Bei der Stabilität der Lendenwirbelsäule (LWS) spielt die Biomechanik umliegender Gelenke eine entscheidende Rolle. Brustwirbelsäule (BWS) und Hüftgelenk müssen ausreichend mobil und stabil sein, um auf- und absteigende Ursache-Folge-Ketten zu vermeiden und bei schnellen Bewegungen eine adäquate Kraftübertragung zu gewährleisten. Globale und insbesondere lokale stabilisierende Muskeln der LWS leisten einen wichtigen Beitrag zur Funktionsfähigkeit und Stabilität der LWS. Sie können mit isolierten Rückenübungen und mehrgelenkigen Grundübungen effektiv trainiert werden.

Zu viele Menschen leiden unter Rückenschmerzen. Der Anteil der Personen, die einmal in ihrem Leben unter Rückenschmerzen leiden (Lebenszeitprävalenz), liegt in der deutschen Bevölkerung bei circa 85 Prozent (1). Auch bei Eliteathleten mit sehr hohem Trainingsvolumen treten häufig Rückenschmerzen auf (2). Ein überwiegender Teil der Rückenschmerzen fällt dabei in die Kategorie des unspezifischen Kreuzschmerzes, der die LWS betrifft (3). Demnach ist es sowohl für Sportler als auch für Patienten wichtig, spezifische und evidenzbasierte Programme zur Funktionsverbesserung der LWS zu entwickeln.

Bewegungsgrade der Wirbelsäule

  • Generell können in der LWS alle Bewegungen stattfinden, allerdings mit deutlichen Unterschieden im jeweiligen Bewegungsausmaß.
  • Gesamtausmaß LWS Beugung/Flexion 40 bis 45 Grad, Streckung/Extension circa 40 Grad, Drehung/Rotation LWS nur fünf Grad auf jede Seite, Seitneigung/Lateralflexion circa 20 Grad (4, 5). Circa ein Viertel der Gesamtextension kommt aus der LWS.
  • Die Halswirbelsäule (HWS) ist in allen Bewegungsrichtungen sehr mobil ist
  • Die BWS hat eine gute Rotationsfähigkeit (35 Grad pro Seite) und Lateralflexio. Die Rotation findet vorwiegend in der oberen und mittleren BWS in den Segmenten Th1 bis Th9 statt, wobei jedes Segment circa vier Grad Rotation auf jede Seite aufweist (6).

Drei Systeme zur LWS-Stabilisierung. Die Stabilität der LWS kann in verschiedenen Ebenen stattfinden (7). Panjabi (8) beschrieb 1992 drei Systeme zur Stabilisierung der Wirbelsäule: die knöcherne Wirbelsäule als passives System, die Muskulatur als aktives System und das neuronale System.

Die neuromuskuläre Kontrolle des Beckens hängt direkt mit der LWS zusammen und sollte daher in Untersuchung und Training miteinbezogen werden. Kippt das Becken nach vorne (anterior pelvic tilt), führt dies zu einer LWS-Lordose; das Kippen nach hinten (posterior pelvic tilt) entlordosiert beziehungsweise bewirkt eine Abflachung der LWS. Die anteriore Kippung wird von der hüftbeugenden Muskulatur (unter anderem M. iliopsoas und M. rectus femoris) und der LWS-extendierenden Muskulatur (lumbaler Teil des M. erector spinae) durchgeführt. Eine Dysfunktion dieser Muskeln kann zu einem nach vorne gekippten Becken führen und weitere Probleme nach sich ziehen.

Die Kippung nach hinten wird durch die vordere und seitliche Bauchmuskulatur sowie die Glutäen und die ischiokrurale Muskulatur angesteuert (4).

Die segmentale Stabilisation der LWS findet durch die lokale autochtone Muskulatur wie den M. multifidus, M. spinalis und Teile des M. longissimus statt (7). Die tiefen Anteile des M. multifidus weisen dabei ein antizipatorisches Innervationsprogramm auf und stabilisieren die LWS vor der eigentlichen Bewegungsausführung, zum Beispiel der oberen Extremität (9). Daher können reaktive Übungen mit Widerstand für das Training segmentaler Rückenmuskeln verwendet werden. Der M. transversus abdominis nimmt ebenso bei der Stabilisierung der LWS beziehungsweise des Rumpfes eine bedeutende Funktion ein. Zusammen mit Zwerchfell, Beckenboden, Rücken- und Bauchmuskulatur ist er für den Aufbau des intraabdominellen Drucks zuständig. Dieser ist beim Bewegen von hohen Lasten essenziell und wird durch das Valsalva-Manöver generiert, um Stabilität im Rumpf zu gewährleisten (10). Auch ist eine Rumpfaktivierung bei Langhantelübungen mit über 80 Prozent der Maximalkraft deutlich höher als bei Stützübungen auf instabilen Unterlagen, was bei der Priorisierung von Übungen miteinbezogen werden kann (11). Jedoch steigt bei diesen Lasten auch der Bandscheibendruck stark an, was individuell berücksichtigt werden sollte.

