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Bedeutung und Nutzen der Spiroergometrie in der sportmedizinischen Praxis - Dr. Ulrich Schneider Abteilung Sportmedizin Sportklinik Hellersen - Beitrag zum 2. Münsteraner Marathon-Medizin-Symposium

Beitrag zum 2. Münsteraner Marathon-Medizin-Symposium -
© Münster-Marathon Organisation

[25.11.2009] - Die Spiroergometrie hat sich als Verfahren zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit eines Sportlers in der leistungsdiagnostischen Untersuchung fest etabliert. Die wesentliche Kenngröße stellt hierbei die maximale Sauerstoffaufnahme (VO2 max.) dar, welche allgemein als das Bruttokriterium der aeroben Leistungsfähigkeit gilt.

Die maximale Sauerstoffaufnahme beschreibt die Fähigkeit des Organismus, Sauerstoff aus der Umgebungsluft über das Atemsystem ins Blut aufzunehmen und durch das Herz-Kreislaufsystem zur Muskulatur zu transportieren, wo der Sauerstoff im aeroben Energiestoffwechsel verwertet wird. Die VO2 max. stellt somit eine komplexe Messgröße dar, die von der Funktion verschiedener Organsysteme abhängig ist.

Die VO2 max. wird im Ausbelastungsstadium bestimmt. Das wichtigste Kriterium, das auf das Vorliegen der maximalen Sauerstoffaufnahme hinweist, ist das Levelling-off der VO2 Leistungskurve. Auf maximalen Belastungstufen steigt hierbei die O2- Aufnahme trotz weiterer Zunahme der Belastungsintensität nicht mehr an. Ein Levelling-off ist jedoch nicht regelhaft vorzufinden, die Ausbelastung sollte dann anhand anderer Parameter (Herzfrequenz, Laktatkonzentration) definiert werden.

Vielfach wird jetzt die höchst gemessene VO2 als VO2 peak bezeichnet. Normwerttabellen können eine Hilfe zur Beurteilung der ermittelten VO2 max. sein. Diese orientieren sich in der Regel an Normkollektiven, so dass hiermit die differenzierte Beurteilung von leistungsstarken Sportlern im Ausdauer- und Kraftausdauerbereich nur eingeschränkt möglich ist. Diese Athleten können eine maximale körpergewichtsbezogene Sauerstoffaufnahme (VO2/kg) von 80 ml/kg/min (Männer) bzw. von 65-70 ml/kg (Frauen) erreichen.

Mit Hilfe der VO2 max. und der VO2-Leistungskurve kann die Leistungsfähigkeit eines Sportlers in der sportmedizinischen Praxis gut eingeschätzt werden. Der Nutzen für den beratenen Sportarzt oder Leistungsdiagnostiker ist vielschichtig und bezieht sich sowohl auf Leistungs- und Hochleistungsportler als auch auf Sportanfänger oder Wiedereinsteiger. Es können die Belastungsverträglichkeit, optimale individuelle Belastungsintensitäten und geeignete Sportarten abgeleitet werden (z.B. Walking/Laufen oder Straßenrad/MTB).

Bei ambitionierten Sportlern mit Wettkampfteilnahmen können realisierbare Zielvorgaben bzw. –zeiten vorgeschlagen werden und Trainingsumfänge und –intensitäten besprochen werden. Aus sportmedizinischer Sicht kann somit auch ein wertvoller Beitrag zur Verhinderung von Überforderungen geleistet werden. Die beschriebenen Aussagen sind altersunabhängig, bei Kindern und Jugendlichen im Leistungssport kann die Bestimmung der VO2 max. hilfreich zur „Talentsichtung“ sein. In Ausdauer- und Kraftausdauersportarten muss bereits in diesen Altersklassen eine hohe VO2 max. erforderlich sein, um als Hochleistungssportler erfolgreich zu sein.

So haben beispielsweise als leistungsstark eingeschätzte 12-13 jährige Skilangläufer im laufbandergometrischen Stufentest eine um etwa 10-20% höhere VO2 max. als altersgleiche Jugendliche. Neben der Beurteilung der VO2 max. als Einzelparameter liefert die Betrachtung der VO2-Leistungskurve weitere wertvolle Informationen. Hier ist der Wirkungsgrad einer Belastung zu nennen, also das Verhältnis von Nutzen (erbrachte Leistung/ Laufgeschwindigkeit) zum physiologischen Aufwand (Energieverbrauch berechnet über die VO2-Aufnahme). Eine Parallelverschiebung der VO2-Leistungskurve kann auf eine verbesserte/verschlechterte Ökonomie der Bewegung (Laufstil etc.) hinweisen.

Längsschnittuntersuchungen der VO2- Leistungskurve sind insbesondere bei hoher Leistungsfähigkeit zur exakten Einschätzung und Beurteilung der Leistungsfähigkeit von Bedeutung. Die Erhöhung der maximalen Sauerstoffaufnahme durch Training ist sowohl von genetischen Einflüssen als auch von erforderlichen Mindestsumfängen und – intensitäten abhängig.

