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.

Sehnenverletzungen machen ca. 30 % der muskuloskelettalen Beschwerden aus. Repetitive Überlastung wird häufig als Ursache diskutiert. Dabei entstehende strukturelle Schäden können die Kapazität der Sehne, mechanische Belastung zu tolerieren, reduzieren. Das exzentrische Protokoll nach Alfredson sowie das „heavy slow resistance training“ sind häufig genutzte Formen der Trainingstherapie. Jedoch zeigen diese Protokolle bisher kaum Nachweise für strukturelle Anpassung. Eine trainingsinduzierte Zunahme der Sehnensteifigkeit könnte die Sehne widerstandsfähiger machen und vor Überlastung schützen, da die Beanspruchung (Sehnendehnung) bei gegebener Belastung reduziert wird. Bei gesunden Probanden führte das „high-loading“ Protokoll, das mit einer hohen Dehnungsmagnitude arbeitet, ausgelöst durch ca. 90 % der maximal willkürlichen Kontraktionskraft der Plantarflexoren, sowie einer Dauer von 3 Sek., zu positiven strukturellen Anpassungen. Die vorliegende Arbeit zeigt erstmals, dass sich tendinopathische Achillessehnen bei ausreichend hohem mechanischen Stimulus ähnlich gesunden Sehnen anpassen. Im Vergleich zum exzentrischen Training sowie passiver Therapie führte nur das high-loading Protokoll zu einer Hypertrophie der Sehne sowie einer Zunahme der Sehnensteifigkeit, während es in allen drei Gruppen gleichermaßen zu klinisch-funktionellen Verbesserungen kam. Das dabei angewandte mobile Trainingsgerät bewies in einer separaten Studie exzellente Reliabilität sowie Effektivität (Kraft/Sprunghöhe). Weiters wurden Asymmetrien zwischen der betroffenen/nicht-betroffenen Seite untersucht. Größtenteils zeigten sich im Vergleich zu Gesunden ähnlich ausgeprägte Asymmetrien. Die Effekte auf diese Asymmetrien durch Training waren eher gering. Eine Reduzierung der Asymmetrien ging nicht notwendigerweise einher mit einer klinisch-funktionellen Verbesserung. Insgesamt liefern die Ergebnisse wichtige Erkenntnisse bezüglich einer neuartigen Behandlungsmethode der Achillestendinopathie, die durch die hervorgerufene Verbesserung von Sehneneigenschaften sowohl für die Rehabilitation als auch Prävention zu empfehlen ist. / Tendon injuries account for approximately 30 % of musculoskeletal consultations. Repetitive overload is identified commonly as initial cause implicating structural impairments. Hence, the capacity of the tendon to tolerate mechanical load might be attenuated. In Achilles tendinopathy, Alfredsons ´eccentric exercise protocol and heavy slow resistance training are frequently applied exercise interventions both leading to clinical and functional improvements. However, evidence for eliciting structural adaptation is lacking. An exercise-induced increase in tendon stiffness might improve the tendon `s capacity to tolerate loading and thus reduce future damage as tendon strain at a given force is reduced. In healthy subjects, the high-loading protocol applying high tendon strain induced by highly intensive muscle contractions (i.e., at 90 % of maximum voluntary isometric contraction) with 3 seconds time-under-tension has led to positive adaptations (i.e., increased cross-sectional area and stiffness). This thesis first provides evidence that tendinopathic Achilles tendons do adapt comparable to healthy tendons given that an adequate mechanical stimulus was applied. High-loading led to tendon hypertrophy and an increase in tendon stiffness compared to eccentric exercise or passive therapy, while clinical/functional improvements have been detected in all the three groups. In a separate trial, the applied mobile training device showed excellent reliability and effectiveness (strength/jump height). Further, inter-limb asymmetries have been investigated showing comparable levels except for vascularization compared to healthy subjects. Therapeutic interventions had only small effects regarding pronounced asymmetry reductions whereas a reduction in asymmetry did not necessarily correlate with an improvement in tendon health. In conclusion, the findings of the present thesis provide valuable evidence for high-loading as a novel exercise treatment in Achilles tendinopathy.