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Knochengesundheit und Sport
<p class="article-intro">Der folgende Überblick zeigt die positiven Wechselwirkungen des Sports und der Bewegung auf den Knochenstoffwechsel, die Möglichkeiten der Prävention und Therapie bei bereits bestehender Osteoporose oder Osteopenie sowie die negativen Konsequenzen einer Überbelastung, wie beispielsweise die „female athlete triad“ oder Stressfrakturen.</p>
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<p class="article-content"><p>Bewegung und Sport sind wesentliche Eckpfeiler menschlichen Lebens. Bewegung hat nachweislich einen positiven Effekt auf den Körper und die Psyche. Diverse Erkrankungsbilder und deren Verlauf können dadurch positiv beeinflusst werden. Anthropologische Untersuchungen zeigten, dass der Mensch und auch die Evolution des Menschen sehr stark mit Bewegung und Sport, besonders dem Langstreckenlauf, verknüpft sind. So wurden beispielsweise über 20 spezifische anatomische Merkmale beim Homo erectus gefunden, die darauf hinweisen oder zumindest die Schlussfolgerung zulassen, dass die frühen Menschen Langstreckenläufer waren und dieses Bewegungsverhalten beispielsweise gegenüber dem Neandertaler bei der Jagd von Vorteil war („persistence hunting“). Im Gegensatz dazu zeigte sich, dass es bei Immobilisation oder Aufhebung der Schwerkraft, z.B. bei Astronauten, in kürzester Zeit zu einem deutlichen und rapiden Verlust der Knochendichte sowie auch der Muskelkraft aufgrund fehlender Stimuli kommt. Es ist daher daraus abzuleiten, dass Bewegung einen besonders hohen Stellenwert für die Knochengesundheit hat. Positive Effekte können sowohl präventiv als auch therapeutisch genutzt werden.<br /> Andererseits ist aber auch nachgewiesen, dass sich körperliche Überbelastung negativ auf den Knochenstoffwechsel bzw. die Knochenqualität auswirken kann.</p> <h2>Präventive Effekte von Bewegung und Sport auf Knochendichte und -qualität</h2> <p>Es ist bekannt, dass sich Bewegung und körperliches Training, wie beispielsweise Tai-Chi, positiv auf den Knochenstoffwechsel auswirken. Studien haben gezeigt, dass Krafttraining mit hoher Intensität die Knochendichte z.B. im Bereich des Schenkelhalses erhöhen kann. Darüber hinaus gibt es auch Daten, die dafür sprechen, dass Übungen mit geringer Belastung, wie etwa Gehen, in einem bestimmten Alter die Knochenresorption reduzieren können. Die Daten zur Wirksamkeit von Krafttrainingsprogrammen für Personen mit Osteopenie und Osteoporose sind in den letzten Jahrzehnten deutlich angewachsen. Die aktuelle Literatur legt nahe, dass Krafttraining alleine oder grundlegende Aktivitäten wie Gehen zur Steigerung der Knochendichte unterlegen sind gegenüber Aktivitäten mit höherer Belastung, die höhere Muskelkraft erfordern und auch zu einer höheren Belastung des Knochens führen. Rezente Studien weisen darauf hin, dass kombinierte Programme, bestehend aus Aktivitäten mit höherer Intensität oder Belastung und Krafttraining mit höherer Intensität, zu einer signifikanten Erhöhung der Knochendichte führen im Vergleich zu alleinigem Krafttraining. Die höhere Belastung des Bewegungsapparates regt die Osteoblastenaktivität an, um den Knochen entsprechend der Krafteinwirkung zu adaptieren und damit zu stärken. Trotz dieser genannten Vorteile für den Knochen birgt diese Art des Trainings auch ein höheres Verletzungsrisiko. Diverse Studien zeigten, dass Personen mit Osteoporose eine Schwäche in den unteren Rückenstreckern und den Muskeln der unteren Extremitäten, z.B. Musculus quadriceps femoris, aufweisen können. Es ist daher von großer Bedeutung, diese Defizite zu respektieren und bei Trainingsplänen entsprechend zu berücksichtigen. Trainingsprogramme sollten umfassend ausgerichtet sein und sich insgesamt auf die Verbesserung der Kraft, Koordination und Mobilität sowie die Steigerung der Knochendichte konzentrieren.