BIOELEKTRISCHE TEXTILIEN · 03
Unter Sarkopenie versteht man den altersbedingten Rückgang der Muskelmasse und -kraft. Es wird berichtet, dass die Fasern, die für schnelle, kraftvolle Bewegungen verantwortlich sind – die schnell kontrahierenden Fasern vom Typ II – zuerst dünner werden. Elektrische Stimulation kommt in diesem Bereich immer wieder zum Einsatz, da sie den willkürlichen Befehlsweg umgehen und Fasern rekrutieren kann, die mit normaler Anstrengung selten erreicht werden. Eine systematische Überprüfung, in der randomisierte kontrollierte Studien zusammengefasst wurden, berichtete, dass die Stimulation während der tatsächlichen Bewegung (Dynamic FES) häufiger mit verbesserten Kraftmessungen verbunden war als die Stimulation im Ruhezustand. Wave Company arbeitet auf diesem Gebiet mit der Mission, das Altern durch Bewegung durch TracMe und seine ElecSil™-Materialtechnologie zu verlangsamen.
Wenn das Aufstehen von einem Stuhl schwieriger wird, liegt das meist an einem Energieverlust. Ein Großteil der Veränderungen findet jedoch in den Muskeln statt – und genauer gesagt: Welche Muskelfasern zuerst schrumpfen, verändert das tägliche Leben. Dieser Artikel befasst sich mit dem Muster altersbedingter Muskelveränderungen und zeigt dann auf, worauf die Elektrostimulationsforschung derzeit hinweist.
Warum ist Muskelschwund mehr als ein kosmetisches Zeichen des Alterns?
Unter Sarkopenie versteht man, dass Muskelmasse und Kraft mit zunehmendem Alter abnehmen. Was zählt, ist weniger die Zahl als vielmehr die Veränderung im täglichen Leben. Wenn die Muskelmasse abnimmt, verlangsamt sich das Gehen, das Halten des Gleichgewichts wird schwieriger und das Risiko eines Sturzes steigt. Schwierig werden zunächst die Bewegungen, die sich jeden Tag wiederholen: vom Stuhl aufstehen, eine Treppe hinaufsteigen.
Aus diesem Grund wird Sarkopenie oft weniger als eine Begleiterscheinung des Alterns betrachtet, sondern eher als Indikator dafür, wie lange jemand noch ein unabhängiges Leben führen kann.
Warum gehen die schnellen Fasern zuerst?
Muskelfasern lassen sich in zwei große Gruppen einteilen: langsam zuckende Fasern vom Typ I, die die Anstrengung über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten, und schnell zuckende Fasern vom Typ II, die kurze, kräftige Kontraktionen erzeugen. Berichten zufolge werden die Typ-II-Fasern mit zunehmendem Alter früher und relativ schneller dünner.
Schnelle Fasern sind an schnellen Reaktionen und der Wiederherstellung der Körperhaltung beteiligt. Die Kraft, die Sie aufrichtet, wenn Ihr Fuß an einer Bordsteinkante hängen bleibt, kommt von dort. Wenn also schnelle Fasern abnehmen, kann die Fähigkeit, in einem riskanten Moment zu reagieren, nachlassen, bevor die Gesamtmasse alarmierend aussieht. Deshalb kommt dieser Punkt immer dann zur Sprache, wenn es um Sturzrisiken geht.
Warum kommt hier immer wieder Elektrostimulation vor?
Das Interessante an der Elektrostimulation ist, dass sie die übliche Rekrutierungsreihenfolge überspringen kann. Bei freiwilliger Anstrengung rekrutiert der Körper zuerst Fasern mit geringerer Kraft, und schnelle Fasern verbinden sich relativ spät, erst wenn starke Kraft erforderlich ist. Da kräftige Bewegungen mit zunehmendem Alter schwieriger werden, schrumpft die Chance, dass schnelle Muskelfasern überhaupt rekrutiert werden können.
