W. Domej, G. Schwaberger, B. Haditsch, E. Flögel, J. Herfert, Ch. Guger

Wolfgang Domej, Günther Schwaberger, Bernd Haditsch, Erich Flögel, Jürgen Herfert, Christoph Guger

Ursachen des „Seitenstechens“, Prävention und Maßnahmen

Causes of “side-stitch”, prevention and treatment

SUMMARY

The pain of a “side-stitch” is widely known as a very unpleasant phenomenon occurring with physical exertion immediately after eating and/or drinking. Such an attack is defined as an unpredictable painful sensation in the upper/mid abdomen or lower thorax, usually with a maximum along the costal arch. In twothirds of cases, this transient abdominal pain occurs on the right side, in onethird on the left. It commonly occurs with running and walking sports like longdistance running, jogging, marathon, triathlon, mountaineering, mountain running and downhill running, but even soccer and tennis players are not immune to a side-stitch. Equestrians or mountain bikers may also complain of it when riding on rough trails. The popularity of running sports has not leveled off and side-stitch has high relevance in sports medicine and training performance. A likely theory for side-stitch is inadequate perfusion and oxygenation of the diaphragm and respiratory intercostal muscles. Studies of this phenomenon are scarce and basic questions on the pathogenesis of side-stitch remain unsolved. Keywords: Stitch in the side, pathophysiology, walking and running sports, prevention, therapeutic recommendations.

ZUSAMMENFASSUNG

Seitenstechen ist unter Sportreibenden ein allgemein bekanntes, unliebsames Begleitphänomen sportlicher Betätigung unmittelbar im Anschluss an eine Nahrungs- und/oder Flüssigkeitszufuhr. Es stellt eine nicht vorhersehbare Schmerzsensation im Mittel- bis Oberbauch oder in der unteren Thoraxregion dar, meistens mit einem Punctum maximum um den Rippenbogen, wobei der Schmerz in zwei Drittel der Fälle rechts- und in einem Drittel linksseitig auftritt. Vor allem Lauf- und Gehsportarten wie Jogging, Marathon, Triathlon, Bergsteigen,

Berglauf, Bergablauf sind davon betroffen, aber auch Fußball und Tennis sind nicht ausgenommen. Häufig klagen auch Pferdereiter oder Mountainbiker über Seitenstechen, wenn sie auf holprigem Terrain unterwegs sind. In dem Maße in dem sich Laufsportarten zunehmender Beliebtheit erfreuen, gewinnt auch das Seitenstechen in der Sportmedizin und im sportlichen Training an Bedeutung. Als wahrscheinliche Ursache des Seitenstechens wird eine inadäquate Perfusion und Sauerstoffversorgung des Zwerchfelles und der Interkostalmuskulatur angesehen. Im medizinischen Schrifttum findet man allerdings nur wenige Untersuchungen zu diesem Thema und die Pathogenese lässt grundsätzliche Fragen offen. Schlüsselwörter: Seitenstechen, Pathophysiologie, Geh- und Laufsportarten, Prävention, therapeutische Empfehlung

EINLEITUNG

Seitenstechen gilt als harmloser Schmerz, der sich meist ohne Vorzeichen am Beginn einer dynamischen Belastung einstellt (1). Die Schmerzintensität kann soweit eskalieren, dass der Betroffene das Training oder auch den Wettkampf abbrechen muss. Die Rückantwort einer Umfrageaktion unter knapp 1000 regelmäßig Sporttreibenden zur Häufigkeit des Seitenstechens ergab, dass innerhalb eines Jahres 66% der Läufer, 75% der Schwimmer, 32% der Radfahrer, 52% der AerobicTurner, 47% der Basketballer, und 62% der Reiter zumindest einmalig Seitenstechen im Rahmen der Sportausübung registrierten (2). Laufen auf hartem, holprigen Untergrund, Untrainiertheit, Nervosität und Aufregung vor Beginn eines Wettkampfes, zu hohes Anfangstempo, kühle Witterung, Schwäche der Bauchmuskulatur, Haltungsprobleme sowie der Laufstil werden empirisch als Provokationsfaktoren für das Seitenstechen angeführt. Der Schmerzcharakter kann bei ausgeprägten Beschwerden von scharf bis stechend bei milderer Ausprägung von krampfartig bis ziehend reichen. In diesem Zusammenhang können Bergsteiger vor allem bei schnellem Gehen oder erschütterungsreichem Berglaufen von Seitenstechen betroffen werden (Abb. 1, 2). Sportarten wie Schilanglauf, Alpinschilauf, Klettern oder Eislaufen führen dagegen eher selten zu Seitenstechen, bei Ruderern ist Seitenstechen gänzlich unbekannt (3).

GESICHERTE FAKTEN

Gesichert ist, dass eine intensive Mahlzeit und/oder Flüssigkeitsaufnahme unmittelbar vor physischer Belastung mit Seitenstechen in Verbindung steht, wobei die Schmerzintensität zwar mit der aufgenommenen Speise- und Trinkmenge zunimmt, jedoch keine Abhängigkeit von der Art der Mahlzeit besteht

(1, 4). Es besteht auch eine inverse Korrelation zwischen Schmerzintensität des Seitenstechens und dem Zeitintervall bis zur Wiederaufnahme der sportlichen Betätigung. Selbst Athleten mit langjähriger Erfahrung in der Sporternährung sind vor Seitenstechen nicht gefeit. Plunkett konnte in diesem Zusammenhang durch Verabreichung einer standardisierten Flüssigkeitsmenge und intermittierenden submaximalen Belastungsphasen am Laufband experimentell Seitenstechen provozieren. Dabei fand sich nach den anfänglichen zwei Belastungsphasen kein signifikanter Unterschied in Bezug auf die Schmerzintensität und -qualität des Seitenstechens nach Trinken reinen Wassers, eines kohlehydrathältigen Sportgetränkes (Exceed®), von kohlensäurefreiem Coca Cola und einer hypertonen nicht resorbierbaren Laktuloselösung (Duphalac®) (5). Im Rahmen der folgenden Belastungsphasen erwies sich das Sportgetränk jedoch gegenüber den anderen Testgetränken von Vorteil, indem die Probanden bezüglich ihrer Schmerzintensität mit der Referenzgruppe ohne jegliche Flüssigkeitsaufnahme vergleichbar waren (5). Prävalenz- und Schweregrad des Seitenstechens nehmen mit zunehmendem Alter ab, stehen jedoch in keiner Beziehung zu Geschlecht, Body Mass Index (BMI) oder Trainingsstatus (6). Durch den Nervus phrenicus innervierte Gewebe können Schmerzsensationen auch in die Schulterregion ausstrahlen, wobei diese Gewebe in die pathogenetischen Theorien des Seitenstechens implementiert sind (6).

PATHOGENETISCHE THEORIEN

Pathophysiologisch entstehen abdominelle Schmerzen häufig durch Zug- und Dehnungskräfte, wobei Schmerzrezeptoren in der Kapsel parenchymatöser Organe, in der Muskelschicht von Hohlorganen und im Peritoneum lokalisiert sind. Die Pathogenese des Seitenstechens ist heute wissenschaftlich keineswegs zufrieden stellend geklärt (7). In diesem Zusammenhang gibt es eine Reihe unterschiedlicher Erklärungsansätze und Vorstellungen über den Entstehungsmechanismus des Seitenstechens. Im Exspirium erschlafft das aus einem sehnigen und einem muskulären Anteil bestehende Zwerchfell und wölbt sich konvex gegen den Thoraxraum vor. Dabei ist nur in dieser Phase eine adäquate Perfusion gegeben. In der Kontraktionsphase des Zwerchfelles (Inspiration) bewegt sich das Zwerchfell nach kaudal, wobei die Perfusion des größten Inspirationsmuskels abnimmt. Nach der von vielen favorisierten Ischämietheorie (2, 8, 9) tritt ein diaphragmaler und/oder interkostaler Ischämieschmerz durch eine inadäquate Blut- und Sauerstoffversorgung der respiratorischen quergestreiften Muskulatur möglicherweise infolge einer belastungsbedingten Blutumverteilung Richtung der stärker bean-

spruchten Skelettmuskulatur auf (8, 10). Diese Theorie wird auch durch Beobachtungen unterstützt, wonach Seitenstechen bei Untrainierten häufiger auftritt, insbesondere nach Essen und Trinken, wenn sich die regionäre Perfusionsverteilung nicht unmittelbar und adäquat dem metabolischen Bedarf der respiratorischen Muskulatur anzupassen vermag. Gegen eine diaphragmale Ischämie spricht allerdings die hohe Prävalenz des Seitenstechens unter Reitern, wobei die respiratorischen Anforderungen im Reitsport sicherlich nicht sehr hoch einzuschätzen sind (7). Einige Fachleute halten jedoch eine gas- oder flüssigkeitsbedingte schmerzhafte Darmwanddehnung im Zusammenhang mit Erschütterungen während sportlicher Fortbewegung für ursächlicher (intestinale Theorie), (Abb. 1). Andere halten diaphragmale Spasmen infolge unregelmäßiger Atemtechnik oder Irritationen des parietalen Peritoneums für wahrscheinlich (7). Der subdiaphragmatische Abschnitt des parietalen Peritoneums wird durch Äste des Nervus phrenicus innerviert und reagiert bei Irritation sehr sensitiv auf jegliche Rumpfbewegungen. Da sich das Peritoneum auf die gesamte Bauchhöhle erstreckt, könnte es Anlass zu den unterschiedlichen Lokalisationen des Seitenstechens geben und auch eine plausible Erklärung für die nicht seltene Verbindung von Seitenstechen und Schulterschmerz liefern (7).

Bei Tieren wie z.B. bei Katzen, weniger bei Menschen, hat die Milz auch die Aufgabe eines Blutspeichers, indem eine gewisse Blutmenge temporär dem Kreislauf entzogen werden kann. Auch die menschliche Milz kann bei starkem Blutandrang im Verdauungstrakt als eine Art Überlaufventil fungieren, wobei sie im Rahmen des Blutpoolings an Größe zunimmt. Eine aktive Blutmobilisation aus der Milz zugunsten der beanspruchten quergestreiften Muskulatur mit Stimulation von Schmerzrezeptoren im Bereiche der Milzkapsel (lienale Theorie) scheint als Ursache des Seitenstechens jedoch nicht sehr schlüssig, zumal Seitenstechen rechtsseitig viel häufiger auftritt und auch bei Splenektomierten vorkommen kann. Darüber hinaus kann Seitenstechen während der Belastung auch von einer auf die andere Seite wandern (3).

Belastungsinduzierte gastrointestinale Beschwerden wie gastro-ösophagealer Reflux, vorübergehende Übelkeit, Erbrechen und Durchfall kommen häufig in Verbindung mit Laufsportarten vor, wobei die Ursache nach wie vor unklar ist (11), (Tab. 1). So projizieren 70% aller symptomatischen Langstreckenläufer ihre Beschwerden (Völlegefühl, Tenesmen, Seitenstechen, Defäkationsdrang, Diarrhoe, Flatulenz) auf den Unterbauch, 30% auf den Mittel-Oberbauch (Übelkeit, Erbrechen, Thoraxschmerz, Sodbrennen, Aufstoßen), (12). Die Mehrheit aller symptomatischen Teilnehmer eines Marathonlaufes führte die abdominellen Beschwerden direkt auf die Belastung zurück, ein Drittel machte einen nach-

teiligen Einfluss auf ihre Performance geltend (13). Schmerzen im Rahmen der Fortbewegung können auch durch Adhäsionen von Bauchorganen, insbesondere durch Verwachsungen der Gallenblase mit der Bauchwand (14) oder abnorme konstringierende Ligamentbildungen, hervorgerufen werden (15).

Einem weiteren theoretischen Ansatz zufolge könnte durch den postprandialen Füllungszustand des Intestinums ein verstärkter Eingeweidezug sowie eine akute Dehnung viszeraler und peritonealer Ligamente (Lig. gastrophrenicum, Lig. phrenicocolicum, Lig. phrenicosplenicum, Ligg. hepatis) schmerzauslösend sein (Ligamenttheorie), (3, 8, 16). Dabei betreffen die höchsten Belastungen den muskulären Ansatz des Zwerchfelles an der Innenseite der 7.-12. Rippe (Pars costalis diaphragmatis), wohin sich der Schmerz beim Seitenstechen auch vielfach projiziert. Auslösefaktoren für den Zug der Ligamente können auch verstärkte isometrische Belastungen des Zwerchfelles darstellen. Die Variabilität bezüglich der Lokalisation des Seitenstechens ist allerdings mit der Ligamenttheorie schwer in Einklang zu bringen, zumal auch beim Schwimmen Seitenstechen auftreten kann, einer Sportart, bei der keine Erschütterungen des Körpers vorkommen. Schmerzsensationen durch gelegentliche exzentrische Muskelbewegungen bei hoher körperlicher Belastung könnten aber auch auf kleine Muskel- und Sehnenverletzungen zurückgeführt werden.

In seltenen Fällen können die Schmerzen auch im mittleren und unteren Hemithorax, aber auch im Schulter- und Nackenbereich und entlang des Rippenbogens im Rahmen eines Belastungsasthmas auftreten, allerdings verbunden mit Dyspnoe und obstruktivem Geräuschbefund (17, 18). Dabei ist auch ein mechanischer Zusammenhang zwischen eingeschlossener Luft (trapped air) und der thorako-abdominellen Schmerzsensation wahrscheinlich. Die Lokalisation der Schmerzen muss jedoch auch immer unter dem Blickwinkel einer differenzialdiagnostischen Herausforderung gesehen werden (Tab. 1).

EMPFEHLUNGEN UND MASSNAHMEN

Möglicherweise kann Seitenstechen durch verschiedene Mechanismen ausgelöst werden, oder es existieren verschiedene Formen des Seitenstechens (lienaler Schmerz, diaphragmaler Schmerz, intestinaler Schmerz). Eine forcierte abdominelle Exspiration, sofern es sich nicht um eine obstruktive Ventilationsstörung handelt, ist in jedem Fall empfehlenswert, da tierexperimentelle Arbeiten einen deutlichen Vorteil der diaphragmalen Atmung gegenüber der thorakalen/interkostalen Atmung gezeigt haben (19).

Was gegen Seitenstechen hilfreich sein kann, bleibt jedoch weitgehend individuell und basiert auf Empirie (Tab. 2). Tipps zur Vorbeugung des Seitenstechens reichen von Trainings- bis zu Diätempfehlungen (Tab. 3) (18).

Erkrankungen der Galle oder Gallenwege gastro-ösophagealer Reflux (GERD) Hiatushernie Meteorismus, Aerophagie exercise-induced Asthma Pneumothorax

Tab. 1 Mögliche Differenzialdiagnosen des akuten Seitenstechens

Pause bis zum vollständigen Abklingen des Seitenstechens forcierte Ausatmung gegen halbgeschlossene Lippen („Lippenbremse“) manuelle Kompression der Schmerzstelle, Dekompression bei Ausatmung Aktivierung der diaphragmalen Atmung (Bauchatmung) Kontraktion der Bauchmuskulatur Arme während Inspiration über Kopf, während Exspiration tief

Tab. 2 Empfehlungen bei eingetretenem Seitenstechen

Meidung hypertoner Getränke Meidung großer Nahrungs- und Flüssigkeitsaufnahme 2–3 Stunden vor Belastung Meidung kohlensäurehältiger Getränke Meidung blähender Nahrungsmittel Bevorzugung isotoner Sportgetränke kleine Flüssigkeitsmengen während der Belastung Kräftigung der Bauchmuskulatur Atemtraining über das Zwerchfell, bewusste Exspiration geringe Belastungsintensität bei Untrainierten gleichmäßiges Laufen, Tempo nur langsam steigern konsequentes aerobes Ausdauertraining Meidung beengender Kleidung

Tab. 3 Empfehlungen zur Prävention des Seitenstechens

Abb. 1 Gefahr des Seitenstechens bei erschütterungsreichem Bergablaufen

Abb. 2 Skyrunner Christian Stangl/ARGE-Alpinmedizin

LITERATUR

(1) Rouyer F. Stitch-in-the-side in medical practice. Concours Med. 81, 765767 (1959)

(2) Morton D.P., Callister R. Characteristics and etiology of exercise-related transient abdominal pain. Med. Sci. Sports Exerc. 32, 432-438 (2000)

(3) Sinclair J.D. Stich: the side pain of athletes. NZ Med. J. 50, 607–612 (1951)

(4) Morton D.P., Richards D., Callister R. Epidemiology of exercise-related transient abdominal pain at the Sydney Citiy to Surf community run. J.

Sci. Med. Sport 8, 152-162 (2005)

(5) Plunkett B.T., Hopkins W.G. Investigations of the side pain “stitch” induced by running after fluid ingestion. Med. Sci. Sports Exerc. 31, 11691175 (1999)

(6) Morton D.P., Callister R. Factors influencing exercise-related transient abdominal pain. Med. Sci. Sports Exerc. 34, 745-749 (2002)

(7) Morton D.P. Exercise-related transient abdominal pain. Br. J. Sport Med. 37, 287-288 (2003)

(8) Capps R.B. Causes of so-called side-ache that occurs in normal persons.

Arch. Int. Med. 68, 94-101 (1941)

(9) Findeisen D.G.R., Linke P.G., Pickenhain L. (Hrsg.) Grundlagen der

Sportmedizin, 2. Aufl. Barth Verlag, Leipzig, pp 213 (1980)

(10) Stamford B. A “stich” in the side. Physician Sportsmed. 13, 187 (1985)

(11) Simons S.M., Kennedy R.G. Gastrointestinal problems in runners. Curr.

Sports Med. Rep. 3, 112-116 (2004)

(12) Peters H.P., Bos M., Seebregts L., Akkermans L.M., van Berge Henegouwen G.P., Bol E., Mosterd W.L., de Vries W.R. Gastrointestinal symptoms in long-distance runners, cyclists, and triathletes: prevalence, medication, and etiology. Am. J. Gastroenterol. 94, 1570-1581 (1999)

(13) Riddoch C., Trinick T. Gastrointestinal disturbances in marathon runners.

Br. J. Sports Med. 22, 71-74 (1988)

(14) Dimeo F.C., Peters J., Guderian H. Abdominal pain in long distance runners: case report and analysis of the literature. Br. J. Sports Med. 38, e24 (2004)

(15) Desmond C.P., Roberts S.K. Exercise-related abdominal pain as a manifestation of the median arcuate ligament syndrome. Scand. J. Gastroenterol. 39, 1310-1313 (2004)

(16) Rost F. Stitch, the side pain of athletes. NZ Med. J. 99, 469 (1986)

(17) Wiens L., Sabath R., Ewing L., Gowdamarajan R., Portnov J., Scagliotti

D. Chest pain in otherwise healthy children and adolescents is frequently caused by exercise-induced asthma. Pediatrics 90, 350-353 (1992)

(18) Cooper D.L., Fair J. Preventing chest and upper abdominal pain associated with exercise. Physician Sportsmed. 5, 93-94 (1977)

(19) Di Marco A.F., Connors A.F. Jr., Kowalski K.E. Gas exchange during separate diaphragm and intercostal muscle breathing. J. Appl. Physiol. 96, 2120-2124 (2004)

Christoph Guger, Wolfgang Domej, Gerhard Lindner, Günter Edlinger

Correlation changes of EEG and ECG after fast cable car ascents

Auswirkungen eines schnellen Aufstiegs mit der Seilbahn auf EEG und EKG

SUMMARY

In the Eastern Alps in Europe, the Dachstein massif with a height of almost 3000 m is an ideal location for investigating the effects of changes in altitude on the human body. Within a few minutes, a cable car facilitates an ascent from 1702 m to 2700 m above sea level, where the partial pressure of oxygen is about 550 mmHg (as compared to 760 mmHg at sea level). In this study ten healthy subjects performed a reaction time task at 990 m and 2700 m in altitude. The subjects were instructed to perform a right hand index finger movement as fast as possible after a green light flashed (repeated 50 times). The corresponding electrocardiogram (ECG) and the electroencephalogram (EEG) were recorded. From the ECG heart rate and heart rate variability measures in the time and frequency domain were calculated. An event-related desynchronization/synchronization (ERD/ERS) analysis was performed with the EEG data. Finally, the EEG activity and the ECG parameters were correlated. Keywords: high altitude medicine, EEG, ECG, heart-rate variability (HRV), event-related desynchronization (ERD)

ZUSAMMENFASSUNG

In den Ostalpen bietet das Dachsteinmassiv mit einer Höhe von fast 3000 m ideale Bedingungen, um Auswirkungen der Höhe auf den menschlichen Körper zu untersuchen. Mit einer Seilbahn gelangt man in einigen Minuten auf 2700 m, wo der Luftdruck nur noch 550 mm/Hg beträgt (760 mm/Hg auf Meeresniveau). Im Rahmen einer Studie absolvierten 10 gesunde Versuchspersonen einen Reaktionszeittest auf 990 m und auf 2700 m Höhe. Dazu führten die Versuchspersonen so schnell als möglich eine Bewegung des rechten Zeigefingers aus. Die Bewegung wurde durch eine grün leuchtende Lampe initiiert, die insgesamt 50 mal aufleuchtete. Simultan wurde das Elektroenzephalogramm (EEG) und Elektrokardiogramm (EKG) aufgenommen. Vom EKG wurden die Herzrate und

dieHerzratenvariabilität berechnet. Die EEG-Daten auf 990 m und 2700 m wurden mit Hilfe der ereignisbezogenen Desynchronisation (ERD) ausgewertet. Weiters wurden die erhaltenen Parameter miteinander korreliert. Schlüsselwörter: Höhenmedizin, EEG, EKG, Herzratenvariabilität (HRV), ERD

I. INTRODUCTION

With increasing altitude, the concentration of oxygen in the air remains constant but its partial pressure drops. This means that the number of oxygen molecules in the blood and tissues of the body is also reduced. At 3000 m, the pressure drops to about 550 mmHg, and at the summit of Mont Blanc (4800 m) the partial pressure of oxygen is about half of that at sea level. In the Eastern Alps, the Dachstein massif with a height of almost 3000 m is an ideal location for investigating the effects of changes in altitude on the human body. The BASE station of the cable car is at 1702 m and the TOP station at 2700 m. Hence, changes in EEG (electroencephalogram) and ECG (electrocardiogram) activity caused by the rapid ascent and drop of oxygen partial pressure can be investigated without the strenuous exercise of an ascent by foot. Several studies have been conducted to investigate the autonomic regulation of heart rate (HR) during gradual high altitude acclimatization (1, 2, 3). Others used hypobaric chambers to describe the effect of acute exposure to simulated altitude on heart rate variability (HRV), (4). During exposure to acute hypoxia, increased sympathetic activity results in an elevated cardiac output to compensate for the reduced arterial oxygen content. HRV analysis of the ECG signal in the time and frequency domains can be used for non-invasive investigation of autonomic cardiovascular regulation and sympathovagal interaction (5). From the resampled RR interval time series the power spectrum can be estimated to describe the parasympathetic and sympathetic system (1, 4). The power spectrum in the frequency range 0.04–0.15 Hz is normally referred as the low frequency (LF) component, and that in the range of 0.15–0.4 Hz as the high frequency (HF) component. The latter is mainly modulated by the parasympathetic system and the former by the parasympathetic and sympathetic systems (5). The ratio LF/HF describes the balanced behavior of the sympathetic and parasympathetic systems. The EEG can also be used to investigate the effects of fast altitude changes on the central nervous system. In the first stage of hypobaric hypoxia (at 3000 m) the spontaneous alpha activity is decreased. In a further stage starting at 5000 m, theta activity is enhanced in the anterior areas, and strong suppression of alpha in the posterior areas of the brain occurs (6). Beside the investigation of the altitude dependent changes in spontaneous EEG, it is of interest to study event-

related EEG changes which can be observed in motor, sensory and cognitive tasks. Movement-related power decrease in a specific frequency band (eventrelated desynchronization, ERD) can be found in EEG traces measured over the sensorimotor areas during e.g. finger movements. A right hand finger movement produces an ERD in the left hemisphere close to electrode position C3 of the international 10/20 electrode system. Similarly, a left hand movement results in an EEG desynchronization over the right hemisphere close to C4. The recovery phase from the movement starts with movement offset and typically lasts between 1 and 2 seconds. In this phase, the mu rhythm slowly returns to its resting state while bursts of short-lasting oscillations in the beta band occur after the movement offset. In contrast to an ERD, an ERS indicates a power increase in a specific frequency band. The post-movement beta ERS (beta rebound) occurs mainly on the contralateral side (with respect to the movement side) but also with a smaller amplitude on the ipsilateral side displaying a somatotopic organization. The beta rebound effect coincides with a reduced corticospinal excitability (7). In the literature no task related EEG investigations at high altitude can be found. Furthermore, evidence of quantification of the correlation between changes of EEG activity and ECG parameters is not available. The current study investigates (i) the effects of a fast cable car ascent (within a few minutes) on both the autonomic and the central nervous system and (ii) displays that changes in EEG and HRV measures occur also without the strenuous exercise of an ascent by foot.

