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Sport als Prävention vor Erkrankungen

Offene Fragen – klare Antworten

von Prof. Dr. Maximilian Rudert, Dr. Boris Holzapfel

Die präventive Wirkung einer moderaten und regelmäßigen sportlichen Aktivität auf das kardiopulmonale System, den Stoffwechsel und das psychische Wohlbefinden gilt als unstrittig und in vielen Studien als gut belegt. Doch hinsichtlich des Zusammenhangs körperlichen Trainings und des Risikos der Induktion degenerativer Gelenkveränderungen sind noch viele Fragen offen. In der sportmedizinischen Beratung des gesunden Sportlers wie auch des Patienten mit bereits eingetretener Arthrose muss der behandelnde Arzt auf folgende Fragen differenzierte Antworten finden:

Welcher Sport begünstigt Arthrose?

Welcher Sport wirkt einem zukünftigen oder bereits eingetretenen Gelenkverschleiß entgegen?

Unter welchen Voraussetzungen ist Sport zu empfehlen?

Gelenkbiologie

Der intakte Gelenkknorpel ermöglicht durch seine glatte Oberfläche ein reibungsarmes Gleiten der artikulierenden Flächen gegeneinander und eine Übertragung von Druck und Scherkräften auf den darunterliegenden Knochen. Dabei sind die Knorpelzellen entscheidend für die Balance von Auf- und Abbau der Knorpelsubstanz verantwortlich. Die biomechanischen Eigenschaften gehen auf das Zusammenwirken der von den Knorpelzellen produzierten Proteoglykane und Kollagene zurück. Durch die spezielle trajektorielle Anordnung der Kollagenfibrillen wird eine große Stabilität gegenüber einwirkenden Zug- und Scherkräften erreicht. Aufgrund des hohen Wasserbindungsvermögens der Proteglykane entsteht innerhalb des Gelenkknorpels ein hoher Quelldruck. Lässt nach Belastung des Knorpels der Druck wieder nach, wird schnell wieder der Ausgangszustand erreicht. Dies bedingt die hohe Druckelastizität des Gelenkknorpels und ermöglicht einen suffizienten Stoffaustausch mit der Gelenkflüssigkeit. Letzteres ist besonders wichtig, weil Knorpel gefäß- und nervenfrei ist und eine Ernährung vorwiegend durch Diffusion erfolgt.

Pathogenese der Arthrose

Schon früh wurde erkannt, dass das Regenerationsvermögen des ausdifferenzierten Knorpelgewebes nur gering ist. Ein bestehender Defekt kann durch den Knorpel nur bedingt aufgefüllt werden. Vielmehr wird eine Auffüllung mit Ersatzgewebe vorgenommen. Dieser Faserknorpel ist nur eingeschränkt druckelastisch. Somit besteht ein erhöhtes Risiko der weiteren Gelenkschädigung. Die Arthrose ist ein polyätiologisches Krankheitsbild. Heutzutage geht man davon aus, dass der Prozess des Gelenkverschleißes primär durch eine Dedifferenzierung und Insuffizienz der Knorpelzellen initiiert wird. Die biomechanischen Eigenschaften des Knorpels werden durch eine verminderte Produktion der extrazellulären Matrix verändert. Durch Freisetzung von Entzündungsmediatoren kommt es konsekutiv zur Schädigung der Gelenkstrukturen und des Knochens. Die primäre idiopathische Form der Arthrose wird von genetisch prädisponierenden Faktoren bestimmt, wodurch es zur verminderten Belastbarkeit des Gelenkknorpels kommt. Durch sekundäre Faktoren wird dieser Prozess jedoch verstärkt. So können Gelenkfehlstellungen, Traumen, Entzündungen, Stoffwechselerkrankungen und noch viele andere Faktoren zusätzlich oder per se zu einer Gelenkschädigung führen.

Sport als Ursache der Arthrose?

Die positiven Effekte des Sports auf das Herz-Kreislauf-System, die Stimmungslage und auf metabolische Störungen sind ebenso nachgewiesen wie die positive Wirkung bei der Gewichtsreduktion und der arteriellen Hypertonie. Gerade aufgrund der immer älter werdenden Bevölkerung und der damit verbundenen erhöhten Prävalenz der Arthrose ist die Frage, ob sportliche Betätigung allgemein zu einem erhöhten Arthroserisiko führt, von großer gesundheitspolitischer Bedeutung. Dabei ist es wichtig, die einzelnen Sportarten differenziert zu betrachten. Auch sind Intensität und die Länge der ausgeübten sportlichen Aktivität zu berücksichtigen. Durch tierexperimentelle Studien konnte nachgewiesen werden, dass die Ausprägung adaptiver Prozesse im Gelenk mit der entsprechenden Belastung korreliert. Bei stärkeren Belastungen oberhalb einer individuellen Toleranzgrenze führt dies zur Zerstörung des Gelenkes. Dabei ist diese Toleranzschwelle bei gesunden und krankhaft veränderten Gelenken unterschiedlich hoch. An Gelenken von Beagles konnte gezeigt werden, dass moderates Laufen die Knorpeldicke und den Proteoglykangehalt erhöht, intensives Lauftraining (lange Strecken in kurzer Zeit) jedoch zu einer Abnahme der Knorpelsubstanz führt. Niedrig intensives Lauftraining über eine lange Zeit führt zu adaptiven Veränderungen am subchondralen Knochen, aber nicht zu Arthrose. Tiergelenke, die wiederholten Stoßbelastungen ausgesetzt sind, entwickeln degenerative Gelenkveränderungen, während beim niedrig intensiven Laufen diese Effekte nicht auftreten. Knorpelgewebe von mit Gipsverband behandelten Tiergelenken nimmt abhängig von der Immobilisationszeit an Dicke ab. Unter der Annahme eines auf diese Art vorgeschädigten Knorpels zeigt sich eine restitutio ad integrum lediglich bei einer Mobilisation der Tiere ad libitum, während bei einem intensivierten Lauftraining keine Wiederherstellung der ursprünglichen Knorpeldicke zu erreichen und ein Fortschreiten degenerativer Prozesse zu erwarten ist.