Valsalva-Manöver

Beim Valsalva-Manöver wird unter Aktivierung der Bauchmuskulatur eine starke Ausatmung gegen geschlossenen Mund und Nase durchgeführt. Dadurch erhöht sich der intraabdominelle Druck und der Rumpf kann auch unter schweren Lasten stabil gehalten werden. In der Medizin kommt das Manöver auch als klinischer Test zum Einsatz.

Es gilt Ursache-Folge-Ketten zu beachten. Auf- und absteigende Ursache-Folge-Ketten können zu Schmerzen und Dysfunktionen in benachbarten Gelenken führen. Eine gute Rotationsfähigkeit der BWS ist entscheidend, um bei sportlichen Bewegungen keine kompensatorischen weiterlaufenden Bewegungen in der LWS zu generieren. Die BWS kann etwa durch einen chronischen Rundrücken (Kyphose) – zum Beispiel aufgrund zu vielen Sitzens – steif sein und ein Rotationsdefizit aufweisen. Dieses Defizit ist nicht zwingend strukturell bedingt, beispielsweise durch Anpassung bindegewebiger Strukturen, sondern kann allein durch ein fehlendes Bewusstsein für eine aufrechtere Haltung zustande kommen. Wird diese ineffiziente und gebeugte Haltung bei sportlichen Aktivitäten beibehalten, dann muss die LWS die fehlende BWS-Rotation kompensieren und ist damit zusätzlichen Belastungen ausgesetzt. Diese Überbelastung kann längerfristig und bei hohem Trainingsvolumen symptomatisch werden. Dennoch scheint es zwischen mechanischen Faktoren wie Beckenkippung und dem Grad der LWS-Lordose, sprich haltungsbezogenen Parametern, keinen Zusammenhang mit Rückenschmerzen zu geben (16). Eine vermehrt kyphotische Haltung scheint daher nicht per se zu Problemen zu führen, kann aber beim Sport dysfunktionale Bewegungsmuster fördern und damit auf Dauer das Potenzial für Überlastungserscheinungen erhöhen.

Die Hüfte als starker Partner der LWS. Die Beweglichkeit der Hüfte sollte beim Training der LWS unbedingt mit beachtet werden. Es gibt Hinweise, dass bei Rückenschmerz-Patienten und Sportlern mit lumbalen Dysfunktionen eine verminderte Beweglichkeit des Hüftgelenks, insbesondere der Innenrotation (und in der Hüftstreckung), vorliegt (12, 13). Da aber bei allen Bewegungsmustern, die mit Fortbewegung zu tun haben, das Becken rotieren muss, kann es durch eine Restriktion im Hüftgelenk zu einer weiterlaufenden Rotation in der LWS kommen – vor allem bei Bewegungsmustern mit großen Amplituden wie Sprints oder Ausfallschritten. Eine Übung zur Erweiterung des passiven Bewegungsausmaßes des Hüftgelenks ist die wechselseitige Hüftrotation im Sitz (Abb. 1–3), bei der gleichzeitig Innen- und Außenrotation mobilisiert werden. Das Becken sollte dabei möglichst aufgerichtet sein, um den Effekt auf die Hüftkapsel zu optimieren. Zur aktiven Verbesserung kann in Rückenlage die bilaterale Innenrotation mit einem Ball zwischen den Knien durchgeführt werden (Abb. 4).

