Die Ergebnisse von Studien aus der klinischen Psychologie und der Neurowissenschaften deuten darauf hin, dass Achtsamkeit eine wirksame Strategie zur Optimierung von im Sport leistungsrelevanten Faktoren sein könnte (Jekauc & Kittler, 2015). Diese Dissertation erläutert den Entwicklungsprozess des Berliner Achtsamkeitstrainings zur Leistungsoptimierung (BATL) und gibt die begleitende wissenschaftliche Analyse von möglichen Wirkmechanismen achtsamkeitsbasierten Trainings im Leistungssport wieder. Das Dissertationsprojekt umfasst drei Studien im Prä-Post-Design mit Kontrollgruppen und quantitativen Methoden sowie eine Fall-Studie mit Mixed-Methods. Die erste Untersuchung konnte zunächst zeigen, dass das BATL wirksam die Achtsamkeit bei den Teilnehmenden steigern kann. Die Ergebnisse der Folgestudie offenbarten einen indirekten positiven Effekt des BATLs auf das Emotionsmanagement von Sportlerinnen und Sportlern. Durch eine Steigerung der Achtsamkeit bewirkt das Programm eine Senkung der Anwendungswahrscheinlichkeit maladaptiver Bewältigungsstrategien. In einer weiteren Studie im Sportschulkontext deuteten die Ergebnisse darauf hin, dass das BATL sowohl die Daueraufmerksamkeit als auch die selektive Aufmerksamkeit bei jungen Sportler:innen verbessert und dass mehr Training im gleichen Zeitraum zu besseren Aufmerksamkeitsleistungen führt. Die Daten deuteten auch darauf hin, dass Teilnehmende, die nach der Intervention weiterhin selbständig übten, bei der Langzeitmessung ebenfalls bessere Leistungen erzielten. Die abschließende Fallstudie im Leistungssportkontext konnte aufzeigen, dass mehr Unterstützung für Athlet:innen bei der Integration von Achtsamkeitsübungen in den Alltag den Effekt von Achtsamkeitsinterventionen steigern könnte. Über das Dissertationsprojekt hinweg konnte verifiziert werden, dass das entwickelte Achtsamkeitsprogramm BATL die sportliche Leistungsfähigkeit steigern kann. Die grundlegende Hypothese, dass achtsamkeitsbasiertes Training eine vielversprechende Ergänzung zu herkömmlichen sportpsychologischen Interventionen im deutschsprachigen Raum darstellen kann, konnte damit bestätigt werden. / Research findings from clinical psychology and neuroscience suggest that mindfulness could be an effective strategy for optimizing factors relevant to performance in sport (Jekauc & Kittler, 2015). This dissertation details the development process of the Berliner Achtsamkeitstraining zur Leistungsoptimierung (Berlin Mindfulness Training for Performance Optimization; BATL) and provides the accompanying scientific analysis of potential impact factors of mindfulness-based training in competitive sport. The dissertation project includes three randomized control trial studies in pre-post design and quantitative methods, as well as a case study with mixed methods. The first investigation initially demonstrated that the BATL was effective in increasing mindfulness in participants. The results of the follow-up study revealed an indirect positive effect of the BATL on athletes' emotion management. By increasing mindfulness, the program causes a decrease in the probability of using maladaptive coping strategies. The results of a further study indicated that the BATL improves both sustained attention and selective attention in young athletes and that more training in the same amount of time leads to better attentional performance. The data also suggested that participants who continued to practice independently after the intervention also performed better in the long-term measurement. The final case study in a competitive sports context revealed that more support for athletes in integrating mindfulness practice into daily life could increase the effect of mindfulness interventions. Across the dissertation project, it was verified that the developed mindfulness program, BATL, could enhance athletic performance. The foundational hypothesis that mindfulness-based training can be a promising addition to conventional sports psychology interventions in German-speaking countries could thus be confirmed.

