Aktuelle Rheumatologie 2003; 28(4): 203-209
DOI: 10.1055/s-2003-41638
Originalarbeit
© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Osteoporose und Sport

Osteoporosis and ExerciseA. K. Scheel1 , M. Backhaus2 , M. Koziolek1 , F. Strutz1
  • 1Abteilung für Nephrologie and Rheumatologie (Direktor: Prof. Dr. med. G.A. Müller) Georg-August-Universität Göttingen
  • 2Medizinische Klinik mit Schwerpunkt Rheumatologie und Klinische Immunologie (Direktor: Prof. Dr. med. G.-R. Burmester) Charité Universitätsklinik
Further Information

Publication History

Publication Date:
25 August 2003 (online)

Zusammenfassung

Bei der Osteoporose handelt es sich um eine systemische Skeletterkrankung, die mit einer Verminderung der Skelettmasse gegenüber der alters- und geschlechtsentsprechenden Norm mit der Folge einer erhöhten Knochenfragilität und eines gesteigerten Frakturrisikos einhergeht. Körperliche Bewegung hat vielseitige Wirkungen auf das muskuloskeletale System, wobei mechanische Belastungsreize auf den Knochen als dynamisches Gewebe durch ständigen Umbau der trabekulären und kortikalen Strukturen wirken. Diese Übersichtsarbeit befasst sich mit dem Einfluss von Sport auf den Bewegungsapparat von Gesunden und an Osteoporose leidenden Patienten. Dem Sport bzw. der Bewegungstherapie kommt insbesondere hinsichtlich der Prävention, aber auch hinsichtlich der Therapie und Rehabilitation der Osteoporose eine besondere Bedeutung zu. Die wesentlichen Reize auf das Skelettsystem für einen Anstieg der Knochendichte sind Alltagsaktivitäten und Sportarten mit Gewichtsbelastung. Zu den Alltagsaktivitäten zählen Treppensteigen und Gehen, zu den Sportarten Radfahren, Jogging (Laufen), Skilanglauf, Tanzen, Bergwandern und dosiertes Gewichtheben. Das Training der Maximalkraft wirkt sich besonders positiv auf die Knochendichte aus. Sport spielt im Wachstumsalter insbesondere bis zum Erreichen der maximalen Knochendichte eine entscheidende Rolle für die Mineralisation des Knochens. Eine hohe Intensität an Sport scheint einen besseren Effekt auf die Knochendichte zu haben als eine geringe Intensität. Durch bestimmte körperliche Trainingsprogramme können das Sturzrisiko und damit indirekt das Frakturrisiko vermindert werden. Ein durch Ausdauertraining und psychische Anspannung im Rahmen von Leistungssport bedingtes chronisches Östrogendefizit kann zu einer Abnahme der Knochendichte und somit zur Osteoporose führen.

Abstract

Osteoporosis is a systemic skeletal disease characterised by low bone mass and changes in normal architecture of bone tissue. Bones become fragile and the risk of fractures is enhanced. Either a bone mineral density below the young normal mean or a previous fragility fracture is accepted as the definition of osteoporosis from a clinical perspective. Exercise may affect the musculoskeletal system in multiple ways. Mechanical stimuli (e. g., exercise) are necessary for the development of healthy bone by the effect of modelling and remodelling on bone architecture. This paper reviews the influence of exercise on healthy individuals as well as on osteoporosis patients. Exercise and kinesitherapy have special impact on prevention, therapy and rehabilitation of osteoporosis patients. Highly effective exercises for increasing bone mass are weight-bearing exercises of maximum intensity, e. g., stepping and walking as well as cycling, jogging, cross-country skiing, dancing, hiking and well-dosed weight-lifting exercises. During adolescence, bone mass increases until peak bone mass is reached at the age of about 28 years. During this period of life, exercise is especially important for increasing bone mass. Most likely, physical activity of high intensity has a better effect than such of low intensity. Special training programmes may decrease the risk of fall and therefore the risk of osteoporosis fractures. The combination of endurance training and psychological strain may lead to a chronic oestrogen deficit which causes a decrease in bone mass and therefore induces osteoporosis. For prevention of osteoporosis, we suggest a 1) combination of aerobics or different weight-bearing exercises, 2) weight-lifting and 3) flexibility or coordination exercises. Exercise should be considered supportive therapy for medical treatment of osteoporosis.