<br /> In diversen systematischen Übersichtsarbeiten und Metaanalysen wurde die Literatur hinsichtlich des Krafttrainings für Personen mit verminderter Knochendichte (Osteopenie oder Osteoporose) untersucht. Die aktuelle Literaturübersicht legt nahe, dass bei Interventionen eine höhere Belastung erforderlich ist, um eine Erhöhung der Knochendichte zu erzielen. Dieser positive Effekt bestätigt sich in Studien unter Verwendung von Trainingsprotokollen mit höherer Belastung oder mit intensiverem Training.<br /> Eine Cochrane-Metaanalyse zeigte, dass Übungen mit hoher Kraft, wie beispielsweise Krafttraining für die untere Extremität, die effektivste Maßnahme zur Steigerung der Knochendichte im Bereich des Schenkelhalses sind. Im Gegensatz dazu scheinen Kombinationsprogramme für die Wirbelsäule am effizientesten zu sein. Diese Metaanalyse zeigte jedoch auch, dass die Effekte auf die Knochendichte generell recht gering sind. Ein wesentlicher Punkt ist, dass Personen, die versuchen, Gewicht zu verlieren, und dabei intensiv trainieren, eventuell mehr Knochendichte durch diätetische Maßnahmen und Gewichtsabnahme verlieren, als sie durch das Training gewinnen können.<br /> Hochbelastungsprogramme können Aktivitäten wie Joggen, Step-Training (wie beispielsweise Zumba) und ausgewählte plyometrische Übungen (unter Berücksichtigung des allgemeinen Fitnessniveaus und der Komorbiditäten) beinhalten, während das Krafttraining mit hoher Intensität Übungen wie etwa Kniebeugen, Kreuzheben und Hantelbankdrücken umfassen sollte. Untersuchungen hinsichtlich kombinierter Programme mit stärkerer Belastung und intensivem Krafttraining zeigen signifikant bessere Ergebnisse bei der Erhaltung oder Erhöhung der Knochendichte an der Lendenwirbelsäule, der Hüfte und am Radius. „The Lifting Intervention for Training Muscle and Osteoporosis Rehabilitation Trial“ untersuchte die Auswirkungen eines 8-monatigen, zweimal wöchentlich durchgeführten 30-minütigen progressiven Hochintensitätskrafttrainings und eines Trainingsprogramms mit niedriger Intensität (Kontrollgruppe) von gleicher Dauer und Dosis bei postmenopausalen Frauen mit Osteoporose. Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass die Probandinnen in der Gruppe des Trainings mit hoher Intensität größere Verbesserungen der funktionellen Leistung und der Knochendichte aufwiesen als die Probandinnen aus der Kontrollgruppe. Folglich scheinen Aktivitäten mit hoher Belastung effektiver zu sein, um eine Erhöhung der Knochendichte in bestimmten Körperregionen wie der Hüfte zu erreichen.<br /> Diese positiven Effekte auf die Knochendichte sind aber eher kurzfristig. Heinonen et al. untersuchten die Auswirkungen eines 18-monatigen Programms mit hoher Belastung bei 84 Frauen (prämenopausal), welche in eine Interventions- und Kontrollgruppe randomisiert worden waren. Im Vergleich zur Kontrollgruppe zeigte sich ein signifikanter Anstieg der Knochendichte im Bereich des Schenkelhalses bei der Interventionsgruppe nach Abschluss des Trainingsprogramms. Der Anstieg der Knochendichte konnte jedoch bei der Nachkontrolle nach 3,5 Jahren nicht mehr nachgewiesen werden. Auch Ahola et al. konnten zeigen, dass ein 6-monatiges Programm mit Belastungen zu einer Zunahme der Knochendichte für bis zu 12 Monate führte. Wie schon oben erwähnt, liefert die Literatur wenig Hinweise in Bezug auf die langfristigen Auswirkungen solcher Programme.</p> <h2>„Female athlete triad“</h2> <p>Die „female athlete triad“ wurde 1992 ursprünglich als drei miteinander verknüpfte Pathologien beschrieben: Essstörungen, Amenorrhö und Osteoporose. Diese Definition wurde im weiteren Verlauf überarbeitet und beschreibt aktuell ein Spektrum von Pathologien, das auch weniger stark ausgeprägte Formen dieser drei Entitäten umfassen kann. Das Ziel dieser Definition ist es, Athleten mit subklinischen Symptomen bereits frühzeitig zu identifizieren und zu behandeln, bevor es zu negativen Konsequenzen wie Stressfrakturen, Frakturen, Osteopenie oder Osteoporose, kardiovaskulären Problemen und Infertilität kommt. Das Problem der Trias ist die geringe Energieverfügbarkeit, die mit gestörtem Essverhalten einhergehen, aber auch ohne dieses auftreten kann. Niedrige Energieverfügbarkeit führt oftmals zu Menstruationsstörungen und Hypogonadismus, welche die Knochengesundheit negativ beeinflussen und zu Endothelzelldysfunktionen führen können.