Impact of high external load resistance and low external load resistance training with blood flow restriction on anterior cruciate ligament volume in healthy female and male adults: A randomized controlled trial

De knie is een scharnier dat het gewicht van ons lichaam draagt terwijl het ons in staat stelt om te rennen, te springen en te draaien. In het centrum van dit gewricht ligt een stevige, touwachtige band van weefsel die de voorste kruisband wordt genoemd, of ACL. Deze structie fungeert als een primaire stabilisator, die voorkomt dat het scheenbeen te ver naar voren glijdt ten opzichte van het dijbeen. Wanneer dit ligament scheurt, is het vaak een carrièrebeëindigende of levensveranderende blessure, vooral voor atleten. Decennialang wisten wetenschappers al dat de grootte van dit ligament ertoe doet: een dikkere, robuustere ACL wordt over het algemeen geassocieerd met een lager risico op scheuren. Hoewel we begrijpen dat spieren groter en sterker kunnen worden door oefening, bleef het idee dat een ligament — een weefsel dat niet samentrekt zoals een spier — ook groter kan worden als reactie op training een mysterie. Als we een manier zouden vinden om dit ligament veilig dikker te maken, zou het een nieuwe weg kunnen bieden om blessures te voorkomen voordat ze gebeuren.

Een team van onderzoekers aan de Universiteit van Rostock in Duitsland zette zich in om te testen of specifieke vormen van krachttraining de ACL daadwerkelijk groter konden maken. Ze richtten zich op twee zeer verschillende benaderingen voor het opbouwen van spieren. De eerste was zware weerstandstraining, de traditionele methode waarbij mensen zware gewichten tillen, meestal rond de 70 tot 85 procent van hun maximale capaciteit. De tweede techniek was weerstandstraining met een lage belasting gecombineerd met bloedstroomrestrictie. Bij deze methode tillen deelnemers veel lichtere gewichten, slechts ongeveer 20 tot 30 procent van hun maximum, maar ze dragen speciale manchetten om hun bovenbenen die de bloedstroom naar de spieren tijdens de oefening gedeeltelijk beperken. Deze restrictie zorgt voor een ophoping van metabole afvalstoffen en een gebrek aan zuurstof, wat het lichaam fopt om te denken dat het veel harder werkt dan het in werkelijkheid doet. Eerdere studies hadden aangetoond dat beide methoden effectief spieren konden opbouwen, maar niemand wist of een van beide de grootte van het ligament zelf kon veranderen.

Om het antwoord te vinden, rekruteerden de onderzoekers zestig gezonde volwassenen, mannen en vrouwen tussen de achttien en vijfendertig jaar oud, die geen recente ervaring hadden met serieus gewichtheffen. Ze verdeelden de vrijwilligers willekeurig in drie groepen. De ene groep voerde de zware tilroutine uit, een andere groep deed aan licht tillen met de bloedstroomrestrictie-mansjetten, en de derde groep diende als controlegroep, waarbij zij hun normale dagelijkse activiteiten voortzetten zonder een nieuw trainingsprogramma te starten. Alle trainingsgroepen trainden drie keer per week gedurende zestien weken. Vóór de training begon en nadat deze was afgerond, onderging elke deelnemer een gedetailleerde scan met een krachtige MRI-machine. Deze technologie stelde de onderzoekers in staat om het exacte volume van de ACL en de quadricepsspier in het dominante been met hoge precisie te meten. Ze maten ook spierkracht en elektrische activiteit om te zien hoe de training de prestaties beïnvloedde.

De resultaten onthulden een verrassend verschil tussen de twee trainingsmethoden. De groep die de zware krachttraining uitvoerde, zag geen significante verandering in de grootte van hun ACL vergeleken met de controlegroep. Sterker nog, hun ligamentvolume bleef vrijwel gelijk. De groep die echter de techniek met bloedstroomrestrictie gebruikte, vertoonde een duidelijke toename in ACL-volume. Gemiddeld groeiden hun ligamenten met ongeveer 4 procent, een toename van ongeveer 99 kubieke millimeter. Deze verandering was niet slechts een statistische fluctuatie; het was een meetbare fysieke aanpassing. Wanneer de onderzoekers dieper in de gegevens keken, ontdekten ze dat deze groei voornamelijk werd waargenomen bij mannelijke deelnemers, die grote effectgroottes lieten zien voor de toename in vergelijking met de controlegroep. Hoewel de vrouwelijke deelnemers geen statistisch significante verschillen tussen de groepen vertoonden, suggereren de algemene bevindingen dat de capaciteit voor ligamentaire adaptatie kan verschillen tussen de seksen, waarbij het effect het meest uitgesproken is bij mannen.

Hoewel de resultaten voor het ligament specifiek waren, waren de resultaten voor de spieren consistent over beide trainingsgroepen. Zowel de zware lifters als de bloedstroomrestrictiegroep zagen hun quadriceps aanzienlijk groter worden dan die van de controlegroep. Ze werden ook sterker, vooral bij dynamische bewegingen waarbij ze tegen weerstand afzetten. Dit bevestigt dat de lichtere training met bloedstroomrestrictie net zo effectief is als zwaar tillen voor het opbouwen van spieren, maar dat het een nieuwe, onverwachte laag toevoegt: het kan ook het ligament stimuleren om te groeien, waarbij het effect het meest prominent is bij mannen. De onderzoekers merkten op dat hoewel de ligamenten groter werden, het nog niet bekend is of deze toename groot genoeg is om daadwerkelijk een scheur te voorkomen tijdens een echte sportblessure. De studie testte niet of deze dikkere ligamenten een plotselinge impact of een slechte landing zouden kunnen weerstaan.

De studie onderzocht ook waarom het zware tillen niet hetzelfde resultaat opleverde. Het is mogelijk dat de intense mechanische stress van het tillen van zware gewichten, hoewel goed voor de spieren, micro-letsel of ontsteking in het ligament heeft veroorzaakt dat groei voorkwam, of misschien was de stress simpelweg te hoog voor het weefsel om op een positieve manier te adapteren. In contrast hiermee leek de combinatie van een lage mechanische belasting en hoge metabole stress door de bloedstroomrestrictie de perfecte omgeving te creëren voor het verdikken van het ligament. De onderzoekers geloven dat dit kan komen door de zuurstofarme omgeving die de productie van groeifactoren stimuleert die helpen bij het herstellen en opbouwen van weefsel.

Uiteindelijk opent dit onderzoek een nieuwe deur in de sportgeneeskunde. Het demonstreert dat ligamenten geen statische structuren zijn die dezelfde grootte behouden ongeacht wat we doen; ze kunnen adapteren, maar de soort adaptatie hangt sterk af van de trainingsmethode en de biologie van de persoon die traint. Voor mannen kan het integreren van bloedstroomrestrictietraining in een routine een dubbel voordeel bieden: het opbouwen van sterke spieren en potentieel het verdikken van de ligamenten die de knie beschermen. Voor vrouwen is het verhaal anders, en de redenen waarom hun ligamenten in deze studie niet zo significant groeiden, blijven een belangrijke vraag voor toekomstig onderzoek. De bevindingen suggeren dat de weg naar blessurepreventie niet alleen gaat over het versterken van de spieren rond de knie, maar ook over het vinden van de juiste soort stress om de ligamenten zelf robuuster te maken.