Allgemeine Empfehlungen
Die Anpassung an Hypoxie sowie Hypoxietraining/Hypoxietherapie haben ein breites Indikationsspektrum in der klinischen, präventiven und Sportmedizin, Kurmedizin und medizinischen Rehabilitation. Unabhängig von der Expositionsart gilt die Methode bei Gesunden als sicher, wenn die Anpassung schrittweise, dosiert und reguliert erfolgt, geeignete Expositionsregime gewählt werden und die Belastungstoleranz ausreicht. Auch bei chronisch Kranken ist sie wirksam und sicher, sofern die Verfahrensregeln eingehalten, Training und Patientenzustand ärztlich überwacht und Patienten mit Kontraindikationen ausgeschlossen werden. Diese Vorlesung behandelt die Organisation des Hypoxietrainings.
Für Hypoxietherapie und -training in Behandlung und Rehabilitation wurden vom russischen Gesundheitsministerium genehmigte methodische Empfehlungen entwickelt und verabschiedet. Hinzu kommen Empfehlungen und Informationsschreiben zum Einsatz im Sport [1, 2, 4, 5].
Im Sport ist die Zulässigkeit der Methode wesentlich. Um gesundheitliche Schäden durch bestimmte Präparate zu verhindern und gleiche Bedingungen zu schaffen, hat die Welt-Anti-Doping-Agentur (WADA) eine Liste der im Training und Wettkampf unzulässigen Substanzen und Methoden erstellt. Hypoxietraining steht nicht auf dieser Liste, ist in allen Vorbereitungsphasen für Sportler unterschiedlicher Leistungsstufen erlaubt und zählt nicht zu den im Sport verbotenen Substanzen und/oder Methoden.
Die Indikationen für hypobare und normobare Hypoxie sind in der Regel ähnlich; die Kontraindikationen unterscheiden sich etwas je nach Art der Hypoxieerzeugung. Die verschiedenen Methoden wurden in der vorherigen Vorlesung vorgestellt. Nachfolgend werden ihre Indikationen und Kontraindikationen betrachtet.
Indikationen
Hypoxietraining beziehungsweise Hypoxietherapie ist bei verschiedenen pathologischen Zuständen und Erkrankungen angezeigt. Russische beziehungsweise sowjetische und internationale Autoren haben seine Wirksamkeit bei folgenden Erkrankungen und Zuständen experimentell und klinisch nachgewiesen [2, 4–6]:
Herz-Kreislauf-Erkrankungen: Hypertonie Stadium I–II, koronare Herzkrankheit, Angina pectoris Funktionsklasse I–II, atherosklerotische und Postinfarkt-Kardiosklerose, Hypercholesterinämie, neurozirkulatorische Dystonie sowie Störungen der Radikaloxidation und antioxidativen Abwehr;
Atemwegserkrankungen: chronische Bronchitis, Pneumonie, Zustände nach akuter Pneumonie und Bronchitis, beruflich bedingte Lungenerkrankungen und nicht hormonabhängiges Asthma bronchiale;
Erkrankungen des Nervensystems: vorübergehende zerebrale Durchblutungsstörungen, Neuroinfektionen und Neurointoxikationen, Folgen geschlossener Schädel-Hirn-Traumata, phobische Formen der Neurasthenie sowie asthenische und subdepressive Zustände;
Endokrine Erkrankungen: Diabetes mellitus, primäre Thyreotoxikose und metabolisches Syndrom;
Erkrankungen des Blutsystems: hypoplastische und Eisenmangelanämie sowie strahlenbedingte Störungen der Blutbildung;
Allergische Erkrankungen und Immundefizite: allergische Arthritis, Dermatitis, Neurodermitis, Ekzem, Arzneimittelkrankheit, häufige Erkältungen, Autoimmunprozesse und Immunsuppression nach Pharmakotherapie;
Gynäkologische Erkrankungen: chronische unspezifische Genitalerkrankungen, Schwangerschaftsvorbereitung bei belasteter geburtshilflicher Anamnese und Schwangerschaftsanämie;
Magen-Darm-Erkrankungen in Remission: Ulkuskrankheit, Cholangitis, chronische Cholezystitis, chronische Pankreatitis und chronische Kolitis;
Chronisch-entzündliche Erkrankungen des Urogenitalsystems, darunter Prostatitis und Urethritis;
Vorbereitung auf Operationen und Narkose zur Steigerung der Ischämietoleranz von Organen und Geweben;
Steigerung der allgemeinen Widerstandsfähigkeit, insbesondere gegenüber Umwelteinflüssen wie Hypoxie sowie niedrigen und hohen Temperaturen;
Steigerung der Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischen Faktoren bei Überschreitung zulässiger Stoffkonzentrationen;
Verringerung von Nebenwirkungen pharmakologischer Mittel und der Polypharmazie;
Steigerung der unspezifischen Widerstandsfähigkeit bei kombinierter Behandlung bösartiger Neubildungen. Normobare hypoxische Hypoxie beim Atmen eines Gemisches mit 10,0 ± 1,0% O₂ oder noch geringerem O₂-Gehalt schützt den onkologischen Patienten während der Bestrahlung zuverlässig vor Nebenwirkungen ionisierender Strahlung und erhöht dadurch die Wirksamkeit der Strahlentherapie;
Steigerung der körperlichen Belastungstoleranz, besonders bei längeren Belastungen mittlerer Intensität und kurzen Belastungen maximaler Leistung;
Steigerung der Leistungsfähigkeit unter Hypoxie nach einem Trainingskurs und der Konzentrationsfähigkeit bei später vermindertem O₂-Gehalt;
Beschleunigung der Erholung, auch bei chronischer Übermüdung;
Erhaltung hoher aerober Leistungsfähigkeit bei Sportlern während der Erholung nach Verletzungen.
