Auswirkungen eines Ausdauertrainings bei untrainierten Studenten auf das Arbeitsgedächtnis, die Stressresistenz und das Wohlbefinden

I Inhaltsverzeichnis

II Abbildungsverzeichnis

III Tabellenverzeichnis

IV Abkürzungsverzeichnis

1 Problemdarstellung, Ziel und Aufbau der Arbeit
1.1 Problemdarstellung
1.2 Art und Ziel der Arbeit
1.3 Aufbau der Arbeit

2 Theoretischer Hintergrund
2.1 Körperliche und sportliche Aktivität
2.2 Wohlbefinden
2.3 Stress und Stressresistenz
2.4 Exekutive Funktionen und Arbeitsgedächtnis

3 Forschungsstand
3.1 Sportliche Aktivität und Wohlbefinden
3.2 Sportliche Aktivität und Stress
3.3 Sportliche Aktivität, Stress und exekutive Funktionen
3.4 Zusammenfassung des Forschungsstandes

4 Konzeption der Studie
4.1 Studiendesign
4.2 Studienablauf
4.3 Probanden
4.4 Testverfahren
4.4.1 Fitness- und Aktivitätsmessungen
4.4.2 Verfahren zu Ermittlung des Stresszustandes und des Wohlbefindens
4.4.3 Messungen zur Funktion des Arbeitsgedächtnis
4.5 Interventionsdesign, Trainingsplanung und Durchführung
4.6 Datenverarbeitung und statistische Verfahren

5 Ergebnisse
5.1 Fitnesszustand und Alltagsaktivität
5.2 Wohlbefinden
5.3 Stresszustand
5.4 Kognitive Tests
5.5 Zusammenhänge von sportlicher Aktivität, Stress und exekutiven Funktionen
5.6 Ergebnisse der ausgeschiedenen Probanden

6 Diskussion
6.1 Effekte des Ausdauertrainings
6.1.1 Effekte auf den Fitnesszustand und die Alltagsaktivität
6.1.2 Effekte auf das Wohlbefinden
6.1.3 Effekte auf den Stresszustand
6.1.4 Effekte auf die exekutiven Funktionen
6.2 Auswirkungen von Stress auf exekutive Funktionen
6.3 Studienbegleitende Erkenntnisse
6.4 Methodenkritik
6.4.1 Konzeption des Trainings
6.4.2 Studiendesign
6.4.3 Verwendete Methoden

7 Zusammenfassung und Perspektiven
7.1 Zusammenfassung
7.2 Perspektiven

V Literaturverzeichnis

VI Anhang
1. Flyer zur Rekrutierung
2. Profile of Mood Scale (POMS)
3. State-Trait-Anxiety-Inventory
4. Perceived Stress Scale
5. Gesundheitsfragebogen
6. Protokoll Shuttle-and-run Test
7. Beispiel Trainingsplan
8. Einverständniserklärung

VII Ehrenwörtliche Erklärung

II Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Auswirkungen sportlicher Aktivität

Abbildung 2: Wechselbeziehungen

Abbildung 3: Wechselbeziehungen zwischen den untersuchten Themengebieten

Abbildung 4: Ablauf der Messungen (Fragebögen: POMS=Profile of Mood Scale, STAI-S/T=State-Trait-Anxiety-Inventory, PSS = Perceived Stress Scale; TOL=”Tower of London” (kognitiver Test))

Abbildung 5: Testaufbau Shuttle-and-run test (Topendsports, 2011). Die Teilnehmer müssen immer zwischen den aufgestellten Hütchen hin und her laufen

Abbildung 6: Versuchsort zum Shuttle-and-run Test auf dem Gelände des Sportinstituts Tübingen. Die Teilnehmer mussten zwischen der unteren Linie (Linie 1) und der abgeklebten Linie (Linie 2) hin und herlaufen

Abbildung 7: Teilnehmer beim Lauftest auf der Torfbahn des Sportinstituts Tübingen

Abbildung 8: Der Akzelerometer „ActiGraph“ (ActiGraph, 2011)

Abbildung 9: Gefüllte Plastikröhrchen für die Kortisolmessung im Speichel

Abbildung 10: Bildschirmdarstellung des “Tower of London” Testes (Dockery, 2011). Oben ist die Zielkonfiguration zu sehen, unten die Startkonfiguration. Die Zahlen rechts und links sind die Auswahlmöglichkeiten für das Ergebnis

Abbildung 11: Das komplette Studiendesign mit allen verwendeten Methoden

Abbildung 12: Mittelwerte der maximalen Sauerstoffaufnahmekapazität (VO2max.) von Session 1 (VO2max1) und Session 2 (VO2max2) mit einfacher Standardabweichung und Signifikanz: pFrauen=0,018; pMänner=0,002. Außerdem wird die prozentuale Veränderung angegeben. (* p < 0,05; ** p < 0,01)

Abbildung 13: Mittelwerte des Lauftestes von Session 1 (Laufzeit 1) und Session 2 (Laufzeit 2) mit einfacher Standardabweichung und Signifikanz: pFrauen < ,001 und pMänner=0,002 (** p < 0,01)

Abbildung 14: Mittelwerte der Kategorien des Profile of Mood Scale (POMS) vor dem „Tower of London“ Test in Session 1 (1er Kategorien) und Session 2 (2er Kategorien) mit einfacher Standardabweichung. Je höher die Werte, desto mehr entsprechen sie der jeweiligen Kategorie

Abbildung 15: Mittelwerte der Kategorien des Profile of Mood Scale (POMS) nach dem „Tower of London“ Test in Session 1 (1er Kategorien) und Session 2 (2er Kategorien) mit einfacher Standardabweichung. Je höher die Werte, desto mehr entsprechen sie der jeweiligen Kategorie. Signifikanz der Kategorie „Anspannung/Angst“ ist p=0,028. (* p < 0,05)

