Leistung
High Performance Biomechanics in Elite Sport | Aufbau eines 3D Bewegungsanalysesystems
Autor: Dr. Jan-Peter Goldmann, 2024
Deutsche Sporthochschule Köln, Institut für Biomechanik und Orthopädie Bob- und Schlittenverband für Deutschland (BSD)
Beschreibung: Für die dreidimensionale, hochfrequente Analyse von Bewegungen im Spitzensport werden komplexe Bewegungsanalysesysteme verwendet. Im Zeitraffer zu sehen ist der zwölfstündige Aufbau eines 3D Bewegungsanalysesystems mit 25 Infrarot-Kameras für den Bob- und Skeletonanschub (inkl. Schienensystem) in der Leichtathletikhalle des Olympischen Trainingszentrums Kienbaum. Das kalibrierte Messvolumen beträgt dadurch L 16 x B 2 x H 2,5 m. In Kombination mit den Daten der zwölf in den Boden eingelassenen Kraftmessplatten können über digitale Mensch-Modelle u.a. die Energieaufnahme und abgabe an Hüft-, Knie und Sprunggelenken berechnet und somit vortriebsrelevante Potentiale der Athlet*innen identifiziert werden.
Individuelle Trainingssteuerung im Ausdauertraining
Referent: Univ.- Prof. Dr. B. Sperlich, JMU Würzburg, 2021
Hintergrund: Die lokalen, nationalen und internationalen Maßnahmen zu Eindämmung der Corona-Pandemie (u.a. Lockdown-bedingte Schließung von Sportstätten sowie Reiseeinschränkung, etc.) in den Jahren 2020 und 2021 führte zu einem disruptiven Trainingsprozess einhergehend mit Veränderungen der Trainingsqualität (Intensität, Dauer und Frequenz), Alltagsaktivität, Schlafverhalten und verändertem Wettkampfkalender. Eine gewisse Form an “Detraining” im Trainingsprozess ist je nach Dauer der Eindämmungsmaßnahme zu erwarten. Erste Studienerkenntnisse deuten darauf hin, dass das akute Krisenmanagement (z.B. Heim- oder “Remote-Training”) international sehr unterschiedlich war und zu unterschiedlicher Leistungsentwicklung in verschiedenen Sportarten führte. Der Vortrag fasst die aktuelle Datenlage zur Trainingssteuerung in unterschiedlichen (Ausdauer-)Sportarten zusammen und versucht aus den Studienerfahrungen Konsequenzen für die zukünftige Trainingsplanung abzuleiten.
Wie fördere ich Talente in den neuen Sportarten Richtung Olympia am Beispiel Sportklettern?
Referent: Dr. U. Stöcker, Deutscher Alpenverein e.V., 2021
Beschreibung: Im Vortrag wird zuerst die neue olympische Disziplin Klettern und das olympische Format 2020 sowie 2024 vorgestellt. Darauf basierend wird eine Anforderungsprofil der olympischen Disziplin von der Universität Augsburg vorgestellt und der strategische Entwicklungsplan „Podium 2020“ des Deutschen Alpenvereins erläutert und ergebnisorientiert diskutiert. Die eindeutigen Schlüsse der Analyse des ersten Olympiazyklus sind eine aktuell unzureichende systematische Nachwuchsförderung im deutschen Wettkampfklettern. Als Kontrastpunkt wird die langjährige Jugend-Förderung der Schweiz anhand des Beispiels vom Nachwuchs im Regionalzentrum Zürich und des Nationalkaders gezeigt und die Relevanz an den späteren Erfolgen in den Einzeldisziplinen festgemacht. Abschließend wird aufgezeigt, wie eine konsequente Nachwuchsförderung in Zukunft in Deutschland aussehen sollte.
3X3 - Neue Möglichkeiten und Herausforderungen im Basketball
Referent: Dr. Karsten Schul, DSHS Köln, 2021
Beschreibung: Der Workshop zeigt den Weg vom 3vs3 Streetball zum 3X3. Die Unterschiede der beiden Basketballvarianten werden durch Demo-Teams praktisch anschaulich dargestellt.
