Photobiomodulation und Sport: Ergebnisse einer narrativen Überprüfung Teil.A
Mar 18, 2022
Laura Marinela Ailioaie 1 und Gerhard Litscher 2,*
1 Department of Medical Physics, Alexandru Ioan Cuza University, 11 Carol I Boulevard, 700506 Iasi, Romania; lauraailioaie@yahoo.com
2 Forschungsstelle für Biomedizinische Technik in der Anästhesie und Intensivmedizin, Forschungsstelle für Komplementäre und Integrative Lasermedizin und Traditionelle Chinesische Medizin (TCM) Forschungszentrum Graz, Medizinische Universität Graz, Auenbruggerplatz 39, 8036 Graz, Österreich
* Korrespondenz: gerhard.litscher@medunigraz.at; Tel.: plus 43-316-385-83907
Weitere Informationen:ali.ma@wecistanche.com
Abstrakt
Die Vorteile der Photobiomodulation (PBM) sind seit mehreren Jahrzehnten bekannt. In jüngerer Zeit bietet die im Sport angewandte PBM eine besondere Chance, die Modellierung von Leistung und Erholung zu unterstützen. Immer komplexere körperliche Aktivitäten und ein harter Wettbewerb in der Welt des Sports erzeugen einen Zustand von psycho-emotionalem und körperlichem Stress, der induzieren kannchronisches Erschöpfungssyndrome, Versagen im körperlichen Training, Prädisposition für Muskelschäden, körperliche und emotionale Erschöpfung usw., für die PBM eine hervorragende Lösung sein könnte. Um alle Risikofaktoren und den Einfluss von PBM auf Gesundheit und Leistung im Sport zu bewerten und zu identifizieren und um seine Auswirkungen besser zu verstehen, haben wir auf PubMed nach „Photobiomodulation and Sports“ gesucht, um die im Sport angewandte PBM-Wissenschaft auf den neuesten Stand zu bringen Wir haben die von 2014 bis heute veröffentlichten Artikel zur Analyse aufbewahrt. Der Begriff „PBM“ ist neu, und wir haben keine früheren Studien mit „Low-Level-Lasertherapie“ oder „LLLT“ vor 2014 eingeschlossen. In der vorliegenden Forschung hat sich gezeigt, dass PBM in 25 Humanstudien wertvolle schützende und ergogene Wirkungen hat , der Schlüssel zum Erfolg für hohe Leistung und Erholung, Fakten, die auch durch 22 Tierstudien gestützt werden. Je nach Sportart und Größe der körperlichen Anstrengung kreativ und gezielt eingesetzt, könnte PBM die mitochondriale Aktivität perfekt modulieren und so zu bemerkenswerten Leistungssteigerungen führen.
PBM ohne schlüssige Ergebnisse oder ohne Auswirkungen aus dieser Übersicht (14 Studien von insgesamt 39 am Menschen) wurde analysiert und wir fanden die Motivationen der Autoren aus der Perspektive mehrerer Ursachen im Zusammenhang mit technologischen Einschränkungen, Teilnehmern und den Protokollen für körperliche Aktivität , die Geräte, Techniken und PBM-Parameter. In naher Zukunft sollten Dosis-Wirkungs-Experimente zur körperlichen Aktivität konzipiert und mit PBM-Dosis-Wirkungs-Studien korreliert werden, sodass die Quantifizierung von PBM-Parametern eine Energie-, Stoffwechsel-, Immun- und neuroendokrine Modulation ermöglicht, die perfekt mit dem Trainingsniveau gekoppelt ist . Es besteht ein dringender Bedarf, PBM-Geräte, Verabreichungsmethoden und Protokolle in neuen, genialen zukünftigen Sportversuchen kontinuierlich zu verbessern. Die neuesten Innovationen und Nanotechnologien, die zur Durchführung einer intrazellulären Signalanalyse angewendet werden, während extrazelluläre Ziele untersucht werden, können in Verbindung mit 3D- und 4D-Sportbewegungsanalyse und anderen Hightech-Geräten eine Herausforderung sein, um zu lernen, wie man die PBM-Effizienz maximiert und gleichzeitig beispiellose sportliche Leistungen erzielt und somit erfüllt der Traum von Millionen Spitzensportlern.
Schlüsselwörter: Photobiomodulation; Sport; Ermüdung; Low-Level-Lasertherapie; Leuchtdioden; Muskelschäden; Leistung; Wiederherstellung; Schmerzen; supergepulste Laser
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1. Einleitung
Es liegt im menschlichen Wettkampfgeist, sowohl bei Amateuren als auch bei Sportprofis nach der besten Leistung zu suchen. Bei dieser Suche nach unglaublichen Ergebnissen und der Umsetzung neuer Übungen und innovativer Trainings spielt die Auswahl der neuesten geeigneten ergogenen Mittel zur Verbesserung der körperlichen und geistigen Leistungsfähigkeit, Ausdauer und Erholung nach intensivem Muskeltraining eine große Rolle. Immer an der Spitze zu bleiben wird für Profis durch den hohen Konkurrenzdruck immer schwieriger, da der menschliche Körper permanent mit der Umstellung auf hohe Belastungen und intensives Training konfrontiert wird, das durch die enormen Aufgaben körperlicher Aktivitäten diktiert wird. Um die Muskelkraft und Ausdauer von Sportlern zu steigern, werden neben der Verbesserung der hypertrophen und neuromuskulären Fitness neue Mittel zur Stimulierung und Regulierung der Skelettmuskulatur benötigt. Eine wesentliche Eigenschaft des Skelettmuskels ist die Kontraktion, die Energie benötigt und durch Gleiten von (dünnen) Aktinmolekülen auf den (dicken) Myosinfilamenten erreicht wird, die zusammen das Sarkomer bilden. Myosinkopf bindet auch an Adenosintriphosphat (ATP), das die Grundlage der Energieversorgung für die Muskelkontraktion ist. Myosin kann nur dann an Aktin binden, wenn Aktin-Kopplungsstellen Calciumionen ausgesetzt sind. Tropomyosin bedeckt die Myosin-Bindungsstellen der Aktinmoleküle, sodass es entfernt werden muss, um die Bindungsstellen am Aktin freizulegen, ein Vorgang, der ebenfalls Energie erfordert. Calciumionen verbinden sich mit Troponin C-Molekülen, modifizieren das Muster des Tropomyosins und zwingen es, die Kreuzbrücken-Kopplungsstellen auf dem Aktin offenzulegen.