<br /> Knochenmarksödeme und Stressfrakturen werden häufiger bei Athletinnen mit Menstruationsstörungen und/oder niedriger Knochendichte gesehen. Athletinnen mit Amenorrhö haben im Vergleich zu Frauen mit physiologischer Menstruation ein zwei- bis vierfach erhöhtes Risiko, eine Stressfraktur zu erleiden. In einer Studie an College-Studentinnen zeigte sich, dass die Heilungsphase nach Stressfrakturen bei niedriger Knochendichte signifikant länger war. Das Risiko für eine Stressfraktur erhöht sich mit wachsender Anzahl von Trias-assoziierten Pathologien.<br /> Obwohl die Trias ein spezifisches Erkrankungsbild von weiblichen Athleten ist, zeigt sich seltener, aber doch auch ein vergleichbares Syndrom bei Männern mit niedriger Energieverfügbarkeit, Hypogonadismus und niedriger Knochendichte. Dieses Erkrankungsbild erfordert jedoch weitere wissenschaftliche Untersuchungen.<br /> Da die Trias ein Erkrankungsspektrum darstellt, ist es schwierig, die Prävalenz abzuschätzen. Bis zu 16 % der Athletinnen haben alle drei Pathologien mit schweren Ausprägungen der Symptome. Die Prävalenz steigt, wenn man auch diejenigen evaluiert, die eine oder zwei assoziierte Pathologien der Trias aufweisen. Die geschätzte Prävalenz der Menstruationsstörungen bei Athletinnen beträgt bis zu 60 % , die der Essstörungen bis zu 90 % und die der niedrigen Knochendichte bis zu 40 % . Eine Früherkennung ist ein wesentlicher Faktor, um den negativen Konsequenzen vorzubeugen.<br /> Eine Knochendichtemessung sollte bei folgenden Punkten in Betracht gezogen werden: Diagnose einer Essstörung, BMI ≤17,5kg/m<sup>2</sup>, Menarche ≥16 Jahre, aktuell oder in der Vergangenheit weniger als 6 Menstruationen über 12 Monate, Anamnese von zwei früheren Stressfrakturen an typischer Stelle, Stressfraktur an einer Lokalisation mit hohem Risiko (Schenkelhals), Fraktur nach Bagatelltrauma oder ein bereits bekannter DXA-Z-Score ≤−2,0.<br /> Sofern mehrere Trias-assoziierte Pathologien bestehen, jedoch nicht stark ausgeprägt sind, oder die Athletin Medikamente nimmt, die den Knochenstoffwechsel negativ beeinflussen, ist eine Knochendichtemessung ebenfalls in Betracht zu ziehen.<br /> Die beste Form der Behandlung der Trias ist die Prävention. Aufklärung muss in Zusammenhang mit diversen Sportarten betrieben werden, um die derzeit herrschende Kultur des Anstrebens von niedrigem Gewicht und einem extrem schlanken Körperbild zu ändern. Ein gesunder Zugang zu Bewegung und körperlichem Training sowie zu adäquater Ernährung zu Hause und auch in Schulen sollte helfen, die Situation zu verbessern. Screeningprogramme, um Athletinnen mit einer Trias frühzeitig zu identifizieren, ermöglichen eine frühzeitige Intervention, um das Risiko für die Athletinnen zu reduzieren.</p> <p>Die Behandlung besteht primär in einem Energieausgleich. Dieser erfordert einen multidisziplinären Zugang, wobei die Aufklärung einen wesentlichen Eckpfeiler darstellt. Ernährungsmedizinische Beratung, Bewegungsberatung und auch psychologische Therapie sind ebenfalls potenziell notwendige Behandlungsformen. Die Wiederherstellung des Normalgewichts und das Wiedereinsetzen des regulären Menstruationszyklus sind die primären Ziele, um weiteren Verlusten der Knochendichte vorzubeugen. Der Großteil der Athletinnen kann erfolgreich nichtpharmakologisch behandelt werden. Bei jenen Athletinnen mit Osteoporose oder multiplen Frakturen, die auf die nicht pharmakologische Therapie über ein Jahr nicht ansprechen und weiterhin Frakturen erleiden, sollte eine medikamentöse Therapie unbedingt in Betracht gezogen werden. Um den Östrogenmangel auszugleichen und auch Knochenmasse zu generieren, kommt eine Östrogenersatztherapie in transdermaler Applikation in Betracht. Soweit bekannt ist, haben orale Kontrazeptiva keinen Einfluss auf die Knochendichte bei jungen weiblichen Patientinnen.