Grundlagen - Begriffe, Wirkungsweise etc.
Das Vibrationstraining ist für viele eine unbekannte Methode. Was bedeutet eigentlich Frequenz oder Amplitude? Hier finden Sie einfache Erklärungen und können mehr von diesem faszinierenden Ansatz in Erfahrung bringen.
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Intensität, Frequenz, Amplitude
Erklärung der Begriffe
Die Frequenz entspricht der Anzahl (Hoch/Runter) Bewegungen pro Sekunde. Einmal hoch und einmal runter innerhalb einer Sekunde entspricht einer vollständigen Schwingung bzw. 1 Hertz. Bei seitenalterierenden Vibrationsplatten wird oft die Bewegung über beide Seiten der Wippe betrachtet. Eine "Schwingung" entspricht demnach einer Bewegung nach oben, während auf der anderen Seite eine Bewegung nach unten erfolgt.
Die Amplitude entspricht dem Bewegungsumfang einer Schwingung. Damit ist die Distanz von Hoch- und Tiefpunkt gemeint, welche die Platte vollführt. Bei seitenalternierenden Platten hängt dies von der Fussposition ab: Je weiter die Füsse von der Kippachse in der Mitte der Platte entfernt sind, desto grösser ist die Amplitude.
Die Intensität setzt sich aus der Amplitude und der Frequenz zusammen. Je höher die Intensität, umso höher sind die Beschleunigungskräfte. Die Formel zur Berechnung der max. Beschleunigungskraft ist: f(max) = Amplitude * (2*Pi*Frequenz)2 Hohe Beschleunigungskräfte bedeuten hohe Kraftwirkung - das ist mit schweren Gewichten im Krafttraining zu vergleichen.
Bedeutung für die Anwendung
Bei seitenalternierenden Systemen können Sie die Amplitude wählen indem Sie eine schmalere oder breitere Fussstellung einnehmen. Sie können so wählen, wie Sie die Intensität "zusammensetzen" wollen. Mit einer hohen Amplitude und geringer Frequenz oder mit geringer Amplitude und hoher Frequenz. Alle Zwischenstufen sind möglich. Diese Option ist bei vertikaler Vibration nicht gegeben. In diesem Punkt liegt ein wesentlicher Unterschied zwischen vertikaler (wie z.B. bei Power Plate) und seitenalternierender (wie z.B. bei Mediplate) Vibration.
Niedrige Intensität
Von niedriger Intensität spricht man, wenn die Beschleunigungskräfte unterhalb von 1G bleiben. Eine Kraft von 1G entspricht der normalen Erdanziehung; ist also die Kraft, die ohnehin ständig auf uns wirkt. Die Stimulation und der Trainingseffekt erfolgt durch den raschen Wechsel der Beschleunigungskräfte. Die niedrige Intensität ist sehr schonend, arbeitet man in diesem Bereich, dann nutzt man ausschliesslich die hohen Wiederholungszahlen und nicht die "maximale Intensität".
Hohe Intensität
Die Beschleunigungskräfte können ein Mehrfaches der Erdanziehung betragen. Bei seitenalternierenden Vibrationsplatten sind hohe Intensitäten auch ohne sehr hohe Frequenzen möglich.
Bei vertikaler Vibration werden sehr hohe Frequenzen benötigt, um hohe Intensitäten zu erreichen. Das kann dazu führen, dass der Körper mit seinen neuromuskulären Reaktion nicht rasch genug reagieren kann und sich dadurch die Muskeln verkrampfen können.
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Vibrationsarten - welche ist empfehlenswert?