Kontraindikationen
Hypoxietraining kann in allen Altersgruppen eingesetzt werden. Spezielle Kontraindikationen allein für jüngere oder ältere Menschen beziehungsweise Schwangere bestehen nicht. Schwangeren werden Atemgemische mit mindestens 14,5% O₂ empfohlen. Für kleine Kinder gelten dieselben Einschränkungen wie für Erwachsene, einschließlich einer schrittweisen Anpassung. Bei älteren Menschen hängen Kontraindikationen und Risiken überwiegend nicht mit der künstlichen oder natürlichen Hypoxie selbst zusammen, sondern mit chronischen Erkrankungen, die ihre Verträglichkeit verschlechtern. Bei chronischen Erkrankungen und angeborenen Störungen ist Vorsicht erforderlich.
Absolute Kontraindikationen für jede kontinuierliche oder intermittierende Hypoxieexposition sind:
Myokardinfarkt innerhalb des letzten Jahres; Angina pectoris Funktionsklasse III–IV mit Rhythmus- und Leitungsstörungen; paroxysmale Arrhythmien mit hohem kardioembolischem Risiko; unkontrollierte Hypertonie oder Stadium III; angeborene Herz- und Großgefäßanomalien; erworbene Herzfehler; thrombophile Zustände; Erythrozytose;
Akute somatische Erkrankungen, darunter Myokardinfarkt, akute zerebrale Durchblutungsstörung, hypertensive Krise, Pneumothorax und Status asthmaticus;
Dekompensierte chronische Erkrankungen, darunter chronisches Nierenversagen mit Hämodialysepflicht und Anasarka;
Akute Infektionen, ausgeprägte Exazerbationen chronisch-entzündlicher Prozesse und fieberhafte Erkrankungen, einschließlich Resorptionssyndrom;
Tuberkulose in jeder Phase und belastungsinduziertes Asthma bronchiale;
Epilepsie, einschließlich partieller und sekundär generalisierter Formen;
Individuelle Unverträglichkeit von Sauerstoffmangel.
Bei hypobarer Hypoxie ist die Liste etwas umfangreicher. Zusätzlich zu den genannten Kontraindikationen gehören dazu:
Verschluss der Eustachischen Röhren und der Verbindungsgänge der Nasennebenhöhlen zur Außenluft, etwa durch Polypen, Entzündungen in Nasenrachen, Mittelohr oder Nebenhöhlen beziehungsweise Entwicklungsanomalien;
Venenerkrankungen der unteren Extremitäten;
Hernien jeder Lokalisation;
Schädel-Hirn-Trauma innerhalb des letzten Jahres;
Uterusblutungen;
Schwangerschaft;
Klaustrophobie.
Organisation des Hypoxietrainings
Verglichen mit den in der vorherigen Vorlesung vorgestellten Verfahren bietet normobares Hypoxietraining Vorteile gegenüber natürlicher und künstlicher hypobarer Hypoxie. Unter natürlichen hypobaren Bedingungen lassen sich Expositionsstärke für Individualisierung und Sicherheit sowie kontinuierliche Zustandsüberwachung nicht entsprechend steuern. Hinzu kommen hohe Kosten für Kurbehandlung oder Trainingslager im Mittelgebirge, die Entfernung der Bergregionen und Umwelteinflüsse wie niedrige Temperaturen, Sonnenstrahlung und wechselhaftes Wetter.
