Competitive alpine skiing is a sport with substantial risk for traumatic and overuse injuries. While high rates of injuries are a known problem among elite competitive alpine skiers, only limited information for youth skiers exists to date. The presented thesis therefore aimed at providing a better understanding of injury-relevant biomechanical and neuromuscular characteristics and their evolution throughout adolescence.

In competitive alpine skiing, injuries to the knee, more specifically anterior cruciate ligament (ACL) ruptures, are the most common traumatic injuries resulting in training absences. The mechanisms leading to ACL ruptures most often include a combination of sudden internal rotation and valgus positioning of the knee. Further, back-weighted landing situations can lead to stress on the ACL and eventually to its tear. The factors that have been identified to theoretically counteract these mechanisms are the stabilization ability of the leg axis under highly dynamic conditions, as well as sufficient maximal eccentric hamstring strength. The latter allows anterior-posterior stabilization of the knee joint when used quickly and in a wellcoordinated manner. Overuse injuries, on the other hand, are caused by repeated non-axial loadings and/or lacking joint stabilisation mechanisms leading to structural overloads. The knee and back are particularly affected due to the competitive alpine skiing-specific motion patterns in combination with high acting forces.

As the first aim of this work, various ambulatory movement- and strength-analysis-based tests were developed and evaluated for their reliability, aiming to assess factors that are theoretically or practically related to the aforementioned injuries. Alongside the development of corresponding test protocols, new calculation approaches for the evaluation of dynamic medial knee displacement and the rear-chain stabilization capacity of athletes were proposed and introduced. The performed tests assessed maximal eccentric hamstrings strength, leg axis stabilization ability during high and low dynamic tasks, functional rear-chain stabilization capacity, and thigh muscle activation patterns during jump landings.

As the second aim, the course of injury-relevant parameters throughout adolescence was analysed and potential associations with gender, age, anthropometric factors, and health complaints were investigated. This step involved subjecting around 160 youth competitive alpine skiers from regional performance centres to a biomechanical movement analysis over three consecutive years. The results presented in this work emphasised the importance of considering the individual and gender-specific course of biological maturation of young athletes in sporting careers, as neuromuscular capacity was found to decrease during adolescence. This could result in athletes, who are close to their maximum developmental spurt, being at increased risk of injury. The athletic evaluation of adolescent athletes should furthermore be based on tests that consider, or are independent of, the individual biological maturity status.

As the third aim, target-group-specific reference values of youth and elite skiers were established for each test. These data might serve as benchmark data for screening athletes at increased risk or monitoring post-injury training in the return-to-sports context. Implemented systematically from an early age on, the presented measurements would further allow tracking of the individual development of health and performance-related physical aspects.

In summary, this thesis has successfully developed and introduced novel tests and parameters to reliably assess injury-relevant factors in the target group of competitive alpine skiers. For the first time, the course of injury-relevant parameters throughout adolescence and in comparison to elite alpine ski racers were analysed. The results of this work give clear indication that systematic implementation of injury-prevention measures should be considered already before the onset of the growth spurt, as it is a sensitive phase and its influence on neuromuscular function might be underestimated.

Der alpine Skirennlauf birgt ein erhebliches Risiko für traumatische und Überlastungsverletzungen. Während hohe Verletzungsraten bei Eliteskifahrern ein bekanntes Problem sind, gibt esfür jugendliche Skifahrer bisher kaum Informationen. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, ein besseres Verständnis der verletzungsrelevanten biomechanischen und neuromuskulären Eigenschaften und deren Entwicklung im Jugendalter zu erlangen.

Im alpinen Skirennsport sind Verletzungen des Knies, insbesondere Rupturen des vorderen Kreuzbandes (VKB), die häufigsten traumatischen Verletzungen, welche zu Trainingsausfällen führen. Die Mechanismen, die zu VKB-Rupturen führen, beinhalten zumeist eine Kombination aus plötzlicher Innenrotation und Valgusstellung des Knies. Weiterhin können Landungen in Rücklage zu einer Belastung des VKBs und schließlich zu dessen Riss führen. Als Faktoren, die diesen Mechanismen theoretisch entgegenwirken, wurden die Stabilisierungsfähigkeit der Beinachse unter hochdynamischen Bedingungen sowie eine ausreichende maximale exzentrische Hamstrings-Kraft identifiziert. Letztere kann eine anterior-posteriore Stabilisierung des Kniegelenks ermöglichen, wenn sie schnell und gut koordiniert eingesetzt werden kann. Überlastungsverletzungen hingegen werden durch wiederholte nichtaxiale Belastungen und/oder fehlende Gelenkstabilisierungsmechanismen verursacht, die zu strukturellen Überlastungen führen. Knie und Rücken sind aufgrund der skispezifischen Bewegungsmuster in Kombination mit den hohen einwirkenden Kräften besonders betroffen.

