Tierexperimentelle Untersuchungen zur individuellen Adaptation von roten und weißen Muskelfasern auf Ausdauer

Abstract: Aus dem Institut für Medizinische Balneologie und Klimatologie der Ludwig-Maximilians-Universität München (Vorstand: Prof. Dr. med. E. Senn) Dissertation zum Erwerb des Doktorgrades der Medizin an der Medizinischen Fakultät der Ludwig-Maximilians-Universität zu München vorgelegt von Thomas Klier Burghausen 1994 Zusammenfassung Die Skelettmuskulatur setzt sich aus mehreren verschiedenen Faserarten zusammen die sich vereinfacht- in rote und weiße Muskelfasern einteilen lassen. Ziel dieser Untersuchungen war es festzustellen ob durch bestimmte Belastungsmuster eine positive selektive Muskelfaserbeeinflussung (qualitativ quantitativ) erreicht werden kann. Eine damit erreichbare Funktionsverbesserung der Skelettmuskulatur ist ein physikalisch medizinisches Anliegen sowie ein Ziel in der täglichen Rehabilitationspraxis. Im Tierexperiment wurden Laborratten in Kontroll- (n=12) Ausdauer- (n=13) sowie Kraftgruppen (n=15) randomisiert. Die Versuchsvorrichtung führte mit den Tieren der Ausdauer- und Kraftgruppe eine Senkhebebewegung aus. Diese stellte eine exzentrische Belastung dar. Bei Annahme einer sinusförmigen Auf-/Abbewegung des Käfigs wirkten auf die Ausdauergruppe 0 033 kp (ca. 11% des Körpergewichtes) und auf die Kraftgruppe 0 115 kp (ca. 38% des Körpergewichtes). Diese verhaltensgerechte Belastung wurde sechsmal pro Woche über einen Zeitraum von 12 Wochen während der natürlichen nächtlichen Aktivitätsperiode durchgeführt. Dabei wurde die Ausdauergruppe pro Nacht in Intervallen insgesamt 180 Minuten und die Kraftgruppe 30 Minuten belastet. Zum Ende des Versuches wurden den Ratten die Mm. solei entnommen Gefrierschnitte angefertigt und die unterschiedlichen Faserarten mittels ATPase-Färbung (pH 9 4) differenziert. Diese Schnitte wurden nach den Parametern Faserdurchmesser und Faserartrelation nach Muskelmehrbelastung in einem genau festgelegten Meßfeld ausgewertet. Die Ergebnisse zeigten beim Parameter Faserdurchmesser hochsignifikante Veränderungen (p<0.001). Der Durchmesser nahm bei Fasertyp I jeweils für die Mehrbelastungsmuster zu wogegen Fasertyp II bei der Ausdauergruppe zu bzw. bei der Kraftgruppe gegenüber der Kontrollgruppe abnahm. Beim Parameter Faserrelation kam es zu einer hochsignifikanten Zunahme (p<0.0001) des Anteils der Typ II-Fasern und entsprechender Abnahme der Typ I-Fasern bei den Belastungsgruppen (Ausdauer Kraft) gegenüber der Kontrollgruppe. Zwischen der Ausdauer- und Kraftgruppe lies sich ein Unterschied statistisch nicht sichern. 1. Das beschriebene Trainingsmodell hat sich als verhaltensgerecht und für das Studium adaptiver Reaktionen der Muskelfasern auf experimentelle Mehrbelastung als geeignet erwiesen. 2. Der Versuchsparameter "Faserdurchmesser" reagierte sowohl auf Kraft- als auch auf Ausdauertraining. Dabei ließ sich die Art des Trainingsreizes individuell differenzieren. 3. Die reaktiven Veränderung beider Muskelfaserarten auf Mehrbelastung waren sowohl quantitativ (Änderung der Faserstärke) als auch qualitativ (Färbeverhalten der Faserarten). Letzteres wird als inkomplette Fasertransformation interpretiert. ___MH

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Tierexperimentelle Untersuchungen zur individuellen Adaptation von roten und weißen Muskelfasern auf Ausdauer - bzw. Kraftbelastung