter Ruhebedingungen 44
4.1.1.1 Absoluter Energieverbrauch 44
4.1.1.2 Relativer Energieverbrauch 45
4.1.1.3 Respiratorischer Quotient 47
4.1.1.4 Korrelation zwischen Energieverbrauch und Lokalisation der Schädigung 48
4.1.1.5 Korrelation zwischen relativem Energieverbrauch und Lokalisation der Schädigung bei kompletter Lähmung 48
4.1.2 Energieumsatz unter Belastungsbedingungen 49
4.1.2.1 Arbeitsumsatz 49
4.1.2.2 Absoluter belastungsbedingter Energieumsatz 51
4.1.2.3 Relativer belastungsbedingter Energieumsatz 52
4.1.2.4 Metabolische Einheiten (METs) 53
4.1.2.5 Respiratorischer Quotient 55
4.1.2.6 Herzfrequenz 56
4.1.2.7 Blutlaktatkonzentration 57
4.1.2.8 Korrelation zwischen relativem belastungsbedingten Energieumsatz und der Lokalisation der Schädigung 59
4.1.2.9 Korrelation zwischen relativem belastungsbedingten Energieumsatz von Athleten mit einer kompletten Lähmung und der Lokalisation der Schädigung 59
4.1.2.10 Korrelation zwischen Herzfrequenzwerten und der Lokalisation der Schädigung 60
4.1.2.11 Korrelation zwischen Herzfrequenzwerten von Athleten mit einer kompletten Lähmung und der Lokalisation der Schädigung 61
4.2 Übersicht der Mittelwerte des Energieverbrauchs 63
4.3 Leistungsphysiologische Aspekte im Handbiken und Rennrollstuhlfahren 64
4.3.1 Vergleich verschiedener Zugformen beim Handbiken 64
4.3.1.1 Maximale Wattleistung beim Gleich- und Wechselzugtest 64
4.3.1.2 Maximale Herzfrequenzen beim Gleich- und Wechselzugtest 65
4.3.1.3 Maximale Laktatwerte beim Gleich- und Wechselzugtest 66
4.3.1.4 Maximale Sauerstoffaufnahme beim Gleich- und Wechselzugtest 66
4.3.1.5 Herzfrequenzen bei definierten Wattleistungen 67
4.3.1.6 Laktatkonzentrationen bei definierten Wattleistungen 69
4.3.1.7 Sauerstoffaufnahme bei definierten Wattleistungen 70
4.3.1.8 Respiratorischer Quotient bei definierten Wattleistungen 71
4.3.2 Verhalten der Plasmakatecholamine und der Katecholaminausscheidung beim Handbiken und Rennrollstuhlfahren 72
4.3.2.1 Katecholaminkonzentrationen im Plasma 72
4.3.2.2 Katecholaminkonzentrationen im Urin 74
4.3.2.3 Korrelation zwischen den Noradrenalinkonzentrationen im Plasma und der Läsionshöhe 76
4.3.2.4 Korrelation zwischen den Adrenalinkonzentrationen im Plasma und der Läsionshöhe 77
4.3.2.5 Korrelation zwischen den Dopaminkonzentrationen im Plasma und der Läsionshöhe 78
4.3.2.6 Korrelation zwischen den Noradrenalinkonzentrationen im Urin und der Läsionshöhe 79
4.3.2.7 Korrelation zwischen den Adrenalinkonzentrationen im Urin und der Läsionshöhe 80
4.3.2.8 Korrelation zwischen den Dopaminkonzentrationen im Urin und der Läsionshöhe 81
4.3.3 Überprüfung von Trainingsempfehlungen im Dauertest beim Handbiken und Rennrollstuhlfahren 82
4.3.3.1 Herzfrequenzen 83
4.3.3.2 Laktatkonzentrationen 87
4.3.3.3 Sauerstoffaufnahme 91
4.3.3.4 Respiratorischer Quotient 94
4.3.3.5 Energieverbrauch 97
5. Diskussion 101
5.1 Energieumsatz unter Ruhebedingungen 101
5.1.1 Energieverbrauch 101
5.1.2 Respiratorischer Quotient 104
5.1.3 Korrelation der Energieverbrauchswerte mit der Lokalisation der Schädigung 105
5.2 Energieumsatz unter Belastungsbedingungen 106
5.2.1 Arbeitsumsatz 107
5.2.2 Absoluter und relativer belastungsbedingter Energieumsatz 112
5.2.3 Metabolische Einheiten (METs) 113
5.2.4 Respiratorischer Quotient 114
5.2.5 Herzfrequenz 116
5.2.6 Laktatkonzentration 119
5.2.7 Korrelation zwischen dem relativen belastungsbedingten Energieumsatz und der Läsionshöhe 121
5.2.8 Korrelation zwischen der Herzfrequenz und der Läsionshöhe 123
5.3 Leistungsphysiologische Aspekte: Handbiken und Rennrollstuhlfahren 123
5.3.1 Vergleich verschiedener Zugformen beim Handbiken 123
5.3.1.1 Maximale Wattleistung beim Gleich- und Wechselzugtest 124
5.3.1.2 Maximale Herzfrequenzen beim Gleich- und Wechselzugtest 126
5.3.1.3 Maximale Laktatwerte beim Gleich- und Wechselzugtest 126
5.3.1.4 Maximale Sauerstoffaufnahme beim Gleich- und Wechselzugtest 127
5.3.1.5 Herzfrequenzen bei definierten Wattleistungen 127
5.3.1.6 Laktatkonzentrationen bei definierten Wattleistungen 128
5.3.1.7 Sauerstoffaufnahme bei definierten Wattleistungen 129
5.3.1.8 Respiratorischer Quotient bei definierten Wattleistungen 130
5.3.2 Katecholamine beim Handbiken und Rennrollstuhlfahren 130
5.3.2.1 Katecholamine unter Ruhebedingungen und beim Stufentest 131
5.3.2.2 Korrelation zwischen den Katecholaminwerten und der Läsionshöhe 133
5.3.3 Überprüfung von Trainingsempfehlungen im Dauertest beim Handbiken und Rennrollstuhlfahren 134
5.3.3.1 Herzfrequenzen und Laktatkonzentrationen 135
5.3.3.2 Sauerstoffaufnahme und Respiratorischer Quotient 138
5.3.3.3 Energieverbrauch 140
6. Zusammenfassung 142
Literatur 150
Danksagung 161
Lebenslauf 162
Anhang I

