Anwendbarkeit & Effektivität von Ganzkörper-Elektromyostimulation in athletischen, gesunden & klinischen Populationen

Elektromyostimulation (EMS) ist gekennzeichnet durch die elektrische Stimulation oberflächlicher Skelettmuskeln, sodass sichtbare Muskelkontraktionen hervorgerufen werden. Eine willkürliche Kontraktion ist dafür nicht erforderlich, kann aber simultan hinzugezogen werden. EMS wird in der Trainingspraxis verwendet, um immobilisierte Muskeln bei Patient*innen zu stimulieren oder das Training bei gesunden Populationen zu intensivieren. Während zur lokalen EMS-Stimulation bereits zahlreiche Forschungsarbeiten existieren, ist die Evidenzlage bezüglich Ganzkörper-EMS (engl. Whole Body Electromyostimulation (WB-EMS)) sowohl bei athletischen als auch klinischen Populationen aufgrund fehlender Arbeiten nicht eindeutig. Daher wurden im Rahmen dieser Dissertation zwei randomisiert kontrollierte Interventionsstudien mit der Trainingsmethode WB-EMS und unterschiedlichen Populationen sowie eine Netzwerk Meta-Analyse zu den Effekten von lokaler EMS und WB-EMS bei Athlet*innen durchgeführt.
Das Ziel der ersten Interventionsstudie war es, die Auswirkungen eines achtwöchigen, dynamischen, überlagerten, submaximalen WB-EMS Trainings auf die maximalen Kraft- und Leistungsparameter der Beinmuskulatur im Vergleich zu einem dynamischen Training ohne WB-EMS zu evaluieren. Dafür wurden in einem randomisierten und kontrollierten Studiendesign 18 männliche Probanden auf zwei verschiedenen Studienarme verteilt (WB-EMS vs. Kontrolle). Signifikante Zeiteffekte konnten sowohl für Kraft- als auch für Leistungsparameter der Kniestreckung (LE Fmax +5%; 0.24 ηp²) und Kniebeugung (LC Pmax +13.5%; 0.35 ηp²) gefunden werden. Ein signifikanter Interaktionseffekt wurde lediglich für die Fmax der Kniestreckung nachgewiesen (0.21 ηp²), wobei die WB-EMS Gruppe größere Kraftzuwächse zeigte (WB-EMS: +7.7%, SMD 0.61; Kontrolle: +2.1%, SMD 0.17). Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die dynamische, submaximale Stimulation mit WB-EMS geeignet ist, um Verbesserungen der Kraft- und Leistungsparameter hervorzurufen. Dennoch belegt diese Studie auch, dass die erzielten Verbesserungen bei jungen, männlichen Sportlern vergleichbar mit denen des dynamischen Krafttrainings ohne WB-EMS sind.
Im Rahmen der zweiten, randomisiert kontrollierten, zwölfwöchigen Interventionsstudie wurde überprüft, inwiefern die Anwendung der Trainingsmethode WB-EMS bei Patient*innen mit chronischen, unspezifischen Rückenschmerzen zu einer Verbesserung der Schmerzsymptomatik und der Rumpfkraft im Vergleich zu den zwei etablierten Trainingsverfahren Ganzkörper-Vibration (WBV) und klassischem Krafttraining für den Rücken (CT) führt. Dafür wurden 240 Patient*innen auf drei Studienarme verteilt (WB-EMS vs. WBV vs. CT). Alle drei Trainingsmethoden führten zu einer signifikanten Verringerung der Rückenschmerzen (WB-EMS: 29.7 ± 39.1% (SMD 0.50) vs. WBV: 30.3 ± 39.3% (SMD 0.57) vs. CT: 30.5 ± 39.6% (SMD 0.59)) und zur Verbesserung der Rumpfkraft. Keine Interaktionseffekte konnten für die jeweiligen Gruppen gefunden werden. WB-EMS, WBV und CT sind demnach vergleichbar effektiv, um bei Patient*innen mit chronischen, unspezifischen Rückenschmerzen die Schmerzintensität zu lindern und die Rumpfkraft zu steigern. Dennoch ist zu beachten, dass die Trainingseffekte bei WB-EMS in einer insgesamt kürzeren Trainingszeit erzielt wurden.
Mit Hilfe einer Netzwerk Meta-Analyse wurde innerhalb der dritten Studie die Effektivität von unterschiedlichen EMS-Trainingsformen auf Performanceparameter bei Athlet*innen evaluiert. Hierfür wurde eine systematische Literaturrecherche durchgeführt. Insgesamt flossen die Ergebnisse von 36 unterschiedlichen Studien mit 1.092 Proband*innen in die Gesamtanalyse ein. Es konnten vier aussagekräftige Netzwerke zu den Outcome-Parametern Maximalkraft, Sprungperformance, Sprintperformance und aerobe Kapazität gebildet werden sowie eine Rangfolge bezüglich der Effektivität unterschiedlicher Trainingsformen erstellt werden. Die größten Effekte wurden für eine Kombination von Krafttraining mit überlagertem EMS und zusätzlichem Sprungtraining gefunden (Kraftoutcome: SMD 4.43; Sprungoutcome: SMD 3.14). Die Ergebnisse dieser Übersichtsarbeit lassen darauf schließen, dass die Wahl der EMS-spezifischen Faktoren und somit der Applikationsmodus, die Kombination mit willkürlicher Muskelaktivierung sowie die Wahl des Stimulationsprotokolls einen Einfluss auf die Trainingseffektivität haben. Für Athlet*innen scheinen insbesondere eine hohe Stimulationsintensität, ein relativ geringes EMS-Volumen und zielgerichtete Übungsausführungen die Anpassungen positiv zu beeinflussen.