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In dieser Dissertation wurde zur Untersuchung von Affekten und Emotionen als zentrales Phänomen im Sportunterricht ein Modell entwickelt, das das affektiv-emotionale Erleben im Sportunterricht aus Schülerinnen-Schüler-Perspektive als eigenständiges Phänomen betrachtet und in Bezug zu seinen Auslösern, Unterrichtsmaßnahmen und Konsequenzen setzt. Zur Beschreibung des affektiv-emotionalen Erlebens wurden Auslöser von Affekten und Emotionen in einer qualitativen Interviewstudie exploriert: Attraktivität der Aufgabe, Zugehörigkeit, Kompetenz und Autonomie erscheinen als entscheidende Auslöser des affektiv-emotionalen Erlebens aus Sicht der Schülerschaft. Daran anknüpfend wurden Kompetenz und Zugehörigkeit experimentell untersucht, um die Wirkung dieser Auslöser auf das affektiv-emotionale Erleben zu überprüfen. Eine positive bzw. negative Kompetenzbedingung führt zu einem positiven bzw. negativen Affekt und soziale Interaktion (Zugehörigkeitsbedingung) führt zu einem positiven Affekt bei den Schülerinnen und Schülern. Weiterführend wurden in einer systematischen Review Arbeit Unterrichtsmaßnahmen untersucht, die das affektiv-emotionale Erleben der Schülerinnen und Schüler im Sportunterricht effektiv beeinflussen können, indem sie die explorierten Auslöser anwenden. Dabei kann gezeigt werden: Autonomieunterstützende Unterrichtsmaßnahmen, die mit den identifizierten Auslösern zusammenhängen, können zu einem positiven affektiv-emotionalen Erleben bei den Schülerinnen und Schülern führen. Die identifizierten Auslöser des affektiv-emotionalen Erlebens und die effektiven Unterrichtsmaßnahmen werden in dieser Dissertation in ein heuristisches Modell zur Erklärung des affektiv-emotionalen Erlebens von Schülerinnen und Schülern im Sportunterricht integriert und hinsichtlich zukünftiger Forschungsansätze inhaltlich und methodisch diskutiert. Diese Dissertation schließt mit zukünftigen Forschungsfragen und praktischen Implikationen für die Bildungslandschaft. / This doctoral thesis focusses on affective and emotional states of students in the context of physical education (PE). Affects and emotions represent the theoretical framework. In order to investigate affects and emotions as a central phenomenon in PE, a model was developed that declares the affective and emotional states of students in PE to an independent phenomenon and relates this to its triggers, teaching styles and consequences. A qualitative interview study explored triggers of affects and emotions to describe the affective-emotional states: attractiveness of the task, belonging, competence, and autonomy appear to be decisive triggers of the affective-emotional states from the students' perspective. Based on this, competence and belonging were experimentally examined in order to successfully check the effect of these triggers on the affective and emotional states. A positive or negative trigger of competence influences students’ positive or negative affect and social interaction (belonging) influences students’ positive affect. In addition, teaching styles using the explored triggers were examined in a systematic review due to their influencing effects on the affective-emotional states of students in PE. It can be shown that autonomy-supportive teaching styles, which are related to the identified triggers, can positively influence the affective and emotional states of students. The identified triggers of the affective-emotional states and possible teaching styles are integrated into a heuristic model of affective-emotional states from students’ perspectives in PE. Based on this heuristic model, the contribution of this thesis will be critically reflected for further analysis of affective-emotional perception in future studies. Finally, the presented research is linked to future research questions. Practical implications are addressed for PE classes, schools, teacher training and general educational policy.

In der Präadoleszenz verbessert sportliches Training die Muskelkraftkapazität, die Belege für Auswirkungen auf Muskel- und Sehnenplastizität sind jedoch begrenzt. Jedoch könnte es, ähnlich wie bei jugendlichen Sportler:innen, bei präadoleszenten Athlet:innen zu Dysbalancen zwischen Muskelkraft und Sehnensteifigkeit kommen, insbesondere bei häufigen plyometrischen Belastungen. Dadurch wird die Sehne stärker mechanisch beansprucht, was zu einem erhöhten Verletzungsrisiko der Sehne führen kann. Aufgrund des Forschungsmangels über die Auswirkungen sportlichen Trainings auf die Muskel- und Sehnenplastizität in der Präadoleszenz untersucht die vorliegende Arbeit die Entwicklung der morphologischen und mechanischen Eigenschaften der Plantarflexoren und der Achillessehne bei präadoleszenten Athlet:innen mittels Ultraschall- und Dynamometrie. Es wurden zwei Vergleichsstudien zwischen Turner:innen mit mehrjähriger Trainingserfahrung und untrainierten Personen ähnlichen Alters durchgeführt. Die Studien zeigten eine höhere Muskelkraft der Plantarflexoren bei den Athlet:innen, jedoch keine Anpassungen der