II. METHODS

A. Measurements A total of 10 naive healthy subjects (5 male, 5 female, 26–57 years) participated in the experiment (all right handed). ECG and EEG were recorded while the subjects performed a psycho-physiological experiment (reaction time task). The measurements were performed inside of buildings (i) 30 minutes prior to the cable car ride at an altitude of 990 m (BASE) and (ii) 1 hour after the cable car ride at 2700 m (TOP). The subjects sat in a well defined position in a chair and each measurement lasted about 6 minutes. After arrival at a new altitude, the subjects rested for 1 hour prior to the experiment.

B. Recordings A pocket PC-based EEG and ECG recording system g.MOBIlab (g.tec – medical engineering GmbH, Graz, Austria) was used for biosignal acquisition and

to display the reaction time paradigm. One ECG (Einthoven I) and 2 bipolar EEG channels were recorded. The EEG electrodes were mounted 2.5 cm posterior and 2.5 cm anterior to electrode positions C3 and C4 of the international 10/20 system. Signals were recorded at a sampling frequency of 256 Hz and with a resolution of 16 bits.

C. Paradigms The protocol of the reaction time experiment is illustrated in Figure 1. The subject’s task is to press a button with the right index finger as fast as possible in response to a green flash but refrain in the case of a red flash. The duration of the trial is 5 seconds. To avoid adaptations of the subject, each trial is followed by a random interval of 0 to 2 seconds. The blinking sequence of the green light (50 times) and the red light (10 times) is randomly distributed. A complete experiment consists of 60 trials.

Fig. 1: Timing of the paradigm. At second 2 of the trial a green or a red light flashes. If the green light flashes the subject has to press the button as fast as possible. The subject is not allowed to press the button if the red light flashes.

D. Data Analysis The EEG and ECG analysis was performed with the g.BSanalyze biosignal analysis software package (g.tec – medical engineering GmbH, Graz, Austria).

ECG Analysis: From the ECG recordings the QRS complexes were detected and the results visually inspected. Then RR interval time series were constructed. Only NN intervals, i.e. normal heart beats, were considered in the computations. Examples of an RR interval time series are plotted in Fig. 2 as a tachogram and histogram for the recordings at the BASE and TOP stations. The variations in the heart rate were quantified by HRV analysis in the time domain and the frequency domain using a method published in (5).

Fig. 2: HRV analysis in the time domain of subject 1. The top row shows the analysis results from the TOP station, the lower row from the BASE station. The mean heart rate (HR) at the TOP station was around 95 bpm and approximately 65 bpm at the BASE station. Right top and bottom panels display the histogram of the RR intervals with a bin width of 1 bpm. The maximum number of beats within the selected bin width is about 5 times higher at the TOP station as compared to the BASE station. The width of the histogram is smaller for the TOP station compared to the BASE station.

(i) HRV Time Domain: Following parameters were identified for HRV analysis: mean heart rate (MeanHR) in bpm; SDNN index (mean of the standard deviation of 30-second segments; NN50 (the number of intervals which differ by more than 50 ms from the previous interval); pNN50 (NN50 divided by the total number of NN intervals); RMSSD (calculated as the square root of the mean squared difference of successive RR intervals) (ii) HRV Frequency Domain: The non-uniformly sampled tachogram of the RR series was resampled at 2 Hz. From a data window of 128 data points which was then shifted repeatedly by 64 samples until the end of the data set was reached the power spectrum (Burg method, order 15) was calculated. Then the spectra of all segments were averaged. Three main spectral components were distinguished: (i) very low frequency (VLF): < 0.04 Hz, (ii) low frequency (LF):

0.04–0.15 Hz and (iii) high frequency (HF): 0.15–0.4 Hz. The unit of these parameters is ms2. For normalization the LF (Lfnorm) and HF (Hfnorm) components are divided by the total power minus the VLF component. This minimizes the effect of the total power on LF and HF. The LF/HF ratio describes the balanced behavior of both components.

EEG Analysis: The EEG data set was split into epochs of 6 seconds. Each epoch contained the data for 2 seconds prior to the finger movement and 4 seconds thereafter. The EEG data were visually controlled for artifacts. If the subject was not responding to the green light the trial was removed. If the subject responded to the red light, the trial was also removed resulting in about 35 to 45 trials for each subject. Each EEG channel was band-pass filtered into bins of 2 Hz bandwidth from 4 Hz to 30 Hz and a step size of 1 Hz. The band pass filtered signal was squared and averaged over all trials and over time to reduce the variability. ERD and ERS values were defined as relative power decrease and increase with respect to a resting period measured in the pre-movement period from second 0.5–1.5 (reference period) (8). A bootstrap algorithm was used to find only the significant changes (p<0.01). These significant ERS and ERD values are shown in the time-frequency map (see Fig. 3).

Fig. 3: Event-related desynchronization (ERD) and event-related synchronization (ERS) analysis of the EEG data of subject 1 (left side: BASE station, right side: TOP station). The finger movement was at second 2. Relative power decrease (ERD) is color coded red and relative power increase is color coded blue. The ERD occurs in the alpha band (8-13 Hz) starting approximately at second 1.5 (0.5 seconds before the actual movement onset) and lasting until second 3. Postmovement beta ERS (14-18 Hz) starts at second 2.5 and lasts for about 1 second.

Correlation Analysis The EEG band-power was calculated in the alpha (8-13 Hz) and beta (14-18 Hz) frequency ranges. It was averaged in the reference interval from second 0.5-1.5, in the action interval for the alpha activity from second 1.5 to 2.5, and in the action interval for the beta activity from second 2.5 to 4. This was done for both electrodes in each trial before calculating the mean of all trials and taking the logarithm thereof. This yielded four parameters (reference-alpha, action-alpha, reference-beta, action-beta) at the BASE station and at the TOP station. The differences were then calculated between the TOP and BASE station. These band-power difference scores were created for each of the two electrodes C3 and C4. Similarly, difference scores of heart rate and heart rate variability were created by subtracting the parameters from the BASE station from the parameters from the TOP station. From these the correlation coefficient was calculated.

III. RESULTS

Grand averages of HR and HRV parameters for 10 subjects in the time and frequency domains are given in Table 1. With the ascent, the MeanHR increased by 11.3 bpm while the RMSSD, pNN50 and SDNNindex decreased. The frequency domain parameters indicate that the LF component becomes more prominent with the ascent and that the HF component is reduced resulting in the LF/HF ratio increasing from 2.1 to 4.4. ERD/ERS time courses in the alpha (8-13 Hz) and in the beta (14-18 Hz) frequency range were calculated for each subject and both EEG channels. Grand average ERD/ERS time courses for 10 subjects are given in Fig. 4 for channel C3.

BASE TOP p-value Station Station

HEART RATE MeanHR [bpm] 69,1 12,680,4 15,4 <0.002 HRV TIME DOMAIN RMSSD [ms] 33,0 28,514,8 6,4 <0.002 pNN50 [%] 9,6 22,94 0,9 4,7 <0.002 SDNNindex 58,1 23,841,1 12,2 <0.05 [ms] HRV FREQUENCY DOMAIN Lfnorm [n.u.] 51,1 18,365,4 19,3 <0.002 Hfnorm [n.u.] 35,1 14,325,0 14,1 <0.05 LF/HF [1] 2,1 1,98 4,4 4,1 <0.05

Table 1: Grand average (for all subjects) of HR and HRV parameters at the BASE and TOP stations. A paired sign test yielded significant differences for all parameters shown.

Fig. 4: Grand average (for all 10 subjects) ERD/ERS time courses for electrode C3. The top row represents the results at the TOP station, the lower row the results at the BASE station. At the TOP station the alpha ERD has a value of about –20 % after 2.2 seconds while at the BASE station the alpha ERD has a value of approximately -15%. The beta ERS has a value in the region of +12% at the TOP station and about +42% at the BASE station.

Statistical analysis of all 10 subjects with a sign test for paired samples showed that there are no significant changes in the alpha band. However, the ERD changes in the beta band were significant (p < 0.05) for channel C3. No significant changes were found for channel C4. The results from the correlation analysis indicate that changes in the alpha and beta range over C3 are positively correlated to the MeanHR (+0.79 and +0.89, p<0.01) in the reference period (see Table 2). Additionally, the band-power in the alpha range of both electrodes calculated in the action period is correlated to the MeanHR. The bandpower in the reference and action periods of the alpha range is found to have a negative correlation to all HRV time domain measures over C3 while in the beta range a correlation can only be found in the reference period. Lfnorm shows a

high correlation over C3 and C4 in the alpha range while in the beta range only the band-power in the reference period is correlated. The negative correlation of Hfnorm in the reference and action periods is also interesting. LF/HF did not show a significant relation.

Alpha range (8-13 Hz) Reference period Action period (second 0.5 to 1.5) (second 1.5 to2.5)

C3 C4 C3 C4

HEART RATE MeanHR +0.79** +0.63 +0.87** +0.67* HRV TIME DOMAIN RMSSD[MS] -0.85** -0.46 -0.79** -0.54 pNN50 [%] -0.71* -0.30 -0.68* -0.39 SDNNindex -0.67* -0.29 -0.79** -0.46 [ms] HRV FREQUENCY DOMAIN Lfnorm [n.u.] +0.73* +0.74* +0.44 +0.77** Hfnorm -0.85** -0.72* -0.7* -0.78** [n.u.] LF/HF [1] +0.20 +0.53 +0.01 +0.38 (* p<0.05; **p<0.01)

Table 2: Correlation coefficients of band-power in the alpha (8-13 Hz) range for the reference and action intervals and heart rate and heart rate variability parameters. For the correlation analysis the difference between each parameter at the BASE and the TOP station was calculated.

IV. DISCUSSION

The study showed that a passive ascent to an altitude of 2700 m affects both the central and autonomic nervous system. Changes were found in ERD/ERS, heart rate, heart rate variability measures and correlation between EEG and ECG measures. It was shown for the first time that the post-movement beta ERS (beta rebound) is significantly attenuated at the high altitude compared to the low altitude measurement. Both self-paced finger movement and electrical median nerve stimulation are terminated by a beta rebound of similar magnitude and latency (8). Corticospinal excitability was shown in the reaction time movement tasks to be significantly reduced in the first second after EMG offset (10). These findings support the hypothesis that beta ERS could be related to an idling or deactivated state, or even active immobilization of the motor cortex (9). The suppressed post-movement beta ERS at the altitude of 2700 m may therefore be interpreted as a result of an increased cortical excitability level when compared with the reference altitude of 990 m. ERD changes in the alpha band,

however, were not significant when comparing the results from the TOP to the BASE station. The present experiment showed that the mean heart rate increased and the heart-rate variability decreased with the increasing altitude. The HFnorm component was lower at the BASE station, indicating that the parasympathetic system, which is coupled to the HFnorm components, was less active. If the LF component is expressed in normalized units it basically represents the sympathetic system. This implies that the sympathetic system was more activated at the higher altitude (5). These results are in accordance with earlier studies performed at a 5000 m height (1). It is interesting to note that even an altitude of 2700 m causes the changes in HRV. Furthermore, the changes occurred without the strenuous exercise of an ascent by foot. In the present study it was also possible to show a relationship between EEG and ECG activity. It is interesting to note that only the heart rate and Lfnorm are positively correlated to the band-power changes in the alpha and beta range. Heart rate variability parameters in the time domain and Hfnorm always showed a negative correlation. It is also important to note the correlation in the reference period between band-power changes (alpha and beta) and cardiovascular changes. The band-power in the beta frequency range during the action period however, was not correlated to the ECG parameters. This is exactly the same EEG frequency range where the suppressed post-movement ERS was found. Therefore, during the period where the cortex shows an increased excitability level there seems to be no correlation to the cardiovascular system.

ACKNOWLEDGEMENTS This project was partially funded by the European Union in project PRESENCIA, IST-2001-37927.

REFERENCES

(1) L. Bernardi, C. Passino, G. Spadacini, A. Calciati, R. Robergs, R. Greene, E. Martignonni, I. Anand, and O. Appenzeller, “Cardiovascular autonomic modulation and activity of carotid baroreceptors at altitude”, Clin.

Sci, vol. 95, pp. 565-573, 1998. (2) C.C. Farinelli, B. Kayser, and T. Binzoni, “Autonomic nervous control of heart rate at altitude (5050 m)”, Eur. J. Appl. Physiol. vol. 69, pp. 502507, 1994. (3) J.R. Halliwill, and C.T. Minson, “Effect of hypoxia on arterial baroreflex control of heart rate and muscle sympathetic nerve activity in humans”,

J. Appl. Physiol. vol. 93, pp. 857-864, 2002.

(4) Y. Yamamoto, Y. Hoshikawa, and M. Miyashita, “Effects of acute exposure to simulated altitude on heart rate variability during exercise”, J. Appl. Physiol. vol. 81, pp. 1223-1229, 1996. (5) Task Force of the European Society of Cardiology and The North American Society of Pacing and Electrophysiology, Heart rate variability, Europ.

Heart J., vol. 17, pp. 354-381, 1996. (6) H. Ozaki, S. Watanabe, and H. Suzuki, “Topographic EEG changes due to hypobaric hypoxia at simulated high altitude”, Electroencephalogr.

Clin. Neurophysiol., vol. 94, pp. 349-356, 1995. (7) A. Schnitzler, S. Salenius, R. Salmelin, V. Jousmäki , R. Hari, Involvement of primary motor cortex in motor imagery: a neuromagnetic study,

Neuroimage vol. 6, pp. 201-208, 1997. (8) G. Pfurtscheller G., and F.H. Lopes da Silva, “Event-related EEG/MEG synchronization and desynchronization: basic principles”, Clin. Neurophysiol., vol. 10, pp. 1842-1857, 1999. (9) R. Salmelin, M. Hamalainen, M. Kajola, and R. Hari, “Functional segregation of movement-related rhythmic activity in the human brain”, Neuroimage, vol. 2, pp. 237-243, 1995. (10) R. Chen, Z. Yaseen, L.G. Cohen, and M. Hallett, “The time course of corticospinal excitability in reaction time and self-paced movements”, Ann.

Neurol., vol. 44 , 317-325, 1998.

Martin Burtscher, Catherine Quinn, Thomas Lämmle, Peter Moser

Fitnessabhängige Blutlaktatkonzentrationen bei submaximaler Belastung während eines 3-tägigen Höhenaufenthaltes (3480 m)

Fitness dependent blood lactate concentrations during submaximal exercise during a 3 day sojourn at altitude (3480 m)

SUMMARY

At low altitude trained individuals demonstrate lower blood lactate concentrations than untrained at the same absolute and relative work intensity. Since it is not well known whether these training-state dependent differences are influenced by acute exposure or during acclimatization to high altitude, this represented the main aim of our study. 15 healthy males and females, aged 44±11 years, participated in the study. Based on the outcome measures using a step test (24 cm, 120 times up and down in 4 minutes) at low altitude (600 m), the participants were divided in 2 sub-groups: G1 (n=7) with blood lactate concentrations <2.5 mmol/l and G2 with blood lactate concentrations > 2.5 mmol/l. The step tests were repeated on 3 consecutive days at high altitude (3480 m). Whereas the blood lactate concentrations at low altitude were significantly lower in G1 (well trained) than G2 (less-well trained) (2.1±.19 vs. 3.1±.39 mmol/l; p<.001), these values did not differ on the first 2 days at high altitude (3.6±.89 vs. 4.0±.78 mmol/l; p=.30 and 3.3±.89 vs. 4.2±.67 mmol/l; p=.09). However, on the 3rd day, G1, yet again showed significantly lower blood lactate levels than G2 (2.6±.40 vs. 4.0±.91 mmol/l; p<.001). These results indicate different effects on muscle metabolism in trained versus untrained individuals during high altitude exposure. Adrenaline concentrations, especially in well-trained persons, are markedly increased during physical activity in the first few days at altitude and these are closely related to blood lactate levels. Therefore, on exposure to high-altitude, an enhanced sympathoadrenal response may be responsible for increased glycolysis and blood lactate concentrations, which all decrease during acclimatization. These findings may have important implications for athletes competing at high altitude or participating in expeditions. Key words: Lactate threshold, training-state, altitude, acclimatization

ZUSAMMENFASSUNG

Trainierte Personen weisen bei gleicher absoluter und relativer Belastung im Tal niedrigere Blutlaktatkonzentrationen auf als untrainierte. Wie weit diese vom Trainingszustand abhängigen Unterschiede durch akute Höhenexposition und während des Akklimatisationsprozesses beeinflusst werden, ist wenig untersucht und stellt daher die Hauptzielsetzung der vorliegenden Untersuchung dar. 15 gesunde Männer (n=7) und Frauen (n=8) mit einem Durchschnittsalter von 44 (±11) Jahren nahmen an der Untersuchung teil. Anhand eines 4-minütigen Stufentests (24 cm, in 4 Minuten 120 mal auf- und absteigen) in Tallage (600 m) wurden die Probanden in 2 Leistungsgruppen geteilt: G1 (n=7) mit Blutlaktatwerten < 2,5 mmol/l und G2 (n=8) mit Laktatwerten > 2,5 mmol/l. Anschließend wurden die Stufentests an 3 aufeinander folgenden Tagen in einer Höhe von 3480 m wiederholt. Während die Blutlaktatkonzentrationen in Tallage in G1 (Trainierte) signifikant niedriger waren als in G2 (weniger Trainierte) (2,1±0,19 versus 3,1±0,39 mmol/l; p <,001), war dies an den ersten 2 Höhentagen nicht mehr der Fall (3,6±0,89 versus 4,0±0,78 mmol/l; p=,30 und 3,3±0,89 versus 4,2±0,67 mmol/l; p=,09). Am dritten Höhentag jedoch wiesen die besser Trainierten (G1) wiederum signifikant niedrigere Laktatwerte auf (2,6±0,40 versus 4,0±0,91 mmol/l; p<,001). Die Ergebnisse der vorliegenden Untersuchung deuten darauf hin, dass während eines Höhenaufenthaltes auch vom Trainingszustand abhängige unterschiedliche Veränderungen des muskulären Stoffwechsels auftreten. Da an den ersten Tagen des Höhenaufenthaltes die Adrenalinkonzentrationen bei Belastung, besonders bei Trainierten, markant erhöht sind, können diese in engem Zusammenhang mit gesteigerter Glykolyse und erhöhten Laktatkonzentrationen gesehen werden, die alle im Laufe des Höhenaufenthaltes wieder absinken. Gerade für hochtrainierte Athleten, die an Wettkämpfen in der Höhe oder an Expeditionen teilnehmen, können die beobachteten akuten und subakuten Hypoxieeffekte von entscheidender Bedeutung sein. Schlüsselwörter: Laktatschwelle, Trainingszustand, Höhe, Akklimatisation

EINLEITUNG

Das maximale Sauerstoffaufnahmevermögen, und damit die aerobe Leistungsfähigkeit, nimmt bei akuter Höhenexposition ab etwa 1500 m um 1,5–3,5 % pro 300 m Höhenanstieg ab, (1). Diese Abnahme ist bei gut trainierten Personen stärker ausgeprägt als bei weniger trainierten, (2-4). Auch die Leistungsfähigkeit an der Laktatschwelle ist bei gut trainierten Personen bei akuter Höhenex-

position stärker beeinträchtigt (4). Während sich die maximale Sauerstoffaufnahme generell durch Akklimatisation nicht oder nur kaum verbessert (5,6), nimmt die submaximale Leistungsfähigkeit allerdings wieder deutlich zu. (7,8,9). Schon nach einem 2-tägigen Höhenaufenthalt (2800-3200 m) konnten wir eine 50-prozentige Verbesserung des initialen Abfalls der Dauerleistungsfähigkeit beobachten (9). Diese akklimatisationsbedingte Verbesserung wird vorrangig auf eine Zunahme der arteriellen Sauerstoffsättigung (SaO2) und der Hämoglobinkonzentration durch zunehmende Hyperventilation und Abnahme des Plasmavolumens zurückgeführt (6,9,10,11). Zumindest teilweise dürfte die anfängliche relative Hypoventilation für die deutlichere Beeinträchtigung von gut trainierten Personen verantwortlich sein (9,12). Schon nach wenigen Tagen Akklimatisation jedoch scheint sich diese Schere wieder zu schließen (9). Neben der ventilatorischen Akklimatisation dürften auch sympathoadrenerg bedingte Veränderungen des muskulären Energiestoffwechsels während des Höhenaufenthaltes eine Rolle spielen. Die Laktatproduktion ist bei akuter Höhenexposition in engem Zusammenhang mit der erhöhten Adrenalinkonzentration gesteigert und sinkt mit dieser im Rahmen der Akklimatisation wieder ab (13). Trainierte Personen weisen bei gleicher absoluter und relativer Belastung im Tal niedrigere Blutlaktatkonzentrationen auf als untrainierte (14). Wie weit diese vom Trainingszustand abhängigen Unterschiede durch akute Höhenexposition und während des Akklimatisationsprozesses beeinflusst werden, ist wenig bekannt und stellt daher die Hauptzielsetzung der vorliegenden Untersuchung dar.

METHODE

15 gesunde Männer (n=7) und Frauen (n=8) mit einem Durchschnittsalter von 44 (±11) Jahren nahmen an der Untersuchung teil. Nach einer Routineuntersuchung und Erhebung der sportlichen Aktivität der vorangegangenen 8 Wochen wurde ein 4-minütiger Stufentest in Tallage (Innsbruck, 600 m) durchgeführt. Anhand der individuellen Laktatkonzentrationen nach dem Stufentest wurden die Probanden in 2 Leistungsgruppen geteilt: G1 (n=7) mit Blutlaktatwerten < 2,5 mmol/l und G2 (n=8) mit Laktatwerten > 2,5 mmol/l. Anschließend wurden sie per Bus und Seilbahn in eine Höhenlage von 3480 m gebracht (Testa Grigia, Monte Rosa Plateau, Italien), wo sie sich 3 Tage lang aufhielten. An allen Höhentagen wurden die Stufentests wiederholt. An den Höhentagen 2 und 3 wurden leichte Wanderungen bis in etwa 4000 m unternommen. Das Wanderprogramm, Ernährung und Schlaf waren für alle Probanden ähnlich. Befragungen zu Symptomen der akuten Bergkrankheit wurden wiederholt durchgeführt. Charakteristika der beiden Gruppen sind in Tabelle 1 dargestellt.

