Vibrationstraining

Vibrationstraining, auch Whole Body Vibration (WBV), Beschleunigungstraining, Schwingungstraining, Mechanostimulation oder stochastisches Resonanztraining genannt, ist eine Trainingsmethode, bei der die übende Person auf einer vibrierenden Platte steht, die in einem Frequenzbereich von etwa 5 bis 60 Hz vibriert. Dabei sollen Dehnreflexe der Muskulatur ausgelöst[1] und Muskelkontraktionen hervorgerufen werden. Bei der verwandten Methoden der biomechanischen Stimulation (BMS) oder der biomechanischen Oszillation werden hingegen lokale Muskelgruppen direkt oder über die zugehörigen Sehnen mittels spezieller Vibrationsgeräte stimuliert. Vibrationstraining wird in einer Vielzahl von Bereichen (Leistungssport, Fitness, Rehabilitation, Medizin, Vorsorge, Beauty) angeboten und zur Leistungssteigerung der Muskulatur und zur Verbesserung von Koordination und Gleichgewicht eingesetzt.

Geschichte
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Vibrierende Massagehilfsmittel wurden in der Medizin schon lange erprobt. 1869 setzte der US-Amerikaner George Taylor ein Gerät zur Vibrationstherapie von Arm und Rücken ein. Jean-Martin Charcot experimentierte um 1880 mit einem vibrierenden Stuhl zur Behandlung der Parkinson-Krankheit. Gustav Zander (Schweden) entwickelte über 70 verschiedene dampfbetriebene Geräte zur Mechano-Therapy. John Harvey Kellogg setzte in seinem Battle Creek Sanatorium vibrierende Stühle und vibrierende Manipulatoren für Arme und Beine ein. 1960 veröffentlichte der Ostdeutsche W. Biermann den Effekt von sogenannten „zyklischen Oszillationen“ auf den menschlichen Körper.[2] Um 1970 versuchte Wladimir Nasarow, Mitglied des sowjetischen Turnerteams, die Übertragung der Biermannschen Idee in praktikable Trainingsmethoden für welche sich seither die Begriffe biomechanische Stimulation (BMS), biomechanische Oszillation etabliert haben.

In den 1960er bis 1980er Jahren waren in Österreich in vielen Bahnhöfen und Geschäftspassagen "Fußmassage"-Automaten aufgestellt. Eine Person konnte sich auf die Rüttelplatte stellen und durch Münzeinwurf von typisch 1 Schilling die Vibrationsbewegung in Gang setzen. Mit dem etwa 1,5 m hohen abgerundet quaderförmigen Korpus aus robustem Aluguss war ein solcher Automat meist an einer Wand aufgestellt. Eine Leuchtfläche bewarb die Erfrischung müder Beine im Umfeld stehend wartender Menschen.

Seit 1996 werden Geräte im freien Handel angeboten, auf denen der Trainierende stehen kann und die somit ein ganzheitliches Training sowohl der Extremitäten als auch der Rumpfmuskulatur ermöglichen. Für das Training mit dieser Gerätegruppe haben sich die Begriffe Whole Body Vibration (WBV), Vibrationstraining, Beschleunigungstraining und stochastisches Resonanztraining etabliert. Der Begriff Whole Body Vibration (WBV) ist jedoch mehrfach belegt, da er ursprünglich im Bereich der Arbeitssicherheit die Effekte von auf einen Körper wirkenden Vibrationen beispielsweise von Fahrzeugen oder Baumaschinen umfasst. Im Zusammenhang mit Training wurde der begriff erstmals in einer Publikation von 1998 erwähnt,[3] die der Trainingsmethode ihren Namen gab.

Wirkung

Zur Wirkung des Vibrationstrainings gibt es zahlreiche Studien mit widersprüchlichen Ergebnissen, meist an sehr kleinen Probanden- bzw. Patientengruppen. Frequenzen unterhalb von etwa 12 Hz sollen das posturale System anregen. Durch Vibrationen oberhalb einer Frequenz von etwa 12 Hz sollen Dehnreflexe ausgelöst und somit Muskelkontraktionen hervorgerufen werden, welche die Leistungsfähigkeit der Muskulatur (hauptsächlich Typ-II-Fasern (FT-Faser), auch „schnelle Muskulatur“ genannt) steigern und dem Knochenabbau entgegenwirken sollen. Vibrationstrainingsgeräte sollen am Knochen zu leichten elastischen Verformungen führen und sein Wachstum stimulieren.[4] Bereits fünf Minuten täglich sollen ausreichen, um dem Knochenschwund bettlägeriger Patienten über acht Wochen von 4,6 Prozent auf 0,6 Prozent zu reduzieren[5] und den Muskelabbau zu verhindern.[6] Bei Volleyballspielern[7] oder bei Feldhockeyspielerinnen[8] konnte innerhalb von drei Monaten eine Steigerung der Sprunghöhe von bis zu 10 Prozent erreicht werden. Bei einem 12-wöchigen Vibrationstraining konnte der Blutzuckerspiegel bei Diabetes mellitus Typ II verringert werden.[9] Erste positive Erfahrungen gab es bei Patienten mit zerebralen Bewegungsstörungen.[10] Bei älteren Menschen wurde eine Steigerung der Leistungsfähigkeit und Koordination erreicht.[11][12][13][14][15] Demgegenüber kam bei Schlaganfallpatienten eine Studie zu dem Ergebnis, dass tägliche Ganzkörpervibration im Vergleich zu gewöhnlicher Übungstherapie keinen Vorteil brachte,[16] und eine 2007 veröffentlichte Metaanalyse ergab keine Verbesserung der Muskelkraft und Sprungkraft von Sportlern durch Vibrationstraining.[17] Eine Studie der ETH Zürich zeigte 2011 jedoch, dass die Kombination von Vibrationstraining mit großen Zusatzlasten in der Größenordnung des eigenen Körpergewichts bei einer Anwendung von lediglich 3*1 Minute pro Einheit mit insgesamt 16 Einheiten über 5 Wochen die Ausdauerkapazität bzw. die Zeit zur Erschöpfung um im Mittel 40 % steigerte und somit einen deutlichen Effekt auf Ausdauerparameter hat.[18]