Hintergrund: Seit 2012 ist 3X3 eine offiziell anerkannte Sportart und ab 2020 Olympische Disziplin. Sportlich sind im Spiel 3vs3 (Streetball), bzw. 3X3 fast alle technischen und vortaktischen Elemente enthalten, die später auch im 5vs5 vorkommen. Die Spielform 3X3 bietet im Gegensatz zum klassischen 5vs5 oder auch 3vs3 Streetball die Möglichkeit, die Anzahl der individuellen Spielaktionen mit und ohne Ball pro Bewegungszeit deutlich zu erhöhen. Dadurch wird der individuelle Entwicklungsprozess beschleunigt und die Akteure können mehr Erfolgserlebnisse verbuchen. Gründe hierfür sind zum einen die limitierte Angriffszeit (i.d.R. 12 Sekunden) und zum anderen das Wegfallen des Checks (Übergabe des Balles durch den Verteidiger) nach Korberfolg beim 3X3. Durch diese beiden Faktoren wird sowohl die Anzahl der Unterbrechungen als auch die Angriffsdauer drastisch gemindert und somit gleichzeitig die Spielintensität deutlich erhöht. Durch das unmittelbare Umschalten (Transition) nach einem Ballgewinn, und insbesondere auch nach Korberfolg, müssen in Angriff wie in Verteidigung pausenlos neue Entscheidungen getroffen werden. Alle Teilnehmer kommen dadurch öfters in Situationen in denen sie Verantwortung übernehmen und selbstständig Entscheidungen treffen müssen. Weitere positive Nebeneffekte beim 3X3 sind: derselbe Ball für Mädchen und Jungen und die Zählweise (nur ein und zwei Punkte) wertet den Distanzwurf (den Dreier im 5vs5) und den Freiwurf im Gegensatz zum 5vs5 deutlich auf.
Standardisierte Verfahrensüberprüfung von Wearables
Referent: Dr. M. Schumann, DSHS Köln, 2021
Hintergrund: Durch eine zunehmende Technologisierung wird der Trainingsalltag von Athlet*innen und Trainer*innen auch immer mehr durch den Einsatz von Wearables bestimmt. Allerdings gibt es bisher kaum allgemeingültige Standards zur Überprüfung der Genauigkeit der Geräte und auch die Dokumentation darüber ist nicht selten mangelhaft und intransparent. Entsprechend bleibt die Messgenauigkeit für den Endnutzer oft unbekannt, was insbesondere vor dem Hintergrund der aus den erhobenen Daten abgeleiteten Konsequenzen für das weitere Training und/oder den Gesundheitszustand der Athlet*innen schwer wiegt. Um zukünftig bestehende und neue Technologien voll umfänglich nutzen zu können, bedarf es also allgemeingültiger Standards zur Überprüfung der Genauigkeit die sowohl von den Herstellern selbst, aber auch von Forschungseinrichtungen oder Endnutzern beachtet werden. Ziel des Vortrages soll es sein, die Vielzahl an Faktoren zu beleuchten, die sowohl theoretisch als auch praktisch die Messgenauigkeit von Wearables beeinflussen näher zu beleuchten, um daraus Standards für die gezielte Verfahrensüberprüfung der Geräte abzuleiten.
Innovative Methoden zur Laktat- und Glukosemessung
Referent: R. Holzer, DSHS Köln, 2021
Hintergrund: Zum aktuellen Zeitpunkt werden Laktat- und Glukosemessungen in der Leistungsdiagnostik vorwiegend über Kapillarblutproben des Ohrläppchens oder der Fingerkuppen ermittelt. Dies ist in Bezug auf Hygienemaßnahmen und Personaleinsatz nicht nur aufwendig, sondern für die Athleten aufgrund der invasiven Methode mit dem ständigen Durchstechen der Haut auch schmerzhaft. Es gibt daher inzwischen diverse Ansätze, Laktat- und Glukosewerte mit Hilfe von tragbaren Sensoren über andere Körperflüssigkeiten zu erfassen. Diese innovativen Methoden stehen aktuell noch unterschiedlichen Herausforderungen wie Kontamination oder mechanischen Belastungen gegenüber, die großen Einfluss auf Genauigkeit und Zuverlässigkeit ausüben. Tragbare Sensoren zur kontinuierlichen Erfassung des Glukosespiegels sind aufgrund der besonderen Bedeutung bei Diabetes mellitus jedoch bereits erfolgreich im Einsatz. Perspektivisch könnten diese tragbaren Systeme die Leistungsdiagnostik im Sport sowohl vereinfachen, als auch deren Einsatzmöglichkeiten sportartspezifisch erweitern.