Stufentest Die Probanden hatten insgesamt 4 Stufentests (Tal, Höhe: Tag1, 2 und 3) am späten Nachmittag und jeweils nach einer mindestens 1-stündigen Ruhephase durchzuführen. Dabei mussten sie in 4 Minuten 120 mal auf eine 24 cm hohe Stufe auf- und absteigen (vgl. 15). Herzfrequenz, Ventilation (Oxycon Alpha, Jaeger, Germany) und SaO2 (Onyx, Nonin Medical Inc., USA) wurden kontinuierlich und das Belastungsempfinden nach Borg (16) und die Blutlaktatkonzentration (Accusport, Boehringer Mannheim, Germany) unmittelbar nach der Belastung erfasst.

AMS-Scoring Jeweils morgens und abends während des Höhenaufenthaltes wurden mögliche Symptome der akuten Bergkrankheit (AMS; Lake Louise Scoring) erhoben (17). Bei Kopfschmerzen wurde bei Bedarf Naproxen (500 mg) angeboten. Für den Fall eines Höhenlungenödems oder Höhenhirnödems stand Sauerstoff zur Verfügung.

Statistik Für alle Variablen wurden Mittelwerte ±Standardabweichung (MW±SD) berechnet. Die Prüfung von Mittelwertsunterschieden zwischen den Gruppen bei nur einer Messung wurde anhand von unabhängigen t-Tests vorgenommen. Um Mittelwertunterschiede zwischen den Gruppen bei Mehrfachmessungen zu prüfen, wurde eine ANOVA für Messwiederholungen durchgeführt. Bei signifikanten F-Werten wurden t-Tests mit Bonferroni-Korrektur angeschlossen, um Gruppenunterschiede zwischen den einzelnen Testzeitpunkten zu bestimmen. In den beiden Abbildungen sind die 95% Konfidenzintervalle der Laktatkonzentrationen und des Belastungsempfindens beider Gruppen zu den 4 Messzeitpunkten dargestellt. Ein Zusammenhang zwischen zwei Variablen wurde mit Pearson-Korrelationsanalysen untersucht. P-Werte < ,05 wurden als signifikant angenommen.

ERGEBNISSE

Die G1 mit niedrigen Blutlaktatkonzentrationen nach dem Stufentest in Tallage war in den 2 Monaten vor der Untersuchung deutlich sportlich aktiver als die G2 mit höheren Laktatwerten (Tabelle 1). 3 Personen aus der G1 und 4 aus der G2 klagten in der ersten Nacht in der Höhe über Kopfschmerzen. Auf Wunsch wurden diese mit Naproxen (500 mg) behandelt. Am 2. Tag waren alle

Probanden beschwerdefrei. Bei der Durchführung der Stufentests waren ebenfalls alle Personen zu allen Testzeitpunkten beschwerdefrei. Kardiorespiratorische und metabolische Belastungsreaktionen auf den 4minütigen Stufentest im Tal (600 m) und an den 3 aufeinander folgenden Tagen des Höhenaufenthaltes (3480 m) sind in Tabelle 2 dargestellt. Obwohl sich die Mittelwerte der Herzfrequenz, Ventilation und SaO2 zu keinem der Messzeitpunkte zwischen den Gruppen signifikant unterscheiden, sind doch zumindest für die Herzfrequenz und die Ventilation tendenzielle Unterschiede feststellbar. Sie sind in allen Tests in der besser trainierten Gruppe (G1) tendenziell niedriger. Während die Blutlaktatkonzentrationen in Tallage in G1 signifikant niedriger sind, trifft dies für die ersten 2 Höhentage nicht mehr zu. Am dritten Höhentag jedoch weisen die besser Trainierten (G1) wiederum signifikant niedrigere Laktatwerte auf als die weniger Trainierten (G2). Dies trifft in ähnlicher Weise auch für das subjektive Belastungsempfinden zu. Während die entsprechenden Werte in G1 am 1. Höhentag stark ansteigen und dann wieder abnehmen, nehmen sie in G2 weniger zu und bleiben auch an den Folgetagen erhöht (Abbildung 1,2). Laktatwerte und Belastungsempfinden korrelieren zu den jeweiligen Testzeitpunkten eng (r = 0,7 – 0,95, p < ,02). Geschlechtsspezifische Unterschiede konnten nicht festgestellt werden.

Gruppe 1 Gruppe 2

N = 7 N = 8 P-Wert

Alter (Jahre) 39,4±11,8 48,3±9, ,13 Gewicht (kg) 67,1±10,6 66,6±10,8 ,94 Männer/Frauen (Anzahl) 4/3 3/5 Sport (h/Woche)* 4,7±1,7 2,3±1,4 ,01 Blutlaktatkonzentration (mmol/l) beim Stufentest im Tal 2,1±0,19 3,1±0,39 < ,001

* in den vorangegangenen 2 Monaten

Tabelle 1. Charakteristika der beiden Gruppen

DISKUSSION

Personen mit niedrigeren Blutlaktatkonzentrationen (G1) nach dem 4-minütigen Stufentest in Tallage waren in den 2 Monaten vor der Untersuchung deutlich sportlich aktiver als Personen mit höheren Laktatwerten (G2). Es kann daher mit großer Wahrscheinlichkeit auch ein besserer Trainingszustand für G1 angenommen werden als für G2 (14). Neu und interessant ist die Beobachtung, dass die Blutlaktatkonzentrationen nach dem Stufentest der besser trainierten Per-

Gruppe 1 Gruppe 2 ANOVA-Test N = 7 N = 8 P-Wert

Herzfrequenz (bpm) ,08 Tal 118,1±12,1 132,8±15,6 Höhe 1 135,1±12,7 149,0±16,5 Höhe 2 136,6±9,6 145,3±14,0 Höhe 3 133,6±9,2 144,9±14,2

Ventilation (l/min) ,09 Tal 40,3±8,0 46,8±8,8 Höhe 1 57,6±7,7 70,5±18,0 Höhe 2 64,2±7,4 76,4±16,3 Höhe 3 63,0±8,4 78,1±17,8

SaO2 (%) ,29 Tal 95,4±1,6 95,3±1,6 Höhe 1 74,0±4,1 75,3±6,0 Höhe 2 75,4±5,0 79,3±3,3 Höhe 3 75,9±4,4 77,1±3,8

Blutlaktatkonzentration (mmol/l) ,003 Tal 2,1±0,19 3,1±0,39 < ,001 Höhe 1 3,6±0,89 4,0±0,78 ,31 Höhe 2 3,3±0,89 4,2±0,67 ,05 Höhe 3 2,6±0,40 4,0±0,91 ,002

Subjektive Belastungsempfindung ,001 Tal 10,0±0,82 12,4±0,74 < ,001 Höhe 1 12,4±1,40 13,1±1,13 ,30 Höhe 2 11,9±1,07 13,0±1,31 ,09 Höhe 3 11,0±0,82 13,5±1,10 < ,001

Tabelle 2. Belastungsreaktionen auf die Stufentests im Tal und in Höhenlage

sonen an den ersten 2 Tagen in der Höhe sich nicht von jenen der weniger trainierten unterschieden. Erst am 3. Tag in der Höhe waren die Laktatwerte zwischen den Gruppen wieder ähnlich unterschiedlich wie in Tallage. Diese Ergebnisse deuten auf eine stärkere Abnahme der Laktatschwelle und damit der Dauerleistungsfähigkeit bei besser trainierten Personen an den ersten 2 Tagen eines Aufenthaltes in etwa 3500 m hin als bei weniger gut trainierten. Eine Vielzahl von Studien bestätigt, dass die maximale Sauerstoffaufnahme bei hochtrainierten Athleten bei akuter Höhenexposition stärker abnimmt als bei untrainierten Personen (2-4). Nur wenige Experimente haben auch die vom Trainingszustand abhängige Beeinflussung der submaximalen Leistungsfähigkeit untersucht. Sie

5,0

95 %KI derBlutlaktatkonzentration (mmol/l)

4,5

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

G1 (gut trainiert) G2 (wenig trainiert) TAL

HÖHE1

HÖHE2

HÖHE3

Abb. 1. 95% Konfidenzintervalle (KI) für die Blutlaktatkonzentrationen der beiden Gruppen zu den einzelnen Testzeitpunkten (Stufentest: Tal, Höhe: 1., 2., und 3. Tag). Die blau markierten KI zeigen signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen an.

15

14

95% KI derBelastungsempfindung

13

12

11

10

9

8

G1 (gut trainiert) G2 (wenig trainiert) TAL

HÖHE1

HÖHE2

HÖHE3

Abb. 2. 95% Konfidenzintervalle (KI) für das subjektive Belastungsempfinden der beiden Gruppen zu den einzelnen Testzeitpunkten (Stufentest: Tal, Höhe: 1., 2. und 3. Tag). Die blau markierten KI zeigen signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen an.

zeigten, dass auch diese bei Trainierten mehr beeinträchtigt ist als bei Untrainierten (4). Während sich die maximale Sauerstoffaufnahme im Rahmen der Akklimatisation kaum verbessert, nimmt die submaximale Leistungsfähigkeit wieder deutlich zu (5-9). Derzeit gibt es nur wenige Hinweise, wie weit diese Zunahme durch den vorangehenden Taltrainingszustand beeinflusst wird. So konnten wir kürzlich zeigen, dass schon nach einem 2-tägigen Höhenaufenthalt 50% des initialen Dauerleistungsabfalls wieder zurückgewonnen werden konnte (9). Unsere Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass diese Leistungszunahme bei besser Trainierten deutlicher ausgeprägt ist als bei Untrainierten. Wir fanden, dass besonders der zunehmenden Ventilationssteigerung große Bedeutung zukommt (9). Die Ergebnisse der vorliegenden Untersuchung zeigen, dass während eines Höhenaufenthaltes auch vom Trainingszustand abhängige unterschiedliche Veränderungen des muskulären Stoffwechsels auftreten. Es besteht eine sehr enge Korrelation zwischen Blutlaktatkonzentration und Adrenalinkonzentration (18). Besonders an den ersten Tagen des Höhenaufenthaltes sind die Adrenalinkonzentrationen in Ruhe und besonders bei Belastung markant erhöht und können damit in engem Zusammenhang mit gesteigerter Glykolyse und erhöhten Laktatkonzentrationen gesehen werden, die im Laufe des Höhenaufenthaltes wieder absinken (13,18). Interessant ist die Beobachtung, dass trainierte Personen ausgeprägtere Adrenalinantworten in akuter Hypoxie zeigen als untrainierte (19). Diese Tatsache wird daher als Ursache für die vom Trainingszustand abhängigen unterschiedlichen Veränderungen der Blutlaktatkonzentrationen der vorliegenden Untersuchung angesehen. Da die Laktatwerte auch in engem Zusammenhang mit dem Belastungsempfinden stehen, kann eine deutlichere Abnahme der submaximalen Leistungsfähigkeit bei Trainierten im Vergleich zu Untrainierten angenommen werden. Allerdings verschwinden diese Unterschiede schon nach 2 Tagen Höhenaufenthalt, vermutlich zusammen mit abnehmender Adrenalinkonzentration. Das bedeutet, dass besser trainierte Personen zwar bei akuter Höhenexposition deutlicher an aerober Leistungsfähigkeit einbüßen als weniger trainierte, dafür aber schon von kurzfristiger Akklimatisation mehr profitieren. Obwohl wir weder die individuelle maximale Sauerstoffaufnahme noch die Katecholaminkonzentrationen bestimmt haben, scheint uns der Zusammenhang zwischen den Laktatkonzentrationen in Hypoxie, den Adrenalinkonzentrationen und der Leistungsfähigkeit nahe liegend. Gerade für hochtrainierte Athleten, die an Wettkämpfen in der Höhe oder an Expeditionen teilnehmen, können die beobachteten akuten und subakuten Höheneffekte von entscheidender Bedeutung sein.

LITERATUR

(1) Buskirk E.R., Kollias J., Reategui E.P., Akers R., Prokop E., Baker P. (1967). Physiology and performance of track runners at various altitudes in the United States and Peru. In: International Symposium on the Effects of Altitude on Physical Performance, edited by Goddard R. Athletic

Institute, Chicago.

(2) Ferretti G., Moia C., Thomet J.M., Kayser B. (1997). The decrease of maximal oxygen consumption during hypoxia in man: a mirror image of the oxygen equilibrium curve. J. Physiol. London 498: 231-237.

(3) Gore C.J., Hahn A.G., Scroop G.C., Watson D.B., Norton K.I., Wood R.J.,

Campbell D.P., Emonson D.L. (1996). Increased arterial oxygen desaturation in trained cyclists during maximal exercise at 580 m altitude. J. Appl.

Physiol. 80: 2204-2210.

(4) Koistinen P., Takala T., Martikkala V., Leppaluoto J. (1995). Aerobic fitness influences the response of maximal oxygen uptake and lactate threshold in acute hypobaric hypoxia. Int. J. Sports Med. 16: 78-81.

(5) Calbet J.A., Boushel R., Radegran G., Sondergaard H., Wagner P.D.,

Saltin B. (2003). Why is VO2 max after altitude acclimatization still reduced despite normalization of arterial O2 content? Am. J. Physiol.

Regul. Integr. Comp. Physiol. 284: R304-316.

(6) Beidleman B.A., Muza S.R., Rock P.B., Fulco C.S., Lyons T.P., Hoyt R.W.,

Cymerman A. (1997). Exercise responses after altitude acclimatization are retained during reintroduction to altitude. MSSE 29: 1588-1595.

(7) Maher J.T., Jones L.G., Hartley L.H. (1974). Effects of high-altitude exposure on submaximal endurance capacity of men. J. Appl. Physiol. 37: 895-898.

(8) Horstman D., Weiskopf R., Jackson R.E. (1980). Work capacity during 3-wk sojourn at 4,300 m: effects of relative polycythemia. J. Appl.

Physiol. 49: 311-318.

(9) Burtscher M., Faulhaber M., Flatz M., Likar R., Nachbauer W. (2005).

Effects of short-term acclimatization to altitude (3200 m) on aerobic and anaerobic exercise performance. Int. J. Sports Med.: in press.

(10) Sawka M.N., Convertino V.A., Eichner E.R., Schnieder S.M., Young A.J. (2000). Blood volume: importance and adaptations to exercise training, environmental stresses, and trauma/sickness. Med. Sci. Sports Exerc. 32: 332-348.

(11) Dempsey J.A., Forster H.V. (1982). Mediation of ventilatory adaptations.

Physiol. Rev. 62: 262-347.

(12) Dempsey J.A. (1986). Is the lung built for exercise? Med. Sci. Sports

Exerc. 18: 143-155.

(13) Mazzeo R.S., Bender P.R., Brooks G.A., Butterfield G.E., Groves B.M.,

Sutton J.R., Wolfel E.E., Reeves J.T. (1991). Arterial catecholamine response during exercise with acute and chronic high altitude exposure.

Am. J. Physiol. 261: E419-424.

(14) Hickner R.C. (1998). Adaptations in skeletal muscle in response to endurance training. In: Harries M., Williams C., Stanish W.D., Micheli L.J.

Oxford Textbook of Sports Medicine. Oxford University Press: 45-69.

(15) Burtscher M., Philadelphy M., Likar R., Nachbauer W. (1998). Aspirin for prophylaxis against headache at high altitudes: randomised, double blind, placebo controlled trial. BMJ 316: 1057-1058.

(16) Borg G. (1982) Psycho-physical base of perceived exertion. Med. Sci.

Sports Exerc.14: 377-379.

(17) Roach R.C., Bärtsch P., Hackett P.H., Oelz O. (1993). The Lake Louise acute mountain sickness scoring system. In: Sutton J.R., Houston C.S.,

Coates G. (eds.) Hypoxia and molecular medicine. Burlington, VT: Queen

City Printers: 272-274.

(18) Richardson R.S., Noyszewski E.A., Leigh J.S., Wagner P.D. (1998). Lactate efflux from exercising human skeletal muscle: role of intracellular

PO2. J. Appl. Physiol. 85: 627-634.

(19) Kjaer M., Bangsbo J., Lortie G., Galbo H. (1998). Hormonal responses in humans: influence of hypoxia and physical training. Am. J. Physiol. 254:

R197-203.

Anita Rienzner, Hannes Gatterer, Martin Faulhaber

Intermittierende Hypoxie bei hochtrainierten Radsportlern: Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit und kardiovaskuläre Parameter

Intermittent hypoxia in highly trained cyclists: Effects on performance and cardiovascular parameters

ZUSAMMENFASSUNG

Die Auswirkungen von Höhentraining werden in der bestehenden Literatur kontrovers diskutiert. Namhafte Untersuchungen wurden deshalb genauer analysiert und anschließend zusammengefasst. Ziel der Untersuchung war es, Veränderungen verschiedenster Ruhe- und Belastungsparameter nach passiver intermittierender Hypoxie bei Radsportlern aufzuzeigen. 12 hochtrainierte Radsportler wurden in Hypoxie- und Kontrollgruppe unterteilt. Die Hypoxiegruppe wurde passiver (90 bis 120 min, drei Mal pro Woche, 3 Wochen), progressiv gesteigerter Hypoxie (~ 3850 – 5626 m Höhe) ausgesetzt, die Kontrollgruppe nicht. Es konnten keine Unterschiede bei hämatologischen Parametern und kardiorespiratorischen Parametern bei Ausbelastung in Tallage (600 m) festgestellt werden. In der Hypoxiegruppe konnte die Lungendiffusionskapazität im Vergleich zur Kontrollgruppe tendenziell gesteigert werden, die Ruheherzfrequenz sank in der Hypoxiegruppe (78 (13) vs. 62 (9) b/min, p=0,028). Die Herzfrequenz und das subjektive Belastungsempfinden bei submaximaler Belastung zeigten keine signifikanten Veränderungen. Aus diesen Ergebnissen ist zu schließen, dass bei sehr gut trainierten Ausdauerathleten nur geringfügige Veränderungen durch intermittierende Hypoxie zu erwarten sind. Schlüsselwörter: Höhentraining, Leistungsfähigkeit, Ausdauer, Lungendiffusion

SUMMARY

There is still much controversy in the scientific literature regarding the positive effects of altitude training. We therefore analysed some important studies

dealing with this topic. The goal of this study was to investigate effects of intermittent hypoxia on physiological parameters at rest and during exercise in cyclists. Twelve highly trained cyclists were assigned to a hypoxic or a control group. The hypoxic group was exposed to simulated altitude (progressively increased duration (90 to 120 min) and altitude (~ 3850 m–5626 m), 3 times a week for 3 weeks). The control group had no hypoxic intervention. No differences in haematological and cardiorespiratory parameters were detected in both groups. Lung diffusing capacity tended to increase in the hypoxic group compared to the control group. Resting heart rate decreased significantly in the hypoxic subjects (78 (13) vs. 62 (9) b/min, p=0.028). During submaximal exercise heart rate and ratings of perceived exertion were unchanged. The effects of intermittent hypoxia seem to be negligible in highly trained endurance athletes. Keywords: altitude training, endurance, performance, lung diffusing capacity

EINFÜHRUNG

Höhentraining zur Leistungssteigerung in Tallage wird im Ausdauersport seit vielen Jahren verbreitet angewandt, aber auch kontrovers diskutiert. Aus dem klassischen Höhentraining (1, 2) – hoch leben und trainieren – haben sich viele Varianten (Live High – Train Low; Live Low – Train High; passive intermittierende Hypoxie usw.) entwickelt. Nachfolgend werden die wichtigsten Untersuchungen zu den gängigen Spielarten des Höhentrainings zusammengefasst.

Live High – Train Low (LHTL) LHTL ist durch längere, tägliche Höhenaufenthalte (> 8 Stunden) in mittleren Höhen gekennzeichnet. In der Literatur gibt es hierzu Untersuchungen, die einen, an den Höhenaufenthalt anschließenden, Leistungszuwachs in Tallage vermerken konnten (1, 3), aber auch welche, die dies nicht vermochten (4, 5, 6). Bei den meisten Untersuchungen ergab sich eine Verbesserungen der Sauerstofftransportkapazität durch Steigerungen der Retikulozyten- (3, 7) bzw. der Erythrozytenzahl (1, 8). Bei einigen Studien (4, 5, 6, 9) hingegen verbesserten sich die Hämoglobinkonzentration und Erythrozytenzahl nicht, wobei die möglichen Ursachen in einer zu kurzen Dauer und/oder einer zu niedrigen Höhe des Aufenthalts lagen. Des Weiteren ergaben sich Verbesserungen der Ökonomie, ohne dass diese Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit hatten (9, 10). Zusammengefasst werden durch LHTL vor allem systemische Anpassungen (hämatologischer und regulatorischer Art) erzielt. LHTL stellt für Ausdauerathleten die momentan favorisierte Form zur Leistungssteigerung in Tallage dar. Ein

Höhenaufenthalt in 2300 m bis 2600 m für mindestens 3 bis 4 Wochen (auf Basis einer Metaanalyse mindestens 400 Stunden) wird empfohlen (11).

Live Low – Train High (LLTH) LLTH ist durch Training in Hypoxie und Leben in Tallage charakterisiert. Es konnten minimale bis signifikante Verbesserungen der Leistung in Tallage (12, 13, 14) nach Training in Hypoxie (2500 m Höhe) festgestellt werden. Die maximale Sauerstoffaufnahme verbesserte sich nicht (15). Eine Aufregulierung des hypoxieinduzierbaren Transkriptionsfaktors HIF–1a zeigte sich nach sechs Wochen Training in Hypoxie (16). Dies führte zu einer Zunahme des Gefäßwachstumsfaktors (VEGF), und folglich zu einer Verbesserung der Kapillarisierung und zur Steigerung der Mitochondriendichte und des Myoglobins. VEGF und Myoglobin konnten hierbei nur durch hochintensives Training in Hypoxie (3650 m Höhe) gesteigert werden (16). Die Ergebnisse der Studien (13, 14) lassen vermuten, dass das anaerobe System durch Training in Hypoxie besser trainierbar ist als das aerobe System. Durch Training in Hypoxie wird vor allem eine muskuläre, weniger eine systemische Adaptation hervorgerufen (16).

