Sporttreiben in ökologisch gestörter Umwelt - Biodegradation als Begleiterscheinung modernen Sports

Inhaltsverzeichnis

1 Allgemein

2 Der Biodegradationsprozeß

3 Die Zivilisationskrankheiten

4 Schutz durch Bewegung ?

5 Schadstoffe und ihre Wirkung auf den Menschen
5.1 Krankheitserregende Kleinlebewesen und Schmarotzer
5.2 Chemische Schadstoffe
5.3 Chemische Umweltnoxen

6 Schlußbemerkung

7 Literaturverzeichnis

1 Allgemein

Die Umwelt, in der der Mensch heutzutage lebt, arbeitet, wohnt, sich erholt, Sport treibt und die für ihn Lebensmittel produziert, unterliegt mit der Entstehung von Widersprüchen, zwischen den Bedürfnissen der menschlichen Existenz und der natürlichen Umwelt, ständigen Veränderungen.

Um die Beziehung zwischen dem menschlichen Organismus und der ihr umgebenden und sich ständigen verändernden Umwelt kennenzulernen, reicht es heutzutage nicht aus, den aktuellen Stand der Verunreinigungen der wichtigsten Elemente wie Luft, Wasser, Boden sowie der darauffolgenden Klima- und Wetterveränderungen festzustellen. Unerläßlich wird das Ergründen der in der Umwelt stattfindenden Veränderungsdynamik, sowie das Führen von Beobachtungen über das Anhäufen oder die Korrelation der Einwirkung einzelner Faktoren auf den menschlichen Organismus. Es ist auch unbedingt notwendig, die Aufmerksamkeit auf die Häufigkeit und den Grad des Auftretens von unvorteilhaften Veränderungen in der inneren Umwelt des Menschen, unter Berücksichtigung der Anpassungsmöglichkeiten und Anpassungsfähigkeiten des Organismus, zu lenken. Denn der Mensch hat teilweise Schwierigkeiten sich an die verändernden Bedingungen der Umwelt anzupassen.

2 Der Biodegradationsprozeß

Die sogenannte „Industrie-“ oder „Städteumwelt“ wird von immer intensiveren Biodegradationsprozessen belastet. Solche entstehen hauptsächlich durch die starke Industrieentwicklung, der chemisierten Landwirtschaft, dem auf Verbrennungen von Brennstoffen basierenden Transport, der modernen Bautechnologie, sowie der allgegenwärtigen Chemisierung. Die Verunreinigung, die in Folge dieser Prozesse in allen Bestandteilen der Umwelt, aber hauptsächlich in der Luft auftreten, rufen in den meisten Industriegebieten eine schwierige Situation hervor. Als Beispiel könnte hier die Städte- und Industrie - Zusammenballung vom Ruhrpot genannt werden.

Die für Biodegradationsveränderungen verantwortlichen Faktoren sind:

- ein erhöhtes Konzentrationsniveau von Kohlen-, Schwefel-, Stickoxiden;
- der Gehalt an mehrkernigen aromatischen Kohlenwasserstoffen ( Benzo-A-Pyren, Benzo-E-Pyren, Benzo-Pyrilen und anderen );
- sowie Fluorverbindungen und Schwermetallen wie: Blei, Zink, Kupfer,

Kadmium, Beryllium, Quecksilber, Thallium und anderen.

Die Entwicklung der Technik führt auch dazu, daß in der Biosphäre ein Konzentrationsanstieg von radioaktiven Elementen aufgetreten ist. Zum Beispiel Stoffe wie: Radium-226, Blei-210, Uran, Thorium, Strontium oder Cäsium-137. Insgesamt wurden ca. 600000 Verbindungen in der Luft gefunden, von denen 400 sicher karzinogen ( krebserregend ) sind. Als Produkt oder Nebenprodukt der Industriegesellschaft werden diese Schadstoffe täglich produziert und in großen Mengen in die Umwelt emittiert.

