Institut für Rehabilitation und Behindertensport

Vorwort

An diese Stelle möchte ich mich bei meiner Betreuerin Frau PD Dr. Bettina Schaar für die gute Betreuung und Unterstützung bei der Anfertigung dieser Arbeit bedanken. Ich danke besonders für die motivierenden Gespräche und ihre fortdauernde Hilfsbereitschaft bei allen notwendigen Fragen.

Außerdem möchte ich mich beim Moveguard-Team für die wertvollen Erfahrungen, insbesondere für die Einblicke in die Leistungsdiagnostik bedanken, welche für meine Arbeit essentiell waren.

Ich danke vor allem Herrn Dr. Matthias Degen für die Korrektur der vorliegenden Schrift und Frau Johanna Imach für die freundliche Unterstützung.

Besonderer Dank gebührt meiner Mutter und meiner Freundin, die mich während der letzten Jahre tatkräftig unterstützt haben. Ohne eure Kraft und Liebe hätte ich das alles nicht geschafft!

Nicht zuletzt möchte ich mich ganz herzlich bei meiner Familie und den Eltern meiner Freundin für die Unterstützung bedanken.

Köln, Juni 2009 Vassilis Anagnostou

Zur Vereinfachung des Lesens werden in der vorliegenden Arbeit die maskulinen Formen verwandt; diese schließen die femininen ein. Die Abfassung dieser Arbeit erfolgt gemäß dvs- und APA-Richtlinien zur Manuskriptgestaltung (vgl. Deutsche Vereinigung für Sportwissenschaft, 2002; Deutsche Gesellschaft für Psychologie, 1997).

I

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis   

1  EINLEITUNG  1

   5

1.1  ZIEL DIESER ARBEIT  

   6

1.2  PROJEKTIDEE  

   9

1.3  VORGEHENSWEISE  

2  AKTUELLER FORSCHUNGSSTAND  13

   13

2.1  SYSTEMATISCHE LITERATURRECHERCHE  

   16

2.2  AUSGEWÄHLTE STUDIEN ZUM THEMA „ADIPOSITAS“  

   33

2.3  ZUSAMMENFASSUNG  

3  KONZEPTION UND DURCHFÜHRUNG  35

   35

3.1  FRAGESTELLUNG UND HYPOTHESEN  

   38

3.2  METHODIK DER UNTERSUCHUNG  

   38

3.3  UNTERSUCHUNGSDESIGN  

   39

3.4  UNTERSUCHUNGSINSTRUMENTARIEN  

3.4.1  Grundumsatz- und Körpergewebemessung  39

3.4.2  Belastungsuntersuchung durch die Fahrradspiroergometrie  41

   42

3.5  STICHPROBENBESCHREIBUNG  

4  AUSWERTUNGSSTRATEGIEN  45

   51

4.1  AUSWERTUNGSVERFAHREN DER VERÄNDERUNGSHYPOTHESEN  

   54

4.2  AUSWERTUNGSVERFAHREN DER UNTERSCHIEDSHYPOTHESEN  

   57

4.3  AUSWERTUNGSVERFAHREN DER ZUSAMMENHANGSHYPOTHESEN  

5  DARSTELLUNG DER ERGEBNISSE  60

   60

5.1  ERGEBNISSE DER VERÄNDERUNGSHYPOTHESEN  

5.1.1  Veränderung des Körpergewichts und des BMI  61

5.1.2  Veränderung des Grundumsatzes  62

5.1.3  Veränderungen der Körpergewebezusammensetzung  65

II

Inhaltsverzeichnis

   69

5.2  ERGEBNISSE DER UNTERSCHIEDSHYPOTHESEN  

5.2.1  Geschlechtspezifische Unterschiede des Körpergewichts, des  

BMI  und der Messparameter Grundumsatz  70

5.2.2  Geschlechtspezifische Unterschiede der Messparameter aus der  

K  örpergewebeanalyse  73

5.2.3  Geschlechtspezifische Unterschiede aus den Ergebnissen der  

Fahrradspiroergometrie   76

   84

5.3  UNTERSUCHUNG DER ZUSAMMENHÄNGE  

5.3.1  Zusammenhänge zwischen BMI, Körpergewicht und  

Grundumsatz   85

5.3.2  Zusammenhänge zwischen Grundumsatz und aerober  

Leistungsf  ähigkeit  89

5.3.3  Zusammenhänge zwischen Grundumsatz und der  

K  örpergewebezusammensetzung  91

5.4  ZUSAMMENFASSUNG  97

6  DISKUSSION  101

   101

6.1  METHODENDISKUSSION  

6.1.1  Grundumsatzmessung und Körpergewebemessung  101

6.1.2  Fahrradspiroergometrie  104

   107

6.2  ERGEBNISDISKUSSION  

6.2.1  Ergebnisse des Körpergewichts und des BMI  107

6.2.2  Ergebnisse des Grundumsatzes und der  

K  örpergewebezusammensetzung  112

6.2.3  Ergebnisse der Fahrradspiroergometrie  118

   124

6.3  BEZUGNAHME ZU DEN HYPOTHESEN  

7  AUSBLICK  126

8  ZUSAMMENFASSUNG  129

9  LITERATURVERZEICHNIS  133

Abkürzungsverzeichnis

A ANOVA Analysis of variance (Varianzanalyse) B BMI Body Mass Index bzw. beziehungsweise C ca. circa cm Zentimeter D d.h. das heißt E et al. et alii F f f-Wert FM Körperfettmasse FFM fettfreie Körpermasse H maximale Herzfrequenz HF ^max H U Unterschiedshypothese H V Veränderungshypothese H Z Zusammenhangshypothese K KG Körpergewicht kg/m² Kilogramm pro Quadratmeter kg Kilogramm KG Kontrollgruppe kcal Kilokalorien km Kilometer M Max Maximum Min Minimum min Minuten ml Milliliter mmol/l Millimol pro Liter N Eta-Quardrat η² n Teilstichprobe