Abbildung 4: bilaterale HüftinnenrotationDavid Scheinost
Abbildung 4: bilaterale Hüftinnenrotation

Isoliertes und mehrkettiges Training ist die Lösung. Eine Degeneration sowohl der lokalen als auch der globalen Stabilisatoren steht in Zusammenhang mit chronischen Rückenschmerzen und einer lumbalen Funktionseinschränkung. So konnte bei verschiedenen Muskeln der Rückenmuskulatur von Rückenschmerz-Patienten eine Infiltration von Fett- und Bindegewebe nachgewiesen werden (16). Ein Kraftdefizit des globalen Systems könnte sogar einen ursächlichen Einfluss auf die Entstehung und Entwicklung von Rückenschmerzen haben (15). Eine geringe Maximalkraft sowie Kraftausdauer der lumbalen Extensoren, der abdominalen Muskulatur und der Hüftbeuger werden ebenfalls mit Rückenschmerzen in Verbindung gebracht (16). 

Anatomisch gesehen sind die Muskeln, die an der betreffenden passiven Struktur ihren Ansatz und Ursprung haben, für eine größtmögliche Stabilisierung dieser Struktur verantwortlich. Das ist im Fall einer umfänglichen segmentalen Stützfunktion der Wirbelsäule die autochthone Wirbelsäulenmuskulatur. Deren Training kann über ein isoliertes Rückenstreckertraining erfolgen, bei dem vor allem die Bein- und Gesäßmuskulatur ausgeschaltet ist, um so die kleinen Rückenmuskeln isoliert aufzubauen. Ein solches Training kann beispielsweise an geeigneten komplexen Rückenstreckergeräten erfolgen, bei denen die Beine fixiert werden können (Abb. 5).

Abbildung 5: isoliertes RückenstreckertrainingFlorian Münch
Abbildung 5: isoliertes Rückenstreckertraining

Komplexe Mehrgelenksübungen sollten aber immer Bestandteil eines Trainingsprogrammes zur Rücken- und Rumpfkräftigung sein. Beim Training der LWS-umgebenden Muskulatur sollten hinsichtlich der Trainingsparameter grundsätzlich dieselben Dosierungen (17, 18) wie bei anderen Muskelgruppen verwendet werden, um Kraftzuwachs und Hypertrophie zu erzielen. Ein Training mit vielen Wiederholungen bei leichter Intensität im Kraftausdauerbereich (ohne Muskelversagen) ist in den meisten Fällen weniger zielführend.

Ein Assessment der Rumpfkraft kann zum Beispiel mit dem Krafttest nach McGill erfolgen, bei dem die Hüftextension im Überhang auf einer Liege, die Hüftflexion im Sitz und der Seitstütz jeweils isometrisch getestet wird (19).

Kraftausdauertest nach McGill

Der Kraftausdauertest nach McGill (19) ist eine Testbatterie für die Kraftausdauer der Rumpfmuskulatur. Dabei werden alle Übungen statisch, das heißt mit einer isometrischen Muskelspannung, ausgeführt. Zu den Testübungen gehören:

  • Testung der Wirbelsäulen-Lateralflexoren im Seitstütz
  • Testung der Wirbelsäulen-Flexoren in der Sit-up-Position mit fixiertem Rücken
  • Testung der Wirbelsäulen-Extensoren in Bauchlage

Sensomotorische Kontrolle der LWS. Neben der gezielten Mobilisierung und Kräftigung der Hüft- und Rumpfmuskulatur kann die Verbesserung der motorischen Kontrolle der LWS Sinn machen. Ziel ist die Verbesserung dysfunktioneller Bewegungsmuster (20). Insbesondere Rückenschmerz-Patienten mit klinischer Instabilität der autochthonen Wirbelsäulenmuskulatur weisen eine verminderte motorische Kontrolle der lumbalen Region auf (21, 22).

In einem ganzheitlichen Training zur Stabilisierung und Funktionsverbesserung der LWS spielen verschiedene Aspekte eine Rolle. Um die LWS in ihrer primär stabilisierenden Funktion zu unterstützen, sollten angrenzende Gelenke eine ausreichende Mobilität aufweisen, um kompensatorische Bewegungen in der LWS zu vermeiden. Grundübungen wie Deadlift und Squat als funktionelle Mehrgelenksübungen zeigen hohe Aktivierungsgrade der Rumpfmuskulatur und können ergänzend mit isoliertem Rückenstreckertraining sowie dynamischen und isometrischen Rumpfübungen die Basis des Trainings bilden.