- vertikaler Vibration
- seitenalternierender Vibration
- kombiniert seitenalternierend - vertikal
- 3D Vibration
- Stochastische 3D Vibration
- Horizontale Rotationsvibration
- Seitliche Vibration
- Vergleichende Studien zeigen eine höhere neuromuskuläre Aktivität
- Seitliche Bewegungsrichtung wird vermieden - weniger Risiko für die Knie
- Es wird mit tieferen Frequenzen gearbeitet - geringere Gefahr einer Überlastung
- Die positive Wirkung auf das Gleichgewicht ist ausgeprägter
- Durch die wellenförmige Ausbreitung der Vibration entlang der Wirbelsäule wird die tiefliegende Rückenmuskulatur gelockert und Verspannungen gelöst
- Tiefe bis mittlere Frequenzen
- definierte und geführte sinusförmige Bewegung
- flexible Amplitude (je nach Beinstellung)
- Vorwiegend bzw. meist ausschliesslich hohe Frequenzen
- Eine ungeführte, "quasi"-3-dimensionale Bewegung
- geringe Amplitude (Bewegungsumfang)
Die wenigsten Hersteller geben präzise Information, welche Art von Vibration die Platte ausführt.
Allgemein wird unterschieden zwischen:
Das klingt nach vielen Vibrationsarten. Allerdings werden hauptsächlich 2 Arten im Markt angeboten: Die vertikale und die seitenalternierende Vibration. Die sogenannte 3D Vibration (in alle Raumrichtungen) wird oft etwas missbräuchlich verwendet. Tatsächlich handelt es sich um die vertikale Vibration, die mit einem Exzenter eine ungeführte Bewegung ausführt.
Empfehlung
Nach aktueller Studienlage (2019) gibt es mehr Gründe, die für eine seitenalternierende Vibration sprechen:
Die seitenalterierende Vibration
Bei der seitenalternierenden Vibration bewegt sich jeweilen ein Bein nach oben, während sich das andere nach unten bewegt. Die seitenalternierende Vibration ist daher eine Wipp-Bewegung, was dem natürlichen Gang von Menschen entspricht. Das Becken wird bewegt und überträgt die Vibration in den Rücken. Durch die wechselseitige Bewegung wird die Rückenmuskulatur aktiviert und stimuliert.
Die Wipp-Bewegung ist eine durch Lager geführte, wohldefinierte sinusförmige Bewegung. Der Sinus stellt eine harmonische Schwingung dar - eine Schwingung ohne Belastungsspitzen. Seitenalternierende Vibrationsplatten sind aufwendiger in der Mechanik.
Eigenschaften der seitenalternierenden Vibration
Die seitenalternierende Vibration entspricht einer physiologischen Bewegung und gilt als sicherste Form von Vibration [Abercromby et al.]. Vergleichende Studien zeigen, dass sowohl Knochenaufbau als auch Gleichgewicht bessere Effekte zeigen wie bei vertikaler Vibration.
In Bezug auf Risiken schneidet die seitenalternierende Vibration ebenfalls besser ab; einerseits ganz generell durch die Verwendung tieferer Frequenzen und andererseits durch die bessere Verarbeitung im Körper (weniger Vibration im Kopfbereich). Ebenso entfällt durch die geführte Bewegung die seitliche Komponente; seitliche Bewegungen sind für die Knie nicht optimal. In qualitativ hochwertigen Vibrationsplatten sind hochwertige Lager verbaut - dies führt zu weiteren positiven Effekten (Feedback bei unausgeglichenem Stehen, keine Belastungsspitzen). In diesem Punkt trennt sich die Spreu vom Weizen - da gibt es spürbare Unterschiede bei seitenalternierenden Vibrationsplatten.
Die vertikale Vibration
Bei der vertikalen Vibration bewegt sich die Platte als Ganzes in vertikaler Richtung nach oben und unten. Diese Bewegung wird meist durch einen Exzenter produziert. Dies ist ein Gewicht, welches einseitig auf der Welle eines Motors angebracht ist und eine Unwucht produziert, wenn der Motor dreht. Diese Unwucht bewirkt, dass der Motor sich hin- und her bewegen möchte. Das ist die klassische Art von Vibration, wie sie z.B. auch in Mobiltelefonen zur Anwendung kommt. Die Hauptbewegung eines Exzenters ist hoch-und runter, aber auch vor- und zurück.
