Pircher  Manuel: IH Training  2

Inhaltsverzeichnis

1  EINLEITUNG, PROBLEMSTELLUNG  3

2  PHYSIOLOGISCHE EFFEKTE UNTER AKUTER HYPOXIE.  4

2.1  Die Atmung  4

2.2  Die Sauerstoffsättigung  5

2.3  Die Herzfrequenz, maximale Sauerstoffaufnahme  7

3  DARSTELLUNG DER EMPIRISCHEN UNTERSUCHUNG  8

3.1  Fragestellung und Arbeitshypothesen  8

3.2  Untersuchungsmethoden  8

3.2.1  Beschreibung der Stichprobe.  8

3.2.2  Beschreibung des Testverfahrens.  9

3.2.3  Beschreibung der Testgeräte  9

3.3  Treatment  10

4  ERGEBNISSE, DATENAUSWERTUNG  11

4.1  Vergleich Normoxie, akute Hypoxie, subakute Hypoxie.  11

4.1.1  Herzfrequenz in Ruhe und unter Belastung  13

4.1.2  Sauerstoffsättigung in Ruhe und unter Belastung  15

4.1.3  Laktat in Ruhe und unter Belastung.  16

4.1.4  BORG Verhalten  17

5  ZUSAMMENFASSUNG  18

6  LITERATURVERZEICHNIS  21

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1 Einleitung, Problemstellung

Unter Intermittierenden Hypoxietraining versteht man die wiederholte Hypoxieexposition mit zwischenzeitlichen normoxischen Intervallen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten um ein IH Training durchzuführen, dazu zählen der Aufstieg in natürliche Höhen, die Anwendung von Hypoxiekammern (normobar, hypobar) oder die Sauerstoffmangelatmung über ein Rückatemgerät. Letzteres kam bei unseren Trainingseinheiten zum Einsatz. Ziel dieser Untersuchung war es herauszufinden ob Intermittierendes Hypoxie Training (4 Trainingseinheiten á 30min) die Leistungsfähigkeit in moderater Höhe positiv beeinflusst. Untersuchungen am Menschen mit IH sind relativ selten, und zum Teil ohne Kontrollgruppe. „In der ehemaligen Sowjetunion gibt es klinische Erfahrungen mit einem Modell bei dem alle fünf Minuten zwischen Hypoxie und Normoxie gewechselt wird. Die inspiratorische O2 Konzentration wird dabei auf 9-10% reduziert. Mit dieser Methode werden neurologische Störungen mit Erfolg be-handelt. (Novikov et.al., 1998)“. Bei unseren vier Trainingseinheiten kam ein ähnliches Model zur Anwendung. Alle fünf Minuten wurde zwischen Normoxie und Hypoxie gewechselt, über einen Zeitraum von insgesamt 30 Minuten. Falls sich dies Methode als erfolgreich erweist könnte sie eine sinnvolle und kostengünstige Alternative oder Unterstützung (Vorbereitung) des Höhentrainings sein.

Anhand der vielen vorliegenden unterschiedlichen Studien und Trainingsprotokolle leiten sich jedoch noch einige ungeklärte Fragen ab; Wie lange müssen die hypoxischen Intervalle sein, wie häufig und über welchen Zeitraum muss trainiert werden um die erwünschten Anpassungen am Organismus zu erzielen? Ein weiteres Problem stellen die stark unterschiedlichen individuellen Reaktionen auf Hypoxiereize dar. Chapman et. Al. (1998) beschreiben in diesem Zusammenhang so genannte Responder, weak und Non Responder. Sie stellten bei Spitzensportlern sehr unterschiedliche individuelle Akklimatisationsreaktionen fest.

Im Hauptteil werden die Anpassungsreaktionen der Atmung, Sauerstoffsättigung, Herzfrequenz und maximale Sauerstoffaufnahme in Höhe beschrieben, da diese Reaktionen auch im Mittelpunkt der empirischen Arbeit stehen, die im dritten Teil dieser Seminararbeit dargestellt wird. Dort beschreiben wir die Unterschiede zwischen Kontroll- und Untersuchungsgruppe hinsichtlich des Herzfrequenz, Laktat, Borg und Sauerstoffsättigungsverhalten im Tal und unter hypoxischen Bedingungen. Am Ende der Arbeit steht eine Zusammenfassung der uns vorliegenden Ergebnisse.