Beachtenswert ist auch die immer größer werdende Lärmintensität in der uns umgebenden Umwelt, und dies sowohl während der Arbeit, als auch der Erholung. Daran schließt sich eine steigende Zunahme der Konzentration von Staub und Kleinlebewesen an.

3 Die Zivilisationskrankheiten

Die Faktoren des Biodegradationsprozesses werden am häufigsten als Ursache für das Entstehen und Anwachsen der sogenannten „Zivilisationskrankheiten“ angesehen. Diesen Begriff gebraucht man gewöhnlich für die Bezeichnung von Krankheiten, die sich im Laufe der intensiven Industrialisierung und Urbanisierung, mit dem Ziel der Verbesserung der Lebensbedingungen und den Veränderungen im sozialem Leben, verbreitet haben.

Es sind Krankheiten des Atmungssystems, des Kreislaufes, Geschwulstkrankheiten, Blutkrankheiten, Stoffwechselkrankheiten, Ablagerungskrankheiten, Erkrankungen des Verdauungssystems, Erkrankungen des vegetativen Systems, ein starker Anstieg von Neurosen und psychischen Krankheiten, sowie eine steigende Anzahl von angeborenen Fehlern und Störungen physischer Koordination des emotionalen und psychischen Reifeprozesses.

Eine richtig programmierte Schutzmaßnahme gegen solche auftretenden Zivilisationskrankheiten kann nur über eine volle Erkenntnis der Phänomene, die den Organismus betreffen, einerseits physiologisch und pathophysiologisch, andererseits auf die ihn einwirkende Umgebung, geschehen. Dieses Vorgehen muß sich jedoch auf Kenntnisse über die Entstehung von Krankheiten und auch auf Kenntnisse über die Entstehung von Überlastungen des Körpers stützen.

4 Schutz durch Bewegung ?

Einen wichtigen Akzent bei den prophylaktischen Forschungen stellt die Bewegung als eine Gruppe von Aktivitäten dar. Sie stimuliert die allgemeine biologische Widerstandsfähigkeit und das Leistungsvermögen des Organismus. Die Bewegung ist das beste Mittel, daß das Kreislauf-, Atmungs-, Verdauungs-, Knochen-, Gelenk- und das Muskelsystem im geeigneten Zustand aufrecht erhält. Sie wirkt auch präventativ bei der Entstehung von Stoffwechselkrankheiten. Auch eine vorteilhafte Einwirkung von körperlichen Übungen auf die Tätigkeit der Zellen, Gewebe und Organe des Organismus, insbesondere auf die Arbeit des Hormon - Nervensystems wurde bewiesen.

Tägliche sportliche Betätigungen vergrößern die Anpassungsmöglichkeiten der Organismen und führen zu einem optimalen physischen und psychischen Gleichgewicht.

Die physische Betätigung wirkt außerdem bedeutend auf die Regeneration des Nervensystems, indem sie Streßsituationen und neurotische Reaktionen abschwächt und das Gleichgewicht der Homöostase wiederherstellt.

Man kann auch sagen, daß die verschiedenen Formen der Bewegungsaktivität einen Schutz vor der sogenannten „industriellen Ermüdung“ darstellt, welche nicht selten auf den Menschen im Zeitalter der Entwicklung technischer Zivilisation einwirkt. Jedoch auf der anderen Seite entsteht die Frage - eine prinzipielle Frage von grundlegender Wichtigkeit für die tatsächliche und volle Wirksamkeit der körperlichen Betätigung.

Wird die zweifellos vorteilhafte Wirkung der physischen Bewegung des Organismus nicht verändert, wenn sie in einer Umwelt und insbesondere in einer Luft stattfindet, welche einen hohen Gehalt an schädlichen Faktoren, hauptsächlich Verunreinigungen, aufweist ? Denn die physische Aktivität vergrößert die Ventilation der Lunge, die Häufigkeit und Tiefe des Atems, was eine vermehrte Aufnahme von Staub, Kleinlebewesen und schädlichen Substanzen in das Atmungssystem zur Folge hat. Besonders Ausdauersportler müssen aufgrund ihres erhöhten Atemvolumens, bedingt durch Training und Wettkampf, mit einer erhöhten Schadstoffaufnahme gegenüber Normalpersonen rechnen.