Automatisiert erstellter Textauszug:

Diskussion eingesetzten großen Muskelmasse erscheint der Unterschied zwischen dem Basketball der Fußgänger und dem der Rollstuhlsportler erstaunlich gering. Unter Umständen sind die hohen Energieverbrauchswerte, die BURKE et al. (1985) ermittelten, wesentlich auf die Verwendung des Douglassacks zurückzuführen (21). Die vereinzelte Analyse der Atemgase ist zweifelsfrei weniger akkurat als die Verwendung eines breath-to-breath Systems, wie es in der vorliegenden Untersuchung verwendet wurde, 1985 aber noch nicht zur Verfügung stand. Bei den Sportarten Handbike, Tennis, Basketball und Rennrollstuhlfahren konnte bezüglich des Arbeitsumsatzes kein statistisch signifikanter Unterschied nachgewiesen werden. Dies war zunächst nicht zu erwarten, da insbesondere beim Tennis relativ lange Pausen in Erwartung des nächsten Balls bzw. zwischen den Ballwechseln entstehen, die zu einer Verminderung des durchschnittlichen Energieverbrauchs führen müssten. Um dieser Frage genauer nachzugehen, wurde der absolute und relative belastungsbedingte Energieumsatz (Arbeitsumsatz minus Ruheumsatz) der einzelnen Sportarten verglichen (s. 5.2.2). Nach den Untersuchungen von PAFFENBARGER et al. (1993) führt ein zusätzlicher wöchentlicher Energieverbrauch von 2000 bis 2500 kcal respektive ein täglicher zusätzlicher Energieverbrauch von etwa 300 bis 350 kcal zur größtmöglichen Reduzierung des Myokardinfarktrisikos (99). Übertragen auf – in den Studien von PAFFENBARGER nicht berücksichtigte – Rollstuhlsportler, müsste in den einzelnen Sportarten mit den in Tabelle 69 dargestellten zeitlichen Umfängen trainiert werden, um die Vorgaben zu realisieren. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die erhobenen Werte sich auf ein moderates Training (Borgwert ca. 12-14 bei [...]

