Morphologische und mechanische Adaptationen der Muskel-Sehnen-Einheit an exzentrisches und konzentrisches Training

• Antragsteller: Professor Dr. Daniel Hahn
• Fachliche Zuordnung: Orthopädie, Unfallchirurgie, rekonstruktive Chirurgie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 565338450

Muskeln sind die Motoren des Lebens. Mit Ihrer Kraft ermöglichen Muskeln Bewegung, Muskeln können aber auch als Bremsen, Dämpfer, Federn oder Stützen fungieren und gewährleisten dadurch neben Mobilität auch Stabilität und Haltung. Darüber hinaus können sich Muskeln akut und chronisch durch Übung und Training, aber auch aufgrund von Verletzung, Krankheit oder Alter anpassen und verändern. Daher ist es von großer Bedeutung, die Muskelfunktion sowie deren Veränderungen zu verstehen. Dies kann helfen präventives und rehabilitatives Training effektiv zu gestalten, um die Mobilität über die Lebenspanne zu erhalten oder diese nach Verletzung sowie Krankheit wiederherzustellen. Krafttraining zur Verbesserung, zum Erhalt oder zum Wiederaufbau der Muskelkraft kann auf verschiedene Weisen durchgeführt werden: Wenn Muskeln Kraft erzeugen und sich dabei verkürzen, spricht man von konzentrischem Training; wenn Muskeln Kraft erzeugen, dabei jedoch von einer größeren externen Kraft gedehnt werden, dann spricht man von exzentrischem Training. Exzentrisches Training hat in den letzten Jahren große Aufmerksamkeit erfahren. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf dessen Anwendung im präventiven, rehabilitativen und klinischen Kontext, z. B. zur Prävention von Muskelverletzungen, zur Verbesserung von Kraft und Mobilität im Alter, sowie zur Behandlung neuromuskulärer Krankheitsbilder. Allerdings bleibt aufgrund methodischer Mängel bisher unklar, ob exzentrisches Training tatsächlich spezifische Anpassungen der Muskel-Sehnen-Einheit bewirkt. Die übergeordnete Zielstellung dieses Forschungsvorhabens ist es daher, mit verbesserter Methodik zu untersuchen, ob exzentrisches Muskeltraining im Vergleich zu konzentrischem Muskeltraining zu spezifischen mechanischen und morphologischen Anpassungen der Muskel-Sehnen-Einheit führt. Dazu wird eine umfangreiche Trainingsstudie in einem randomisierten Crossover-Designs inklusive Kontrollgruppe durchgeführt. Im Vergleich zu früherer Forschung kommt eine neue Matching-Strategie zum Einsatz, die es erlaubt, die Trainingsbelastung von exzentrischem und konzentrischem Training über die gesamte Trainingsdauer zu kontrollieren und somit Rückschlüsse auf den Effekt der Kontraktionsform (exzentrisch versus konzentrisch) zulässt. Des Weiteren soll die Muskelarchitektur und die Muskelmorphologie im Gegensatz zu früheren Studien erstmals mittels 3D-Ultraschall umfassend bestimmt werden. Dies erlaubt erstmalig auch die Bestimmung der Mechanik und Morphologie von Aponeurosen (Faszien), die eine wichtige Rolle für effiziente Fortbewegung spielen und deren Veränderung einen entscheidenden Reiz für Wachstum sowie Remodellierung der Muskulatur darstellen können. Insgesamt trägt dieses Forschungsvorhaben somit dazu bei, spezifische Anpassungen der Muskel-Sehnen-Einheit an Training besser zu verstehen. Somit wird eine Basis für effektive Trainingsmaßnahmen in Prävention und Rehabilitation geschaffen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Brent James Raiteri, Ph.D.