Man geht davon aus, dass elektrische Stimulation diese Reihenfolge ändert, indem sie die zentrale Nervenbahn umgeht, wodurch Raum bleibt, Fasern in eine Kontraktion zu bringen, die bei freiwilliger Übung selten genutzt wird. Der Mechanismus garantiert jedoch nicht das Ergebnis. Die gemeldeten Ergebnisse variieren je nachdem, wie die Stimulation verabreicht wird.
Welche Ansätze wurden in der Forschung favorisiert?
Ein systematischer Review, der randomisierte kontrollierte Studien bündelt, geht genau dieser Frage nach. Es wurden Daten aus 12 randomisierten kontrollierten Studien mit 455 Teilnehmern zusammengestellt und in neun von ihnen wurde eine signifikante Verbesserung der Kraftmessungen festgestellt. Das bemerkenswerte Muster war nicht die Intensität der Stimulation, sondern deren Zeitpunkt: Eine Stimulation, die während der tatsächlichen Bewegung verabreicht wurde, war häufiger mit guten Ergebnissen verbunden als eine Stimulation, die verabreicht wurde, während der Teilnehmer still blieb.
Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Ansätze zusammen, die in dieser Forschungsgruppe verwendet wurden. Die dargestellten Trends beschränken sich auf die Angaben in der zitierten Rezension und die einzelnen Ergebnisse können je nach Gesundheitszustand und Trainingshistorie unterschiedlich sein.
| Ansatz | Wie die Stimulation abgegeben wird | In der Studie berichteter Trend |
|---|---|---|
| Dynamic FES (dynamische funktionelle Elektrostimulation) | Synchronisiert mit einer realen Bewegung, beispielsweise dem Aufstehen von einem Stuhl | Am durchgängigsten Zusammenhang mit verbesserten Kraftmessungen |
| NMES kombiniert mit Krafttraining | Stimulation wird parallel zum Krafttraining angewendet | In mehreren Studien wurden positive Ergebnisse berichtet |
| Statisch NMES (statische neuromuskuläre Elektrostimulation) | Nur Stimulation, keine Bewegung | Bei Teilnehmern mit eingeschränkter Mobilität wurden bedeutende Veränderungen gemeldet |
| WB-EMS (Ganzkörperanzug EMS) | Kurze, wiederholte Sitzungen im Ganzkörperanzug | Wird als Option mit geringerer Gelenkbelastung in Betracht gezogen |
| ZEHN | Nervenstimulation zur Schmerzlinderung | Keine muskelaufbauende Wirkung festgestellt |
Warum könnte Dynamic FES die Nase vorn haben?
Die Rezension bietet mehrere Erklärungen nebeneinander. Die erste ist die oben beschriebene Rekrutierungsreihenfolge: Durch die Stimulation können schnelle Fasern angezogen werden, die bei einer willkürlichen Kontraktion nur spärlich beansprucht werden. Der zweite Aspekt ist der Kontext: Wenn die Stimulation auf eine Bewegung abgestimmt ist, die tatsächlich im täglichen Leben verwendet wird, beispielsweise auf das Aufstehen von einem Stuhl, ist es wahrscheinlicher, dass das Trainierte an dieser Bewegung festhält. Der dritte Grund ist, dass Blutfluss und Sauerstoffverbrauch Berichten zufolge steiler ansteigen, wenn Bewegung und Stimulation zusammen stattfinden.
Diese Erklärungen schließen sich nicht gegenseitig aus und die Beweisbasis nimmt immer noch zu. Anstatt es in einem einzigen Urteil zusammenzufassen, lautet die Zusammenfassung, die den aktuellen Erkenntnissen entspricht, dass es offenbar wichtiger ist, wann der Anreiz eintrifft, als wie stark er ist.
Wo passt Wave Company da hinein?
Wave Company ist ein intelligentes Textilunternehmen mit der Mission, das Altern durch Bewegung zu verlangsamen. Es erhielt den CES 2024 Innovation Award im Bereich Digital Health.
