C. Blank, H. Gatterer, W. Schobersberger

❙ Cornelia Blank, Hannes Gatterer, Wolfgang Schobersberger ❙

Hypoxie und Doping: Vom Höhentraining bis zum rekombinanten Erythropoietin

Hypoxia and Doping: From hypoxic training to recombinant erythropoietin

SUMMARY

Doping remains a problem in organized sport worldwide. Even though there are significant effords to prevent doping – education as well as sanctions – reductions in positive doping cases are still not evident and real figures are unknown but estimated as high. The World Anti-Doping Agency (WADA) publishes a yearly list with prohibited substances and methods. One of these prohibited substance classes is subsumed under erythropoietin-receptor agonists. Based on an increase in the erythropoiesis and thus in oxygen transport due to an increase in total hemoglobin, these substances lead to an increase in performance, especially in endurance sports. Training in natural and artificial hypoxia pursues a similar objective. However, in this regard, evidence of actual performance enhancement is very heterogenous. WADA did not prohibit training in artificial hypoxia yet, nevertheless, FIS and IOC have done so for all their official competitions. On the one hand, the current article aims at comparing the effects of erythropoietin receptor agonist-doping on performance enhancement with those of training in artificial and natural hypoxia, considering the physiological determinants of performance enhancement. On the other hand, internationally differing views regarding training in artificial hypoxia will be critically discussed based on the current WADA guidelines of prohibiting specific substances and methods. Keywords: Hypoxia, high altitude training, performance enhancement, WAD, erythropoiesis, doping

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ZUSAMMENFASSUNG

Doping ist und bleibt ein weltweites Problem im organisierten Sport. Obwohl es international diverse Bestrebungen in der Doping-Prävention und vielmehr noch in der Sanktionierung und Bestrafung von Dopingvergehen gibt, ist eine Reduktion der positiven Dopingfälle weltweit nicht in Sicht, die Dunkelziffer bleibt hoch. Die World Anti Doping Agengy (WADA) veröffentlicht jährlich eine Liste mit verbotenen Substanzen und Methoden. Eine verbotene Substanzklasse ist jene der Erythropoietin-Rezeptor-Agonisten, eine Zusammenfassung aller Präparate, welche über eine Steigerung der Erythropoiese und den Sauerstofftransport über die Zunahme des Gesamt-Hämoglobins zu einer Leistungssteigerung vor allem bei Ausdauersportarten führt. Ein ähnliches Ziel der Leistungsoptimierung verfolgt das Höhentraining bzw. das Training in künstlicher Hypoxie. Allerdings ist hier die Datenlage bezüglich der tatsächlichen Leistungsverbesserung heterogen. Die WADA hat bislang die Anwendung von künstlichem Hypoxietraining nicht verboten. Allerdings haben die FIS und das IOC diese Methode während offizieller FIS Wettkämpfe und Olympischer Spiele untersagt. Der vorliegende Artikel vergleicht zum einen die Effekte des Dopings mit Erythropoietin-Rezeptor-Agonisten mit jenen des Höhen- bzw. Hypoxietrainings auf die Leistungsverbesserung unter Einbeziehung der physiologischen Mechanismen, welche die Leistung determinieren. Zum anderen wird anhand der WADA-Richtlinien für verbotene Substanzen und Methoden die international unterschiedliche Ansicht bezüglich des künstlichen Hypoxietrainings kritisch diskutiert. Schlüsselwörter: Hypoxie, Höhentraining, Leistungssteigerung, WADA, Erythropoiese, Doping

EINLEITUNG

Die Leser dieses Artikels mögen sich initial berechtigt fragen, wie die Autoren zur Formulierung dieses, sehr komplex anmutenden Titels der vorliegenden Arbeit gekommen sind. Ein Hintergrund war, dass es in der Höhenmedizin immer wiederkehrende Diskussionen zur Frage der moralisch-ethischen Vertretbarkeit von supplementiertem Sauerstoff zur Leistungssteigerung beim Höhenbergsteigen gibt, und dass in diesem Zusammenhang recht rasch der Begriff des Dopings fälschlicherweise verwendet wird. Ähnliches gilt auch bei dem Versuch der Beantwortung der Frage, ob Medikamente, die zur Prävention und Therapie der Höhenkrankheit, welche großteils im Spitzensport ver-