Passive intermittierende Hypoxie (IH) IH ist gekennzeichnet durch kürzere Aufenthalte in Hypoxie im Vergleich zu LHTL, die Dauer kann Minuten bis Stunden betragen. Eine Form der passiven intermittierenden Hypoxie ist die Intervallhypoxie (Hypoxie und Normoxie im Wechsel von ca. 5 min). Sie wird vor allem im therapeutischen Bereich angewandt und wurde hauptsächlich von russischen Wissenschaftern erforscht. Bei älteren, untrainierten Personen konnte eine Verbesserung der Belastungstoleranz beobachtet werden (17). Bei submaximaler Belastung nach 3-wöchiger Anwendung waren Herzfrequenz, Blutdruck, Laktatkonzentration und subjektives Belastungsempfinden signifikant vermindert. Bei Ausdauerathleten wurden unterschiedliche Ergebnisse erzielt. Nach insgesamt 40 einstündigen intervallhypoxischen Sitzungen (11–9% FiO2, ca. 5000–6300 m Höhe) konnten eine signifikante Zunahme der Ausdauerleistung (3%), der Retikulozytenzahl (29%), des Hämoglobins (4%) und des Hämatokrits (5%) gezeigt werden (18). Bei einer anderen Untersuchung mit geringerer Höhe (12 – 10% FiO2, ca. 4300–5600 m Höhe), aber ähnlicher Dauer konnten keine signifikanten Unterschiede in den Parametern maximale Sauerstoffaufnahme (VO2max), 3000 mLaufzeit, Erythropoietin und Retikulozyten festgestellt werden (19). In der bestehenden Literatur wird bei passiven Aufenthalten in durchgehender intermittierender Hypoxie mit einer Dauer von 1 bis 5 Stunden, über 6 bis 21 Tage, auf mindestens 3800 m Höhe von unterschiedlichen Ergebnissen berichtet. Einerseits wurden vorrangig hämatologische Parameter verbessert (20, 21),

andererseits vor allem die Ökonomie bei submaximaler Belastung (22, 23). Die Leistungsfähigkeit blieb bei einigen Studien unverändert (24, 25), andere Interventionen führten zu einer Leistungssteigerung (22, 23). Bei zwei Untersuchungen (24, 25) konnten Veränderungen weder von hämatologischen noch von kardiorespiratorischen Parametern beobachtet werden. Diese Form der IH findet vor allem im Leistungssport Anwendung. Die Vorteile der IH liegen darin, dass mit minimalem zeitlichen und logistischen Aufwand leistungssteigernde Anpassungen zu erzielen sind. Aufgrund der oben genannten Ansätze wurde das nachfolgend beschriebene Untersuchungsdesign ausgewählt. Ziel der Untersuchung war es, Veränderungen verschiedener Ruhe- und Belastungsparameter nach passiver intermittierender Hypoxie bei hochtrainierten Radsportlern aufzuzeigen.

METHODIK

12 hochtrainierte männliche Radsportler nahmen freiwillig an dieser Studie teil. Als Eingangsuntersuchung wurde eine Lungendiffusionsmessung in Ruhe (ZAN 300), eine hämatologische Untersuchung (AC 920 Auto Counter, Swelab) und eine Spiroergometrie (Oxycon Mobile, Jäger) durchgeführt. Anschließend wurden die Probanden nach organisatorischen Aspekten in eine Hypoxiegruppe (n=6, Alter 30 ±6 Jahre; rel. VO2max 67,3 ±3,9 ml/min/kg) und eine Kontrollgruppe (n=6, Alter 24 ±5 Jahre; rel. VO2max 72,1 ±7,5 ml/min/kg) eingeteilt. Die Hypoxiegruppe führte 9 Sitzungen (progressiv gesteigerte Dauer und Höhe, Aufenthalt: 90–120min., 3x/Woche, 3 Wochen, FiO2 13,8–10,75% (ca. 3850–5626 m Höhe) in einer normobaren Hypoxiekammer (HypoxicoTm) durch, die Kontrollgruppe hatte in dieser Zeit keine Hypoxieaufenthalte. Das Training wurde wie gewohnt in Tallage fortgeführt. 5 Tage nach Ende der IH wurden die Tests wiederholt.

Für die statistische Auswertung wurde ein abhängiger t-Test (Wilcoxon-Test beim subjektiven Belastungsempfinden) für die Vergleiche von Vor- und Nachtest, für Vergleiche zwischen den Gruppen ein unabhängiger t-Test (MannWhitney U-Test beim subjektiven Belastungsempfinden) verwendet. Das Signifikanzniveau wurde bei p ≤ 0,05 festgelegt. Die Ergebnisse sind als Mittelwerte (Standardabweichung) dargestellt.

ERGEBNISSE

Es ergaben sich keine Veränderungen der maximalen Leistungsfähigkeit (maximale Wattzahl und VO2max) und der hämatologischen Parameter. Die Lungen-

diffusionskapazität war in der Hypoxiegruppe nach Höhenaufenthalt im Vergleich zur Kontrollgruppe tendenziell erhöht (p=0,1) (Abb. 1). In der Hypoxiegruppe sank die Ruheherzfrequenz (Abb. 2) signifikant (78 (13) vs. 62 (9) b/min, p=0,028), was in der Kontrollgruppe nicht zu beobachten war (76 (9) vs. 79 (15) b/min, p=0,577; p≤0,05 zwischen beiden Gruppen). Die Herzfrequenz bei submaximaler Belastung (Abb. 3) zeigte keine signifikante Veränderung sowohl in der Hypoxiegruppe (135 (7) vs. 131 (9) b/min, p=0,198), als auch in der Kontrollgruppe (147 (8) vs. 149 (9) b/min, p=0,636; p=0,262 zwischen den Gruppen). Das subjektive Belastungsempfinden bei submaximaler Belastung (Abb. 4) sank in der Hypoxiegruppe nicht signifikant von „Leicht“ auf „Sehr Leicht“ (11,6 (0,9) vs. 9,3 (2,6), p=0,197), während es in der Kontrollgruppe unverändert blieb (11,8 (1) vs. 11,8 (1,7), p=1; p=0,19 zwischen den Gruppen). Diffusionskapazität

16 T

[m mol/min/kPa] 14

12

10

8

6

t

Hypoxiegruppe Kontrollgruppe Vortest Nachtest

Abb. 1: Veränderung der Diffusionskapazität von Vor- zu Nachtest für die Hypoxie- und Kontrollgruppe t = tendenzielle (p≤0,1) Veränderung der Diffusionskapazität in der Kontrollgruppe zwischen Vortest und Nachtest T = tendenzieller (p≤0,1) Unterschied in der Entwicklung der Diffusionskapazität zwischen Hypoxiegruppe und Kontrollgruppe

100

[S/min] 90

80

70

60

50 Ruheherzfrequenz

Hypoxiegruppe Kontrollgruppe Vortest Nachtest

Abb. 2: Veränderung der Ruheherzfrequenz von Vor- zu Nachtest für die Hypoxie- und Kontrollgruppe + = signifikante (p≤0,05) Veränderung der Ruheherzfrequenz in der Hypoxiegruppe von Vortest auf Nachtest * = signifikanter (p≤0,05) Unterschied in der Entwicklung der Ruheherzfrequenz zwischen Hypoxiegruppe und Kontrollgruppe Hezfrequenz bei 3Watt/kg

[S /min] 170 160 150 140 130 120 110 100

Hypoxiegruppe Kontrollgruppe Vortest Nachtest

Abb. 3: Veränderung der Herzfrequenz bei 3 Watt/kg von Vor- zu Nachtest für die Hypoxie- und Kontrollgruppe

16 14 12 10 8 6 4 2 0 Belastungsempfinden bei 3 Watt/kg

Hypoxiegruppe Kontrollgruppe Vortest Nachtest

Abb. 4: Veränderung des subjektiven Belastungsempfindens bei 3 Watt/kg von Vor- zu Nachtest für die Hypoxie- und Kontrollgruppe

DISKUSSION

Aus einem Review von SEREBROVSKAYA (2002), (26) geht hervor, dass bei Untersuchungen von russischen Wissenschaftlern eine Steigerung der Lungendiffusionskapazität durch intermittierende Hypoxie beobachtet wurde. BEBOUT et al. (1989), (27) konnten nach zweiwöchigem Aufenthalt auf 3800 m Höhe keine Veränderungen der Diffusionskapazität feststellen. Nach HOPPELER und WEIBEL (2000), (28) wird die Diffusionskapazität von mehreren strukturellen Parametern beeinflusst (von der Oberfläche der Alveolen und Kapillaren, von der Dicke der Gewebsbarriere, von der Plasmaschicht, welche die Erythrozyten vom Endothel trennt und vom kapillaren Blutfluss). In welchen dieser Bereiche es zu Veränderungen durch IH gekommen ist, konnte durch vorliegendes Untersuchungsdesign jedoch nicht festgestellt werden. Ein möglicher Grund für die Veränderung der Diffusionskapazität könnte der Zusammenhang zwischen Form, Verformbarkeit, Größe und Alter der Erythrozyten mit der Lungendiffusionskapazität sein. Je höher die Verformbarkeit der Erythrozyten ist, desto höher ist auch die Diffusionskapazität (29). MERRIKH et al. (2005), (30) vermuteten, dass eine gesteigerte Lungendiffusionskapazität durch einen erniedrigten Hämatokrit (erhöhtes Plasmavolumen) verursacht werden kann. In der vorliegenden Untersuchung konnten jedoch keine signifikan-

ten Zusammenhänge zwischen hämatologischen Parametern und der Lungendiffusionskapazität gefunden werden. Das Sinken der Ruheherzfrequenz wird mit einem Abfall des relativen Sympathikotonus (17) erklärt. Ein Abfall der submaximalen Herzfrequenz konnte auch von KATAYAMA et al. (2003), (22) festgestellt werden. Bei KATAYAMA et al. (2004), (23) sank nach IH sowohl die Herzfrequenz als auch die Sauerstoffaufnahme bei submaximaler Belastung signifikant, was auf eine gesteigerte Ökonomie hinweist. In der vorliegenden Untersuchung konnten hingegen keine Veränderungen der Ökonomie festgestellt werden. Bei Belastung kommt es zu einer geringeren Abnahme des Vagotonus (31) und zu einer verminderten Sensivität der b-Adrenoceptoren im Herzen (32). Dies führt zu der oben genannten geringeren Herzfrequenz bei submaximaler Beanspruchung. Die Aktivierung des Sympathikus bei Belastung ist nach intermittierender Hypoxie ebenfalls reduziert. Auch das subjektive Belastungsempfinden sank bei BURTSCHER et al. (17) nach IH, was auf eine Steigerung der Belastungstoleranz nach intermittierender Hypoxie bei durchschnittlich trainierten Personen hinweist. Zusammenfassend ist zu sagen, dass bei hochtrainierten Ausdauerathleten keine markanten Veränderungen durch intermittierende Hypoxie zu erwarten sind. Die positiven Effekte sind eher gering ausgeprägt, also dürfen die Hoffnungen von Athleten an ein Höhentraining nicht zu hoch gesteckt werden. Auch müssen die großen individuellen Unterschiede bei den Reaktionen auf ein Höhentraining berücksichtigt werden. Aufgrund der geringen Probandenzahl weist diese Untersuchung einen hohen Beta-Fehler auf, wodurch diese Ergebnisse mit Vorsicht auf andere Athleten umzulegen sind.

LITERATUR

(1) LEVINE, BD; STRAY–GUNDERSEN, J (1997). “Living high – training low”: effect of moderate – altitude acclimatization with low – altitude training on performance. J Appl Physiol 83 (1): 102-112

(2) HAHN, AG; GORE, CJ (2001). The Effect of Altitude on cycling Performance: A challenge to traditional Concepts. Sports Medicine 31 (7): 533557

(3) MATTILA, V; RUSKO, H (1996). Effect of living high and training low on sea level performance in cyclists. Med & Sci in Sports & Exercise 28 (5 Suppl): 156

(4) ASHENDEN, MJ; GORE, CJ et al (1999a). Effects of a 12-day “live high, train low” camp on reticulocyte production and haemoglobin mass in elite female road cyclists. Eur J Appl Physiol 80 (5): 472-478

(5) ASHENDEN, MJ; DOBSON, GP; GORE, CJ; HAHN, AG (1999b). ”Live high, train low“ does not change the total haemoglobin mass of male endurance athletes sleeping at a simulated altitude of 3000m for 23 nights. Eur

J Appl Physiol 80 (5): 479-484

(6) ASHENDEN, MJ; GORE, CJ et al (2000). Simulated moderate altitude elevates serum erythropoietin but does not increase reticulocyte production in well – trained runners. Eur J Appl Physiol 81 (5): 428-435

(7) RUSKO, HK; LEPPAVUORI, A; MAKELA, P (1995). Living high, training low: a new approach to altitude training at sea level in athletes. Med & Sci in Sports & Exercise 27 (Suppl 5): 6

(8) LAITINEN, H; ALOPAEUS, K; HEIKKINEN, R (1995). Acclimatization to living in normobaric hypoxia and training at sea level in runners.

Med & Sci in Sports & Exercise 27 (Suppl 5): 109

(9) SAUNDERS, PU et al (2004). Improved running economy in elite runners after 20 days of simulated moderate – altitude exposure. J Appl

Physiol 96 (3): 931-937

(10) GORE, CJ; HAHN, AG; AUGHEY, RJ et al (2001). Live high – train low increases muscle buffer capacity and submaximal cycling efficiency. Acta

Physiol Scand 173 (3): 275-286

(11) WEHRLIN, JP (2005). ”Live high – train low“: Ein erfolgreiches Höhentrainingsparadigma zur Leistungssteigerung bei Eliteausdauerathleten.

Schweiz. Zeitschrift Sportmed. und Sporttraumatologie 53 (2): 68-75

(12) TERRADOS, N; MELICHNA, J; SYLVEN, C; JANSSON, E; KAIJSER, L (1988). Effects of training at simulated altitude on performance and muscle metabolic capacity in competitive road cyclists. Eur J Appl Physiol 57 (2): 203-209

(13) MEEUWSEN, T; HENDRIKSEN, IJM; HOLEWIJN, M (2001). Traininginduced increases in sea-level performance are enhanced by acute intermittent hypobaric hypoxia. Eur. J. Appl Physiol 84 (4): 283-290

(14) HENDRIKSON, IJ; MEEUWSEN, T (2003). The effect of intermittent training in hypobaric hypoxia on sea-level exercise: a cross-over study in humans. Eur J Appl Physiol 88 (4-5): 396-403

(15) EMONSON, DL; et al (1997). Training – induced increases in sea level

VO2max and endurance are not enhanced by acute hypobaric exposure. Eur

J Appl Physiol 76 (1): 8-12

(16) HOPPELER, H; VOGT, M (2001). Hypoxia Training for sea-level performance. Training high – living low. Adv Exp Med Biol 502: 61-73

(17) BURTSCHER, M; PACHINGER, O; EHRENBOURG, I; MITTERBAU-

ER, G; FAULHABER, M; PÜHRINGER, R, TKATCHOUK, E (2004).

Intermittent hypoxia increases exercise tolerance in elderly men with and without coronary artery disease. Int. Journal of Cardiology 96: 247-254

(18) HELLEMANS (1999). Intermittent hypoxic training: pilot trial. Proceeding of the second annual International Altitude Symposium, Flagstaff, AZ, 145–154; http://www.hypoxia.at; 31. Juli 2005

(19) JULIAN, CG; GORE, CJ; WILBER, RL et al (2004). Intermittent normobaric hypoxia does not alter performance or erythropoietic markers in highly trained distance runners. J Appl Physiol 96 (5): 1800-1807

(20) RODRIGUEZ; FA; CASAS, H et al (1999). Intermittent hypobaric hypoxia stimulates erythropoiesis and improves aerobic capacity. Medicine and

Science in Sports and Exercise 31 (2): 264-268

(21) RODRIGUEZ, FA; VENTURA, JL; CASAS, M (2000). Erythropoietin acute reaction and haematological adaptations to short, intermittent hypobaric hypoxia. Eur J Appl Physiol 82 (3): 170-177

(22) KATAYAMA, K; MATSUO, H; ISHIDA, K; MORI, S; MIYAMURA, M (2003). Intermittent hypoxia improves endurance performance and submaximal exercise efficiency. High Alt Med Bio 4 (3): 291-304

(23) KATAYAMA, K; SATO, K; MATSUO, H; ISHIDA, K; IWASAKI, K;

MIYAMURA, M (2004). Effect of intermittent hypoxia on oxygen uptake during submaximal exercise in endurance athletes. Eur J Appl Physiol 82: 75-83

(24) FREY, WO; ZENHAUSERN, R; COLOMBANI, PC (2000). Influence of intermittent exposure to normobaric hypoxia on haematological indices and exercise performance. Med & Sci in Sports & Exercise 32 (Suppl 5): 65

(25) LUNDBY, C; NIELSEN, TK; DELA, F; DAMSGAARD, R (2005). The influence of intermittent altitude exposure to 4100 m on exercise capacity and blood variables. Scan J of Medicine & Science in Sports 15(3): 182-187

(26) SEREBROVSKAYA, TV (2002). Intermittent hypoxia research in the former Soviet Union and the commonwealth of independent States: History and review of the concept and selected applications. High Alt Med Bio 3 (2): 205-221

(27) BEBOUT, DE; STORY, D.; ROCA, J.; HOGAN, MC.; POOLE, DC.;

GONZALEZ-CAMARENA, R.; UENO, O.; HAAB, P.; WAGNER, PD. (1989). Effects of altitude acclimatization on pulmonary gas exchange during exercise. Journal Appl Physiology 67 (6): 2286-2295

(28) HOPPELER, H; WEIBEL, ER (2000). Structural and functional limits for oxygen supply to muscle. Acta Physiol Scand 168: 445-456

(29) BETTICHER, DC; REINHART, WH; GEISER, J (1995). Effect of RBC shape and deformability on pulmonary O2 diffusing capacity and resistance to flow in rabbit lungs. J Appl Physiol 78 (3): 778-783

(30) MERRIKH, AA; LAGE, JL (2005). Effect of blood flow on gas transport in a pulmonary capillary. J Biomech Eng 127 (3): 432-439

(31) BERNARDI, L; PASSINO, C; SEREBROVSKAYA, Z et al. (2001).

Respiratory and cardiovascular adaptations to progressive hypoxia. Effect of interval hypoxic training. Eur Heart J 22: 879-887

(32) MEERSON, FZ; KOPYLOV, IN; BALDENKOV, GN (1991). Increase of alpha 1-adrenoreactivity of the rat heart in adaptation to periodic hypoxia. Bull Exp Biol Med 111: 570-572

Jon Wehrlin

Das Höhentrainingskonzept „Live high – train low“

Concept for altitude/training "Live high – train low"

SUMMARY

To optimise the classical ”live high train high“ altitude training regimen, the concept of live high – train low (LHTL) has been developed. LHTL attempts to maintain the advantages of altitude acclimatisation (most notably an increased erythrocyte volume and haemoglobin mass) through living at an optimal (moderate) altitude and to minimize the disadvantages (namely the reduction in absolute training intensity at altitude) by training at lower altitudes. This LHTL regimen has been found to be superior to LHTH and training at sea level and this method is recommended by most current scientific reviews. Plausible reasons for successful LHTL altitude training include: 1) an adequate hypoxic dose (research suggests living 3-4 weeks with a minimum of 400 hours between 2300 and 2500 m respectively); 2) an adequate training stimulus (quality and quantity); 3) ideal training and competition schedules on arrival from altitude; 4) avoiding medical problems (respiratory illness, infections etc.); 5) an individuals good response to the altitude acclimatisation effects. When carefully implemented, LHTL promotes further improvement in even highly trained endurance athlete’s performance at altitude and also at sea level. Keywords: athletes altitude training, live high – train low, haemoglobin mass, VO2max,

ZUSAMMENFASSUNG

Die Höhentrainingsvariante – oben schlafen – unten trainieren („Living high –training low“; LHTL) ist eine optimierte Variante des klassischen Höhentrainings oben schlafen – oben trainieren („Living high – training high“; LHTH). LHTL versucht auf der einen Seite, den Vorteil der positiven Höhenakklimatisationseffekte durch das „Live high“ beizubehalten (vor allem die Zunahme des Erythrozytenvolumens und der Hämoglobinmasse), während auf der anderen Seite der Nachteil (hauptsächlich die reduzierte absolute Trainingsintensität in der Höhe) möglichst minimiert werden soll. Dieses Höhentrainingskonzept hat

sich in mehreren Untersuchungen bei Eliteausdauerathleten in der Vorbereitung für Wettkämpfe im Flachland als vorteilhaft gegenüber von LHTH und normalem Training im Flachland erwiesen und wird in den meisten Übersichtsarbeiten als die Erfolg Versprechendste Variante des Höhentrainings gewertet. Für den Erfolg eines LHTL-Höhentraining sind folgende Faktoren entscheidend: 1) eine genügende „Höhendosis“ des LHTL (empfohlen ist ein Aufenthalt von 34 Wochen mit mindestens 400 Std. auf einer Höhe von ca. 2300-2500 m); 2) ein angepasstes Training (Qualität und Quantität); 3) Optimales „Timing“ des Wettkampfes und des Trainings nach dem Höhenaufenthalt; 4) Vermeidung medizinischer Probleme (Atemwegserkrankungen, Infektionen etc.); 5) eine individuell gute „Akklimatisationsresponse“ an die Höhe. Wenn LHTL sorgfältig durchgeführt wird, bietet diese Höhentrainingsmethode für die Vorbereitung für Wettkämpfe im Flachland als auch für die Vorbereitung für Wettkämpfe in der Höhe ein zusätzliches Potential zur Leistungssteigerung bei Eliteausdauerathleten. Schlüsselwörter: VO2max, Athleten Höhentraining, live high – train low, Hämoglobinmasse,

1. EINLEITUNG

In den letzten 20-30 Jahren haben sich die Leistungen der Weltrekorde in Ausdauersportarten und -disziplinen verbessert und die maximale Sauerstoffaufnahme (VO2max) der Ausdauerathleten ist gestiegen. Viele der Rekorde sind durch Athleten aufgestellt worden, welche sich in Höhenlagen auf diese Wettkämpfe vorbereitet haben oder sogar in diesen Höhenlagen wie z.B. in Kenia oder Äthiopien leben (80). Klassischerweise wurde Höhentraining nach der Methode „oben schlafen – oben trainieren“ („Live high – train high“; LHTH) durchgeführt. Es ist in der wissenschaftlichen Literatur praktisch unbestritten, dass sich diese Methode eignet, um den Sportler an die Wettkampfhöhe zu akklimatisieren und damit auf die Wettkämpfe, welche in Höhenlagen stattfinden, vorzubereiten (1, 12, 16, 20, 39, 73, 58, 60, 80). Die Diskussion unter Athleten, Trainern und Wissenschaftlern wurde in den letzten 30 Jahren vielmehr über Risiken und Nutzen einer Höhentrainingsvorbereitung für Wettkämpfe im Flachland geführt. Die wissenschaftliche Literatur hierüber ist mehrdeutig, es gibt Studien mit erhöhter Leistungsfähigkeit nach dem LHTH im Flachland (9, 12, 16, 27, 51, 71), aber auch Studien ohne verbesserte Leistungsfähigkeit (1, 4, 10, 19, 20, 37, 39, 45, 69, 70, 73). Im Versuch die Methode LHTH als Vorbereitung für Wettkämpfe im Flachland zu optimieren, haben Levine & Stray-Gundersen (46, 47) 1991 die Höhentrainingsmethode „oben schlafen – unten trainieren“ („Live high – train low“;

LHTL) erstmals vorgestellt. Vereinfacht gesagt basiert das Konzept dieser Methode darauf, dass auf der einen Seite die Vorteile der Akklimatisationseffekte an die Höhe durch das „Live high“ möglichst beibehalten werden (vor allem die Zunahme des Erythrozytenvolumens und der Hämoglobinmasse) und auf der anderen Seite die Nachteile des „Train high“ (vor allem die Reduktion der absoluten Trainingsintensität) möglichst minimiert werden. In einer sorgfältig kontrollierten Studie zeigten Levine & Stray-Gundersen 1997 die Vorteile von LHTL bezüglich der Leistungsfähigkeit im Flachland gegenüber LHTH und normalem Training auf Meereshöhe auf (45). In der Folge sind die Effekte von LHTL auf verschiedene physiologische Parameter und die Leistungsfähigkeit in vielen Studien mit unterschiedlichen Resultaten unter natürlichen als auch künstlichen Höhenbedingungen untersucht worden und LHTL wird in den meisten aktuellen Übersichtsarbeiten (24, 43, 58, 60, 61, 80) als die Erfolg versprechendste Variante des Höhentrainings für Eliteathleten in der Vorbereitung auf Wettkämpfe im Flachland gewertet. Ziel dieses Übersichtsartikels ist es deshalb, in einem ersten Teil (2-6) die wissenschaftlichen Hintergründe für leistungsfördernde als auch leistungshemmende biologische Effekte der Methode „Living high – training low“ (LHTL) bei Ausdauerspitzenathleten aufzuzeigen. In einem zweiten Teil (7-8) werden praktische Beispiele und Empfehlung aufgezeigt.

