ArchivDeutsches Ärzteblatt20/2002Kongressbericht: Bedeutung der körperlichen Aktivität für kardiale und zerebrale Funktionen

MEDIZIN: Kongressberichte und -notizen

Kongressbericht: Bedeutung der körperlichen Aktivität für kardiale und zerebrale Funktionen

Dtsch Arztebl 2002; 99(20): A-1379 / B-1152 / C-1077

Löllgen, Herbert; Hollmann, Wildor

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LNSLNS Die Medizin befindet sich in einer Umbruchsituation. Verlagert werden die Schwerpunkte in Forschung, Lehre und Praxis von der Therapie zur Prävention. Es wird in zukünftigen Jahrzehnten weniger darauf ankommen, eine Krankheit zu heilen, als sie zu verhüten.
Im Vordergrund des individuellen und des allgemein gesellschaftlichen Interesses stehen Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Stoffwechselkrankheiten, Krebsleiden, Beschwerden am Halte- und Bewegungsapparat sowie altersbedingte, körperliche und geistige Leistungseinbußen.
In diesen Bereichen wächst die Bedeutung präventiver Maßnahmen. Im Mittelpunkt steht körperliche Aktivität, wie es auch die Kölner Deklaration der Welt­gesund­heits­organi­sation (WHO) und des Weltverbandes für Sportmedizin 1994/95 feststellt. Zunächst waren es experimentelle Laboruntersuchungen, welche den negativen Einfluss von mehrtägiger oder mehrwöchiger Bettruhe erkennen ließen. Es folgten Forschungen über den Einfluss von qualitativ und quantitativ unterschiedlichen Trainingsprogrammen auf den gesunden und kranken Menschen jeder Altersstufe. Sie ergaben außerordentlich positive Befunde für die Präventivmedizin, die Bewegungstherapie und die Rehabilitation. Fundierte epidemiologische Untersuchungen, teilweise über mehrere Jahrzehnte an großen Bevölkerungsgruppen durchgeführt, bestätigten die Laborergebnisse. Sie führten zu den ab Mitte der 1960er-Jahre gegebenen Empfehlungen, die vier- bis sechswöchige absolute Bettruhe von Herzinfarktpatienten in Frühmobilisation, Bewegungstherapie und Rehabilitation mittels körperlicher Übungs- und Trainingsmaßnahmen umzuwandeln, erläuterten die Moderatoren Wildor Hollmann, Köln und Herbert Löllgen, Remscheid, auf dem 26. Interdisziplinären Forum der Bundes­ärzte­kammer in Köln.
Risikofaktor körperliche Inaktivität
Körperliche Inaktivität gilt seit einiger Zeit als gesicherter und wichtiger Risikofaktor für das Auftreten kardiovaskulärer Erkrankungen und einer vorzeitigen Mortalität, dem körperliche Aktivität entgegenwirken kann. Löllgen diskutierte Ergebnisse von mehr als 50 Studien, die belegen, dass durch regelmäßige körperliche Aktivität die Gesamt- und kardiovaskuläre Mortalität signifikant gesenkt werden kann. Unter körperlicher Aktivität versteht man eine signifikante Steigerung des Energieumsatzes. Sie kann sich sowohl auf das Alltagsleben beziehen als auch auf sportliche Tätigkeiten. Letztere werden nach Übung und Training, aerober und anaerober Beanspruchung sowie dem Einsatz unterschiedlich großer Muskelgruppen zusammengefasst. Mäßig intensive Beanspruchung entspricht etwa einem Umsatz von 3,5 bis 7 kcal/min, intensive körperliche Leistung einem Umsatz von mehr als 7 kcal/min. Regelmäßig ist körperliche Aktivität dann zu nennen, wenn sie mindestens zweimal wöchentlich erfolgt. So kann körperliche Aktivität wie ein Medikament dosiert gehandhabt werden.
