Auswirkungen von sportlicher Belastung auf die Nierenfunktion

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Sport und Niere

B . K . K r ä m e r und T. Risler

Sektion für Nieren- und Hochdruckkrankheiten, Medizinische Universitätsklinik T ü b i n g e n

Zum Thema

Ärztlich konsequent ü b e r w a c h t e nierenkranke Patienten ein- schließlich Nierentransplantierter k ö n n e n nicht nur Sport treiben, sie sollten es sogar zur Erhaltung und Verbesserung ihrer körperlichen Belastbarkeit tun. Dies ist in vielen Fällen jedoch nur unter E i n - s c h r ä n k u n g e n möglich.

Ü b e r die Auswirkungen sportlicher Belastung auf die Nieren- funktion Gesunder und Nieren- kranker wird hier berichtet. Dar- über hinaus beschäftigt sich die Arbeit mit dem Einfluß von E r y - thropoetin und Diuretika auf die Leistungsfähigkeit von Athleten,

Schlüsselwörter: Nierenfunktion - Proteinurie - Sport - Dialysepatien- ten - Erythropoetin - Diuretika

Starke sportliche Belastungen k ö n - nen zu einer H ä m a t u r i e und Protein- urie führen für die der Begriff „athletic pseudonephritis" geprägt wurde.

Zusätzlich kann es zu einer renalen Ausscheidung von M y o g l o b i n und Erythrozytenzylindern sowie zu einer Abnahme der glomerulären Filtra- tionsrate und auch des renalen Plas- maflusses kommen. In ausgeprägten Fällen kann sich hieraus ein akutes Nierenversagen entwickeln. Die Pro- tenurie bzw. H ä m a t u r i e unter Bela- stung sind g l o m e r u l ä r e n / t u b u l ä r e n Ursprungs bzw. glomerulär und durch Mikrokontusionen der Blasen- wand bedingt.

In der Regel ist die körperliche Lei- stungsfähigkeit von H ä m o d i a l y s e - und Peritonealdialysepatienten deutlich und die von nierentransplantierten Patienten und von Patienten mit kompensierter Niereninsuffizienz ge- ring eingeschränkt. Trotzdem ist die

sportliche Betätigung in allen Patien- tengruppen möglich und sinnvoll.

Sportarten die zu einer Schädigung von Dialyseshunt, Tenckhoff-Kathe- ter oder des Transplantats führen k ö n n e n , müssen vermieden werden, aber auch Sportarten, die zu einer ü b e r m ä ß i g e n Gelenkbelastung bei vorbestehender Osteopathie führen k ö n n e n . Die Behandlung mit Ery- thropoetin führt bei allen Patienten- gruppen zu einer Zunahme der kör- perlichen Leistungsfähigkeit. W ä h - rend die körperliche Leistungsfähig- keit unter Behandlung mit Diuretika (mit der Ausnahme von Azetazol- amid in der Behandlung der H ö h e n - krankheit) abnimmt, kommt es zu einer Verbesserung der Sauerstoffauf- nahme unter Medikation mit Ery- thropoetin.

Im folgenden soll die wechselseitige Beziehung zwischen Sport und N i e - re(nfunktion) dargestellt werden. A u f G r u n d des vorgegebenen Rahmens wird die folgende Übersicht auf die Themenkreise a) Auswirkung sportlicher Belastung auf die Nierenfunk- tion, b) S p o r t a u s ü b u n g nierenkranker Patienten, und c) Auswirkung von Medikamenten, die in der Nephrolo- gie Verwendung finden (am Beispiel von Erythropoetin, Diuretika) auf die sportliche Leistung, begrenzt.

