Hypoxie/Hypoxämie – 1. Kurzfristige Anpassungen

Take home

  • Sauerstoffsättigung, Sauerstoffabgabe
  • Atemfrequenz↑↑, Atemtiefe
  • Puls↑↑, Herzschlagvolumen, Blutvolumen
  • Grundumsatz, Appetit, Flüssigkeitsverlust, Kohlenhydrate
  • Falls nicht akklimatisiert, so früh wie möglich vor 24h den Wettkampf antreten.

Der erste Teil befasst sich mit den kurzfristigen physiologischen Anpassungen an die Höhe in den ersten 48h. In einem zweiten Teil werde ich auf die langfristigen Anpassungen im Rahmen einer Akklimatisation eingehen.

Die Zusammenfassung basiert auf dem Buch Physiology of Sport and Exercise, 6th Edition von WL Kenney, JH Wilmore & DL Costill, Human Kinetics (2015), Kap 13.

Umweltbedingungen

Der wichtigste Faktor ist der verringerte Sauerstoffgehalt (PO2) der Luft (Hypoxie), resp. des arteriellen Bluts (Hypoxämie). Weitere Faktoren sind

  • verringerter Luftdruck und Luftwiderstand,
  • kältere Lufttemperatur (1°C/150m),
  • tiefere Luftfeuchtigkeit (→stark erhöhter Feuchtigkeitsverlust über die Haut und die Atmung) und
  • intensivere Sonnenstrahlung, welche durch Reflexion durch Schnee verstärkt wird.

Atmung und Sauerstofftransport

  • reduzierter arterieller Sauerstoffgehalt (PO2) im Blut;
    ist eine direkte Folge des reduzierten PO2 in den Lungenbläschen (Lungendiffusion ist nicht limitierend)
  • reduzierte Sauerstoffsättigung (SO2) im Hämoglobin (80% auf 4300m)
  • sofortige Erhöhung vor allem der Atemfrequenz, aber auch der Atemtiefe (Atemzugvolumen)
  • respiratorische Alkalose infolge der gesteigerten Abatmung von CO2 (Hyperventilation), Anstieg des pH-Werts im Blut
  • als Kompensation scheiden die Nieren mehr Bicarbonat-Ionen aus, um das Blut wieder saurer zu machen (s. Kohlensäure-Bicarbonat-Puffersystem)
  • Verschiebung und Verflachung der Sauerstoffbindungskurve des Hämoglobins, um die relative O2-Aufnahme und -abgabe in der Höhe zu verbessern
  • Sauserstoffaustausch mit Muskel ist reduziert infolge des geringeren Difussionsgradienten vom Blut zum Muskelgewebe

Herz-Kreislauf

  • stetige Abnahme des Blutvolumens resp. das Plasmavolumens über erhöhte Abatmung von H2O und Urinausscheidung (bis zu 25%, Plateau wird erst nach ein paar Wochen erreicht);
    dies bringt eine Konzentration der roten Blutkörperchen und erlaubt mehr Sauerstoff zu den Muskeln zu pumpen pro gegebenen Herzauswurf
  • gesteigertes Herzminutenvolumen (Herzschlagvolumen und Herzschlagrate), um den verringerten Sauerstoffgehalt im Blut zu kompensieren.
  • in den ersten Stunden ist das Herzschlagvolumen wegen dem reduziertem Plasmavolumen sogar noch reduziert, der Puls dafür umso höher

Stoffwechsel

  • Grundumsatz wird erhöht, allerdings nimmt anfangs der Appetit ab, Gefahr von Gewichtsverlust
  • erhöhter Flüssigkeitsverlust, Dehydrationsgefahr
  • erhöhte Abhängigkeit von Kohlenhydraten, weil Glukose mehr Energie pro Einheit Sauerstoff liefert