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boten sind, auch als „Dopingpräparate“ anzusehen sind und die Anwendung zur Prophylaxe ebenfalls moralisch-ethisch kritisch zu sehen ist (1). Darüber hinaus gibt es im Spitzensport stetige Debatten, ob die Anwendung künstlicher Hypoxie mit dem Ziel der Leistungsverbesserung legitim bzw. legal ist oder nicht. Der vorliegende Beitrag soll diesbezüglich zur Klärung beitragen und anhand des Höhentrainings im Vergleich zum Doping mit Substanzen, welche die Erythropoiese steigern und somit den Sauerstofftransport verbessern, aufzeigen, wo Ähnlichkeiten, aber auch Unterschiede bestehen.

EINFÜHRUNG IN DIE BEGRIFFSERKLÄRUNG „DOPING“

Sport ist ein „wachsendes gesellschaftliches und wirtschaftliches Phänomen“, das „wichtige Werte wie Teamgeist, Solidarität, Toleranz und Fairplay“ vermitteln soll und vor allem bei Kindern und Jugendlichen zur Entwicklung und Entfaltung der eigenen Persönlichkeit beitragen kann (2). Kaum ein Begriff wie der des Sports besitzt so viele positive Bedeutungen und hohe Akzeptanz in gesellschaftlicher und gesundheitlicher Hinsicht. Sport zieht die Menschen an und hat an sich ein positives Image. Wichtige Werte des Sports wie Teamgeist, Solidarität, Toleranz und Fairplay tragen zur Persönlichkeitsentwicklung und Persönlichkeitsentfaltung bei. Abgesehen von den positiven Auswirkungen von Sport im Sinne der Effekte körperlicher Bewegung auf die Gesundheit und Prävention, weist der Sport zudem eine erzieherische Dimension auf und erfüllt dadurch eine bedeutende gesellschaftliche, kulturelle und freizeitgestaltende Funktion. Leider ist der Sportsektor jedoch auch mit Bedrohungen und Herausforderungen konfrontiert. Besonders die aktuelle Problematik des „Dopings“ stellt weltweit eine große Bedrohung dar. Negative Schlagzeilen über Dopingmissbrauch im Spitzensport beherrschen seit Jahren die Medienwelt. Nicht zuletzt durch die brisante sportpolitische Diskussion rund um eine mögliche Sperre Russlands bei den Olympischen Spielen in Rio aufgrund des Verdachts von Staatsdoping hat das Thema Doping bereits tiefpolitische Dimensionen erreicht. Generell wird Doping als unsportliches Verhalten gesehen, mit dem sich Sportlerinnen und Sportler unfaire Vorteile gegenüber ihrer Konkurrenz verschaffen wollen – ein Verhalten, welches die Werte des Sportes zerstört (3–5). Darüber hinaus konnten für einige Dopingmethoden und -substanzen gravierende, gesundheitsschädliche Nebenwirkungen nachgewiesen werden (6–8). Angesichts der Gefahr gesundheitsschädigender Nebeneffekte von Doping ist