Die Übertragung der Natrium- und Kaliumionen durch die Muskelmembran, um die lebenswichtigen Ionengradienten aufrechtzuerhalten, erfordert ebenfalls Energie, für die das ATP der wichtigste Muskelbrennstoff ist. ATP ist die grundlegende Energieeinheit in den physiologischen enzymatischen Prozessen von (Na plus /K plus ATPase), (Ca2 plus ATPase) und dem Kreuzbrückenzyklus der Myofilamente (Myosin-ATPase) in der erregbaren Muskelzellmembran. Die Aufnahme von ATP für die Muskeln kann jedoch nur 1–2 s dauern. Intramuskuläre ATP-Ablagerungen werden reduziert (~5 mmol pro kg feuchter Muskulatur), und bei einer ATP-Verwertung von 3,7 mmol ATP kg-1 s-1 könnte die Muskelaktivität weniger als 2 s dauern, wenn gespeichertes ATP die einzige Energie wäre Quelle [1]. Kreatinphosphat (CK), das wie ATP eine hochenergetische Phosphatbindung enthält, ist eine schnelle Energiequelle für die ATP-Regeneration. CK-Ablagerungen sind ebenfalls begrenzt und könnten nur für 5 bis 8 s Energie für Muskelkontraktionen liefern. Die Hauptenergiequellen für die Muskeln bleiben Glukose und Fettsäuren, deren Verbrauch von der Belastung und Fitness des Probanden sowie der Verfügbarkeit von Sauerstoff abhängt. Die ATP-Produktion aus der zytosolischen Glykolyse, die mitochondriale Oxidation von Beta-Fettsäuren und der Zitronensäurezyklus sind streng reguliert und reagieren schnell auf die Muskelnachfrage nach mehr ATP [2]. Die Menge an ATP und seine Zufuhr zum richtigen Zeitpunkt während der Kontraktion der Skelettmuskulatur ist sowohl bei explosiven sportlichen Ereignissen für auffällig kurze Zeiträume (Sekunden oder Minuten), beispielsweise bei Sprints und Sprüngen, als auch bei langen Widerstandsanstrengungen von entscheidender Bedeutung die der Athlet über Stunden Ausdauer beweisen muss [1,3]. Die neue Terminologie der Photobiomodulation (PBM), früher bekannt als Low-Power-Lasertherapie oder Low-Level-Lasertherapie (LLLT), wurde auf der gemeinsamen Konferenz der North American Association for Light Therapy und der World Association for Laser Therapy im September 2014 angenommen , mit einem Konsens über die Nomenklatur für Photobiomodulation als idealen Begriff [4]. PBM beinhaltet die Verwendung von sichtbarem und/oder infrarotem Laser/Licht zur biologischen Modulation der Zellaktivität, zur Verbesserung der Gewebe- und Zellfunktionen durch die Aktivierung von Zellenzymen, sodass der Photonenfluss mehrere physiologische Veränderungen hervorruft, wie z Entzündungen und Schmerzen, Stimulation der Bildung neuer Muskelfasern, Beschleunigung der Angiogenese, Reparatur und Regeneration von Geweben [5,6].
In mehreren Studien wurde gezeigt, dass PBM bei der Zellproliferation, der Stimulierung des Stoffwechsels, der Verringerung von Entzündungen und der Förderung der Gewebeheilung wirksam ist. Unter den verwendeten Parametern ist die an eine bestimmte Gewebeart abgegebene Dosis entscheidend, da die Wirkungen davon abhängen: Die Anwendung einer kleinen Dosis könnte zu einer wichtigen zellulären Reaktion führen, aber hohe Dosen können die Zellproliferation hemmen oder sogar Apoptose induzieren . Zu den am besten replizierbaren Folgen von PBM gehört der systemische Rückgang der Entzündung, der für traumatische Verletzungen oder Gelenkerkrankungen, Lungen- und Gehirnerkrankungen von großer Bedeutung ist [7]. Aktuelle Studien zu den Wirkungen von entzündungshemmendem PBM auf zellulärer Ebene konzentrieren sich hauptsächlich auf die Expression von entzündungsfördernden Zytokinen und auf die Migration und Konzentration von Makrophagen am Ort der Einwirkung. Es ist bekannt, dass der Makrophagen während der Entzündungsphase eine entscheidende Rolle spielt; der M1-Phänotyp hat eine physiologische proinflammatorische Aktivität zur Abwehr des Wirts bei der Invasion mit Krankheitserregern, und der M2-Phänotyp ist an der Heilung von Verletzungen in der Phase des Auslöschens der Entzündung beteiligt [8]. PBM reguliert durch komplexe Mechanismen ein breites Spektrum an entzündungsfördernden/entzündungshemmenden Zytokinen und den Polarisierungsgrad von Makrophagen, die für eine übermäßige Entzündungsreaktion oder beschleunigte Gewebeheilung verantwortlich sind. Die Wellenlänge beeinflusst die Ausbreitung, den Fluss und die Verteilungsrate von Photonen in bestrahlten Geweben sowie die Wirksamkeit der nicht-invasiven Anwendung des Lasers.