N Gesamtstichprobe n.B. nach Belastung n m männliche Stichprobe n.s. nicht signifikant n w weibliche Stichprobe P p Irrtumswahrscheinlichkeit PWC 120 Physical Work Capacity 120 R RQ Respiratorischer Quotient RQ maxGU maximaler Respiratorischer Quotient S S. Seite SD Standardabweichung s.o. siehe oben S/min Schläge pro Minute T T1 Testzeitpunkt 1 T2 Testzeitpunkt 2 t T-Wert TG Treatmentgruppe V v.B. vor Belastung vgl. vergleiche Sauerstoffaufnahme _O ² maximale Sauerstoffaufnahme _O 2max

maximale Sauerstoffaufnahme in Ruhe _O 2maxGU

_CO 2maxGU maximale Kohlendioxidabgabe in Ruhe X x ¯ Mittelwert Z z Z-Wert z.B. zum Beispiel * signifikant ** sehr signifikant *** hoch signifikant

Abbildungsverzeichnis

ABBILDUNG 1: VERLAUF DES BEWEGUNGSPROGRAMMS „MOVEGUARD“ .................9 ABBILDUNG 2: VORGEHENSWEISE DER VORLIEGENDEN ARBEIT............................11 ABBILDUNG 3: VERLAUF DES UNTERSUCHUNGSDESIGNS VON

PRÄ- UND POSTTEST ..................................................................38 ABBILDUNG 4: KÖRPERGEWEBEZUSAMMENSETZUNG WEIBLICHER PROBANDEN

^VON T1 ZU T2 ............................................................................67 ABBILDUNG 5: KÖRPERGEWEBEZUSAMMENSETZUNG MÄNNLICHER PROBANDEN

VON T1 ZU T2 ............................................................................68 ABBILDUNG 6: GESCHLECHTSPEZIFISCHE UNTERSCHIEDE DER BIA;

(N=47, ^N W = 26, ^N M = 21) ...........................................................75 ABBILDUNG 7: VERÄNDERUNG DER RUHEWERTE VOR BELASTUNG VOM

ABBILDUNG 8: GESCHLECHTSSPEZIFISCHE UNTERSCHIEDE DER MAXIMALEN

ABBILDUNG 9: GESCHLECHTSSPEZIFISCHE UNTERSCHIEDE DER MAXIMALEN

ABBILDUNG 10: PHYSICAL WORK CAPACITY BEI HERZFREQUENZ 120....................82 ABBILDUNG 11: KORRELATION DES BMI T1 UND DER DIFFERENZEN

ABBILDUNG 12: KORRELATION DER DIFFERENZ MUSKELMASSE UND DEN

ABBILDUNG 13: KORRELATION DER DIFFERENZ KÖRPERGEWICHT UND DEN

ABBILDUNG 14: KORRELATION ZWISCHEN DER DIFFERENZ GRUNDUMSATZ ^UND FETTMASSE MÄNNLICHER PROBANDEN; (N=47, ^N W =26, ^N M =21).....97

Tabellenverzeichnis

TABELLE 1: TREFFERLISTE DER LITERATURRECHERCHE......................................16 TABELLE 2: AUSGEWÄHLTE STUDIEN ZUM THEMA ADIPOSITAS (ANZAHL DER

STUDIEN: N=9) ..............................................................................18 TABELLE 3: ANTHROPOMETRISCHE DATEN DER GESAMTSTICHPROBE ZUM

TESTZEITPUNKT T1 ........................................................................43 TABELLE 4: ÜBERSICHT DER WICHTIGSTEN STATISTISCHEN KENNWERTE ..............46 TABELLE 5: AUSWERTUNGSVERFAHREN ZUR PRÜFUNG DER HYPOTHESEN ...........48 TABELLE 6: DEFINITION DES SIGNIFIKANZNIVEAUS ..............................................49 TABELLE 7: INTERPRETATION DER KORRELATIONSEFFIZIENTEN ...........................51 TABELLE 8: STATISTISCHE VERFAHREN UND PARAMETER ZUR UNTERSUCHUNG ^DER VERÄNDERUNGSHYPOTHESEN (HV) ..........................................52 TABELLE 9: STATISTISCHE VERFAHREN UND PARAMETER ZUR UNTERSUCHUNG DER UNTERSCHIEDSHYPOTHESEN....................................................55 TABELLE 10: STATISTISCHE VERFAHREN UND PARAMETER ZUR UNTERSUCHUNG DER ZUSAMMENHANGSHYPOTHESEN................................................59 TABELLE 11: ERGEBNISSE DER VERÄNDERUNGEN DES KÖRPERGEWICHTS UND

DES BMI VON T1 ZU T2 ..................................................................61 TABELLE 12: ERGEBNISSE DER VERÄNDERUNGEN AUS DER

GRUNDUMSATZMESSUNG VON T1 ZU T2 ..........................................62 TABELLE 13: ERGEBNISSE DER VERÄNDERUNGEN DER