Diese, sich in Umwelt befindlichen Kleinlebewesen und schädlichen Substanzen, können ein Gefährdungsfaktor sein, der indirekt oder direkt die Entstehung von Krankheiten herbeiführt.

5 Schadstoffe und ihre mögliche Wirkung auf den Menschen

Kleinlebewesen und andere nicht-biologische Verunreinigungen, z.B. Staubteilchen organischer Herkunft und anorganische chemische Substanzen können Erreger sein, die bei überempfindlichen Personen allergische Reaktionen hervorrufen. Kleinlebewesen können auch Substanzen, z.B. Toxine, produzieren, die nach dem Eindringen in den Organismus des Menschen als Stimuli von Krankheitsprozessen von Bedeutung sind. Sie tragen dadurch zum Ansteigen des Erkrankungsindexes bei manchen Nichtinfektionskrankheiten, hauptsächlich den Zivilisationskrankheiten, bei.

5.1 Krankheitserregende Kleinlebewesen und Schmarotzer

Krankheitserregende bzw. eventuell krankheitserregende Kleinlebewesen und Schmarotzer können Infektionskrankheiten hervorrufen. Dazu zählen:

- Bakterien- und Virenätiologie:

- Infektionen der oberen Atemwege, sowie Infektionen des Atmungssystems
- Ansteckungen der Sehorgane
- Eiterinfektionen der Haut und Schleimhaut
- Ansteckungen des Harnsystems, besonders des Harn-Geschlechtssystems bei Frauen
- Pilzätiologie
- Krankheiten, die von Pilzen hervorgerufen werden, am meisten an Füßen, Nägeln, glatter Haut und auch Schleimhaut
- Parasitenätiologie
- Invasionskrankheiten sowohl des Verdauungssystems als auch der Haut

5.2 Chemische Schadstoffe

Um einen Eindruck über die Umweltbelastung zu vermitteln, werden im folgenden die auftretenden Hauptschadstoffe einer Großstadt näher betrachtet.

Insbesondere wurde hier auf 7 Schwermetalle und 4 polycyclische Kohlenwasserstoffe im Feinstaub hingewiesen. Die Schwermetalle Arsen, Blei, Cadmium, Chrom, Cobalt, Kupfer, Zink und die derzeit als karzinogen bekannten Kohlenwasserstoffe (PAH´s) Benzo-A-Pyren, Benzo-E-Pyren, Dibenz-A,H-Anthracen und Benzo-A-Anthracen wurden dabei näher getestet.

Als Hauptemissionsquellen dieser Umweltschadstoffe sind Kohle- und Ölfeuerungsanlagen, Flugasche aus Kohlekraftwerken, Müllverbrennungsanlagen, die metallverarbeitende Industrie, wie auch Kraftfahrzeug- und Flugverkehr anzusehen. Die genannten Schwermetalle verursachen bei chronischer Intoxikation folgende Symptome:

- Arsen: Anämie, Müdigkeit, Appetitlosigkeit, Übelkeit, Erbrechen, Diarrhoe, Muskelschwäche, Neurologische Störungen, Reizungen der Schleimhaut, Leberschäden, Atemnot, Bronchial-Ca, Haut-Ca, Lungenödem
- Blei: Anämie, Müdigkeit, Appetitlosigkeit, Muskelschwäche, Kopfschmerz, Neuro- logische Störungen, Leberschäden, Nierenschäden
- Cadmium: Nierenschäden, Leberschäden, Diarrhoe
- Chrom: Verätzungen der Schleimhaut, Leberschäden, Nierenschäden
- Cobalt: Anämie, Erbrechen, Diarrhoe, Verätzungen der Schleimhaut
- Kupfer: Verätzungen der Schleimhaut, Erbrechen, Diarrhoe, Leberschäden, Nieren- schäden
- Zink: Anämie, Übelkeit, Erbrechen, Diarrhoe

Die aufgeführten Substanzen induzieren durch Schädigung der Alveolarmakrophagen eine Verminderung der antibakteriellen Aktivität und somit des pulmonalen Abwehr- potentials. Hieraus resultiert eine Steigerung der Infektanfälligkeit. Weiterhin ist durch die Schädigung der Alveolarmakrophagen der Abtransport von Fremdkörpern nicht mehr gesichert, und somit tritt eine längere Verweilzeit der inhalierten Partikel in der Lunge auf.