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es nicht nur auf Grund der Verletzung der Werte des Sports von größter Wichtigkeit Dopingverhalten zu verhindern. Eine Umfrage bei 35 internationalen Sportfachverbänden zeigt, dass Dopingprävention als höchste Priorität dieser angesehen wird (9). Doping ist jedoch kein Begriff der Neuzeit, bereits 1889 findet man das Wort im englischen Wörterbuch in Zusammenhang mit Pferden (10). Kolt (11) beschreibt, dass der erste registrierte Todesfall eines Radrennfahrers durch eine Überdosis an Trimethyl bereits 1886 zu verzeichnen war. Nach Asmuth (12) wurde Doping jedoch erst in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhundert mit der Professionalisierung des organisierten Sportes aktuell. Damit im Einklang wurde 1963 vom Europarat eine Expertenkommission einberufen, Doping zu definieren. Obwohl vereinzelte Sportfachverbände Substanzen im Sport bereits verboten hatten, bestand bis dato kein allgemein anerkanntes gemeinsames Verständnis über Doping. Darauffolgend wurde 1967 die medizinische Kommission des Internationalen Olympischen Komitees (IOC) gegründet und erste Dopingtests wurden bei den Olympischen Spielen 1968 durchgeführt. Es war jedoch der Skandal der Tour de France, der erst 1998 dafür sorgte, dass die Idee der Gründung einer internationalen Anti-Doping-Agentur, welche die Bemühungen Dopingverhalten zu entdecken und zu verhindern vereinen sollte, geboren wurde. Als Folge wurde 1999 die Welt Anti-Doping-Agentur, ein Schweizer Unternehmen mit Sitz in Lausanne und Montreal gegründet – ein Meilenstein im Prozess der Dopingbekämpfung (10). Um die Integrität des Sportes und die Gesundheit aller Athletinnen und Athleten zu schützen, entwarf die WADA jedoch erst 7 Jahre später ein Regelwerk in Form des Welt Anti-Doping-Code (WADC), der zuletzt 2015 aktualisiert wurde (13). Obwohl also verschiedene Definitionen für das Phänomen Doping beschrieben und auch diskutiert wurden, ist die gängig akzeptierte Definition von Doping heute in den Regularien des WADC zu finden. Doping umfasst jeglichen Verstoß gegen eine oder mehrere der in Artikel 2.1 – 2.10 erfassten Regeln des WADC. Der WADC ist Teil des gesamten Anti-Doping-Programms der WADA, welches neben dem Code auch noch die sog. International Standards und Best-Practice-Beispiele umfasst. Die in der Bevölkerung wohl prominenteste Regel ist Regel 2.1: „Vorhandensein einer verbotenen Substanz oder ihrer Metaboliten oder ihrer Marker in der Urin- und/oder Blutprobe eines Athleten einer Athletin“ (13). Verbotene Substanzen und auch Methoden werden jährlich auf der WADA-Verbotsliste publiziert und aktualisiert. Substanzen und/oder Methoden, die auf dieser Liste stehen, müssen zwei der nachfolgenden Kriterien erfüllen: (a) potenziell gesundheits-

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schädigend, (b) potenziell leistungssteigernd und (c) gegen den Sportsgeist verstoßen (13). Der Übersicht halber wird die Liste in Klassen unterteilt, wobei sich die Klassen S0 – S5 auf verbotene Substanzen (S0: nicht zugelassene Substanzen; S1: anabole Substanzen; S2: Peptidhormone, Wachstumsfaktoren; S3: Beta-2 Agonisten; S4: Hormone und metabolische Modulatoren; S5: Diuretika und maskierende Substanzen) und M1 – M3 auf verbotene Methoden (M1: Manipulation des Blutes und Blutkomponenten; M2: chemische und physische Manipulation, M3: Gendoping) beziehen (14). In diesem Zusammenhang wichtig anzumerken ist die Tatsache der sogenannten „strict liability rule“ (13) – die verschuldensunabhängige Haftung von Athletinnen und Athleten. Übersetzt bedeutet dies, dass zu jedem Zeitpunkt alle Athletinnen und Athleten für Substanzen verantwortlich sind, die sich in ihren Blut- und/oder Urinproben befinden. Dopingvergehen gehen jedoch über Artikel 2.1 und es werden im WADC noch weitere 9 Regelverstöße definiert, wie zum Beispiel Besitz oder Handel (2.6 und 2.7), sowie Fehler in der Aufenthaltsdokumentation der Athleten (2.3) (13). Insgesamt gibt es mit Stand 2017, 681 sogenannte “Code Signatories”, von denen 205 National-Olympische Komitees Unterzeichner sind (15). All diese haben sich mit ihrer Unterschrift zum einen verpflichtet, die Regeln des WADC zu respektieren und zum anderen darüber hinaus durch die Einrichtung von Maßnahmen sicher zu stellen, dass alle Personen unter ihrer Autorität und derer ihrer Mitgliedsorganisationen über diese Regeln des WADC informiert sind und sich daran zu halten haben (13). Eine der Code Signatories ist die Nationale Anti-Doping Agentur Österreich (NADA Austria). Die NADA Austria wurde 2008 gegründet. Laut österreichischem Anti-Doping-Bundesgesetz zählen zu ihren Hauptaufgaben u.a. „Dopingprävention durch Information, Aufklärung und Bewusstseinsbildung“ und Dopingkontrollen zur „Überwachung der Einhaltung der Anti-Doping-Regeln“. Punkt 1 kommt vor allem in der Prävention zum Tragen, wobei sie dabei nicht nur auf Sportlerinnen und Sportler selbst, sondern auch auf deren Umfeld (wie zum Beispiel Trainer, Betreuer oder Eltern) eingeht (16). Basierend auf Forschungsarbeiten in Österreich, die den Fokus zu Beginn auf die Erhebung des Wissensstandes und der Einstellungen gegenüber Doping österreichischer Nachwuchssportlerinnen und Nachwuchssportler (17,18), sowie deren Eltern (19), Trainerinnen und Trainer (20) und Sportmedizinerinnen und Sportmediziner (21) setzte, geht auch die NADA Austria seit ihrer Gründung 2008 den Weg evidenzbasierter Präventivmaßnahmen. Beispielhafte Maßnahmen sind zum Beispiel die MedApp, zur erleichterten Abfrage verbotener Substanzen

