Zur Fortbildung Aktuelle Medizin ÜBERSICHTSAUFSATZ
Bei der Propagierung regelmäßi- ger körperlicher Aktivität als ge- sundheitsfördernde Maßnahme darf nicht übersehen werden, daß damit auch Risiken verbunden sein können, denn Sport — selbst wenn „nur" gesundheitssportli- che Aktivität beabsichtigt wird — muß nicht prinzipiell gesund sein.
Beispielsweise sind Unvernunft, Kritiklosigkeit in der Anwendung bei Nichtbeachtung vorbestehen- der pathologischer Befunde oder Wunschdenken Faktoren, die den Gesundheitseffekt körperlicher Aktivität pervertieren können. Die- se Problematik scheint in beson- derem Maße für Aerobic zu beste- hen, zumal hier erschwerend hin- zukommt, daß hinsichtlich des ge- sundheitlichen Nutzens bzw. Risi- kos auch aus medizinischer Sicht unterschiedliche Meinungen ver- treten werden. In Anbetracht der hohen Zahl von Aerobic-Treiben- den — es wird von mehr als 3 Mil- lionen, meist Frauen, berichtet — ist es notwendig, die durch Aero- bic ausgeübten Belastungsreize und deren Auswirkung auf die verschiedenen Teilbereiche des menschlichen Organismus zu ana- lysieren, da erst auf der Basis sol- cher Befunde Nutzen und Risiko abgeschätzt werden können.
Aufgrund der Ergebnisse einer Feldstudie sollen im folgenden die kardiozirkulatorischen und meta- bolischen Belastungen des Orga-
nismus durch Aerobic besprochen werden. Dabei wurde in einem Aerobic-Studio das Programm ei- ner „normalen" Aerobic-Übungs- stunde analysiert. Auf orthopä- disch-sporttraumatologische, trai- ningsphysiologische und sport- pädagogische Aspekte oder gar auf die Beantwortung der Frage, inwieweit es sich um eine neue, eigenständige Sportart handelt oder nicht, wird im Rahmen dieser Arbeit nicht speziell eingegangen werden.
Inhalt der Aerobic-Übungsstunde Das untersuchte Aerobic-Pro- gramm ist in den Darstellungen 1 und 3 skizzenhaft abgebildet.
Nacheinander werden nahezu alle Muskelgruppen des Körpers bela- stet, wobei die während einer je- weils unterschiedlich langen Zeit- phase bevorzugt eingesetzten Muskelgruppen den jeweiligen Körperregionen zugeordnet wur- den. Die Reihenfolge der in Dar- stellung 1 und 3 aufgeführten Kör- perregionen entspricht der Rei- henfolge der innerhalb der Übungsstunde schwerpunktmäßig aktivierten Muskelgruppen. Das Aerobic-Programm wurde jeweils mit Lauf- und Sprungübungen ab- geschlossen. Während der ange- gebenen Belastungsphasen waren die Personen ständig in Bewe- gung, begleitet von Disko-Musik.
Aerobic kann als eine inter- vallmäßige Form körperlicher Belastung angesehen werden, die phasenweise zu einer er- heblichen kardiozirkulatori- schen, metabolischen und muskulären Beanspruchung führt. Die Bezeichnung „Aero- bic and Anaerobic" wäre da- her zutreffender. Dosierbar- keit und Kontrollierbarkeit der Belastungsintensität sind er- schwert, so daß für Sportan- fänger diese Art der körperli- chen Belastung ungeeignet ist.
Die Pausen von 2 bis 3 Minuten zwischen den Übungen waren für die Blutentnahmen aus Ohrläpp- chen und Armvene notwendig.
Für die Bewertung der Auslen- kung von während körperlicher Belastung untersuchten Parame- tern ist der Trainingszustand bzw.
die Sportanamnese der Proban- den von wesentlicher Bedeutung.