Achillessehnensteifigkeit, was zu einem höheren Anteil von Athlet:innen mit stark erhöhter Sehnendehnung führte. Zudem gab es keine Hinweise auf eine trainingsbedingte Muskelhypertrophie der Plantarflexoren. Die Auswirkungen von Training und Reifung auf die Muskel-Sehnen-Einheit wurden zusätzlich über ein Jahr untersucht. Die Muskelkraft der Athlet:innen entwickelte sich im Vergleich zu Nichtathlet:innen ähnlich, war jedoch durch größere Schwankungen und eine unausgewogene Adaptation zwischen Muskelkraft und Sehnensteifigkeit gekennzeichnet. Dies führte zu einer höheren Häufigkeit von Sportler:innen mit erhöhter Sehnendehnung und größeren Schwankungen der Sehnendehnung über die Zeit. Die Ergebnisse deuten auf eine erhöhte mechanische Beanspruchung der Sehne bei präadoleszenten Athlet:innen hin, was Auswirkungen auf das Risiko von Überlastungsbeschwerden der Sehne haben könnte. / In preadolescence, physical exercise and athletic training improve muscle strength capacity, yet the evidence on the effects of long-term athletic training on muscle-tendon plasticity is limited. Similar to adolescent athletes, preadolescents might develop imbalances between muscle strength and tendon stiffness, particularly with high-frequency plyometric loading. This imbalance exposes the tendon to an increased mechanical demand, potentially leading to an increased risk of tendon injury. Despite limited evidence on preadolescence research about the effects of athletic training on muscle-tendon plasticity, the thesis investigates the development of morphological and mechanical properties of the plantar flexors and Achilles tendon in preadolescent athletes via ultrasonography and dynamometry procedures. Two comparison studies were initially performed between artistic gymnastic athletes, with extensive training history, against untrained peers of similar age. The studies demonstrated higher plantar flexor muscle strength in the athletes, yet the gymnastic-specific training did not cause adaptations of Achilles tendon stiffness, resulting in a higher percentage of athletes with high-level tendon strain. Moreover, there was no evidence of training-induced muscle hypertrophy in the plantar flexors. The effects of athletic training and maturation on the triceps surae muscle-tendon unit were investigated over one year during preadolescence. The development of muscle strength in athletes, even though it was similar compared to non-athletes, was characterised by significantly greater fluctuations and a non-uniform adaptation between muscle strength and tendon stiffness. These two facts together resulted in a higher frequency of athletes with a high level of tendon strain and greater strain fluctuations over time. The findings indicate an increased mechanical demand for the tendon in preadolescent athletes that could have implications for the risk of tendon overuse injury.

Die Bewegungs-kontrollstrategien kontextabhängig und abhängig von unterschiedlichen Kriterien ausgewählt werden. Einerseits ist die Stabilität in den Bewegungszuständen wie der Fortbewegung ausschlaggebend für die ungestörte Ausführung bestimmter Handlungen und erfordert eine effektive Steuerung durch das zentrale Nervensystem. Andererseits wird die Bewegungsstrategieauswahl durch das zentrale Nervensystem dadurch bestimmt, dass die Energiekosten minimiert werden soll. Beide Konzepte (d.h. die Aufrechterhaltung der Stabilität und die Energiekostenminimierung) spielen eine fundamentale Rolle bei der Frage, warum sich Menschen so bewegen, wie sie es tun. Unklar ist dabei allerdings, auf welche Weise das zentrale Nervensystem beide Prinzipien gegeneinander gewichtet. In den letzten 20 Jahren haben uns wissenschaftliche Konzepte wie die Chaostheorie oder die Theorie komplexer Systeme eine neue Herangehensweise an diese Fragen ermöglicht. Diese Arbeit untersucht die dynamische Stabilität menschlicher Fortbewegung mit Hilfe des Konzepts der Ljapunowanalyse. Als erstes wird eine methodologische Untersuchung der Verlässlichkeit des maximalen Ljapunowexponenten beim Gehen und Laufen durchgeführt (Kapitel 2). Danach wird verglichen zwischen dem Laufen unter normalen Umständen und dem darauffolgenden Laufen ohne Schuhe, wobei letzteres eine Abnahme der Stabilität nach dem Übergang zu den neuen Umständen zur Folge hat (Kapitel 3). In der letzten Untersuchung wurde ein unterschiedlich langes Training zur Verbesserung der Laufenergetik durchgeführt, in einer Gruppe nur über einen kurzen und in einer anderen Gruppe über einen etwas längeren Zeitraum (Kapitel 4). Die Ergebnisse zeigen, dass Bewegungskontrollfehler für die Energiekosten beim Laufen eine Rolle spielen können, und legen somit eine flexible Priorisierung der Bewegungskontrolle nahe. / Motor control strategies are chosen in a context dependent manner, based on different criteria. On the one hand stability in dynamic conditions such as locomotion, is crucial to uninterrupted task execution and requires effective regulation by the central nervous system. On the other, minimization of the energetic cost of transport is instrumental