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Trainingsprozesse sollten individualisiert und situativ an das Verhältnis zwischen Belastung bzw. Beanspruchung und Erholung angepasst werden, um optimale physiologische Adaptionen und Leistungsverbesserungen zu erzielen. Dazu müssen verschiedene Belastungs- und Beanspruchungsmarker erfasst, analysiert und interpretiert werden. Durch technologische Entwicklungen im Bereich tragbarer Sensorik (Wearables) ist es inzwischen möglich, eine Vielzahl an relevanten Belastungs- und/oder Beanspruchungsmarkern in der Praxis zu erheben. Übergeordnetes Ziel der Dissertation war, den Einsatz von Wearables zum Monitoring von Belastungs- und/oder Beanspruchungsmarkern zur individualisierten und situativ angepassten Steuerung von Trainingsprozessen aus trainingswissenschaftlicher Perspektive zu untersuchen.
Es wurden sechs Studien durchgeführt. Es konnte gezeigt werden,
1. dass einige, aber nicht alle relevanten Belastungs- und Beanspruchungsmarker mit derzeit kommerziell erhältlichen Wearables erfasst werden können (Studie 1),
2. dass viele Marker welche von Wearables erhoben werden nicht auf Reliabilität und/oder Validität hin untersucht worden sind und/oder dass sich die Reliabilität und/oder Validität zwischen Wearables und verschiedenen sportlichen Aktivitäten unterscheidet und deren Anwendung daher limitiert ist (Studie 1,2,3),
3. dass die Apple Watch Series 4, gefolgt von der Polar Vantage V, die derzeit beste Validität zur Erfassung der Herzfrequenz bei Athleten während verschiedenen Laufintensitäten aufweist (Studie 3).
4. dass bei Läufern ein individualisiert gesteuerter Trainingsprozess (basierend auf Daten des autonomen Nervensystems erfasst durch Wearables) zu größeren Leistungsverbesserungen
und ausgewählten submaximalen physiologischen Adaptionen führt, als ein nicht individualisiert gesteuerter Trainingsprozess (Studie 4),
5. dass ein System benötigt wird, welches verschiedene Technologien zur weiteren Ausdifferenzierung eines individualisiert gesteuerten Trainingsprozesses vereint (Studie 5).
Es bleiben weitere Fragen offen die Klärung bedürfen, wenn Wearables zum Monitoring von Belastungs- und/oder Beanspruchungsmarkern zur individualisierten Steuerung von Trainingsprozessen verwendet werden sollen. Zu diesen Fragen gehören unter anderem:
1. Welche Auswahl an Belastungs- und/oder Beanspruchungsmarkern sowie Wearables in Abhängigkeit der Sportart, der Athletenpopulation und der Trainingsphase optimal ist,
2. ob die Erfassung von großen Datenmengen sowie die Anwendung von Big Data Analysen einen Mehrwert bei der individuellen Steuerung von Trainingsprozessen liefern,
3. wie ein (Bio-)Feedback optimal gestaltet wird,
4. wie Trainer mit Wearables interagieren,
5. welche Abänderung des Trainingsprozesses in Abhängigkeit der jeweiligen Sportart und Athletenpopulation auf Basis welches Parameters optimal ist.