Dr. Ulrich Schneider
Abteilung Sportmedizin
Sportklinik Hellersen

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„Anstrengungsasthma“ - Bronchialasthma - Dr. med. Dieter Kleinmann

[06.11.2009] - Von einem „Anstrengungsasthma“ spricht man, wenn etwa 3-8 Minuten nach einer ausgeprägten körperlichen Belastung eine vorübergehende Einengung der Bronchien („Bronchospasmus“) auftritt. Etwa 3% der gesunden jungen Menschen, 40% der nicht asthmatischen Allergiker und 90% der Asthmatiker bekommen unter körperlicher Belastung anfallsweise Luftnot im Sinne eines Anstrengungsasthmas.

Unter Bronchialasthma versteht man eine vorwiegend anfallsweise auftretende Verengung bzw. Verlegung der Atemwege auf dem Boden eines überempfindlichen („hyperreagiblen“) Bronchialsystems. Die Bronchien reagieren krankhaft gesteigert auf äußere („exogene“) oder innere („endogene“) Reize, die auch physiologischerweise in erheblich geringerem Ausmaß bereits zu einer Einengung der Bronchien („Bronchokonstriktion“) führen.

Die wichtigsten Auslösermechanismen für eine überschießende Bronchialkonstriktion sind die Allergie wie z. B. auf Gräserpollen und die Infektion. Sowohl für die allergiebedingte als auch für die infektbedingte Überempfindlichkeitsreaktion der Bronchien mit nachfolgender Verengung oder gar Verlegung des Lumens sind Veränderungen im Bereich der Mastzellen, der Bronchialschleimhautzellen selbst, der glatten Bronchialmuskelzellen und des vegetativen Nervensystems verantwortlich. Mastzellen enthalten besonders viel Histamin und andere sogenannte Mediatoren , also Überträgerstoffe, die bestimmte Reaktionen des Gewebes, hier die Bronchialkonstriktion auslösen.

Nicht nur der dadurch entstandene Muskelkrampf (Bronchospasmus) in der Bronchialwand führt zu einer Lumeneinengung der Bronchien, sondern auch eine entzündliche Reaktion mit Anschwellung der Bronchialschleimhaut und vermehrter Schleimproduktion. Atemnot ist die Folge.

Wenn ein allergisches Asthma im Kindesalter auftritt, kann es in einem hohen Prozentsatz später wieder spontan ausheilen. So nimmt man an, dass ein Großteil der bei den Kindern erzielten Erfolge durch „Hyposensibilisierung“ auf diese Spontanheilung zurückzuführen ist.

Bei Atemnot unter intensiver Belastung ist daher nicht nur an einen mangelhaften Trainingszustand zu denken, sondern vor allem bei Pollenallergikern auch an die Möglichkeit eines anstrengungsinduzierten Asthmas. Nicht immer tritt die Luftnot anfallsartig auf. Manchmal zeigen sich anfangs lediglich Reizhusten, sportlicher Leistungsknick oder nächtliche Atemnot.

Wodurch wird ein Anstrengungsasthma provoziert?

Je intensiver die Anstrengung, desto stärker entwickelt sich das Anstrengungsasthma. Ist die Belastung weniger intensiv oder wird sie immer wieder unterbrochen (intervallartiges Training), so tritt seltener und in geringerem Ausmaß ein Anstrengungsasthma auf, das dann mit zunehmender Belastungsdauer wieder abnimmt. Weniger „asthmogen“ als abrupt aus der Ruhe einsetzende anhaltende Höchstbelastungen sind langsam gesteigerte Belastungen. Schwimmen in einer warmen und feuchten Umgebung führt im Gegensatz zum Laufen seltener zur Atemnot.

Grundsätzlich ist bei empfindlichen Menschen bei einer Mindestleistung von 80 bis 85% der individuellen maximalen Leistungsfähigkeit über einen Zeitraum von 6 bis 8 Minuten mit asthmatischen Beschwerden zu rechnen. Ist dieser Asthmaanfall wieder vorbei, so ist das Bronchialsystem gegenüber weiteren asthmogenen Reizen refraktär.

Die Refraktärperiode wird als die Periode bezeichnet, wo eine wiederholte identische (gleiche Bedingungen) Anstrengung eine um mehr als 50% verminderte asthmatische Reaktion auslöst. Dieser Definition entsprechend weisen etwa 50% der Asthmatiker für die nächsten 2 Stunden nach der ersten Belastung eine Refraktärperiode auf. Als Ursache wird angenommen, dass es zu einem Neuaufbau von Mediatoren kommen muss, bis eine Anstrengungsreaktion von der ursprünglichen Stärke wieder ausgelöst werden kann.