2. WELCHE EFFEKTE HAT DAS „LIVE HIGH“

Der Akklimatisationseffekt des „Live high“ auf das Blut

Effekt auf das Erythrozytenvolumen und die Hämoglobinmasse. In Ausdauerathleten übersteigt die Kapazität der Muskeln Sauerstoff zu verarbeiten die Kapazität des Herz-Kreislauf-Systems Sauerstoff zu transportieren (74). Der relevanteste Akklimatisationseffekt des „Live high“ ist die allgemein angenommene Zunahme der roten Blutkörperchen (Erythrozytenvolumen; EV) und der Hämoglobinmasse (Hbmasse). Diese Zunahme führt durch den verbesserten Sauerstofftransport sowohl in der Höhe als auch im Flachland zu einer erhöhten maximalen Sauerstoffaufnahme (VO2max) und zu einer verbesserten Leistungsfähigkeit (43). Die positiven Effekte einer alleinigen Zunahme der

Hbmasse

und des EV auf die Ausdauerleistungsfähigkeit wurde in mehreren Studien mit Ausdauerathleten gezeigt (5, 6, 18, 42). Die Wichtigkeit wird zudem durch die Tatsache verdeutlicht, dass die meisten Dopingfälle im Ausdauersport Blutdopingfälle sind (42). Bei einer Höhenexposition sinkt der Sauerstoffpartialdruck der Einatmungsluft (PIO2) aufgrund des reduzierten Luftdruckes. Dies führt umgehend zu einer Verminderung des O2-Partialdruckes im arteriellen Blut (PaO2) und, wenn der Abfall

des PaO2

genug groß ist, auch zu einer Reduktion der Sauerstoffsättigung des arteriellen Blutes (SaO2%). Diese Abnahme der SaO2 führt bereits nach wenigen Stunden (17) zu einer erhöhten Abgabe des körpereigenen Hormons Erythropoietin (EPO) durch die Nieren. Die unmittelbare Zunahme des EPO im Blut ist dabei umso höher, je größer die Abnahme der SaO2 ist (26). Dabei scheint die „Reizschwelle“ für eine relevante Zunahme des EPO bei ca. 2100 –2500 m zu liegen (26, 56). Der Anstieg des EPO führt daraufhin zu einer vermehrten Neubildung von Retikulozyten und in der Folge zu einem erhöhten EV und einer erhöhten Hbmasse. Nun, dies ist nicht einfach so der Fall und die Frage wird im Bezug auf Höhentrainings nach der Formel LHTH und LHTL mit Spitzenathleten kontrovers diskutiert (2, 43). Zudem macht eine Serie von methodologischen Unterschieden (Messmethode des EV’s und der Hbmasse; Aufenthaltsdauer und -höhe; Trainingshöhe; Eisenreserven; Gebrauch normobarer oder hypobarer Hypoxie; unterschiedliches Leistungsniveau der Athleten) als auch anderen beeinflussenden Faktoren wie vor allem Krankheit und mögliche Übertrainingssymptome (27) Vergleiche schwierig. Tatsache ist aber, dass es bei einem beträchtlichen Anteil der Studien nach LHTL oder LHTH zu keiner Zunahme des EV oder der Hbmasse gekommen ist (2, 3, 13, 22, 29, 68, 70). Der Vergleich mit Studien, bei welchen das EV und die Hbmasse nach LHTH oder LHTL erhöht war (21, 41, 45, 59, 78, 79), lässt vermuten, dass die „Höhendosis“ in diesen nicht „erfolgreichen“ Studien möglicherweise zu gering war. Entweder war die Übernachtungshöhe zu wenig hoch (13, 22, 29, 68, 70), und/oder die Aufenthaltsdauer zu kurz (2, 3). Dies wird durch die Resultate der Studien in Abbildung 1 bestärkt, in welcher die Veränderung des EV oder der Hbmasse in Studien mit Eliteathleten nach LHTL im Verhältnis zur Aufenthaltsdauer und Aufenthaltshöhe dargestellt ist. Diese Resultate deuten auf eine minimale Aufenthaltsdauer von 3-4 Wochen (ca. 400 Std.) auf ca. 2500 m hin, um ungefähr von einer 5%-Zunahme des EV und der Hbmasse profitieren zu können. Es gibt nur eine einzige Untersuchung mit einer genügend großen „Höhendosis“ und einer unveränderten Hbmasse (27). Bei einer Gruppe von Weltklasseradfahrern war die Hbmasse nach 4 Wochen LHTH auf 2690 m unverändert. Da die meisten anderen erwähnten Studien zwar trainierte, aber nicht Weltklasseausdauerathleten testeten, wurde vermutet, dass diese Athleten möglicherweise bereits ihr physiologisches Limit der Hbmasse erreicht hätten und es deshalb zu keiner weiteren Zunahme gekommen sei. Die Gründe hierfür sind jedoch wohl eher darin zu suchen, dass alle Athleten in der Höhentrainingsperiode krank waren, was zu depressiven Effekten bei der Erythropoese führen kann (23). Kürzlich konnten wir bei zwei Schweizer Weltklasseläufern mit einer ähnlich hohen Hbmasse beobachten, dass diese durch ein 26-tägiges LHTL (2500 und 1800 m) um ca. 6% gesteigert wurde (79). Weiter wurde auch in Quer-

schnittsstudien bei Ausdauerspitzenathleten von teilweise höheren Werten berichtet (35, 76).

Effekt auf das Plasmavolumen.

Nebst einer Zunahme des EV’s und der Hbmasse, führt die Höhenexposition bereits nach 1-2 Tagen zu einer Reduktion des Plasmavolumens (34). Die Gründe hierfür sind noch nicht geklärt, mögliche Ursachen sind Flüssigkeitsverluste durch eine Reduktion von Plasmaproteinen (63) und durch erhöhte harntreibende Prozesse (53, 64). Dies hat zur Folge, dass sowohl der Hämatokritwert und der Hämoglobinwert bereits nach 1-2 Tagen in der Höhe erhöht sind, was zu Fehlinterpretationen bezüglich einer Zunahme des EV führen kann. Nach unseren Beobachtungen (unveröffentlicht) normalisiert sich das Plasmavolumen erst nach dem Höhentrainingslager wieder, wobei jedoch individuell Unterschiede feststellbar sind. 8

)a sse (% änderung des EV's oder der Hb m

Ver

6

4

2

0

-2 R2 =0.63

-4 0 100 200 300 400 500 600 700

Aufenthaltsdauer in der Höhe (Stunden)

Levine& Stray-Gundersen1997 (n=13; 2500m) PiehlAulin 1994 (n=x; 2650m) Laitinen etal.1995 (n=13; 2500m) Ruskoet al. 1999 (n=12; 2500m) Ashendenet al. 1999a (n=6; 2650m) Ashendenet al. 1999b (n=6; 2650m) Dehnertet al. 2002(n=11; 1956m) Wehrlinet al. 2003(n=10; 2456m) Wehrlin & Marti2005 (n=2; 2456m)

Abbildung 1. Veränderung des Erythrozytenvolumens (EV) oder der Hämoglobinmasse(Hbmasse) in Relation zur Aufenthaltsdauer und Aufenthaltshöhe bei Studien mit Ausdauerathleten welche nach dem Höhentrainingskonzept „Live high – train low“ durchgeführt wurden, (2, 3, 13, 41, 45, 55, 59, 78, 79). Angegeben sind zudem die Regressionslinie sowie die Erklärungsvarianz (Grafik verändert nach Rusko, 60)

Weitere Akklimatisationseffekte des „Live high“,welche die nachfolgende Leistungsfähigkeit im Flachland beeinflussen können

Wie bereits erwähnt, ist der primär wichtige Akklimatisationseffekt des „Live high“ die Zunahme des EV und der Hbmasse. Zusätzlich beeinflusst wahrscheinlich eine Reihe eher sekundär wichtiger (80) Akklimatisationseffekte die nachfolgende Leistungsfähigkeit im Flachland. Da es nur sehr wenige Studien gibt, welche ein konsequentes LHTL Studiendesign und Ausdauerspitzenathleten verwendeten, ist es allerdings schwierig zu beurteilen, ob diese Effekte durch

das „Live high“ und/oder ein allfälliges „Train high“ erreicht wurden. Nun, Svedenhag (80) zeigte in einer Gruppe von Elitelangläufern nach einem 4-wöchigen LHTH-Höhentrainingslager auf 1900 m eine erhöhte Muskelmasse des linken Herzventrikels, was zu einer Ökonomisierung der Herzarbeit führte. Weiter zeigte Gore (28) in einer kontrollierten Untersuchung mit Spitzenathleten nach 23 Tagen LHTL (3000 m und 600 m) eine um 18% verbesserte Pufferkapazität. Nach der LHTL Periode wurde zudem eine verbesserte mechanische Effizienz bei einem 4 x 4 min dauernden submaximalen Fahrradergometertest gemessen. Im gleichen Zusammenhang zeigte Mizuno (51) bei Elitelangläufern eine 6% Zunahme Pufferkapazität in der Wadenmuskulatur nach einem 14-tägigen LHTH-Höhentrainingslager (leben auf 2100 m und trainieren auf 2700 m), eine 29% Zunahme des akkumulierten Sauerstoffdefizits und eine um 17% verbesserte Laufzeit zur Erschöpfung auf dem Laufband. Die genauen Mechanismen für die Zunahme der Pufferkapazität sind unklar. Mögliche Faktoren ist eine Zunahme des Kreatinphosphats und/oder erhöhte Muskelproteinkonzentrationen (51). Eine andere Möglichkeit stellen Erhöhungen des Bikarbonats (52) und oder der Hbmasse (48) im Blut dar. Eine weitere Adaptation an die Höhe ist die Zunahme des Atemminutenvolumens, welches sowohl in Ruhe als auch während der Belastung erhöht ist (50, 72) und auch nach dem Höhenaufenthalt eine gewisse Zeit erhalten bleibt. Dieses erhöhte Atemminutenvolumen ist insofern eine potentiell positive Adaptation, da dies zu einer erhöhten PaO2 und SaO2 führen kann (60). Mögliche Veränderungen in der Mikrostruktur der Muskulatur durch das LHTL Höhentraining sind schwierig zu beantworten, da es wie erwähnt keine Studien mit Spitzenathleten und konsequentem LHTL-Design zu diesem Thema gibt (80). Ein weiterer potentieller Akklimatisationsfaktor, welcher die Leistungsfähigkeit nach dem LHTL Höhentraining verbessern kann, ist eine Zunahme des 2,3-Diphospho-Glyzerats (2,3-DPG), was zu einer verbesserten Sauerstoffextraktion während des Trainings nach dem Höhenaufenthalt führt (48). Zusammenfassend kann gesagt werden, dass es nebst den positiven Effekten auf das Blut eine Reihe anderer potentieller Faktoren gibt, welche die Leistungsfähigkeit nach dem LHTL positiv beeinflussen können.

3. WARUM „TRAIN LOW“

Ein wichtiger Nachteil der Höhe ist, dass bei länger dauernden Belastungen (> 2 Minuten) nicht mehr mit den gleichen Bewegungsgeschwindigkeiten und damit absoluten Belastungsintensitäten trainiert werden kann wie im Flachland (25). Viele sehr gut trainierte Ausdauerathleten bewegen sich schon bei maxi-

maler Belastung auf Meereshöhe physiologisch gesehen am „Limit“, was sich typischerweise durch eine bereits stark reduzierte Sauerstoffsättigung (SaO2; SaO2 < 92% = „Exercise-induced hypoxemia“) bemerkbar macht (14). Jede Reduktion des Sauerstoffpartialdruckes mit zunehmender Höhe (PIO2) führt deshalb bei Ausdauertrainierten trotz eines höhenbedingten Anstiegs der maximalen Atmung (V Emax) zu einer weiteren Reduktion der SaO2. Diese Reduktion der SaO2 kann bei maximaler Belastungsintensität in der Höhe, anders als bei einer submaximalen Belastungsintensität, nicht durch einen Anstieg des Herzminutenvolumens kompensiert werden (75). Die VO2max und die Leistungsfähigkeit nehmen mit zunehmender Höhe ab (77). Diese Effekte sind bei Ausdauertrainierten bereits in tiefen Lagen feststellbar, so wurde bereits auf einer Höhe von 746m (580m Höhenunterschied) eine Reduktion der SaO2 und

VO2max

(30) sowie der maximalen Leistungsfähigkeit (31) gemessen. Durchschnittlich reduziert sich die VO2max und die SaO2 bei Ausdauertrainierten in akuter Hypoxie, mit ca. 6-7 % pro 1000 m zunehmender Höhe (77), wobei die individuellen Unterschiede beträchtlich sein können (7). Mit fortschreitender Akklimatisation an die Höhe verringert sich der Leistungsverlust in der Höhe. Die Werte erreichen aber auch in moderaten Höhen die Meereshöhewerte nicht (61). Da die SaO2 in der Höhe bei gleicher submaximaler Belastung reduziert ist und die gleiche absolute Belastung in der Höhe die gleiche Sauerstoffaufnahme wie im Flachland benötigt (25), können die verschlechterten Sauerstofftransportbedingungen zumindest teilweise durch einen Anstieg der Herzfrequenz kompensiert werden (75). So erhöht sich als Beispiel bei einer Gruppe von Läufern die Herzfrequenz für die gleiche absolute Belastung von 133 Schlägen pro Minute (300 m) auf 150 Schläge pro Minute (2800 m) (75). Die gleiche absolute Belastung stellt also in der Höhe relativ gesehen eine höhere Belastungsintensität dar.

Bei Training mit gleicher Herzfrequenz ist infolgedessen die absolute Bewegungsgeschwindigkeit in der Höhe bei Ausdauersportarten, welche nicht durch hohe Bewegungsgeschwindigkeiten vom geringeren Luftwiderstand in der Höhe profitieren können (z.B. Bahnradfahrer), geringer (45). Dies hat zur Folge, dass der mechanische und neuronale Stimulus der Muskulatur beim Training in der Höhe im Vergleich zum Training im Flachland reduziert ist (60). Als Hinweis für einen reduzierten neuromuskulären Trainingsstimulus ist die Elektromyogram-Aktivität (iEMG) im Vergleich mit normoxischer maximaler Belastung unter chronischer (40) und akuter (54) Höhenexposition reduziert. Aufgrund der zum Teil langen Reisewege in tiefe Lagen bei der Durchführung von LHTL-Höhentrainingslagern in Echthöhe, wird oft nur das Intervalltraining in Lagen um < 1000 m absolviert. Die Trainingseinheiten mit tiefer und

moderater Trainingsintensität hingegen wird in höher gelegenen (und damit weniger reiseintensiven Lagen) absolviert.

4. EFFEKTE VON LHTL AUF DIE AUSDAUERLEISTUNGSFÄHIGKEIT

Mehrere Studien haben bisher gezeigt, dass LHTL die VO2max

und die Ausdauerleistungsfähigkeit verbessern kann (45, 46, 49, 50, 55, 57, 59, 66, 78, 79) während es bei einigen Studien zu keiner Verbesserung des Dauerleistungsvermögens kam (33, 57). In der klassischen Studie von Levine und Stray-Gundersen (45) lebte eine Gruppe Athleten während 4 Wochen auf 2500m, absolvierte das Grundlagentraining auf ebenfalls 2500 m und das Intervalltraining auf 1250 m (LHTL-Gruppe), eine zweite Gruppe Athleten wohnte ebenfalls während 4 Wochen auf 2500 m und absolvierte alles Training auf dieser Höhe (LHTH-Gruppe), während die Kontrollgruppe (LLTL) in der selben Zeitperiode auf Meereshöhe wohnte und trainierte. Im Gegensatz zur Kontrollgruppe, bei welcher VO2max nicht zunahm, war diese sowohl in der LHTH- als auch in der LHTL-Gruppe in direkter Proportion zur Zunahme des EV’s erhöht. Zudem waren einzig in der LHTL-Gruppe die anaerobe Schwelle, die VO2max-Laufgeschwindigkeit und die 5000 m Laufzeit verbessert. In einer weiteren Studie wurde das LHTL-Höhentraining mit einer Gruppe von Eliteathleten (US top 50) wiederholt (66). Die VO2max wurde mit 3%, die 3000 m Laufzeit mit 1,1% verbessert, wobei ein Drittel der Athleten persönliche Bestzeit lief. In einer Schweizer Studie verbesserte sich bei Mitgliedern der Orientierungslaufnationalmannschaft nach 24 Tagen „Live high“ auf 2500 m und „Train low“ auf 1800 m und 1000 m die VO2max mit 4,5% und die 5000 m Laufzeit mit 1,6%, wobei auch hier die Zunahme der VO2max im

Zusammenhang mit der zur Zunahme der Hbmasse

stand (78). Diese positiven Resultate wurden auch in einer Fallstudie mit den zwei besten Schweizer Mittel- und Langstreckenläufern der Gegenwart, welche sich mit einem 26-tägigen LHTL-Höhentrainingslager auf die Leichtathletikweltmeisterschaften 2003 in Paris vorbereiteten, beobachtet (siehe 7. Praktisches Beispiel mit Spitzenathleten; 79). Dabei verbesserte der 5000 m Läufer seine Bestzeit am Tag 1 nach dem LHTL Höhentrainingslager um über 20 Sekunden auf 13 Minuten und 12 Sekunden. Zudem liefen beide Athleten daraufhin an den Weltmeisterschaften ihre beste Rangierung an großen Meisterschaften heraus. Das LHTL-Konzept hat auch in Studien mit künstlicher Höhensimulation (Höhenhaus) zu einer verbesserten Leistungsfähigkeit geführt. Finnische Studien zeigten eine erhöhte VO2max nach 21 bis 28 Tagen „Live high“ (2500 m) und „Train low“ (Meereshöhe), (59, 55).

Im Gegensatz dazu wurde bei verschiedenen anderen Studien keine Verbesserung der VO2max und Leistungsfähigkeit festgestellt (2, 32). Diese Resultate sind speziell interessant, wenn man sie unter dem Gesichtspunkt der „Höhendosis“ der verschieden Studien betrachtet. In Abbildung 2 ist die Veränderung der

VO2max

durch LHTL in Studien(13, 32, 45, 46, 55, 57, 59, 66, 78) mit Eliteausdauerathleten in Relation zur Aufenthaltsdauer und -höhe aufgeführt. Wenn man von zwei Ausnahmen absieht (in der einen Studie (13) wurde von Problemen bei der VO2max-Messung sowohl am Prä- als auch am Posttest berichtet und das Resultat stammt deswegen nur von 6 anstelle von 11 Athleten, bei der anderen Studie (33) ist möglicherweise Übertraining für die 5% Reduktion der

VO2max

verantwortlich) ergibt sich ein Zusammenhang zwischen der „Höhendosis“ und der VO2max. Bei den Studien, welche einen signifikanten Anstieg der Hbmasse oder des EV fanden, war auch die VO2max erhöht (45, 55, 59, 78) und die Veränderungen des EV (45) oder der Hbmasse (78) hatten einen Zusammenhang mit der Veränderung der VO2max. Weiter zeigten australische Studien positive Effekte eines 3-wöchigen LHTL-Höhentrainingslagers auf die Arbeitsökonomie bei Eliteradfahrern (28) und Eliteläufern (62). Zusammenfassend kann gesagt werden, dass bei richtiger Durchführung von positiven Effekten auf die aerobe Leistungsfähigkeit und die Wettkampfleistung ausgegangen werden kann.

(%) eränderung derVO 2max V

8

6

4

2

0

-2

-4

-6

-8

R2 = 0.22

(R2 = 0.77, wenn Dehnert und Hahn (d)exkludiert sind)

0 100 200 300 400 500 600 700

Aufenthaltsdauerin der Höhe (Stunden)

Levine et al. 1991 (n=6; 2500m) Levine and Stray-Gundersen (n=13;2500m) PiehlAulin 1994 (n=x; 2650m) Ruskoet al. 1999(n= 12; 2500m) Hahn etal.2001a (n=4; 2650m) Hahn etal.2001b (n=5; 2650m) Hahnet al. 2001c (n=6;2650m) Hahn etal.2001d (n=6; 3000m) Dehnert et al. 2002 (n=6 (11);1956m) Stray-Gundersen et al. 2001(n=22;2500m) Roberts etal. 2003 (n=19;2650m) Wehrlinet al. 2003(n=10; 2456m)

Abbildung 2. Veränderung der maximalen Sauerstoffaufnahme (V O2max) in Relation zur Aufenthaltsdauer und Aufenthaltshöhe bei Studien mit Ausdauerathleten, welche nach dem Höhentrainingskonzept „Live high – train low“ durchgeführt wurden (2, 3, 13, 41, 45, 55, 59, 78, 79) Angegeben sind zudem die Regressionslinie sowie die Erklärungsvarianz (Grafik modifiziert nach Rusko, 60).

5. EFFEKTE VON LHTL AUF DIE ANAEROBE LEISTUNGSFÄHIGKEIT

Es gibt nur wenige Studien welche den Effekt von LHTL-Höhentraining auf die anaerobe Leistungsfähigkeit untersucht haben. Nummela und Rusko (52) zeigten in einer kontrollierten Studie in 400 m Eliteläufern nach zwei Wochen „Live high“ auf 2500m mit 14-18 Std. täglich in künstlicher Höhe und „Train low“ (Sprinttraining auf Meeresniveau) eine verbesserte 400 m-Laufzeit und reduzierte Laktatwerte bei submaximaler Belastung auf dem Laufband. Wie bereits erwähnt, zeigte Gore (28) eine erhöhte Pufferkapazität nach 23 Nächten in einem Höhenhaus (3000 m). In einer weiteren australischen Studie zeigte Roberts (57) zwar keine Veränderung des maximalen akkumulierten Sauerstoffdefizits (MAOD) und der maximal durchschnittlichen Leistungsfähigkeit während 4 Minuten auf dem Fahrradergometer (MMPO4min) nach 5, 10 oder 15 Tagen LHTL (8-10 Std. täglich auf 2650 m). Wenn jedoch die Daten der drei Gruppen zusammengefasst wurden, waren sowohl MAOD und MMPO 4 min verbessert. Obwohl Levine & Stray-Gundersen keine Veränderung der MAOD nach 4 Wochen LHTL zeigen konnten (45), folgerte Rusko (60) in seinem Übersichtsartikel, dass LHTL mit sprintspezifischem Training die nachfolgende anaerobe Leistungsfähigkeit im Flachland verbessern kann. Zusammenfassend muss aber festgehalten werden, dass die wissenschaftlichen Beweise für eine verbesserte anaerobe Leistungsfähigkeit nach LHTL noch eher unklar bleibt und weitere Studien wünschenswert wären.