Abbildung 16: Mittelwerte des Fragebogens STAI-S von Session 1 (STAIS1) und Session 2 (STAIS2) mit einfacher Standardabweichung

Abbildung 17: Mittelwerte der Morgen-Kortisolmessung von Session 1 und Session 2 mit einfacher Standardabweichung (p=0,005 und 0,002; * p < 0,05; ** p < 0,01)

Abbildung 18: Mittelwerte des Fragebogens STAI-T von Session 1 (STAIT1) und Session 2 (STAIT2) mit einfacher Standardabweichung

Abbildung 19: Mittelwerte des Fragebogens Perceived Stress Scale (PSS) von Session 1 (PSS1) und Session 2 (PSS2) mit einfacher Standardabweichung

Abbildung 20: Mittelwerte der Reaktionszeiten des „Tower of London“-Tests von Session 1 mit einfacher Standardabweichung (p=0,116 und p=0,002; ** p < 0,01)

Abbildung 21: Mittelwerte der Reaktionszeiten der "Tower of London"-Aufgabe von Session 1 und Session 2 der Frauen (p= 0,030; 0,065; 0,015 und 0,051) mit einfacher Standardabweichung * p < 0,05)

Abbildung 22: Mittelwerte der Reaktionszeiten der "Tower of London"-Aufgabe von Session 1 und Session 2 der Männer (p= 0,045; 0,083; 0,025 und 0,003) mit einfacher Standardabweichung (* p < 0,05; ** p < 0,01)

Abbildung 23: Zusammenhang zwischen der „Tower of London“ Verbesserung in Prozent und der VO2max Verbesserung in Prozent. Es wurde die lineare Regressionsgerade berechnet

Abbildung 24: Zusammenhang zwischen der Stressveränderung in Prozent und der VO2max Verbesserung in Prozent. Es wurde die lineare Regressionsgerade berechnet

Abbildung 25: Zusammenhang zwischen der Stressveränderung in Prozent und der „Tower of London“-Verbesserung in Prozent. Es wurde die lineare Regressionsgerade berechnet

Abbildung 26: Stresswerte (Fragebögen STAIS1, STAIT1, PSS1 und Kortisolmessung Änderung=CORT_ÄN) der Ausscheider und der Gesamtteilnehmer von Session 1 im Vergleich

Abbildung 27: Vergleich der Ergebnisse des Profile of Mood Scale (POMS) in Session 1 von Ausscheidern und Gesamtteilnehmern

III Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Studien zum Einfluss von Laufen und Walken auf die Stimmung (Wabel, 1998)

Tabelle 2: Studien zu Sport und Stress

Tabelle 3: Studien im Bereich Kognition und Sport

Tabelle 4: Reviews zu Kognition und Sport

Tabelle 5: Studien zu Stress und exekutiven Funktionen

Tabelle 6: Probandendaten (PN=Probandennummer) mit Anfangs- (Gewicht 1 und BMI 1) und Enddaten (Gewicht 2 und BMI 2)

Tabelle 7: Trainingseinheiten der Studie

Tabelle 8: Ergebnisse Prä-Messung Fitnesstest (PN=Proband; Level= Shuttle-and-run-Level; VO2max=maximale Sauerstoffaufnahmekapazität)

Tabelle 9: Ergebnisse Postmessung Fitnesstest (PN=Proband; Level= Shuttle-and-run-Level; VO2max=maximale Sauerstoffaufnahmekapazität)

Tabelle 10: Normwerteinteilung VO2max. (=maximale Sauerstoffaufnahmekapazität); Normtabelle nach Topendsports.com; Einteilung in Session 1 (VO2max1 und Bewertung1) und Session 2 (VO2max2 und Bewertung2); PN= Probandennummer

Tabelle 11: Shuttle-and-run Test Verbesserungen (VO2max=maximale Sauerstoffaufnahmekapazität)

Tabelle 12: Ergebnisse des Lauftestes beider Sessions (PN=Proband)

Tabelle 13: T-Test der Fitnessdaten; Vergleich Session 1 zu Session 2 (N=Anzahl Datensätze)

Tabelle 14: Ergebnisse der ActiGraph Messungen von Session 1 und Session 2 (N= Anzahl Datensätze)

Tabelle 15: “Tower of London” Deskriptive Statistik Session 1. Unterteilung in Blöcke (1 und 2) und Schwierigkeiten (leicht und schwer) sowie in Reaktionszeit und Genauigkeit

Tabelle 16: “Tower of London” Deskriptive Statistik Session 2. Unterteilung in Blöcke (1 und 2) und Schwierigkeiten (leicht und schwer) sowie in Reaktionszeit und Genauigkeit

Tabelle 17: T-Test der Reaktionszeiten des „Tower of London“-Tests Session 1 zu Session 2

IV Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Problemdarstellung, Ziel und Aufbau der Arbeit

1.1 Problemdarstellung

„Ohne Bewegung ist Leben nicht möglich“ (Muster & Zielinski, 2006, S.6). Unser Körper wurde für Bewegung geschaffen, fürs Laufen und Jagen, Beerensammeln und zum Tragen von Wassereimern. Er ist für schwere körperliche Arbeit gebaut. In unserer modernen Zivilisation sind wir uns seiner Leistungsfähigkeit aber kaum noch bewusst. Wir sitzen im Büro, beim Essen, im Auto oder im Zug und abends sitzen wir vor dem Fernseher. Kaum eine berufliche Tätigkeit verlangt mehr körperliche Anstrengung: Bewegung und Sport in der Freizeit sind nicht immer an der Tagesordnung. Die Folgen unseres Bewegungsmangels sind die typischen Volkskrankheiten, wie Diabetes Mellitus oder chronischer Bluthochdruck (Focus Online, 2010; Handelsblatt, 2010). Diesen Krankheiten kann regelmäßige Bewegung entgegenwirken (Neumann & Frasch, 2007; Praag, 2008).