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(22), ein e-Learning Kurs (23) sowie die multimediale eLearning-Plattform „Bleib sauber!“ für die Schule (24). Wie oben bereits erwähnt entstand die NADA Austria ausgehend von dem in Österreich 2007 eingeführten Anti-Doping-Bundesgesetz. Dies zeigt auf, dass neben der WADA und der NADA, Doping, zumindest in Österreich, auch rechtlich geregelt ist. Das Anti-Doping-Bundesgesetz ist eine direkte Konsequenz der UNESCO Anti-Doping-Konvention, die 2008 in Österreich ihre Wirkung erlangte. Gleichzeitig mit Änderungen im nationalen Gesetz wurden das Anti-Doping-Bundesgesetz, sowie auch diesbezüglich Teile des österreichischen Strafrechtes 2010 reformiert. Das neue Anti-Doping Bundesgesetz übernahm den Wortlaut des WADC und inkludierte schwerwiegendere Strafen sowohl für gedopte Athletinnen und Athleten als auch für deren Betreuerstab, sollten sie diese Praktiken unterstützen. Neben den Strafen, die Athletinnen und Athleten nach Dopingvergehen von Seitens des Sportes und des Anti-Doping-Bundesgesetzes zu erwarten haben, drohen ihnen seit dieser Reformierung zusätzlich Strafen basierend auf dem österreichischen Strafrecht, welches Doping seither unter dem Begriff „schwerer Betrug“ (§147, 1a) führt, was mit Freiheitsstrafen zwischen 3 und 10 Jahren geahndet werden kann (falls der Schaden 300.000 € überschreitet). Obwohl es wie bereits erwähnt seit 1999 die Aufgabe der Welt-Anti-Doping-Agentur ist, die Bemühungen um einen dopingfreien Sport zu vereinen, so haben doch einzelne Sportfachverbände, sowie auch beispielsweise das Internationale Olympische Komitee zusätzliche Regeln, die es während Wettkampfphasen zu berücksichtigen gilt. Im Konkreten ist bei offiziellen Wettkämpfen der FIS (Fédération Internationale de Ski) und während Olympischer Spiele verboten, künstliche Hypoxie anzuwenden. So hat das IOC bei den letzten Olympischen Sommerspielen 2016 in Rio in der offiziellen IOC Policy Regarding Certain NOC Scientific and Medical Equipment for the Games of the XXXI Olympiad in Rio 2016“ folgende Stellungnahme veröffentlicht:

“It is prohibited for any National Olympic Committee (“NOC”) or member of its delegation to bring any of the following scientific or medical equipment (“Equipment”) into any Olympic Venue during the Period of the XXXI Olympic Games: (i) Oxygen tanks and cylinders; (ii) Hypoxic or hyperoxic tents or chambers. This Equipment is prohibited on the basis that it is not appropriate that such Equipment be brought into any Olympic Venue.”