KÖRPERGEWEBEZUSAMMENSETZUNG ..............................................65 TABELLE 14: ERGEBNISSE DER ANOVA DER MESSPARAMETER GRUNDUMSATZ, KÖRPERGEWICHT UND BMI.............................................................71 TABELLE 15: ERGEBNISSE DER ANOVA DER MESSPARAMETER AUS DER BIA ........74 TABELLE 16: ERGEBNISSE DER RUHEWERTE AUS DER ANOVA .............................76 TABELLE 17: ERGEBNISSE DER MAXIMALWERTE AUS DER ANOVA ........................78 TABELLE 18: ERGEBNISSE DER ERHOLUNGSWERTE AUS DER ANOVA ...................83 TABELLE 19: KORRELATIONSKOEFFIZIENTEN UND

TABELLE 20: KORRELATIONSKOEFFIZIENTEN UND

TABELLE 21: ZUSAMMENHANG ZWISCHEN GRUNDUMSATZ, DEN

TABELLE 22: ZUSAMMENHANG ZWISCHEN DIFFERENZ GRUNDUMSATZ, DEN

1 Einleitung

Adipositas gilt heutzutage als eine epidemische Krankheit mit erheblich zunehmender Tendenz (vgl. WIRTH 2003). In der Bundesrepublik Deutschland hatten im Jahr 2006 28,7% (12,8%) der Frauen und 43,5% (14,4%) der Männer einen Body-Mass-Index (BMI) von über 25 kg/m² (≥ 30 kg/m²) und galten damit als adipös (vgl. STASISTISCHES BUNDESAMT 2007). Definitionsgemäß ist Adipositas eine über das Normalmaß hinausgehende Vermehrung des Körperfettanteils (vgl. WIRTH, 2003). Zur Differenzierung von Normalgewicht und Adipositas wird der Body-Mass-Index verwendet, dieser wird als relative Größe aus dem Quotienten des Körpergewichts in Kilogramm und dem Quadrat der Körpergröße in Metern errechnet und erlaubt eine Klassifikation der Adipositas in unterschiedliche Schweregrade (vgl. WIRTH, 2003). Ein BMI von ≥ 25 kg/m² gehört in die Kategorie Übergewicht, mit einem BMI von ≥ 30 kg/m² beginnt der erste Grad der Adipositas.

Darüber hinaus sind SCHINDLER & LUDVIK (2004) der Auffassung, dass die Ermittlung des BMI und des Körpergewichts alleine nicht ausreicht, um eine Person als adipös zu klassifizieren. Der Grund dafür besteht darin, dass die Ermittlung des BMI nicht die Fettverteilung erfasst. Eine Bestimmung der Körpergewebezusammensetzung hat daher in den letzten Jahren zunehmend Bedeutung erlangt und trägt darüber hinaus zur Identifizierung eines Gesundheitsrisikos, wie im Fall der Assoziation von viszeraler Fettakkumulation und koronarem Risiko, bei (vgl. SCHINDLER & LUDVIK, 2004). Laut WIRTH (2003) werden zwei Fettverteilungsformen bei adipösen Menschen unterschieden. Zum einen die periphere („gynoide“, „gluteal-femorale“) Adipositas, bekannt als „Birnenform“, die überwiegend (bis zu 85%) bei adipösen Frauen vorkommt, zum anderen die abdominale („androide“, „zentral-viszerale“) Adipositas oder „Apfelform“, welche wiederum zu 80% bei Männern

vorzufinden ist (vgl. WIRTH, 2003, S. 7). In der Literatur finden sich unterschiedliche Festlegungen über den Körperfettanteil, demnach spricht man nach ROST (2005) von Adipositas erst, wenn der Körperfettanteil bei Frauen mehr als 30% und bei Männern mehr als 20% erhöht ist. WIRTH (2003) dagegen legt bei den Frauen einen geringeren Wert von 25% zugrunde. Somit ist bei Adipositas ein Körperfettanteil von über 50% keine Seltenheit. Es werden unterschiedliche Methoden zur Messung der Körpergewebezusammensetzung herangezogen, wobei indirekte und direkte Methoden zur Anwendung kommen. Zur Anwendung kommen die Computertomographie (CT), die Dual-Energy-X-Ray Absorbtiometrie (DEXA), das hydrostatische Wiegen (Densiometrie) und die Hautfaltenmessung. Zur Bestimmung der Körperzusammensetzung und Erfassung der Körperfettmasse hat sich die nicht invasive Methode der Bioelektrischen Impendanzanalyse (BIA) bewährt (vgl. PETERMANN & PUDEL, 2003).