Auswirkungen von sportlicher Belastung auf die Nierenfunktion

Sportliche Belastung führt zu einer vermehrten A l b u m i n - und Protein- ausscheidung und H ä m a t u r i e wofür

1956 durch Gardner [21] der Begriff

„athletic pseudonephritis" geprägt wurde. Bei M a r a t h o n l ä u f e r n und Langstreckenläufern waren nach dem Rennen eine Proteinurie, M i k r o h ä - maturie, teilweise mit Erythrozyten- zylindern, sowie Nierentubuluszellen, granulierte Zylinder und Myoglobu-

lin im U r i n nachweisbar [9, 28, 30, 40]. Ferner kam es zu einer vorüber- gehenden Abnahme der G F R bei er- haltenem renalem Plasmafluß (somit Abnahme der Filtrationsfraktion) be- vorzugt bei Rennen bei warmer Wit- terung [40], Ähnliche Veränderungen fanden sich nach längeren F u ß m ä r - schen [38]. Solche Störungen der renalen Funktion k ö n n e n zu einem A N V führen wie dies in mehreren K a - suistiken vorbeschrieben wurde, wobei ursächlich teilweise eine Rhabdo- myolyse zu Grunde liegt [4, 22, 32].

Bei trainierten Radfahrern hatte selbst eine Belastung von 200 W über

1 h Dauer keine negativen Auswir- kungen auf die mittels Kreatinin- clearance gemessene Nierenfunktion [47], jedoch war bei nicht trainierten Radfahrern, die nur eine Herzfre- quenz von 120-130 unter Belastung erreichten, sowohl die glomeruläre Filtrationsrate (Inulinclearance) als auch der renale Plasmafluß ( P A H - Clearance) erniedrigt bei erhöhter Filtrationsfraktion [3].

Haugen et al. [27] konnten bei trainierten Skilangläufern eine deutliche Zunahme der Ausscheidung von A l - bumin und Zylindern bei nur geringer Zunahme der Uromukoidaus- scheidung zeigen.

Die Proteinurie unter Belastung ist sowohl glomerulären als auch tubu- lären Ursprungs im Sinne einer er- h ö h t e n glomerulären Permeabilität und einer verminderten tubulären Reabsorption und nähert sich nor- malen Werten zwischen 1 und 4 h nach Ende der Belastung abhängig von Dauer und Intensität der Bela- stung [13, 14, 33, 42, 43, 45]. Kurzzei- tige körperliche Belastungen erhöhen die Albuminausscheidung i m 24-h- Sammelurin im Gegensatz zu länger- dauernden sportlichen Belastungen nicht signifikant [14, 30, 33].

Die H ä m a t u r i e unter körperlicher Belastung scheint sowohl glomerulä- ren Ursprungs als auch durch mecha-

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nische Alteration (Mikrokontusio- nen) der Blasenwand bedingt zu sein, wobei die relative Bedeutung dieser Faktoren noch umstritten bleibt [1,9, 40, 49].

Flamm et al. [20] m a ß e n mittels Tc markierten Erythrozyten die Blutvolumenverteilung auf die Orga- ne gesunder Freiwilliger und es ergab sich bei 75% der maximalen Sauer- stoffaufnahme bzw. maximaler Sauerstoffaufnahme eine Abnahme des Blutvolumens der Niere auf 84 bzw. 74%, der M i l z auf 71 bzw. 54%

bei gleichzeitiger Zunahme des Blut- volumens des Herzens auf 119 bzw.

124% und der Lunge auf 139 bzw.

150% der Ausgangswerte. Diese Wer- te entsprechen etwa der Organvertei- lung des Herzminutenvolumens in Ruhe und unter Belastung. Eine Aus- scheidungsstörung von^{1 3 1}J - H i p p u r a t unter Belastung wurde bisher nur bei hypertensiven Patienten nachgewie- sen, wobei dieser Befund präoperativ eine mögliche prognostische Bedeu- tung bei Patienten mit renovaskulä-

rer Hypertonie hat [15, 16].

Eine weitere mögliche Auswirkung körperlicher Belastung ist ein erhöh- tes Risiko der Bildung von Nieren- steinen, die sich aus Calciumoxalat

°der H a r n s ä u r e zusammensetzen [44]. Dies ist im wesentlichen durch die höhere Konzentration lithogener Substanzen im Rahmen eines bela- stungsbedingten Flüssigkeitsverlu- stes zu sehen.