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2 Physiologische Effekte unter akuter Hypoxie

Durch rasches Überwinden von Höhendifferenzen mittels Seilbahnen, Hypoxiekammern oder das Einatmen von Gasgemischen wird man einer akuten Verminderung des O2 Partialdruckes ausgesetzt. In einer Höhe von 2000m, in der auch die Untersuchungen statt fanden, ist der O2 Partialdruck bereits um ca. 25% verringert. Dadurch entsteht ein Mangel an Sauerstoff in den verschiedensten Geweben. Unser Organismus verfügt über eine Reihe von Funktionen um dieser Hypoxie entgegen zu wirken.

In den folgenden Ausführungen wird kurz auf ausgewählte physiologische Veränderungen des Organismus eingegangen, die unter akuter Hypoxie auftreten.

2.1 Die Atmung

Mit Abnahme des Barometerdruckes mit zunehmender Höhe sinkt auch der O2 Partialdruck. Dieser reduzierte Druck löst per Chemorezeptoren und anderen Rezeptoren zahlreiche physiologische Reaktionen aus. Dazu zählt auch die Atemsteigerung, eine Erhöhung des Atemzeitvolumens. Die Höhe steigert also die Atmung und dementsprechend muss auch bei intensiven Leistungen mehr geatmet werden als in Tallage. Der gesteigerte Sympathikotonus führt zu einer Weitstellung der Atemwege, das erleichtert neben der reduzierten Luftdichte die Atemarbeit bei gesteigertem Atemminutenvolumen.

„Auf allen submaximalen Belastungsstufen - z.b. bei der Fahrradergometrie liegt das Atemminutenvolumen in der Höhe über den Werten in Meereshöhe. Das Maximale Atemminutenvolumen kann in mittleren Höhen bei schwerer

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körperlicher Belastung infolge des verringerten Strömungswiderstandes sogar über den auf Meereshöhe gemessenen Werten liegen. (De Marées, 2002)“ Schon in moderaten Höhen kommt es also zu einer Hyperventilation durch eine Änderung der Atemantwort, außerdem zu einer Hypokapnie (erniedrigter arterieller CO2 Partialdruck), weil durch die vermehrte Atmung mehr CO2 abgeatmet wird als in Tallage. Mit sinkendem CO2 Partialdruck verringert sich die H+ Ionenkonzentration und es entsteht eine respiratorische Alkalose. Bei längerem Höhenaufenthalt wird daher vermehrt Bikarbonat über die Nieren ausgeschieden, die H+ Ionenkonzentration steigt wieder an und es kommt nach einigen Tagen zu einer Kompensation der respiratorischen Alkalose.

Nach de Marées bringt die respiratorische Alkalose einige Probleme mit sich:

-Durch den Verlust an Bikarbonat, ist die Fähigkeit des Blutes Säuren abzupuffern vermindert.

-Durch Abnahme des CO2 Partialdruckes und der H+ Ionenkonzentration verschiebt sich die O2 Bindungskurve nach links, wodurch O2 besser an das Hämoglobin gebunden wird und die Sauerstoffsättigung des Hämoglobins trotz des niedrigen O2 Druckes höher wird als ohne Verschiebung. Nachteilig ist jedoch eine schlechtere Abgabe von O2 vom Hämoglobin an das Gewebe.

Abschließend ist zu bemerken, dass es sehr große interindividuelle Unterschiede der Atemantwort gibt.

2.2 Die Sauerstoffsättigung

Die Sauerstoffsättigung gibt an wie viel % des gesamten Hämoglobins im Blut mit Sauerstoff beladen ist. Sehr gut zu sehen an der Sauerstoffbindungskurve die O2 Partialdruck und Sauerstoffsättigung gegenüberstellt. Wie schon zuvor erwähnt ist der Sauerstoffpartialdruck in einer Höhe von 2000 Metern um ca. 25% verringert im Vergleich zur Tallage.

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Abb.2: Sauerstoffsättigung und O2 Partialdruck

Der verringerte Sauerstoffpartialdruck führt zu einem niedrigeren Sauerstoffdruck an den Alveolen und es kommt zu einer Abnahme der Sättigung des arteriellen Blutes (Weineck, 1996)

„Negative Auswirkungen hat die Höhenbedingte Abnahme des Sauerstoffpartialdruckes vor allem auf Sportarten, die den Einsatz großer Muskelgruppen er-fordern und eine kontinuierliche Belastungsdauer von 2 Minuten oder mehr beanspruchen.“ (Hollmann, 1980)

Außerdem beschreiben Weineck und andere Autoren, dass es in der Höhe zu einer Beeinträchtigung kognitiver, affektiv-sozialer und koordinativer Leistun- gen kommt da das Gehirn sehr sensibel auf Hypoxie reagiert.