Adipositas hat sich laut WIRTH (2003) in den letzten Jahren zu einer chronischen Krankheit mit zahlreichen Folgeerkrankungen und einer erhöhten Sterblichkeitsrate entwickelt. Sie ist Basis für viele weitere Risikofaktoren, die sich zu gravierenden Herz-Kreislauf-Erkrankungen entwickeln können (vgl. WIRTH, 2003). Vor allem das metabolische Syndrom ist hier zu nennen, welches sehr eng mit der bereits erwähnten androiden Form der Adipositas korreliert (vgl. ROST, 2005). Zum metabolischen Syndrom zählen das gemeinsame Auftreten von androider Adipositas, Diabetes Mellitus Typ 2, Fettstoffwechselstörungen und Hypertonie (vgl. WIRTH, 2003). Alle Komponenten des metabolischen Syndroms zählen zu den kardiovaskulären Risikofaktoren und sind zu einem schwerwiegenden gesellschaftsrelevanten Problem geworden (vgl. DEUTSCHE ADIPOSITAS-GESELLSCHAFT 2007). Neben den physischen Erkrankungen leiden Adipöse und Übergewichtige häufig an

beträchtlichen psychologischen Belastungen und sozialen Nachteilen, diese werden so WIRTH (2003) oft als gravierender empfunden als die begleitenden Krankheiten selbst. HAUNER (1997) beschreibt die Adipositas als einen komplexen „Prozess“, indem „Ernährungsweise, Bewegung und psychosoziale Faktoren miteinander verwoben sind“ (vgl. HAUNER 1997).

Die Therapieziele sind unterschiedlich umfangreich und abhängig vom Ausmaß der Adipositas, dennoch werden diese oftmals langfristig angesetzt, um ein Veränderung des Lebensstils zu ermöglichen und chronischen Begleiterkrankungen gerecht zu werden (vgl. WIRTH, 2003). Einige Bewegungsstudien haben gezeigt, dass regelmäßige und moderate körperliche Aktivität zu einer Verbesserung der genannten Risikofaktoren führen kann. Regelmäßige sportliche Aktivität kann laut PETERMANN & PUDEL (2003) zu einer Abnahme des Körpergewichts insbesondere der Körperfettmasse führen und nachhaltig positive kardiovaskuläre Trainingseffekte bewirken (vgl. PETERMANN & PUDEL, 2003). Diese Ergebnisse sollten durch ein gezieltes Ausdauertraining im Rahmen eines längerfristig angelegten Gewichtsreduktionsprogramms realisiert werden, das mit dem Ziel einer erwünschten Fettverbrennung in Verbindung steht (vgl. VÖGELE 2003). Wichtig ist jedoch zunächst, dass Adipöse durch ein Bewegungsprogramm ihr Körpergewicht nicht erhöhen, denn „zu einer Gewichtzunahme kommt es immer dann, wenn die Energiebilanz positiv ist, d.h. wenn Energieaufnahme und Energieverbrauch sich nicht die Waage halten“ (vgl. WIRTH 2003; S. 48). Eine dauerhafte Ernährungsumstellung (Ernährungstraining) und Anleitungen anhand von Ernährungspyramiden zur richtigen Auswahl von Lebensmitteln sollten täglich neben sportlichen Aktivitäten bei Adipösen der Selbstkontrolle dienen (vgl. SCHÜLE & HUBER, 2004). PUDEL (2003) ist der Auffassung, dass Adipöse durch eine radikale „Null-Diät“

zwar Anfangs ihr Körpergewicht nachdrücklich reduzieren, doch kann längerfristig das Körpergewicht oft nicht stabil gehalten werden. Dieser so genannte „Jojo Effekt“ führt zu einer Zunahme des Körpergewichtes, welches oft über das Anfangsniveau hinausgeht (vgl. BOUCHARD, 2000). Ein begleitendes Problem zeigt sich im Bereich des Energieverbrauchs während der Gewichtsabnahme, denn bei längerfristigen Diäten kommt es zu einer „Stufe der Adaption des Organismus“ und eine damit verbundene Reduzierung des Grundumsatzes (vgl. PLATTEN, 2003). Den erniedrigten Grundumsatz während einer Diät erklärt sich WIRTH (2003) mit einer Reduktion der Muskelmasse durch den Abbau von Eiweiß, denn diese beiden Größen sind eng miteinander verflochten, d.h. es kann somit weniger Energie im Stoffwechsel umgesetzt werden.

Der Gesamtenergieverbrauch des Menschen besteht aus drei Komponenten: Ruheenergieumsatz („Grundumsatz“), „diätinduzierte Thermogenese“ (Wärmebildung) und „aktivitätsinduzierte Thermogenese“ (vgl. PLATTEN, 2003, S. 47f). Der Grundumsatz ist die Energiemenge, ausgedrückt in Kilokalorien, die ein Mensch in 24 Stunden in völliger Ruhe und im Liegen für seinen Grundstoffwechsel benötigt und beträgt 55-70% des Gesamtenergieverbrauchs (vgl. WIRTH, 2003). Der Grundumsatz ist u.a. abhängig von Körpermasse, Alter, Geschlecht, Tageszeit und hormonellen Einflüssen (vgl. DE MARÉES et al., 2003). Individuelle Schwankungen in der Erhebung des Grundumsatzes können Unterschiede bis zu 10% hervorbringen (vgl. HAUGEN et al., 2003). Der Grundumsatz ist bei Adipösen im Vergleich zu Normalgewichtigen deutlich erhöht, einen Grund hierfür sieht RAVUSSIN et al. (1982), in einer Zunahme der fettfreien Körpermasse (bzw. Muskelmasse). Denn bei einer Körpergewichtszunahme kommt es neben einer Zunahme der Körperfettmasse auch zu einer Zunahme an Muskelmasse

(durchschnittliche 4:1 im Verhältnis) (vgl. PLATTE, 2003; PETERMANN & PUDEL, 2003). FOSTER et al (1988) sieht individuelle Unterschiede im Verbrauch des Grundumsatzes von bis zu 1000 kcal/Tag bei Adipösen mit ähnlicher Körpergewebezusammensetzung und gleichem

Körpergewicht. Der Gesamtenergieverbrauch (GEV) ist bei Adipösen ebenfalls mit ca. 4000 kcal/Tag als beachtlich hoch anzusehen (vgl. PRENTCE et al., 1986; PETERMANN & PUDEL, 2003). Hinzu kommt, dass Adipöse nach der Nahrungsaufnahme, im Gegensatz zu Normalgewichtigen weniger Wärme aus der „zugeführten Energie“ produzieren, die dadurch „eingesparte Energiemenge vergrößert die Fettspeicher zusätzlich (vgl. DE MARÉES et al., 2003).

