Die Kälteapplikation hat im medizinischen Bereich als therapeutische Maßnahme in den unterschiedlichsten Varianten eine lange Tradition. Seit dem Altertum ist die lokale Kryo- und Kälteapplikation zur Linderung körperlicher Leiden als therapeutisches Prinzip bekannt.
Später wurde dieses Prinzip auf kalte Vollbäder mit dem Ziel der Abhärtung und zur Behandlung fiebriger Erkrankungen sowie bei chronischen Gelenkerkrankungen ausgeweitet. Die Erfahrungen auf therapeutischem Gebiet, wie unter anderem in der postoperativen Behandlung von Sportverletzungen, und deren positive Effekte, wie z.B. die erhöhte thermoregulatorische Belastbarkeit, wurden vermehrt auch für den Sport nutzbar gemacht.
Der Einsatz der Kälteapplikation als eine thermoregulative Maßnahme kann zu verschiedenen Zeitpunkten sinnvoll sein. Sie wird vor (Precooling), während (Simultancooling), zwischen (Intercooling) und nach sportlichen Belastungen (Postcooling) eingesetzt.
Anwendungen mit einer Temperatur unter 0 Grad Celsius werden als Kryotherapie/-applikation bezeichnet. Liegt die Temperatur oberhalb von 0 Grad Celsius spricht man von einer Kältetherapie/- applikation. (Ückert, 2012)
Durch welchen Stoff die Kälte an den Körper gelangt hängt von der Methode ab:

Dabei kommen folgende Kältemediatoren zum Einsatz:

• Wasser
• Eis
• Luft
• künstlich hergestellte Kühlmedien (Granulat, Gel u.a.) (Ückert, 2012)

Diese werden, je nach Einsatz, ganz- oder teilkörperlich angewendet. Ein wichtiger Punkt ist auch die Geschwindigkeit der Kälteabgabe. Somit unterscheiden sich die Anwendungen mit Kälte durch fünf Faktoren:

• Zeitpunkt des Einsatzes
• Temperatur
• Kältemedium
• Einsatzgebiet am Körper
• Geschwindigkeit der Kälteabgabe (Ückert, 2012)

Das Arbeiten mit Kälte hat Vor- und Nachteile. Durch die optimierte körperlicher Temperaturbedingungen vor und während sportlicher Aktivität wird die Belastbarkeit und Leistungsfähigkeit erhöht. So sind Kälteapplikationen wie die Kaltwasser (Eistonne), Eishandtücher, Kältewesten oder Kältekammern im modernen Leistungssport mittlerweile eine gängige Regenerationsstrategie.

Kälteweste
Die Kälteweste ist universell als Teilkörper-Cooling-variante während der aktiven Vorbereitungsphase auf eine Hauptbelastung (Precooling), während der Belastung (Simultancooling), in Belastungspausen (Intercooling) und nach der Belastung (Postcooling) einsetzbar. Im Sport wird besonders Praktikabilität geschätzt. Für diese mobile Einsetzbarkeit wird ein Kompromiss bezüglich der geringeren Kältewirkung in Kauf genommen. Im Vergleich zu Kaltwasser oder Kältekammer kann die Temperatur der Kälteweste während der Applikationsphase nicht konstant gehalten werden und
wird von der Umgebungstemperatur, der belastungsabhängigen körperlichen Wärmebildung sowie der materiellen Ausstattung der Weste (Eis-, Wasser- oder Gelfüllung) beeinflusst. Abhängig von der Komfortabilität der Weste kann während der Belastung die körperliche Wärmeabgabe an die Umgebung vermindert
Dies kann einen leistungsbeeinträchtigenden Anstiegs der Körperkerntemperatur zur Folge haben. Ein Effekt, den man gerade mittels Cooling vermeiden möchte. (Ückert, 2012)
Grundsätzlich zeigen Studien positive Aspekte der Anwendung von Kältewesten im Sport auf. (Armstrong et al., 1995, Bennett et al., 1995, Smith et al., 1997, Martin et al., 1998, Cotter et al., 2001, Sleivert et al., 2001, Duffield et al., 2003, Arngrimsson et al., 2004, Cheung & Robinson, 2004, Hasegawa et al., 2005; Hornery et al., 2005)

Doch nicht bei jeder Trainingsform ist ein Teilkörper-Cooling von Vorteil. Bei wärmeabgabebeeinträchtigenden klimatischen Bedingungen kann die Ausdauerleistungsfähigkeit durch eine Kühlweste positiv beeinflusst werden. (Smith et al., 1997, Martin et al., 1998, Cotter et al., 2001, Arngrimsson et al., 2004; Hornery et al., 2005, Ückert & Joch, 2007, Ückert, 2012)

Ein Precooling beeinflusst dagegen Schnellkraftleistungen (vorrangig im Radsprint), durch die Lokalisierung der Kühlung, kaum. (Myler et al., 1989; Sleivert et al., 2001; Duffield et al., 2003; Cheung & Robinson, 2004; Castle et al., 2006).