Die hier vorliegende Arbeit hatte in einem ersten Schritt das Ziel, die physiologische Beanspruchung ausgewählter Muskeln des Hals-, Nacken – und Schulterbereiches unter positiven Beschleunigungskräften zu ermitteln und den Einfluss unterschiedlicher Helmsysteme sowie Bewegungen des Kopfes zu analysieren. Dafür wurde die Methode der Oberflächenelektromyographie genutzt, eine Technik, welche myoelektrische Signale, die Muskeln bei ihren Kontraktionsvorgängen erzeugen, erfassen kann. Im Speziellen wurde die Normalisierungsmethode der maximalen Willkürkontraktion (MVC-Normalisierung) gewählt, bei der das mikrovoltbasierte Signal zu einer vorher durchgeführten Maximalkontraktion der zu messenden Muskulatur (Referenzwert = 100%) in Relation gesetzt wird. Somit wird ein prozentualer, quantifizierbarer Wert generiert. In der Humanzentrifuge der Bundeswehr, die am Zentrum für Luft- und Raumfahrtmedizin der Luftwaffe in Königsbrück bei Dresden steht, wurden 18 Probanden unterschiedlich hohen Beschleunigungsexpositionen ausgesetzt. Dabei wurden die muskulären Aktivitäten bilateral des M. sternocleidomastoideus, des M. trapezius Pars descendens und des M. erector spinae ermittelt. Im Anschluss daran wurden die Daten mit vorhandener Literatur im flugmedizinischen Kontext verglichen. Weiterhin wurde das subjektive Belastungsempfinden der Probanden während der Beschleunigungsexpositionen erhoben.
Diese Studie zeigt, dass die muskuläre Beanspruchung der HWS-Muskulatur, während positiver Beschleunigung, im Wesentlichen durch die Beschleunigung selbst und durch Kopfbewegungen beeinflusst wird. Weiterhin erhöhen zusätzliche Helmsysteme in Verbindung mit Beschleunigung und Bewegung die muskuläre Beanspruchung signifikant. Auch das subjektive Belastungsempfinden nahm mit zunehmender Beschleunigung und Gewichtszunahme durch die Helmsysteme zu und war im Nackenbereich am höchsten.
Insgesamt erwies sich die Methode der Oberflächenelektromyographie als valide Messmethode zur Bestimmung der physiologischen Beanspruchung der Muskulatur unter Beschleunigungskräften, allerdings nur, sofern sich die Halswirbelsäule in einer neutralen Position befand.
In einem weiteren Schritt, sollte nun überprüft werden, ob die physiologische Beanspruchung im Bereich der Halswirbelsäule unter positiven Beschleunigungskräften durch ein -
speziell für das Umfeld der Jet-Fliegerei konzipiertes - Trainingsprogramm verringert werden kann. Dafür wurden die 18 Probanden in eine Trainings- (12 Personen) und Kontrollgruppe (6 Personen) unterteilt und mit Hilfe unterschiedlicher Validierungskriterien wurde ein 12-wöchiges funktionelles Ganzkörpertraining - mit Schwerpunkt des Muskelaufbaus im Hals-, Nacken- und Schulterbereich - in einem Pre-Posttest-Design überprüft.
Die Validierungskriterien setzten sich sowohl aus qualitativen als auch quantitativen Methoden zusammen. Es wurden grundsätzliche anthropometrische Daten erhoben, Fragebögen erarbeitet als auch Maximalkraftmessungen in allen Bewegungsrichtungen der Halswirbelsäule durchgeführt. Zusätzlich zu den „gängigen“ Methoden wurden die schon beschriebenen Oberflächenelektromyographiemessungen in der Humanzentrifuge angewandt, um zu analysieren, ob objektiv nachgewiesen werden kann, dass ein Training einen positiven Einfluss auf die physiologische Beanspruchung der Muskulatur unter positiven Beschleunigungskräften haben kann. Diese Validierungsmethode wurde in der gesichteten Literatur im flugmedizinischen Kontext in diesem Umfang noch nicht angewandt. Weiterhin wurden die analysierten Muskeln vor als auch nach der Interventionsphase mit Hilfe der Magnetresonanztomographie volumetriert. Somit konnte auch die autochthone schwer zu analysierende Nackenmuskulatur untersucht werden.
Insgesamt konnte mit allen gewählten Methoden nachgewiesen werden, dass durch das Training die physiologische Beanspruchung der Muskulatur subjektiv als auch objektiv verringert wurde. Speziell unter Beschleunigung wurden in der Trainingsgruppe - während die Probanden einen Helm trugen - signifikante Abnahmen der muskulären Aktivität im Posttest festgestellt. Auch das Muskelvolumen nahm in der Trainingsgruppe bei allen untersuchten Muskeln signifikant zu.
