Körperliche Aktivität kann die Muskelkraft und Arbeitsfähigkeit durch Veränderungen wie Wachstum des Muskelvolumens und erhöhte Stoffwechselkapazität erhöhen. Unterschiedliche Aktivitätsmuster bewirken eine Vielzahl von biochemischen und morphologischen Anpassungen in den Muskeln. Generell muss ein Gewebe aktiv sein, um lebensfähig zu bleiben. Inaktivität verursacht Atrophie, insbesondere im Muskelgewebe. Sportmedizinische und wissenschaftliche Untersuchungen haben gezeigt, dass verschiedene Trainingsregime ganz spezifische muskuläre Veränderungen hervorrufen können. Krafttraining, das starke Kräfte auf die Muskeln ausübt, erhöht die Anzahl der kontraktilen Filamente (Myofibrillen) und das Volumen des sarkoplasmatischen Retikulums (siehe Abbildung 1). Hochintensives Training erhöht die Muskelenzymaktivität. Die Anteile an glykolytischen und oxidativen Enzymen stehen in engem Zusammenhang mit der Arbeitsintensität. Darüber hinaus erhöht längeres intensives Training die Kapillardichte.
Abbildung 1. Eine schematische Darstellung der Hauptkomponenten einer Muskelzelle, die an der Kopplung von Erregung und Kontraktion beteiligt sind, sowie des Ortes für die ATP-Produktion, der Mitochondrien.
Manchmal kann zu viel Bewegung zu Muskelkater führen, ein Phänomen, das jedem bekannt ist, der schon einmal eine über seine Kapazität hinausgehende Muskelleistung gefordert hat. Bei Überbeanspruchung eines Muskels setzen zunächst Abbauprozesse ein, denen Reparaturprozesse folgen. Wenn genügend Zeit für die Reparatur eingeräumt wird, kann das Muskelgewebe mit erhöhten Kapazitäten enden. Eine längere Überbeanspruchung mit unzureichender Reparaturzeit hingegen führt zu Ermüdung und beeinträchtigt die Muskelleistung. Eine solche längere Überbeanspruchung kann chronische degenerative Veränderungen in den Muskeln hervorrufen.
Andere Aspekte des Muskelgebrauchs und -missbrauchs sind die motorischen Kontrollmuster für verschiedene Arbeitsaufgaben, die von Kraftniveau, Geschwindigkeit der Kraftentwicklung, Art der Kontraktion, Dauer und Präzision der Muskelaufgabe abhängen (Sjøgaard et al. 1995). Einzelne Muskelfasern werden für diese Aufgaben „rekrutiert“, und einige Rekrutierungsmuster können eine hohe Belastung einzelner motorischer Einheiten hervorrufen, selbst wenn die Belastung des gesamten Muskels gering ist. Extensive Rekrutierung einer bestimmten motorischen Einheit führt unweigerlich zu Ermüdung; und berufsbedingte Muskelschmerzen und -verletzungen können folgen und könnten leicht mit der Ermüdung zusammenhängen, die durch unzureichende Muskeldurchblutung und intramuskuläre biochemische Veränderungen aufgrund dieser hohen Belastung verursacht wird (Edwards 1988). Hohe Muskelgewebedrücke können auch den Muskelblutfluss behindern, was die Fähigkeit essentieller Chemikalien, die Muskeln zu erreichen, sowie die Fähigkeit des Blutes, Abfallprodukte zu entfernen, verringern kann; Dies kann zu Energiekrisen in den Muskeln führen. Bewegung kann die Ansammlung von Kalzium induzieren, und die Bildung freier Radikale kann auch degenerative Prozesse wie den Abbau von Muskelmembranen und die Beeinträchtigung des normalen Stoffwechsels (mitochondrialer Energieumsatz) begünstigen (Abbildung 2). Diese Prozesse können letztendlich zu degenerativen Veränderungen im Muskelgewebe selbst führen. Fasern mit ausgeprägten degenerativen Eigenschaften wurden häufiger in Muskelbiopsien von Patienten mit arbeitsbedingten chronischen Muskelschmerzen (Myalgie) gefunden als bei gesunden Probanden. Interessanterweise handelt es sich bei den so identifizierten degenerierten Muskelfasern um „langsam zuckende Fasern“, die sich mit niederschwelligen motorischen Nerven verbinden. Dies sind die Nerven, die normalerweise bei niedrigen anhaltenden Kräften rekrutiert werden, nicht bei Aufgaben im Zusammenhang mit hohen Kräften. Die Wahrnehmung von Müdigkeit und Schmerz kann eine wichtige Rolle bei der Vorbeugung von Muskelverletzungen spielen. Schutzmechanismen bewirken, dass sich die Muskeln entspannen und erholen, um wieder zu Kräften zu kommen (Sjøgaard 1990). Wenn ein solches Biofeedback von den peripheren Geweben ignoriert wird, können die Müdigkeit und der Schmerz schließlich zu chronischen Schmerzen führen.