Künstliche hypobare Hypoxie in der Druckkammer geht mit relativ schnellen Abnahmen des Luftdrucks einher. Veränderungen der Abstände zwischen Luftmolekülen in Stirn- und Kieferhöhlen sowie im Mittelohr können beim Aufstieg und besonders beim Abstieg zum Normaldruck Beschwerden verursachen. Druckänderungen erhöhen die Gefahr einer umgekehrten Blockade: Luft im Mittelohr dehnt sich aus, kann aber wegen einer blockierten Eustachischen Röhre nicht entweichen. Dadurch werden das Trommelfell übermäßig gedehnt und die Schleimhäute des Mittelohrs verletzt.
Normobare Hypoxie ist somit gegenüber Aufenthalten im Mittelgebirge und Druckkammern die sicherste, einfachste und vergleichsweise kostengünstige Methode. Zahlreiche tragbare Hypoxiegeneratoren erzeugen Atemgemische mit regelbarem O₂-Gehalt zwischen 16 und 10%.
Bei jeder Hypoxietrainings- oder Therapiemethode richtet sich die Auswahl des Regimes nach Alter, körperlicher Leistungsfähigkeit, Funktionszustand, chronischen Erkrankungen, Stadium und Besonderheiten der Grunderkrankung sowie Begleiterkrankungen und deren jeweiliger Krankheitsphase.
Vor Beginn sollte das Protokoll hinsichtlich Expositionsstärke, Sitzungsdauer, Veränderung der Stärke zwischen den Sitzungen, Anzahl und Häufigkeit der Anwendungen sowie Gesamtdauer des Kurses individualisiert werden.
Der Screening-Fragebogen in Abbildung 1, vor allem für körperliches Training oder längeren Aufenthalt unter Hypoxie, sowie ein vorausgehender Hypoxietest helfen, eine angemessene individuelle Anfangsdosis zu bestimmen. Die richtige Dosierung ist für Patienten und Sportler unterschiedlicher Leistungsstufen entscheidend [4, 5]. Die Exposition muss Anpassungen auslösen, darf aber keine übermäßigen pathologischen Struktur- und Funktionsänderungen in Geweben, Organen oder Gesamtorganismus verursachen. Für die in der ersten Vorlesung beschriebenen Anpassungen sollte die Sauerstoffsättigung bei kontinuierlicher oder intermittierender Hypoxie 90–80% erreichen.
Wirksame, gut verträgliche dosierte Hypoxie entsteht beim Atmen eines Gemisches mit 11–12% O₂. SpO₂ fällt unter 90%, in der Regel jedoch nicht unter 77–80%. Experimentelle und klinische Untersuchungen zeigen, dass dieser Bereich der Hypoxämie und Gewebehypoxie die Anpassungskaskade optimal auslöst, ohne schädigende Veränderungen zu induzieren [7, 8].
Vor Verordnung eines Kurses sollten Anamnese, vollständige körperliche und apparative Untersuchung mit EKG, Blutdruck, Herzfrequenz und Spirometrie sowie Blutbild und biochemische Analysen erfolgen. Sportler besitzen in der Regel eine Freigabe einer sportmedizinischen Einrichtung nach eingehender Untersuchung. Gesunden körperlich aktiven Menschen werden ein Ruhe-EKG zum Ausschluss angeborener Herzerkrankungen wie Wolff–Parkinson–White-Syndrom, Sinusknotenschwäche oder Leitungsstörungen, ein Fragebogen und eine kardiologische Beratung empfohlen.
Hypoxietest
Ein Hypoxietest bestimmt die individuelle Toleranz und ist für die Programmgestaltung wichtig. Es gibt verschiedene Varianten. Vorher werden Blutdruck, Herzfrequenz und SpO₂ gemessen sowie Befinden, Beschwerden und ungewöhnliche Umstände erfragt: mehr als sechs Stunden ohne Nahrung, Nervosität, Schlafentzug oder weniger als sechs Stunden Schlaf, kürzliche Infektionen beziehungsweise Viruserkrankungen und seelische Belastungen. Ausgangswerte sind systolischer Blutdruck höchstens 140 mmHg, Herzfrequenz 110–120/min und SpO₂ mindestens 94–96%. Empfohlen wird ein 5–10-minütiger Test mit EKG bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Der Vergleich mit einem EKG unter denselben Bedingungen nach dem Kurs ermöglicht eine objektive Bewertung der normobaren Hypoxietherapie, auch bei verborgener Herz-Kreislauf-Pathologie [1].