Sportliche Betätigung nierenkranker Patienten

Patienten mit kompensierter Nierenin-

suffizienz. In einer Studie von Taver- ner et al. [46] war die Belastungsstufe bei Patienten (glomeruläre Filtra- Üonsrate 65 ± 16 ml/min) um eine Herzfrequenz von 11 O/min zu erreichen signifikant niedriger als bei gesunden Kontrollpersonen. A u f dieser Mäßigen Belastungsstufe kam es nur bei den Patienten zu einem Abfall der glomerulären Filtrationsrate, w ä h -

r en d die Clearance freien Wassers nicht in gleicher Weise wie bei N o r -

^alpersonen vermindert werden konnte. Untrainierte Patienten mit kompensierter Niereninsuffizienz er- achten etwa die gleiche Leistungs-

stufe wie trainierte H ä m o d i a l y s e p a - tienten, allerdings konnte durch ein entsprechendes Training die Lei- stungsfähigkeit bei kompensierter Niereninsuffizienz um etwa 40% ge- steigert werden [37]. Die maximale körperliche Leistungsfähigkeit von 20 Patienten mit kompensierter (rela- tiv stark eingeschränkter) Nierenin- suffizienz ( G F R : 11+3 ml/min) war 74% der von gesunden Kontrollper- sonen [17]. In Verlaufsbeobachtungen war die Abnahme der Leistungsfähig- keit mit der Abnahme des Hb-Wertes korreliert [17]. Bei Patienten mit kompensierter Niereninsuffizienz [Se- rumkreatinin 473 + 61 u m o l / L ( 5 , 4 ± 0 , 7 m g % ) ] führte die Behand- lung mit Erythropoetin zu einer Z u - nahme der maximalen Sauerstoffauf- nahme um etwa 9% ohne N o r m a l - werte zu erreichen bei einer Zunahme des Hb-Wertes von 9,1 auf 12,3 g/dl [34].

Hämodialysepatienten. Die Mehrzahl der Hämodialysepatienten ist durch eine Linksherzhypertrophie mit normaler systolischer Funktion in Ruhe charakterisiert, jedoch besteht eine eingeschränkte systolische Ventrikel- funktion unter Belastung und eine ge- störte diastolische Compliance [50].

Diese Befundkonstellation entspricht in der Regel der sogenannten urämi- schen Kardiomyopathie, die mögli- cherweise durch den sekundären Hy- perparathyreoidismus mitbedingt ist.

Interessanterweise bessert sich diese Kardiomyopathie bei einigen Patien- ten w ä h r e n d der Behandlung mit Erythropoietin [36]. D u r c h eine H ä - modialysebehandlung lassen sich diese Störungen überwiegend beheben, allerdings hält der Effekt nicht über 24 h an [50]. Wie u.a. von Völker et al.

[48] gezeigt wurde, ist jedoch auch bei Hämodialysepatienten eine ambulan- te Sporttherapie möglich mit subjektiver und (geringer) objektiver Ver- besserung der Leistungsfähigkeit.

Hämodialysepatienten erreichen etwa 50-70% der Leistung gesunder, gleichalter Kontrollen, allerdings mit einer weiten Streuung der Einzelwer- te und teilweise sogar normaler Lei- stung [6, 11, 18, 23, 37, 41]. Harter u.

Goldberg [26] konnten unter einem Training mittels Fahrradergometer, Wandern und Joggen für die Dauer von 12 Monaten einen Anstieg der

maximalen Sauerstoffaufnahme um 17% und der Dauer der Laufbandbe- lastung um 26% zeigen. Bereits ein nur 6 Wochen dauerndes Ergometer- training führte bei Hämodialysepa- tienten zu einer deutlichen Zunahme der maximalen Leistung und der Sauerstoffaufnahme [25]. Greinert etal. [23] konnten zeigen, d a ß nach etwa 18monatigem Training (Kreistraining, Geh-Lauf-Programm, Schwimmen) ein Leistungsplateau erreicht wird. Beachtenswert ist, d a ß die sportliche Belastbarkeit zu wesentlichen Teilen durch die Ein- s c h r ä n k u n g der Muskelkraft und we- niger der Sauerstoffaufnahme erklärt wird [19].