Eine bisher kaum abschätzbare Gefahr stellt weiterhin die sicher nachgewiesene krebserregende Wirkung für Arsen, Chrom, Cobalt, Zinchromat und der PAH´s dar. Für Blei ist bekannt, daß es Enzyme hemmt, die reaktive Metaboliten entgiften können. Dies kann somit zu einem Anstau ultimativer krebserregender Stoffe und zu einer Erhöhung des krebserregenden Risikos führen.

Eine weitere Gefahr bedeutet die gleichzeitige Anwesenheit mehrerer Schwermetalle in der Atemluft, da die Gefahr von Chromosomenschädigungen hierbei weitaus größer ist, als bei der Gefährdung durch ein Metall allein. Deshalb kann angenommen werden, daß das krebserregende Risiko bei der Anwesenheit mehrerer Metalle und PAH´s ungleich höher ist.

Um die Belastung auf den menschlichen Organismus beurteilen zu können, werden die Schwermetalle und PAH´s unter Zugrundelegung des Atemvolumens auf Normalpersonen und Sportler berechnet.

Die nichtsporttreibende Normalperson atmet ca. 15 m³ pro Tag. Der Ausdauersportler dagegen hat ein Atemvolumen von ca. 24 m³ pro Tag, unter Einbeziehung eines 2- Stunden-Ausdauertrainings bei einem mittleren Atemzugvolumen von 2,5 l und einer Atemfrequenz von 40/min. Hieraus ergibt sich eine unterschiedliche Schadstoffbelastung, bedingt durch die Atemluft für Normalperson und Ausdauersportler.

Es wird damit deutlich, daß der Ausdauersportler einer erheblich höheren Schadstoff- menge durch die Atemluft ausgesetzt ist, als der in der gleichen Region lebende Nicht- sportler.

5.3 Chemische Umweltnoxen

Smog und Smogalarm haben in vielen Ländern das Bewußtsein für die Umwelt geweckt. Es wurden deshalb Richtlinien für die Luftqualität aufgestellt, in denen Höchstwerte für die verschiedenen Schadstoffe in der Luft angegeben wurden.

Das Problem jedoch ist, das sich diese Richtlinien nur auf die Physiologie des ruhenden Menschen beziehen, sie lassen außer Acht, daß die vom Körper aufgenommene Schadstoffmenge vom Funktionszustand des Organismus abhängig ist.

So wird das Atemvolumen von 6 bis 8 l unter Ruhebedingungen auf 60 bis 80 l während eines Langlaufes gesteigert, d. h. bei gleicher Schadstoffkonzentration der Luft wird hierdurch bei sportlicher Betätigung eine vergleichsweise höhere Schadstoffmenge dem Körper zugeführt.

Für Leistungssportler und Jogger stellt sich daher die Frage, ob der erhöhte Schadstoff- gehalt der Luft zu Einschränkungen der Leistungsfähigkeit oder zu Gesundheitsschäden führen kann.

Im folgenden sollen die wichtigsten gasförmigen Schadstoffe (Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid, Stickstoffdioxid und Ozon) in Bezug auf die sportliche Leistungsfähigkeit überprüft werden.