6. „RESPONDER“ ODER „NONRESPONDER“

Obschon das Höhentrainingsmodell LHTL im Vergleich zu LHTH oder LLTL klare Vorteile bezüglich der Vorbereitung für Ausdauerwettkämpfe im Flachland gezeigt hat, bleiben wahrscheinlich individuelle Unterschiede bestehen. Chapman, Stray-Gundersen und Levine haben ihre LHTL-Daten (45) bezüglich der individuellen „Response“ der Athleten analysiert (11). Anhand der 5000m Laufzeiten wurden eine Gruppe von „Respondern“, welche die 5000 m Laufzeit um mehr als den Durchschnitt verbessert hatte, und eine Gruppe von „Non-Respondern“, welche eine Verschlechterung der 5000 m Laufzeit aufwies, gebildet. Obwohl bei beiden Gruppen ein EPO Anstieg nach 24 Std. auf 2500 m gemessen wurde, war dieser bei den „Respondern“ signifikant höher (+ 52 %) als bei der „Non-Respondern“ (+ 34 %). Zudem war die EPO-Konzentration bei den Respondern im Gegensatz zu den Non-Respondern nach 14 Tagen immer noch

erhöht. Nach dem LHTL war nur das EV der „Responder“ erhöht (+ 8%; „NonResponder“ + 1%). Dies führte nach der Interpretation der Autoren (11) dazu, dass es nur bei den "Respondern" zu einer Zunahme der VO2max kam (+ 6%). Sie betonten, dass die Zunahme der VO2max dem berechneten Resultat einer entsprechenden Zunahme des EV entspreche (44). Ein weiterer Grund für die bessere „Response“ der „Responder“ läge in den besseren Trainingsmöglichkeiten der „Responder“ in der Höhe. Diese hätten eine geringere Reduktion der Laufgeschwindigkeit sowie der Sauerstoffaufnahme in der Höhe zu verzeichnen als die "Non-Responder". Nach Chapman Stray-Gundersen und Levine ist vor allem die unterschiedliche Reaktion der Athleten auf eben diese individuellen Differenzen bezüglich der Erythropoese und der Trainingsqualität für das unterschiedliche Abschneiden beim 5000 mLauf verantwortlich. Eine nachfolgende Studie bestätigte die große individuelle EPO-Response auf verschiedenen Höhen (26), doch die Suche nach genetischen Determinanten der individuellen „Erythropoietin-Response“ brachte keinen Erfolg (38). Es gibt nur eine weitere Studie, welche sich dem Thema „Responder“ vs „NonResponder“ widmet. Friedmann und andere (21) zeigten kürzlich bei Elite Juniorenschwimmern nach 3 Wochen Höhentraining (LHTH) ebenfalls beträchtliche interindividuelle Unterschiede der EPO-Response und der Veränderung der Hbmasse , welche allerdings keinen Zusammenhang hatten. Auch die mittels nachfolgendem Laktatstufentest im Flachland beurteilte Veränderung der Ausdauerleistungsfähigkeit stand in keinem Zusammenhang mit der Zunahme der Hbmasse. Leider wurde in der Studie die Reproduzierbarkeit der Hämoglobinmaß nicht gemessen und die individuellen Daten zeigten ungewöhnlich hohe Unterschiede. Es ist daher schwierig, die individuellen Unterschiede von allfälligen Messfehlern der Methode zu unterscheiden. Eigene Beobachtungen (unveröffentlicht) zeigen, dass individuelle Unterschiede in der Ausprägung der Akklimatisationseffekte auf ein LHTL-Höhentrainingslager bestehen. Wenn die Athleten gruppenweise („Responder“ vs „Nonresponder“) betrachtet werden, können die von Funde von Chapman , Levine und Stray-Gundersen (11) teilweise bestätigt werden. Es ist jedoch sehr schwierig, individuelle Vorhersagen zu machen, da der individuelle „Output“ bezüglich der Hämoglobinmasse und der Leistungsfähigkeit nach dem LHTL-Höhentrainingslager durch verschiedene maskierende Faktoren wie technische und biologische Variabilität der Messungen oder z.B. Krankheit und Übertraining beeinflusst werden kann.

7. PRAKTISCHES BEISPIEL MIT SPITZENATHLETEN

Als Vorbereitung für die Leichtathletik Weltmeisterschaften 2003 in Paris absolvierten die beiden Weltklasseläufer Viktor Röthlin (VR; Marathon) und Christian Belz (CB; 5000 m) ein 26-tägiges LHTL-Höhentrainingslager im Engadin. Sie wohnten während 26 Tagen (ca. 18 Std. pro Tag) auf einer natürlichen Höhe von 2456 m ü.M. (Muottas Muragl). Zweimal täglich trainierten beide auf einer Höhe von 1800 m ü.M. Vor und nach dem LHTL-Höhentrainingslager wurden die relativen Blutwerte Hämatokrit (Hct; %), Hämoglobin (Hb; g/dl) sowie die absoluten Blutwerte (CO-Rückatmungsmethode): Hämoglobinmasse, Erythrozytenvolumen (Menge der roten Blutkörperchen), Plasmavolumen sowie das Blutvolumen bestimmt. Die Leistungsfähigkeit wurde mit Wettkampfresultaten und einer subjektiven Einschätzung dokumentiert.

Resultate Blutwerte. Die relativen Blutwerte Hämatokrit-(Hct; %) und Hämoglobin (Hb; g/dl) waren bei CB (Werte vor vs nach dem HTL: Hct: 38.8 vs 38.6; Hb:13.2 vs 13.3) und VR (Hct: 42.7 vs 43.8; Hb:15.6 vs 15.7) praktisch unverändert. Die absolute Hämoglobinmasse, das Erythrozytenvolumen und das Blutvolumen war nach dem LHTL-HTL bei beiden Athleten in vermutet leistungsrelevantem Ausmaß erhöht (Abbildung 3). Dies zeigt, dass der Effekt eines HTL’s auf die Blutwerte nur mit einer „Blutvolumenmessung“ aussagekräftig dokumentiert werden kann und sich die traditionellen Konzentrationsmaße Hct (%) und Hb (g/dl) dafür nicht eignen. Der sehr tiefe Hct-Wert von CB ist dadurch zu erklären, dass er ein sehr hohes Plasmavolumen hat. Das Erythrozytenvolumen beider Athleten ist etwa gleich groß. Ein Ausdauerspitzenathlet kann also durchaus mit einem Hämatokritwert um die 40 % Weltklasseleistungen erbringen, wenn er ein genug hohes Erythrozytenvolumen hat.

Resultate Leistungsfähigkeit. Die Wettkampfresultate (Laufzeiten, Platzierungen) sind aufgrund unterschiedlicher äußerer Bedingungen (Rennverlauf, Gegner, Wetter, Strecke etc.) nur bedingt miteinander vergleichbar. Trotzdem sind sie in der Figur 2 aufgeführt. Beide Athleten erreichten an der WM in Paris eine Spitzenrangierung (CB: Rang 13; VR: Rang 14) und schätzten ihr Resultat als sehr positiv ein. Bei CB ist nebst Läufen in Paris das Qualifikationsrennen in Belgien mit einer gelaufenen 5000 m Zeit von 13:12:16 speziell erwähnenswert. Bei den praktisch identischen Marathonzeiten von VR gilt es nebst der Tatsache, dass beide Rennen mit LHTL vorbereitet wurden zu berücksichtigen, dass die selektive WM-Strecke mit diversen Steigungen und Richtungswechseln kaum Bestzeiten zuließ.

8. PRAKTISCHE ASPEKTE DES LHTL-HÖHENTRAININGS

Phasen des LHTL-Höhentrainings Bei einem Höhentraining ist es wichtig, zum richtigen Zeitpunkt das individuell Richtige zu tun. Es gibt dafür verschiedene unterschiedliche Modelle, welche im praxisnahen Höhentrainingsbuch von R. Wilber detailliert erläutert werden (80). Zusammengefasst, ergeben sich folgende Gemeinsamkeiten:

Vor dem Höhentrainingslager.

Vorbereitungsphase. Der Athlet sollte das Höhentrainingslager gut erholt, gesund sowie bereits gut austrainiert beginnen. Es macht deshalb Sinn, vor dem Höhentrainingslager 1-2 Tage zur Erholung einzuplanen. Müdigkeit und Krankheit bereits zu Beginn des Höhentrainingslagers gefährden nicht nur den Erfolg des ganzen Höhentrainingslagers, sondern können negative Auswirkungen auf den ganzen Saisonverlauf haben. Höhentraining als Kompensator für einen schlechten Formzustand ist ebenfalls völlig deplatziert (36).

Während des Höhentrainingslagers

Ruhephase. In den ersten paar Tagen in der Höhe (z.B. 2-3 Tage; die Zahl variiert jedoch individuell und nach der Aufenthaltshöhe) sollte dem Körper Zeit gegeben werden, sich den neuen Bedingungen anzupassen. In dieser Phase sollte nur mit tiefer Intensität trainiert werden. Es folgt die Haupttrainingsphase. Diese besteht aus einem ersten Teil, in welchem nur mit moderater Intensität trainiert wird (ca. 5-7 Tage), sowie einem zweiten Teil (ca. 14 Tage), in welchem die Trainingsbelastung erhöht wird und welcher auch aus intensiven Trainingseinheiten mit erhöht anaeroben Anteil besteht. Als generelle Regel kann gesagt werden, dass in der ersten Höhentrainingswoche in der Höhe das Trainingsvolumen verglichen mit dem Trainingsvolumen im Flachland ca. um 20% und in der 3 Woche etwa um 10% reduziert ist. Ein ähnliches Trainingsvolumen wie im Flachland ist meist erst nach 5 Wochen in der Höhe sinnvoll (80). Die Intervalltrainingsintensität ist zu Beginn in der Höhe um ca. 5-7% und in der 3. Woche um 3-5% reduziert. Die Intervallerholungszeit ist in der ersten Höhentrainingswoche ungefähr verdoppelt und in der 3. Woche noch ca. um 50% erhöht. Regenerationsphase: Es ist wichtig, dass der Athlet die Rückreise ins Flachland erholt antreten kann. Es wird deshalb empfohlen, am Ende des Höhentrainingslagers 1-2 Tage zur Regeneration einzuplanen.

Nach dem Höhentrainingslager

Die Zeit und das richtige Verhalten nach dem Höhentrainingslager ist ebenso wichtig, wie das richtige Verhalten während des Höhentrainingslagers selber. Als Grundmuster sei nachfolgend das „Norwegische Modell“ aufgeführt (80).

Es muss aber betont werden, dass dieses nur beschränkt Gültigkeit hat, da jeder Athlet ein anderes optimales Muster zur Wettkampfvorbereitung nach dem Höhentrainingslager hat. Die ersten zwei Tage nach dem HTL sind eine Ruhephase. Es folgt eine ca. 8-tägige Trainingsphase, in welcher die Trainingsmenge und -intensität erhöht wird. Diese Phase wird in der Literatur oft als instabil oder als „period of poor performance“ (15) bezeichnet. In dieser Zeitperiode sollten keine Wettkämpfe durchgeführt werden. In der nachfolgenden Vorwettkampfphase (5-11 Tage) sollte der Athlet eine stabile Leistungsphase mit erhöhter Leistungsfähigkeit aufweisen. In dieser Periode kann auf hohem Niveau trainiert oder es können bereits erste kurze Testwettkämpfe durchgeführt werden. Schließlich folgt die 4-7 Tage dauernde Wettkampfphase, in welcher Höchstleistungen möglich sind. Das norwegische Modell sieht den Zeitpunkt der besten Leistungsfähigkeit ca. 16 – 24 Tage nach dem Höhentrainingslager. Oft werden auch die ersten 1 - 2 Tage nach dem Höhentrainingslager als Zeitperiode einer sehr guten Leistungsfähigkeit genannt (79). Diese Zeit eignet sich allerdings nur, wenn lediglich ein Wettkampf durchgeführt wird. Werden an mehreren Tagen Wettkämpfe durchgeführt, fallen die darauf folgenden in die „instabile Phase“ nach dem Höhentraining. Aufgrund der individuellen Unterschiede (wahrscheinlich sind sie aber auch vom richtigen Verhalten während und nach dem Höhentrainingslager abhängig) wird empfohlen, vor wichtigen Wettkämpfen ein oder mehrere Höhentrainingslager durchzuführen, um das individuell richtige „Timing“ herauszufinden.

Weitere trainingsspezifische Herausforderungen

Der Umgang mit den veränderten Umgebungsbedingungen in der Höhe stellt für das Training eine spezielle Herausforderung dar. Es ist deshalb wichtig, dass die Trainingsbelastung und die Erholung im Einklang stehen. Mögliche Hilfen sind: Messung des Ruhepulses; Durchführung eines submaximalen Tests mit Messung der Herzfrequenz, Blutlaktat und des subjektiven Empfindens; Durchführung von Orthostasetests etc.(60, 80). Wertvolle Hilfen können auch psychologische Instrumente liefern (8). Sehr wichtig ist die sorgfältige Dokumentation der Messungen und des subjektiven Empfindens in einem Trainingstagebuch, damit in der Folge von den gemachten Erfahrungen profitiert werden kann.

Medizinische Aspekte

Eisenhaushalt. Ferritin als Speicherform des Eisens, ist ein notwendiger Baustein des Hämoglobins. Stray-Gundersen (65) berichtet, dass es bei Ausdauerathleten mit Serum-Ferritin-Werten < als 20 ng/ml bei Frauen und 30 ng/ml bei Männern im Gegensatz zu Athleten mit normalen Ferritin-Werten zu keiner Zunahme des Erythrozytenvolumens nach einem 4-wöchigen Höhentrainings-

lager auf 2500 m kam. Es ist deshalb ratsam, die Ferritin-Werte (allenfalls auch Vitamin B12 sowie die Folsäure-Werte) vor dem Höhenaufenthalt zu kontrollieren. Flüssigkeitshaushalt. Die Aufrechterhaltung des Flüssigkeitshaushaltes ist in der Höhe für die Athleten speziell wichtig. In den ersten Tagen in der Höhe besteht aufgrund des erhöhten Flüssigkeitsverlustes durch die Atmung (trockenere Luft sowie erhöhte Atmung in der Höhe) und die erhöhte Urinausscheidung durch verschiedene Mechanismen die Gefahr zu dehydrieren. Eine Faustregel sagt, dass die Trinkmenge um mindestens 1 L per 1000 m zusätzlicher Höhe erhöht werden sollte (67). Da es jedoch, nicht zuletzt durch die unterschiedliche Schweißrate, große individuelle Unterschiede gibt, ist es ratsam, täglich das Körpergewicht und die Urinkonsistenz (Farbe) zu kontrollieren. Koffeinhaltige oder andere harntreibende Getränke sollten möglichst minimiert werden. Infektionen. Durch den Aufenthalt in der Höhe wird der Athlet einem erhöhten Stress ausgesetzt, und speziell die Atemwege sind durch die trockene Luft in der Höhe vermehrt beansprucht. Dies führt zu einer erhöhten Infektanfälligkeit während und nach der Höhentrainingsperiode (4). Schlafstörungen. Athleten können durch den Aufenthalt in der Höhe im Schlaf gestört sein. Dies ist vor allem bei Athleten der Fall, welche sich zum ersten Mal in der Höhe aufhalten. Zunehmende Wachphasen und reduzierte Tiefschlafphasen während der Nacht treten vor allem zu Beginn des Höhenaufenthaltes auf und werden mit zunehmender Akklimatisation an die Höhe reduziert (60). Sollten die Schlafstörungen zu stark beeinträchtigen, kann versucht werden, sich zuerst an eine tiefere Höhe zu akklimatisieren, bevor das Schlafen auf der Zielhöhe angestrebt wird. Höhenkrankheit. Wenn Athleten Höhen über 2000-3000 m ausgesetzt sind, können vereinzelt abgeschwächte Symptome der akuten Höhenkrankheit auftreten. Die Häufigkeit und der Schweregrad sind abhängig von der Höhe, der Aufstiegsgeschwindigkeit und der individuellen Empfindlichkeit.

9. SCHLUSSFOLGERUNGEN

Der Nutzen einer Höhenakklimatisation (LHTH und/oder LHTL) für die Vorbereitung auf Wettkämpfe in der Höhe ist wissenschaftlich gesehen unbestritten, während die Vorteile einer Vorbereitung mittels LHTH für Wettkämpfe im Flachland kontrovers diskutiert werden. Als Wettkampfvorbereitung für einen Wettkampf im Flachland empfiehlt es sich die Methode LHTL zu wählen, da, bei richtiger Durchführung, vom Vorteil einer erhöhten Hämoglobinmasse und wahrscheinlich auch von weiteren leistungssteigernden physiologischen Effekten in Kombination mit einem ähnlich hohen absoluten Trainingsreiz wie im Flachland und der daraus resultierenden verbesserten Leistungsfähigkeit profitiert werden kann. Die verbesserte Leis-

tungsfähigkeit im Flachland nach LHTL ist in mehreren kontrollierten Studien mit Elite-Ausdauerathleten nachgewiesen worden. Folgende Faktoren sollten beachtet werden: 1) eine genügend große „Höhendosis“ (die ideale Aufenthaltshöhe beträgt dabei ca. 2300 bis 2500 m, kombiniert mit einer minimalen Aufenthaltsdauer von wahrscheinlich ca. 400 h, was in einer LHTL-Dauer von 3-4 Wochen entspricht); 2) angepasster Trainingsstimulus während des LHTL (Unter- oder Übertrainingssymptome); 3) das „Timing“ des Wettkampfes und das Training nach dem LHTL; 4) Vermeidung medizinischer Probleme (Atemwegserkrankungen, Infekte, Höhenkrankheitssymptome etc.). Zusammenfassend kann jedoch gesagt werden, dass die Chancen gut stehen, mit einer LHTL-Vorbereitung auf Wettkämpfe im Flachland bei Spitzenathleten erfolgreicher zu sein als mit einer Vorbereitung im Flachland. Bei einer Vorbereitung für einen Wettkampf in der Höhe, kann das „Train low“ der Zielhöhe angepasst werden und bietet so eine vielversprechende Variante des LHTL. Nebst einer guten Beratung, empfiehlt es sich, das LHTL nicht zum ersten Mal vor einem wichtigen Wettkampf durchzuführen, sondern bereits vorher erste Erfahrungen im Umgang mit der Höhe zu sammeln.

Anmerkung: Wesentliche Teile dieser Arbeit folgen dem vom selben Autor veröffentlichten Artikel: „Live high – train low“: Ein erfolgreiches Höhentrainingsparadigma zur Leistungssteigerung bei Elite-Ausdauerathleten? Schweiz Z Sportmed Sporttraumatol, 53 (2), 68-75, 2005

LITERATUR

(1) Adams, W. C., E. M. Bernauer, D. B. Dill, and J. B. Bomar. Effects of equivalent sea-level and altitude training on VO2max mance. J Appl Physiol: 262-266, 1975. and running perfor-

(2) Ashenden, M. J., C. J. Gore, G. P. Dobson, and A. G. Hahn. „Live high –train low“ does not change the total haemoglobin mass of male endurance athletes sleeping at a simulated altitude of 3000 m for 23 nights. Eur

J Appl Physiol Occup Physiol. 80: 479-484, 1999.

(3) Ashenden, M. J., C. J. Gore, D. T. Martin, G. P. Dobson, and A. G. Hahn.

Effects of a 12-day „live high, train low“ camp on reticulocyte production and haemoglobin mass in elite female road cyclists. Eur J Appl Physiol

Occup Physiol. 80: 472-478, 1999.

(4) Bailey, D. M., B. Davies, L. Romer, L. Castell, E. Newsholme, and G.

Gandy. Implications of moderate altitude training for sea-level endurance in elite distance runners. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 78: 360-368, 1998.

(5) Berglund, B., G. Birgegard, L. Wide, and P. Pihlstedt. Effects of blood transfusions on some hematological variables in endurance athletes. Med

Sci Sports Exerc. 21: 637-642, 1989.

(6) Berglund, B., P. Hemmingsson, and G. Birgegard. Detection of autologous blood transfusions in cross-country skiers. Int J Sports Med. 8: 66-70, 1987.

(7) Billat, V. L., P. M. Lepretre, R. P. Heubert, J. P. Koralsztein, and F. P. Gazeau.

Influence of acute moderate hypoxia on time to exhaustion at vVO2max in

unacclimatized runners. Int J Sports Med. 24: 9-14, 2003.

(8) Birrer, D. Einsatz psychomotorischer Instrumente in der Uebertrainingsdiagnostik. Schweiz Z Sportmed Sporttraumatol. 2: 57-61, 2004.

(9) Burtscher, M., W. Nachbauer, P. Baumgartl, and M. Philadelphy. Benefits of training at moderate altitude versus sea level training in amateur runners. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 74: 558-563, 1996.

(10) Buskirk, E. R., J. Kollias, R. F. Akers, E. K. Prokop, and E. P. Reategui.

Maximal performance at altitude and on return from altitude in conditioned runners. J Appl Physiol. 23: 259-266, 1967.

(11) Chapman, R. F., J. Stray-Gundersen, and B. D. Levine. Individual variation in response to altitude training. J Appl Physiol. 85: 1448-1456, 1998.

(12) Daniels, J. and N. Oldridge. The effects of alternate exposure to altitude and sea-level on world-class middle-distance runners. Med Sci Sports. 2: 107-112, 1970.

(13) Dehnert, C., M. Hutler, Y. Liu, E. Menold, C. Netzer, R. Schick, B. Kubanek, M. Lehmann, D. Boning, and J. M. Steinacker. Erythropoiesis and performance after two weeks of living high and training low in well trained triathletes. Int J Sports Med. 23: 561-566, 2002.

(14) Dempsey, J. A., and P. D. Wagner. Exercise-induced arterial hypoxemia. J

Appl Physiol. 87: 1997-2006, 1999.

(15) Dick, F. W. Training at altitude in practice. Int J Sports Med. 13 Suppl 1:

S 203-206, 1992.

(16) Dill, D. B., and W. C. Adams. Maximal oxygen uptake at sea level and at 3,090-m altitude in high school champion runners. J Appl Physiol. 30: 854-859, 1971.

(17) Eckardt, K. U., U. Boutellier, A. Kurtz, M. Schopen, E. A. Koller, and

C. Bauer. Rate of erythropoietin formation in humans in response to acute hypobaric hypoxia. J Appl Physiol. 66: 1785-1788, 1989.

(18) Ekblom, B. T. Blood boosting and sport. Baillieres Best Pract Res Clin

Endocrinol Metab. 14: 89-98, 2000.

(19) Faulkner, J. A., J. T. Daniels, and B. Balke. Effects of training at moderate altitude on physical performance capacity. J Appl Physiol. 23: 85-89, 1967.

(20) Faulkner, J. A., J. Kollias, C. B. Favour, E. R. Buskirk, and B. Balke. Maximum aerobic capacity and running performance at altitude. J Appl Physiol. 24: 685-691, 1968.

(21) Friedmann, B., F. Frese, E. Menold, F. Kauper, J. Jost, and P. Bartsch. Individual variation in the erythropoietic response to altitude training in elite junior swimmers. Br J Sports Med. 39: 148-153, 2005.

