Studie: Elektrofahrräder erhöhen die Fitness

Peterman JE, Morris KL, Kram R, Byrnes WC. Pedelecs als körperlich aktives Fortbewegungsmittel. Eur J Appl Physiol. 2016;116(8):1565-1573.

Offene, einarmige Studie

Um festzustellen, ob die Verwendung von Pedelec-Fahrrädern für das Pendeln in der realen Welt die kardiometabolischen Risikofaktoren verbessert

An der Studie nahmen 20 sesshafte Personen (14 Frauen, 6 Männer) teil, die keinen regelmäßigen Sport trieben und mit dem Auto und/oder öffentlichen Verkehrsmitteln zur Arbeit pendelten. Die Teilnehmer bewegten sich weniger als 150 Minuten pro Woche (vor Studienbeginn) und waren in Berufen beschäftigt, die keine nennenswerte körperliche Aktivität erfordern. Das Durchschnittsalter betrug 41,5 Jahre (Bereich 22-55 Jahre).

Die Teilnehmer erhielten 1 von 2 Modellen von Pedelec-Fahrrädern (entweder ein Trek T80+ oder ein 2013 E-Motion City Wave) und wurden angewiesen, mindestens 3 Tage pro Woche mit den bereitgestellten Fahrrädern für insgesamt mindestens 40 Minuten zu pendeln Tag an jedem dieser Tage. Sie konnten die Fahrräder so oft fahren, wie sie wollten, für zusätzliche Fahrten, Besorgungen oder zum Vergnügen. Die Teilnehmer trugen Herzfrequenzmesser und GPS-Geräte, wenn sie mit dem Fahrrad fuhren.

Vor- und Nachuntersuchungen und physiologische Tests umfassten eine Anamnese, eine körperliche Untersuchung, einen Knochenscan mit Dual-Energy-Röntgen-Absorptiometrie (DEXA), einen abgestuften Belastungstest (GXT) auf einem Fahrradergometer, die maximale Herzfrequenz und den Ruheblutdruck . Atemgasaustausch und Energieverbrauch wurden zusammen mit der Herzfrequenz und dem maximalen Sauerstoffverbrauch während des Belastungstests gemessen. Blutproben wurden entnommen, um die Spiegel von Cholesterin, Triglyceriden, Glukose (nüchtern und 2 Stunden nach Glukose) und Insulin zu bestimmen. Nüchtern-Plasmaglukose- und Insulinspiegel wurden verwendet, um die Bewertung des homöostatischen Modells (HOMA), ein Maß für die Insulinsensitivität, zu berechnen.

Während der 4-wöchigen Intervention fuhren die Teilnehmer durchschnittlich 318 Kilometer mit durchschnittlich 4,9 ± 1,2 metabolischen Äquivalenten (METs) beim Reiten. Diese Aktivität verbesserte ihren 2-stündigen Glukosetoleranztest und ihre Leistungsabgabe erheblich. Es gab nicht signifikante Trends in Richtung eines verbesserten mittleren arteriellen Blutdrucks und einer verringerten Fettmasse.

Je deutlicher die Auswirkungen einer sitzenden Lebensweise auf die Gesundheit werden, desto deutlicher wird auch der Wert selbst einer schrittweisen Steigerung der körperlichen Aktivität. Diese Studie zeigt, dass die Nutzung eines elektrisch unterstützten Fahrrads für den Weg zur Arbeit für nur einen Monat messbare gesundheitliche Vorteile hat.

Während Elektrofahrräder in unserem Land noch relativ selten sind, sind sie in weiten Teilen der übrigen Welt zu einem Phänomen geworden. Der Absatz in China stieg in den 12 Jahren von 2000 bis 2012 von 300.000 Einheiten pro Jahr auf 30 Millionen. Die überwiegende Mehrheit – 95 % – dieser Fahrräder bleibt in Asien. Zu diesem Zeitpunkt erreicht nur ein winziger Bruchteil der hergestellten Fahrräder (0,5%) Nordamerika. Fast 4 % erreichen Europa; über 1 Million E-Bikes wurden 2012 in Europa verkauft. In Deutschland wurden über 6.000 E-Bikes an Postmitarbeiter abgegeben.¹ Der Umsatz in Europa steigt jährlich um etwa 30 %. Die Vereinigten Staaten hinken bei der Einführung des Elektrofahrrads hinterher, aber es wird davon ausgegangen, dass wir diesen internationalen Trends bald folgen werden.¹

Elektrofahrräder unterscheiden sich in der Art und Weise, wie die elektrische Unterstützung aktiviert wird, um das Treten zu erleichtern. Die Hauptunterteilung besteht darin, ob sie eine Drossel- oder eine Pedalunterstützung verwenden. Die durch Gas aktivierte Unterstützung ähnelt der Funktionsweise eines Motorrads oder Rollers. Die Aktivierung des Gashebels schaltet einen Motor ein, um Leistung bereitzustellen und das Fahrrad vorwärts zu treiben.

Im Gegensatz dazu liefern Fahrräder mit Tretunterstützung, die als Pedelecs bezeichnet werden, nur Leistung, wenn der Fahrer in die Pedale tritt.² Die Teilnehmer dieser Studie nutzten alle Pedelec-Fahrräder. Die Fahrer mussten in die Pedale treten, um die Unterstützung durch die elektrische Funktion zum Antreiben des Fahrrads zu aktivieren.