in choosing the locomotion strategy by the central nervous system. Both these concepts, (i.e. maintaining stability and optimization of energetic cost of locomotion) have a fundamental role on how and why humans move in the way they do. However, how the human central nervous system prioritizes between the different goals is unknown. In the last 20 years, ideas from scientific paradigms such as chaos theory and complex systems have given us novel tools to approach these questions. The current thesis examines the dynamic stability during human locomotion under such an approach using the concept of Lyapunov analysis. At first a methodological examination of the reliability of the maximum Lyapunov exponent in walking and running has been conducted (chapter 2). Afterwards, an examination between the habitual running condition and after removal of footwear was conducted, exhibiting a decrease in stability following the acute transition to the new condition (chapter 3). In the last study, a training intervention aiming at improvements in running energetics was performed using a short-term and a long-term intervention group (chapter 4). The results evidence that motor control errors can have a role in the energy cost of running and thus, a flexible prioritization of the motor control output.

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Körperliche Aktivität während der Schwangerschaft wirkt sich positiv auf die Gesundheit von Mutter und Kind aus. Trotzdem werden Schwangere häufig gewarnt, sich aufgrund der abnehmenden Muskelkraft, den nachgiebigeren Bändern und Sehnen sowie der verschlechterten Stabilität beim Sport verletzen zu können. Um Verletzungen während der Schwangerschaft vorbeugen zu können, wird in dieser Arbeit erstmalig der Einfluss von Schwangerschaft auf den Muskel-Sehnen-Komplex der unteren Extremitäten untersucht. Weiterhin werden der Effekt auf das statische Gleichgewicht und der Einsatz eines Schwangerschaftsgurtes als potentielle Präventionsmaßnahme gegen Sturzunfälle überprüft. Zur Untersuchung des Muskel-Sehnen-Komplexes wurde die Morphologie des m. vastus lateralis, die Muskelkraft der Knieextensoren und die Eigenschaften der Patellasehne am Anfang und am Ende der Schwangerschaft sowie ein halbes Jahr nach der Entbindung mittels Ultraschall und Dynamometrie analysiert. Das Gleichgewicht wurde anhand der Grenzen der Stabilität nach anterior und posterior und anhand des Körperschwankens im ruhigen Stand auf einer Kraftmessplatte bei Schwangeren in den unterschiedlichen Schwangerschaftstrimestern und bei Nicht-Schwangeren mit und ohne Schwangerschaftsgurt beurteilt. Diese Arbeit liefert relevante Erkenntnisse, die für die Beurteilung des Verletzungsrisikos von Schwangeren und für die Entwicklung geeigneter präventiver Maßnahmen nützlich sind. Es wurde zum wiederholten Male bestätigt, dass Schwangerschaft zu einer Verschlechterung der posturalen Stabilität führt. Ein Schwangerschaftsgurt stellt jedoch keine geeignete Methode zur Verbesserung der Stabilität dar. Während Muskelmorphologie und Sehnensteifigkeit keinen negativen Einfluss zeigen, könnte die zunehmende Sehnenruhelänge zu einer vergrößerten Gelenkbeweglichkeit beitragen und das Risiko für Verletzungen und Stürze erhöhen. / Physical activity during pregnancy has beneficial effects on maternal and fetal health. However, pregnant women are frequently cautioned when exercising since a loss in muscle strength, an increased compliance of ligaments and tendons as well as impairments in postural stability are assumed to lead to injuries in pregnant women. This thesis investigates for the first time the effect of pregnancy on the muscle-tendon unit of the lower extremities for the prevention of injuries during pregnancy. Furthermore, this thesis analyzes the effect of pregnancy on static postural stability and examines whether a maternity support belt is an appropriate method for fall prevention in pregnant women. To investigate the muscle-tendon unit, the morphology of the vastus lateralis muscle, muscle strength of the knee extensors and the properties of the patellar tendon were analyzed in the early and late stage of pregnancy as well as six months after delivery by means of ultrasound and dynamometry. Balance ability was assessed determining the limits of stability in the anterior and posterior directions and the postural sway during motionless upright standing on a force plate in pregnant women in different trimesters of pregnancy and in non-pregnant women with and without maternity support belt. This thesis provides relevant evidence for the assessment of the risk of injury in pregnant women and the development of appropriate prevention strategies. It confirmed that pregnancy is accompanied by impaired postural stability. However, a maternity support belt is not an appropriate method to improve stability. While muscle morphology and tendon stiffness were not negatively affected during pregnancy, the increase in tendon rest length might contribute to an increased joint mobility that may increase the fall and injury risk.