Löllgen führte aus, dass zwischen 1990 und 2001 mehr als 30 prospektive Längsschnittuntersuchungen zu diesem Thema publiziert wurden. Die Risikoverminderung der Gesamtsterblichkeit wie die der kardiovaskulären Mortalität durch regelmäßige körperliche Aktivität betrug im Mittel 35 Prozent. Die Ergebnisse der verschiedenen Untersucher aus unterschiedlichen Ländern mit differierenden ethnischen Gruppen erbrachten weitgehend konsistente Ergebnisse. Die signifikante Beziehung zwischen körperlicher Aktivität und kardiovaskulärer Morbidität bleibt auch dann bestehen, wenn man lediglich den Zeitraum der ersten fünf Jahre untersucht. Das wichtigste Risiko körperlicher Aktivität, der plötzliche Herztod, tritt nach jüngsten Statistiken einmal in 61 795 Personenstunden auf. Eine Personenstunde beinhaltet Training einer Person über eine Stunde. Daher ist eine sportärztliche Untersuchung vor Aufnahme eines Trainings mit entsprechender Trainingsberatung empfehlenswert. Weitere Risiken sind Verletzungen des Gelenk- und Muskelapparates. Sie werden wesentlich durch Art und Intensität des Sports beziehungsweise der körperlichen Aktivität bestimmt.
Nach amerikanischen Statistiken müssen 30 Prozent der Bevölkerung als körperlich inaktiv und 60 Prozent als nur gelegentlich körperlich aktiv angesehen werden. Es besteht somit ein großes Potenzial an Präventionsmöglichkeiten durch regelmäßige körperliche Bewegung. Dies dürfte die Wirkung einzelner Medikamente deutlich übertreffen.
Rainer Hambrecht, Leipzig, erläuterte, dass sich Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz (CHF) dadurch auszeichnen, dass zwischen der oft ausgeprägten Belastungsintoleranz und den klassischen Parametern der linksventrikulären Pumpfunktion eine auffällige Diskrepanz besteht. Dieser überraschende Befund unterstreicht die Bedeutung peripherer Maladaptationen für die Belastbarkeit herzinsuffizienter Patienten. Während der letzten Jahre zeigte sich, dass bei CHF ein gestörter Skelettmuskelmetabolismus und eine ausgeprägte Endotheldysfunktion bei der Pathogenese der Belastungsintoleranz beteiligt sind.
Durch körperliches Training können diese extrakardialen Ursachen der Belastungsintoleranz therapeutisch günstig beeinflusst werden. In randomisierten Studien führte körperliches Training zu einer Verbesserung der oxidativen Kapazität der Skelettmuskulatur, zu einer Abschwächung der Ergoreflex-Aktivität, zu einer Korrektur der Endotheldysfunktion und Normalisierung einer oftmals pathologischen Ventilation unter Belastung. Aufgrund dieser trainingsinduzierten Adaptationen resultierte eine Verbesserung der maximalen Sauerstoffaufnahme je nach Studie um 15 bis 29 Prozent.
Unsicherheiten bestehen zurzeit noch hinsichtlich der Patientenauswahl, dem optimalen Trainingsprotokoll sowie den Langzeiteffekten von Training auf die Myokardfunktion. Derzeit sollte bei Patienten mit stabiler CHF, die sich unter einer optimalen medikamentösen Therapie befinden, eine Strategie mit einer Kombination von ärztlich überwachten und nicht überwachten Trainingseinheiten bevorzugt werden. Obwohl es sich bei körperlichem Training um keinen kausalen Therapieansatz im Bereich der Herzinsuffizienz handelt, kann bei diesen Patienten durch das Training als adjuvante Maßnahme eine Steigerung der körperlichen Leistungsfähigkeit und somit eine deutliche Verbesserung der Lebensqualität erzielt werden.
Auswirkungen auf das Gehirn