AINSWORTH et al. (1993) zitiert, wobei das Antreiben des Rollstuhls (pushing wheelchair) dort allgemein mit 8 METs angegeben wird, ohne eine entsprechende Quelle zu nennen (5). Die von BURKE et al. (1985) angegebenen Werte des Energieverbrauchs in der Sportart Basketball liegen 1,5 METs oder 170,7 kcal/h höher als die in der vorliegenden Untersuchung gemessenen Werte (21). Ursächlich ist dies auf methodische Unterschiede bei den durchgeführten Untersuchungen zurückzuführen. Einerseits verwendeten BURKE et al. (1985) einen Douglassack, in dem Atemgase zu drei Zeitpunkten des Wettspiels gesammelt wurden, um sie später zu analysieren, andererseits wurde eine ausschließliche Wettkampfdiagnostik durchgeführt. Bei den hier vorliegenden Ergebnissen handelt es sich im Gegensatz dazu um Messungen des Energieverbrauchs im Training, wobei der Anteil des simulierten Wettkampfs bei etwa 50 % lag. Dieser Unterschied in den Intensitäten bei den Messungen des Energieverbrauchs in der Sportart Basketball äußert sich auch in den unterschiedlichen durchschnittlichen Herzfrequenzwerten, die BURKE et al. (1985) mit 141,5 S/min angeben, während in der vorliegenden Studie die mittlere Herzfrequenz beim Basketballtraining bei 133,5 S/min lag (21). SCHMIDT et al. (1995) konnten bei Nationalspielerinnen aus dem Bereich Rollstuhlbasketball unter Wettkampfbedingungen mit 151 S/min noch höhere Werte der durchschnittlichen Herzfrequenz nachweisen (121). Im Gegensatz dazu zeigten sich bei den Untersuchungen, die SCHÜLE im Rahmen von Trainingsanalysen bereits 1972 durchführte, durchschnittliche Herzfrequenzwerte unterhalb des von BURKE angegebenen Wertes (125). Die von den amerikanischen Autoren ermittelten Energieverbrauchswerte der BasketballSpieler erweisen sich aber auch im Vergleich zu nichtbehinderten Sportlern als erstaunlich hoch (5;21). AINSWORTH et al. quantifizieren den Energieverbrauch beim Basketballtraining von Fußgängern beispielsweise allgemein mit 6 METs (Basketball nongame general), während für das Wettkampfspiel 8 METs (Basketball game) angegeben werden (5). Unter Berücksichtigung der hohen Dynamik des Basketballspiels allgemein und der bei Fußgängern 109 [...]

Diskussion möglich, die Intensität der Trainingsbelastung vorzugeben bzw. zu standardisieren. Darüber hinaus sind Ballsportarten im Gegensatz zu den gleichförmigen Belastungen beim Handbiken oder Rennrollstuhlfahren durch einen azyklischen Verlauf gekennzeichnet, bei dem sich Belastungs- und Erholungsphasen in unregelmäßiger Folge abwechseln. Dadurch kommen die Analysen der Spielsportarten dem Anspruch auf Reproduzierbarkeit der erhobenen Ergebnisse nur eingeschränkt nach. Es ist allerdings zu berücksichtigen, dass dieses Problem für eine Vielzahl der von AINSWORTH et al. (1993) quantifizierten körperlichen Aktivitäten gilt (5). Vergleichswerte des Energieverbrauchs von Rollstuhlsportlern liegen nur aus dem Bereich Basketball vor. BURKE et al. (1985) wiesen unter Belastung einen Energieverbrauch von 6,5 [...]

Arbeit zitieren:
Abel, Thomas Juni 2002: Energetische und leistungsphysiologische Untersuchungen im Rollstuhlsport, Hamburg: Diplomica Verlag

Schlagworte:
Energieverbrauch, Handbiken, Rennrollstuhl, Rollstuhl-Rugby, Rollstuhl-Tennis

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