Die von PBM verwendete Wellenlänge ist ein wertvoller Parameter bei der Reaktion auf die Zellproliferation, da die Wellenlänge zwischen 600–1070 nm (Rot/nahes Infrarot (IR)) die besten nicht-invasiven Wirkungen hat. Es wurde beobachtet, dass die kürzeren Wellenlängen von Hämoglobin oder Melanin absorbiert werden und zelluläre Wirkungen hervorrufen, während die längeren Wellenlängen von Wasser absorbiert werden und ein Wärmegefühl vermitteln und eine Schmerzlinderung hervorrufen [9]. Von den ersten Anwendungen an wurde PBM zur Behandlung vieler entzündlicher Erkrankungen, Muskel-Skelett-Erkrankungen und insbesondere zur Geweberegeneration und -wiederherstellung eingesetzt. Die intensive Entwicklung fortschrittlicher Lasersysteme – sowie anderer medizinischer Behandlungsgeräte – hat zu einer beispiellosen Erweiterung der Vielzahl von Therapiemöglichkeiten geführt, einschließlich der Stimulation und Heilung von Muskeln, Sehnen, Bändern, Gelenken usw., aber auch von immunologischen Erkrankungen, des Nervensystems , sowie die Ausrichtung auf die Achse des Immunsystems – Muskelsystem – Gehirn usw., und das alles in Verbindung mit Training und körperlichen Übungen. Der Wert dieser Therapien ist das Fehlen von Nebenwirkungen, Sucht, betrachtet als Energiemethoden, die genau die Energieprozesse in den Zellen und das Wertvollste ansprechen, ohne Medikamente oder toxische Folgen.
2. Methodik
Aus früheren randomisierten und Placebo-kontrollierten wissenschaftlichen LLLT-Studien ist bekannt, dass die von einzelnen Laserdioden oder Clustern, LEDs oder Anordnungen von beiden in unterschiedlichen, beeindruckend anpassungsfähigen Geräten gelieferten Wellenlängen von Rot bis Nah-IR Energie an die Zellkraftwerke liefern können reparieren und regenerieren Muskeln, schmerzende Gelenke aufgrund intensiver körperlicher Aktivität und stellen das physiologische Gleichgewicht wieder her. Spezifische Muskelmerkmale, die zuvor untersucht wurden, umfassten Parameter wie Erschöpfung, Muskelermüdung, Satz von Wiederholungen, Drehkraftimpuls, Muskelfaserhypertrophie, Grad der Muskelschädigung, wie CK, Laktatdehydrogenase (LDH) usw. und verbleibende oder verzögerte Muskelschmerzen beginnender Muskelkater sowie die Erholungszeit [10]. Um alle Risikofaktoren und den Einfluss von PBM auf die Gesundheit und Leistung im Sport zu bewerten und zu identifizieren und um seine Auswirkungen bei Spitzensportlern besser zu verstehen, haben wir eine Suche nach durchgeführt "Photobiomodulation and Sports" auf PubMed, um die im Sport angewandte PBM-Wissenschaft auf den neuesten Stand zu bringen, und wir haben alle seit 2014 bis heute veröffentlichten Artikel zur Analyse aufbewahrt. Der Begriff „PBM“ ist neu, und wir haben keine früheren Studien mit „Low-Level-Lasertherapie“ oder „LLLT“ vor 2014 eingeschlossen [4]. Die Suche ergab 90 Studien, von denen 29 Studien ausgeschlossen wurden (Reviews, Leitartikel, zelluläre Studien, sportbezogene Pathologien, unzureichende Studien aufgrund fehlender Randomisierung oder Kontrollgruppe, Duplikate usw.), und der Unterschied (61 Studien) war in die Analyse einbezogen (Abbildung 1). Von den letzten 61 Studien, die in diesem Review berücksichtigt wurden, waren 39 an Menschen und 22 Tierversuche. Die Analyse der Forschung an menschlichen Probanden zeigte positive Wirkungen von PBM in 25 Studien, die 797 Teilnehmer umfassten, und 14 Studien zeigten keine relevante Wirkung von PBM im Vergleich zu Kontrollgruppen.