Leistungsfähigkeit

  • selbst nach einer vollen Akklimatisation wird in der Höhe bei Ausdauerdisziplinen nie die gleiche Leistungsfähigkeit wie auf Meereshöhe erreicht
  • die Ausdauer ist am meisten betroffen wegen der reduzierten aeroben Energiebereitstellung
  • die maximale Sauerstoffaufnahme (VO2max) nimmt mit der Höhe ab (~10% pro 1000m), wegen dem reduzierten arteriellen Sauerstoffgehalt und dem reduzierten maximalen Herzminutenvolumen
  • es gibt keinen Geschlechtsunterschied bzgl. der Leistungseinbusse
  • hohe VO2max auf Meereshöhe ist ein Vorteil, da es erlaubt auf tieferer relativer Intensität (%VO2max) zu kämpfen
  • nicht akklimatisierte Sportler sollten so schnell wie möglich den Wettkampf antreten, da sich die klassischen Symptome der Höhenkrankheit so noch nicht voll manifestieren können
  • nach den ersten 24h wirkt sich die Höhe oft erheblich auf die Kondition aus, z.B. wegen Dehydration, Kopfweh, Schlafstörungen

Im nächsten Teil werde ich auf die langfristigen Anpassungen im Rahmen einer Akklimatisierung resp. eines Höhentrainings (Live High, Train Low) eingehen. Eine vollständige Anpassung dauert in der Regel sehr lange (mehrere Wochen bis Monate). 3 Wochen allgemein für eine moderate Höhe (2000-3000m), je weitere 600m zusätzlich 1 Woche. Auf einer Hochtourenwoche können wir also nur beschränkt davon profitieren.

1 Cholesterin und gesättigte Fette sind nicht ungesund

Take home

Es stimmt nicht, dass Cholesterin und gesättigte Fette in der Nahrung das Blutcholesterin erhöhen.

Der Grossteil des Cholesterins im Blut wird in der Leber produziert, nur wenig kann über die Nahrungsmittel absorbiert werden. Die Cholesterinmenge im Blut wird vom Körper strikt reguliert. Wenn weniger Cholesterin über die Ernährung aufgenommen wird, wird entsprechend mehr vom Körper erzeugt.

Esst mehr Eigelb! Alle 13 essentiellen Nährstoffe in Eiern befinden sich im Eigelb. Eigelb ist eine speziell gute Quelle von Cholin (Vitamin B6).
(Ich esse seit mehreren Jahren mind. 3 Eigelb/Tag.)


Übersicht

Chris Kresser hat eine Artikelserie zur Herzkrankheit geschrieben, die 5 Teile umfasst:

  1. Mythos #1: Das Essen von Cholesterin und gesättigten Fetten erhöht den Cholesterinspiegel im Blut.
  2. Mythos #2: Ein hoher Cholesterinspiegel im Blut ist die Ursache von Herzkrankheit.
  3. Ursachen eines erhöhten Risikofaktors (LDL-Partikelanzahl) für Herzkrankheit.
  4. Mythos #3: Statine retten das Leben von gesunden Leuten ohne Herzkrankheit.
  5. Strategien, um sich natürlich gegen Herzkrankheit zu schützen.

Die folgende Zusammenfassung basiert auf dem englischen Originalartikel von Chris Kresser: Der Herz-Ernährungsmythos: Cholesterin und gesättigte Fette sind keine Feinde.

Einführung

Die Herz-Kreislauf-Erkrankungen (HKL-Erkrankungen) sind in den Vereinigten Staaten extrem hoch verbreitet.

  • 65 Millionen Amerikaner sind von einer Herz-Kreislauf-Erkrankung betroffen.
  • Gegen 1 Million Amerikaner haben jedes Jahr einen Herzinfarkt.
  • In den USA stirbt alle 39 Sekunden eine Person an einer Herz-Kreislauf-Erkrankung.
  • 1 von 3 Todesfällen, die in den USA auftreten, ist durch eine Herz-Kreislauf-Erkrankung verursacht.
  • 1 von 3 Amerikanern hat metabolisches Syndrom, eine Gruppe von kardiovaskulären Hauptrisikofaktoren im Zusammenhang mit Übergewicht/Adipositas und Insulinresistenz.
  • Die Gesamtkosten von Herz-Kreislauf-Erkrankungen von 2008 werden auf 300 Mia $ geschätzt.

Eine neuere Studie schätzt, dass 90% der HKL-Erkrankungen durch Faktoren der Ernährung und des Lebensstils verursacht werden, die modifizierbar sind. (1)

Die HKL-Erkrankung gehört leider zu den am häufigsten falsch diagnostizierten und fehlbehandelten Krankheiten in der Medizin.