Gerätevarianten

Grundlegend werden zwei Bauarten von Vibrationsplatten unterschieden: Geräte mit fester Standsäule und Geräte ohne Säule. Die Unterschiede zwischen den beiden Gerätevarianten liegen vor allem in der maximalen Belastbarkeit und der Gerätegröße. Vibrationsplatten mit Säule sind meist größer und standfester. Sie können problemlos von Nutzern mit einem Körpergewicht von ca. 150 kg verwendet werden. Vibrationstrainer ohne Standsäule sind dagegen meist nur für ein maximales Körpergewicht von ca. 100 kg ausgelegt. Technisch werden vertikal vibrierende Systeme (die gesamte starre Trittfläche bewegt sich von unten nach oben), seitenalternierende Systeme (eine Seite der Trittfläche bewegt sich auf, die andere ab; diese Bewegung simuliert den menschlichen Gang) und 3D-Systeme (Vibrationen von oben nach unten und von vorne nach hinten) unterschieden.

Seitenalternierende Systeme unterstützen einen Frequenzbereich von etwa 5 bis 40 Hz, vertikal schwingende Systeme einen Frequenzbereich von 20 Hz bis 60 Hz.[19][20][21] Technisch kann die Auslenkung mechanisch geführt werden oder eine exzentrische Masse treibt die gummi- oder federgelagerte Trittfläche an. Bei einigen Geräten kann zwischen einem vertikalen und einem seitenalternierenden Modus gewechselt werden, wobei der nutzbare Frequenzbereich in den niedrigen Frequenzen deutlich eingeschränkt ist.

Hohe Frequenzkomponenten führen zu den aus dem Arbeitsschutz bekannten negativen Effekten, etwa bei der Arbeit am Presslufthammer. Gute Vibrationstrainingsgeräte müssen sicherstellen, dass potentiell schädliche Frequenzkomponenten nicht in den Körper eingeleitet werden können,[22] was dadurch erreicht wird, dass eine rein sinusförmige (harmonische) Plattenbewegung erzeugt wird.

Empfehlungen der ISMNI zur Publikation von Vibrationstrainingsstudien
  • F. Rauch, H. Sievanen, S. Boonen, M. Cardinale, H. Degens, D. Felsenberg, J. Roth, E. Schoenau, S. Verschueren, J. Rittweger: Reporting whole-body vibration intervention studies: Recommendations of the International Society of Musculoskeletal and Neuronal Interactions. In: J Musculoskelet Neuronal Interact., 10(3), 2010, S. 193–198. PMID 20811143

Literatur
  • Marco Beutler: Handbuch Vibrationstraining. 2., überarb. Auflage. Draksal, Leipzig 2011, ISBN 978-3-86243-012-3.
  • Tobias Stephan Kaeding: Vibrationstraining: Ein praxisorientiertes Handbuch. Hofmann-Verlag, Schorndorf 2016, ISBN 978-3-7780-1161-4.
  • A. Albasini, M. Krause, I. V. Rembitzki: Using Whole Body Vibration in Physical Therapy and Sport: Clinical Practice and Treatment Exercises. Elsevier Health, 2010, ISBN 978-0-7020-3173-1.