Die Gründe, warum diese Fahrräder in Entwicklungsländern beliebt sind, liegen auf der Hand. Pedelecs sind günstig und kosten in China weniger als 200 US-Dollar. Die in den Entwicklungsländern verkauften Modelle sind typischerweise kompakt; Ihre Rahmen lassen sich zur Aufbewahrung in zwei Hälften falten und sie verwenden kleine Reifen.

Im Jahr 2009 schlug Monique Simons aus den Niederlanden vor, dass Pedelec-Fahrräder „…als neuartiges Werkzeug dienen könnten, um die Richtlinien für körperliche Aktivität in Bezug auf die Intensität zu erfüllen“. Sie testete 12 aktive Erwachsene, die verschiedene Arten von Fahrrädern auf einer Rennstrecke fuhren, während sie tragbare Gasanalysegeräte trugen. Einige der Fahrräder hatten eine elektrische Servounterstützung, andere nicht. Offensichtlich war es weniger anstrengend, die Pedelec-Fahrräder zu treten, aber Simons kam zu dem Schluss, dass das Fahren mit einem der Fahrräder ein Maß an Trainingsintensität bot, „… ausreichend hoch, um zu den Richtlinien für körperliche Aktivität für gesundheitsfördernde körperliche Aktivität mit mittlerer Intensität für Erwachsene beizutragen…“.^3,4

Im Jahr 2012 berichteten französische Physiologen, dass Fahrer von Pedelec-Fahrrädern von dieser Erfahrung verwirrt waren; Ihre wahrgenommene Anstrengung war signifikant geringer als ihre tatsächliche Anstrengung. Mit anderen Worten, sie verbrauchten mehr Energie, als sie dachten. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass „das elektrisch unterstützte Fahrrad durch die Reduzierung des wahrgenommenen Anstrengungsgefühls bei gleichzeitig ausreichend hohem Energieverbrauch ein großes Potenzial zur Förderung der körperlichen Aktivität in Industriegesellschaften hat.“⁵

Diese aktuelle Studie ist teilweise bemerkenswert, weil sie signifikante Verbesserungen des Gesundheitszustands über einen kurzen Zeitraum bei nur mäßiger Nutzung dieser Pedelec-Fahrräder zeigt, aber auch wegen des Studienstandorts Boulder, Colorado. Boulder ist die Heimat vieler Spitzensportler, darunter einige der besten Radrennfahrer der Vereinigten Staaten. Dies hat die lokale Kultur so beeinflusst, dass ein hoher Prozentsatz der Stadtbevölkerung aus ultrafitten Athleten besteht. Colorado hat die wenigsten übergewichtigen Menschen aller Bundesstaaten, aber hier in Colorado zeichnet sich Boulder durch eine superfitte Bevölkerung aus. Die Anzahl der Fahrräder in Boulder entspricht fast der Einwohnerzahl der Stadt.⁶ Dieser Leser war beeindruckt, dass Peterman et al. sogar 20 sesshafte Personen in der Stadt finden konnten, um an ihrer Studie teilzunehmen.

Die Nutzung von Pedelec-Fahrrädern scheint einige der Hindernisse für das Pendeln mit dem Fahrrad zu überwinden, insbesondere lange Strecken und schwierige Steigungen, und reduziert die Anstrengung, sodass man pendeln kann, ohne bei der Ankunft unbedingt duschen und sich umziehen zu müssen. Die Teilnehmer erlebten keine erhöhte Müdigkeit in dem Maße, in dem sie andere körperliche Aktivitäten reduzierten oder einschränkten. Die Teilnehmer konnten „… körperliche Aktivität in ihren Tag integrieren, ohne dass sie speziell Zeit für Bewegung einplanen mussten, und so einige der Hindernisse verringern, die mit der Erfüllung der Empfehlungen für körperliche Aktivität verbunden sind…“

Ein Nachteil dieser Pedelec-Fahrräder ist, dass sie leicht schnell zu fahren sind. Während die Geschwindigkeit der Servounterstützung auf 25 km/h begrenzt ist, deuten niederländische Untersuchungen darauf hin, dass Fahrer von Pedelec-Fahrrädern mit größerer Wahrscheinlichkeit wegen Verletzungen behandelt werden, die sie bei Unfällen erlitten haben, als Fahrer herkömmlicher Fahrräder.⁷ Ein zweiter Nachteil sind die Kosten. Während diese Pedelecs in Asien günstig sind, werden sie in den Vereinigten Staaten zu deutlich höheren Preisen verkauft. Die Zeit, die zunehmende Popularität und der Marktwettbewerb können dies ändern.

Was in der Forschung nicht berichtet wird, ist, dass das Fahren dieser Fahrräder anscheinend Spaß macht, sogar als „eine Explosion“ beschrieben wird. Mit den Worten eines der Studienautoren, William Byrnes, „Es ist Bewegung, die Spaß macht.“8

Es könnte unseren Patienten helfen, wenn wir, ihre Naturheilpraktiker, diese Technologie frühzeitig anwenden und den Weg zur Arbeit mit dem Pedelec-Fahrrad modellieren würden.