Praxistipps

  1. Beachte bei Mobilisations- und Kraftübungen die individuelle Anatomie und Biomechanik der unterschiedlichen Wirbelsäulenabschnitte.
  2. Halte angrenzende Gelenke wie BWS und Hüftgelenk ausreichend mobil, um weiterlaufende Bewegungen in der LWS zu vermeiden.
  3. Screene neben der Kraft und Beweglichkeit des Rumpfes auch die motorische Kontrolle des lumbopelvinen Bereichs.
  4. Nutze mehrgelenkige sowie isolierte Übungen für die Stabilisierung der LWS.

Literatur

  1. Schmidt CO, et al. 2007. Back pain in the German adult population: prevalence, severity, and sociodemographic correlates in a multiregional survey. Spine 32; 18:2005–2011
  2. Fett D, et al. 2017. Back pain in elite sports: a cross-sectional study on 1114 athletes. PLoS One 12; 6:e0180130
  3. Deyo RA, Phillips WR. 1996. Low back pain. A primary care challenge. Spine 21; 24:2826–2832
  4. Schünke M, et al. 2014. Prometheus LernAtlas der Anatomie. Allgemeine Anatomie und Bewegungssystem. Stuttgart: Georg Thieme Verlag
  5. Hochschild J. 2012. Strukturen und Funktionen begreifen – Funktionelle Anatomie 2: LWS, Becken, Hüftgelenk, Untere Extremität. Stuttgart: Georg Thieme Verlag
  6. White AA, Panjabi MM. 1990. Clinical Biomechanics of the Spine. Philadelphia: Lippincott Williams and Wilkins
  7. Diemer F, Sutor V. 2018. Praxis der medizinischen Trainingstherapie 1: Lendenwirbelsäule, Sakroiliakalgelenk und untere Extremität. Stuttgart: Georg Thieme Verlag
  8. Panjabi MM. 1992. The stabilizing system of the spine. Part I. Function, dysfunction, adaptation, and enhancement. J. Spinal Disord. 5:383–389
  9. MacDonald D, et al. 2009. Why do some patients keep hurting their back? Evidence of ongoing back muscle dysfunction during remission from recurrent back pain. Pain 142; 3:183–188
  10. Hackett DA, Chow CM. 2013. The Valsalva maneuver: its effect on intra-abdominal pressure and safety issues during resistance exercise. J. Strength Cond. Res. 27; 8:238–245
  11. Hamlyn E, et al. 2007. Trunk muscle activation during dynamic weight-training exercises and isometric instability activities. J. Strength Cond. Res. 21; 4:1108–1112
  12. Ellison JB, et al. 1990. Patterns of hip rotation range of motion: a comparison between healthy subjects and patients with low back pain. Phys. Ther. 70; 9:537–541
  13. Vad VB, et al. 2004. Low back pain in professional golfers: the role of associated hip and low back range of motion deficits. Am. J. Sports Med. 32; 2:494–497
  14. Kjaer P, et al. 2015. Are MRI defined fat infiltrations in the multifidus muscles associated with low back pain? BMC Med. 5:2
  15. Steele J, et al. 2014. A reappraisal of the deconditioning hypothesis in low back pain: review of evidence from a triumvirate of research methods on specific lumbar extensor deconditioning. Curr. Med. Res. Opin. 30; 5:865–911
  16. Nourbakhsh M, Arab A. 2002. Relationship between mechanical factors and incidence of low back pain. J. Orthop. Sports Phys. Ther. 32; 9:447–460
  17. Kraemer W, Ratamess N. 2004. Fundamentals of resistance training: progression and exercise prescription. Med. Sci. Sports Exerc. 36; 4:675–688
  18. Schoenfeld B, et al. 2016. Dose-response relationship between weekly resistance training volume and increases in muscle mass: a systematic review and meta-analysis. J. Sports Sci. 35; 11:1073–1082
  19. McGill SM, et al. 1999. Endurance times for low back stabilization exercises: clinical targets for testing and training from a normal database. Arch. Phys. Med. Rehabil. 80; 8:941–944
  20. Luomajoki H, et al. 2010. Improvement in low back movement control, decreased pain and disability, resulting from specific exercise intervention. Sports Med. Arthrosc. Rehabil. Ther. Technol. 2:11
  21. Cook C, et al. 2006. Subjective and objective descriptors of clinical lumbar spine instability: a Delphi study. Man. Ther. 11; 1:11–21
  22. Laird RA, et al. 2014. Comparing lumbo-pelvic kinematics in people with and without back pain: a systematic review and meta-analysis. BMC Musculoskelet. Disord 15:229