3. PBM angewandt im Sport unter verschiedenen Einstellungen und Bedingungen
3.1. Positive Effekte von PBM
Die Anwendung von PBM sowohl vor als auch nach dem Training kann positive Auswirkungen haben, daher haben wir die Studien in Anwendungen von PBM vor, nach, vor und nach sowie unter experimentellen Laborbedingungen eingeteilt, als die Teilnehmer auf dem Laufband liefen. Es gab 39 randomisierte, Placebo-kontrollierte Studien an Menschen, von denen nur 25 (mit 797 Probanden) positive Ergebnisse hatten, da PBM bei verschiedenen leichten körperlichen Aktivitäten oder intensivem Training vor, nach, vor und nach oder im experimentellen Labor angewendet wurde Bedingungen, von denen 21 in Tabelle 1 zusammengefasst sind, und vier weitere Studien mit PBM und gleichzeitig angelegtem statischen Magnetfeld werden in den abschließenden Diskussionen erwähnt
Um die günstigste Dosierung von PBM festzulegen, haben Antonialli et al. [11] bewerteten die Skelettmuskeleffizienz und die Erholung nach dem Training mit 40 kräftigen männlichen Freiwilligen, aber körperlich unvorbereitet, in einer randomisierten, doppelblinden, placebokontrollierten Studie mit 12 Cluster-Dioden (4 IR-Laserdioden von 905 nm, 4 IR-LEDs von 875 nm und 4 rote LEDs von 670 nm). Sie verabreichten 10, 30 und 50 J oder Placebo an sechs Punkten an der Vorderseite der Oberschenkel, wobei sie nur eine PBM-Behandlung unmittelbar nach der maximalen freiwilligen Kontraktion (MVC) vor dem Training verwendeten und schließlich MVC, Muskelkater mit verzögertem Beginn, analysierten (DOMS) und die Kreatininkinase (CK). Die Bewertungen erfolgten vor, 1 min, 1 h, 24 h, 48 h, 72 h und 96 h nach den Eingriffen zur Provokation der Muskelermüdung. PBM verstärkte die MVC von unmittelbar nach bis 96 h nach dem Training mit 10 oder 30 J-Dosen, bemerkenswert verringerte DOMS mit 30 J-Dosis von 24 h bis 96 h nach dem Training und mit 50 J-Dosis von unmittelbar nach bis 96 h nach dem Training; und signifikant verringerte CK-Aktivität bei allen PBM-Dosen im Vergleich zur Placebogruppe, was zu dem Schluss führte, dass die 30 J-Dosis die beste war. In einer anderen Studie untersuchten Vanin et al. [12] bewerteten die Wirkungen von 810 nm/200 mW PBM, die auch an sechs Stellen auf den Quadrizeps mit einem Cluster mit nur 5 Dioden angewendet wurden, wobei 10, 30 oder 50 J in einer randomisierten, doppelblinden, placebokontrollierten Studie in 28 angewendet wurden Spitzenfußballsportler, auch um die optimale Dosis für die beste Erholung und Leistung zu ermitteln. Die Forscher bewerteten MVC, DOMS, CK-Aktivität, IL-6-Expression vor und nach 1 Minute, 1 Stunde, 1 Tag bis 4 Tage nach dem Protokoll, um die Muskelerschöpfung auszulösen. PBM erhöhte die MVC von unmittelbar nach dem Training auf 24 h bei einer 50-J-Dosis und von 1 Tag auf 4 Tage bei einer 10-J-Dosis; es senkte CK und IL-6 mit besseren Ergebnissen zugunsten der 50-J-Dosis und hatte keine Wirkung auf DOMS. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass PBM vor dem Training mit einer Energiedosis von 50 J die Leistung bemerkenswert steigerte und die biochemischen Marker reduzierte, die mit Schäden und Entzündungen im Skelettmuskelsystem verbunden sind.
Ebenfalls bei Sportlern, aber in einem anaeroben Feldtest unter Verwendung einer randomisierten, doppelblinden, placebokontrollierten Crossover-Klinikstudie mit zwölf männlichen Rugbyspielern auf hohem Niveau, zeigten Pinto et al. [13] zeigten die Wirkung von PBMT bei der Verbesserung der Leistung und der Beschleunigung der Rehabilitationszeit während des Bangsbo-Sprinttests (BST). Es gab keine Interventionen vor BST in der Eingewöhnungsphase (Woche 1), aber in den Wochen 2 und 3, PBMT vor dem Training (an 17 Punkten jedes Beins, unter Verwendung eines Clusters mit 12 Dioden (4 supergepulste IR-Laserdioden von 905 nm). , 4 IR-LEDs mit 875 nm und 4 rote LEDs mit 640 nm, 30 J pro Stelle) oder Placebo, wurde jedem Athleten nach dem Zufallsprinzip verabreicht. Als Ergebnis verbesserte PBMT die durchschnittliche Sprintzeit und den Ermüdungsindex im BST und überragend den Sturz den Prozentsatz der Blutlaktatspiegel auf 3, 10, 30 und 60 Minuten nach BST, was einen neuartigen Weg für groß angelegte Anwendungen von PBMT unter realen Sportbedingungen einleitet.Die beste PBMT-Ausgangsleistung für die Erholung der Skelettmuskulatur wurde von AR de Oliveira identifiziert et al. [14] in einer randomisierten, doppelblinden, placebokontrollierten Studie mit 28 hochkarätigen Fußballspielern PBMT wurde vor dem exzentrischen Kontraktionsprotokoll mit einem Cluster ebenfalls mit fünf Dioden (810 nm, 10 J-Dosis) angewendet. aber drei verschiedene Ausgangsleistungen (100, 200, 400 mW pro Diode) oder Placebo, bei sechs Seiten der Kniestrecker. Freiwillige maximale isometrische Kontraktion (MIVC), DOMS, CK und Laktatdehydrogenase, Entzündung (IL-1 , IL-6 und TNF-) und oxidativer Stress (Katalase, Superoxiddismutase, carbonylierte Proteine und Thiobarbitursäure). Säure) wurden vor der isokinetischen Belastung sowie nach 1 min und 1 h bis 96 h ausgewertet. PBMT erhöhte MIVC und verringerte DOMS und die biochemischen Markerspiegel mit den besten Ergebnissen für 100 mW Ausgangsleistung pro Diode (insgesamt 500 mW) bei der Verbesserung der Leistung und der Wiederherstellung nach dem Training. Rossatoet al. [15] zielte darauf ab, die Auswirkungen von zwei unterschiedlichen Zeitreaktionen auf die Ermüdung der Kniestrecker bei sechzehn männlichen Freiwilligen zu identifizieren, die verteilt wurden, um das gleiche Protokoll in 5 Sitzungen durchzuführen.