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Welches könnte nun die wissenschaftliche Basis dieser Verbote sein? Ist Hypoxietraining mit dem Ziel der Verbesserung des Sauerstofftransportes nun ähnlich oder gleich dem WADA-Verbot der Anwendung rekombinanter Erythropoietine und weiterer Erythropoiese-stimulierender Substanzen zu sehen?

REGULATION DER ERYTHROPOIESE IN NORMOXIE UND HYPOXIE

In Normoxie zirkulieren die adulten Erythrozyten etwa 100 – 120 Tage und werden danach von Makrophagen eliminiert. Produktion im Knochenmark und Freisetzung der Retikulozyten, der letzten Vorstufen der Erythrozyten, sowie Elimination halten sich die Waage, sodass durch den konstanten Gehalt an zirkulierendem Hämoglobin auch die O2-Transportkapazität recht konstant gehalten wird. Hauptregulator der Erythropoiese ist das Glykoprotein Erythropoietin (EPO), welches vorwiegend in der Niere in peritubulären Fibroblasten und geringfügig auch in der Leber, im Knochenmark, in der Milz und im Gehirn gebildet und unter Normoxie nur in sehr geringen Konzentrationen im Plasma nachweisbar ist (25). EPO bindet an den homodimeren EPO-Rezeptor von Erythroblasten und fördert dadurch das Überleben, die Proliferation und Differenzierung dieser Vorstufen. Über Aktivierung von unterschiedlichen Kinasen und intrazellulärer Signalwege (u.a. Janus Kinase JAK-2) und Beteiligung von Transkriptions-Aktivatoren (STAT-5) werden diese durch EPO stimulierten Abläufe initiiert. Die endogene EPO-Produktion wird vor allem durch Hypoxie reguliert, welche auf der Ebene der Transkription stattfindet (26). Das humane EPO-Gen steht unter der Kontrolle verschiedener Transkriptionsfaktoren. Der EPO-Promotor besitzt ein Hypoxie-responsibles Element und wird durch sog. HIFs (Hypoxie-inducible Factors) aktiviert. Die HIF-a und HIF-1b Untereinheit können im Zellkern ein Heterodimer bilden und spielen zellphysiologisch eine unterschiedliche Rolle. In Normoxie supprimieren GATA-2 und NF-kB den EPO-Promotor und sog. HIF Prolyl-Hydroxylasen bauen die HIF-a-Untereinheit ab. Unter hypoxischen Bedingungen allerdings wird die Aktitivät dieser Prolyl-Hydroxylasen supprimiert und HIF-a stabilisiert mit dem Ergebnis, dass die Dimerbildung mit HIF-b getriggert wird und die EPO Transkription vermehrt stattfindet. Endergebnis dieser zellulären Abläufe ist eine Zunahme der Produktion von EPO und konsekutiv eine vermehrte Stimulierung der Erythropoiese.

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HÖHEN-/HYPOXIETRAINING: EFFEKTE UND AUSWIRKUNGEN AUF DEN EPOSPIEGEL, DIE ERYTHROPOIESE UND DIE LEISTUNGSFÄHIGKEIT

Die rezente sportmedizinische und sportwissenschaftliche Fachliteratur zeigt ganz klar, dass die maximale Leistungsfähigkeit (VO2max) bei Ausdauersportarten sehr stark vom maximalen Herzminutenvolumen, vom Gesamtgehalt an zirkulierendem Hämoglobin (tHb = total Hb, Hämoglobinmasse) und dem Blutvolumen abhängig ist (27). Deshalb ist es nicht erstaunlich, dass im Spitzensport nach Methoden und Verfahren gesucht wird, diese Parameter zu verbessern, um damit die maximale Leistung steigern zu können. In Fachkreisen wird als eine potentielle und potente Möglichkeit hierfür das Höhen- oder Hypoxietraining angesehen. Es gibt mehrere Formen des Höhentrainings, wobei sich in den letzten Jahren, drei unterschiedliche Höhentrainingskonzepte herauskristallisiert haben (28, 29). Es sind dies: a) In der Höhe leben und in der Höhe trainieren (live high – train high), b) in der Höhe leben (schlafen) und im Tal trainieren (live high – train low), c) im Tal leben (schlafen) und in der Höhe trainieren (live low – train high).