Acute responses and chronic adaptations to eccentric overload resistance training
Referent: Dr. Simon Walker, University of Jyväskyla, Finland, 2019
Hintergrund: Eccentric overload, also known as Accentuated Eccentric Load, deviates from traditional resistance training in that it applies a greater external load during the eccentric phase compared to the load used during the concentric phase of the lift. Scientific studies have typically applied eccentric loads of 105-120% of concentric one-repetition maximum (1-RM) when training/testing maximal lifts (i.e. concentric load >95% of 1-RM) (e.g. Doan et al. 2002; Ojasto & Häkkinen 2009). When aiming to enhance concentric power production, eccentric loads 20-100% greater than the concentric load have been used during bench press (Ojasto & Häkkinen 2009; Sheppard & Young 2010), while 10kg or 20 kg dumbbells have been used during the eccentric phase of vertical jump exercises (Sheppard et al. 2007; 2011). Eccentric loads 25-60% greater than the concentric load have been typically used to increase strength and muscle mass during training studies using 8-12 repetition protocols (Brandenburg & Docherty 2002; Kaminski et al. 1998; Nichols et al. 1995; Walker et al. 2016). Perhaps the clearest scientific evidence showing benefits of using eccentric overload is for acute power enhancement and long-term development of power. Dropping 10-20kg dumbbells after the eccentric phase when performing countermovement jumps increased jump height approx. 5% compared to performing a traditional countermovement jump (Sheppard et al. 2007). Using eccentric overload during a bench press throw exercise has also demonstrated acute power enhancement (Ojasto & Häkkinen 2009; Sheppard & Young 2010). When put into training programs, the eccentric overload groups have shown greater increases in vertical jump performance compared to the traditional resistance training group (Friedmann-Bette et al. 2010; Sheppard et al. 2008;2011). It may be that maintenance of Type IIx muscle fiber number and indeed hypertrophy of these IIx fibers contribute to the observed efficacy of eccentric overload training (Friedmann-Bette et al. 2010). However, the exact mechanisms have not been elucidated. Studies comparing eccentric overload and traditional resistance training on the development of maximum strength have led to mixed findings. Studies with already resistance-trained individuals tend to show greater strength improvements from eccentric overload (Brandenburg & Docherty 2002;
Norrbrand et al. 2008; Walker et al. 2016). Whereas studies using previously untrained individuals show no clear differences between training modalities when considering all exercises assessed (Kaminski et al. 1998; Nichols et al. 1995). To my knowledge, we are the only group to investigate neural factors when comparing eccentric overload and traditional resistance training, and our
findings suggest that the greater increase in strength was likely due to neural adaptation (Walker et al. 2016). Clearly, further (well-controlled) studies in athletes are needed to clarify these issues. From the few studies that have investigated muscle hypertrophy comparing eccentric overload and traditional resistance training, improvements from both training modalities appear to be quite similar (Freidmann-Bette et al. 2010; Norrbrand et al. 2008; Walker et al. 2016). There is some evidence to suggest that selective hypertrophy in specific regions may differ between the two training modalities (Franchi et al. 2014), which would require detailed
assessment of muscle mass in future studies. However, whether these potentially small differences would be physiologically meaningful is debatable. Therefore, at least in the scientific literature, there is not sufficient evidence to create a consensus regarding recommended loading protocols to develop specific strength and power qualities. There is also weak scientific evidence that using eccentric overload resistance training provides additional benefit over traditional resistance training, owing largely to methodological considerations and few scientific studies investigating this issue.
Erholungs-/Beanspruchungsmonitoring im Leistungssport
Referent: Prof. Michael Kellmann, Ruhr-Universität Bochum, 2019
Beschreibung: Der Vortrag ordnet vorhandene Verfahren anhand vorliegender Befunde ein und diskutiert Vor- und Nachteile des Erholungs-/Beanspruchungsmonitorings im Leistungssport.