PBMT wurde auf den Kniestrecker angewendet (9 Stellen, 30 J pro Stelle). Die MVC wurde vor und nach der isokinetischen Ermüdung im Zusammenhang mit der Elektromyographie (Root Mean Square [RMS] und mittlere Frequenz [MF]) bewertet. Der Zeiteffekt wurde für Spitzendrehmoment (PT), RMS und MF beobachtet. Die Wirkung der Behandlung wurde auf PT überprüft und 6 h vor plus unmittelbar vor der Erkrankung zeigte während MIVC (vorher bis nachher) eine höhere PT als bei der Kontrolle oder Placebo. Die Anwendung von PBMT mit 6 h plus direkt vor dem Training ist in der Lage, Müdigkeit zu verringern. Um die PBMT-Effekte auf die Leistung und Erholung von Futsal-Spielern zu testen, haben De Marchi et al. [16] schlossen sechs Profisportler in eine randomisierte, dreifach verblindete, placebokontrollierte klinische Crossover-Studie ein. PBMT wurde 40 Minuten vor den Spielen an 17 Punkten jedes Beins durchgeführt, wobei auch ein Cluster mit 12 Dioden verwendet wurde (4 IR-Laserdioden mit 905 nm, 4 IR-LEDs mit 875 nm und 4 rote LEDs mit 640 nm, 30 J pro Standort). . Blutproben wurden vor den Behandlungen, unmittelbar nach den Spielen und 48 h danach entnommen (ausgewertet auf CK, LDH, Blutlaktat und oxidative Schädigung von Lipiden und Proteinen). Die Zeit, die die Athleten auf dem Spielfeld verbrachten, und die zurückgelegte Strecke wurden per Video quantifiziert. PBMT erhöhte signifikant die Standzeit und stellte bei allen ausgewerteten biochemischen Markern eine aussagekräftige Verbesserung fest, jedoch ohne statistisch signifikanten Unterschied in der Laufleistung. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass PBMT vor dem Training das Training erfolgreich steigern und den Rehabilitationsprozess hochrangiger Futsalspieler beschleunigen kann.
Da Muskelermüdung eine inhärente Gefahr für Muskelfaserrisse bei Fußballspielern darstellt, haben Dornelles et al. [17] untersuchten die Auswirkungen von PBMT (300 J pro Oberschenkel oder Placebo auf die Kniesehnen, vor dem Spiel) auf zwölf junge männliche Amateurfußballspieler in einer randomisierten, doppelblinden, placebokontrollierten Crossover-Studie, die in zwei Sitzungen bewertet wurde mindestens 7- Tag auseinander. Die Muskelausdauer und das nützliche Training wurden durch isokinetische Dynamometrie bzw. Countermovement Jump (CMJ)-Tests vor und unmittelbar nach dem Spiel bewertet. PBMT hatte im Vergleich zu Placebo positive Auswirkungen auf das exzentrische Spitzendrehmoment der Oberschenkelmuskulatur, das Drehmomentverhältnis von Oberschenkelmuskulatur zu Quadrizeps bzw. die CMJ-Höhe, dämpfte die Ermüdung der Oberschenkelmuskulatur und verhinderte somit Dehnungsverletzungen der Oberschenkelmuskulatur, die normalerweise bei Fußballspielern auftreten. PBM vor neuromuskulärer elektrischer Stimulation (NMES) ist ein bemerkenswert interessantes Thema, das in einer randomisierten, doppelblinden Crossover-Studie von Jówko et al. untersucht wurde. [18] an vierundzwanzig mäßig aktiven, gesunden jungen Männern, die 45 elektrisch evozierte tetanische, isometrische Kontraktionen des Quadrizeps erhielten, denen PBM oder Placebo-PBM vorausgingen. Die Wirkung von PBM auf den Muskel beeinträchtigt und verursacht oxidativen Stress sowie die Rückkehr zu einem normalen Zustand der Muskelfunktion nach einer einzigen NMES-Sitzung, quantifiziert durch die maximalen isometrischen freiwilligen Muskeldrehmomente, Schmerzen und Blutproben, die für den Muskel analysiert wurden Beeinträchtigung (CK) und Entzündung (C-reaktives Protein) wurden vom Ausgangswert bis 96 h nach der Intervention beurteilt.
PBM hatte eine abschirmende Wirkung auf den NMES-induzierten Abfall des enzymatischen antioxidativen Schutzes und verkürzte die Entzündungsdauer, beeinflusste jedoch nicht die Lipidperoxidation, Muskelschädigung oder Wiederherstellung nach NMES. Die Wirkung von PBMT vor dem Training zur Steigerung des Trainings, zur Beschleunigung der Erholung und zur Verringerung des oxidativen Stresses wurde bei zweiundzwanzig männlichen Hochleistungsfußballspielern untersucht, die vor einem progressiven Lauftest (Ergo-Spirometrie) bis zur Erschöpfung mit IR-PBMT oder Placebo behandelt wurden , von Tomazoni et al. [19] in einer randomisierten, dreifach verblindeten, Placebo-kontrollierten Crossover-Studie (identische Gruppe). PBMT verbesserte VO2max, Ermüdungszeit, Volumen und Zeit sowohl für das Auftreten der anaeroben als auch der aeroben Schwelle und verringerte die CK- und LDH-Aktivitäten sowie die TBARS-, IL-6- und carbonylierten Proteinspiegel; es erhöht die SOD- und CAT-Aktivitäten, so dass PBMT vor dem Training eine wichtige antioxidative Wirkung hat und somit die sportliche Präsentation und die Regeneration nach dem Training verbessert. Da Cunha et al. [20] untersuchten die Auswirkungen von PBM und NMES auf Muskelausdauer, Sprungfrequenz und -fähigkeiten, allgemeine Reaktionen, bewertet zu Studienbeginn und während der Nachbeobachtung nach 6 und 8 Wochen in einer Studie mit 36 Volleyballsportlern , randomisiert in drei Gruppen: Kontrolle, PBM vor dem Training (IR, 850 nm, CW, 0,8 J/cm2, 6 J/Punkt, Gesamtenergie gleich 36 J) und operatives NMES am Quadrizeps femoris als Muskeltraining (1 kHz Basis , 70 Hz Modulation, höchste unterstützbare Intensität).