Die Auswirkungen sportlicher Aktivität sind aber weitaus vielfältiger. Sie betreffen nicht nur körperliche Beschwerden, sondern wirken auch auf die Psyche ein. Das Wohlbefinden, insbesondere Stimmungen und Befinden verbessern sich durch sportliche Aktivität nachweislich (Lippke & Vögele, 2006; Wabel, 1998). Desweiteren gibt es einen negativen Zusammenhang zwischen sportlicher Aktivität und dem Stresszustand einer Person. Regelmäßige Bewegung ist ein wichtiger Faktor im Vermeiden und Bewältigen von Stress (Neumann & Frasch, 2007; Predel & Tokarski, 2005). Zusätzlich kann die Gedächtnisleistung (die kognitiven Funktionen), dabei vor allem die exekutiven Funktionen, durch sportliche Aktivität positiv beeinflusst werden (Etnier, Nowell, Landers & Sibley (2006); Hillman, Erickson und Kramer (2008)).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Auswirkungen sportlicher Aktivität

Zwischen den genannten Themengebieten gibt es ebenfalls Beziehungen. So verringert Stress (vor allem der negativ belastete Distress) die Arbeitsleistung des Gedächtnisses und macht uns physisch und psychisch krank (Kollak, 2008).

Ein geringerer Stresslevel führt somit zu verbesserten Leistungen in kognitiven Tests (Sandi & Richter-Levin, 2009).

Aus diesen Erkenntnissen stellt sich die Frage inwieweit sportliche Aktivität zusammen mit dem Stresszustand auf die kognitiven Funktionen wirkt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Wechselbeziehungen

Ziel der folgenden Studie ist es somit, zu untersuchen, welche Auswirkungen sich durch sportliche Aktivität auf Stresszustand und kognitive Funktionen bei Studenten ergeben, welche Beziehungen zwischen Stresszustand und der Gedächtnisleistung bestehen und inwiefern die drei Bereiche zusammenhängen.

Es sollen dabei vor allem die Unterschiede zwischen den Altersgruppen überprüft werden.

Zusätzlich sollen die Auswirkungen des Trainings auf das Wohlbefinden untersucht werden.

In der Studie nahmen dazu untrainierte Studenten an einem zwölfwöchigen Ausdauertraining teil. Vor und nach der Intervention wurden bei allen Teilnehmern die kognitiven Fähigkeiten, der Stresszustand, der Fitnesslevel und das subjektive Wohlbefinden gemessen.

Durch das Training wurde der Fitnesszustand der Probanden deutlich verbessert und auch das Wohlbefinden hat sich gesteigert. Außerdem wirkte sich das Training positiv auf den allgemeinen Stresszustand und die Reaktionszeit beim kognitiven Test aus.

1.2 Art und Ziel der Arbeit

Diese Masterarbeit basiert auf einer Studie, die im Sommersemester 2011 mit Studenten der Universität Tübingen durchgeführt wurde, und behandelt im Wesentlichen folgende Fragestellungen:

1. Wie wirkt sich ein Ausdauertraining bei untrainierten Studenten auf die Leistung des Arbeitsgedächtnisses, insbesondere die exekutiven Funktionen, aus?
2. Welche Auswirkungen ergeben sich aus dem Training für den Stresszustand und die Stressresistenz?
3. Wie wirkt sich der Stresszustand auf die kognitive Leistungsfähigkeit aus?
4. Welche Beziehungen bestehen zwischen sportlicher Aktivität, Stress und den exekutiven Funktionen?
5. Verändert sich durch das Ausdauertraining das Wohlbefinden der Studenten?

Die Studie begleitete eine Hauptstudie von Prof. Dr. Nadja Schott am Institut für Sport- und Bewegungswissenschaft der Universität Stuttgart. In ihrer Studie werden die Auswirkungen eines Ausdauer- oder eines Meditationstraining bei Führungskräften zwischen 30 und 50 Jahren auf das Arbeitsgedächtnis und die Stressresistenz untersucht. Geplant war ein Vergleich der Daten zwischen den beiden Altersgruppen. Aus organisatorischen Gründen lagen die Ergebnisse der Studie von Prof. Schott zum Abgabezeitpunkt dieser Arbeit noch nicht vor, so dass hier nur die Daten und Ergebnisse der Studentenstudie behandelt werden.

Die Studie in Tübingen wurde geleitet von Carla Bräunig (Institut für Sport- und Bewegungswissenschaft, Universität Stuttgart) sowie Colleen Dockery (Institut für Medizinische Psychologie, Universität Tübingen).

Beteiligte Kooperationspartner an der Studie waren:

1. Das Institut für Sport- und Bewegungswissenschaft der Universität Stuttgart. Die Betreuung und Bewertung der Arbeit wurde von Prof. Dr. Nadja Schott übernommen, das Institut stellte außerdem die Akzelerometer zur Untersuchung der Alltagsaktivität zur Verfügung.
2. Das Institut für Medizinische Psychologie der Universität Tübingen. Frau Colleen Dockery betreute die Arbeit vor Ort und unterstützte bei den Messungen und der Auswertung. Außerdem wurden die kognitiven Tests in diesem Institut durchgeführt.

Das Institut für Sportwissenschaft der Universität Tübingen genehmigte die Benutzung der Sportanlagen für die Fitnesstests und das Training.