Hintergrund: Leistungssportler und Leistungssportlerinnen sind im Alltag verschiedensten Herausforderungen ausgesetzt, seien sie physiologischer (z. B. Wettkämpfe, intensive Trainingseinheiten) oder sozialer (z. B. finanzielle Themen, Beziehungsprobleme) Natur. Hinzu kommen Umweltfaktoren (z. B. schlechte Rahmenbedingungen einer Unterkunft, Lärm) und mentale/emotionale Einflüsse (z. B. Gedanken, Gefühle oder Wahrnehmung). Diese einzelnen Komponenten und deren mögliche Kombination können die Leistung beeinflussen. Eine höhere Verletzungsanfälligkeit durch Ermüdung nach zu vielen Wettkämpfen in einem kurzen Zeitraum kann genauso einschneidend sein wie verringerte Ressourcen für den Umgang mit der Wettkampfsituation im Leistungssport (Kellmann & Beckmann, 2018). Der regelmäßige Einsatz geeigneter Verfahren ist eine wichtige Voraussetzung zum Monitoring der Trainingsbelastung und des Befindens. Ziel ist es, frühestmöglich ein Ungleichgewicht des Erholungs-Beanspruchungszustandes aufzudecken, um ungeplante Leistungseinbußen zu vermeiden (Faude et al., 2011; Kellmann et al., 2018). Subjektive Verfahren sind zeit- und kostengünstiger und somit relativ einfach in eine Monitoringroutine zu integrieren. Psychologische Parameter können zudem die Entwicklung von Untererholung und Übertraining häufig frühzeitiger aufdecken
als objektive Verfahren (Saw et al., 2017). Gerade vor dem Hintergrund, dass die Adaptation und die Reaktion auf Trainingsreize sehr individuell sind, ist die Erfassung der subjektiven Befindlichkeit der Athletinnen und Athleten von großer Bedeutung. Daher
stellten psychometrische Fragebögen in wissenschaftlichen Untersuchungen das wohl erfolgreichste Instrument zur Abbildung von Erholung und Beanspruchung dar (Saw et al., 2017).
„… erst mal 3 Tage in die Eistonne…” Evidenz von verschiedenen Regenerationsverfahren im Leistungssport
Referent: Prof. Alexander Ferrauti, Ruhr-Universität Bochum, 2019
Hintergrund: Trainingsumfang, Wettkampfdichte und sozialer/medialer Druck sind in den letzten Jahrzehnten in vielen Sportarten deutlich angestiegen. Zur Vermeidung von Missverhältnissen zwischen Belastung und Belastbarkeit bietet die Erholungsphase (Regeneration) im klassischen Gesamtgefüge der Trainingssteuerung eine Chance, die in der Forschung zunehmend an Aufmerksamkeit erfährt. Der vorliegende Beitrag basiert auf den Befunden eines langjährigen Projekts mit dem Titel “Regenerationsmanagement im Spitzensport” (RegMan). Im Zentrum der Betrachtung stehen theoretische Wirkungsmechanismen und nachweisliche Evidenz verschiedener Regenerationsstrategien, wie unter anderem aktive Erholung, Kaltwasserimmersion, Massage und Foam Rolling. Es werden sportpraktische Empfehlungen für das Monitoring und die Diagnostik des Regenerationsbedarfs sowie zur Anwendung von Regenerationsmaßnahmen für verschiedene Sportarten(gruppen) und Regenerationszeitpunkte formuliert. Ein besonderes Augenmerk wird hierbei dem Regenerationsbedarf von Kindern und Jugendlichen im Nachwuchsleistungssport gewidmet.
Velocity-based strength training – What is the velocity based strength training method?
Referent: Dr. Fernando Blanco, University of Seville, Spain, 2019
Hintergund: Among the main resistance exercise variables that can be manipulated to configure the mechanical stimulus, it appears that exercise intensity and volume are among the most critical factors in determining the type and extent of the resulting neuromuscular adaptions (Bird, Tapenning & Marino, 2005; Fry, 2004). The interaction between these two training variables produces what is termed ‘level of effort’, which is defined as the actual number of repetitions performed in a set in relations to the maximum number that can be completed (Sanchez-Medina & Gonzalez-Badillo, 2011). The indicators that have traditionally been used as references for quantifying and prescribing the resistance training (RT) load (one-repetition maximum, “1RM” and maximum number kellof repetitions test, “nRM”) have potential limitations, such as daily changes in the actual 1RM, which mean that the current 1RM may not correspond with that measured on previous days or weeks. Therefore, it cannot be ensured that the relative loads (%1RM) being used in each particular training session truly represent the intended ones. Another disadvantage of the nRM method is that the maximal number of repetitions that can be completed against a given relative load indicates a large variability between individuals (Gonzalez-Badillo, Yanez-Garcia, Mora-Custodio, & Rodriguez-Rosell, 2017; Richens & Cleather, 2014). These limitations led researchers and coaches to seek a solution that allows a better definition and quantification of the level of effort involved during RT. In this regard, a new approach, known as velocity-based training (VBT), has emerged, using movement velocity for objectively quantifying and dosing RT programs (Gonzalez-Badillo & Sanchez-Medina, 2010; Pareja-Blanco et al., 2016; Sanchez-Medina & Gonzalez-Badillo, 2011). This lecture will be focused on explaining the fundamentals of this approach.