Die größte Zunahme der Ausdauer der dominanten unteren Gliedmaßen war in der NMES-Gruppe im Gegensatz zur Kontrollgruppe, aber für nicht dominante untere Gliedmaßen war die Zunahme sowohl in der PBM- als auch in der NMES-Gruppe vorhanden (höchste Wirkung), ebenso wie bessere Fähigkeiten zum Einspringen die letzten beiden Gruppen, bei denen das Muskelausdauerwachstum zwei Wochen nach dem Ende des Trainings im Vergleich zur Kontrolle anhielt. In einer anderen Studie untersuchten Rossato et al. untersuchten die Auswirkungen von PBMT, die 6 h vor und unmittelbar vor dem Training mit einem Cluster von 5 IR-Lasern (850 nm) und 28 LEDs wie folgt angewendet wurden: 12 rote LEDs (670 nm), 8 IR-LEDs (880 nm) und 8 IR-LEDs (950 nm) am Quadrizeps in einer randomisierten, doppelblinden, Placebo-kontrollierten Crossover-Studie an achtzehn körperlich aktiven Männern während eines komplexen isokinetischen Übungsprotokolls mit Kniestreckung. Es wurde festgestellt, dass die Trainingsleistung durch PBMT (135 J, 270 J oder 540 J) im Vergleich zu Placebo nicht beeinflusst wurde, aber alle Dosen der angewendeten PBMT führten zu mutmaßlichen positiven Auswirkungen auf das isometrische Spitzendrehmoment, das konzentrische Spitzendrehmoment und die konzentrische Arbeit im Vergleich zu Placebo, was die gleiche Gesamtleistung mit weniger Ermüdung ermöglicht, dh zusätzliche Sätze wären bei höherem Trainingsvolumen möglich [21]. Zagattoet al. [22] haben in einer randomisierten, doppelblinden, placebokontrollierten Studie den Einfluss von 810 nm PBM, angewendet auf die Adduktoren direkt nach jedem körperlichen täglichen Training, auf Entzündungen, Muskelbeeinträchtigungen und die Operationskapazität bei zwanzig jungen Wasserballspielern untersucht .
Täglich vor dem Training wurde die körperliche Leistungsfähigkeit mit P200 (Intensivschwimmen über 200 m) und einem 30 CJ (30 s Kreuzsprungtest) bewertet. Sowohl vor als auch nach dem körperlichen Protokoll wurden Blutuntersuchungen auf Interleukine (IL) und Muskelschäden durchgeführt. In der PBMT-Gruppe gab es im Vergleich zu Placebo keine bedeutende Verschiebung von P200, aber es gab eine moderate Verbesserung von 30 CJ. IL-1 und TNF-alpha hatten erhöhte Werte in der PBM-Gruppe 48 h nach der letzten Behandlung im Vergleich zu prä, 0 und 24 h, unterschieden sich jedoch nicht zwischen den beiden Gruppen. IL-10 stieg im Laufe der Zeit in der Placebo-Gruppe im Vergleich zur PBM-Gruppe leicht an, wo die Kreatininkinase signifikant abnahm, aber keine bedeutende Variation der Laktatdehydrogenase beobachtet wurde. PBM hatte keine bedeutende Wirkung auf Entzündungen und Muskelschäden, mit nur mittlerer Auswirkung auf die Leistung. Das Fehlen zuverlässiger Ergebnisse könnte durch den zu kleinen Photobiostimulationsbereich verursacht werden. PBMT und Kryotherapie allein oder kombiniert zur Skelettmuskelrehabilitation nach exzentrischen Kontraktionen der Kniestrecker wurden von de Paiva et al. [23] an 50 gesunden männlichen Freiwilligen, die zufällig auf fünf Gruppen (PBMT, Kryotherapie, Kryotherapie plus PBMT, PMBT plus Kryotherapie oder Placebo) für eine doppelblinde, placebokontrollierte Studie zur Untersuchung von MVC, DOMS und Muskelschäden verteilt wurden ( KK). Die Schätzungen wurden am Startpunkt, unmittelbar danach und von 1 h bis 96 h in jedem 24-h-Intervall durchgeführt. Vergleichstherapien wurden 3 min nach dem Training angewendet und alle 24 h bis 72 h wiederholt. PBMT (905-nm-Superpulslaser und 875- und 640-nm-LEDs) und Kryotherapie durch Eispackungen auf biegsamem Kautschuk wurden verwendet.
Die beste Erholung nach dem Training mit besseren MVC-verringerten DOMS und CK-Aktivität von 24–96 h war eine einzelne PBMT im Vergleich zu Placebo, Kryotherapie und Kryotherapie plus PBMT. Bei der PBMT plus Kryotherapie-Charge war der Einfluss der Photobiomodulation reduziert, erwies sich jedoch als wichtige Verbesserung bei MVC, verringerter DOMS- und CK-Aktivität. Die einmalige Kryotherapie und die Kryotherapie plus PBMT waren mit Placebo vergleichbar. Daher könnte nur PBMT allein die postphysische Erholung einen Tag nach hochintensiven exzentrischen Übungen am besten auf das ursprüngliche physiologische Ausmaß steigern. Die Wirksamkeit von PBMT und Kryotherapie, einzeln oder gemischt, zur Muskelrehabilitation nach der Verabreichung von Muskelkaterübungen wurde ein Jahr später von De Marchi et al. [24], der vierzig Freiwillige zufällig in fünf Gruppen einteilte: Placebo (PG); PBMT (PBMT), Kryotherapie (CG), Kryotherapie-PBMT (CPG) und PBMT-Kryotherapie (PCG), die alle 24 Stunden einem Protokoll von vier körperlichen Sitzungen unterzogen wurden, wobei ihre MVC gemessen und das Blut in der Zeit vor dem Training getestet wurde und 5 und 60 min nach dem Training sowie 24, 48 und 72 h später. In der ersten Sitzung wurde nach dem MVC-Test mit einer 5-minütigen Verzögerung eine 2-minütige PBMT und/oder Kryotherapie angewendet. Signifikante Steigerungen der MVC-Kapazität bei PBMT, CPG und PCG im Vergleich zu PG und CG sowie eine dramatische Verringerung der Konzentrationen biochemischer Marker für oxidative Schäden in allen Muskelgruppen und Muskelläsionen (CK) bei PBMT, PCG und CPG, wurden im Vergleich zu PG registriert. PBMT hat wirklich eine höhere Leistung in der Muskelrehabilitation als Kryotherapie, die bei gleichzeitiger Anwendung die Wirksamkeit von PBMT verringert.