(22) Friedmann, B., J. Jost, T. Rating, H. Mairbaurl, and P. Bartsch. No increase of total red blood cell volume during three weeks of training at an altitude of 1800 m. Med Sci Sports Exerc. 28: S67, 1996.

(23) Fry, R. W., A. R. Morton, and D. Keast. Overtraining in athletes. An update. Sports Med. 12: 32-65, 1991.

(24) Fulco, C. S., P. B. Rock, and A. Cymerman. Improving athletic performance: is altitude residence or altitude training helpful? Aviat Space Environ Med. 71: 162-171, 2000.

(25) Fulco, C. S., P. B. Rock, and A. Cymerman. Maximal and submaximal exercise performance at altitude. Aviat Space Environ Med. 69: 793-801, 1998.

(26) Ge, R. L., S. Witkowski, Y. Zhang, C. Alfrey, M. Sivieri, T. Karlsen, G. K.

Resaland, M. Harber, J. Stray-Gundersen, and B. D. Levine. Determinants of erythropoietin release in response to short-term hypobaric hypoxia. J

Appl Physiol. 92: 2361-2367, 2002.

(27) Gore, C. J., A. Hahn, A. Rice, P. Bourdon, S. Lawrence, C. Walsh, T. Stanef, P. Barnes, R. Parisotto, D. Martin, D. Pyne, and C. Gore. Altitude training at 2690 m does not increase total haemoglobin mass or sea-level VO2max in world champion track cyclists. J Sci Med Sport. 1: 156-170, 1998.

(28) Gore, C. J., A. G. Hahn, R. J. Aughey, D. T. Martin, M. J. Ashenden, S. A.

Clark, A. P. Garnham, A. D. Roberts, G. J. Slater, and M. J. McKenna. Live high:train low increases muscle buffer capacity and submaximal cycling efficiency. Acta Physiol Scand. 173: 275-286, 2001.

(29) Gore, C. J., A. G. Hahn, C. M. Burge, and R. D. Telford. VO2max

and haemoglobin mass of trained athletes during high intensity training. Int J Sports Med. 18: 477-482, 1997.

(30) Gore, C. J., A. G. Hahn, G. C. Scroop, D. B. Watson, K. I. Norton, R. J.

Wood, D. P. Campbell, and D. L. Emonson. Increased arterial desaturation in trained cyclists during maximal exercise at 580 m altitude. J Appl

Physiol. 80: 2204-2210, 1996.

(31) Gore, C. J., S. C. Little, A. G. Hahn, G. C. Scroop, K. I. Norton, P. C. Bourdon, S. M. Woolford, J. D. Buckley, T. Stanef, D. P. Campbell, D. B. Watson, and D. L. Emonson. Reduced performance of male and female athletes at 580 m altitude. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 75: 136-143, 1997.

(32) Hahn, A. G. and C. J. Gore. The effect of altitude on cycling performance: a challenge to traditional concepts. Sports Med. 31: 533-557, 2001.

(33) Hahn, A. G., C. J. Gore, D. T. Martin, M. J. Ashenden, A. D. Roberts, and

P. A. Logan. An evaluation of the concept of living at moderate altitude and training at sea-level. Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol. 128: 777-789, 2001.

(34) Heinicke, K., N. Prommer, J. Cajigal, T. Viola, C. Behn, and W. Schmidt.

Long-term exposure to intermittent hypoxia results in increased hemoglobin mass, reduced plasma volume, and elevated erythropoietin plasma levels in man. Eur J Appl Physiol. 88: 535-543, 2003.

(35) Heinicke, K., B. Wolfarth, P. Winchenbach, B. Biermann, A. Schmid, G.

Huber, B. Friedmann, and W. Schmidt. Blood volume and hemoglobin mass in elite athletes of different disciplines. Int J Sports Med. 22: 504512, 2001.

(36) Hirsch, L. and W. Klein. In der Höhe richtig trainieren. Leichtathletiktraining: 22-27, 2002.

(37) Ingjer, F. and K. Myhre. Physiological effects of altitude training on elite male cross country skiers. J Sport Sci: 37-47, 1992.

(38) Jedlickova, K., D. W. Stockton, H. Chen, J. Stray-Gundersen, S. Witkowski, R. L. Ge, J. Jelinek, B. D. Levine, and J. T. Prchal. Search for genetic determinants of individual variability of the erythropoietin response to high altitude. Blood Cells Mol Dis. 31: 175-182, 2003.

(39) Jensen, K., T. S. Nielsen, J. O. Fiskestrand, J. O. Lund, N. J. Christensen, and N. H. Secher. High-altitude training does not increase maximal oxygen uptake or work capacity at sea level in rowers. Scand J Med Sci Sports: 256-262, 1993.

(40) Kayser, B. Nutrition and energetics of exercise at altitude. Theory and possible practical implications. Sports Med. 17: 309-323, 1994.

(41) Laitinen, H., K. Alopaeus, R. Heikkinen, H. Hietanen, L. Mikkelson,

H. O. Tikkanen, and H. Rusko. Acclimatization to living in normobaric hypoxia and training in normoxia at sea-level in runners. Med. Sci

Sports Exerc. 27: S109, 1995.

(42) Leigh-Smith, S. Blood boosting. Br J Sports Med. 38: 99-101, 2004.

(43) Levine, B. D. and J. Stray-Gundersen. The effects of altitude training are mediated primarily by acclimatization, rather than by hypoxic exercise.

Adv Exp Med Biol. 502: 75-88, 2001.

(44) Levine, B. D., and J. Stray-Gundersen. The effects of altitude training are mediated primarily by acclimatization, rather than by hypoxic exercise.

In: Hypoxia: From Genes to the Bedside. R. Roach (Ed.) New York:

Kluwer Academic /Plenum Publishers, 2001, pp. 75-88.

(45) Levine, B. D., and J. Stray-Gundersen. „Living high – training low“: effect of moderate-altitude acclimatization with low-altitude training on performance. J Appl Physiol. 83: 102-112, 1997.

(46) Levine, B. D., and J. Stray-Gundersen. „Living high – training low“: the effect of altitude acclimatization/normoxic training in trained runners.

Med Sci Sports Exerc: S25, 1991.

(47) Levine, B. D., and J. Stray-Gundersen. A practical approach to altitude training: where to live and train for optimal performance enhancement.

Int J Sports Med. 13 Suppl 1: S209-212, 1992.

(48) Mairbaurl, H. Red blood cell function in hypoxia at altitude and exercise.

Int J Sports Med. 15: 51-63, 1994.

(49) Matlina, E. Effects of physical activity and other types of stress on catecholamine metabolism in various animal species. J Neural Transm. 60: 11-18, 1984.

(50) Mattila, V., and H. Rusko. Effect of living high and training low on sealevel performance in cyclists. Med Sci Sports Exerc. 28: S156, 1996.

(51) Mizuno, M., C. Juel, T. Bro-Rasmussen, E. Mygind, B. Schibye, B. Rasmussen, and B. Saltin. Limb skeletal muscle adaptation in athletes after training at altitude. J Appl Physiol. 68: 496-502, 1990.

(52) Nummela, A., and H. Rusko. Acclimatization to altitude and normoxic training improve 400-m running performance at sea-level. J Sports Sci. 18: 411-419, 2000.

(53) Olsen, N. V., I. L. Kanstrup, J. P. Richalet, J. M. Hansen, G. Plazen, and

F. X. Galen. Effects of acute hypoxia on renal and endocrine function at rest and during graded exercise in hydrated subjects. J Appl Physiol. 73: 2036-2043, 1992.

(54) Peltonen, J. E., H. K. Rusko, J. Rantamaki, K. Sweins, S. Niittymaki, and

J. T. Viitasalo. Effects of oxygen fraction in inspired air on force production and electromyogram activity during ergometer rowing. Eur J Appl

Physiol Occup Physiol. 76: 495-503, 1997.

(55) Piehl Aulin, K. Normobaric hypoxia: physical performance. J Sport Sci. 1122, 1999.

(56) Piehl Aulin, K., J. Svedenhag, L. Wide, B. Berglund, and B. Saltin. Shortterm intermittent normobaric hypoxia-haematological, physiological and mental effects. Scand J Med Sci Sports. 8: 132-137, 1998.

(57) Roberts, A. D., S. A. Clark, N. E. Townsend, M. E. Anderson, C. J. Gore, and A. G. Hahn. Changes in performance, maximal oxygen uptake and maximal accumulated oxygen deficit after 5, 10 and 15 days of live high:train low altitude exposure. Eur J Appl Physiol. 88: 390-395, 2003.

(58) Ronsen, O., and H. Rusko. Special and practical issues in cross country skiing. In: Handbook of Sports Medicine and Science - Cross country skiing. H. Rusko (Ed.) Massachusetts, Oxford, Victoria, Berlin: Blackwell

Science Ltd, 2003.

(59) Rusko, H., H. O. Tikkanen, L. Pavolainen, K. Hämäläinen, A. Kalliokoski, and A. Puranen. Effect of living in hypoxia and training in normoxia on sea-level VO2max and red cell mass. Med Sci Sports Exerc. 31: S86, 1999.

(60) Rusko, H. K., H. O. Tikkanen, and J. E. Peltonen. Altitude and endurance training. J Sport Sci. 22: 928-945, 2004.

(61) Rusko, H. K., H. O. Tikkanen, and J. E. Peltonen. Oxygen manipulation as an ergogenic aid. Curr Sports Med Rep. 2: 233-238, 2003.

(62) Saunders, P. U., R. D. Telford, D. B. Pyne, R. B. Cunningham, C. J. Gore,

A. G. Hahn, and J. A. Hawley. Improved running economy in elite runners after 20 days of simulated moderate-altitude exposure. J Appl

Physiol. 96: 931-937, 2004.

(63) Sawka, M. N., V. A. Convertino, E. R. Eichner, S. M. Schnieder, and A. J. Young. Blood volume: importance and adaptations to exercise training, environmental stresses, and trauma/sickness. Med Sci Sports Exerc. 32: 332-348, 2000.

(64) Schmidt, W., J. Rojas, D. Boning, H. Bernal, S. Garcia, and O. Garcia.

Plasma-electrolytes in natives to hypoxia after marathon races at different altitudes. Med Sci Sports Exerc. 31: 1406-1413, 1999.

(65) Stray-Gundersen, J., C. Alexander, A. Hochstein, D. deLemos, and B. D.

Levine. Failure of red cell volume to increase to altitude exposure in iron deficient runners. Med Sci Sports Exerc. 24: S90, 1992.

(66) Stray-Gundersen, J., R. F. Chapman, and B. D. Levine. „Living high – training low“ altitude training improves sea-level performance in male and female elite runners. J Appl Physiol. 91: 1113-1120, 2001.

(67) Stromme, S. B. and F. Ingjer. [High altitude training]. Nord Med. 109: 1922, 1994.

(68) Svedenhag, J., K. Piehl-Aulin, C. Skog, and B. Saltin. Increased left ventricular muscle mass after long-term altitude training in athletes. Acta

Physiol Scand. 161: 63-70, 1997.

(69) Svedenhag, J., B. Saltin, C. Johannson, and L. Kaijser. Aerobic and anaerobic exercise capacities of elite middle-distance runners after two weeks of training at moderate altitude. Scand J Med Sci Sports: 205-214, 1991.

(70) Telford, R. D., D. Graham, J. R. Sutton, A. Hahn, and D. A. Campbell.

Medium altitude training and sea-level performance. Med Sci Sports. 28:

S91, 1996.

(71) Terrados, N., J. Melichna, C. Sylven, E. Jansson, and L. Kaijser. Effects of training at simulated altitude on performance and muscle metabolic capacity in competitive road cyclists. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 57: 203-209, 1988.

(72) Townsend, N. E., C. Gore, A. G. Hahn, and e. al. „Living high – training low“ increases hypoxic ventilatory response of well-trained endurance athletes. J Appl Physiol. 93: 1498-1505, 2002.

(73) Vallier, J. M., P. Chateau, and C. Y. Guezennec. Effects of physical training in a hypobaric chamber on the physical performance of competitive triathletes. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 73: 471-478, 1996.

(74) Wagner, P. D. New ideas on limitations to VO2max. Exerc Sport Sci Rev: 10-14, 2000.

(75) Wehrlin, J. Linear reduction of VO2max from 300 to 2800 m above sea-level in men with a VO2max above 60 ml/kg/min. Master Thesis. Norwegian University of Sport and Physical Eductation, Department of Sport Biology,

Oslo, 2000.

(76) Wehrlin, J., G. E. Clénin, and B. Marti. Erste Referenzwerte für Hämoglobinmasse und Blutvolumen bei Schweizer Spitzensportlerinnen und

Spitzensportlern. Trainerherbsttagung Swiss Olympic Association.

Magglingen, 2004.

(77) Wehrlin, J., and J. Hallén. Linear decrease in VO2max and performance with increasing altitude in endurance athletes. Eur J Appl Physiol. In press.

(78) Wehrlin, J., P. Zuest, G. E. Clénin, J. Hallén, and B. Marti. 24 days live high:train low increases red cell volume, running performance and VO2max in swiss national team orienteers. 8th Annual Congress of the European

College of Sport Science. Salzburg, 2003.

(79) Wehrlin, J. P. and B. Marti. „Live high – train low“ associated with increased hemoglobin mass as preparation for 2003 world championchips in two native european world-class runners. Br J Sports Med. (in press).

(80) Wilber, R. L. Altitude Training and athletic performance. Campaign, IL:

Human Kinetics, 2004

Egon Humpeler, Patricia Vagners, Sven Greie, Georg Hoffmann und Wolfgang Schobersberger

Zukunftswege im (alpinen) Gesundheitstourismus

New Aspects of (Alpine) Health Tourism

ZUSAMMENFASSUNG

Zukunftsforscher prophezeien die Gesundheit als den Megatrend. Gesundheitsbezogene Freizeit- und Urlaubsangebote überschwemmen den Markt, und Wellness scheint schlechthin der Gesundheitsbegriff der Gegenwart zu sein. Gerade der alpine Raum wird von vielen Gästen als Gesundheitsdestination angesehen. Allerdings gibt es eine enorme Diskrepanz zwischen den sog. Gesundheitsangeboten einerseits und den wissenschaftlich etablierten Gesundheitsformen andererseits. Leider fehlt der Beweis für die Wirksamkeit bei den meisten Gesundheitsangeboten im (alpinen) Gesundheitstourismus. Nicht jede Art von Gesundheitsurlaub ist von medizinischer Seite als selbstverständlich gesund und wirksam zu betrachten. Der alpine Gesundheitstourismus wird jedoch in Zukunft wissenschaftlich geprüfte Gesundheitsprodukte benötigen, um an Glaubwürdigkeit des Angebotenen zu gewinnen. Eine enge Kooperation von Wissenschaft und Wirtschaft kann deshalb einen essentiellen Zukunftsweg darstellen. Als Beispiele für die machbare Verflechtung von Medizin und Tourismus werden die AMAS-Höhenstudie und deren Umsetzung in das alpine Gesundheitsprodukt Welltain® genannt. Schlüsselwörter: Gesundheitstourismus, Leisure Sickness, AMAS, Welltain

SUMMARY

Futurologists predict health as the mega-trend. The market is swamped with health related products within the leisure and travel business; and wellness seems to be the buzz word of the future for everything regarding health. Especially the Alpine region is considered a health destination by many guests. Although, there appears to exist an enormous discrepancy among the so- called health products on one hand, and the scientifically established forms of health on the other hand. Unfortunately, most health products that are offered in the (Alpine) tourism regions lack of proof of efficiency. In any case, from the medical point

of view not every kind of health vacation can be regarded as definitely healthy. The (Alpine) health tourism will need health products that are based on scientific research and proof it’s effectiveness to communicate credibility and authenticity. Therefore, a successful future can be seen in the cooperation of science and economy. One example of the feasibility of such can be stated with the AMAS (Austrian Moderate Altitude Study) and its implementation in the health product called Welltain® that was created in cooperation with medicine and tourism. Keywords: health tourism, leisure sickness, AMAS, Welltain

„In der einen Hälfte unseres Lebens opfern wir die Gesundheit, um Geld zu erwerben – in der anderen opfern wir Geld, um die Gesundheit wieder zu erlangen. Und während dieser Zeit gehen Gesundheit und Leben von dannen!“ (Voltaire, Philosoph, 1694-1778)

SEHNSUCHT GESUNDHEIT

Der Wunsch nach Gesundheit nimmt in unserer Gesellschaft nach wie vor eine zentrale Bedeutung ein. Allerdings hat sich der Gesundheitsbegriff in den letzten Jahrzehnten stark geändert. Gesund sein heißt längst nicht mehr nur „nicht krank sein“. Gemäß der Definition der Weltgesundheitsorganisation (WHO, 1946) wurde Gesundheit als „vollkommenes körperliches, seelisches und soziales Wohlbefinden“ definiert. Gesundheit inkludiert die Trias von Körper, Geist

und Seele, also ein Wohlbefinden all dieser drei Komponenten. Das Erlangen der Gesundheit gemäß dieser Definition ist nur annäherungsweise möglich. Bereits Hippokrates (460-377 v. Chr.) betrachtete den Körper als „ein Ganzes“, nicht als Summe einzelner Körperteile, wobei noch heute Physis und Psyche vielmals isoliert behandelt werden. Die Aspekte von Freizeit, Erholung und Urlaub spielen eine Schlüsselrolle in der Moderne des beginnenden 21. Jahrhunderts. Einerseits ist es nicht nur der Arbeitsstress, der für neue Dimensionen sorgt, sondern auch zusätzliche, nicht arbeitsspezifische Einzelfaktoren, die zu ständig wachsendem Stressgefühl führen. Laut einer Freizeitstudie des Ludwig-Boltzmann-Instituts (1) haben „Deutsche Erwachsene fast 2500 Stunden Freizeit pro Jahr. Sie arbeiten durchschnittlich 36,7 Stunden in der Woche und sind ca. sechs Wochen im Jahr nicht in der Arbeit. Man kann von einer Lebenserwartung von 670.000 Stunden ausgehen, wovon ungefähr 340.000 Stunden zur eigenen Verfügung stehen, Tendenz steigend, im Vergleich zu ca. 60.000 Arbeitsstunden im Jahr“.

WELLNESS – DAS INHALTSLOSE ZAUBERWORT?

Der Begriff „Wellness“ wurde in der Literatur erstmals 1654 beschrieben. In den Anfängen der präventivmedizinischen Bewegung in den USA gelangte der Begriff in den 1950er-Jahren zu ständig wachsender Popularität. „Wellness“ ist eine Kombination der beiden Begriffe „Wellbeing“ und „Fitness“ (Dunn, amerikan. Arzt, 1961) und kaum in einem Satz zu definieren. Wellness ist körperliche Aktivität in Verbindung mit seelischer Entspannung, innerer Balance, hohem Selbstwertgefühl und geistiger Anregung; also eine Art Fitness für Körper, Geist und Seele, die den ganzheitlichen Aspekt einschließt. „Wellness ist die Summe aller Entspannungs- und Verwöhnungstechniken mit dem Ziel, die als allgemein gesundheitsfördernd erwiesenen Verhaltensweisen und Einstellungen – gegebenenfalls mit Unterstützung von professionellen Trainer, Beratern, Therapeuten – so in das individuelle Lebensgefüge zu integrieren, dass spürbar aktuelles und langfristiges Wohlbefinden resultieren; und dies nach Möglichkeit in einem ausgeglichenen Verhältnis der verschiedenen Wohlbefindens-Dimensionen (Bewegung, Ernährung, An-/Entspannung, Spiritualität, etc.)“ (Deutscher Wellnessverband, 2004, 2). Es ist eine Art „zu sich selbst finden“ im Zeitalter des Mega-Stress. Wellness ist ein ständig aktiver Prozess, der durch die Dynamik gekennzeichnet ist und durch Dynamik lebt. „Wellness ist nicht mehr nur Entspannung und Relaxing, sondern Veränderung und Empowerment“ (3). Das Erreichen des Wohlfühlens ist gekennzeichnet durch einen mehr-phasigen und mehrschichtigen Prozess, vom

Bewusstwerden des „Unwohlseins“ über die Konkretisierung der Verbesserungsmöglichkeiten bis hin zur definitiven Realisierung. Die Wellbeing-Idee ist durch Eigeninitiative und Freiwilligkeit gekennzeichnet, jeder entscheidet für sich, ob er sein Leben in diese Richtung ändern möchte oder nicht. Wellbeing ist also als ganzheitliche Lebensphilosophie zu verstehen. Letztendliche Ziele sind zudem das Erreichen von temporären Glücksgefühlen sowie langfristige Zufriedenheit. Das Thema Gesundheit wird zu einem zentralen Thema der Zukunft werden und manche Autoren meinen sogar, dass Gesundheit im ganzheitlichen Sinne –körperlich, seelisch und sozial – im 21. Jahrhundert Träger eines neuen, langen Konjunkturzyklus sein wird (4).

GESUNDHEITS- UND WELLNESSTOURISMUS

Gesundheit und Wohlbefinden aufzubauen sind Wünsche des Touristen bzw. Urlaubers einerseits, aber auch Marktstrategien der Tourismusanbieter auf der anderen Seite. Es wird allseits davon ausgegangen, dass Urlaub schlichtweg gesund sei. „Ist auch überall Gesundheit drinnen, wo Gesundheit draufsteht?“ Wie fundiert ist die Annahme wirklich, dass Urlaub gesund sei? Welche harten wissenschaftlichen Erkenntnisse geben Anlass zu dieser Vermutung? Gibt es Qualitätssicherung im Gesundheits- und Wellnesstourismus? Das ernüchternde Ergebnis zeigt eine internationale Literatursuche in den größten wissenschaftlichen, medizinischen und sozialwissenschaftlichen Datenbanken (5). „Von einer Tourismus-Gesundheitsforschung kann also international nicht gesprochen werden“ (5). Es fehlen fast gänzlich Veröffentlichungen, die den Tourismus in Verbindung mit Gesundheit bringen. Seriöser Gesundheitstourismus, den es anzustreben gilt, setzt demnach eine enge Kooperation zwischen Wissenschaft/Medizin und Wirtschaft/Tourismus voraus. Nur auf diesem Weg ist es möglich, optimale touristische Gesundheitskonzepte zu entwickeln und umzusetzen.

WAS VERSTEHT MAN UNTER DEM BEGRIFF „GESUNDHEITSTOURISMUS“?

Die Vernetzung von Medizin und Tourismus ist ohne Zweifel vor allem im Bereich des Gesundheitstourismus angesiedelt. Möchte man nun Gewissheit erlangen, welchen Zugang Medizin und Tourismus seitens der Definitionsfindung zum Gesundheitstourismus haben, dann zeigt sich hier offensichtlich eine große Meinungsvielfalt.