Zwei Dinge existieren heute als Konsumgüter. WaveWear ist eine Sportbekleidungsmarke, die Kinesiologie-Taping mit Kompression kombiniert. TracMe ist eine KI-Fitnesslösung, die das bewegungsempfindliche Material TracSil™ in eine Stützorthese einbettet, Wiederholungen zählt und das Gleichgewicht bei stationären Körpergewichtsübungen wie Kniebeugen und Planks verfolgt und anhand der gesammelten Daten die nächste Sitzung empfiehlt. Der Schwerpunkt liegt darauf, dass die Leute täglich 15 Minuten Körpergewichtsübungen machen, die sie auch weiterhin machen.
ElecSil™ ist die Materialtechnologie, die einen Schritt weiter geht. Leitfähiges Silikon wird direkt auf den Stoff gedruckt, sodass das Kleidungsstück selbst zur Elektrode und Verkabelung wird, die Signale vom Körper lesen und elektrische Signale über dieselbe Oberfläche übertragen kann. Der in diesem Artikel untersuchte Ansatz – die Stimulation an die Bewegung anzupassen, wie bei Dynamic FES – ist schwer täglich zu wiederholen, wenn jedes Mal Elektroden und Elektroden angebracht werden müssen. Wenn das Kleidungsstück die Elektrode ist, wird diese Wiederholung viel einfacher.
Bei dieser Anwendung handelt es sich eher um eine Möglichkeit, die das Material eröffnet, als um ein fertiges Produkt: Kleidungsstücke mit eingebauter elektrischer Stimulation befinden sich noch in der Entwicklung. Was heute kommerzialisiert und verkauft wird, sind WaveWear und TracMe, und die Stimulationsanwendungen werden als nächster Schritt vorbereitet.
Häufig gestellte Fragen
Ab welchem Alter sollte Muskelschwund auf Ihrem Radar sein?
Man geht allgemein davon aus, dass die Muskelmasse ab Ende 30 allmählich abnimmt, wobei sich das Tempo nach der Lebensmitte beschleunigt. Die individuellen Unterschiede sind jedoch groß, daher ist es tendenziell nützlicher, auf die Signale zu achten – Gehgeschwindigkeit, Treppengefühl, Aufstehen aus einem Stuhl – als auf einen Geburtstag zu achten.
Kann Elektrostimulation Krafttraining ersetzen?
Die bisherige Forschung zeigt günstigere Ergebnisse, wenn beide Ansätze kombiniert werden, statt einen durch den anderen zu ersetzen. Die Evidenz spricht dafür, die Anwendung als Ergänzung zu Bewegung zu verstehen, nicht als Ersatz dafür.
Wie unterscheidet sich Dynamic FES von gewöhnlichem EMS?
Der Hauptunterschied besteht in der Synchronisation mit der Bewegung. Dynamisch FES malt die Stimulation bis zu dem Moment, in dem eine echte Bewegung auftritt, während statisch NMES und normal EMS eine Stimulation ohne Bewegung liefern.
Lösen TracMe oder ElecSil Sarkopenie?
Nein. TracME ist eine Lösung für Trainingsgewohnheiten und Bewegungsdaten. ElecSil™ ist eine Materialtechnologie zur Messung von Biosignalen und zur Abgabe elektrischer Stimulation. Für keines der beiden Produkte wird eine Wirkung bei einer bestimmten Erkrankung beansprucht.
Ist Elektrostimulation für ältere Erwachsene geeignet?
Die in der Forschung verwendeten Protokolle unterscheiden sich in Intensität und Elektrodenplatzierung. Ob sie geeignet sind, hängt vom individuellen Gesundheitszustand ab, unter anderem von Herzerkrankungen und Veränderungen des Empfindungsvermögens. Vor dem Beginn empfiehlt sich eine fachliche Beratung.
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Wenn Sie die Richtung verlangsamendes Altern durch Bewegung einschlagen möchten, finden Sie auf wavecompany.net weitere Informationen. Unternehmen, die Biosignalsensorik oder tragbare Elektrostimulation für ihre eigenen Produkte evaluieren, können sich gerne über die Kontaktseite an uns wenden.
Dieser Artikel dient der allgemeinen Information und ersetzt keine medizinische Beratung. Wenden Sie sich bei Fragen zu Ihrer eigenen Gesundheit an qualifiziertes medizinisches Fachpersonal.