Die hier vorliegende Studie stellt eine validierte Möglichkeit dar, die Gesunderhaltung des fliegenden Personals nachweislich zu unterstützen und leistet einen Beitrag in der komplexen Thematik zur Verringerung von Wirbelsäulenbeschwerden bei Luftfahrzeugbesatzungen.
Einleitung: Es konnte gezeigt werden, dass die Applikation von Kompressionsbekleidung zu einem erhöhten Blutfluss bei Patienten mit venöser Insuffizienz führt und das Thromboserisiko bei bettlägerigen und postoperativen Patienten reduziert. Davon ausgehend, dass Kompressionsbekleidung auch bei gesunden und trainierten Athlet/innen zu einer verbesserten Hämdynamik führt, wurde eine Vielzahl an Studien durchgeführt, die nach einer Leistungssteigerung durch das Tragen von Kompressionsbekleidung während sportlicher Belastung gesucht haben. Die Ergebnisse der bisher veröffentlichten Studien widersprechen sich jedoch häufig und lassen kein abschließendes Fazit bezüglich ergogener Effekte von Kompressionsbekleidung auf die Leistung während körperlicher Belastung zu. Auch ist unklar, welche physiologischen und/oder biomechanischen Mechanismen bei gesunden und trainierten Athlet/innen zu einer potentiellen Leistungssteigerung führen könnten.
Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher: 1) Belastungsarten und –intensitäten zu identifizieren, bei denen das Tragen von Kompressionsbekleidung leistungssteigernde Effekte verspricht, 2) die identifizierten Potentiale anhand empirischer Datenerhebung zu evaluieren und 3) die physiologischen und biomechanischen Mechanismen zu untersuchen, die einer möglichen Leistungssteigerung mit Kompressionsbekleidung bei gesunden und trainierten Athlet/innen zugrunde liegen könnten.
Methodik: Mittels eines Übersichtsartikels und Berechnung von Effektstärken wurden verschiedene Belastungsarten und -intensitäten identifiziert, bei denen das Tragen von Kompressionsbekleidung leistungssteigernde Effekte verspricht (Studie 1). Auch wurden die möglichen Mechanismen zusammengetragen, die einer Leistungssteigerung zugrunde liegen könnten. Basierend auf diesen Ergebnissen wurden die Untersuchungsprotokolle für die weiteren Studien entwickelt.
In Studie 2 absolvierten hoch-trainierte Eisschnellläufer/innen eine 3000 m Wettkampfsimulation mit und ohne Kompressionsbekleidung in randomisierter Reihenfolge. Physiologische Daten wurden mittels mobiler Spirometrie und Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) erhoben.
Des Weiteren wurden Athletinnen aus Mannschaftssport und Leichtathletik einer intermittierenden Sprintbelastung mit dreißig 30 m Sprints und einer Abgangszeit von einer Minute mit und ohne Kompressionsbekleidung in randomisierter Reihenfolge unterzogen (Studie 3). Neben mobiler Spirometrie und NIRS wurden biomechanische Daten mittels kinematischer Bewegungsanalyse und Elektromyographie erhoben.
Ergebnisse:Studie 1 zeigte ein leistungssteigerndes Potential mit der Applikation von Kompressionsbekleidung bei hoch-intensiver und weniger bei submaximaler Belastungsintensität. Insbesondere hoch-intensive Ausdauer- (> 3 Minuten), Sprint- und Sprungbelastung als auch die Erholungsfähigkeit von Kraft- und Schnellkraft scheinen durch Kompressionsbekleidung verbessert. Die Ergebnisse zeigen auch, dass bisher nur wenige Daten bei weiblichen Sportlern erhoben wurden. Auch evaluierten nur wenige Studien die Effekte von Kompressionsbekleidung bei Athlet/innen auf höchstem Leistungsniveau.