Wie ist eine Kälteweste einzusetzen?
Um eine optimale Wirkung zu erzielen sollte zum Vorkühlen (Precooling), bei sehr warmen Bedingungen, eine Weste mindestens 30 bis 40 Minuten getragen werden. Unter Normalbedingungen reduziert sich die Tragezeit auf mindestens 20 bis 30 Minuten. Der negative Effekt der belastungsinduzierten Temperaturerhöhung kann damit kompensiert werden. (Duffield et al., 2003, Sleivert et al., 2001; Arngrimsson et al., 2004, Hasegawa et al., 2006, Ückert, 2012).

Ein Simultancooling (während der Belastung) hat sich aufgrund der schlechten Praktikabilität in der Praxis nicht bewährt. In diesem Fall hindert das Gewicht und die geringe Kühlungseffektivität eher als sie nutzt.
Damit beschränkt sich der Einsatzbereich der Kältewesten auf das Pre-, Inter- und Postcooling.

Neben der Kühlweste gibt es noch andere Kühlungsvarianten, die eine noch kleinere Körperoberfläche als die Kälteweste kühlen und mit vergleichbaren Produkten durchgeführt wurden. Dazu gehört zum Beispiel das Kühlen des Nackens mit einem Kühlschal. Diese zeigten keine signifikanten Effekte unter Belastungs- und/oder Hitzebedingungen auf die Rektaltemperatur, Herzfrequenz oder Belastungsempfinden (Bulbulian et al., 1999; Hamada et al. 2006), ebensowenig auf die Kortisol-, Prolaktin-, Adrenalin-, Noradrenalin- oder Dopaminkonzentration (Tyler et al., 2010, Ückert, 2012).

Somit stellt die Kühlweste, bei der mit dem Oberkörper eine relativ große Körperfläche gekühlt wird, eine insgesamt moderate, dennoch aber wirkungsvolle Variante dar. Des Weiteren zeichnet sie sich durch ihre mobile Einsatzmöglichkeit im Pre-, Inter- und Postcooling aus. (Ückert, 2012)

Als kurzfristige Regenerationsmaßnahme eignen sich, aufgrund der höheren Kühlintensität und der ganzkörperlichen Kühlung Kaltwasser und die Kältekammer besser. Im Kaltwasser kommt zudem der hydrostatische Druck als positiver Effekt hinzu.

Empfehlung Kälteweste

• Applikationstemperatur: abhängig vom Westenmaterial (Eis-, Wasser- oder Gelfüllung) zwischen 5 und 15 Grad Celsius
• Applikationszeit: bei Hitzebedingungen 30 bis 40 Minuten;
• bei Normaltemperaturbedingungen 20 bis 30 Minuten

(Ückert, 2012)

Kaltwasser
Man schreibt dieser Postcooling - Massnahme folgende Effekte auf die Erholung und Leistungsfähigkeit zu (Rowsell et al, 2011, Easton, Peters, 2011, Sramek et al, 2000, Bailey, 2007).

• Aufrechterhaltung der Leistungsfähigkeit
• Senkung der Muskeltemperatur
• Senkung der Entzündungswerte
• Verringerung der Muskelschäden
• Schmerzdämpfende Wirkung
• Senkung der Herzfrequenz
• Abschwellende Wirkung

Besonders das neuromuskuläre System profitiert in den ersten 24 Stunden nach einer Belastung (Higgins, 2016). Beobachten wir in der Praxis bei vielen Sportlern diese positive Wirkung, sind die Mechanismen für die Wissenschaft noch nicht so eindeutig (Bleakley, Davison, 2010). Doch auch wenn man noch nicht die Ursachen feststellen konnte, schreibt mittlerweile selbst die Wissenschaft bei mehrfachen Belastungen innerhalb kürzerer Zeit Kaltwasser einen überaus positiven Effekt zu. (Vaile et al, 2008, Rowsell et al, 2011)