Bedeutend für die Auslösung eines Anstrengungsasthmas ist der Wärme- und Wasserverlust bei belastungsbedingt verstärkter Atmung. Dabei wird die Einatmungsluft über die Schleimhaut der Atemwege wasserdampfgesättigt und auf die Körpertemperatur angewärmt. Bei körperlicher Anstrengung ist eine Nasenatmung praktisch nicht mehr möglich, d.h. kühlere und trockenere Luft wird unter Belastung tiefere Atemwege erreichen. Die Bronchien kühlen sich ab. Die Bronchialschleimhaut verliert durch die wasserdampfgesättigte auf Körpertemperatur angewärmte Ausatmungsluft Flüssigkeit.

Da kalte Luft trocken ist, kann sie bei Erwärmung in den Atemwegen Wasser aufnehmen, was bei Training in der Kälte beachtet werden sollte. Bei einer vorliegenden Überempfindlichkeit führt nun die Abkühlung zu einer reflexartigen Engstellung der Bronchien. So konnten Anderson und Mitarbeiter zeigen, dass wasserdampfgesättigte Luft das anstrengungsinduzierte Asthma vermindern konnte. Trockene Luft bei derselben Temperatur verstärkte das Asthma! Die Erfahrung zeigt, dass besonders an kalten und trockenen Tagen das Anstrengungsasthma auftritt. Besonders die Gesichtskühlung führt zu einer verstärkten Engstellung der Bronchien.

Therapie

Literaturverzeichnis in Kleinmann, D.: LAUFNEBENWIRKUNGEN, vom Ermüdungsbruch zum plötzlichen Herztod. Was können Sie dagegen tun? 2. überarbeitete Auflage 2009, Deutscher Ärzte-Verlag Köln.
©Deutscher Ärzte-Verlag Köln.

Kommt bei Allergie eine spezifische Immuntherapie nicht infrage, so ist die therapeutische Basis die tägliche Atemgymnastik und ein dosiertes Ausdauertraining, siehe oben. Was das Laufen als Leistungssport betrifft, so ist allerdings jedes effektive Training beim Vorliegen eines hyperreagiblen Bronchialsystems asthmogen, das heißt, es ist mit einem Asthmaanfall zu rechnen, wenn nicht vorher medikamentös mittels Inhalation vorgebeugt wurde.

Bei weniger empfindlichen Bronchien kann durch wiederholte kurz- dauernde Laufbelastungen mit anschließenden Pausen die Überempfindlichkeit der Bronchien reduziert werden („Refraktär-Periode“), um dann mit dem eigentlichen Tempotraining zu beginnen. Diese Refraktär-Periode nach wiederholten Belastungen in kurzen Abständen, z.B. Dauerlauftraining in Intervallform kann 1-4 Stunden dauern.

Man kann daher dem Läufer mit Anstrengungsasthma ein Aufwärmen in Intervallform vor dem Training oder Wettkampf empfehlen. Es hat sich dabei gezeigt, dass Sprints mit gedrosseltem (submaximalem) Tempo von etwa jeweils 30 Sekunden, die noch nicht zu asthmatischen Beschwerden führen, bereits nach 8 Wiederholungen ein anschließendes Training bzw. einen Wettkampf weitgehend von Seiten der Atmung beschwerdefrei möglich machen.

Bei vielen Anstrengungsasthmatikern reicht das Einatmen des schnell wirksamen Bronchus erweiternden Salbutamols, ein Sympathikomimetikum, allein im Bedarfsfall nicht aus. Diese brauchen die zusätzliche Inhalation eines Kortikoids als Basistherapie, eventuell als Kombinationspräparat mit einem langwirksamen Sympathikomimetikum, z. B. Symbicort Turbohaler ®, das entzündungshemmend und abschwellend über die Kortisonkomponente sowie Bronchus erweiternd wirkt. (Bei Asthmatikern liegt immer eine Entzündung der Bronchialschleimhaut vor!)

Die Angst vor einer systemischen Kortison-Nebenwirkung ist bei der empfohlenen Dosis unbegründet, da bei der Inhalation nur unbedeutende Mengen in die Blutbahn gelangen. Lässt sich das Anstrengungsasthma dennoch nicht ausreichend unterdrücken, so kann mit dem Leukotriengegenspieler Montelukast (Singulair R) kombiniert werden. Wer sein Training über den Puls steuert, sollte beachten, dass dieser bei Anwendung eines Sympathikomimetikums immer höher liegt. Intensitätssteuerung über die Atmung und Ausnutzung der Refraktärperiode ohne Pulsuhr vermeiden eine Pulsneurose mit Panikattacken!

Spitzensportler müssen die Dopingliste beachten und vor großen internationalen Veranstaltungen nicht nur ihre Medikamente vorher (!) angeben, sondern auch die Untersuchungsergebnisse eines Lungenfacharztes vorlegen.

Internist/Sportmedizin
Frisonistr. 7
70736 Fellbach
Tel.: 0711 514542
Fax : 0711 1612204
E-Mail: dr.kleinmann@vr-web.de

Literaturverzeichnis in Kleinmann, D.: LAUFNEBENWIRKUNGEN, vom Ermüdungsbruch zum plötzlichen Herztod. Was können Sie dagegen tun? 2. überarbeitete Auflage 2009, Deutscher Ärzte-Verlag Köln.

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