In Studie 2 zeigte die Applikation von Kompressionsbekleidung während der 3000 m Wettkampfsimulation bei hoch-trainierten Eisschnellläufer/innen keinen Effekt auf die Laufleistung. Auch blieben mittels NIRS gemessenes Blutvolumen und Muskeloxygenierung im m. quadrizeps femoris sowie alle weiteren kardio-respiratorischen, metabolischen und subjektiven Parameter unbeeinflusst.
Dagegen war die Laufleistung während eines intermittierenden (30 x 30 m) Sprintprotokolls mit Kompressionsbekleidung signifikant verbessert (Studie 3). Auch in dieser Untersuchung blieben alle gemessenen hämodynamischen, kardio-respiratorischen und metabolischen Parameter unbeeinflusst. Die kinematische Bewegungsanalyse zeigte jedoch, dass Kompressionsbekleidung zu veränderter Lauftechnik führt und die Schrittlänge bei gleichbleibender Schrittfrequenz vergrößert. Auch wurde die Sprintbelastung lokal an der Oberschenkelmuskulatur subjektiv weniger anstrengend empfunden.
Zusammenfassung und Fazit: Die Applikation von Kompressionsbekleidung zeigte keine generelle leistungssteigernde Wirkung während körperlicher Belastung bei gesunden und trainierten Athlet/innen. Abhängig von Belastungsart und –intensität manifestieren sich ergogene Effekte während hoch-intensiver Lauf- insbesondere intermittierender Sprintbelastungen. Im Zusammenhang mit weiteren Untersuchungen scheinen die ergogenen Effekte jedoch nicht auf veränderter Hämodynamik zu basieren. Der blutflusssteigernde Effekt von Kompressionsbekleidung, der in klinischen Studien bei Patienten mit venöser Insuffizienz gezeigt wurde, lässt sich nicht in gleichem Maße bei gesunden und trainierten Athlet/innen nachweisen. Vielmehr scheinen kinematische und subjektive Parameter, wie eine veränderte Lauftechnik und verringertes Belastungsempfinden, die intermittierende Sprintleistung verbessert zu haben.
Einleitung: Die gesamtgesellschaftlichen Veränderungen und der Wandel der Arbeit halten auch in den Hochschulen Einzug und stellen diese vor große Herausforderungen. Weitreichende und anhaltende Reformen sowie Veränderungsprozesse bedürfen in den einzelnen Hochschulen Maßnahmen, um die Leistungsbereitschaft und die psychische Gesundheit der Beschäftigten zu erhalten und zu fördern. Organisationskultur stellt einen wichtigen zu berücksichtigenden Faktor innerhalb diesen Wandels dar und ist in der Literatur ein oft benutztes Konzept zur Vorhersage der Leistungsfähigkeit in Wirtschafts-, aber auch Nonprofit – Organisationen. Bedeutsame Zusammenhänge zwischen Organisationskultur und Gesundheit zeigen sich insbesondere in den ver- schiedenen Studien zum Bielefelder Sozialkapitalansatz. Im Hochschulkontext findet das Konzept Organisationskultur jedoch kaum Berücksichtigung.
Um die Gestaltungsmöglichkeiten zu einer gesundheitsförderlichen und motivieren den Organisation aufzeigen zu können, war es das Ziel der vorliegenden Arbeit her- auszustellen, dass Hochschulen individuelle Organisationskulturen innehaben und Or- ganisationskultur auch im Hochschulkontext ein wichtiger Einflussfaktor für die Vorher- sage der psychischen Gesundheit und der Leistungsbereitschaft ist. Die Dissertation richtete sich an zwei Forschungsfragen aus:
1.Weisen Hochschulen spezifische Organisationskulturen auf?
