Eine kürzlich vom Virginia Tech Helmet Lab durchgeführte Studie geht einer wachsenden Besorgnis unter Sportfans auf den Grund: Jugendfußballspieler sind anfälliger für Gehirnerschütterungen und andere Hirnverletzungen als erwachsene Spieler.
Unter den Fußballspielern in den USA bilden Kinder im Alter zwischen neun und 14 Jahren die größte Bevölkerungsgruppe, was sie zu einem Hauptziel für die Gehirnerschütterungsforschung macht. Die Forschung zu Kopfverletzungen hat sich jedoch in erster Linie auf Highschool-, College- und Profispieler konzentriert, was zu einem begrenzten Verständnis der Ursachen und Auswirkungen von Gehirnerschütterungen im Jugendfußball geführt hat.
Delving Into Youth Football Concussions
Gehirnzellen werden durch eine fettige Schicht aus Proteinen und fetthaltigen Substanzen geschützt, die als Myelin bekannt sind und auch Schutzhüllen um das Rückenmark bilden. Die Myelinscheide ermöglicht eine schnelle Übertragung elektrischer Impulse entlang der Nervenzellen; ist das Myelin beschädigt, können sich diese Impulse verlangsamen. Dies ist vor allem bei jüngeren Spielern problematisch, deren Myelinscheiden noch nicht vollständig entwickelt sind.
Jüngere Spieler haben außerdem in der Regel einen größeren Kopf im Verhältnis zu ihrem Körper als ältere Spieler und eine schwächere Nackenmuskulatur, die ihre Fähigkeit, die Kraft eines Aufpralls zu absorbieren, verringert. Aus diesem Grund hatten Forscher angenommen, dass jüngere Spieler anfälliger für Gehirnerschütterungen sind, aber erst die aktuelle Studie konnte diese Befürchtungen bestätigen.
„Kinder sind nicht einfach verkleinerte Erwachsene“, sagte Steve Rowson, außerordentlicher Professor für biomedizinische Technik und Mechanik und Direktor des Virginia Tech Helmet Lab, in einer Pressemitteilung. „Unterschiede in der Anatomie und Physiologie, wie z. B. die Kopf-Hals-Proportionen und die Entwicklung des Gehirns, tragen zu Unterschieden in der Toleranz gegenüber Kopfstößen bei. Diese Ergebnisse können zu datengestützten Interventionen führen, um das Risiko im Jugendsport zu verringern.“
Die in der Januarausgabe der Annals of Biomedical Engineering veröffentlichte Studie verfolgte sechs Jugendfußballteams in Virginia, North Carolina und Rhode Island. Rowson und Stefan Duma, Professor für Ingenieurwissenschaften an der Virginia Tech, arbeiteten mit Forschern der Brown University und der Wake Forest University zusammen, um mehr als 100 Spieler zu beobachten.
Im Rahmen der Studie trugen die Spieler während vier Spielzeiten bei Training und Spielen mit Sensoren ausgestattete Helme. Die Sensoren maßen die Beschleunigung der Köpfe der Spieler und zeichneten im Laufe der Studie Tausende von Stößen auf. Alle Gehirnerschütterungen vor Ort wurden von Ärzten diagnostiziert, und bei neurologischen Tests vor und nach jeder Saison wurden die kognitiven Funktionen der Spieler gemessen.
Die gesammelten Daten ermöglichten es den Forschern, eine mathematische Analyse der Kopfstöße und ihrer Beziehung zu Gehirnerschütterungen zu entwickeln. Sie fanden heraus, dass Jugendspieler im Durchschnitt anfälliger für Gehirnerschütterungen bei geringeren Beschleunigungswerten sind als ältere Spieler.
Die durchschnittliche Gehirnerschütterung bei High-School- und College-Spielern ist mit einer Kopfbeschleunigung von etwa 102 g verbunden – eine Maßeinheit, die als Gravitationskraftäquivalent oder g-Kraft bekannt ist. Bei Jugendspielern, so die neue Studie, war die durchschnittliche Gehirnerschütterung mit einer Kopfbeschleunigung von nur 62 g verbunden, also nur 61 Prozent der erforderlichen Kraft. Die mit Gehirnerschütterungen verbundenen Rotationsbeschleunigungswerte waren jedoch ähnlich niedrig, nämlich von 4.412 rad/s2 (die Einheit für die Rotationsgeschwindigkeit) bei Erwachsenen auf 2.609 rad/s2 bei Jugendspielern, was einer Verringerung der Kraft um 60 Prozent entspricht.
„Diese Zahlen belegen zum ersten Mal, dass Jugendspieler bei niedrigeren Kopfbeschleunigungen ein höheres Verletzungsrisiko haben“, erklärte Duma, „aber es ist wichtig zu beachten, dass die Gesamtbelastung durch Kopfbeschleunigung im Jugendfußball viel geringer ist als im Erwachsenenfußball.“
Kontaktsportarten und Hirnverletzungsforschung
Forscher haben in den letzten Jahren die gefährlichen Auswirkungen von Gehirnerschütterungen bei Sportlern und im Jugendfußball untersucht, wobei sie sich meist auf Kontaktsportarten wie Fußball oder Hockey konzentrierten. Eine frühere Studie ergab, dass bereits eine einzige Saison Jugendfußball strukturelle Veränderungen im Gehirn verursachen kann. In einer anderen Studie wurde ein Bluttest verwendet, um kleinere, subkutane Hirnverletzungen bei Kindern zu erkennen, die zwar subtiler sind, aber bleibende Schäden im Gehirn verursachen können.
Trotz des gestiegenen Bewusstseins für sportbedingte Hirnverletzungen sind Gehirnerschütterungen im Jugendfußball jedoch relativ selten. Jüngere Spieler stoßen mit weniger Kraft zusammen als ihre erwachsenen Gegenspieler, so dass die Wahrscheinlichkeit geringer ist, dass das Gehirn so stark angestoßen wird, dass es zu schweren Verletzungen kommt.
Wie bei jeder Sportart besteht jedoch die Gefahr einer Verletzung. Eine wirksame Schutzausrüstung ist von entscheidender Bedeutung – und das ist laut Duma die wichtigste Erkenntnis aus der Studie. Die Daten zu den Beschleunigungswerten, die bei jugendlichen Spielern ein Risiko für Gehirnerschütterungen darstellen, bilden einen Maßstab für künftige Helmtests.
„Niemand hatte je ein Bewertungssystem für Jugendhelme entwickelt, zum Teil weil die Daten nicht vorhanden waren“, so Duma. „Jetzt können wir Helme auf der Grundlage der tatsächlichen Risiken bewerten, denen jugendliche Spieler ausgesetzt sind, und die Unternehmen können diese Informationen nutzen, um Modelle speziell für diese große Gruppe von Spielern zu entwickeln“
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