Das bewirken Hit und WB-EMS bei deinen Kunden

Das bewirken Hit und WB-EMS bei deinen Kunden

EMS versus HIT – Zeiteffektive Trainingsmethoden im Vergleich

Zeit ist in unserer Gesellschaft für viele Fitness- und Gesundheitssportler eine knappe Ressource, sodass zeiteffektive Trainingsmethoden zur Verbesserung der Kraft und Ausdauer attraktiv erscheinen. Prof. Dr. Wolfgang Kemmler und sein Team vom Institut für Medizinische Physik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg haben in einer Studie untersucht, welche der beiden Trainingsmethoden effektiver ist.

Hochintensives Krafttraining (HIT) wird als Einsatztraining (je Übung) bis zur muskulären Ausbelastung durchgeführt. Diese Trainingsmethode wird sehr häufig von Fitnesssportlern eingesetzt, die mit geringem Zeitaufwand Kraft und physische Attraktivität steigern wollen. Die Ganzkörper-Elektromyostimulation (WB-EMS), eine vergleichbar zeiteffektive Trainingsmethode, erscheint Menschen, die ein konventionelles Krafttraining nicht durchführen möchten oder können, als mögliche Option.

Tatsächlich und ohne jeden Zweifel weisen beide Methoden sehr positive Wirkeffekte auf Kraft, Leistung und Muskelmasse auf – ein direkter Vergleich beider Methoden wurde jedoch bisher noch nicht durchgeführt. Ziel unserer Untersuchung war somit ein Vergleich der Trainingsmethoden „HIT“ und „WB-EMS“ bezüglich Maximalkraft, fettfreie Masse (LBM), Körperfettgehalt und Zeitaufwand als den wohl relevantesten Daten für Fitness- und Gesundheitssportler.

 



 

Methodik der Untersuchung

Insgesamt wurden 46 Teilnehmer nach Anwendung der Einschlusskriterien (a) männlich, 30–50 Jahre, (b) untrainierter Status (< 1 h Körpertraining/Woche, kein vorhergehendes WB-EMS) und der Ausschlusskriterien (a) Gesundheitsrisiken, Erkrankungen und Medikamente mit Einfluss auf unsere Zielgrößen, (b) Ausschlusskriterien für WB-EMS mittels Losverfahren den beiden Gruppen (HIT und WB-EMS) zugeordnet.

Neben Größe, Körpermasse und Körperumfang wurden die absolute und regionale Körperzusammensetzung (fettfreie Masse und Fettmasse) mittels Dual-Energy X-Ray Absorptiometrie (DXA, QDR 4500a, Hologic, USA) erfasst. Die Messung der (Bein-)Kraft erfolgte über eine isokinetische Beinpresse, die isometrische Kraft der Rückenstrecker wurde mit dem Schnell-M3-Gerät erhoben.

Mögliche Störfaktoren wie Lebensstil, Krankheiten, Medikamente, Schmerzhöhe und -häufigkeit, körperliche Aktivität/Training und insbesondere deren Veränderungen wurden schriftlich und im persönlichen Gespräch abgefragt. Ein fünftägiges Ernährungsprotokoll (nutriscience, Hausach, Deutschland) komplettierte die Messungen.

 

Zeitraum der Untersuchungen

Beide Trainingsformen erfolgten über 16 Wochen in einem ortsansässigen Fitnessstudio (Benevital, Herzogenaurach). Sämtliche Trainingseinheiten (HIT und WB-EMS) wurden konsequent beaufsichtigt und (WB-EMS) angeleitet. Die Teilnehmer wurden angewiesen, ihre körperliche Aktivität während des Zeitraums nicht zu verändern.

 

Gruppe: HIT

Wir führten ein „Einsatz-Krafttraining unter Ausbelastung“[1] mit zwei, maximal drei Trainingseinheiten pro Woche und 10–13 Übungen pro Trainingseinheit an Geräten von Technogym durch. Das Training erfolgte periodisiert mit einer in den Wochen 1–3 ansteigenden Reizintensität und einer anschließenden Entlastungswoche. Die Übungssätze wurden stets unter Ausbelastung (bis zur letzten, gerade noch möglichen technisch korrekten Wiederholung) durchgeführt, auch wenn der Proband das Last-Wiederholungs-Verhältnis nicht korrekt eingeschätzt hatte. Der „Ausbelastungsgrad“ wurde durch Intensivierungsstrategien (Supersätze, Dropsätze, Reduktionssätze) im Verlauf des Trainings stetig erhöht.