Die Teilnehmer dieser Studie (Al- ter 34 ± 8 Jahre; weiblich; n = 24) können keineswegs als Sportan- fänger oder völlig untrainiert be- zeichnet werden, da durchschnitt- lich 5 Stunden pro Woche Sport getrieben wird, davon 2,5 Stunden Aerobic.
Herzfrequenzverhalten
Die mittels Lanzeit-EKG kontinu- ierlich aufgezeichnete Herzfre- quenz (Darstellungen 1 und 2) zeigt die aus leistungsphysiologi- schen Untersuchungen bekannte Abhängigkeit von der Größe der eingesetzten Muskelmasse und der Belastungsform. Beim Einsatz kleinerer Muskelgruppen (Arme) werden im Vergleich zu größeren Muskelgruppen (Rumpf, Beine) niedrigere Herzfrequenzen er- reicht (1, 4, 5, 9), während Laufen als Prototyp der dynamischen Be- lastung großer Muskelgruppen er- wartungsgemäß zu den höchsten Herzfrequenzen führt (1, 4). Im sta-
Aerobic aus internistisch-
leistungsphysiologischer Sicht
Kardiozirkulatorische und metabolische Veränderungen
Wilfried Kindermann, Gerhard Klenk, Wolfgang Schmitt und Oscar Salas-Fraire
Abteilung Sport- und Leistungsmedizin
(Leiter: Professor Dr. med. Wilfried Kindermann) der Universität des Saarlandes, Saarbrücken
Ausgabe A DEUTSCHES ÄRZTEBLATT 80. Jahrgang Heft 34 vom 26. August 1983 35
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Herzfrequenz (min 1)
210- 200- 190- 180- 170- 160- 150- 140- 130- 120-
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110- 100- 90 -
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Beine 20 25
P Bauch P Laufen 1
30 35 40 45 min
Arme Rumpf P
0 5 10 15
180- 170- 160- 150- 140- 130- 120- 110- 100- 90- 80 -
Herz freq u e nz ( m in 1)
w
E
CC
70- 60
E cc
Zur Fortbildung Aktuelle Medizin Aerobic
Darstellung 1: Verhalten der Herzfrequenz während der Übungsstunde: Mittelwerts- kurve aller Probandinnen ( 0-0 ), Einzeldarstellung einer 29jährigen Probandin ( 0-0 ). Auf der Abszisse sind die während verschiedener Zeitphasen bevorzugt eingesetzten Muskelgruppen aufgetragen; P = Pause
Darstellung 2: Mittelwerte und Standardabweichungen der Herzfrequenz für die einzelnen Übungsphasen während der Übungsstunde; schraffierte Säule: Mittelwert und Standardabweichung der Herzfrequenz für die gesamte Übungsstunde
tistischen Mittel zeigt sich zwar für die einzelnen Belastungsphasen ein relativ konstantes Niveau, im Einzelfall können aber erhebliche Schwankungen — auch innerhalb einer Belastungsphase — auf- treten.
Bei der dargestellten Herzfre- quenzkurve einer 29jährigen Pro- bandin (Darstellung 1, oder Kurve) steigt die Herzfrequenz von 138 Schlägen/min (Arme) auf 187 Schläge/min (Rumpf), 195 Schlä- ge/min (Beine) und 207 Schläge/
min (Laufen) an, wobei aber als Ausdruck des intervallmäßigen Charakters der Belastung auch wiederholt kurzfristige Senkungen der Herzfrequenz innerhalb ei- ner zusammenhängenden Bela- stungsphase auftreten. Die Be- trachtung lediglich der mittleren Herzfrequenz, die für das gesamte Übungsprogramm 135 Schläge/min beträgt (Darstellung 2), sagt nichts über die erhebli- chen inter- und intraindividuellen Schwankungen aus, deren Kennt- nis zur Abschätzung des potentiel- len Risikos von Bedeutung ist.
Laktat- und Glukoseverhalten
Die Laktatkonzentration im Kapil- larblut (Darstellung 3) verhält sich ähnlich wie die Herzfrequenz. Der Laktatanstieg mit zunehmender Belastungsdauer ist zum Teil Aus- druck eines Kumulationseffektes.