Der Test erfolgt in Ruhe und im Sitzen mit einer Hypoxiegenerator-Maske unter kontinuierlicher Überwachung der arteriellen Sauerstoffsättigung und Herzfrequenz. Der eingeatmete O₂-Gehalt beträgt 10%, entsprechend 6400 m Höhe.
Vorher werden das Protokoll und mögliche Empfindungen wie Schwindel, Herzklopfen, Schwitzen, Kribbeln oder andere ungewöhnliche Gefühle in den Gliedmaßen erläutert. Wichtig sind ruhiges Atmen ohne Vertiefung oder Beschleunigung, kein Luftanhalten und kein Sprechen; durch die Nase atmen und Beschwerden oder ungewöhnliche Empfindungen sofort der betreuenden Fachkraft melden.
Für Sportler gilt ein modifizierter Test mit denselben Anweisungen; registriert werden nur SpO₂, Herzfrequenz und die Zeit in Sekunden bis zum Sättigungsabfall vom Ausgangswert auf 80% (Abfallzeit Ta). Bei 80% wird die Maske abgenommen und Raumluft geatmet; gemessen wird die Erholungszeit Te bis 96%. Der Hypoxietoleranzindex I-Hyp = Ta/Te beträgt bei niedriger Toleranz 0–1,9, bei mittlerer 2–3 und bei hoher über 3 relative Einheiten [7]. Bei Beschwerden, ausgeprägter Tachykardie oder unangemessener Blutdruckreaktion sollten beim nächsten Test und bei der Therapie 13–14% O₂ verwendet werden. Hält die Fachkraft dies für sicherer, kann diese Konzentration bereits beim ersten Test eingesetzt werden, meist bei Herz-Kreislauf-Patienten.
Eine individuelle Unverträglichkeit kann vor dem Test unbekannt und deshalb nicht mitgeteilt worden sein.
Zeichen der Unverträglichkeit sind Bewusstlosigkeit zu Beginn der Hypoxieatmung, Krampfanfälle, Atemnot, ausgeprägte Tachykardie, abrupter Blutdruckabfall oder -anstieg und starkes Schwitzen mit Schweißperlen auf der Stirn. Im Behandlungsraum sollte ein Notfallset vorhanden sein: Sauerstoffinhalationsgerät, Mundsperrer, Zungenhalter, Defibrillator, Ammoniaklösung, sterile 2,0-ml-Einmalspritzen, sterile Nadeln, 1-ml-Ampullen mit 10% Koffein, 1-ml-Cordiamin-Ampullen, Nitroglycerintabletten und Alkoholtupfer. Das Set ist entsprechend den wesentlichen Erkrankungen der behandelten Patienten zu ergänzen [2].
Kursgestaltung und Überwachung
Während des Kurses sollten Toleranztests wiederholt oder der O₂-Gehalt nach jeder Sitzung anhand von Herzfrequenz und SpO₂ angepasst werden. Der durch kardiovaskuläre Kompensation erreichte SpO₂-Zielbereich bleibt 90–80%. Mit zunehmender Anpassung wird O₂ schrittweise vermindert. Je schwerer Erkrankung beziehungsweise Symptome, desto länger jede Stufe, bis zu 6–7 Sitzungen. Dies gilt für alle Expositionen außer wiederholten Sprints unter Hypoxie, die ausschließlich qualifizierten Sportlern vorbehalten sind; dort liegt der Zielwert bei 12–14% eingeatmetem O₂ (Abbildung 2).
Bei künstlicher hypobarer Hypoxie in Druckkammern sind Dauer und Ausgangshöhe wichtig. Unter Berücksichtigung des langsamen Aufstiegs und Abstiegs liegt der O₂-Wert mit 12–15% etwas niedriger als bei normobarer Exposition.
Bei Live-low–train-high-Verfahren lassen sich Hypoxiedosis und Belastung genau steuern. Für passives intermittierendes Hypoxietraining liegen die anfänglichen O₂-Werte ungefähr bei 10–12% für Gesunde und 13–15% bei ausgeprägter Erkrankung. Aktives Hypoxietraining und intermittierende Hypoxieexposition während körperlichen Trainings benötigen wegen der zusätzlichen Belastung höhere Zielwerte: 12–14% für Gesunde und 14–18% für Patienten. Ein Kurs umfasst mindestens 10, optimal 20 Anwendungen. Passives Training kann täglich oder jeden zweiten Tag erfolgen, aktives Training, Exposition während Belastung und wiederholte Hypoxiesprints höchstens dreimal wöchentlich. Gesunde trainieren 45–60 Minuten; Patienten beginnen mit 20–25 und steigern auf 35–40 Minuten. Auch Kinder und Jugendliche beginnen mit 20–25 Minuten und steigern schrittweise.