Unter Behandlung mit Erythro- poetin (Zunahme des Hb-Wertes um 2,0-4,4 g/dl auf 9,7-10,8 g/dl) nimmt die maximale Sauerstoffaufnahme/

maximale Leistung um etwa 20-50%

bei Dialysepatienten zu [24, 29, 35, 36].

Peritonealdialysepatienten. Von Beas- ley etal. [7] wurde die Belastbarkeit von 18 C A P D („continuous ambulatory peritoneal dialysis")-Patienten auf dem Laufband untersucht. Die maximale Sauerstoffaufnahme war im Vergleich zu gesunden Kontroll- patienten deutlich reduziert (14,6 m l / kg min zu 33,6 ml/kg min), jedoch war die Sauerstoffaufnahme nicht zu- sätzlich durch die intraperitoneale Dialysatmenge eingeschränkt. Ähnli- che Ergebnisse zeigten Painter et al.

[41], insbesondere war die Leistungs- fähigkeit deutlich geringer als bei nierentransplantierten Patienten und vergleichbar der von Hämodialyse- patienten.

Trotz der eingeschränkten Belast- barkeit sollten Peritonealdialysepa- tienten ermutigt werden sich unter ärztlicher Supervision mäßiggradig sportlich zu belasten.

Nierentransplantierte Patienten. Bei nierentransplantierten Patienten kommt es nach Transplantation zu einer Zunahme der maximalen kör- perlichen Leistungsfähigkeit (ohne d a ß alle Patienten Normalwerte erreichen) wesentlich durch den Anstieg des H ä m a t o k r i t s mitbedingt [18, 41].

Sowohl die maximale Sauerstoffauf- nahme als auch die Muskelkraft lassen sich durch körperliches Training

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(Gymnastik, Wandern, Joggen) steigern [31]. E i n Leistungsplateau unter regelmäßigem körperlichen Training wird nach etwa 18 Monaten erreicht [23]. 8 Wochen nach Nierentrans- plantation erreichen die Patienten unter regelmäßigem Training (Lauf- band und Fahrradergometer) die Lei- stungsfähigkeit gesunder Kontroll- personen [39]. Im Gegensatz zu die- sen Untersuchungen sahen Bullock etal. [11] keinen Unterschied in der

Leistungsfähigkeit zwischen Dialyse- patienten und nierentransplantierten Patienten. Sportarten, die sich für den nierentransplantierten Patienten eig- nen sind u.a. Schwimmen, Wandern, Golf, Tischtennis w ä h r e n d z.B. Jog- gen, Skifahren, Fußball wegen der Gelenkbelastung, Sturzgefahr, oder der Gefahr des Transplantattraumas eher ungeeignet sind [11].

Einfluß von Erythropoetin und von Diuretika auf die sportliche Belastbarkeit

Erythropoetin hat durch seine Wir- kung, die Blutmenge zu erhöhen (und damit die Sauerstoffaufnahme zu er- höhen), das Potential, die sportliche Leistung auch bei nicht anämischen Patienten zu steigern [2]. Berglund u.

Ekblom [8] zeigten, d a ß die Behand- lung von 15 gesunden M ä n n e r n mit Erythropoetin den H ä m o g l o b i n w e r t von 15,2 auf 16,9 mg/dl und den Hä- matokrit von 44,5% auf 49,7% er- höht. Hierbei war die Herzfrequenz bei 200 W nach Erythropoetinbe- handlung signifikant niedriger als vorher, als Hinweis auf eine gesteiger- te Leistungsfähigkeit, allerdings waren auch die Blutdruckwerte unter dieser Belastung höher. Deshalb besteht die Gefahr, d a ß Erythropoetin als Dopingmittel m i ß b r a u c h t werden wird. Folgerichtig wurde Erythropoe- tin vom Internationalen O l y m p i - schen Kommitee als Dopingmittel klassifiziert. Potentielle Gesundheits- risiken sind Thrombose und Hyper- tonie.