Besonders die entzündungshemmende Wirkung von Kaltwasser in der Regenerationsphase scheint z. B. einen größeren Vorteil zu haben als eine aktive Regeneration, da eine aktive Erholung lediglich den Laktatwert senkt. Die reine Laktatsenkung führt jedoch zu keiner signifikanten Aufrechterhaltung der Leistungsfähigkeit. (Vaile et al, 2008, Ascensao et al, 2011). Auch gegenüber anderen Kälteanwendungen, wie Eiswesten, Cryotherapie, etc. wird der Kaltwasseranwendung eine bessere Wirkung zugeschrieben. (Roppendick et al, 2013) Es senkt die Körpertemperatur ungefähr 0,15 – 0,35° C pro Minute (Proulx et al, 2003, Clements et al. 2002).
Neben der entzündungshemmenden thermischen Wirkung von Kaltwasser hat der hydrostatische Druck, wie auch bei der Kompressionskleidung, einen besonders positiven mechanischen Effekt (Willkock et al, 2006). Aus diesem Grund spielt die Wassertiefe eine große Rolle. Diese sollte mindestens einen Meter betragen. Dies kann Probleme mit der Logistik hervorrufen. Für ein Team mit 22 Spielern Eistonnen mit mindestens 1 m Tiefe bereitzustellen ist ein schwieriges Unterfangen (Borgstedt, Schmidtlein, 2017).
Doch wie sollte man Kaltwasser richtig anwenden? Gute Werte erzielte man mit 10 – 15°C kalten Wasser (Kovacs et al, 2009, Halson, 2011) und einer Anwendung von 6 – 15 Minuten (Vaile et al, 2008, Ascensao et al, 2011). Dabei wurde eine Leistungsverbesserung von 2 – 3 % bei Folgebelastungen beobachtet (Poppendieck, 2013). Das mag wenig klingen, kann im Hochleistungssport jedoch über Sieg oder Niederlage entscheiden, besonders in einer Turniersituation.

Da Eis die Entzündungswerte senkt, hat sie auch negativen Einfluss auf die Anpassung. Für eine Adaption sind Entzündungswerte jedoch wichtig. Daher ist es zu empfehlen, Eis nur in intensiven Training- oder Spielphasen anzuwenden. (Yamane, Onishi, Matsumoto, 2015, Fröhlich et al, 2014, Roberts et al., 2015).

Empfehlung Kaltwasser:

• 10 – 15°C kalten Wasser
• Anwendung von 6 – 15 Minuten
• Wassertiefe 1 m

(Kovacs et al, 2009, Halson, 2011, Vaile et al, 2008, Ascensao et al, 2011, Willkock et al, 2006, Borgstedt, Schmidtlein, 2017)

Kontrastmethode
Die Kontrastmethode, ist das Eintauchen oder Abduschen mit warmen, heißem und kaltem Wasser im Wechsel. Wie bei so vielen Strategien tut sich auch hier die Wissenschaft schwer den positiven Effekt auf die Regeneration zu erklären. So fand eine Studie heraus, dass die Kontrastmethode den Abbau der Kreatinkinase begünstigt (Gill et al., 2006) während eine andere Untersuchung keinen Unterschied zu einer aktiven oder passiven Regeneration herausfand (Coffey et al. 2004). Nichts desto trotz ist es eine sehr verbreitete und beliebte Regenerationsstrategie.

Unter folgenden Parametern bietet es sich an die Methode durchzuführen:
Dusche so kalt und so warm wie möglich, 1 Minute kalt / 1 Minute warm für 2 bis 6 Durchgänge. Dabei sollte man morgens, um das Aufwachen zu unterstützen mit kaltem Wasser enden und aus dem umgekehrten Grund Abends eher mit warmen Wasser zuletzt abduschen. (Keferstein et al. 2015)

Empfehlung Kontrastdusche:
Dusche so kalt und so warm wie möglich
1 Minute kalt / 1 Minute warm
2 bis 6 Durchgänge.
(Keferstein et al. 2015)