1.3 Aufbau der Arbeit

Zu Beginn der Arbeit werden die verschiedenen Themengebiete vorgestellt und der theoretische Hintergrund (Kapitel 2) dargestellt. Anschließend wird der aktuelle Forschungsstand (Kapitel 3) von körperlich-sportlicher Aktivität und seinen Auswirkungen, sowie Stresszustand und exekutiven Funktionen untersucht und vorherige Studien zu diesem Gebieten vorgestellt.

Dabei wird vor allem auf den aktuellen Stand der Untersuchungsfelder „Aktivität und exekutive Funktionen“ sowie „Aktivität und Stress“ eingegangen.

Es folgt die Darstellung der Konzeption der Studie (Kapitel 4) mit der Beschreibung der Probandengruppe sowie der angewandten Methoden (Diagnostik, Intervention, Trainingsplanung und Tests) und der statistischen Auswertung.

Anschließend werden die Ergebnisse der Studie (Kapitel 5) in folgenden Abschnitten dargestellt:

5.1. Fitnesszustand und Alltagsaktivität

Dokumentation des Fitnesszustandes und der Alltagsaktivität zu Beginn (Session eins) und am Ende der Studie (Session zwei), sowie die Veränderung währenddessen.

5.2 Wohlbefinden

Im zweiten Kapitel des Ergebnisteils wird auf die Veränderungen des Wohlbefindens im Verlauf der Studie eingegangen.

5.3 Stresszustand

Dokumentation der Kortisolwerte und der Ergebnisse der Stressfragebögen in Session eins und Session zwei

5.4 Kognitive Tests

Beschreibung und Vergleich der Entwicklung der kognitiven Leistungen der Probanden-Gruppe. Betrachtet werden die einzelnen Tests (Session eins und zwei) sowie eine mögliche Veränderung im Laufe der Studie.

5.5. Zusammenhänge von sportlicher Aktivität, Stress und exekutiven Funktionen

Dieses Kapitel des Ergebnisteils untersucht die Zusammenhänge und mögliche Korrelationen zwischen den einzelnen Veränderungen.

5.6. Ergebnisse der ausgeschiedenen Probanden

Zuletzt wird noch kurz auf die Ergebnisse der ausgeschiedenen Testpersonen eingegangen.

In Kapitel 6 (Diskussion) werden die Ergebnisse kritisch betrachtet und im Vergleich zu anderen Studien diskutiert.

Kapitel 6 ist in folgende Abschnitte unterteilt:

6.1 Effekte des Ausdauertraining

In diesem Kapitel sollen die Effekte des Ausdauertrainings auf die relevanten Bereiche interpretiert werden. Mögliche Zusammenhänge und Signifikanzen werden dargestellt und in Bezug zu anderen Studien untersucht.

6.2 Auswirkungen von Stress auf Kognition

Welche Auswirkungen hat der Stresszustand der Probanden auf die kognitiven Fähigkeiten? Diese Frage wird anhand der Ergebnisse in den Kapiteln 5.3. und 5.4 geprüft.

6.3 Methodenkritik

Der letzte Punkt im Diskussionsteil beschäftigt sich mit der Methodenkritik der Intervention, des Studiendesigns und der verwendeten Methoden. Hierbei werden auch Überlegungen zu Verbesserungen im Design oder Änderungen für eine eventuelle Wiederholung der Studie dargelegt.

Kapitel 7 (Zusammenfassung und Perspektiven) fasst die Ergebnisse der Studie zusammen und zeigt Perspektiven für die Zukunft.

Den Abschluss der vorliegenden Arbeit bilden das Literaturverzeichnis, der Anhang sowie eine ehrenwörtliche Erklärung.

2 Theoretischer Hintergrund

Das folgende Kapitel dient dazu, den theoretischen Hintergrund zu den untersuchten Themenbereichen darzulegen. Die Teilgebiete „Körperlich-sportliche Aktivität“, „Wohlbefinden“, „Stress“ und „exekutive Funktionen“ werden nacheinander erläutert und zu jedem Fachgebiet die gängigsten Messverfahren vorgestellt. Die positiven Auswirkungen von körperlicher Aktivität und Sport auf die Gesundheit wurden schon untersucht und wissenschaftlich belegt (Neumann & Frasch, 2007). Für die vorliegende Arbeit ist vor allem der Einfluss von körperlicher Aktivität auf die Funktionen des Arbeitsgedächtnisses bzw. die Stressresistenz von Bedeutung.

Der aktuelle Forschungsstand der Themengebiete sowie die Zusammenhänge zwischen den Bereichen werden in Kapitel drei beschrieben.

2.1 Körperliche und sportliche Aktivität

Körperliche Aktivität und Sport sollten voneinander unterschieden werden.

„Während sich »körperliche Aktivität« […] als Oberbegriff auf jede körperliche Bewegung bezieht, die durch die Skelettmuskulatur produziert wird und den Energieverbrauch über den Grundumsatz anhebt, bezeichnet »Sport« eine historisch-kulturell definierte Untergruppe von »körperlicher Aktivität«, für die traditionell insbesondere körperliche Leistung, Wettkampf und Spaß an der Bewegung typisch sind.“ (Statistisches Bundesamt 2011)

Körperliche Aktivität sind somit alle Bewegungen, die im Alltag vollführt werden. Das reicht von Haushalts- und Gartentätigkeiten über Lauf- oder Fahrradwege zu Arbeit, Freizeit und Erledigungen bis hin zu Aktivitäten wie Hund ausführen, mit Kindern spielen oder Verwandte pflegen. Laut mehrerer Studien ist schon ein geringes Maß an körperlicher Aktivität ausreichend, um positive Effekte im Bereich des Herz-Kreislauf-Systems und des Muskelaufbaus zu erreichen (Neumann & Frasch, 2007; Predel & Tokarski, 2005).