Kürzlich haben Vassão et al. [25] wendeten PBMT mit einem aus 14 LEDs bestehenden Cluster wie folgt an: 7 rote Dioden (630 nm) und 7 IR-Dioden (850 nm) auf Bizeps-Brachii-Muskeln bei 32 gesunden männlichen Teilnehmern, die zufällig in 3 Gruppen verteilt wurden: rote PBM-Gruppe ( RPG), Infrarot-PBM-Gruppe (IPG) und Kontrollgruppe (CG). Es wurden die Muskelermüdung mittels Oberflächenelektromyographie (EMG), die Blutlaktatkonzentration und die Rate der wahrgenommenen Anstrengung (RPE) mit der Borg-Skala analysiert. Vergleiche zwischen den Gruppen zeigten, dass der Elektromyographie-Ermüdungsindex in der Kontrollgruppe abnahm, aber die RPE- und Laktatkonzentrationen in allen Gruppen signifikant zunahmen. Es gab keinen signifikanten Unterschied zwischen Rot- und Infrarot-PBM bei der Reduzierung der Muskelermüdung, aber der Delta-Wert des Elektromyographie-Ermüdungsindex war beim IPG größer als beim CG, was darauf hindeutet, dass Infrarot bei der Verringerung der Muskelermüdung wirksamer sein könnte als Rot. Konsekutive Stimulation mit PBMT (180 J) an drei aufeinanderfolgenden Tagen am bilateralen femoralen Quadrizeps mit unterschiedlichen Wellenlängen: Infrarot (IR 940 ± 10 nm), Rot (ROT 620 ± 10 nm), gemischtes Rot und IR (ROT/IR 620 plus 940). nm) oder Placebo an 48 männlichen Radfahrern mit einem Durchschnittsalter von 33,77 Jahren, die einer Bewertung durch einen inkrementellen Test unterzogen wurden, VO2max, Blutlaktat, Übungswahrnehmung, IR-Erkennung zur Untersuchung der Wärmeverteilung in den Muskeln und isokinetische Zusammenfassung, wurde durchgeführt von Carvalhoet al. [26]. 7 Tage lang wurden 24 Stunden nach dem letzten Training Reassessments durchgeführt. Es gab keine wesentlichen Unterschiede in den untersuchten Parametern unter dem explorativen Aufbau. PBMT ohne Verbindung zum Training konnte das Ziel der Radfahrer nicht verbessern.
Dennoch zeigt die Anwendung von zwei Wellenlängen einen höheren Erfolg. Obwohl PBM mit Lasern und/oder LEDs zur Perfektionierung des Sports ausgiebig untersucht wurde, haben nicht viele Experimente die Auswirkungen auf das Kraft-Muskel-Training in Bezug auf den günstigsten Zeitpunkt für die Stimulation untersucht. Vanin et al. [27] teilten achtundvierzig männliche Freiwillige (18–35 Jahre alt) nach dem Zufallsprinzip in vier Gruppen ein, die ein robustes Training durchführten und vor und/oder nach jeder Sitzung mit PBM und/oder Placebo stimuliert wurden, wobei ein Band von verwendet wurde Sonden (4 Laserdioden mit 905 nm, 4 IR-LEDs mit 875 nm und 4 rote LEDs mit 640 nm). Die Zeit betrug 12 Wochen mit Messungen des maximalen Drehmoments, das in MVC berührt wurde, der Belastung im 1-RM-Test und des Umfangs des Oberschenkels zu Beginn, 4 Wochen, 8 Wochen und 12 Wochen. Freiwillige, die vor dem Training mit PBM und nach dem Training mit Placebo behandelt wurden, zeigten im Vergleich zu anderen Gruppen wichtige Veränderungen bei den MVC- und 1-RM-Tests für die Beine. Sicher und ohne Nebenwirkungen hat PBM die Fähigkeit, die Ausdauer zu steigern, wenn es vor körperlichen Aktivitäten verwendet wird, mit zusätzlichen Vorteilen bei der Genesung nach Läsionen. Felicianoet al. bewerteten die Auswirkungen der Laserbestrahlung auf Muskelverletzungsmarker nach Widerstandsübungen in einer doppelblinden, placebokontrollierten Studie an 22 körperlich aktiven Männern, die randomisiert in zwei Gruppen eingeteilt wurden: Laser (n=11) und Placebo (n {{ 21}}). Laserbestrahlung (808 nm; 100 mW; 35,7 W/cm2, 357,14 J/cm2 pro Punkt) wurde auf die Arme angewendet, 1 J pro Punkt für 10 s an vier Punkten des Oberarmbizeps jedes Arms oder Placebo zwischen jedem Set von Bizeps-Curl-Übungen. Die folgenden Parameter wurden untersucht: Kreatinkinase (CK)-Aktivität und maximale Kraftleistung (1 RM) vor, unmittelbar nach, 24 h, 48 h und 72 h nach dem belastungsinduzierten Muskelschadensprotokoll.
