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Entwicklung einer neuen digitalen Kraftmessmethode und Analyse der Ermüdung des Musculus adductor pollicis

Preiss, Oliver


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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Medizinisches Zentrum für Innere Medizin, Medizinische Klinik II
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 14.09.2004
Erstellungsjahr: 2003
Publikationsdatum: 29.11.2004
Kurzfassung auf Deutsch: Die Ermüdung der Atemmuskulatur ist von hoher klinischer Relevanz für Patienten mit Erkrankungen der Lunge, der Atemwege und der aktiven und passiven Atempumpe. Die Untersuchung des Phänomens der muskulären Ermüdung an der Atemmuskulatur selbst, wird erschwert durch die negativen Effekte einer Ermüdung auf die Blutgase und durch den Stress, den eine solche Untersuchung erzeugt. Auf der Suche nach einem geeigneten Modell der Atemmuskulatur bietet sich der Musculus adductor pollicis an, nachdem dieser in zahlreichen wissenschaftlichen Voruntersuchungen morphologische und elektrophysiologische Parallelen zur Atemmuskulatur zeigte. Im Gegensatz zur Atemmuskulatur zeigt allerdings dieser Muskel, entsprechend der Literaturangaben keine zentrale Ermüdung.

Unser neu entwickeltes Meßsystem erlaubte es, submaximale und maximale Kontraktionen des Musculus adductor pollicis gesondert zu betrachten. Mit dieser Differenzierung gelang es, eine vorzeitige Ermüdung im Bereich der submaximalen Kontraktion aufzudecken (Abb. 29, 31).

Durch die Sonographie des Musculus adductor pollicis (Abb. 8-11) erhielten wir zuverlässige Messergebnisse bezüglich der arbeitenden Muskelmasse. So konnten wir beispielsweise zeigen, dass die Muskelmasse entscheidend die Maximalkraft determiniert (p<0.001; r=0.843; Tab. 6), dass aber ihr Einfluss auf die Ausdauerleistung deutlich geringer ist. Weiterhin konnten wir zeigen, dass eine negative Korrelation zwischen der Muskelmasse und der Ausdauerleistung / Masse besteht, welche im wesentlichen die Unterschiede zwischen Frauen und Männern in dieser Hinsicht erklärt. Wir fanden Zeichen einer zentralen Ermüdung am Musculus adductor pollicis die, ähnlich zur Atemmuskulatur, bereits ab einem Time-Tension-Index von 0.2 auftraten. Regelmäßig waren Zeichen einer zentralen Ermüdung festzustellen, sobald die geforderte Kraft einen Time-Tension-Index von 0.36 überschritt.

Wir folgern, dass die Untersuchung des Musculus adductor pollicis mittels eines digitalisierten Belastungsprotokolls über 10 min als Modell der Ermüdung der Atemmuskulatur geeignet ist.
Kurzfassung auf Englisch: The fatigue of respiratory muscles has a high clinical significance for patients with lung diseases, respiratory tract problems and active and passive breathing pump. Investigations in the phenomenon of muscular fatigue of the respiratory muscles themselves are made more difficult by the negative effects of fatigue on the blood gases and by the stress that is generated on account of these investigations. The search for a suitable model for respiratory muscles ends in musculus adductor pollicis after it has shown morphological and electro-physiological parallels with respiratory muscles in many scientific preliminary investigations. However, literature says that unlike breathing muscles, this muscle does not show any central fatigue.

Our newly developed measurement system allows special observation of the sub-maximum and maximum contractions of musculus adductor pollicis. This differentiation helped in detecting a pre-mature fatigue in the region of sub-maximal contraction (diag. 29, 31).

By doing a sonography of musculus adductor pollicis (diag. 8-11) we found reliable measured results about the working muscular mass. We could, for example, show that the muscle mass is a decisive factor for determining the maximum force (p<0.001; r=0.843; tab. 6), but that its effect on endurance performance is relatively less. We could further show that there is a negative correlation between the muscle mass and endurance performance / mass that mainly explains the difference between men and women in this respect. We found signs of central fatigue of musculus adductor pollicis that is similar to the respiratory muscles and that too from a time-tension-index of 0.2. Signs of central fatigue were also regularly detected as soon as the required time-tension-index exceeded 0.36.

We thus conclude that investigation of the musculus adductor pollicis using a digitalized stress log over 10 minutes is best suited as a model for fatigue of the respiratory- muscles.