Unter Sport oder sportlicher Aktivität hingehen versteht man alles, was über diese Alltagsaktivitäten hinaus geht und aus einem bestimmten Grund betrieben wird. Die Motive hierfür können genauso vielfältig (Gesundheit, Fitness, Spaß, Leistung, Wettkampf, Gemeinschaft, etc.) wie die Anforderungen sein, das hängt von der jeweiligen Sportart ab (Muster & Zielinski, 2006).

Für die Studie wurde das Laufen als eine Form des Ausdauersports gewählt.

Ausdauer gehört zu den motorischen Grundeigenschaften und bezeichnet die Ermüdungswiderstandsfähigkeit bei langdauernden Belastungen (Dober, 2010). Dabei untergliedert man Ausdauer in die Abschnitte Schnelligkeits-, Kurzzeit-, Mittelzeit- und Langzeitausdauer. Die Langzeitausdauer beginnt bei 10 Minuten Trainingsdauer und die Energiebereitstellung erfolgt vor allem aerob (unter Sauerstoffverwendung). Sportarten im Langzeitausdauerbereich sind die klassischen Ausdauersportarten, wie Laufen, Schwimmen, Radfahren, Rudern, Langlaufen, Inlineskaten, etc. Man bezeichnet sie auch als Sportarten der „allgemeinen, aeroben, dynamischen Ausdauer“ (Muster & Zielinski, 2006, S.10).

Ausdauertraining bewirkt positive Adaptionen des Körpers im Bereich der Muskulatur, des Herz-Kreislauf-Systems, des Nervensystems, des Blutkreislaufes und der Gefäße sowie im Immunsystem (Muster & Zielinski, 2006).

Das Ausmaß körperlicher bzw. sportlicher Aktivität kann über verschiedene Messverfahren ermittelt werden. Es können objektive und subjektive Verfahren zum Einsatz kommen. Bei den subjektiven werden vor allem Fragebögen und Ratingskalen verwendet, um die sportliche Aktivität einteilen zu können. Diese Methoden sind zwar einfach durchzuführen, aber haben eine größere Fehlerquote. Deshalb ist die Anwendung von objektiven Methoden zu empfehlen (Müller, Winter, & Rosenbaum, 2010; Woll, 2004). Die am häufigsten verwendeten objektiven Maße sollen hier kurz vorgestellt werden.

Watt und Herzfrequenz

Mittels einer Fahrradergometrie oder eines Laufbandtests kann ein Belastungstest durchgeführt werden. Dabei wird die Wattzahl langsam gesteigert. Über die Höhe der Wattzahl, die Dauer der Belastbarkeit und die Herzfrequenz kann der Fitnesszustand ermittelt werden. Die Herzfrequenz steigt bei einer Belastung linear an (Muster & Zielinski, 2006).

Maximale Sauerstoffaufnahme

Mit einer sogenannten Spiroergometrie kann die Sauerstoffaufnahme während einer Belastung mit einer Sauerstoffmaske gemessen werden. Bis zu der Belastungsgrenze steigt die Aufnahme/min. kontinuierlich an. Ab der individuellen Grenze ist keine weitere Steigerung mehr möglich und die maximale Sauerstoffaufnahmekapazität (VO2max) ist erreicht. Je besser ein Mensch trainiert ist, desto größer ist seine VO2max (Muster & Zielinski, 2006).

Beschleunigungssensoren

Diese Sensoren messen die Beschleunigung des Geräts, indem sie die auf eine Testmasse wirkende Trägheitskraft bestimmen. Damit kann festgestellt werden, ob eine Geschwindigkeitszu- oder abnahme stattfindet. Je nach Anzahl der Achsen in einem Beschleunigungsmesser für Messung der körperlichen Aktivität können verschiedenen Aussagen über den Energieverbrauch sowie die Frequenz, Dauer und Intensität gemacht werden (Müller, Winter & Rosenbaum, 2010).

2.2 Wohlbefinden

Für den Begriff „Wohlbefinden“ gibt es viele verschiedene Definitionen. Schlicht (1995) hat unterschiedliche Komponenten und Dimensionen des Begriffs zusammengetragen. Danach lässt sich Wohlbefinden zum einen in körperliches, psychisches und soziales Wohlbefinden unterteilen. Zum anderen kann Wohlbefinden ein akuter Zustand sein, wie er z.B. nach einer sportlichen Belastung zu spüren ist oder aber ein langfristiges Wohlbefinden, dass die Person generell verspürt.

Bei Schlicht (1995) wird auch zwischen dem subjektiven und dem objektiven Wohlbefinden unterschieden. Objektives Wohlbefinden ist dabei – ähnlich wie die Gesundheit – einfach das Fehlen von Krankheiten und Beschwerden.

Subjektives Wohlbefinden bezieht sich auf die körperlichen und psychischen Zustände einer Person. Dabei hat man nicht nur keine Krankheitssymtome, sondern spürt auch „positive Körpersensationen“ (Schlicht, 1995, S.27). Insgesamt lassen sich sieben Faktoren herausfiltern, die das körperliche Wohlbefinden erklären können:

- „Zufriedenheit mit dem eigenen Körper
- Gefühle von Ruhe und Muße
- Vitalität und Lebensfreude
- Abnehmende Spannung und Müdigkeit
- Genußfreude und Lustempfinden
- Konzentrations- und Reaktionsfähigkeit
- Frische und angenehmes Körperempfinden“ (Schlicht, 1995, S.27)

Psychisches Wohlbefinden bezieht sich auf positive wie negative Stimmungen und Emotionen, wie z.B. Ärger, Trauer, Angst, Freude, Glück, Wohlbehagen und auf eine allgemeine Lebenszufriedenheit (Schlicht, 1995).

Der Zustand von gutem Wohlbefinden ist somit ein sehr komplexes Konstrukt, dass viele äußere wie innere Faktoren zusammenfügt.