Die von hoher Toxizität geprägten Schadstoffe entstehen bei:

- Kohlenmonoxid (CO): - Unvollständige Verbrennung C-haltiger Brennstoffe, Kfz- Motoren, Schwerindustrie, Hausheitzungen
- Schwefeldioxid (SO2): - Verbrennen schwefelhaltiger Energieträger (Kohle, Erdöl)
- Stickstoffdioxid (NO2): - Kraftfahrzeuge, Kraftwerke / Fernheizwerke, Industrie- feuerungen
- Ozon (O3): - in niedrigen Konzentrationen Bestandteil der Luft, bildet sich bei starker Sonnenstrahlung (UV) aus O2, Photochemische Oxidation von Auspuff- gasen aus Stickoxiden und Kohlenwasserstoffen

Die Pathophysiologische Wirkungen dieser Schadstoffe lassen sich zum größten Teil dadurch erklären, daß der Gasaustausch zwischen der Umgebung und dem Organismus beeinträchtigt wird. Bekanntlich führt eine sportliche Leistung mit zunehmender Dauer und Intensität zu einem erhöhten Sauerstoffverbrauch in der beanspruchten Muskulatur. Dieser Bedarf wird durch eine adäquate Anpassung des kardio-pulmonalen Systems, d. h. der Sauerstofftransportkapazität gedeckt. Deshalb gilt auch die maximale Sauerstoff- aufnahme als zuverlässiges Maß für die aerobe Leistungsfähigkeit eines Individuums. Die hier angesprochenen gasförmigen Schadstoffe können jedoch bei der Sauerstofftrans-portkette in den Körper zu pathophysiologischen Störungen und damit zu einer Beein-trächtigung der sportlichen Leistungsfähigkeit im Ausdauerbereich führen.

Pathophysiologische Wirkungen der Schadstoffe:

- Kohlenmonoxid (CO):

- ca. 250mal größere Affinität zu Hämoglobin als Sauerstoff
- festere Bindung an Hämoglobin als Sauerstoff
- Beeinflussung des autonomen Nervensystems
- bindet sich an das Myoglobin
- Hemmung der Cytochromoxydase

- Schwefeldioxid (SO2):
- hemmt Tätigkeit der Zilien
- Reizwirkung der Augen, Nase, Luftwege, Hustenreiz
- stimuliert Schleimhautrezeptoren

- Stickstoffdioxid (NO2):

- Säurewirkung führt zu Schädigung der Alveolen, Lungenkapillaren, Schleimhäute
- Störung des Gasaustausches
- Methämoglobin-Bildung

- Ozon (O3):

- Kopfschmerzen, Augenbrennen, Müdigkeit, Schleimhautreizungen
- starkes Reizgas
- Reaktion mit zahlreichen Zellbestandteilen
- Luftwiderstandserhöhung ( körperliche Beanspruchung erhöht die Wirkung )
- in höheren Konzentrationen schweres Lungengift durch oxidative Veränderungen in

Lunge und Blut

6 Schlußbemerkung

Bezüglich der Beeinflussung der sportlichen Leistungsfähigkeit durch die angesprochenen Schadstoffe läßt sich zusammenfassend feststellen, daß eine solche durch die schadstoff-beladene Luft unserer Ballungszentren nachweisbar ist. Dies gilt auch deshalb, weil man davon ausgehen muß, daß sich die hier nur einzeln diskutierten Schadstoffe in ihren negativen Wirkungen addieren oder sogar potenzieren lassen. Das Gesamtbild dieser Faktoren und andererseits die Leistungsfähigkeit der Abwehr- mechanismen im Organismus entscheiden darüber, ob es nach dem Eindringen von Krankheitserregern in den menschlichen Organismus zur Erkrankung kommen wird oder nicht.

Dennoch ist die Frage im Falle eines Sportlers viel komplizierter, denn die Bekämpfung einer Infektion durch die Abwehrkräfte des Organismus schafft neue Belastungen, die sowohl in der Trainingsperiode als auch im Startzyklus des Trainings keine nichtige ist und einen Rückgang der sportlichen Form nach sich ziehen kann.

Wenn man auch der Ansicht bleibt, daß verschiedene Formen physischer Bewegung eine höchst vorteilhafte Einwirkung auf den Organismus haben, so erfordert die Wahl des Ortes für solche Aktivitäten Untersuchungen und Überlegungen vom Standpunkt des Verunreinigungsgrades der Umwelt.

7 Literaturverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten