Kniebeugetraining auf der Vibrationsplatte: Effekte auf Muskelfaserrekrutierung und Genexpressionsänderungen

Vibrationsplatten, die über die Beine Vibrationen in den ganzen Körper leiten, werden sowohl im Bereich der Prävention und Rehabilitation als auch im Breiten- und Hochleistungssport eingesetzt. Die sich aus den vielfältigen Möglichkeiten der Einflussnahme auf die Belastungscharakteristik ergebenden heterogenen Studiendesigns führen zu einer widersprüchlichen Datenlage und schränken die Vergleichbarkeit unterschiedlicher Untersuchungen ein. Daher konnte bisher nicht geklärt werden, ob es sich bei der durch ein Vibrationstraining (VIB) hervorgerufenen Steigerung der Bein- und/oder Sprungkraft um eine neuromuskuläre oder morphologische Anpassungserscheinung handelt. In der vorliegenden Studie sollten die akuten Effekte eines konventionellen Kniebeugetrainings (KON) mit Zusatzlast und eines VIB auf die myoelektrische Aktivität, die kapilläre Laktat-Konzentration und die Genexpression verschiedener Marker (Hypertrophie, Atrophie, Inflammation, Glukose-Stoffwechsel) im Musculus (M.) vastus lateralis analysiert werden. Dazu absolvierten 14 Freizeitsportler in einem Cross-Over-Design und in randomisierter Reihenfolge im Abstand von zehn Tagen zwei Trainingseinheiten (1 × konventionell [KON] und 1 × mit Vibration [VIB]) jeweils 5 × 10 Kniebeugen und einer Langhantel als Zusatzlast. Die myoelektrische Aktivität wurde während des Trainings über vom M. vastus lateralis abgeleitete Elektromyogramme bestimmt. Die Laktat-Konzentration wurde in Kapillarblutproben aus dem Ohrläppchen vor Trainingsbeginn sowie eine, drei und fünf Minuten nach Belastungsende bestimmt. Für die Genexpressionsmessungen wurden eine Stunde vor sowie eine, vier und 24 Stunden nach den Übungseinheiten Muskelbiopsieproben aus dem M. vastus lateralis entnommen. Es zeigte sich eine signifikant höhere mittlere myoelektrische Aktivität (15 %, p < 0,05) während des VIB (62 ± 4 % MVC) als während des KON (47 ± 2 % MVC). Der Anstieg der kapillären Laktat-Konzentration war nach dem VIB (3,0 ± 0,3 mmol/L) im Mittel signifikant (p < 0,05) höher als nach dem KON (1,6 ± 0,3 mmol/L). Die mRNA-Expression des Atrophiemarkers TRIM-63 (tripartite motif-containing 63) und des Inflammationsmarkers IL-8RA (Interleukin-8 Rezeptor alpha) war 24 Stunden nach der Belastung in der VIB-Gruppe signifikant geringer als in der KON-Gruppe (TRIM-63: 30 %, p = 0,04; IL-8RA: 102 %, p = 0,02). Dagegen lag die Genexpression des Interleukin-6 Rezeptors (IL-6R) vier Stunden nach Belastung in der VIB-Gruppe signifikant höher als in der KON-Gruppe (p = 0,03). In der vorliegenden Studie konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass eine während eines KON zusätzlich einwirkende Ganzkörpervibration einen signifikanten Anstieg der myoelektrischen Aktivität und des Laktat-Gehalts im Kapillarblut hervorruft. Diese Resultate sprechen für eine im Vergleich zum KON erhöhte Muskelfaserrekrutierung während eines VIB. 95 % der untersuchten Veränderungen der mRNA-Expression (19 Zielgene × 3 Zeitpunkte) nach VIB und nach KON verliefen parallel. Möglicherweise wurden daher die belastungsinduzierten Veränderungen der Expressionsprofile der Marker-mRNAs durch traumainduzierte Veränderungen im Rahmen der wiederholten Muskelbiopsieprobennahmen überdeckt