Wohlbefinden kann über verschiedene Verfahren ermittelt werden. Am häufigsten kommen aber subjektive Methoden zum Einsatz, die auf einer Selbstauskunft des Befragten basieren. In diesem Bereich wurden schon einige Fragebögen und Skalenniveaus entwickelt, so z.B. der Profile of Mood Scale, kurz POMS (McNair, Lorr, & Droppelmann, 1971). Der POMS beinhaltet 65 Adjektive, die den aktuellen Gefühlszustand beschreiben. Der Fragebogen beinhaltet sechs Subskalen: „Anspannung/Angst“, „Ärger/Feindseligkeit“, „Depression“, „Kraft/Aktivierung“, „Müdigkeit“ und „Verwirrtheit“. Die Teilnehmer verwenden eine fünfstufige Likert-Skala von „0=überhaupt nicht“ bis „5= sehr stark“, um die Adjektive zu bewerten.

Ein weiteres Instrument ist der State-Trait-Anxiety-Inventory (STAI) (Spielberger et. al., 1983). Dieser Fragebogen unterteilt sich in die Varianten STAI-S und STAI-T, wobei S für State (Lage, Zustand) und T für Trait (Charakteristik, Merkmal) steht. Der STAI ist ein Verfahren, mit dem man aktuelle und habituelle Angst erfassen kann. Die deutschsprachige Version stammt aus dem Jahr 1981 von Laux et al. Der Fragebogen besteht aus zwei getrennten Teilen (state und trait) mit jeweils 20 Aussagen und fragt nach dem aktuellen Zustand, sowie dem situationsunabhängigen Allgemeinbefinden. Die Aussagen werden auf einer vierstufigen Likert-Skala bewertet und aus der Summierung der Items ergeben sich zwei Gesamtwerte zwischen 20 und 80. Je höher der Wert ist, desto größer ist der aktuelle oder generelle „Angstzustand“ (Bieling, Antony, & Swinson, 1998).

Für den Bereich des Wohlbefindens ist vor allem der State-Teil (der erste Teil) des Fragebogens interessant.

Diese beiden Verfahren stehen stellvertretend für viele weitere quantitative Forschungsmethoden im Bereich von Wohlbefinden und Stimmungen.

2.3 Stress und Stressresistenz

Stress ist nach Selye, dem ‚Vater‘ der Stressforschung, die „unspezifische Reaktion des Organismus auf jegliche Anforderungen“ (Selye, 1983) (vgl. Frey, Graf Hoyos, & Stahlberg, 1988, S.429).

Diese Reaktionen können durch äußere und innere Reize hervorgerufen werden. Weiterhin bezeichnet Stress auch die durch die Reize entstehende körperliche und psychische Belastung.

Stress lässt sich in zwei Arten aufteilen, in positiven Stress, auch Eustress genannt und in den negativ belasteten Distress (Plaumann, Busse, & Walter, 2006).

Wie stressig eine Situation wahrgenommen wird und ob sie eher positiv oder negativ belegt ist, hängt von den individuellen Persönlichkeitsmerkmalen und der individuellen Belastungsgrenze ab. So sind Einstellungen einer Person, wie z.B. Perfektionismus oder ein starkes Kontrollbedürfnis, Merkmale, die die Stressreaktion noch verstärken können (Reimann & Pohl, 2006).

Zuviel Stress kann den Körper krank machen. Die Stressreaktion, die entsteht, sollte möglichst der Situation angepasst sein, so dass wir die Stresshormone, die freigesetzt werden, auch wieder abbauen können. Bei unseren Vorfahren wurden diese Hormone z.B. bei der Jagd oder wenn sie selbst verfolgt wurden, ausgeschüttet. Diese konnten aber durch das schnelle Laufen sofort wieder abgebaut werden. Stresssituation und Stressreaktion (Ausschüttung der Hormone) waren somit auf dem gleichem Niveau. Werden Stresshormone freigesetzt, ohne dass sie durch z.B. Bewegung wieder abgebaut werden können oder wenn wir der Situation nicht gewachsen sind, entstehen überschießende Stressreaktionen, die große schädigende Auswirkungen auf die Gesundheit des Menschen haben können (Neumann & Frasch, 2007).

Sowohl physisch als auch psychisch reagieren wir auf solche dauernden Anforderungen, die wir nicht bewältigen können. Bluthochdruck, geschwächte Immunabwehr, Magengeschwüre und Herzstörungen sind körperliche Symptome; Depressionen, Schlafstörungen, Reizbarkeit und Angstzustände sind einige der psychischen Probleme, die auftreten können.

Sport ist ein geeigneter Weg, um die Stressreaktionen im Körper zu verringern und vor allem auch die Stressresistenz zu erhöhen (Neumann & Frasch, 2007). Mit einer größeren Stressresistenz ist verbunden, dass wir eine Situation erst nach längerem Einwirken und einer größeren Menge der Stressoren (=Einflüssen) als stressig empfinden als eine Person mit niedrigerer Stressresistenz.

Beide Wege führen dazu, dass uns Stress weniger krank macht und wir ihn besser mit weniger Folgen ertragen können.

Der Stresszustand eines Probanden kann entweder subjektiv über Selbstauskunft oder objektiv über verschiedene Methoden ermittelt werden. Zu den objektiven Verfahren gehören die Ermittlung der Stresshormone, vor allem von Kortisol, über Blut oder Speichelproben.