Einzelnachweise
  1. R. Ritzmann, A. Kramer, M. Gruber, A. Gollhofer, W. Taube: EMG activity during whole body vibration: motion artifacts or stretch reflexes. In: Eur J Appl Physiol., 110(1), 2010, S. 143–151. PMID 20419311
  2. W. Biermann: Influence of cycloid vibration massage on trunk flexion. In: American Journal of Physical Medicine, 39, 1960, S. 219–224.
  3. C. Bosco, M. Cardinale, O. Tsarpela, R. Colli, J. Tihanyi, C. Ducillard, A. Viru: The Influence of Whole Body Vibration on Jumping Performance. In: Biology of Sport, 15/3, 1998, S. 157–164.
  4. H. M. Frost: Defining Osteopenias and Osteoporoses: Another View (With Insights From a New Paradigm). In: Bone, Vol. 20, No. 5, Mai 1997, S. 385–391. PMID 9145234
  5. J. Rittweger, D. Felsenberg: Resistive vibration exercise prevents bone loss during 8 weeks of strict bed rest in healthy male subjects: results from the Berlin Bed Rest (BBR) study. 26th Annual Meeting of the American Society for Bone and Mineral Research; October 2004; Seattle
  6. D. Blottner, M. Salanova, B. Püttmann, G. Schiffl, D. Felsenberg, B. Buehring, J. Rittweger: Human skeletal muscle structure and function preserved by vibration muscle exercise following 55 days of bed rest. In: Eur J. Appl Physiol., Vol. 97, 2006, S. 261–271. PMID 16568340
  7. E. Harbrecht: Krafttraining mit dem Galileo 2000 im Jugendbereich. Dissertation. Charité, Berlin 2/2002.
  8. D. J. Cochrane, S. R. Stannard: Acute whole body vibration training increases vertical jump and flexibility performance in elite female field hockey players. In: British Journal of Sports Medicine, Vol. 39, 2005, S. 860–865. PMID 16244199
  9. K. Baum, T. Votteler, J. Schiab: Efficiency of vibration exercise for glycemic control in type 2 diabetes patients. In: Int J Med Sci., 4(3), 31. Mai 2007, S. 159–163. PMID 17554399
  10. L. Ahlborg, C. Andersson, P. Julin: Whole- body vibration training compared with resistance training: effect on spasticity, muscle strength and motor performance in adults with cerebral palsy. In: J Rehabil Med., 38(5), Sep 2006, S. 302–308. PMID 16931460
  11. K. Kawanabe, A. Kawashima, I. Sashimoto, T. Takeda, Y. Sato, J. Iwamoto: Effect of whole-body vibration exercise and muscle strengthening, balance, and walking exercises on walking ability in the elderly. In: Keio J Med., 56(1), Mar 2007, S. 28–33. PMID 17392595
  12. I. Bautmans, E. Van Hees, J. C. Lemper, T. Mets: The feasibility of Whole Body Vibration in institutionalised elderly persons and its influence on muscle performance, balance and mobility: a randomised controlled trial. In: BMC Geriatr., 5, 22. Dez 2005, S. 17. PMID 16372905
  13. A. Bogaerts, S. Verschueren, C. Delecluse, A. L. Claessens, S. Boonen: Effects of whole body vibration training on postural control in older individuals: a 1 year randomized controlled trial. In: Gait Posture, 26(2), Jul 2007, S. 309–316. Epub 2006 Oct 30. PMID 17074485
  14. M. Runge, G. Rehfeld, E. Resnicek: Balance training and exercise in geriatric patients. In: J Musculoskelet Neuronal Interact. 1(1), Sep 2000, S. 61–65. PMID 15758528
  15. W. H. Cheung, H. W. Mok, L. Qin, P. C. Sze, K. M. Lee, K. S. Leung: High-frequency whole-body vibration improves balancing ability in elderly women. In: Arch Phys Med Rehabil., 88(7), Jul 2007, S. 852–857. PMID 17601464
  16. S. L. van Nes u. a.: Long-term effects of 6-week whole-body vibration on balance recovery and activities of daily living in the postacute phase of stroke: a randomized, controlled trial. In: Stroke, 37, 2006, S. 2331–2335. PMID 16902175
  17. M. M. Nordlund, A. Thorstensson: Strength training effects of whole-body vibration? In: Scand J Med Sci Sports. 17(1), Feb 2007, S. 12–17. PMID 17038159
  18. F. Item, J. Denkinger, P. Fontana, M. Weber, U. Boutellier, M. Toigo: Combined Effects of Whole-Body Vibration, Resistance Exercise, and Vascular Occlusion on Skeletal Muscle and Performance. In: Int J Sports Med., 32(10), 2011, S. 781–787. PMID 21870317
  19. F. Rauch, H. Sievanen, S. Boonen, M. Cardinale, H. Degens, D. Felsenberg, J. Roth, E. Schoenau, S. Verschueren, J. Rittweger: Reporting whole-body vibration intervention studies: Recommendations of the International Society of Musculoskeletal and Neuronal Interactions. In: J Musculoskelet Neuronal Interact., 10, 2010, S. 193–198. PMID 20811143
  20. Alexander Graf: Vertikale Vibration vs. Oszillationsvibration. 29. Dezember 2019, abgerufen am 26. September 2020.
  21. J. M. Wakeling, B. M. Nigg: Modification of soft tissue vibrations in the leg by muscular activity. In: J Appl Physiol., 90, 2001, S. 412–420. PMID 11160036
  22. A. F. Abercromby, W. E. Amonette, C. S. Layne, B. K. McFarlin, M. R. Hinman, W. H. Paloski: Vibration Exposure and Biodynamic Responses during Whole-Body Vibration Training. In: Med Sci Sports Exerc. 39(10), Okt 2007, S. 1794–1800. PMID 17339124

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