Die Ergebnisse deuteten auf eine teilweise Abschwächung der Muskelverletzung hin, wenn die Laserbestrahlung während der Trainingsintervalle verwendet wurde. Die maximale CK-Aktivität war nach 72 h in der Lasergruppe im Vergleich zu Placebo abgeschwächt, aber es gab keinen offensichtlichen positiven Effekt auf die Erholung der Kraftleistung [28]. De Brito Vieira et al. untersuchten die Auswirkungen von LLLT (808 nm, 100 mW, 4 J/Punkt) oder Placebo, angewendet auf den M. quadriceps femoris, zwischen den Sätzen und nach der letzten Serie intensiver Übungen auf die Ermüdungsresistenz über die Anzahl der maximalen Wiederholungen (RM) und der Elektromyographie-Ermüdungsindex (EFI) in einer randomisierten, doppelblinden Crossover-Studie mit Placebo. Die Teilnehmer, sieben junge Männer, klinisch gesund, wurden in zwei Gruppen eingeteilt: aktiver Laser und Placebo-Laser. Beide Gruppen wurden zu Beginn und bis zum Ende der Studie bewertet, wobei die Anzahl der maximalen Wiederholungen (RM) der Knieflexionsstreckung in Verbindung mit EFI registriert wurde, aufgezeichnet durch die mittlere Frequenz (MF). Nach 1 Woche (Washout-Periode) wurden alle Freiwilligen zwischen den Gruppen ausgetauscht, und dann wurden alle Bewertungen wiederholt. LLLT erhöhte die maximale Anzahl von RM im Vergleich zur Kontrollgruppe. Bei beiden Gruppen nahm die MF für alle Muskeln signifikant ab, wobei die Vor- und Nachbewertungen zu Beginn und am Endpunkt verglichen wurden. Die Herzfrequenz zwischen den Gruppen hatte keine statistische Signifikanz. LLLT erhöhte RM und reduzierte EFI im Vergleich zur Placebogruppe, was hilfreich ist für hohe Leistungen, die eine schnelle Rückkehr zu einem normalen Zustand und weniger Müdigkeit erfordern [29]. Kürzlich untersuchten Florianovicz et al. in einer randomisierten kontrollierten Studie die Auswirkungen von zwei unterschiedlichen PBMT-Protokollen (rot 660 nm vs. infrarot 830 nm) in Kombination mit einer Trainingsanordnung zur Blutflussbeschränkung (BFR) in den Streckmuskeln des Handgelenks am Handgriff. Handgelenk-Extensionskraft und elektromyografisches Verhalten. Achtundfünfzig Freiwillige (klinisch gesunde Frauen im Alter von 18–25 Jahren) wurden nach dem Zufallsprinzip in 4 Gruppen eingeteilt: (1) Kontrolle; (2) BFR (Stärkung mit Einschränkung des Blutflusses); (3) 660 nm plus BFR; und (4) 830 nm plus BFR.
Die Hypothese war, dass PBMT plus BFR den Muskelkraftzuwachs steigern würde. Die Handgriffstärke, die Stärke des Handgelenkstreckmuskels und die Elektromyographie (EMG) des radialen Karpalstreckmuskels wurden aufgezeichnet. Eine statistisch signifikante Steigerung wurde für die Handgriffstärke in der 660-nm-Gruppe verglichen mit der 830-nm-Gruppe und für die Kraft der Handgelenkstrecker in den 660-nm- und BFR-Gruppen verglichen mit der Kontrollgruppe erzielt. Der beste Anstieg wurde für die 660 nm (rot)-Gruppe im Vergleich zur Kontroll-, BFR- und der 830 nm (IR)-Gruppe gefunden. Die Verbindung von PBMT (660 nm) und BFR war wirksam für die Steigerung der Handgriffstärke der Handgelenkstrecker, was mit einer Verbesserung des elektromyografischen Verhaltens zusammenhängt [30]. Mirandaet al. [31] projizierten in einer Laborumgebung eine Querschnittsstudie mit 20 unvorbereiteten und unerfahrenen männlichen Teilnehmern, um PBMT mit supergepulsten Lasern in Kombination mit LEDs zu erhalten und die Muskeleffizienz zu bewerten, die sich aus dem allmählichen kardiopulmonalen Versuch auf dem Laufband ergibt. Den Probanden wurde PBMT mit einem 12-Diodencluster an 17 Punkten (30 J/Stelle) an jeder unteren Extremität verabreicht, entweder mit kombinierten supergepulsten Lasern und LEDs oder mit Placebo bei einer Sitzung und umgekehrt bei der nächsten Sitzung , und absolvierte jedes Mal einen Herz-Lungen-Test auf einem Laufband. Sie wurden ausgewertet für: zurückgelegte Strecke, Zeit bis zur Erschöpfung und Lungenventilation, alle drei Parameter, die nach effektiver PBMT zunahmen, sowie für den Dyspnoe-Score, der bei echter PBMT im Vergleich zu Placebo abnahm. Eine Synthese der Vielzahl der voneinander abhängigen positiven Wirkungen der PBM-Wirkung bei körperlichen Aktivitäten und Sport, insbesondere der Fülle an ergogenen und schützenden Eigenschaften, die durch die analysierten positiven Studien wissenschaftlich nachgewiesen wurden, ist in dem in Abbildung 2 entworfenen und präsentierten Originaldiagramm dargestellt
Die Photobiomodulation von Rot bis Nahinfrarot hatte ergogene Wirkungen durch Steigerung der Leistung, Muskelkraft, Geschwindigkeit der Muskelanpassung, Belüftungsrate, Zeit bis zum Einsetzen von Muskelkater, Zeit bis zur Erschöpfung, Auswirkungen des aeroben Trainings, Stressresistenz und Erholungsgeschwindigkeit als protektive Wirkungen , PBM verringerte oxidativen Stress, Muskelermüdung, Blutlaktatspiegel, Entzündungen (IL-1, IL-6, TNF), Sauerstoffmangel, Dyspnoe, Verluste während Perioden ohne Training und Muskelverletzungen. PBM moduliert Nieren- und Stoffwechselfunktionen.
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