Kältekammer (Whole-Body Cryotherapy)
Die ersten welche die Kältekammer (auch Polarium, Eislabor, Icelab genannt) einführten, waren 1980 die Japaner. Vier Jahre später wurden auch in Deutschland Kältekammern zur Behandlung u.a. rheumatischer Erkrankungen eingesetzt und damit die technischen Möglichkeiten der Kälteapplikation erweitert. (Ückert, 2012)
Zu Beginn des Einsatzes von Kältekammern wurde mit Temperaturen von 0 – 10 Grad gearbeitet. Die „geringe“ Temperatur wurde mit Applikationszeiten von bis zu einer Stunde kompensiert. Dies war noch keine optimale Lösung. (Brück, 1981; Hessemer et al., 1984; Kruk et al., 1990; Lee & Haymes, 1995)
Mit der Senkung der Temperatur konnte auch die Dauer der Kühlung verringert werden. Als optimalste Temperatur werden mittlerweile – 110 Grad gesehen. In der medizinischen Therapie dauert die Applikation drei Minuten. Für den Sport wird von mehr als 2:30 Minuten Verweildauer in einer Kammer abgeraten, da die Erfahrung zeigt, dass dann die Sportler anfangen zu stark zu frieren. (Fricke, 1984, 1986, 1989; Senn, 1985; Yamauchi 1986; Birwe et al. 1989; Taghawinejad et al., 1989; Senne, 2001; Smolenski et al., 2003; Joch & Ückert, 2004, Ückert, 2012)
Es gehört schon etwas Überwindung dazu mit Badekleidung, bedeckten Ohren, Handschuhen und Mundschutz eine -110 Grad kalte Kammer zu betreten und dort langsam umherzugehen. Es empfiehlt sich dabei auch Haare und Haut vorher gut abzutrocknen. Oft sind der kältesten Kammer zwei Vorräume mit – 10 und – 60 Grad vorgeschaltet. Dies erleichtert die Gewöhnung. In der Hauptkammer kühlt dann die Hauttemperatur auf bis zu – 5 Grad ab. Die Kerntemperatur wird vom Körper meist gegenreguliert.
Die Nutzung einer Ganzkörperkühlung (engl. Whole-Body Cryotherapy) wird schon, wie Eingangs erwähnt, länger in der Notfallmedizin aber auch für Schmerz und Rheumapatienten eingesetzt. Wie bei der Eistonne werden Entzündungswerte herunterreguliert und akuter Schmerz reduziert. Doch auch im Sport wird die Whole-Body Cryotherapy schon länger zur Beschleunigung der Regeneration eingesetzt (Cook, Kilduff, Jones, 2014). Der einmalige Besuch einer Kältekammer mit – 110° zeigt eine positive Reaktion des Hormon- und Immunsystems (Pournot et al. 2011, Zagrobelny et al. 1993). Eine tägliche Benutzung über eine Woche durch ein Rugby Team reduzierte die Marker für Muskelverletzungen und proinflammatorischen Zytokinen stärker als eine passive Regeneration (Banfi et al., 2009).
In der Praxis zeigten sich die unterschiedlichsten Reaktionen auf die Kältekammer. Einem Sportler wurde nach der Kammer sehr schnell wieder warm. Er schlief die Nacht sehr gut und wachte sehr erholt auf. Ein anderer Athlet hörte gar nicht mehr auf zu frieren, schlief schlecht, und fühlte sich wie erschlagen.
Wie bei so vielen anderen Strategien ist die Studienlage über die Wirkung der Whole-Body Cryotherapy nicht eindeutig. Dies kann auch an den sehr hohen Kosten für eine Kammer liegen. Daher ist diese Strategie nicht sehr verbreitet. Bayer Leverkusen und der Bundesleistungsstützpunkt Kienbaum nutzen eine Kammer.
Für die Whole-Body Cryotherapy gilt das gleiche wie für die Kaltwasseranwendungen. Sie hat einen negativen Einfluss auf die Anpassung. Auch hier ist zu empfehlen die Kältekammer nur in intensiven Training- oder Spielphasen anzuwenden. (Yamane, Onishi, Matsumoto, 2015, Fröhlich et al, 2014).

Empfehlung Kältekammer:
Applikationstemperatur: -110 Grad Celsius
Applikationszeit: max. 2,5 Minuten
(Pournot et al. 2011, Zagrobelny et al. 1993, Fricke, 1984, 1986, 1989, Senn, 1985, Yamauchi 1986; Birwe et al. 1989; Taghawinejad et al., 1989, Senne, 2001; Smolenski et al., 2003; Joch & Ückert, 2004, Ückert, 2012)

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