Die Art des absolvierten Höhentrainings bestimmt hierbei die Art der Anpassungen. Die beiden ersten Formen zielen hauptsächlich auf die Erhöhung der Erythrozytenzahl und der damit verbundenen Erhöhung der Sauerstofftransportkapazität ab (29, 30). Live low – train high hingegen beabsichtigt, muskuläre Anpassungen zu optimieren (28). Im Folgenden werden die Mechanismen und Auswirkungen der hämatologischen Veränderungen kurz zusammengefasst, die muskulären Adaptierungen werden in diesem Rahmen nicht behandelt. In den 1990er-Jahren wurde erkannt, dass Höhenaufenthalte zu einer möglichen Zunahme der Hämoglobinmasse und damit zu einer Verbesserung der Sauerstofftransportkapazität und der aeroben Leistungsfähigkeit führen können (29). In den darauffolgenden Jahren zeigte sich, dass eine Mindesthöhe um 2.000 m notwendig ist, um die Erythropoiese effektiv in Gang zu setzen. Außerdem galt beim live high – train low Konzept zu beachten, dass die Aufenthaltsdauer pro Tag >12 h betragen und die gesamte Dauer des Höhentrainings mindestens 3 Wochen lang sein muss (31). Als Resultat kann bei manchen AthletInnen (Responder) eine Zunahme der Gesamthämoglobinmasse von 5–10% erwartet werden (Abb. 1), verbunden mit einer Verbesserung der maximalen Sauerstoffaufnahme (VO2max) von etwa 3 ml/min/kg pro 1 g Hä-

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moglobin/kg Zunahme (32–34). Des Weiteren wurde aber auch eine Abnahme des Plasmavolumens durch Höhentraining beschrieben, was eine Erhöhung des Sauerstoffgehalts (CaO2, transportierer Sauerstoff in mL pro Liter Blut) zur Folge hat (30). Die Mechanismen, die zu einer Zunahme der Erythrozytenmasse führen, sind gut beschrieben, während die Reduktion des Plasmavolumens zum Teil noch unverstanden ist (35).

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Abb. 1: Kalkulierte mittlere Hbmass Veränderung nach Höhenexposition. Adaptiert nach Gore et al. 2013

Ein Höhenaufstieg führt zu einer Abnahme des arteriellen Sauerstoffgehalts und bewirkt die Stabilisierung des Hypoxie-induzierten Faktors (HIF). In der Folge wird bereits während der ersten 2 Stunden, abhängig vom Hypoxiegrad und individuellen Reaktionen, die Biosynthese von EPO in Gang gesetzt (35). Die EPO Konzentration ist ca. am vierten Tag am höchsten, nimmt dann langsam ab und stabilisiert sich im Anschluss auf einem leicht erhöhten Niveau (35). Das Resultat ist eine erhöhte Retikulozytenzahl bereits nach 2–3 Tagen, eine erhöhte Gesamthämoglobinmasse wird optimaler Weise nach ca. 2–4 Wochen messbar (36). Jedoch muss erwähnt werden, dass die Literatur hier widersprüchlich ist. So wurde z.B. auch gezeigt, dass die totale Hämoglobinmasse durch Höhentraining unbeeinflusst ist (37). Die Hämoglobinmasse zu Beginn

