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Dissertation: Jens Bansi


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Dissertation: Jens Bansi

Dissertation / Doktorarbeit / Thesis

German Sport University Cologne
Insitute of Cardiovascular Research and Sports Medicine / Department of Molecular and Celluar Sciences
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Bansi, Jens (2014): ENDURANCE TRAINING IN MS - Comparison of different training regimes (water versus overland cycling) and their influences on immune functions, cardiorespiratory fitness, fatigue and health-related quality of life Zusammenfassung:
Abstract

Background: The influences of exercise on cytokine response, health-related quality of life (HR-QoL), and fatigue are important aspects of MS rehabilitation. Physical exercises performed within these programs are often practiced in water, but the effects of immersion have not been investigated.
Objectives To investigate the influences of long- and short-term immune responses, cardiorespiratory fitness fatigue and HR-QoL during 3 weeks endurance training conducted on a cycle-ergometer or an aquatic-bike.

Methods: Randomized controlled clinical trial in 60 MS patients. Long- and short-term immune changes (serum concentrations in response to cardiopulmonary exercise test) of brain-derived neurotrophic factor (BDNF), nerve growth factor (NGF), interleukin-6, and the soluble receptor of IL-6 (sIL-6R), cardiorespiratory fitness, fatigue and health-related quality of life (HR-QoL) were determined at entry and discharge. Subjects performed daily 30 min training at 60 % of their VO2peak.

Results: Cytokines and neurotrophins showed no significant differences between groups over the training intervention. Within the water group BDNF resting and post-CPET concentrations (p<0.05) showed a significant increase and NGF tended to increase after the training intervention. Short-term effects on BDNF (CEPT) tended to increase at the start and significantly thereafter (p<0.05). No changes occurred in the land group. Other cytokines and fatigue scores remained
unchanged over the training period. Cardiorespiratory values improved significantly over time within both groups (p<0.001). Between-group effects were shown for FSMC total (p = 0.040) and motor function score (p = 0.041). MFIS physical fatigue showed time effects (p = 0.008) for both groups.SF-36 total (p = 0.031), physical (p = 0.004), and mental health (p = 0.057) scores show time effects within both groups. Between-group effects were shown for FSMC total (p = 0.040) and motor function score (p = 0.041). MFIS physical fatigue showed time effects (p = 0.008) for both groups. Linear regression models showed relationships between short-term immune responses and cardiorespiratory fitness with HR-QoL and fatigue after the intervention.

Conclusion This study indicates beneficial effects of endurance training independent of the training setting. Short-term immune adaptations and cardiorespiratory fitness have the potential to influence HRQoL and fatigue in persons with MS. The specific immune responses of immersion to exercise need further clarification.


Zusammenfassung Deutsch

Hintergrund: Bei standardisiert durchgeführten Rehabilitationsmassnahmen von Patienten mit Multipler Sklerose werden die therapeutischen Anwendungen häüfig im Wasser durchgeführt. Die eingesetzten Therapiekonzepte variieren von passiven, physiotherapeutischen Massnahmen (Halliwick, Bad Ragzer Ringmethode) bis hin zu submaximalen, aeroben Trainingsbelastungen (Aquajogging), die zunehmend in Form des Radfahrens (Aqua-Cycling) im Wasser durchgeführt werden. Hierbei sind der Einfluss der Immersion und die thermischen Einflussfaktoren auf die Belastungstoleranz und das immunologische Geschehen von besonderer Bedeutung. Die spezifischen Auswirkungen der Immersion während eines Trainings im Wasser wurden bei MS bis anhin nicht ausreichend untersucht.

Ziel: Bestimmung von neurotrophin Konzentrationen auf ein dreiwöchiges Ausdauertraining, das standardisiert auf einem herkömmlichen Fahrradergometer oder einem Wasserfahrrad (Aqua-bike) durchgeführt wurde (Land versus Wasser).

Methode: Randomisert kontrollierte Studie mit 60 MS-Patienten (Expanded Disabilty Status Scale, EDSS: 1.0-6.5). Ruhe Serumkonzentrationen des neurotrophischen Faktors Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF) und die Konzentrationen im direkten Anschluss einer Spiroergometrie (CPET) wurden zu Beginn (t1) und mit Austritt (t2) entnommen und analysiert.
Alle Teilnehmer trainierten täglich über 30 Minuten bei 60% ihrer maximalen Sauerstoffaunahme (VO2max).

Ergebnisse: Neurotrophinkonzentrationen zeigten keine Unterschiede zwischen den Gruppen unter Ruhe und post CPET über den Trainingszeitraum.
Ruhe Serum-BDNF-Konzentrationen zeigten in der Wassergruppe einen signifikant en Anstieg über den Trainingszeitraum von 3387 pg/ml (95% CI -593.4-7367.6; 34.3 %; p=0.046), hingegen keine Veränderungen in der Landgruppe.
CPET-BDNF-Konzentrationen der Wassergruppe zeigten einen signifikanten Anstieg über die Zeit von 5908 pg/ml (95% CI 1759.3-10056.7; 53.1%; p=0.010) aber keine Veränderung in der Landgruppe. Ein statistischer Trend zeigte sich für die Ruhe NGF-Konzentrationen der Wassergruppe (Differenz -11.0 pg/ml; 95% CI -32.5-10.5; p=0.087).

Fazit: Ausdauertraining durchgeführt in Form des Fahrradfahrens im Wasser (Aqua-cycling) konnte die BDNF-Regulation aktivieren und erscheint als effiziente Trainingsmethode während der Rehabilitation mit MS-Patienten. Die BDNF Konzentrationen waren unter Immersion ausgeprägter und zeigten signifankt höhere Werte als im Vergleich zum Training an Land.


17.10.2017 - 03:17