Um den Energieumsatz und damit den Grundumsatz zu bestimmen, lässt sich das Verfahren der direkten und der indirekten Kaloriemetrie nutzen (vgl. WIRTH, 2003). Für die vorliegende Untersuchung kam die indirekte Kaloriemetrie zu Anwendung, innerhalb dieses Verfahrens kommt es zur Analyse der Sauerstoffaufnahme und der Kohlendioxidproduktion pro Kilogramm Körpergewicht pro Minute, bestimmt in Millilitern (vgl. HOLLMANN et al., 2006). Um einen genauen Anteil der Energiezufuhr zu differenzieren, wurde der Respiratorische Quotient eingeführt, dieser gibt das Verhältnis von CO 2 -Abgabe und O 2 -Aufnahme wieder. Der Respiratorische Quotient (RQ) reflektiert bei einem

Gleichgewichtszustand zwischen Gewebeatmung und „pulmonalem Gasaustausch“ das prozentuale Verhältnis von Kohlenhydratverbrennung und Fettverbrennung im Gewebe (vgl. WASSERMANN et al., 1987).

1.1 Ziel dieser Arbeit

Im Rahmen der vorliegenden Diplomarbeit soll untersucht werden, welche Einflüsse ein individuelles Bewegungsprogramm auf den

Grundumsatz von übergewichtigen und adipösen Erwachsenen hat. Es wird überprüft, ob sich Veränderungen in Bezug auf den Grundumsatz, das Körpergewicht, die kardiopulmonale Leistungsfähigkeit sowie die Körpergewebezusammensetzung durch den Einsatz eines

ausdauerorientierten Treatments bei den Probanden feststellen lassen. Darüber hinaus sollen geschlechtsspezifische Unterschiede zu den beiden Testzeitpunkten untersucht werden. Es wird zudem geprüft, ob Zusammenhänge zwischen den Parametern der Grundumsatzmessung und der Körpergewichtsreduktion, den Veränderungen der leistungsspezifischen Parameter und den Ergebnissen der

Körpergewebezusammensetzung nach Abschluss der Treatmentphase bestehen.

Die vorliegende Untersuchung überprüft, welchen Einfluss eine Reduktion des Körpergewichts durch Ausdauertraining auf den Grundumsatz weiblicher und männlicher Probanden hat. Darüber hinaus sollen über eine systematische Literaturrecherche Vergleiche mit anderen Studien erfolgen und geschlechtsspezifische Unterschiede bezüglich des Grundumsatzes und deren Einflüsse der relevanten Messparameter identifiziert werden.

1.2 Projektidee

Im Jahre 2003 wurde an der Deutschen Sporthochschule Köln am Institut für Rehabilitation und Behindertensport die „PT-Studie“ (Personal Training) als Verlaufsstudie mit einer Experimentalgruppe (BMI ≥ 25 kg/m²) und einer Kontrollgruppe (BMI ≤ 25 kg/m²) initiiert. Die Zielsetzung der Studie bestand darin, den Einfluss eines Ausdauertrainings auf das Körpergewicht, die Körpergewebezusammensetzung und die körperliche Leistungsfähigkeit übergewichtiger und adipöser Erwachsenen zu untersuchen. Mit Hilfe von sportmedizinischen und

sportwissenschaftlichen diagnostischen Belastungsverfahren konnte das Training nach einer individuell angepassten und optimalen Belastungsintensität angepasst werden.

Auf die erfolgreiche Pilotstudie folgte als Weiterentwicklung im Jahre 2004 die Forschungsinitiative „Moveguard“ (vgl. www.moveguard.de, 25.03.2009), die als individuelles und ausdauerorientiertes

Bewegungsprogramm die Grundlage dieser Arbeit bildet. Neben einer Steigerung der kardiopulmonalen Leistungsfähigkeit haben die Teilnehmer das Ziel ihr Körpergewicht zu reduzieren. Vor Beginn des 26wöchigen Ausdauerprogramms werden in der Eingangsdiagnostik Belastungsuntersuchungen unter ärztlicher Aufsicht vorgenommen, um eine Sporttauglichkeit zu bestätigen. Zu den umfassenden Untersuchungen gehören ein Belastungs-EKG, eine Spiroergometrie, eine Grundumsatzmessung, eine Körpergewebeanalyse sowie eine Blutwertanalyse und psychologische Vorraussetzungen. Am Ende des 26-wöchigen Ausdauerprogramms erfolgt eine abschließende

Leistungsdiagnostik mit gleichem Umfang und Standard. Neben einer Verbesserung der kardiopulmonalen Leistungsfähigkeit und einer Reduktion des Körpergewichts steht als weiteres Ziel das selbstständige Trainieren (von der Fremdkontrolle hin zur Selbstkontrolle) im Vordergrund, darüber hinaus auch ein gesundes Ernährungsverhalten mit Hilfe individueller Ernährungsschulung. Der methodische Aufbau und die didaktische Vorgehensweise des Ausdauertrainings richten sich nach den konditionellen Voraussetzungen der einzelnen Teilnehmer, insbesondere mit dem Ziel, persönliche Interessen in das Trainingprogramm zu integrieren.