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einer solchen Hypoxieexposition stellt vermutlich eine kritische Variable dar. Athletinnen und Athleten, die bereits eine hohe totale Hämoglobinmasse aufweisen, sollten demzufolge auch eine geringere Anpassung erfahren (38), wobei auch hier die Literatur uneins ist (39). Die Effekte auf die sportliche Leistungsfähigkeit sind dementsprechend ebenfalls widersprüchlich. Eine im Jahr 2009 verfasste Meta-Analyse zeigte, dass sowohl EliteathletInnen als auch AthletInnen niedrigeren Niveaus die Leistungsfähigkeit durch Höhentraining um ca. 1–4% verbessern können, während Änderungen der VO2max kein klares Bild zeigen (Tabelle 1) (40). Allerdings konnten diese Ergebnisse in einer jüngeren doppel-verblindeten Untersuchung bei EliteathletInnen nicht mehr bestätigt werden (30), weshalb derzeit keine allgemeingültigen Empfehlungen abgeleitet werden können. Auch gilt es immer, einen möglichen Placebo-, Nocebo- oder Trainingscamp-Effekt zu berücksichtigen (40).

Tab. 1: Ergebnisse der Meta-Analyse von Bonetti et al. (2009)

Höhentrainingsform

Veränderungen Leistung Natürliche Höhe LHTH LHTL Künstliche Höhe LHTL (8–18 h/Tag)

Elite AthletInnen

VO2max unklar +4,0 (±3,7)% Leistung –1,5(±2,0)% unklar

unklar –0,5(±1,4)%

Subelite AthletInnen

VO2max +0,9 (±3,4)% +4,2 (±2,9)% +4,3 (±2,6)% unklar

+1,4 (±2,0)%

LHTH, live high – train high; LHTL, live high – train low; VO2max, maximale Sauerstoffaufnahme (±90% Konfidenzlimit)

Wie bereits erwähnt sind die Mechanismen, die zu einer Reduktion des Plasmavolumens führen noch nicht genau geklärt. Bereits innerhalb der ersten 24 Stunden auf einer Höhe von ca. 2.000 m kann eine leichte Abnahme des Plasmavolumens erwartet werden (35). Ein erhöhter Flüssigkeitsverlust, hauptsächlich verursacht durch eine erhöhte Diurese aber auch durch die vermehrte Atmung der trockenen Luft in der Höhe, wird für die Abnahme des Plasmavolumens verantwortlich gemacht (35). Welche Faktoren genau zur Höhendiurese führen, ist allerdings noch nicht geklärt. Diskutiert werden hypoxiebedingte Veränderungen der Hormonkonzentration des Flüssigkeitshaushaltes, wie z.B. des Aldosterons, des Vasopressins und des atrial-natriuretischen Peptids. Außerdem kann die Hyperventilation und die daraus resultierende Hypokapnie eine Diurese verursachen (35). Unabhängig von diesen Mechanismen bedingt die Erhöhung der Hämoglobinkonzentration eine Erhöhung der CaO2 mit

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mutmaßlich positiven Effekten auf die Leistungsfähigkeit. Allerdings müssen auch mögliche negative Effekte genannt werden, wie die Erhöhung der Blutviskosität und die Abnahme des Schlagvolumens (35). Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass in der Literatur sowohl in Bezug auf hämatologische Veränderungen als auch auf Veränderungen der sportlichen Leistungsfähigkeit durch Höhentraining kein Konsens herrscht. Individuelle Reaktionen und Ansprechbarkeit auf das Höhentraining gilt es hier besonders zu berücksichtigen.