GESUNDHEITSBEZOGENE TOURISMUSFORMEN

Gesundheitstourismus ist geprägt durch den Aspekt persönlicher Gesundheit und soll diese wieder herstellen oder erhalten. Wiederherstellung wird initiiert durch Krankheit, Empfehlung des Arztes oder Rehabilitation. Die World Tourism Organisation (WTO), (6) definiert Gesundheitstourismus als „Tourism associated with travel to health spas or resort destinations where the primary purpose is to improve the traveller’s physical well-being through a regimen of physical exercise and therapy, dietary control, and medical services relevant to health maintenance“. Etwas modifiziert zur WTO hat sich die Definition von Kasper (7) etabliert. Kasper versteht unter Gesundheitstourismus die „Gesamtheit der Beziehungen und Erscheinungen, die sich aus der Ortsveränderung und dem Aufenthalt von Personen zur Förderung, Stabilisierung und gegebenenfalls Wiederherstellung des körperlichen, geistigen und sozialen Wohlbefindens unter der Inanspruchnahme von Gesundheitsleistungen ergeben, für die der Aufenthaltsort weder hauptsächlicher noch dauernder Wohn- noch Arbeitsort ist“. Gesundheitstourismus ist gemäß dieser Definition ein Oberbegriff für einen touristischen Aufenthalt mit dem Ziel der Erhaltung, Stabilisierung und Wiederherstellung der Gesundheit, bei dem aber – um ihn von einem normalen Ferienaufenthalt zu unterscheiden – Gesundheitsdienstleistungen einen Schwerpunkt bilden. Neben Verbesserung gelten auch Erhaltung oder Wiedererlangung des physischen und mentalen Wohlbefindens als markante Zeichen des Gesundheitstourismus. Die verschiedenen Sparten des Gesundheitstourismus werden in der Literatur nicht einheitlich gegliedert. Während eine klassische Säule der „Kur- und Rehabilitationstourismus“ ist (8), wird die zweite Säule entweder als „Gesundheitsvorsorgetourismus“ (mit den beiden Untergruppen „spezifische Gesundheitsvorsorge“ und „Wellness-Tourismus“) oder direkt als „Wellnesstourismus“ bezeichnet. Beim „gesundheitsorientierten Urlaub“ im Vergleich zum Gesundheitstourismus handelt es sich um eine Urlaubsform, bei der die persönliche Gesundheit nicht als Reisemotiv im Vordergrund steht. Von medizinischer Seite ist der Begriff „Gesundheitsvorsorgetourismus“ sowie die spezifische Unterteilung in Gesundheitsvorsorge sowie Wellness-Tourismus zu bevorzugen und kommt der realen Situation aus ärztlicher Sicht sehr nahe.

DIE „NEUEN ALTEN“ – DAS ZUKÜNFTIGE ZIELPUBLIKUM FÜR DEN (ALPINEN) GESUNDHEITSTOURISMUS?

Bis 2030 wird jeder Dritte der mitteleuropäischen Bevölkerung älter als 60 Jahre sein, wovon wiederum 1/3 vor Erreichen des Rentenalters chronisch krank sein wird. In Deutschland wird es bis 2030 rund 13,2 Mio. (derzeit 7,8 Mio.) allein stehende ältere Menschen geben. Die gut situierten „Golden Oldies“ verfügen über viel Zeit, Unabhängigkeit und hohes Einkommen (9) und übertreffen die „Jugend“ durch ihre hohe Bereitschaft zu Konsum und Genuss. Sie liegen mit den Reiseausgaben pro Kopf weit über dem Durchschnitt von € 615 pro Jahr, und als Wellness-Tourist geben sie täglich € 96 aus, im Vergleich zu € 74 beim Normal-Touristen. Als wesentlicher Ausdruck von Wertvorstellungen ist heute „gesund alt werden“ ein kollektives Bedürfnis. Die „Neuen Alten“ sind fitter und voller Energie und übertreffen die Jungen durch Genuss und Konsum. Die „Neuen Alten“ wollen dem Alterungsprozess durch Vorsorgemaßnahmen (Sport & Ernährung) kombiniert mit Schönheitspflege entgegenwirken. In Zukunft wird es gerade für dieses Klientel notwendig sein, Gesundheitsprodukte anzubieten, die im Sinne einer „Evidence Based Medicine“ nachweisbar und nachhaltig sind. Dies gilt für den (alpinen) Gesundheitstourismus im Speziellen.

LEISURE SICKNESS – DIE „WOCHENEND- UND URLAUBSKRANKHEIT“

Bislang sind wir alle strikt davon ausgegangen, dass Freizeit und Urlaub mit Wohlfühlen, Entspannen und körperlichem sowie seelischem Erholen und Regenerieren einhergeht. Deshalb ist es auch nachvollziehbar, dass gerade für gestresste und beruflich überlastete Personen regenerative Maßnahmen im Urlaub und in der Freizeit von Ärzten empfohlen werden. Dies ist und bleibt auch unbestritten. Allerdings haben sich in den letzten Jahren zunehmend Berichte gehäuft, wo Arbeitstätige sowohl an Wochenenden als auch im Urlaub über verschiedenste Krankheitssymptome verbunden mit einem unspezifischen Unwohlsein klagten. Die Medizin und Wissenschaft hat sehr rasch für dieses „neue Krankheitsbild“ mit „Leisure Sickness“ einen plakativen Namen gefunden. Kürzlich wurde zum Thema Leisure Sickness eine größere Studie veröffentlicht. In diesem niederländischen Projekt wurden annähernd 2.000 Personen zu etwaigem körperlich-seelischem Unwohlsein in der Freizeit und im Urlaub befragt (10). Etwas mehr als 3% der Männer und bis zu 3% der befragten Frauen gaben Symptome von „Leisure Sickness“ zu Protokoll. Mehr als

60% der Befragten zeigten Symptome sowohl an Wochenenden als auch während der Urlaubszeit. Der Beginn der Symptome war bei den Wochenendbeschwerden typischerweise am ersten Tag nach der Arbeit; im Falle von Urlaubsbeschwerden traten diese hauptsächlich innerhalb der ersten Urlaubswoche auf. Welches sind nun die Symptome dieser etwas mysteriösen Freizeiterkrankung? Als klassische Symptome von „Leisure Sickness“ wurden wie folgt angegeben: Kopfschmerz, Migräne, Muskelschmerzen, unspezifische Schmerzsymptomatik wie Rückenschmerzen, Antriebslosigkeit, Müdigkeit, Übelkeit, Durchfall. Diese Symptome wurden für die Freizeit und die Urlaubszeit angegeben. Zusätzlich wird von diesen Personen für die Urlaubszeit das gehäufte Auftreten von grippeähnlichen Symptomen und Symptome einfacher Viruserkrankungen beschrieben. Allerdings sind diese Symptome derart unspezifisch, dass sie mit anderen „modernen“ Erkrankungen wie dem sog. „Sick Building Syndrome“ (Gesundheitsprobleme am Arbeitsplatz durch div. gebäudebezogene Schadstoffe) oder dem „Chronic Fatigue Syndrome“ überlappen. Die typischen Personengruppen, die für „Leisure Sickness“ anfällig sind, zeichnen sich durch folgende Charaktere im Arbeitsprozess aus: •Großes Verantwortungsbewusstsein •Große Arbeitsplatzbelastung •Perfektionistische Grundzüge •„Nicht nein sagen können“ •„Schuldgefühle“ durch Abwesenheit von der Arbeit

Typisch war für diese Personengruppe, dass sie offensichtlich „immer mit einem Bein bei der Arbeit sind“, so wie es von den Studienautoren sehr anschaulich beschrieben wurde. Einig ist man sich in Fachkreisen dahin gehend, dass man Personen, die unter den Zeichen von „Leisure Sickness“ leiden, ernst nehmen muss. Nicht selten können die anfangs banalen Symptome in ein Burnout und/oder eine Depression münden. Permanente Dauerspannungen im Beruf, aber auch im Privatleben bewirken eine Art Anpassung des Körpers an diese Stressformen. Entkoppelungen von diesem Spannungszustand dürften nun eine neue Form von Stress bewirken, wodurch offensichtlich widersprüchlich die Ruhephase zur psychovegetativen Stressphase ausartet. Zudem gesellt sich oft das Problem, dass Berufstätige durch die enorme zeitliche Belastung und Auslastung es verlernt haben, eine eigene Freizeitkultur aufzubauen. Das würde auch die subjektive Leere an den freien Tagen erklären. Experten sind der Meinung, dass nicht so sehr die objektive Arbeitsbelastung, sondern vielmehr der persönliche Umgang damit ausschlaggebend für eine gesunde Lebensbalance ist. Was kann der Tourismus hinsichtlich „Leisure Sickness“ einbrin-

gen? Stressmanagement kann in vielerlei Hinsicht auch in der Urlaubsdestination erfolgen und es gilt, für diese Menschen sinnvolle Urlaubsprogramme zu erstellen. Gerade für dieses Klientel sollte das Bergerlebnis ein möglicher Weg sein, damit Freizeit und Urlaub nicht zur Qual, sondern wieder zum Genuss werden.

ZUKUNFTSSORGEN ALS CHANCE FÜR DIE TOURISMUS- UND FREIZEITMEDIZIN?

Mit der Zunahme sozialer Probleme werden ökologische Probleme in den Hintergrund gedrängt. „Ökonomische, ökologische und soziale Probleme fordern Politik und Gesellschaft, sinnvolle Beschäftigungsfelder mit Raum für Erfahrung und Erfolgserlebnisse zu schaffen“ (11). Bei 100 befragten Deutschen zum Thema, in welchem Bereich man sich die größten Sorgen bis zum Jahr 2020 macht, entstand folgendes Antwortprofil:

• 83 % Arbeitslosigkeit • 68 % Gesundheitsvorsorge • 59 % Kriminalität • 57 % Mindestrente • 55 % Preissteigerung • 54 % Fehlende Ausbildungsplätze • 44 % Armut • 40 % Zweiklassengesellschaft • 38 % Pflegeversicherung

Für mehr als 2/3 der Befragten zählte die Gesundheitsvorsorge zum essentiellen Problemkreis. In Zukunft wird jeder für sich persönlich seine Gesundheit in die Hand nehmen und Investitionen tätigen müssen. Gerade hier könnte eine Neubeschreibung des Urlaubsbegriffes Fuß fassen: „Alpiner Urlaub als Präventivmaßnahme“ könnte die Kernaussage der nahen Zukunft werden.

NEUDEFINITION DER LEBENSQUALITÄT ALS ARGUMENTATIONSBASIS FÜR DEN GESUNDHEITSTOURISMUS?

Die Lebensqualität zählt zu den höchsten Werten der modernen Gesellschaft. Ausgehend von der Schaffung materieller Werte und Erhöhung von Güterproduktionen, steht heute die Suche nach neuen Lebensqualitäten im Mittelpunkt: neue Bedürfnisse, neue Ansprüche und Werte, neue Dienstleistungen, indivi-

duelles Wohlbefinden, höhere Lebenszufriedenheit. Eine Repräsentativbefragung von 2000 Personen ab 14 Jahren in Deutschland (B.A.T Freizeit-Forschungsinstitut, 2002; 11) zum Thema Lebensqualität im Lebensverlauf ergab folgende wichtige Faktoren für Lebensqualität und persönliches Wohlbefinden (in Abhängigkeit des Lebensalters):

• Gesundheit • Natur • Konsum • Arbeit • Religion

83% bei 14- bis 17-Jährigen 97% bei 65-Jährigen und älter 57% bei 14- bis 17-Jährigen 87% bei 65-Jährigen und älter 66% bei 14- bis 17-Jährigen 55% bei 65-Jährigen und älter 72% bei 14- bis 17-Jährigen 15% bei 65-Jährigen und älter 23% bei 14- bis 17-Jährigen 47% bei 65-Jährigen und älter

Je älter die Menschen werden, desto mehr rücken gesunde und stressausgleichende Motive in den Vordergrund. „Gesundheit bekommt Religionscharakter“. Gesundheit plus Naturerleben werden zukünftig verstärkt im touristischen Bereich von den Urlaubsgästen nachgefragt und verlangt. Dementsprechend sind wir von medizinischer Seite gefordert, Gesundheitsprodukte im Urlaubsbereich zu erstellen, zu etablieren und qualitativ abzusichern.

NOTWENDIGKEIT DER EINBEZIEHUNG VON MEDIZIN UND FORSCHUNG IN DEN GESUNDHEITSTOURISMUS AM BEISPIEL DER NEUPOSITIONIERUNG DES BERGES

Medizinische Forschung einerseits und Gesundheitstourismus andererseits sollten und dürfen nicht separat betrachtet werden. Sobald jemand von Gesundheit spricht und diese auch als gesund vermarktet, müssen diese Gesundheitsfaktoren überprüfbar sein und geprüft werden. Unabhängig davon, ob das Produkt nun mit Wellness oder Spa betitelt wird, muss das Angebot einer aussagekräftigen, vergleichbaren und nachhaltigen Qualitätsprüfung unterzogen werden und den Qualitätsvorgaben entsprechen. Diese Forderungen gelten auch für den alpinen Gesundheitstourismus. Allerdings bestand und besteht großteils weiterhin die Diskrepanz zwischen der Tatsache, dass einerseits jährlich etwa 10 Millionen Menschen alleine in Österreich in den Bergen wandern und Ski fahren, zwischen 40 und 60 Millionen Menschen jährlich die Alpen besuchen und weltweit etwa 100 Millionen in Höhen um 2000 m Urlaub machen, aber anderseits umfassende Forschungsergebnisse zu dieser Thematik fast gänzlich fehlen.

Wanderer in Tirol

AMAS 2000 ALS BEISPIEL WISSENSCHAFTLICH-MEDIZINISCH ORIENTIERTER URLAUBSFORSCHUNG

Bei AMAS 2000 handelt es sich um ein Forschungsprojekt, dessen generelles Ziel es war, die gesundheitlichen Aspekte eines Urlaubs in den Bergen in unterschiedlichen Höhenlagen zu untersuchen und mit etwa ident verbrachten Urlauben in Tal-Lage zu vergleichen. AMAS steht für „Austrian Moderate Altitude Study“ und die Zahl 2000 dafür, dass vor allem Aufenthalte bis in Höhen von etwa 2000 m untersucht wurden und die gesamte Hauptstudie im Jahr 2000 abgeschlossen wurde. Wie dargelegt, bestand also eine Reihe tourismusmedizinischer Gründe für die Durchführung der Studie. Gerade durch solche Projekte ist es möglich, Ratschläge für Touristen, Tourismusverantwortliche, aber auch für Ärzte zu erarbeiten und abzuklären. Kernfragen für den Gesundheitstourismus der Zukunft sind wie folgt: • Welchem Gast kann ein Urlaub in den Bergen empfohlen werden? • Wie lange soll sich der Gast in den Bergen aufhalten? • Wie soll sich der Gast vom gesundheitlichen Aspekt aus richtig verhalten? • Welche Höhe ist für die Optimierung des Urlaubs am günstigsten? • Wem ist ein Urlaub in den Bergen eher abzuraten? • Wem ist ein Urlaub im Tal bzw. auf Meeresniveau eher anzuraten?

Bewegung in der Höhe ist immer Höhentraining, unabhängig davon, ob es sich um einen jungen Spitzensportler oder einen nicht voll trainierten Älteren handelt. Entscheidend dabei ist die Dosierung der Bewegung, also die erbrachte Leistung bezogen auf die Belastbarkeit des jeweiligen Menschen. Um einen neuen Denkansatz bezüglich alpinem Gesundheitstourismus einzubringen, wurde die Studie an Personen mit metabolischem Syndrom (d.h. Adipositas, Hypertonie, Hyperlipidämie, Insulinresistenz) durchgeführt. Diese Probanden stellen bekanntermaßen ein Spiegelbild unserer Gesellschaft dar. Knapp 100 Probanden nahmen am Projekt AMAS 2000 teil. Im Jahre 1998 wurde die Pilotstudie in Lech/Oberlech (1700 m) durchgeführt. Die Teilnehmer wurden vor und während des 3-wöchigen Wanderurlaubes sowie mehrere Wochen nach Rückkehr medizinisch und sportwissenschaftlich untersucht. Die eigentliche Hauptstudie wurde im Jahr 2000 durchgeführt. Zur gleichen Zeit erfolgte die Höhenstudie in Obertauern (Land Salzburg, 1700 m) und die Talstudie in Bad Tatzmannsdorf (Burgenland, 200 m). Für weitere Details zum Studiendesign von AMAS siehe (13). Die Kernergebnisse der AMAS-Studien waren folgende: • Signifikanter Rückgang des systolischen Blutdrucks in der Höhe sowie unmittelbar nach Rückkehr • Verminderung der Herzfrequenz in Ruhe über 24 h • Verbesserungen im Fett- und Glukosestoffwechsel • Gewichtsreduktion ohne eigentliche Diät • Anstieg von Erythropoietin und verbesserte Sauerstoffabgabe ans Gewebe • Reduktion des oxidativen Stress • Diverse neuropsychologische Verbesserungen

Für weitere Details sei auf die bisherigen Publikationen verwiesen (13-16). In vielen Bereichen fanden wir auch Verbesserungen bei der Wandergruppe in Bad Tatzmannsdorf, zudem konnten wir ausschließlich höhenspezifische Benefits, wie z.B. die Optimierung im Sauerstofftransport und der peripheren Sauerstoffabgabe, nachweisen. Bei all der detaillierten wissenschaftlichen Detailbetrachtung der AMAS-Daten möchten wir betonen, dass kein einziger unserer Probanden während des Höhenaufenthaltes zusätzliche gesundheitliche Probleme entwickelte.

VON DER FORSCHUNG ZUM PRODUKT: DER WELLTAIN®URLAUB (= WELLBEING + MOUNTAIN)

Welltain® Folder, Tourismusverband Lech-Zürs, 2005

Grundlagenforschung ohne Realisierung und Umsetzung in den medizinischen Alltag dient mehr dem Selbstzweck und nicht dem Endverbraucher. Im Falle des Projekts AMAS 2000 war es immer unser Ziel, die wissenschaftlichen Fakten transparent zu gestalten und letztendlich dem Urlauber zugute kommen zu lassen. Deshalb haben wir uns entschlossen, die Erkenntnisse der AMAS-Studie in einen definitiv buchbaren Urlaub einfließen zu lassen. Erstmalig wurde im Sommer 2002 basierend auf den AMAS-Daten ein vom IHS-Institut Humpeler-Schobersberger ausgearbeiteter und betreuter mehrwöchiger Wanderurlaub in Lech a. Arlberg angeboten Unter Einsatz modernster medizinisch-sportwissenschaftlicher Technologien wird der Urlauber während des ein- oder zweiwöchigen Wanderurlaubs von speziell geschulten Sportwissenschaftern (Personal Coaches) begleitet und persönlich betreut. Die individuelle Abstimmung des Wanderurlaubes erfolgt nach medizinisch-sportwissenschaftlichen Eingangsuntersuchungen. Das Angebot ist ein ganzheitliches, welches körperliche und mentale Entspannungseinheiten einschließt nach dem Motto „Feeling the mountains with all the senses“. Zudem inkludiert sind diverse Spa- und Wellness-Einheiten, um eine optimale Wirkung zu erzielen. Die Daten der Eingangs- und Abschlussuntersuchungen werden in einer speziellen Datenbank gesammelt und können sowohl für Einzelpersonen als auch für das Gesamtkollektiv der Welltain®-Gäste ausgewertet werden. Die Realisierung des wissenschaftlichen Teils von AMAS 2000 in den urlauberorientierten Welltain®-Urlaub kann jedoch nur der Anfang eines langen

Entwicklungsprozesses sein. Nur auf diese Art können auch zukünftig geplante Projekte ähnlich wie AMAS 2000 eine optimale Wirkung für den alpinen Gesundheitstouristen erzielen.

LITERATUR

(1) Ludwig Boltzmann Institut für Freizeit- und Tourismusforschung, www.freizeitforschung.at , Internet-Forum „Freizeit“ (2000).

(2) Deutscher Wellnessverband, www.wellnessverband.de (2004).

(3) Horx-Strathern, O., Horx, M.: Was ist Wellness? Anatomie und Zukunftsperspektiven des Wohlfühl-Trends. Eigenverlag. Das Zukunftsinstitut (2003).

(4) Nefiodow, L.A.: Der sechste Kondratieff. Rhein-Sieg-Verlag (1997).

(5) Keul, A.G.: Gesunde Reiseerholsamer Urlaub. In: Keul, AG, Bachleitner,

R, Kagelmann, HJ (Hersg.): Gesund durch Erleben? Beiträge zur Erforschung der Tourismusgesellschaft. Profil Verlag GmbH München, Wien. 48-53 (2000).

(6) Gee, C., Fayos-Sola, E.: International tourism: a global perspective. Madrid: World Tourism Organization (1997).

(7) Kaspar, C.: Gesundheitstourismus im Trend. Jahrbuch der Schweizer Tourismuswirtschaft 1995/96, Institut für Tourismus und Verkehrswirtschaft,

St. Gallen, 53-61 (1996).

(8) Müller, H.R., Lanz, E.: Wellnesstourismus in der Schweiz: Definition,

Abgrenzung und empirische Angebotsanalyse. In: Tourismus Journal 2.

Jg., Heft 4, 477-494 (1998).

(9) Pötzl, J.: Urlaub 2004 – kürzer, öfter, hochwertiger. www.rolandberger.com (2004)

(10) Vingerhoets, J.J.M., van Huijgevoort, M., van Heck, G.L.: Leisure Sickness: a pilot study on its prevalence, phenomenology, and background.

Psychother Psychosom 71: 311 – 317 (2000).

(11) Opaschowski, H.W.: Deutschland 2020, wie wir morgen leben – Prognosen der Wissenschaft. VS Verlag für Sozialwissenschaften/GWV Fachverlage GmbH Wiesbaden (2004).

(12) Schobersberger, W., Humpeler, E., Gunga., HC., Burtscher, M., Flora, G.:

Jahrbuch der Österreichischen Gesellschaft für Alpin- und Höhenmedizin. Raggl digital graphic + print GmbH Innsbruch (2000)

(13) Schobersberger, W., Schmid, P., Lechleitner, M., von Duvillard, S.P., Hortnagl, H., Gunga, H.C., Klingler, A., Fries, D., Kirsch, K., Spiesberger, R.,

Pokan, R., Hofmann, P., Hoppichler, F., Riedmann, G., Baumgartner, H., & Humpeler, E. Austrian Moderate Altitude Study 2000 (AMAS 2000).

The effects of moderate altitude (1,700 m) on cardiovascular and metabolic variables in patients with metabolic syndrome. Eur J Appl Physiol 88: 506-514 (2003)

(14) Gunga, H.C., Fries, D., Humpeler, E., Kirsch, K., Boldt, L.E., Koralewski, E., et al.: Austrian Moderate Altitude Study (AMAS 2000) – fluid shifts, erythrpoiesis, and angiogenesis in patients with metabolic syndrome at moderate altitude (1700 m). Eur J Appl Physiol 88: 497-505 (2003).

(15) Strauss-Blasche, G., Riedmann, B., Schobersberger, W., Ekmekcioglu, C.,

Riedmann, G., Waanders, R., Fries, D., Mittermayr, M., Marktl, W., &

Humpeler, E.: Vacation at moderate and low altitude improves perceived health in individuals with metabolic syndrome. J Travel Med 11(5): 300304 (2004).

(16) Schobersberger, W., Greie, S., Humpeler, E., Mittermayr, M., Fries, D.,

Schobersberger, B., Artner. Dworzak, E., Hasibeder, W., Klingler, A., Gunga, H.C.: Austrian Moderate Altitude Study (AMAS 2000): erythropoietic activity and Hb-O2 affinity during a 3-week hiking holiday at moderate altitude in persons with metabolic syndrome. High Alt Med Biol 6: 167177 (2005).

DANK DER HERAUSGEBER

CHEMOMEDIKA

DAV SUMMIT CLUB

EISELIN SPORT

FRESENIUS KABI

ÖSTERR. ALPENVEREIN

SCHNELZER & PARTNER

VERBAND DER ÖSTERR. BERG- UND SCHIFÜHRER