</p> <h2>Stressfrakturen</h2> <p>Stressfrakturen sind Ausdruck mangelnder Adaptation und treten bei einem Ungleichgewicht zwischen osteoblastischer Knochenformation und osteoklastischer Knochenresorption auf, sofern es zusätzlich zu wiederholten Krafteinwirkungen in dem betreffenden Bereich des Knochens kommt. Wenn der Knochen diesen repetitiven Krafteinwirkungen nicht standhält, kann es zu Stressfrakturen kommen. Wie in Magnetresonanztomografien (MRT) dargestellt wurde, korreliert der Schweregrad von Stressfrakturen mit der Knochendichte. Stressfrakturen im Bereich des Sakrums, des Beckens oder des Schenkelhalses sind mit Risikofaktoren wie beispielsweise der „female athlete triad“ assoziiert.</p> <p>Stressfrakturen und/oder -verletzungen sind ein häufiger Grund für Ausfälle bei Trainingseinheiten oder Wettkämpfen und werden vor allem bei Leichtathleten oder Bundesheerrekruten (daher der Name „Marschfraktur“) gesehen. Die Prävalenz reicht von 0,7 % bis 21 % bei diesen Athleten. Die häufigsten Stressfrakturen ereignen sich im Bereich des Fußes oder der unteren Extremität (Tibia), sie können aber grundsätzlich in jedem Knochenbereich auftreten, sofern es zu repetitiven Krafteinwirkungen kommt. Grundsätzlich werden intrinsische Risikofaktoren wie beispielsweise weibliches Geschlecht, niedrige Knochendichte, „female athlete triad“, Essstörungen und biomechanische Abweichungen (Fehlstellungen) von extrinsischen Faktoren wie Sportart (z.B. Langstreckenlauf), Abweichungen von den Trainingsgewohnheiten, Beschaffenheit der Oberfläche (z.B. beim Laufen – Asphalt oder Trails), ungenügender oder kurzer Regenerationszeit und falschem Schuhwerk bzw. kurzfristigem Wechsel des Schuhwerks unterschieden. Stressfrakturen präsentieren sich klinisch durch belastungsassoziierte Schmerzen an typischen Lokalisationen. Konventionelle Röntgenbilder sollten unbedingt angefertigt werden, können in der Akutphase aber auch gänzlich unauffällig sein. Weiterführend hilft die MRT bei der exakten Darstellung von Stressfrakturen. Sie erlaubt entsprechend der dargestellten Ausprägung und Ausdehnung gegebenenfalls auch Aussagen zum Verlauf der Frakturen und zur Prognose. Dies zeigte sich beispielsweise in einer Studie an College- Athleten. Hier waren höhergradige Veränderungen im MRT mit einer längeren Heilungszeit assoziiert.</p> <p>Die Behandlung besteht in erster Linie in der Entlastung der betroffenen Region. Diese kann mit Stützkrücken oder Rollator bis hin zur Ruhigstellung mit Gipsverbänden erreicht werden. Die Behandlung der jeweiligen Fraktur ist individuell und auch in Abhängigkeit vom Aktivitätsniveau zu betrachten, bei Leistungssportlern entsprechend den Plänen und Zielen hinsichtlich der Rückkehr zu Training und Wettkampf. Lokalisation, Schweregrad der Fraktur, Dauer der Symptome, Risikofaktoren, Reaktion auf vorangehende Therapien, Typ und Niveau des betriebenen Sports, bevorstehende Trainingseinheiten oder Wettkämpfe sind wesentliche Faktoren, die den Zeitpunkt des „return to sport“ beeinflussen und auch in die Behandlungsentscheidungen einfließen sollten. So erfordern beispielsweise Frakturen im Bereich des trabekulären Knochens oder höhergradige Frakturausmaße (anhand des MRT festgestellt) eine längere Abstinenz, bis der „return to sport“ möglich ist.<br /> Chirurgische Interventionen sind selten indiziert. Erforderlich sein können sie jedoch bei Lokalisationen mit einem hohen Risiko für Dislokation, wie beispielsweise am Schenkelhals. Die Supplementation von Kalzium und Vitamin D bei einer unzureichenden Nahrungsaufnahme reduziert das Risiko für Stressfrakturen um ca. 20 % . Bei Fällen von Stressfrakturen und verzögerter Heilung oder niedriger Knochendichte wird die Anwendung von Bisphosphonaten oder Parathormon beschrieben. Jedoch liegen zu wenig Literatur und Evidenz vor, die deren Einsatz aktuell rechtfertigen.</p></p>
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<p>beim Verfasser</p>
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