Die Einführung bildgebender Verfahren zur Darstellung von kognitiven Prozessen hat in den vergangenen 15 Jahren das Wissen um Gehirnfunktionen stark erweitert, betonte Hollmann. Das betrifft besonders die regionale Gehirndurchblutung, den regionalen Gehirnstoffwechsel und die Neurotransmission. Die meisten Untersuchungen beziehen sich jedoch auf den Menschen während der Körperruhe. Das Interesse der Sportmedizin aber bezieht sich auf den Einfluss von qualitativ und quantitativ unterschiedlicher Arbeit sowie von körperlichem Training auf Gehirnfunktionen und psychische Reaktionen. Vor diesem Hintergrund entstand in den letzten 15 Jahren ein Wissenschaftszweig, den Hollmann als „Bewegungs-Neurowissenschaft“ bezeichnete. Bei Belastungen mit 25 Watt und 100 Watt auf dem Fahrradergometer konnten signifikante, regional unterschiedlich große Durchblutungssteigerungen im Gehirn nachgewiesen werden. Der Ruheausgangswert wurde in einzelnen Gehirnsektoren um über 30 Prozent übertroffen. Die Summe beider Hände macht nur circa 2 Prozent der Körpermasse aus, ist jedoch in 60 Prozent des Gehirns repräsentiert. Hierdurch können Fingerbewegungen analog dem Klavierspielen in circa 60 Prozent der Kortexfläche Durchblutungssteigerungen zwischen 20 bis 30 Prozent bewirken. Bei Überschreitung einer kritischen Belastungsintensität von 60 bis 70 Prozent der persönlichen Höchstleistungsfähigkeit steigt der Endorphinspiegel im Blut um das 3- bis 4-Fache an. Hierdurch wird die Schmerzsensitivität in hohem Maße vermindert, das Wohlbefinden gesteigert. Eine zehnminütige Belastung mit 60 Prozent der individuellen Leistungsfähigkeit bewirkt signifikante Veränderungen im regionalen Glukosestoffwechsel des Gehirns. Mehrstündige körperliche Arbeit löst eine Zunahme der Serotoninproduktion im limbischen System aus, wodurch ebenso wie mit einem Dopaminanstieg die Stimmung positiv beeinflusst werden kann. Hyperoxie bewirkt im Gegensatz zu Normoxie und Hypoxie einen signifikanten Anstieg des Prolaktinspiegels bereits in Körperruhe. Eine Serotoninhemmung mit Ketanserin bewirkt einen verminderten Anstieg von ACTH bei ansteigender Fahrradergometerarbeit, ein Effekt, der noch übertroffen wird durch eine medikamentöse Verstärkung des Dopamineinflusses (Pergolid). Durch einen Serotonin-Wiederaufnahmehemmer wie Paroxetin sank die körperliche Ausdauerleistungsfähigkeit um circa ein Drittel, während den Probanden gleichzeitig mehr Fehler bei Rechenaufgaben unterliefen. Darüber hinaus steigern Dopaminagonisten die Fähigkeit zur Ausdauerleistung. Somit stellt das Gehirn einen leistungsbegrenzenden Faktor für die aerobe dynamische Ausdauerleistungsfähigkeit dar. Moderates Ausdauertraining vergrößert die Anzahl von 5-HT-Transportern auf Thrombozyten, während diese Veränderungen bei jahrelang ausdauertrainierten Personen nicht gefunden werden. Somit ließen ausdauertrainierte Athleten eine geringere serotonerge Aktivierung durch körperliche Belastung aufgrund metabolischer Adaptationen erkennen.
Alterungsvorgänge im Gehirn sind funktionell unter anderem durch Vergrößerung der aktivierten Gehirnareale beim Lernen von Wortpaaren sowie bei deren Abfrage charakterisiert. Zwei bis drei je einstündige Wanderungen pro Woche reduzieren diesen Alterungseffekt. Gleichzeitig werden andere kognitive Prozesse durch die körperliche Aktivität verbessert.