Unabhängig von der Trainingsart bleibt der SpO₂-Zielbereich 90–80%.
Bei Live-high–train-high, Live-high–train-low und Live-high–train-low-and-high, vorwiegend für Profisportler, ist die Anfangsexposition entscheidend. Nach dem Hypoxietest beginnen Personen mit niedriger Toleranz bei 1500 m, mit mittlerer bei 1800 m und mit hoher bei 2100 m. Der Aufstieg erfolgt stufenweise; die Stufendauer richtet sich nach der Anpassung. Zielhöhe für Gesunde und Patienten ist 3000–3500 m. Bei mehr als 20 Trainingsstunden wöchentlich muss die Erholung besonders überwacht werden, um Anpassungsversagen zu vermeiden. Natürliche Mittelgebirgsaufenthalte dauern mindestens zwei Wochen, optimal 18–21 Tage. Dieselbe Gesamtdauer gilt für Zelte und Hypoxieräume; für eine hämatologische Reaktion sind mindestens 10, optimal 12–13 Stunden tägliche Exposition nötig, gelegentlich zusätzlich eine höhere simulierte Höhe.
Dokumentiert werden müssen Untersuchung, Ersttest, Protokolle der ersten und wiederholten Hypoxietests sowie jeder Anwendung, Änderungen von SpO₂ und Herzfrequenz, Beschwerden und Nebenwirkungen. Vor der Anwendung prüft Arzt oder Pflegekraft apparativ den Zustand und die Trainingsfreigabe, erklärt Test- und Trainingsablauf sowie mögliche unangenehme Empfindungen, überwacht den Zustand, passt die Exposition an oder beendet die Sitzung bei Verschlechterung. Weiterhin sind Gerätefunktion zu prüfen, Masken, Schläuche und sonstige Ausrüstung hygienisch aufzubereiten sowie Trainings- und Berichtsdokumentation zu führen.
Schulungsprogramme zu Hypoxietraining bieten Gerätehersteller wie ReOxy (http://www.reoxy.lu) und Hypoxico Russia (http://www.hypoxico.ru) an. Sie arbeiten mit führenden nationalen und internationalen Fachleuten für klinische, präventive und Sportmedizin, Kurmedizin und medizinische Rehabilitation zusammen.
Vollständige Tabelle 1 — PDF, 7
Literatur
1. Горанчук В.В., Сапова Н.И., Иванов А.О. Гипокситерапия. СПб.: ЭЛБИ-СПб; 2003.
2. Методические рекомендации Медицинского центра Олимпийского комитета РФ. Применение дополнительного искусственного гипоксического воздействия в спорте высших достижений. Москва; 2013.
3. Постановление Правительства Российской Федерации от 28.03.2017 № 339 «Об утверждении перечня субстанций и (или) методов, запрещенных для использования в спорте, для целей статей 2301 и 2302 Уголовного кодекса Российской Федерации».
4. Стрелков Р.Б. Нормобарическая гипокситерапия: Методические рекомендации Министерства здравоохранения Российской Федерации. М.: ПАИМС; 2001.
5. Утехина В.П., Куртаев О.Ш., Утехин Е.В., Ищенко Г.Н. Методы нормобарической гипоксии в реабилитации больных ишемической болезнью сердца. Сочи; 2003.
6. Chizhov A.Ya., PotievskayaV.I. Intermittent normobaric hypoxia in prevention and treatment of the hypertensive disease. Moscow: Russian Peoples’ University Press; 2002.
7. Serebrovskaya T.V., Xi L. (еds.) Intermittent Hypoxia: From Molecular Mechanisms to Clinical Application. New York: Nova Sci Publishers, Inc.; 2009.
8. Küpper T., Milledge J.S., Hillebrandt D., Kubalova J., Hefti U., Basnyat B. et al. Work in hypoxic conditions – Consensus Statement of the Medical Commission of the Union Internationale des Associations d’Alpinisme (UIAA MedCom). Ann. Occup. Hyg. 2011, 55(4): 369–86.
Vollständige Haupttextübersetzung von: Образовательный курс «Гипоксическая тренировка». Занятие № 3. Общие рекомендации по организации гипоксических тренировок: показания и противопоказания, регламентирующие документы, аппаратура, подготовка специалистов. Физиотерапия, бальнеология и реабилитация. 2017;16(3):160–166.
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