 

Gruppe: Ganzkörper-EMS

Das WB-EMS-Protokoll erfolgte in enger Anlehnung an kommerzielle Angebote in Gruppen mit 2–3 Teilnehmern jeweils 1,5-mal je Woche (zum Beispiel jeden Montag und jeden zweiten Donnerstag) über eine 20-minütige Dauer. Zusätzlich zur Supervision erfolgte eine Videoführung, die auf die 6 Sekunden Stromapplikation mit unterschwelligen Körperübungen und 4 Sekunden Pausendauer synchronisiert wurde. Wir applizierten das EMS-Protokoll mit Geräten der Firma miha bodytec, das bipolare Impulse von 85 Hz, 350 µs Impulsbreite und unmittelbaren Impulsanstieg und -abfall vorsieht. Die Reizintensität respektive Stromstärke wurde den Teilnehmern über ein subjektives Belastungsempfinden (SBE) von „stark“ bis „sehr stark“ („6“ auf Borg-CR-10-Skala)[2] vorgegeben. Um die Reizintensität im Verlauf der Session auf diesem Level zu halten, erhöhten die Übungsleiter in enger Kooperation mit dem jeweiligen Teilnehmer alle 3–5 Minuten die

Tabelle 1: Basale Charakteristika der Teilnehmer der HIT- und der WB-EMS-Gruppe

Tabelle 1: Basale Charakteristika der Teilnehmer der HIT- und der WB-EMS-Gruppe

 

 

Stromstärke je Region.

Innerhalb der statistischen Auswertung führten wir eine sogenannte Intention-to-Treat (ITT)-Analyse durch, in welche die Daten aller Personen eingingen. Fehlende Werte (bedingt durch Drop-outs, siehe unten) wurden mittels multipler Imputation (Amelia II) ersetzt. Die vorliegenden Werte sind als Mittelwerte ± Standardabweichungen (MV ± SD) angegeben. Es wurden gepaarte t-Tests bzw. Wilcoxon Rang-Tests und ungepaarte Welch t-Tests (Zwischengruppenunterschiede) angewandt. Eine Irrtumswahrscheinlichkeit von weniger als 5% wird als signifikant angesehen.

 

Studienergebnisse und Diskussion

Für basale Charakteristika wie Alter, BMI, Arbeitszeit, Ernährungsgrößen und körperliche Aktivität zeigten sich keine Unterschiede zwischen den beiden Gruppen. Insgesamt waren von den 46 Teilnehmern 33 übergewichtig (BMI >25 kg/m2), drei Viertel der Teilnehmer hatten bislang noch kein Krafttraining durchgeführt.

Zwei Teilnehmer der WB-EMS- und drei Teilnehmer der HIT-Gruppe beendeten die Intervention vorzeitig. Jeweils ein Teilnehmer verzog, zwei Teilnehmer der HIT-Gruppe nannten zeitliche Probleme, ein Teilnehmer gab Unwohlsein während der WB-EMS an. Beide Gruppen zeigten mit 93,3 ± 7,0% (HIT) und 89,5 ± 10,7% (WB-EMS) eine vergleichbare (gute) Anwesenheitsrate. Der zeitliche Aufwand zur vollständigen Absolvierung des Trainingsprogramms per se (ohne Umziehen, Duschen etc.) betrug in der WB-EMS-Gruppe natürlich exakt 20 Minuten (Ø 30 min/Wo.; siehe oben), in der HIT-Gruppe 30,3 ± 2,3 Minuten (Ø≈65 min/Wo.; siehe oben). Die (relative) Reizintensität wurde von den WB-EMS-Teilnehmern mit durchschnittlich 6.1±0.1 im Zielvorgabebereich (SBE) zwischen 5 („hard”) und 7 („very hard“) angegeben. Aufgrund der progressiven Belastungssteigerung durch die Intensivierungsstrategien stieg die SBE von 4,7 ± 0,3 im ersten auf 7,4 ± 0,4 im letzten vierwöchigen Abschnitt an. Während der Studie kam es zu keinen Verletzungen oder gesundheitlichen Problemen, die in Zusammenhang mit der Intervention standen.

Bezogen auf die fettfreie Masse (HIT: 0,85 ± 1,06 kg vs. WB-EMS: 0,61 ± 0,85 kg) und regionale Muskelmasse der Arme und Beine (sogenannte appendikuläre skelettale Muskelmasse: AMMM, Abbildung 1) (HIT: 0,60 ± 0,45 kg vs. WB-EMS: 0,48 ± 0,41 kg) profitierten beide Gruppen signifikant (also „überzufällig“) von den unterschiedlichen Trainingsinterventionen. Trotz etwas deutlicherer Effekte seitens der HIT-Gruppe zeigte sich kein signifikanter Unterschied zwischen den Gruppen.

Ähnliche Ergebnisse jeweils ohne signifikante Unterschiede zwischen HIT und WB-EMS zeigten sich für die Entwicklung der dynamischen Maximalkraft der Beinextensoren (HIT: 13,5 ± 13,9% vs. WB-EMS: 8.0 ± 10,2%) und der statischen Maximalkraft der Rückenstrecker (10,4 ± 9,0%, vs. 11,7 ± 9,9%). Trotz der geringen (Trainings-)Expositionsdauer reduzierte sich die gesamte Fettmasse (HIT: -1,00 ± 1,54 vs. WB-EMS: -0,99 ± 0,93 kg; Abbildung 2) wie auch die abdominale Körperfettmasse (-176 ± 379 vs. -241 ± 288 g) in beiden Gruppen jeweils signifikant, wiederum ohne relevante Unterschiede zwischen der HIT- und der WB-EMS-Gruppe. Dass die Fettreduktion nicht durch eine adjuvante Ernährungsrestriktion beeinflusst wurde, zeigt das Ergebnis der Ernährungsanalyse mit leichten, moderaten Anstiegen der Energiezufuhr (3–8%).