Leistungs- und Erholungsfähigkeit im Kindes- und Jugendalter
Referent: Prof. Ralph Beneke, Philipps-Universität Marburg, 2019
Hintergrund: Die sportliche Leistung von Kindern und Jugendlichen ist abhängig von chronologischem Alter und Reife. Untersuchungen zu Körperdimension, Muskelmasse, -struktur und -stoffwechsel, Substratverwertung, Sauerstoff- und Kreatinphosphat-Kinetik, maximaler aerober und anaerober Leistungsfähigkeit zeigen scheinbar ein konsistentes Bild. Im Vergleich zu Erwachsenen scheinen Kinder für Belastungen mit dominant oxidativer Energiebereitstellung besser ausgerüstet zu sein als für solche mit primär anaerober Energiebereitstellung kombiniert mit schnellerer Erholung von hochintensiver körperlicher Arbeit. Ein Mangel an streng kinder- und jugendspezifisch designten und sportrelevanten experimentellen Untersuchungsbedingungen erschwert jedoch die Interpretation so erhobener Befunde bezüglich realer Belastungssituation des täglichen Lebens und sportlicher Leistungsfähigkeit.
Point-of-care testing (POCT)
Referentin: Dr. Silvia Achtzehn, Deutsche Sporthochschule Köln, 2019
Beschreibung: In dem Workshop gehen wir zum einen auf die verschiedenen Gerätekategorien und ihre Parametergruppen ein, wobei auch die Präanalytik und mögliche Settings diskutiert werden sollen. Zum anderen sollen auch Nachteile und zukünftige Entwicklungen angesprochen werden.
Hintergrund: Point-of-care testingist ein Begriff aus der klinischen Diagnostik und steht für die „patientennahe Sofortdiagnostik“ bzw. die Anwendung laboratoriumsmedizinischer Verfahren in unmittelbarer Nähe des Patienten und stellt im Gegensatz zum Großlabor eine andere moderne Variante der Laboratoriumsmedizin dar. Das POCT ist aus der medizinischen Notwendigkeit entstanden, Blutergebnisse mit geringer zeitlicher Verzögerung zu erhalten um schnell therapeutische Konsequenzen ableiten zu können. In den letzten 30 Jahren hat die technische Entwicklung von Labormethoden zu einer Zentralisierung der Labordiagnostik geführt. Auch heute noch wächst hierbei das Parameterspektrum stetig, die Messmethoden sind teilweise hochkomplex und die Ergebnisse werden immer präziser, jedoch ist die sogenannte „turn around time“ (Zeit von der Blutentnahme bis zum Ergebnis) meist sehr lang bzw. zu lang für Notfallsituationen. Das POCT wird ermöglicht durch eine Miniaturisierung von Laborgeräten und –verfahren. Die Messgeräte reichen von sogenannten „Handhelds“ bis zu Tischgeräten und zeichnen sich insbesondere durch eine einfache Bedienbarkeit (auch ohne labortechnisches Fachpersonal) und einer raschen Verfügbarkeit des Ergebnisses aus. Des Weiteren ist von Vorteil, dass für die meisten POCT-Geräte kapillar entnommenes Blut oder auch Speichelproben verwendet werden können. Für diese minimal-invasiven bzw. noninvasiven Probenentnahmen muss kein ärztliches Fachpersonal zur Verfügung stehen und sie sind wenig belastend für den zu Untersuchenden. Von besonderer Bedeutung ist, dass die meisten Geräte ohne größeren Aufwand transportabel sind. Aufgrund dieser Merkmale wird das POCT seit vielen Jahren auch im Hochleistungssport und in der Sportwissenschaft eingesetzt. Bei Betreuungsmaßnahmen von Athleten oder longitudinalen Studien können Biomarker somit athletennah und in jedem Setting gemessen werden, wodurch auch der Begriff „athletennahe Sofortdiagnostik“ angewendet werden kann. Die Einsatzgebiete des POCT im Hochleistungssport und der Sportwissenschaft lassen sich wie folgt beschreiben: Erhebung des Gesundheits- und Leistungsstatus von Athleten, Optimierung von Training und Beurteilung der Belastung bzw. Regeneration, Verletzungsprävention und Ermittlung von individuellen Belastungsprofilen.
