Cross Education Effect

Wie das Training einer Körperseite bei Verletzungen die Kraft und Balance der anderen Seite beeinflusst!

Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der Frage, ob es Sinn macht bei einer Verletzung weiterhin die kontralaterale Seite zu trainieren. Die vorgestellte Studie hat sich genau mit diesem Thema bezogen auf das Sprunggelenk beschäftigt. 

Cross education effects of muscle strength and balance on unilateral exercise in ankle (Son & Kang, 2020)

Take-Aways:

• Unilaterales Krafttraining optimiert den Reha-Prozess und beschleunigt das Wiedererlangen des Pre-Injury-Levels.
• Durch unilaterales Krafttraining wird der neuronale Antrieb der kontralateralen untrainierten Muskeln erhöht.
• Neben der Muskelkraft verbessert sich zusätzlich die Gleichgewichtsfähigkeit und Stabilität der kontralateralen Seite.

Theoretischer Hintergrund

Die „Cross Education“ (CE) ist ein neurophysiologisches Adaptionsphänomen, dass den Effekt durch unilaterales Training einer Extremität auf die kontralaterale Seite beschreibt. Bei einem einseitigen Training können beidseitige Leistungsverbesserungen erzielt werden, die scheinbar eine nutzungsabhängige Plastizität im zentralen Nervensystem (ZNS) widerspiegeln. Dieser „kontralaterale Trainingseffekt“ ist aufgabenspezifisch und tritt in den gegenüberliegenden homologen Muskeln auf. 

Jedoch spiegelt sich der Effekt kaum in einer peripheren oder physiologischen Adaption wider, sondern in der Höhe des neuronalen Antriebs der Muskeln sowie der Veränderung der Neuronen im Rückenmark. Unilaterale Effekte durch Krafttraining auf der kontralateralen Seite konnten in einer Vielzahl an Studien für Übungen der unteren und oberen Extremitäten nachgewiesen werden. Laut aktuellem Stand der Wissenschaft werden diese Adaptionen neuronal über höhere Ebenen des ZNS hervorgerufen. 

Untersuchungsablauf & Stichprobe

Das Ziel der Studie war es zu untersuchen, ob ein 4-wöchiges unilaterales isokinetisches Training des Sprunggelenks die Muskelkraft und die Gleichgewichtsfähigkeit der kontralateralen Seite verbessern kann. 30 Studenten mit demselben Trainingsstand stellten die Stichprobe dar und wurden randomisiert in eine Trainings- und Kontrollgruppe (jeweils n=15) aufgeteilt. Die Trainingsgruppe hatte ein 4-wöchiges Trainingsprogramm (5mal/Woche; 5 Sätze a 10 Wiederholungen) für den rechten Knöchel und die Kontrollgruppe führte keine Art von Training durch. Die statistische Signifikanz der Varianzanalyse (ANOVA) wurde bei einem p-Wert <0,05 angenommen, um den ipsilateralen Einfluss eines Knöcheltrainings auf die kontralaterale Knöchelkraft und Gleichgewicht zu bewerten. 

Ergebnisse

• Kraftergebnisse für den ipsi- und kontralateralen Knöchel waren nach der Intervention 31-36% bzw. 18-26% höher.
• Alle vier gemessenen Kraftwerte (Plantarflexion, Dorsalflexion, Eversion und Inversion) erreichten an beiden Knöcheln signifikante Verbesserungen in der Trainingsgruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe.
• Die Verbesserung aller Stabilitätswerte waren bei der Trainingsgruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe ebenfalls signifikant unterschiedlich größer.
• Es konnte festgestellt werden, dass ein unilaterales isokinetisches Knöcheltraining die Knöchelmuskelkraft sowohl auf der trainierten als auch auf der kontralateralen Seite nach einem 4-wöchigen Interventionsprogramm signifikant erhöht. Zusätzlich verbessert sich dadurch die Stabilität und Balance beider Seiten, gemessen durch die Gleichgewichtsfähigkeit während des einbeinigen Stehens. 

Movement-Coaching-Fazit

Ein unilaterales isokinetisches Knöcheltraining verbessert die Muskelkraft des untrainierten Knöchels und die kontralaterale Gleichgewichtsfähigkeit der unteren Extremität. Der neuronale Antrieb der kontralateralen untrainierten Muskeln wird erhöht, während physiologisch kaum ein Effekt stattfindet. Da mehrere Studien bereits darauf hingewiesen haben, dass das Gleichgewicht in hohem Maße mit der Kraftentfaltung und dem Bewegungsumfang der unteren Extremitäten zusammenhängt führt somit eine Muskelschwäche zu einer signifikanten Haltungsinstabilität. 

• Ein unilaterales Krafttraining erhöht die Kapazität des Kortex, die homologen untrainierten Muskeln anzusteuern. 
• Bei einer Verletzung macht es also Sinn schon zu Beginn die gegenüberliegende Seite zu trainieren, um die Haltungsstabilität, neuronale Ansteuerung und Muskelkraft auf beiden Seiten zu erhalten.
• Der REHAB-Prozess wird optimiert und das Pre-Injury-Level schneller wieder erreicht.

Literaturverzeichnis

Goodwill AM, Daly RM, Kidgell DJ. The effects of anodal-tdcs on cross-limb transfer in older adults. Clin Neurophysiol. 2015;126(11):2189-97.

Lee M, Gandevia SC, Carroll TJ. Unilateral strength training increases voluntary activation of the opposite untrained limb. Clin Neurophysiol. 2009;120(4):802-8.