Parallel dazu wurde eine deutliche, zwischen den Gruppen vergleichbare Erhöhung der Eiweißaufnahme um 8–11% erfasst. Keiner der Teilnehmer gab an, eine bewusste Ernährungsumstellung vorgenommen zu haben. Bezüglich weiterer Störgrößen wie Veränderung von Medikamenten, Lebensstil, körperlicher Aktivität, Erkrankungen oder beruflicher Situation wurden keine relevanten Änderungen berichtet.

Abbildung 1 und 2: Veränderung der Muskelmasse der Extremitäten und der gesamten Körperfettmasse in der WB-EMS- und der HIT-Gruppe. p

Abbildung 1 und 2: Veränderung der Muskelmasse der Extremitäten und der gesamten Körperfettmasse in der WB-EMS- und der HIT-Gruppe. p

 

 

Beide Methoden sind zu empfehlen

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass beide Trainingsmethoden, HIT und WB-EMS, ähnlich effektive und zeiteffiziente Methoden zur Verbesserung von Muskelkraft und Körperzusammensetzung darstellen. Dieses Ergebnis erstaunt einigermaßen; initial waren wir trotz der einschlägig postulierten „18fach höheren Effekte“ eines WB-EMS-Trainings von einer klaren Überlegenheit eines HIT auf Muskelkraft und -masse ausgegangen. Geht man vom Umfang der erzielten Effekte aus, so liegt die Veränderung der LBM im Bereich etwas älterer Menschen, die allerdings überwiegend die vergleichsweise effektiveren[5] „Mehrsatzprotokolle“ („HVT“) durchführten (Literaturübersicht in Peterson et al.[4]).

Aufgrund der Messmethodik ist es schwierig, die Relevanz der Kraftentwicklung einzuordnen. Eine Verbesserung der Maximalkraft von 8–14% schätzen wir angesichts der Alltagsbeanspruchung der avisierten Muskulatur (Bein- und Rückenstrecker) auch in einem spezifisch untrainierten Kollektiv als relevant ein. Wir bestätigen somit die aus der lokalen EMS-Applikation stammende Einschätzung von Hainault und Duchateau[6], „dass die Kraftzugewinne durch EMS vergleichbar, aber nicht größer sind als durch willentliches Training“.

 

Fazit

Mit Blick auf die Zeiteffizienz sind beide Methodenvarianten für Personen mit knappen zeitlichen Ressourcen geeignet. Die durch die hohe Anwesenheit belegte Attraktivität beider Methoden lässt zudem auf eine langfristige Sportpartizipation hoffen. Wir konzentrierten uns innerhalb der Untersuchung auf untrainierte Männer in mittlerem Lebensalter. Die berufliche Einbindung, die dadurch bedingten knappen zeitlichen Ressourcen und die favorisierten sportlichen Ziele wie Kraft-/Muskelaufbau machten dieses Kollektiv zur wohl relevantesten Zielgruppe unseres Methodenvergleichs.
Literatur
1.  Gießing J, Preuss P, Greiwald A et al. Fundamental definitions of decise training parameters of single-set training and multiple-set training. In: Gießing J, Fröhlich M, Preuss P, editors. Current results of strength training research. Göttingen: Cuvuilier; 2005:9-23.
2.  Borg E, Kaijser L. A comparison between three rating scales for perceived exertion and two different work tests. Scand J Med Sci Sports. 2006;16:57-69.
3.  Kemmler W, Teschler M, Bebenek M et al. [(Very) high Creatinkinase concentration after exertional whole-body electromyostimulation application: health risks and longitudinal adaptations.]. Wien Med Wochenschr. 2015;epub ahead of print.
4.  Peterson MD, Sen A, Gordon PM. Influence of resistance exercise on lean body mass in aging adults: a meta-analysis. Med Sci Sports Exerc. 2011;43:249-58.
5.  Krieger JW. Single vs. multiple sets of resistance exercise for muscle hypertrophy: a meta-analysis. J Strength Cond Res. 2010;24:1150-9.
6.  Hainaut K, Duchateau J. Neuromuscular electrical stimulation and voluntary exercise. Sports Med. 1992;14:100-13.

 

Den vollständigen Artikel findest du im Trainer-Magazin 3/16, geschrieben von
Prof. Dr. Wolfgang Kemmler | verantwortlich am Institut für Medizinische Physik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg für die Durchführung von klinischen Studien mit Schwerpunkt „Sport und körperliches Training“. Im Bereich der Ganzkörper-Elektromyostimulation hat seine Arbeitsgruppe in den letzten Jahren eine ganze Anzahl von Publikationen meist mit Fokus auf den untrainierten älteren Menschen bzw. Personengruppen mit Limitationen veröffentlicht.


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