Das Bewegungsprogramm umfasst insgesamt 16 Einheiten innerhalb eine Zeitraums von 26 Wochen (vgl. HEINRICH, 2007). Die Basis des

Programms bildet ein individuell dosiertes Training mit dem Schwerpunkt ausdauerorientierter Sportarten wie Nordic Walking, Schwimmen, Aquajogging und Radfahren sowie gymnastische Übungen. Die zu Beginn enge Betreuungsstruktur zwischen Teilnehmer und Personal-Trainer wird in der „Intensivphase“ in Form eines „Face-to-Face“ Trainings im Laufe des Bewegungsprogramms immer weiter abgebaut, so dass allmählich ein selbständiges Trainieren in der Etablierungsphase erreicht wird. Die intensive Bindung des Trainers wird während der sechswöchigen Intensivphase durch wöchentliche

Körpergewichtskontrollen, Protokollierung der Trainingseinheiten und eine Trainingsoptimierung aufrechterhalten. In den ersten vier Wochen der „Intensivphase“ erfolgt das betreute Training zwei Mal pro Woche und in den letzten zwei Wochen dieser Phase wird einmal wöchentlich mit dem Trainier zusammen trainiert. Die „Etablierungsphase“ beginnt in der siebten Woche und dauert insgesamt 20 Wochen. In dieser Phase kommt es nur noch alle drei Wochen zu einer gemeinsamen Trainingseinheit (vgl. HEINRICH, 2007). Die allmähliche Rücknahme der Fremdkontrolle des Trainers und den sukzessiven Aufbau von Selbstkontrolle durch den Teilnehmer soll die Motivation schaffen und die Möglichkeit geben, das Training auch im Anschluss an das Bewegungsprogramm problemlos fortzusetzen. Die folgende Abbildung gibt eine Übersicht über den Verlauf der Trainingsphasen des Bewegungsprogramms „Moveguard“.

^{T1 - Eingansdiagnostik; T2 - Abschlussdiagnostik; TE - Trainingseinheiten} Abbildung 1: Verlauf des Bewegungsprogramms „Moveguard“

1.3 Vorgehensweise

Nachdem das Thema für diese Arbeit festgelegt wurde, erfolgte zunächst eine systematische Literaturrecherche in den Literaturdatenbanken, mit Hilfe derer eine Einordnung in den wissenschaftlichen Kontext ermöglicht wird. Zudem erfolgte ein Überblick über den aktuellen Forschungsstand zu bereits vorhandenen Trainingskonzepten mit übergewichtigen und adipösen Erwachsenen. Nach der Datenbank-Recherche folgte eine zusätzliche Handsuche in den Bibliotheksdatenbanken nach

themenspezifischen Monographien, um die Erarbeitung der theoretischen Grundlagen zu präzisieren. Im Anschluss an die Literaturrecherche entstand eine strukturierte Konzeptionserstellung zur Durchführung dieser Arbeit, dabei wurden die Fragestellungen und die daraus resultierenden Forschungshypothesen der vorliegenden Untersuchung erarbeitet. Als weiterer Schritt folgten die Planung und Durchführung der relevanten statistischen Verfahren und die Auswertung der erhobenen

Messparameter. Im weiteren Verlauf wurden die Ergebnisse systematisch innerhalb der übergeordneten Fragestellungen und Hypothesen grafisch dargestellt und erläutert. In der Methoden- und Ergebnisdiskussion werden die dargestellten Ergebnisse anhand der aus der Literaturrecherche gesichteten Publikationen wissenschaftlich

ausgearbeitet und es erfolgt eine Stellungnahme zur eigenen Untersuchung. Folgende Abbildung fasst die Vorgehensweise dieser Arbeit in ihrem zeitlichen Ablauf noch einmal zusammen.

Abbildung 2: Vorgehensweise der vorliegenden Arbeit

Zum Abschluss der Einleitung soll der Aufbau dieser Arbeit mit dem inhaltlichen Aufbau der einzelnen Kapitel dargestellt werden.

Kapitel 1 beinhaltet die Einleitung und damit die Hinführung zur behandelten Thematik. Darüber hinaus werden die grundlegenden Ziele

und Fragestellungen und die Projektidee sowie die Vorgehensweise dieser Arbeit dargestellt.

Kapitel 2 umfasst die Vorgehensweise der systematischen Literaturrecherche und liefert eine tabellarische Übersicht über die Ergebnisse anderer Studien. Es folgt die Erarbeitung theoretischer Grundlagen anhand ausgewählter Studien.

Kapitel 3 beschreibt die empirische Vorgehensweise dieser Untersuchung. Nach einer Konzeptionserstellung und der Formulierung der wissenschaftlichen Arbeitshypothesen wurde das experimentelle Design beschrieben.

Kapitel 4 geht auf die statistischen Auswertungsverfahren in Abhängigkeit zu den unterschiedlichen Hypothesen ein und begründet ihre Verwendung.

Kapitel 5 stellt die Ergebnisse der Untersuchung vor. Diese sind nach Hypothesen gegliedert und werden sowohl für die Gesamtstichprobe als auch geschlechtsspezifisch dargestellt. Abschließend werden

Zusammenhänge der relevanten Messparameter mittels einer Korrelationsanalyse untersucht.