Weil die Bewegung nicht durch Lager geführt ist, gibt es kleine Bewegungsimpulse in alle möglichen Richtungen. So wird also die klassisch vertikale Vibration manchmal als 3D (dreidimensionale) Bewegung angepriesen. Falls Sie an vertikal schwingenden Vibrationsplatten interessiert sind, so sollten sie darauf achten, dass die Platte so schwingt, dass keine seitlichen Kräfte auf die Knie einwirken (d.h. es spielt eine Rolle, wie der Exzenter eingebaut ist). Leider wird dies bei den meisten Platten nicht spezifiziert. Ohnehin empfehlen wir nicht die vertikale Vibration, da in vergleichenden Studien die seitenalternierende Vibration besser abschneidet - in Bezug auf Wirkung und Risiko.
Eigenschaften der vertikalen Vibration
Die vertikale Vibration entspricht keiner natürlichen Bewegungsform. Der Mensch belastet beim Gehen oder Laufen die Beine stets alternierend, wodurch die Kraft besser im Körper verteilt wird. Da die vertikale Vibration weniger im Körper verarbeitet wird, dringt sie stärker bis zum Kopf durch. Der Kopf bzw. das Gehirn hat keinen Nutzen von Vibration. Die hohen Frequenzen bei vertikalen Vibrationsplatten sind ebenfalls keine physiologische Bewegungsform. Kenntnisse über die langfristigen Auswirkungen hoher Frequenzen sind zudem wenig erforscht.
Die kombiniert seitenalternierend - vertikale Vibration
Bei der kombinierten Vibration bewegt sich die Platte als Ganzes in vertikaler Richtung nach oben und unten und gleichzeitig jeweilen ein Bein nach oben, während sich das andere Bein nach unten bewegt. Diese komplexe Bewegung wird bei neueren Vibrationsplatten eingesetzt. Die Wirkung dieser Art von Vibration ist durch Studien unseres Wissens nicht abgedeckt. Eine Überlagerung der seitenalternierenden Vibration mit höherfrequenter vertikaler Vibration klingt interessant; wir können darüber aber keine qualifizierte Aussage machen.
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Wirkungsweise von Vibration
Vibration löst wie jede andere Form von Stimulation Anpassungsprozesse im Körper aus. Bei Vibration sind dies vor allem Reflexantworten, die exzentrische und konzentrische Muskelreaktionen auslösen. Verspannte Muskeln werden durch Dehnreflexe angeregt, länger zu werden. Dies geschieht aufgrund der raschen Bewegungsabfolge unwillkürlich - ein verspannter Muskel ist durch Vibration besonders gefordert und adaptiert sich in der Richtung, die ihn für diese Art von Stimulus beanspruchbarer macht. Das ist der natürliche Anpassungsprozess an äussere Stimuli.
Vibrierende Massage dringt tief in das Gewebe ein und hilft, verklebte Strukturen zu lösen. Vibration bewirkt auch eine sensomotorische Stimulation. Die reflektorischen Reaktionen werden durch das Nervensystem koordiniert - wohl mit ein Grund, weshalb die Verbesserung des Gleichgewichts ein stabiler Effekt von Vibrationstraining ist. Es gibt Autoren, die davon ausgehen, dass die Hirnstrukturen der Sensomotorik mit denen des Schmerzes übereinstimmen. Wird dieser Bereich angeregt, gibt es die Chance einer Veränderung - Schmerzhemmung durch Bewegung. Es gibt keine eindeutig belegten Modelle, welche Prozesse die Wirkung von Vibration erklären; Autoren wie Cochrane & Stannard (2005) vermuten, das eine Modulation des neuronalem Systems für die schmerzlindernden Effekte verantwortlich sein könnte.
Vibration beansprucht den Stütz- und Bewegungsapparat ohne den Kreislauf zu belasten. Aus diesem Grund wird Vibration in seiner Intensität oft unterschätzt - Vibration wirkt fast anstrengungsfrei. Durch die hohe Anzahl von Trainingsreizen während kurzer Zeit kann der Körper ausreichend beansprucht werden um seine Konstitution beizubehalten und schmerzfrei sowie funktional zu bleiben.
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Vibration mit hohen oder tiefen Frequenzen verwenden?