Bei den subjektiven Methoden kommen generalisierte und validierte Fragebögen zum Einsatz. Hier wird z.B. die Perceived Stress Scale (PSS) (Reis, Hino, & Rodriguez Anez, 2010) angewendet. Den PSS Fragebogen gibt es als PSS-10 oder PSS-14. In den 10-14 Items wird nach Gefühlen und Gedanken in bestimmten Situationen während des letzten Monats gefragt. Die Teilnehmer beantworten die Frage in einer fünfstufigen Likert Skala von 0=nie bis 4=sehr oft. Daraus ergibt sich ein Gesamtwert zwischen 0 und 56, der den aktuellen Stresszustand darstellt. Je höher die Zahl, desto größer ist das Stressniveau.

Auch der State-Trait-Anxiety-Inventory (STAI) (Spielberger et. al., 1983) kommt im Bereich der Stressforschung zum Einsatz. Dieser Fragebogen wurde in Kapitel 2.2 schon erläutert.

Diese beiden Instrumente stehen stellvertretend für viele weitere Möglichkeiten, den Stresszustand zu ermitteln. In der vorliegenden Studie kamen sowohl ein objektives Verfahren (Kortisolmessung im Speichel) als auch subjektive Methoden (beide vorgestellten Fragebögen) zum Einsatz.

2.4 Exekutive Funktionen und Arbeitsgedächtnis

Das menschliche Gehirn teilt sich in mehrere große Bereiche auf und ergibt mit dem Rückenmark zusammen das Zentralnervensystem. Das Gehirn besteht aus dem verlängerten Mark, der Brücke, dem Mittelhirn, dem Kleinhirn, dem Zwischenhirn und dem Endhirn oder Großhirn. Das Mark, die Brücke und das Mittelhirn werden zusammen Hirnstamm genannt, dieser Teil ähnelt im Aufbau dem Rückenmark. Die Oberfläche des Gehirns, die sogenannte Großhirnrinde oder der Cortex, teilt sich in verschiedene Areale auf, die unterschiedliche Funktionen haben (Silbernagel & Despopoulos, 2007).

Kognitive Funktionen

Zu den kognitiven Funktionen zählt man alle Prozesse der Informationsverarbeitung beim Menschen, man nennt es auch „Denken“. Es ist ein Oberbegriff für alle geistigen Fähigkeiten wie z.B. Aufmerksamkeit, Erinnerung, Lernen, Erkennen und Verstehen. Planungsprozesse und die Lösung komplexer Probleme sind in diesem Bereich ebenfalls einzuordnen.

Exekutive Funktionen

Eines der Felder der Großhirnrinde ist der präfrontale Cortex. Diesem Teil werden im Gegensatz zu den motorischen Funktionen des hinteren Frontallappens die Planung der motorischen Prozesse und die Handlungssteuerung zugeschrieben.

Die Funktionen des präfrontalen Cortexes lassen sich übergreifend mit dem Begriff „exekutive Funktionen“ beschreiben. Damit werden die Vorgänge bezeichnet, mit denen der Mensch sein Verhalten steuert: Planungen, Treffen von Entscheidungen, motorische Steuerung und Selbstkorrektur gehören dazu. Dieses sind die „höheren“ kognitiven Prozesse.

Arbeitsgedächtnis

Das Arbeitsgedächtnis ist ein Teil des menschlichen Erinnerungsvermögens, es wurde früher auch als Kurzzeitgedächtnis bezeichnet. Seit 1974 gibt es aber das Modell des Arbeitsgedächtnisses von Baddeley und Hitch, die das vorherige Modell präzisiert haben.

„Das Arbeitsgedächtnis ist für die Aufnahme und den Abruf sehr kurzfristiger Informationen zuständig, z.B. um einen Satz inhaltlich verstehen zu können“ (Anderson, 2007, S.213) sowie für die Lösung komplexer Probleme.

Für die Ermittlung der Leistung hinsichtlich dieser kognitiven Funktionen gibt es sehr viele verschiedene Möglichkeiten. Neben klassischen Intelligenztests, werden oft Aufgaben am Computer zur Ermittlung herangezogen. Dazu gehören Merk- und Lerntests, Planungsaufgaben (z.B. „Tower of London“), Gedächtnisaufgaben (z.B. „n-Back“ Aufgabe), Kombinationsaufgaben (z.B. „Stroop-Test“) und viele weitere.

In diesen Tests wird meistens die Reaktionszeit ermittelt, in der jede einzelne Aufgabe gelöst wird, sowie die Genauigkeit aller Einzelaufgaben in Prozent (d.h. 100 bedeutet 100% richtig gelöste Aufgaben).

Zur genaueren Untersuchung der Aktivität im präfrontalen Cortex kann während der Durchführung der Tests eine Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT) gemacht werden. Dabei können die aktiven Gehirnareale erkannt werden.

3 Forschungsstand

Nachdem die vier Themengebiete Sportliche Aktivität, Stress, Gedächtnisleistung und Wohlbefinden im vorherigen Kapitel vorgestellt und erläutert wurden, wird im folgenden Kapitel der aktuelle Forschungsstand anhand von Studien- und Forschungsergebnissen dargestellt. Daraus kann anschließend die Forschungslücke erstellt werden.

Die Eingangsfrage ist dabei, inwiefern sich die einzelnen Bereiche gegenseitig beeinflussen. Kann sportliche Aktivität bei gestressten Personen evtl. größere Verbesserungen bei der Gedächtnisleistung hervorrufen als bei weniger gestressten Personen? Oder haben Probanden mit größerem Stresszustand durch die Trainingsintervention sogar noch mehr Stress und entziehen sich daher jeglicher sportlicher Aktivität? Auf diese Fragen soll nach der Vorstellung der einzelnen Forschungsergebnisse eingegangen werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Wechselbeziehungen zwischen den untersuchten Themengebieten

3.1 Sportliche Aktivität und Wohlbefinden

Sportliche Aktivität ist eine sehr wichtige Voraussetzung für ein gutes Wohlbefinden. Lippke und Vögele (2006) beschreiben, dass „Sport und Bewegung das psychische Wohlbefinden verbessert und Angst, Depression und Belastung reduziert.“ (S.199). Viele psychologische Prozesse führen zu einer Steigerung des Wohlbefindens durch körperliche Aktivität. So wird z.B. das Selbstvertrauen und die Selbstregulationsfähigkeit verbessert, die Aktivität lenkt von negativen Gedanken und Gefühlen ab, sie wirkt als Belastungspuffer und erhöht soziale Kontakte, die ebenfalls zu verbessertem Wohlbefinden führen.