Kapitel 6 enthält die Methoden- und Ergebnisdiskussion. Außerdem kommt es zu einer Bezugnahme der aufgestellten Hypothesen.

Kapitel 7 gibt einen Ausblick auf weitere Forschungsideen und Anreize zu möglichen Studiendesigns.

Kapitel 8 schließt die Arbeit mit einer zusammenfassenden Darstellung der wichtigsten Inhalte ab.

2 Aktueller Forschungsstand

Mit Hilfe einer systematischen Literaturrecherche soll ein möglichst umfassender Überblick über den aktuellen Forschungsstand durch vorhandene Publikationen im Bereich der Therapie mit übergewichtigen und adipösen Erwachsenen gegeben werden. Die Literaturanalyse erfolgte dabei hauptsächlich unter Berücksichtigung der übergeordneten Fragestellung, die für die vorliegende Untersuchung von Interesse ist, d.h. „körperliche Aktivität“, „Körpergewichtsreduktion“ und „Grundumsatz“ in Zusammenhang mit „Übergewicht und Adipositas“. Es wurden prinzipiell Studien ausgewählt, die eine körperlichen Aktivität in Form eines Ausdauertrainings mit oder ohne eine begleitende Diätmaßnahme enthielten. Studien, die kein Bewegungsprogramm als

Therapiemaßnahme zur Körpergewichtsreduktion beinhalteten, fanden bei der Auswahl der Literatur keine Berücksichtigung. Darüber hinaus wurde darauf geachtet, dass die Untersuchungsmethodik in der ausgewählten Literatur mit den Untersuchungsvorhaben dieser Arbeit größtenteils übereinstimmte.

2.1 Systematische Literaturrecherche

Ziel der Literaturrecherche ist es, einen aktuellen Forschungsstand zum Thema Grundumsatz bei „übergewichtigen und adipösen“ Erwachsenen einzugrenzen. Diese theoretische Grundlage verschafft neben den gewonnenen Ergebnissen dieser Arbeit eine Ergänzung und Weiterführung in der Methoden- und Ergebnisdiskussion sowie im Ausblick. Dabei sind Auswirkungen auf Veränderungen des Körpergewichts und den Energie- bzw. Grundumsatz relevante Kriterien bei der Auswahl der Studien.

Die Literaturrecherche erfolgte über die in der Zentralbibliothek für Medizin (ZBmed) und der Zentralbibliothek für Sportwissenschaften (ZBSport) in Köln zugänglichen Datenbanken. Es kamen Studien aus dem sportwissenschaftlichen Bereich (Sport Discus, Spofor und Spolit) und aus dem medizinischen Bereich (PubMed, Cochrane Collaboration und DIMDI) zum Einsatz. Die aus der Datenbankrecherche gewonnenen Ergebnisse sollen eine zusätzliche Informationsgrundlage und theoretische Ergänzungen neben den erarbeiteten Ergebnissen der vorliegenden Arbeit liefern. Die für die Recherche erstellten Suchworte konnten in die Kategorien Indikation, Population und Intervention unterteilt und in den oben genannten Datenbanken strukturiert abgefragt werden. Eine Verknüpfung der Suchworte innerhalb einer Kategorie

wurde mit einem „or“ und zwischen den Kategorien mit einem „and“ kombiniert. Aufgrund einer sehr hohen Trefferzahl von insgesamt 126.474 Publikationen in allen Datenbanken kam in einem weiteren Schritt „Limits“ eine weitere Einschränkung zur Anwendung. Limitierungsmöglichkeiten werden nicht in allen Datenbanken angeboten, beispielsweise die Datenbank „Sport Diskus“, wogegen die Datenbank „Cochrane Collaboration“ über mehrere Limitierungsfunktionen verfügt. Das Alter der Stichprobe begrenzt sich auf 18 bis 80 Jahre, um Publikationen aus dem Bereich des Kindes- und Jugendalters auszuschließen.

Eine weitere Limitierung stellte das Kriterium der Sprache dar, demzufolge fanden Publikationen sowohl in deutscher als auch in englischer Sprache Berücksichtigung. Studien in anderen

Landessprachen konnten nur mit einbezogen, wenn eine englische Übersetzung vorhanden war. Zu Beginn der Datenbankrecherche erschien eine Zeitspanne von 10 Jahren als zeitliche Einschränkung hinreichend (10/1998 bis 10/2008), um eine möglichst weitreichende

Entwicklung über den aktuellen Forschungsstand in Bezug auf „Grundumsatz“ und „Adipositas“ zu erfassen.