Was die Laktatbildung bei den ein- zelnen Übungsteilen betrifft, so muß berücksichtigt werden, daß der anaerobe Metabolismus um so früher einsetzt, je kleiner die akti- ve Muskelmasse ist, und daß zu- sätzliche statische Anteile bei der Muskelkontraktion den Laktatan- stieg fördern (1, 4).
Demgegenüber weist der deutli- che Laktatanstieg nach den Lauf- übungen darauf hin, daß die Aus- dauergrenze überschritten ist und anaerobe Mechanismen zur Dek- kung des Energiebedarfs herange- zogen werden müssen (4, 8). Im Einzelfall war die Laktatkonzentra- 36 Heft 34 vom 26. August 1983 80. Jahrgang DEUTSCHES ARZTEBLATT Ausgabe A
Arme F) Rumpf
0 5 1 10
Beine 1 15 20 25
P I Bauch I P ILaufenl
30 35 40 45 m i n Glucose (mmol
6- 5- 4- 3- 2- 1- 0-
9- 8- 7 - 6- 5 - 4- 3- 2- 1 - 0-
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tion auf das Elffache des Aus- gangswertes angestiegen. Die Blutglukosespiegel bleiben erwar- tungsgemäß unverändert (2, 7).
Verhalten der Katecholamine Als Indikator der sympathoadrena- len Aktivität zeigen die radioenzy- matisch bestimmten Plasmakate- cholamine einen Anstieg auf das Doppelte (Adrenalin) und das Vier- fache (Noradrenalin) (Darstellung 4). Die Noradrenalinkonzentratio- nen liegen nach den Beinmuskel- und Laufübungen ähnlich hoch wie bei Fahrradergometerbela- stungen von Männern bei 150 Watt
und 230 Watt. Darstellung 3: Verhalten von Laktat ( 0-0 ) und Glukose ( 0-0 ) (Mittelwerte und Standardabweichungen); Erklärung der Abszisse siehe Darstellung 1!
Verhalten der
Creatinkinase-Aktivität
Der Anstieg der CK (Darstellung 5) auf knapp das Doppelte des Aus- gangswertes ist ein zusätzlicher Hinweis auf die erhebliche musku- läre Beanspruchung. Da aber an-
dererseits bei ungewohnter kör- perlicher Belastung die CK-Aktivi- tät noch weitaus höher ansteigen kann (3), bestätigen die vorliegen- den Werte indirekt die eingangs getätigte Feststellung einer regel- mäßigen sportlichen Betätigung der untersuchten Probanden.
Schlußfolgerungen
Aerobic stellt eine intervallartige Form der körperlichen Belastung mit zumindest phasenweise er- heblicher kardiozirkulatorischer, metabolischer und muskulärer Be- anspruchung dar. Da der Anteil
Darstellung 4: Verhalten der Plasmakatecholamine Adrenalin und Noradrenalin (Mittelwerte und Standardabweichungen) vor (I), während (nach vorwiegenden Beinmuskelübungen, II) und nach der Übungsstunde (nach Lauf- und Sprungübungen, III). Auf der rechten Seite der Darstellung sind die Mittelwerte für Adrenalin und Noradrenalin bei Fahrradergometerbelastungen von Männern bei 150 und 230 Watt gegenübergestellt
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von dynamischer und statischer Komponente und die Größe der eingesetzten Muskelmasse bei den einzelnen Übungen unter- schiedlich ist, eignet sich die Herz- frequenz nur bedingt zur Steue- rung der Belastungsintensität.
Übungen, die statische Muskelar- beit beinhalten, führen zu einer zusätzlichen Druckbelastung von Herz und Gefäßen, ohne daß die- ser Effekt am Herzfrequenzverhal- ten erkennbar ist (11).