LEISTUNGSSTEIGERUNG DURCH REKOMBINANTES EPO UND EPO MIMETIKA

Seit der Zulassung der ersten rekombinanten EPO-Medikamente (rhEPO) Ende 1980 bzw. anfangs der 1990er Jahre wurden diese Präparate auch im Leistungssport eingesetzt, um die individuelle maximale Ausdauerleistung zu steigern (41–43). In den letzten 10–15 Jahren wurden weitere Pharmaka entwickelt, die ähnliche Effekte wie das rhEPO auf die Erythropoiese haben. Diese Präparate wurden unter dem Begriff ESA (Erythropoiesis Stimulating Agents) zusammengefasst. Sämtliche dieser Substanzen sind seit Jahren auf der WADA Verbotsliste unter „S2 Erythropoietien-Receptor agonists“ genannt, die Anwendung fällt dementsprechend klar unter dem Begriff „Doping“. Die wissenschaftliche Evidenz der leistungssteigernden Effekte dieser Substanzen ist sehr hoch. Da es aus rechtlichen Gründen nur Studien an Nicht-Athleten geben darf, beziehen sich die Schlussfolgerungen explizit nicht auf Top-Athleten. Untersuchungen an gesunden Probanden konnten nachweisen, dass der maximale leistungssteigernde Effekt von rhEPO zwischen 6 und 12% liegt (44–45), zusätzlich wurden Verbesserungen der submaximalen Ausdauerleistung berichtet, welche jene der maximalen Leistungszunahme sogar übertrafen (44). Vergleicht man nun die durch Höhentraining erreichten maximalen EPO-Konzentrationen mit jenen des rhEPO nach pharmakologischer Anwendung, so erreicht man im Höhen- bzw. Hxpoxietraining maximal die 3–4-fachen Talwerte (46). Durch EPO-Doping allerdings sind die Maximalwerte dosisabhängig um ein vielfaches höher als die maximalen EPO-Spiegel durch Höhentraining. Dies dürfte die Haupterklärung für die definitiven leistungssteigernden Auswirkungen des rhEPO-Dopings sein und miterklären, warum beim Höhentraining/Hypoxietraining die Datenlage heterogen ist. Nebst den Auswirkungen von rHEPO auf die Verbesserung des Sauerstofftransports wer-

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den vermehrt auch positive Effekte auf die Skelettmuskulatur und die Reduktion der zentralen Ermüdung bei Belastung diskutiert (47).

KÜNSTLICHE HYPOXIE VERBOTEN ODER ERLAUBT? – EINE KRITISCHE BETRACHTUNG

In der aktuellen Verbotsliste der WADA scheint die Anwendung künstlicher Hypoxie nicht auf, d.h. unabhängig von der Zielsetzung der Hypoxieapplikation (Leistungssteigerung, Präakklimatistion u.a.) ist diese seitens der WADA weder im Training noch im Wettkampf verboten. Es steht allerdings den internationalen Fachverbänden und dem IOC frei, die WADA Regularien zu verschärfen, was im Fall der künstlichen Hypoxie auch eingetreten ist. Seitens FIS und IOC gibt es keine offiziellen Begründungen für diesen Schritt, deshalb wird von den Autoren versucht, rein auf Basis der WADA für das Verbot von Substanzen und Methoden diese Thematik analytisch darzustellen. Für sämtliche Erythopoiese-steigernde Präparate sind alle drei Voraussetzungen für ein Verbot eindeutig. Für die Leistungssteigerung gibt es hohe Evidenz, Nebenwirkungen bei längerer Applikation sind hinlänglich bekannt und dass die Anwendung solcher Substanzen gegen den Sportgeist verstößt, lässt sich nachvollziehen. Die künstliche Hypoxieanwendung lässt sich nicht so klar kategorisieren. Die Evidenz zur Leistungssteigerung ist nicht so eindeutig, es gibt laut Literatur diverse Faktoren, welche die Studienergebnisse beeinflusst haben (u.a. Studiendesigns, Probandenkollektiv, Zielgrößen). Moderate Nebenwirkungen der künstlichen Hypoxie sind beschrieben, Gesundheitsschäden durch Hypoxie bei Athletinnen und Athleten sind unbekannt. Ob künstliche Hypoxie gegen den Sportsgeist verstößt, bedarf sicher einer Expertendiskussion, zumal man sich selbst bei der Begriffsdefinition nicht eins ist. Sollte künstliche Hypoxie generell gegen den Sportsgeist verstoßen, dann bliebe unklar, warum diese Methode nur beim Wettkampf und nicht generell verboten ist.

Als Fazit der vorliegenden Analyse dürfte es gemäß den WADA-Kriterien für die Aufnahme einer Substanz oder Methode auf die WADA-Verbotsliste nicht möglich sein, das künstliche Hypoxietraining generell zu verbieten.

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