Die Sportwissenschaft hat insbesondere im letzten Jahrzehnt einen großen Einfluss auf den Therapiealltag bei Übergewichtigen und Adipösen genommen und sich rasant weiterentwickelt (vgl. MCTIERNAN et al., 2007). Zum Thema „Grundumsatz“ ließen sich viele neue Veröffentlichungen finden, jedoch bezogen sind diese überwiegend auf Normalgewichtige oder wurden unter anderen medizinischen Fragestellungen behandelt. Zum Thema Adipositas gab es dagegen nur wenige neue Erkenntnisse, die sich gleichzeitig mit dem Phänomen körperliche Aktivität auseinandersetzten. Es war auffällig, dass die meisten Veröffentlichungen zum Thema Grundumsatz aus den 80er und 90er Jahren stammten. Bei genauerer Sichtung der Sekundärliteratur stellte sich heraus, dass sich weitere Publikationen als relevant für diese Arbeit herausstellten daher wurde die Limitierung durch die gewählte Zeitspanne von zehn Jahren aufgehoben. Als letztes Instrument musste der Operator „Not“ eingesetzt werden, um die hohe Trefferzahl einzuschränken. Eine erstellte „Not“-Liste mit Suchworte bzw. Schlüsselwörter dienten der Ausgrenzung von Themen und Aspekten, welche für diese Untersuchung nicht relevant waren. Diese beinhalteten verschiedene Erkrankungen und andere medizinische Interventionen sowie medikamentöse Therapiemaßnahmen. Nachdem die

Datenbankrecherche mit Hilfe der Suchworte abgeschlossen war, folgte in einem weiteren Schritt eine Selektion anhand einer Sichtung der Titel (1. Prüfung) und der dazugehörigen „Abstracts“ (2. Prüfung) entsprechend ihrer Relevanz für diese Untersuchung. Die Kriterien der Selektion bezogen sich somit auf das Vorhandensein von Einflüssen des Grundumsatzes durch eine Körpergewichtsreduktion zwecks eines sportlichen Treatments. Mit einem Resultat von 140 ausgewählten

Publikationen aus der Datenbankrecherche konnte die Literaturrecherche abgeschlossen werden. Eine Übersicht liefert Tabelle 1, sie zeigt die erzielten Treffer in den verschiedenen Datenbanken und die Ergebnisse der systematischen Literaturrecherche, die sich aus den einzelnen Suchschritten ergaben.

Tabelle 1: Trefferliste der Literaturrecherche

Neben der Recherche in den Datenbanken erfolgte eine ergänzende Handsuche zum Thema „Adipositas“ und „Grundumsatz“ in den Bibliothekskatalogen und im Onlinekatalog, dabei wurde nach entsprechenden Monographien zum Thema „Adipositas“ und nach themenbezogenen Zeitschriftenaufsätzen gesucht.

2.2 Ausgewählte Studien zum Thema „Adipositas“

In diesem Kapitel wird eine Reihe verschiedener Interpretationen und Ergebnisse über unterschiedliche Treatments, die sich im Rahmen ihres Untersuchungsvorhabens mit übergewichtigen und adipösen

Erwachsenen befassten, tabellarisch zusammengefasst. Die Untersuchungsmethodik, die Treatmentstruktur und das

Probandenkollektiv aus der gesichteten Literatur sollten größtenteils an das Untersuchungsdesign und an die Untersuchungsmethodik der vorliegenden Arbeit angelehnt sein. Bereits während der

Literaturrecherche konnte festgestellt werden, dass sich nur wenige Publikationen mit einer vergleichbaren Fragestellung befassten, ebenso konnte keine vergleichbare Stichprobengröße von insgesamt 144 Probanden in den gesichteten Publikationen vorgefunden werden. Da in dieser Arbeit die Wirksamkeit eines individuellen Ausdauertrainings und die Einflussnahme einer Körpergewichtsreduktion auf den Grundumsatz untersucht werden, muss zunächst anhand einer zielgerichteten Betrachtung in bereits vorhandenen und evaluierten

Bewegungsprogrammen differenziert überprüft werden, ob und inwieweit sich Publikationen mit diesem Motiv befasst haben.

Die vorliegende Arbeit ist als „Ein-Gruppen-Pretest-Posttest-Plan“ angelegt (vgl. BORTZ, 2005), um tendenzielle Entwicklungen der Messparameter des Grundumsatzes zu ermöglichen. Demzufolge können Aussagen über mögliche Veränderungen, Unterschiede und

Zusammenhänge getroffen werden. Infolgedessen wurden nur Studien bevorzugt, welche Belastungstests mit dem Fahrradergometer und begleitender Spirometrie bei übergewichtigen und adipösen Erwachsenen durchgeführten. Es handelt sich in dieser Arbeit insbesondere um die „Untersuchung zum Grundumsatz bei einer Körpergewichtsreduktion durch ein individuelles Ausdauertraining bei übergewichtigen und adipösen Erwachsenen“. Deshalb werden nur Studien herangezogen, die hinreichende Ergebnisdarstellungen für ihre Interventionsmaßnahmen aus dem Bereich des Grundumsatzes darlegen können. Des Weiteren kamen bevorzugt Publikationen zur Anwendung, die eine entsprechende

Dokumentation zum Körpergewicht sowie Veränderungen der Körpergewebezusammensetzung und der kardiopulmonalen

Leistungsfähigkeit in ihren Untersuchungsergebnissen festhalten.

Tabelle 3 liefert eine Übersicht über neun nationale und internationale Studien, in denen unterschiedliche Methoden und Einflussnahmen durch verschiedene adipositasspezifische Bewegungsprogramme mit oder ohne begleitende Diätmaßnahmen untersucht wurden. Die Darstellung der zusammengefassten Studien erfolgt innerhalb der Tabelle nach Autoren/ Erscheinungsjahre, Stichprobe, Zeitraum, Treatment und Durchführung, Untersuchungsmethodik und Ergebnisse/Fazit. Die Anordnung der Studien innerhalb der Tabelle erfolgt in alphabetischer und chronologischer Reihenfolge.

Tabelle 2: Ausgewählte Studien zum Thema Adipositas (Anzahl der Studien: N=9)