Ausdauer und Kraft: Feindliche Brüder - molekular betrachtet?
Referent: Univ.-Prof. Dr. Wilhelm Bloch, Deutsche Sporthochschule Köln, 2016
Hintergrund: Einerseits stellen Ausdauer und Kraft definierte Anforderungen an die Skelettmuskulatur und an den die Skelettmuskulatur versorgenden Organismus. Andererseits werden spezifische Reize durch Ausdauer- bzw. Kraftbelastung erzeugt, die zu spezifischen neuronalen, hormonellen, metabolischen und mechanischen Reizen führen, die auf zellulärer Ebene zur Aktivierung aber auch Hemmung von spezifischen Signalwegen führen. Dabei stellt sich die Frage inwieweit Ausdauer- und Krafttraining akut aber auch chronisch kombiniert werden kann, ohne dass spezifische Reize durch Kraft bzw. Ausdauerbelastungen nicht gegenseitig unterdrückt werden, so dass die Anpassung an das Kraft- bzw. Ausdauertraining ausbleibt. Das Verständnis der zellulären Signalwege soll helfen, die Möglichkeiten und Grenzen der Kombination von Ausdauer- und Krafttraining zu erfassen und für die Trainingspraxis nutzbar zu machen.
Paralympischer Sport: Chancen und Limits
Referent: Univ.-Prof. Dr. Thomas Abel, Deutsche Sporthochschule Köln, 2016
Hintergrund: Die Paralympics gehören zu den drei größten Sportveranstaltungen weltweit. In den letzten 20 Jahren haben sie sich dabei von einem, eher dem Mitleid- und Gesundheitsaspekt gewidmeten Event zu einem faszinierenden und fesselnden Sportereignis gewandelt. Dies ist wesentlich der Professionalisierung geschuldet, mit der Athletinnen & Athleten sowie Trainerinnen & Trainer den Sport betreiben. Für die Betreuungs- und Förderungssysteme ergibt sich hieraus die Chance und Verpflichtung, olympische und paralympische Sportler gleichwertig und gleichberechtigt zu behandeln. In einem Überblick soll der Kanon paralympischer Sportarten vorgestellt werden und exemplarisch in einzelnen Disziplinen auf aktuelle Entwicklungen in der sportwissenschaftlichen Diagnostik und Trainingsgestaltung eingegangen werden. Hierbei sollen vor allem Synergien und gegenseitige Befruchtungen der Bereiche des Paralympischen und Olympischen Sports aufgezeigt werden. Grundsätzliche, temporär überwindbare Limitierungen finden ihre Berücksichtigung, um durch ein wertschätzendes Miteinander im Paralympischen und Olympischen Sport Potentiale zu nutzen oder zu generieren. Eine aktuelle Übersicht des sportwissenschaftlichen und sportmedizinischen Paralympischen Sports stellt die Chancen und Limitierungen dar, mit denen sich der Spitzensport aktuell beschäftigt. Hier kommen physiologische Besonderheiten der Thermoregulation und der Funktion des sympathischen Nervensystems bei ausgewählten Sportlern ebenso zur Sprache, wie die aktuelle Diskussion der Teilnahme von Sportlerinnen und Sportlern mit Behinderung bei Olympischen Spielen. Ziel des Vortrags ist es, das grundsätzliche Interesse und das Verständnis für den Paralympischen Sport zu erhöhen, Faszination zu vermitteln und Neugier zu wecken. Ohne Limitierungen zu negieren, könnten somit Chancen für den Sport in Deutschland geschaffen werden.