2.Welche kulturellen Aspekte beeinflussen die psychische Gesundheit, sowie die motivationalen Aspekte von Hochschulmitarbeiter*innen?
Methodik: Nach der theoretischen Einführung in die Besonderheiten der Organisation Hochschule und der Darstellung des Bielefelder Sozialkapitalkonzepts mit Schwerpunkt auf der Organisationskultur wird auf Grundlage einer Fragebogenerhebung untersucht, ob sich die Hochschulen in ihren Ausprägungen der Organisationskultur unterscheiden und ob diese eine Ressource für die psychische Gesundheit und einen Garanten für Leistungsbereitschaft darstellt. Der Einfluss der einzelnen Dimensionen von Organisationskultur wurde detailliert untersucht, um ein differenziertes Bild über die Wirkmechanismen zu erhalten und Handlungsempfehlungen ableiten zu können. Zusätzlich wurde geprüft, ob der Zugang zur Ressource Organisationskultur von soziodemografischen Daten abhängig ist.
Die Querschnittsanalyse basierte auf schriftlichen Befragungen an insgesamt 10 Hochschulen in Deutschland. In die Analyse wurden die Daten von 5453 Befragten eingeschlossen. Diese wurden mittels einer multiplen Imputation bearbeitet, um trotz fehlender Werte die inferenzstatistischen Verfahren umsetzen zu können. Die Datenanalyse erfolgte anhand uni-, bi- und schließlich multivariater Verfahren.
Ergebnisse: Die Varianzaufklärung durch die Hochschulen in Bezug auf die Organisationskultur mittels Random-Intercept-Only-Modellen ergab für 2 von 3 Dimensionen signifikante Effekte (p < 0,05) mit einem ICC von 0,047 für die Ebene Dezernat / Fakultät und einem ICC von 0,074 für die Ebene Hochschule. Die zentralen Ergebnisse der Zusammenhangsanalysen mittels multipler linearer Regressionen zeigen, dass Organisationskultur unter Adjustierung soziodemografischer Daten einen Einfluss auf die Aspekte der psychischen Gesundheit und der motivationalen Aspekte hat. Der Anteil aufgeklärter Varianz für die Modelle beläuft sich für die Vorhersagen zwischen R²kor =
.092 für das Merkmal kognitiven Stresssymptome und R²kor = .361 für das Merkmal Arbeitszufriedenheit. Mittels einfacher linearer Regressionen konnte aufgezeigt wer- den, dass sowohl das Commitment als auch die Arbeitszufriedenheit Einfluss auf das Wohlbefinden, die depressive Verstimmung und die Erschöpfungszustände haben. Die Haupteinflussfaktoren der Organisationskultur sind auf die Dimensionen Arbeitsbereich und Hochschule zurückzuführen. Hierzu zählen im Arbeitsbereich die Partizipation, das Vorhandensein gemeinsamer Ziele und Werte und der Umgang mit Problemen, für die Dimension Hochschule die gelebte Kultur und die Verlässlichkeit der Hochschulleitung.
Diskussion: Aufgrund der Ergebnisse kann angenommen werden, dass Hochschulen individuelle Organisationskulturen innehaben. Dies bietet den Entscheidungsträgern der einzelnen Hochschulen individuelle Ansatzpunkte zur Gestaltung einer gesund- heitsförderlichen und motivierenden Organisationskultur. Es zeigt sich außerdem, dass die Organisationskultur auch im Hochschulkontext einen wichtigen Einflussfaktor für die psychische Gesundheit und die Leistungsbereitschaft der Mitarbeiter*innen darstellt. Insbesondere im Arbeitsbereich und auf Ebene der Hochschulleitung bestehen Ansatz- punkte, um eine an Mitarbeiter*innen orientierte, gesundheitsförderliche und motivierende Arbeitsumgebung für die Mitarbeiter*innen zu gestalten und zu fördern.