Mythos #1: Das Essen von Cholesterin und gesättigten Fetten steigert den Cholesterinspiegel im Blut

Stimmt es, dass Nahrungsmittel wie rotes Fleisch, Eier und Speck unseren Cholesterinspiegel erhöhen?

Die Herz-Ernährungshypothese sagt aus, dass das Essen von Cholesterin und gesättigten Fetten das Cholesterin in unserem Blut erhöht. Sie basiert auf alten Studien. Neuere (und hochqualitativere) Evidenz unterstützt sie jedoch nicht.

Cholesterin

Der Grossteil des Cholesterins im Blut wird in der Leber produziert, nur wenig kann über die Nahrungsmittel absorbiert werden. Die Cholesterinmenge im Blut wird vom Körper strikt reguliert. Wenn weniger Cholesterin über die Ernährung aufgenommen wird, wird entsprechend mehr vom Körper erzeugt.

An jedem beliebigen Tag haben wir zwischen 1’100 und 1’700 mg Cholesterin in unserem Körper. 25% davon stammt aus unserer Ernährung und 75% wird in unserm Körper von der Leber produziert. Ein Grossteil des Cholesterins, das in den Nahrungsmitteln vorhanden ist, kann von unserem Körper nicht absorbiert werden, und das meiste Cholesterin in unserem Darm wurde zuerst in Körperzellen synthetisiert, bevor es via Leber und Gallenblase im Darm landete. Der Körper reguliert die Cholesterinmenge im Blut strikt, indem er die interne Produktion kontrolliert; wenn die Cholesterinaufnahme in der Ernährung abnimmt, erzeugt der Körper mehr. Wenn die Cholesterinaufnahme in der Ernährung zunimmt, erzeugt der Körper weniger.

Das erklärt, wieso gut gestaltete Cholesterin-Ernährungsstudien (wo sie Freiwilligen 2-4 Eier pro Tag zu essen geben und ihr Cholesterin messen) zeigen, dass das Cholesterin aus der Ernährung in etwa 75% der Bevölkerung sehr wenig Auswirkung auf den Blutcholesterinspiegel hat. Die restlichen 25% der Bevölkerung werden als „Hyper-Responders“ [Überreagierer] bezeichnet. In dieser Gruppe erhöht das Nahrungscholesterin in bescheidenem Ausmass sowohl LDL („schlechtes Cholesterin“) als auch HDL („gutes Cholesterin“), beeinflusst aber nicht das Verhältnis von LDL zu HDL und erhöht auch nicht das Risiko einer Herzerkrankung. (2)

Chris Kresser empfiehlt wieder mehr Eigelb zu essen. Alle 13 essentiellen Nährstoffe in Eiern befinden sich im Eigelb. Eigelb ist eine speziell gute Quelle von Cholin (Vitamin B6).

Mit anderen Worten, das Essen von Cholesterin wird einem keinen Herzinfarkt bescheren. Man kann die Eiweiss-Omeletten getrost aufgeben und wieder anfangen, Eigelb zu essen. Das ist eine gute Sache, denn alle 13 essentiellen Nährstoffe in Eiern befinden sich im Eigelb. Eigelb ist eine speziell gute Quelle von Cholin, einem B-Vitamin, das mehrere wichtige Rollen in der Produktion von Neurotransmittern, bei der Entgiftung und bei der Erhaltung von gesunden Zellen innehat. (3) Studien zeigen, dass bis zu 90% der Amerikaner nicht genug Cholin bekommen, was zu Müdigkeit, Schlaflosigkeit, schlechter Nierenfunktion, Gedächtnisproblemen und Nerv-Muskel-Dysbalancen führen kann. (4)

Gesättigte Fette

Studien die zeigen, dass die Einnahme von gesättigten Fetten den Blutcholesterinspiegel erhöht, sind fast immer kurzfristig (ein paar Wochen). (5)  Bis auf eine (schwache) Ausnahme können alle langfristigen Studien keine Beziehung zwischen der Einnahme von gesättigten Fetten und Blutcholesterinwerten nachweisen. (6)

Studien zu Wenig-Kohlenhydrat-Diäten (welche vorwiegend hoch in gesättigten Fetten sind) zeigen mehrere vorteilhafte Auswirkungen auf Risikofaktoren zur Herz-Kreislauf-Erkrankung.