Als erstes Ziel dieser Arbeit wurden daher verschiedene ambulante, auf Bewegungs- und Kraftanalyse basierende, Tests entwickelt und auf ihre Reliabilität hin evaluiert. Ziel war es Faktoren zu erfassen, die theoretisch oder praktisch mit den genannten Verletzungen in Zusammenhang stehen. Neben der Entwicklung entsprechender Testprotokolle wurden neue Berechnungsansätze für die Bewertung des medialen „knee displacement“ in der Dynamik und der Stabilisierungsfähigkeit der posterioren Muskelkette („rear-chain stabilization capacity“) von Sportlern vorgestellt und eingeführt. Die durchgeführten Tests erfassten die maximale exzentrische Hamstrings-Kraft, die Fähigkeit zur Stabilisierung der Beinachse bei Bewegungsaufgaben mit hoher und geringer Dynamik, die funktionelle Stabilisierungsfähigkeit der posterioren Muskelkette sowie die Aktivierungsmuster der Oberschenkelmuskulatur bei Sprunglandungen.

Als zweites Ziel wurde der Verlauf von verletzungsrelevanten Parametern während der Adoleszenz analysiert und mögliche Zusammenhänge mit Geschlecht, Alter, anthropometrischen Faktoren und gesundheitlichen Beschwerden untersucht. In diesem Schritt wurden ca. 160 jugendliche Leistungssportler aus regionalen Skileistungszentren der Schweiz in drei aufeinanderfolgenden Jahren einer biomechanischen Bewegungsanalyse unterzogen. Die in dieser Arbeit vorgestellten Ergebnisse unterstreichen die Wichtigkeit der Berücksichtigung des individuellen und geschlechtsspezifischen Verlaufs der biologischen Entwicklung in der sportlichen Karriere junger Athleten. Es wurde festgestellt, dass die neuromuskuläre Kapazität während der Adoleszenz abnimmt, was zu einem erhöhten Verletzungsrisiko von Athleten führen könnte, die sich kurz vor ihrem maximalen Entwicklungsschub befinden. Die sportliche Beurteilung von jugendlichen Athleten sollte zudem auf Tests basieren, die den individuellen biologischen Entwicklungsstand berücksichtigen bzw. unabhängig davon sind.

Als drittes Ziel wurden für jeden Test zielgruppenspezifische Referenzwerte von Nachwuchsund Eliteskifahrern ermittelt. Diese Daten könnten als Maßstab für das Screening von Athleten mit erhöhtem Risiko oder die Überwachung des Trainings nach einer Verletzung im Rahmen der Rückkehr in den Sport dienen. Systematisch von einem frühen Alter an implementiert, würden die vorgestellten Messungen außerdem die Verfolgung der individuellen Entwicklung von gesundheits- und leistungsbezogenen körperlichen Aspekten ermöglichen.

Zusammenfassend ist es in dieser Arbeit gelungen, neuartige Tests und Parameter zur zuverlässigen Erfassung verletzungsrelevanter Faktoren in der Zielgruppe der alpinen Skirennfahrer zu entwickeln und einzuführen. Erstmals wurde der Verlauf von verletzungsrelevanten Parametern im Jugendalter und im Vergleich zu alpinen Eliteskirennläufern analysiert. Die Ergebnisse dieser Arbeit geben deutliche Hinweise darauf, dass eine systematische Umsetzung von verletzungspräventiven Maßnahmen bereits vor dem Einsetzen des Wachstumsschubs in Erwägung gezogen werden sollte, da es sich um eine sensible Phase handelt deren Einfluss auf die neuromuskuläre Funktion unterschätzt werden könnte.