Literatur

  • 1 Aebersold-Schutz G. Führt Ausdauersport bei Frauen zu Osteoporose?.  Orthopäde. 1997;  26 955-960
  • 2 American College of Sports Medicine . Exercise and physical activity for older adults. Position Stand.  Med Sci Sports Exerc. 1998;  30 1-22
  • 3 American College of Sports Medicine . The recommended quantity and quality of exercise for developing and maintaining cardiorespiratory and muscular fitness, and flexibility in healthy adults. Position Stand.  Med Sci Sports Exerc. 1998;  30 1-27
  • 4 American College of Sports Medicine . Osteoporosis and exercise. Position Stand.  Med Sci Sports Exerc. 1995;  27 1-7
  • 5 Arnold J S. Amount and quality of trabecular bone in osteoporotic vertebral fractures.  Clin Endocrinol Metab. 1973;  2 221-238
  • 6 Bartl R. Osteoporose. Prävention - Diagnostik - Therapie. Stuttgart/New York; Thieme 2001 V-VII
  • 7 Begnér U, Johnell O, Redlund-Johnell I. Changes in incidence and prevalence of vertebral fractures during 30 years.  Calcif Tissue Int. 1988;  42 293-296
  • 8 Bouxsein M L, Marcus R. Overview of exercise and bone mineral density.  Sports Med. 1995;  19 103-122
  • 9 Braun J, Felsenberg D, Minne H. Veränderungen von Knochendichte und Knochenstruktur. Zeidler H et al. Interdisziplinäre klinische Rheumatologie Berlin/Heidelberg/New York; Springer 2001: 1129-1154
  • 10 Chien M Y, Wu Y T, Hsu A T. et al . Efficacy of a 24-week aerobic exercise program for osteopenic postmenopausal women.  Calcif Tissue Int. 2000;  67 443-448
  • 11 Chilibeck P D, Sale D G, Webber C D. Exercise and bone mineral density.  Sports Med. 1995;  19 103-122
  • 12 Cummings S R, Nevitt M C, Browner W S. et al . Risk factors for hip fracture in white women.  N Engl J Med. 1995;  332 767-773
  • 13 Dalsky G P, Stocke K S, Ehsani A A. et al . Weight-bearing exercise training and lumbar bone mineral content in postmenopausal women.  Ann Intern Med. 1988;  108 824-828
  • 14 Eisman J A. Good, good, good … good vibrations: the best option for better bones.  Lancet. 2001;  358 1924-1925
  • 15 Fontana A, Delmas P D. Bone and hormones. Estrogens and antiestrogens: action on osteoporosis.  Presse Med. 1999;  28 (10) 555-558
  • 16 Friedlander A L, Genant H K, Sadowsky S. et al . A two-year program of aerobics and weight training enhances bone mineral density of young women.  J Bone Miner Res. 1995;  10 574-585
  • 17 Gleeson P B, Protas E J, LeBlanc A D. et al . Effects of weight training on bone mineral density in premenopausal women.  J Bone Miner Res. 1990;  5 153-158
  • 18 Gregg E W, Cauley J A, Seeley D G. et al . Physical activity and osteoporotic fracture risk in older women. Study of osteoporotic fractures research group.  Ann Int Med. 1998;  129 81-88
  • 19 Heinonen A, Kannus P, Sievanen H. Randomized controlled trial of effect of high-impact exercise on selected risk factors for osteoporotic fractures.  Lancet. 1996;  348 1343-1347
  • 20 Heinonen A, Oja P, Kannus P. et al . Bone mineral density of female athletes in different sports.  Bone Mineral. 1993;  23 1-14
  • 21 Highet H. Athletic amenorrhoea.  Sports Med. 1989;  7 82-108
  • 22 Hong Y, Li J X, Robinson P D. Balance control, flexibility, and cardiorespiratory fitness among older Tai Chi practitioners.  Br J Sports Med. 2000;  34 29-34
  • 23 Huddleston A, Rockwell D, Kulund D. et al . Bone mass in lifetime tennis athletes.  JAMA. 1980;  244 1107-1109
  • 24 Janz K. Physical activity and bone development during childhood and adolescence. Implications for the prevention of osteoporosis.  Minerva Pediatr. 2002;  54 93-104
  • 25 Joakimsen R M, Magnus J H, Fonnebo V. Physical activity and predisposition for hip fractures: a review.  Osteoporosis Int. 1997;  7 503-515
  • 26 Jonsson B, Gärdsell P, Johnell O. et al . Differences in fracture pattern between an urban and a rural population. A comparative population-based study in southern Sweden.  Osteoporosis Int. 1992;  2 269-273
  • 27 Karlsson M. Is exercise of value in the prevention of fragility fractures in men?.  Scand J Med Sci Sports. 2002;  12 197-210
  • 28 Kelley G A. Aerobic exercise and bone density at the hip in postmenopausal women: a meta-analysis.  Prev Med. 1998;  27 798-807
  • 29 Kontulainen S, Kannus P, Haapasalo H. et al . Good maintenance of exercise-induced bone gain with decreased training of female tennis and squash players: a prospective 5-year follow-up study of young and old starters and controls.  J Bone Miner Res. 2001;  16 195-201