Auch Predel und Tokarski (2005) erläutern die positiven Auswirkungen auf das Wohlbefinden und die psychische Gesundheit: „Die Freisetzung von Endorphinen während muskulärer Aktivitäten […] führt zu einer nachhaltigen Stimmungsaufhellung […].“ (S.836)

Wabel (1998) berichtet zum Thema „Stimmung und sportliche Aktivitäten“ über einige Studien, die die Auswirkungen von Sport auf die Stimmung untersucht haben. Dabei sind vor allem die Studien interessant, die sich mit dem Laufen als Sportart beschäftigt haben.

Tabelle 1 (Wabel, 1998, S.50f.) gibt einen Überblick über insgesamt vier Studien, die den Einfluss von Laufen oder Walking auf die Spannung/Zustandsangst und auf die Stimmung untersucht haben.

Tabelle 1: Studien zum Einfluss von Laufen und Walken auf die Stimmung (Wabel, 1998)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Morgan u.a. (1973) hat in seiner Untersuchung die Probanden auf einem Laufband einer Belastung mit 80% der maximalen Sauerstoffaufnahmekapazität ausgesetzt. Die Zustandsangst wurde sowohl vor und nach der Belastung, als auch währenddessen gemessen. Dabei wurde eine deutliche Steigerung bis zur Mitte der Belastungszeit festgestellt. Nach der Belastung sank die Zustandsangst unter das Niveau vor der Belastung.

Bei Wilson u.a. (1981) wurden die Auswirkungen von Laufen und der Kontrollbedingung Essen auf die Zustandsangst untersucht. Die Laufgruppe lief einige Runden (keine genauere Angabe) auf einer Indoor-Bahn, die Kontrollgruppe durfte etwas essen. Bei beiden Gruppen gab es eine Spannungsminderung d.h., dass beide Gruppen entspannter waren. Wenn wir uns aber immer nur über das Essen entspannen würden, hätte das den Nachteil, dass wir an Gewicht zunehmen würden.

In der Studie von Ewing et al. (1984) wurden die Subskalen des POMS sowohl vor als auch nach einer Belastung auf dem Laufband untersucht. Die negativen Aspekte Spannung, Depression, Ärger, Müdigkeit und Verwirrtheit verbesserten sich dabei sowohl bei der Laufgruppe als auch bei der Kontrollgruppe. Der positive Stimmungsaspekt Aktivität verbesserte sich aber nur bei der Läufergruppe, so dass in dieser Gruppe mehr Erfolge erzielt wurden.

Dryer/Crouch (1987) untersuchten ebenfalls die Stimmungsbereiche des POMS. Die Gruppen waren dabei Vielläufer (ca. 90 km/Woche), Laufanfänger (ca. 3-mal/Woche für 30 min) und Nicht-Läufer. Die negativen Stimmungsbereiche Depression, Ärger, Verwirrtheit und Spannung verbesserten sich bei allen Läufern positiv.

Die Ergebnisse dieser Studien zeigen, dass Laufen und Walken zu einer (kurzfristigen) Verminderung der Spannungsangst sowie zu einer Verbesserung der positiven Stimmung führen. Vor allem die negativen Stimmungen, wie Depressivität, Ärger und Verwirrtheit werden durch das Laufen positiv beeinflusst (Wabel, 1998).

Insgesamt gesehen sind viele physiologische Prozesse im Körper für psychologische Veränderungen verantwortlich, so z.B. die Ausschüttung von Endorphinen. Aber auch der gesellige Aspekt und die Ablenkung von Alltagsproblemen darf bei der Auswirkung von sportlicher Aktivität auf der Wohlbefinden nicht vernachlässigt werden.

3.2 Sportliche Aktivität und Stress

Sportliche Aktivität bewirkt nicht nur eine Veränderung der psychologischen Systeme und damit eine Verbesserung des Wohlbefindens.

Predel & Tokarski (2005) erläutern die Wirkung in hormonellen Regelkreisen. Durch Sport wird z.B. die Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse aktiviert, was eine vermehrte Ausschüttung von Kortisol zur Folge hat. Dies erleichtert die Anpassungsfähigkeit auf Belastungen. Weiterhin führt ein verbesserter Ausdauertrainingszustand zu einer verringerten Freisetzung von Stresshormonen wie Adrenalin und Noradrenalin. In der sportlichen Aktivität werden zudem die gleichen körperlichen Symptome produziert wie in einer Stresssituation (z.B. Schwitzen, Herzklopfen, Hyperventilation). Durch das häufige Erfahren dieser Symptome ohne einen Stressor wird der Umgang damit erleichtert (Lippke & Vögele, 2006).

Das Erfahren von Leistungsgrenzen und der Umgang damit erhöhen das Selbstvertrauen und verbessern die Selbstregulationsfähigkeit. Einer Person mit höherem Selbstvertrauen fällt es leichter, eine stressige Situation gut zu überstehen, als einer Person mit niedrigem Selbstvertrauen.

Zuletzt sind noch der gesellige Aspekt der sportlichen Aktivität und die Ablenkung von Problemen und schwierigen Situationen des Alltags positiv hervorzuheben. Auch darüber wird der Stresszustand verringert.

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