In einer Studie von Armstrong et al. [5] wurde die W i r k u n g von 40 mg Furosemid p.o. 5 h vor einem 1500-m-, 5000-m-, 10000-m-Rennen sowie der Messung der Sauerstoffauf- nahme auf einem Laufband unter-

Fazit für die Praxis

Extreme sportliche Belastung kann Albumin-, Proteinausschei- dung und M i k r o h ä m a t u r i e , Aus- scheidung von Erythrozytenzylin- dern, granulierten Zylindern, N i e - rentubuluszellen und Myoglobin induzieren („athletic pseudonephritis"). Auswirkungen auf G F R und renalen Plasmafluß hängen vom Trainingszustand und äußeren Bedingungen ab.

Die körperliche Belastbarkeit von Patienten mit kompensierter Niereninsuffizienz ist signifikant niedriger, kann aber durch Trai- ning ebenfalls e r h ö h t werden. E i n wichtiger Parameter der Belast- barkeit chronisch Nierenkranker ist der Hb-Wert, dessen Steigerung durch Erythropoetin bei Dialyse- patienten nachweisbar ist.

Nierentransplantierte Patienten vermögen durch regelmäßiges Training ein Leistungsniveau zu erreichen, das dem Gesunder entspricht. Z u vermeiden sind selbst- verständlich Sportarten mit hoher Verletzungsgefahr.

Erythropoetin kann durch sei- nen positiven Einfluß auf die Blut- menge und somit auf die Sauer- stofFaufnahme die Leistungsfähig- keit erhöhen, weswegen es auch als Dopingmittel m i ß b r a u c h t wird.

Diuretika mindern die sportliche Leistungsfähigkeit, werden aber bedauerlicherweise dazu verwen- det, bei gewichtsbezogenen Sport- arten das Kampfgewicht zu reduzieren.

sucht. W ä h r e n d die submaximale und maximale Sauerstoffaufnahme nicht signifikant unterschiedlich zwischen hydrierten und dehydrierten Sport- lern war, bestand eine signifikant h ö - here Belastungsdauer auf dem Lauf- band und eine schnellere Zeit auf den Laufstrecken im hydrierten Zustand.

Eine Verschlechterung der sportlichen Leistungsfähigkeit wurde für weitere Diuretika gezeigt mit der Ausnahme von Azetazolamid, wel- ches zur Behandlung der H ö h e n - krankheit geeignet ist und möglicher- weise die Leistungsfähigkeit in großer H ö h e steigert [12]. Somit haben D i -

uretika als „ D o p i n g m i t t e r nur eine Bedeutung, um z.B. das Kampfge- wicht (z.B. beim Boxen, Ringen) auf das erlaubte Gewicht zu reduzieren.

Obwohl Sport in Einzelfällen zu einem pathologischen Urinbefund (u.a.

H ä m a t u r i e , Proteinurie, Myoglobin- urie) und mitunter zu Funktionsein- s c h r ä n k u n g e n der Niere führen kann, ist eine regelmäßige Sportausübung generell empfehlenswert. Eine ange- messene sportliche Belastung ist insbesondere auch bei nierenkranken Patienten sinnvoll, da es in allen Pa- tientengruppen zu einer Verbesserung objektiver und subjektiver Leistungs- parameter kommt. Eine zusätzliche Verbesserung der Leistungsfähigkeit wird durch die Behandlung mit Ery- thropoetin erreicht.

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Dr. B.K. Krämer Sektion für Nieren- und Hochdruckkrankheiten Medizinische Universitätsklinik Otfried-Müllier-Straße 10 W-7400 Tübingen

Bundesrepublik Deutschland