Es ist wichtig zu wissen, dass aus der Forschung keine präzischen Angaben zu Frequenz und Wirkung abgeleitet werden kann. Ohne empirische Grundlage sollte man konkrete Trainings- oder Anwendungspläne vorsichtig formulieren. Die Studienlage sieht so aus, dass die breit bestätigten Effekte (Verbesserung der Rückengesundheit, Knochendichte, Muskulatur & Gleichgewicht) mit unterschiedlichen Anwendungsprotokollen zustande kamen. Vibration wirkt bei verschiedenen Frequenzen sehr gut. Auch die allgemeine sowie die Tagesverfassung des Anwenders spielen eine Rolle.
Die Frequenz sollte immer zusammen mit der Amplitude betrachtet werden. Die Amplitude gibt den Bewegungsumfang an; etwa wie viele Millimeter eine Platte sich hoch- und runter bewegt. Die Frequenz gibt an, wie oft diese Bewegung pro Sekunde stattfindet. Diesselbe Frequenz kann bei geringer Amplitude als "sanft" empfunden werden, während diesselbe Frequenz bei grosser Amplitude als "intensiv" empfunden wird. Deshalb sprechen wir lieber von Intensität - dieses Mass verknüpft die Frequenz und Amplitude und gibt das an, was ein Anwender empfindet.
Die Frequenz auch immer im Zusammenhang mit der Vibrationsart (seitenalternierend vs. vertikal) zu beurteilen. Die seitenalternierende Vibration wird fast immer bei tieferen Frequenzen betrieben, da die Amplitude grösser ist. Allgemeine Aussagen, welche Frequenz die "optimale" ist, werden dadurch erschwert bzw. verunmöglicht. Di Gimiani et al. konnten zudem zeigen, dass jede Person eine individuelle Frequenz hat, bei der die Muskeln maximal (Elektromyographische Messung) aktiviert werden. Durchschnittlich lag die Frequenz bei 30Hz, wobei die Untersuchung mit vertikaler Vibration vorgenommen wurde. Fratini et al. fanden die höchste Muskelaktivierung bei 23 Hz.
Tiefe Frequenzen erlauben, dass der physiologische Kontraktions-Entspannungs Zyklus der Muskeln vollständig stattfindet. Die Wirkung ist breit und erlaubt eine Dehnung, Stärkung und Lockerung der Muskulatur. Tiefe Frequenzen eignen sich sehr gut, um die Steifigkeit abzubauen und Flexibilität zu fördern. Hohe Frequenzen sprechen die fast-twitch Muskelfasern an. Das ist z.B. für Personen, die Schnellkraft trainieren wollen ideal.
Für auflockernde und entspannende Effekte empfehlen wir tiefe Frequenzen bis ca. 20 Hz. Tiefe Frequenzen wirken genauso effektiv: Lee et al. berichten beispielsweise, dass eine Frequenz von 12 Hz zu der grössten Aktivierung der Beckenbodenmuskulutur führte.
Für Trainingseffekte empfehlen wir auch höhere Intensitäten. Dies ist mit hohen Frequenzen oder mit hohen Amplituden errreichbar. Vertikale Platten haben meist sehr geringe Amplituden und vibrieren mit hohen Frequenzen. Das birgt 2 Risiken: Einerseits besteht die Möglichkeit, dass einzelne Zyklen des muskulären Kontraktions-Entspannungs Zyklus miteinander verschmelzen und sich die Muskelfasern zwischen den Zyklen nicht mehr entspannen können; andererseits ist die Transmission der Vibration in den Kopfbereich bei vertikaler Vibration grösser - was allg. als ungünstig beurteilt wird. Die Anwendung von hoher Intensität würden wir bei mittleren Frequenzen (bis max. 30 Hz) und grösserer Amplitude empfehlen. Vorsicht: Es gibt viele, auch namhafte Hersteller von Vibrationsplatten, die mit hohen Intensitäten Werbung machen - es wird teilweise bis 70G angepriesen (dies entspricht einer maximalen Belastung mit dem 70-fachen Ihres Körpergewichts). Wir empfehlen diese Intensitäten nicht - ausser Sie sind Profisportler. Unser Rat auch hier: 1) Vibration wirkt auch sehr gut bei niedrigen Intensitäten und 2) Vibration wird generell unterschätzt - der Trainingsreiz ist grösser als er sich anfühlt.