Sehnen übertragen die Muskelkräfte und ihre Eigenschaften beeinflussen unsere Bewegungsleistungen. Infolge mechanischer Belastungen adaptieren Sehnen. Die Effekte spezifischer Parameter des mechanischen Dehnungsstimulus sowie allgemeiner Belastungsbedingungen auf die Anpassung sind bisher ungeklärt und sollen durch die vorliegende Arbeit beleuchtet werden. Das adaptive Potential wurde durch einen Vergleich der Sehneneigenschaften zwischen beiden Beinen, in Bezug auf seitenabhängige Belastungen, experimentell untersucht. Um den Effekt verschiedener interventionsinduzierter Belastungen auf die Anpassung zu bestimmen, wurde ein systematischer Review nebst Metaanalyse durchgeführt. Der Einfluss spezifischer Parameter des Dehnungsstimulus (Rate und Dauer) wurde mittels zweier Trainingsinterventionen untersucht. Der Vergleich zwischen den Achillessehneneigenschaften des dominanten und nicht dominanten Beins zeigte einen signifikanten Unterschied des Young''s Modulus (Materialeigenschaften), mutmaßlich eine Folge seitenabhängiger Alltagsbelastungen. Die Metaanalyse ermittelte hohe Effektgrößen auf die mechanischen und Materialeigenschaften sowie eine niedrige Effektgröße auf die Morphologie, mit einem signifikanten Einfluss der unterschiedlichen Belastungen. Die beiden Interventionen belegten, dass eine hohe Rate der Dehnung und eine lange Dauer keinen übergeordneten Stimulus zur Sehnenanpassung im Vergleich zu einer hohen Magnitude und niedrigen Frequenz darstellen. Die Ergebnisse zeigen, dass Materialeigenschaften sensitiver gegenüber Belastungsänderungen sind und im Vergleich zur Morphologie zeitiger adaptieren. Die Interventionsresultate lassen den Schluss zu, dass eine hohe Dehnungsmagnitude, eine adäquate Dauer und repetitive Belastung essentiell für einen effektiven Stimulus sind. Die Ergebnisse liefern wichtige Erkenntnisse bezüglich einer Verbesserung von Sehneneigenschaften im Kontext der athletischen Leistung sowie Verletzungsprävention und -rehabilitation. / Tendons transmit the force exerted by a muscle and their properties influence human locomotor performance. Furthermore, tendons adapt to mechanical loading. The effect of specific parameters of the mechanical strain stimulus as well as general loading conditions on tendon adaptation is not completely understood and, therefore, the focus of research in the present thesis. Adaptive responses were investigated by means of a comparison of tendon properties between both legs to assess the effect of side-dependent loading pattern. A systematic review and meta-analysis was applied to examine the influence of various intervention-induced loading conditions on the magnitude of adaption. To investigate specific parameters of the mechanical strain stimulus (rate and duration), two controlled exercise interventions were conducted. The comparison of the Achilles tendon properties between the non-dominant and dominant leg revealed a significant difference of the Young''s modulus (i.e. material properties), likely a result of side-dependent daily loading pattern. The meta-analysis revealed high intervention effect sizes on the tendon mechanical and material properties and a low effect size on the morphology, with a notable effect of the various loading conditions. The two exercise interventions showed that a higher rate of strain and longer duration did not provide a superimposed effect for tendon adaptation compared to high magnitude and low frequency. The findings indicate that the material properties seem to be more sensitive and quicker in response to changes in the loading conditions compared to the morphological properties. The results of the two interventions suggest that a high strain magnitude, an appropriate strain duration and repetitive loading are essential for an effective stimulus. These findings provide valuable information with regard to the improvement of tendon properties in the context of athletic performance as well as injury prevention and rehabilitation.