  • 30 Krolner B, Toft B. Vertebral bone loss. An unheeded side effect of therapeutic bed rest.  Clin Sci. 1983;  64 537-540
  • 31 Lin J T, Lane J M. Nonmedical management of osteoporosis.  Curr Opin Rheumatol. 2002;  14 441-446
  • 32 Minne H W, Pollähne W, Pfeifer M. Nichtmedikamentöse Maßnahmen. Pollähne W, Bröll H, Burckhardt P, Delling G, Minne HW Therapie primärer und sekundärer Osteoporosen Stuttgart/New York; Thieme 1999: 25-33
  • 33 Minne H W, Pollähne W, Pfeifer M. Therapieziele bei primärer und sekundärer Osteoporose - Einfluß der Therapie auf den Allgemeinzustand und die Lebensqualität der Patienten. Pollähne W, Bröll H, Burckhardt P, Delling G, Minne HW Therapie primärer und sekundärer Osteoporosen Stuttgart/New York; Thieme 1999: 2-9
  • 34 Mosekilde L. Osteoporosis and exercise.  Bone. 1995;  17 193-195
  • 35 Nelson M E, Fiatarone M A, Morganti C M. et al . Effects of high-intensity strength training on multiple risk factors for osteoporotic fractures. A randomized controlled trial.  JAMA. 1994;  272 1909-1914
  • 36 Nichols D L, Bonnick S L, Sanborn C F. Bone health and osteoporosis.  Clin Sports Med. 2000;  19 233-249
  • 37 Obrant K J, Bengner U, Johnell O. et al . Editorial: Increased age-adjusted risk of fragality fractures: A sign of increasing osteoporosis in successive generations.  Calcif Tissue Int. 1989;  44 157-167
  • 38 Pfeifer M, Dreher R, Minne H W. Osteoporose: Nicht-medikamentöse Maßnahmen.  Akt Rheumatol. 2001;  26 219-226
  • 39 Prince R, Smith M, Dick I M. et al . Prevention of postmenopausal osteoporosis. A comparative study of exercise, calcium supplementation, and hormone-replacement therapy.  N Engl J Med. 1991;  325 1189-1195
  • 40 Recker R R, Davies K M, Hinders S M. et al . Bone gains in young adult women.  JAMA. 1992;  268 2403-2408
  • 41 Rencken M L, Chesnut 3rd C H, Drinkwater B L. Bone density at multiple skeletal sites in amenorrheic athletes.  JAMA. 1996;  276 238-240
  • 42 Risser W L, Lee E J, LeBlanc A. et al . Bone density in eumenorrheic female college athletes.  Med Sci Sports Exerc. 1990;  22 570-574
  • 43 Rockwell J C, Sorensen A M, Baker S. et al . Weight training decreases vertebral bone density in premenopausal women: a prospective study.  J Clin Endocrinol Metab. 1990;  71 988-993
  • 44 Rubin C, Turner A S, Bain S. et al . Anabolism. Low mechanical signals strengthen long bones.  Nature. 2001;  412 603-604
  • 45 Sharkey N A, Williams N I, Guerin J B. The role of exercise in the prevention and treatment of osteoporosis and osteoarthritis.  Rheumatol. 2000;  35 209-222
  • 46 Sinaki M. Exercise and osteoporosis.  Arch Phys Med Rehabil. 1989;  70 220-229
  • 47 Smith E L, Gilligan C. Physical activity effects on bone metabolism.  Calcif Tissue Int. 1991;  49 (Supp) S50-S54
  • 48 Snow C M, Shaw J M, Matkin C C. Physical activity and risk for osteoporosis. Marcus R, Feldman D, Kelsey J Osteoporosis San Diego; Academic Press 1996: 511-528
  • 49 Suominen H. Bone mineral density and long term exercise.  Sports Med. 1993;  16 316-330
  • 50 Vuori I M. Dose-response of physical activity and low back pain, osteoarthritis, and osteoporosis.  Med Sci Sports Exerc. 2001;  33 (Suppl) S551-S586
  • 51 Ward K A, Alsop C W, Brown S. et al . A randomised, placebo controlled pilot trial of low magnitude, high frequency loading treatment of low bone mineral density in children with disabling conditions.  J Bone Miner Res. 2001;  16 S173
  • 52 Warren M P, Brooks-Gunn J, Fox R P. et al . Osteopenia in exercise-associated amenorrhea using ballet dancers as a model: a longitudinal study.  J Clin Endocrinol Metab. 2002;  87 3162-3168
  • 53 Warren M P, Perlroth N E. The effects of intense exercise on the female reproductive system.  J Endocrinol. 2001;  170 3-11
  • 54 Whedon G D. Disuse osteoporosis: physical aspects.  Tissue Int. 1984;  36 S146-S150
  • 55 Wolff I, van Croonenborg J J, Kemper H CG. et al . The effect of exercise training programs on bone mass: A metaanalysis of published controlled trials in pre- and postmenopausal women.  Osteoporosis Int. 1999;  9 1-12

Dr. med. Alexander K. Scheel

Abteilung für Nephrologie and Rheumatologie, Georg-August-Universität Göttingen

Robert-Koch-Straße 40

37075 Göttingen

Email: ascheel@gwdg.de