Abstract (English)

Background and aims: In youth, the postural control system is still developing due to various maturational processes. However, it is still not clear to what extent age (i.e., children vs. adolescents) and sex (i.e., girls vs. boys) affect balance performance in youth. Additionally, it may be speculated that age and sex may also affect the effectiveness of balance training in youth. Thus, the aims of this doctoral dissertation were to scrutinize the role of age and sex on balance performance and balance trainability in youth.

Methods: Within the framework of a systematic review and meta-analysis, one cross-sectional study, and two intervention studies the influence of age and sex on balance performance and balance trainability of children and adolescents were investigated. Types of balance performance (i.e., static, dynamic, proactive, reactive) were assessed by applying widely-used, standardized balance tests (i.e., one-legged stance on a force platform, 10-m walk test, Y-balance test, Push-and-release test) and corresponding equipment. Interventions included a standardized, five-weeks long balance training conducted during regular physical education lessons and the acquisition of a new dynamic balance task (i.e., balancing on a stabilometer) on two consecutive days before learning was assessed on the third day.

Results: Overall, the results indicated that adolescents show superior static, dynamic, and proactive balance performance compared to children. Additionally, associations between types of balance (e.g., static and dynamic) were small regardless of age and there were hardly significant differences between the investigated age groups. Contrary, balance training was in parts more effective in children than in adolescents, although both age groups benefited from respective training regimes. Concerning potential sex differences, results were inconclusive as depending on the type of balance better performances were observed in girls (i.e., static) as well as in boys (i.e., proactive). Further, similar performances of boys and girls were also found (i.e., dynamic). However, after practicing a new dynamic balance task learning effects were larger in girls than in same-aged boys.

Conclusions: The development of postural control does not seem to be complete at the end of childhood but to continue at least into adolescence. Consequently, balance exercises should be adapted to the age and thus performance level with balance training seeming to be especially effective in children. Additionally, regardless of age and development types of balance (e.g., static, dynamic) should be trained and tested individually/complementary. Further, sex-related performance differences should also be considered when balance performance is judged or training regimes are developed. More specifically, during easier tasks (i.e., static) girls have an advantage and may therefore be provided with more difficult exercises, whereas boys show superior performances under more challenging conditions, which for instance also require sufficient muscular strength (i.e., proactive). Lastly, when practicing a new dynamic balance task boys may be given more practicing time in order to achieve similar learning effects as girls.

Abstract (German)

Hintergrund und Ziele: In der Jugend entwickeln sich die am Gleichgewicht beteiligten Systeme in Abhängigkeit vielfältiger Reifungsprozesse. Allerdings bleibt unklar inwieweit das Alter (z. B. Kinder vs. Jugendliche) und das Geschlecht (z. B. Mädchen vs. Jungen) Gleichgewichtsleistungen beeinflussen. Darüber hinaus könnte man annehmen, dass Alter und Geschlecht auch Auswirkungen auf die Effektivität von Gleichgewichtstraining haben. Das Ziel der vorliegenden Dissertationsschrift war daher, die Rolle von Alter und Geschlecht in Bezug auf Gleichgewichtsleistungen und die Trainierbarkeit des Gleichgewichts von Kindern und Jugendlichen eingehend zu untersuchen.

Methoden: Im Rahmen eines systematischen Reviews mit Meta-Analyse, einer Querschnittsstudie und zwei Interventionsstudien wurde der Einfluss von Alter und Geschlecht auf Gleichgewichtsleistungen sowie die Trainierbarkeit des Gleichgewichts von Kindern und Jugendlichen untersucht. Gleichgewichtsleistungen (statisch, dynamisch, proaktiv, reaktiv) wurden mit Hilfe weitverbreiteter, standardisierter Tests (z. B. Einbeinstand auf einer Kraftmessplatte, 10-m Gehtest, Y-Balance Test, Push-and-release Test) und entsprechendem Equipment erfasst. Die durchgeführten Interventionen umfassten ein fünfwöchiges, standardisiertes Gleichgewichtstraining, das im Rahmen des Schulsports durchgeführt wurde sowie die Aneignung einer neuen, dynamischen Gleichgewichtsaufgabe (Balancieren auf einem Stabilometer) an zwei aufeinanderfolgenden Tagen bevor am dritten Tag der Lernerfolg überprüft wurde.

Ergebnisse: Insgesamt zeigten Jugendliche signifikant bessere statische, dynamische und proaktive Gleichgewichtsleistungen als Kinder. Darüber hinaus zeigte sich, dass Assoziationen zwischen Gleichgewichtsformen (z. B. statisch und dynamisch) unabhängig vom Alter gering sind und zwischen den untersuchten Altersgruppen kaum signifikante Unterschiede bestehen. Umgekehrt führte Gleichgewichtstraining bei Kindern in Teilen zu größeren Anpassungen als bei Jugendlichen, wenngleich beide Altersgruppen vom Training profitierten. Bezüglich möglicher Geschlechtsunterschiede waren die Ergebnisse uneinheitlich, da in Abhängigkeit der Gleichgewichtsform sowohl bessere Leistungen von Mädchen (statisch) als auch von Jungen (proaktiv) sowie ähnliche Leistungen beider Geschlechter (dynamisch) beobachtet wurden. Nach dem Üben einer neuen dynamischen Gleichgewichtsaufgabe zeigten wiederum Mädchen größere Lerneffekte gegenüber gleichaltrigen Jungen.

Schlussfolgerungen: Die Entwicklung des Gleichgewichts scheint nicht in der Kindheit abgeschlossen zu sein, sondern mindestens bis ins Jugendalter fortzuschreiten. Dementsprechend sollten Gleichgewichtsübungen dem Alters- und damit dem Leistungsniveau angepasst werden, wobei ein Gleichgewichtstraining bei Kindern besonders effektiv zu sein scheint. Unabhängig vom Alter sollten verschiedene Formen des Gleichgewichts (z. B. statisch, dynamisch) einzeln und/oder komplementär getestet und trainiert werden. Leistungsunterschiede in Abhängigkeit von Geschlecht und Gleichgewichtsform sollten ebenfalls in die Bewertung von Gleichgewichtsleistungen und die Gestaltung von Gleichgewichtstrainings mit einbezogen werden. So sind unter einfachen Bedingungen (z. B. statisch) Mädchen im Vorteil und können somit schwierigere Übungen ausführen, wohingegen unter schwierigeren Bedingungen, die beispielsweise auch ein gewisses Maß an Kraft erfordern (z. B. proaktiv), Jungen besser Leistungen zeigen. Um beim Erlernen einer neuen dynamischen Gleichgewichtaufgabe ähnliche Lernerfolge wie Mädchen zu erzielen, sollte Jungen allerdings mehr Übungszeit gegeben werden.