Möglicherweise erklärt diese zu- sätzliche Druckbelastung auch die ähnlich hohen Noradrenalinkon- zentrationen im Blutplasma bei Übungen mit vorwiegend Bein- muskelgruppen und bei einer Fahrradergometerbelastung von 150 Watt bei Männern (Darstellung 4). Aerobic darf deshalb nicht als Teil von Trimming 130 angesehen werden, sondern stellt eine Bela- stungsform dar, die nur begrenzt dosierbar und kontrollierbar ist.
Die Bezeichnung Aerobic ist unzu- treffend und entspricht nicht dem tatsächlichen Verhalten des Meta- bolismus. Der Organismus ist bei dieser Form der körperlichen Be- lastung auf die zusätzliche glyko- lytische Energiebereitstellung, als deren Endprodukt Milchsäure ent- steht, angewiesen, so daß der Aus- druck „Aerobic and Anaerobic"
zutreffender wäre. Man sollte sich deshalb auf eine mehr deskriptive Bezeichnung wie „Bewegung mit Musik" beschränken. Die zuneh- mende Azidose aufgrund der Lak- tatakkumulation im Verlauf einer Übungsstunde beeinträchtigt die neuromuskuläre Funktion und da- mit Koordination, so daß die Ver- letzungsgefahr zunimmt.
Aerobic ist als „Einstiegssportart"
ungeeignet und sollte deshalb von Sportanfängern gemieden wer- den. Bei Untrainierten und an- scheinend Gesunden können ho- he und ungewohnte körperliche Belastungen zu kardiovaskulären Zwischenfällen bis hin zu plötzli- chen Herztodesfällen führen (6, 10). Für bisher körperlich inaktive
Darstellung 5: Verhalten der Creatinkina- se-Aktivität (Mittelwerte und Standardab- weichungen) vor und etwa 20 Stunden nach der Übungsstunde
Personen, die unvorbereitet plötz- lich sportlich aktiv werden wollen, stellt Aerobic eine hohe und unge- wohnte körperliche Anstrengung dar. Demgegenüber kann Aerobic für Personen, die sich regelmäßig ausdauerorientiert belasten, als ei- ne durchaus sinnvolle und ergän- zende Form sportlicher Aktivität angesehen werden, da neben der Ausdauer auch die für die körperli- che Fitneß wichtigen anderen mo- torischen Aktivitäten wie Kraft, Koordination und Flexibilität trai- niert werden.
Praktische Empfehlungen
• Aerobic sollte nur von Gesun- den betrieben werden. Jeder, der mit Aerobic beginnt, sollte seinen Gesundheitszustand kennen.
(1)
Untrainierte sollten zunächst ein sorgfältig dosiertes ausdauer- orientiertes Training durchführen, bevor mit Aerobic begonnen wird.• Für kardiovaskulär gefährdete und erkrankte Personen ist Aero- bic ungeeignet. Kontraindikatio- nen bestehen insbesondere bei Patienten mit koronarer Herz- krankheit, primär.myokardialer Er- krankung, druckbelasteten Vitien, anderen hämodynamisch wirksa- men Vitien, Herzrhythmusstörun- gen und Hypertonie.
CO
Hinsichtlich Dosierbarkeit und Kontrollierbarkeit sind sportliche Belastungsformen wie Dauerlauf, Radfahren oder Skilanglauf gün- stiger und somit potentiell risi- koärmer als Aerobic.Literatur
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Telemetrie von arteriellem Druck und Herzfre- quenz unter alltäglichen und sportlichen Bela- stungen im Vergleich zur Fahrradergometrie, in: Belastungsblutdruck bei Hochdruckkran- ken (Hrsg.: Franz, I.-W.), Springer Verlag Ber- lin/Heidelberg/New York (1981) 161
Anschrift für die Verfasser:
Professor Dr. med. W. Kindermann Lehrstuhl und Abteilung Sport- und Leistungsmedizin
Universität des Saarlandes 6600 Saarbrücken
40 Heft 34 vom 26. August 1983 80. Jahrgang DEUTSCHES ARZTEBLATT Ausgabe A