Abbildung 2. Eine Vergrößerung der Muskelmembran und Strukturen innerhalb des Muskels in Abbildung 2. Die Kette von Ereignissen in der Pathogenese von durch Kalzium () induzierten Schäden in Muskelzellen wird dargestellt
Manchmal können nach häufiger Überbeanspruchung verschiedene normale zelluläre chemische Substanzen nicht nur selbst Schmerzen verursachen, sondern auch die Reaktion von Muskelrezeptoren auf andere Reize erhöhen und dadurch die Aktivierungsschwelle senken (Mense 1993). Die Nerven, die die Signale von den Muskeln zum Gehirn leiten (sensorische Afferenzen), können dadurch mit der Zeit sensibilisiert werden, was dazu führt, dass eine gegebene Dosis schmerzauslösender Substanzen eine stärkere Erregungsreaktion hervorruft. Das heißt, die Aktivierungsschwelle wird verringert und kleinere Expositionen können größere Reaktionen hervorrufen. Interessanterweise sind die Zellen, die normalerweise als Schmerzrezeptoren (Nozizeptoren) in unverletztem Gewebe dienen, stumm, aber diese Nerven können auch eine anhaltende Schmerzaktivität entwickeln, die sogar nach dem Ende der Schmerzursache bestehen bleiben kann. Dieser Effekt kann chronische Schmerzzustände erklären, die nach Abheilung der initialen Verletzung bestehen. Wenn der Schmerz nach der Heilung anhält, können die ursprünglichen morphologischen Veränderungen in den Weichteilen schwer zu identifizieren sein, selbst wenn die primäre oder anfängliche Ursache des Schmerzes in diesen peripheren Geweben liegt. Daher kann es unmöglich sein, die wahre „Ursache“ der Schmerzen zu ermitteln.
Risikofaktoren und vorbeugende Strategien
Zu den arbeitsbedingten Risikofaktoren für Muskelerkrankungen gehören Wiederholung, Kraft, statische Belastung, Körperhaltung, Präzision, visuelle Beanspruchung und Vibration. Unangemessene Arbeits-/Ruhezyklen können ein potenzieller Risikofaktor für Muskel-Skelett-Erkrankungen sein, wenn vor der nächsten Arbeitsperiode keine ausreichenden Erholungszeiten gewährt werden und somit nie genügend Zeit für physiologische Erholung bleibt. Auch Umwelt-, soziokulturelle oder persönliche Faktoren können eine Rolle spielen. Muskel-Skelett-Erkrankungen sind multifaktoriell und im Allgemeinen sind einfache Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge schwer zu erkennen. Es ist jedoch wichtig zu dokumentieren, inwieweit berufliche Faktoren mit den Störungen ursächlich in Zusammenhang gebracht werden können, da nur im Falle einer Kausalität die Eliminierung oder Minimierung der Exposition dazu beiträgt, die Störungen zu verhindern. Natürlich müssen je nach Art der Arbeitsaufgabe unterschiedliche Präventionsstrategien umgesetzt werden. Bei hochintensiver Arbeit geht es darum, Kraft und Arbeitsintensität zu reduzieren, während es bei monoton repetitiver Arbeit eher darauf ankommt, Abwechslung in die Arbeit zu bringen. Kurz gesagt, das Ziel ist die Optimierung der Belichtung.
Berufsbedingte Krankheit
Arbeitsbedingte Muskelschmerzen werden am häufigsten im Nacken- und Schulterbereich, im Unterarm und im unteren Rücken beschrieben. Obwohl es sich um eine Hauptursache für Krankschreibungen handelt, herrscht große Verwirrung hinsichtlich der Klassifizierung der Schmerzen und der Festlegung diagnostischer Kriterien. Gebräuchliche Begriffe werden in drei Kategorien eingeteilt (siehe Abbildung 3).
Abbildung 3. Klassifikation von Muskelerkrankungen.
Wenn angenommen wird, dass Muskelschmerzen arbeitsbedingt sind, können sie in eine der folgenden Störungen eingeteilt werden:
- Berufliche zervikobrachiale Erkrankungen (OCD)
- Repetition Strain Injury (RSI)
- Kumulative Traumastörungen (CTD)
- Überbeanspruchungs-(Verletzungs-)Syndrom
- Arbeitsbedingte Erkrankungen des Nackens und der oberen Extremitäten.
Die Taxonomie der arbeitsbedingten Erkrankungen des Nackens und der oberen Extremitäten zeigt deutlich, dass die Ätiologie äußere mechanische Belastungen umfasst, die durchaus am Arbeitsplatz auftreten können. Neben Erkrankungen des Muskelgewebes selbst umfasst diese Kategorie auch Erkrankungen anderer Weichteile des Bewegungsapparates. Zu beachten ist, dass die diagnostischen Kriterien es möglicherweise nicht zulassen, den Ort der Störung spezifisch für eines dieser Weichteile zu identifizieren. Tatsächlich ist es wahrscheinlich, dass morphologische Veränderungen an den Muskel-Sehnen-Übergängen mit der Wahrnehmung von Muskelschmerzen zusammenhängen. Dies spricht dafür, den Begriff Fibromyalgie für lokale Muskelerkrankungen zu verwenden. (Siehe Abbildung 3)
Leider werden für im Wesentlichen die gleiche Erkrankung unterschiedliche Begriffe verwendet. In den letzten Jahren hat sich die internationale Wissenschaftsgemeinschaft zunehmend auf Klassifikations- und Diagnosekriterien für Muskel-Skelett-Erkrankungen konzentriert. Dabei wird zwischen generalisiertem und lokalem bzw. regionalem Schmerz unterschieden (Yunus 1993). Das Fibromyalgie-Syndrom ist ein generalisierter Schmerzzustand, wird jedoch nicht als arbeitsbedingt angesehen. Andererseits sind lokalisierte Schmerzstörungen wahrscheinlich mit bestimmten Arbeitsaufgaben verbunden. Myofasziales Schmerzsyndrom, Tension Neck und Rotatorenmanschettensyndrom sind lokalisierte Schmerzerkrankungen, die als arbeitsbedingte Erkrankungen angesehen werden können.