Training hellt Stimmung auf
In Studien mit überwiegend gesunden Probanden zeigten sich, so Andreas Broocks, Lübeck, nach körperlicher Aktivität und nach sportlichem Training positive Einflüsse auf Stimmung und Depressivität, Angstsyndrom, Selbstbewusstsein und Stressbewältigungsvermögen. Eine prospektive Studie ergab, dass körperlich Inaktive doppelt so häufig Depressionen entwickeln wie körperlich Aktive. Zur Bedeutung von körperlicher Aktivität bei psychisch Kranken liegen nur wenige Studien vor. Eine Studie des Referenten erlaubte die Schlussfolgerung, dass Patienten mit Panikstörungen Sport und Bewegung meiden. In einer randomisierten kontrollierten Studie besserte sich nach einem Ausdauertraining signifikant die Angstsymptomatik.
Die Mechanismen dieser Veränderungen beruhen möglicherweise auf einer Beeinflussung der zentralen Serotonin-Rezeptoren. Eine trainingsbedingte Herabregelung dieser Rezeptoren könnte die Ursache des angstmindernden Effektes nach Training sein. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen wurden Empfehlungen zum Sport gegeben. Regelmäßige körperliche Aktivität sollte demnach zum integrativen Bestandteil der Therapie von Depressionen, Angstsyndrom und möglicherweise auch anderen psychischen Erkrankungen gehören.
Erfolg versprechende Ansätze zur onkologischen Primärprävention liegen aufgrund von prospektiven Kohorten- und Fall-Kontroll-Studien vor, erläuterte Hans-Christian Heitkamp, Tübingen. So zeigen die vorliegenden 39 Studien, dass bei regelmäßiger intensiver körperlicher Aktivität das Erkrankungsrisiko für ein Kolonkarzinom um 40 bis 50 Prozent
gesenkt werden kann. Die Entstehung des Rektumkarzinoms lässt sich hingegen durch körperliche Aktivität nicht beeinflussen. In 28 Studien wurde untersucht, ob eine Beziehung zwischen der Entwicklung eines Prostatakarzinoms und körperlicher Aktivität besteht. Die Auswertung ergab, dass das Prostatakarzinomrisiko um 10 bis 70 Prozent gesenkt werden kann.
Für das Bronchialkarzinom sind 11 Studien publiziert, die auf einen möglichen präventiven Effekt körperlicher Aktivität hinweisen. Die Häufigkeit des Mammakarzinoms lässt sich, basierend auf 28 Studien mit 108 031 Patienten, um 30 Prozent durch körperliche Aktivität vermindern. Eine Dosis-Wirkungs-Beziehung liegt vor. Bemerkenswert war die Beobachtung, dass die körperliche Aktivität während der Pubertät für die Entstehung des Mammakarzinoms eine wichtige Rolle spielt. Es gibt somit zuverlässige Zahlen, die einen Effekt der Primärprävention durch körperliche Aktivität auf die Entstehung einiger Karzinome aufzeigen.
Hinsichtlich der Sekundärprävention ist die Datenlage deutlich schwächer. Körperliche Aktivität während und nach einer Krebstherapie führt zu einer allgemeinen körperlichen Stabilisierung, und die karzinombedingten Folgen werden vielfach gemildert. Neben der verbesserten körperlichen Leistungsfähigkeit führt Training zu einer psychischen Stabilisierung. Als positiv sind ebenfalls gruppendynamische Prozesse anzusehen. Prospektive Studien zur Auswirkung von körperlicher Aktivität und Sport in der Sekundärprävention von Karzinomkranken sind erforderlich.

Anschrift für die Verfasser:
Prof. Dr. med. Dr. h. c. Wildor Hollmann
Institut für Kreislaufforschung und Sportmedizin
Deutsche Sporthochschule Köln
50933 Köln

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