Zum Beispiel fand eine Meta-Analyse von 17 Wenig-Kohlenhydrat-Diätstudien, die 1’140 adipöse Patienten umfasste und im Journal Obesity Research publiziert wurde, dass Wenig-Kohlenhydrat-Diäten das LDL-Cholesterin weder erhöhten, noch senkten. Sie fanden hingegen heraus, dass Wenig-Kohlenhydrat-Diäten mit signifikanten Abnahmen des Körpergewichts und Verbesserungen von mehreren Herz-Kreislauf-Risikofaktoren assoziiert waren, einschliesslich der Senkung von Triglyceriden, Nüchternblutzucker, Blutdruck, Body Mass Index, Bauchumfang, Plasmainsulin und C-reaktivem Protein, als auch der Zunahme vom HDL-Cholesterin. (7)

Auch abgesehen von Cholesterin tragen gesättigte Fette nicht zur Herzerkrankung bei.

…eine grosse Meta-Analyse von prospektiven Studien, die mehr als 350’000 Teilnehmer involvierte, fand keine Beziehung zwischen gesättigten Fetten und Herzerkrankung. (8) Eine japanische prospektive Studie, die 58’000 Männer über durchschnittlich 14 Jahre beobachtete, fand keine Beziehung zwischen der Einnahme von gesättigten Fetten und Herzerkrankung und eine Umkehrbeziehung zwischen gesättigten Fetten und Herzinfarkt (d.h. diejenigen, die mehr gesättigte Fette assen, hatten ein tieferes Herzinfarktrisiko). (9)

Nicht jede Person reagiert gleich auf Nahrungscholesterin, nicht jede Person reagiert gleich auf gesättigte Fette. Eine Diät hoch in gesättigten Fetten ergibt im Durchschnitt einen ausgeglichenen Cholesterinspiegel, wobei die Antworten in einger gewissen Spannbreite liegen. (Wenn gesättigte Fette das Gesamt- oder LDL-Cholesterin wirklich erhöhen, stellt sich die Frage, inwiefern das ein Problem ist. Das wird im nächsten Artikel in dieser Serie adressiert.)

Meinungswechsel

Viele der ursprünglichen Verfechter der Herz-Ernährungshypothese glauben nicht mehr daran. Ancel Keys, der Vater der Herz-Ernährungshypothese schrieb in einem Brief von 1991 an das New England Journal of Medicine (10):

Ernährungscholesterin hat einen wichtigen Effekt auf den Cholesterinspiegel im Blut von Hühnern und Kaninchen, aber viele kontrollierte Experimente haben gezeigt, dass Nahrungscholesterin einen begrenzten Effekt bei Menschen hat. Die Zugabe von Cholesterin zu einer Cholesterin-freien Diät erhöht den Blutwert in Menschen, aber wenn es zu einer uneingeschränkten Ernährung hinzugefügt wird, hat es einen minimalen Effekt.

Sylvan Lee Weinberg, der frühere Präsident des American College of Cardiology und ausgesprochener Befürworter der Herz-Ernährungshypothese schrieb in einem Editorial des Journal of American College of Cardiology (11):

Die Wenig-Fett/Viel-Kohlenhydrat-Diät… könnte sehr wohl eine unbeabsichtigte Rolle in der gegenwärtigen Epidemie von Adipositas, Fettabnormalitäten, Typ-2-Diabetes und metabolischen Syndrom gespielt haben. Diese Diät kann nicht mehr länger unter Berufung auf die Autorität von angesehenen medizinischen Organisationen verteidigt werden.

Schlussfolgerung

Die Einahme von Cholesterin und gesättigten Fetten führt bei den meisten Menschen zu keiner Erhöhung der Cholesterinwerte.

Nächster Artikel in der Serie: Mythos #2: hohes Cholesterin im Blut ist die Ursache von Herzkrankheit.

Quellen (Originaltext auf Englisch)

Für mehr Artikel von Chris Kresser zu Herzkrankheit und Cholesterin siehe http://chriskresser.com/specialreports/heartdisease