- Niedrig intensives Lauftraining führt zu biopositiven Anpassungen des Gelenkes!

- Wiederholte Stoßbelastung führt eher zu degenerativen Gelenkveränderungen als moderates Lauftraining! Epidemiologische Studien konnten zeigen, dass moderates Lauftraining per se – unabhängig vom Trainingszustand und Alter – arthrotische Veränderungen nicht begünstigt. Bei Wettkampfsportarten besteht dagegen ein relativ höheres Arthroserisiko. Sowohl bei Ausdauerals auch Leistungssportlern kann durch sekundäre Mechanismen der Gelenkschädigung (Verletzungen, Instabilität etc.) ein Fortschreiten bestehender Schäden begünstigt werden.

- Leistungssportlern muss bewusst sein, dass bei ihnen der Sport per se sehr wohl die Entstehung degenerativer Veränderungen begünstigt!

- Übergewicht und Verletzungen bergen jedoch ein wesentlich größeres Risiko in sich als der Sport selbst!

- Die Toleranzgrenze für die Entstehung von arthrotischen Veränderungen ist bei bereits krankhaft veränderten Gelenken niedriger!

Sport als Prävention der Arthrose?

Bei 50–85 % der Bevölkerung liegt das Ausmaß an körperlicher Betätigung unter der trainingsmedizinisch definierten motorischen Mindestbelastung des menschlichen Körpers. Für Gelenke ist jedoch die Bewegung eine funktionserhaltende Voraussetzung. Ein Stoffaustausch zwischen Knorpel und Gelenkflüssigkeit und damit eine Ernährung des Knorpelgewebes kann nur durch regelmäßige Be- und Entlastung des Gelenkes erfolgen. Unzureichende körperliche Betätigung führt somit zwangsweise zur Abnahme der Knorpelsubstanz und zu muskulären Defiziten. Insbesondere kommt es zu einer Reduktion der schnellen Typ-IIFasern und zur Abnahme der koordinativen Fähigkeiten. Die muskuläre Balance ist gestört. Dies wiederum führt dazu, dass die Muskulatur ihre gelenkstabilisierenden und aktiv stoßabsorbierenden Aufgaben nicht mehr suffizient erfüllen kann. Sportlich aktive Personen mit Arthrose können diesen Tendenzen entgegenwirken. Eine besser ausgeprägte periartikuläre Muskulatur führt über den Wegfall der neurophysiologischen Mechanismen der arthromuskulären Inhibition außerdem zu einer erhöhten Schmerzschwelle. Aufgrund zunehmender Kosteneinsparungen im Gesundheitswesen werden physiotherapeutische Übungsmaßnahmen nicht mehr allen Patienten als Kassenleistung unbegrenzt zur Verfügung gestellt werden. Insofern gewinnt die Sporttherapie mit der Anleitung zur Selbsthilfe immer mehr an Bedeutung.

- Unzureichende körperliche Betätigung führt zur weiteren Abnahme der Knorpeldicke und zur Progredienz degenerativer Veränderungen!

- Personen mit Arthrose können durch moderate sportliche Aktivität ihr Schmerzniveau senken!

Welcher Sport unter welchen Voraussetzungen?

„????? ????“ (Nichts im Übermaß, Alles in Maßen) stand über dem Eingang des Apollon-Tempels in Delphi. Schon die alten Griechen, die Erfinder des olympischen Gedankens, mahnten auf diese Weise zum Maßhalten im eigenen Tun. Moderate sportliche Aktivität kann also fast jedem Patienten empfohlen werden. Wie oben ausgeführt, profitieren auch Patienten mit arthrotisch veränderten Gelenken von sportlicher Betätigung. Dabei sind besonders bei Vorliegen sonstiger Risikofaktoren wie Übergewicht oder traumatischer Vorschädigung sog. low-impact- Sportarten mit verminderter Rotationsbelastung zu empfehlen. Eine epidemiologische Studie mit Patienten zwischen 55 und 75 Jahren und schwerer Kniegelenksarthrose konnte sogar nachweisen, dass sportliche Aktivität in Maßen die Anzahl später notwendiger Kniearthroplastien verminderte. Das Alter sollte an sich kein Argument gegen sportliche Betätigung darstellen. Eine regelmäßige Laufaktivität in der zweiten Lebenshälfte scheint sogar mit einer verbesserten Gelenkfunktion einherzugehen.

Fazit

Aus präventivmedizinischer Sicht ist gerade für Patienten mit Arthrose eine gesundheitsorientierte körperliche Betätigung unverzichtbar. In diesem Fall und bei Vorliegen sonstiger Risikofaktoren sollten Extremsportarten vermieden werden. Viele Studien konnten zeigen, dass bei moderater sportlicher Aktivität die Schwelle für die Entstehung degenerativer Veränderungen sehr hoch anzusetzen ist. Selbst bei aktiven Läufern mit einem nicht völlig vernachlässigbaren Risiko für Arthrose gewichttragender Gelenke ist dies mit einer verbesserten Gelenkfunktion und positiven Effekten für das kardiopulmonale System verbunden.

m-rudert.klh@uni-wuerzburg.de
holzapfel.klh@uni-wuerzburg.de