Ergospirometrische Belastungsuntersuchungen in der Pädiatrie

ZUSAMMENFASSUNG Hintergrund Kardiopulmonale Belastungsuntersuchungen auf dem Fahrrad oder Laufband haben in der Erwachsenenmedizin einen hohen Stellenwert. Sie dienen einerseits zur Feststellung der körperlichen Leistungsfähigkeit, andererseits auch zum Beweis oder Ausschluss kardiopulmonaler Erkrankung. In der Kinder- und Jugendmedizin finden sie im Rahmen von wissenschaftlichen Untersuchungen etwa bei kongenitaler Herzerkrankung Anwendung, um den aktuellen Gesundheitszustand zu objektivieren. Dabei wird ihr Stellenwert bei der Behandlung von chronisch kranken Kindern und Jugendlichen gerade im niedergelassenen Bereich noch unterschätzt. Ziel der Arbeit war es, die Indikationen, die Durchführung und die Ergebnisse eines Kollektivs von 100 Patienten einer kinderkardiologischen Praxis darzustellen. Methodik Untersucht wurden 100 konsekutive Patienten (14,2 ± 3,8 Jahre) im Rahmen einer sportwissenschaftlichen Kooperation. Die Untersuchungen wurden standardisiert nach dem Godfrey-Protokoll auf dem Fahrradergometer durchgeführt. Neben der Leistungsfähigkeit in Watt/kg KG wurden die maximale Sauerstoffaufnahme, die respiratorische Austauschrate und die maximale Herzfrequenz erhoben. Ergebnisse 80 % der Patienten hatten eine kardiologische Indikation (26 % angeborene Herzfehler, 39 % erworbene Herzerkrankung, 15 % Rhythmusstörungen). 8 % der Patienten kamen wegen einer Sporttauglichkeit im Rahmen von Leistungssport zur Untersuchung, 6 % mit onkologischer Grunderkrankung, 6 % mit allgemeinpädiatrischen Vorerkrankungen. Alle Patienten konnten problemlos die Untersuchung beenden. Patienten mit angeborenem Herzfehler hatten die niedrigste Sauerstoffaufnahme, gefolgt von Patienten mit onkologischen Erkrankungen. Diskussion In unserem Kollektiv war die Gruppe der kardiologischen Indikation am größten, gefolgt von einem kleinen Anteil von leistungssportlich aktiven Kindern, onkologischen und allgemeinpädiatrischen Patienten. Es wäre ein wünschenswertes Ziel, auch einem größeren Kreis chronisch kranker Kinder basierend auf einer ergospirometrischen Untersuchung ein gezieltes Trainingsprogramm zur Verfügung zu stellen. Daten aus der Erwachsenen-Onkologie zeigen durchaus positive Effekte auf die Morbidität und Mortalität durch strukturierte Sportprogramme.

Zur Reliabilität von Wearable Devices am Beispiel einer Premium Multisport-Smartwatch

Zusammenfassung Wearable Devices versprechen durch ihre motivierende Wirkung einen wichtigen Beitrag zur Bindung des Individuums an körperlich-sportliche Aktivitäten und somit zum Aufbau und Erhalt von Gesundheit und Leistungsfähigkeit in Zeiten des digitalen gesellschaftlichen Wandels. Übergeordnetes Ziel der vorliegenden Untersuchung war die Beurteilung der Testgüte von Wearable Devices anhand eines marktrelevanten Gerätes, der Garmin fēnix® 5. Als Forschungsdesiderat wurde der Reliabilitätsaspekt der Methodenkonkordanz identifiziert. Zur Überprüfung der Methodenkonkordanz wurden das Stresslevel bei kognitiver Stressinduktion, der Kalorienverbrauch bei moderater Ausdauerlaufbelastung sowie die maximale Sauerstoffaufnahme bei Laufausbelastung von 30 männlichen Probanden (Alter: 23,13 ± 2,5 Jahre; BMI: 24,95 ± 2,45 kg/m2) mit der Garmin fēnix® 5 bestimmt und die Ergebnisse mit denen im Feld gängigen Referenzmethoden Elektrokardiographie, Indirekte Kalorimetrie bzw. Spiroergometrie verglichen. Zur rechnerischen Überprüfung der Methodenkonkordanz diente Lin’s Konkordanzkorrelationskoeffizient (CCCLin). Die Ergebnisse zeigen eine hohe Präzision der Garmin fēnix® 5 im Vergleich mit der Referenzmethode Elektrokardiographie hinsichtlich der Messung des notwendigerweise z-standardisierten Stressparameters (p = 0,89) sowie eine gerade mittlere exakte intrainidividuelle Konkordanz mit der Referenzmethode Indirekte Kalorimetrie bzw. Spiroergometrie hinsichtlich der Messung des Parameters Kalorienverbrauch (CCCLin = 0,43 [p = 0,52, Cb = 0,82]) bzw. maximale Sauerstoffaufnahme (CCCLin = 0,50 [p = 0,77, Cb = 0,66]). Die Garmin fēnix® 5 kann somit zumindest bei erstmaliger Verwendung nicht als hinreichend konkordante Alternative zu den gängigen aktivitäts- und leistungsbezogenen Referenzmethoden empfohlen werden.

Referenzwerte für die kardiorespiratorische Fitness der allgemeinen Bevölkerung: Die Studie zur Gesundheit Erwachsener in Deutschland (DEGS1) 2008–2011

Zusammenfassung Ziel der Studie Das Ziel dieser Auswertung ist die Erstellung bundesweiter, bevölkerungsbezogener Referenzwerte für herzfrequenzbasierte Indikatoren der kardiorespiratorischen Fitness sporttauglicher Erwachsener im Alter von 18 bis 64 Jahren. Methodik Auf der Datenbasis von 2826 Teilnehmenden des submaximalen Fahrradergometer-Tests in der „Studie zur Gesundheit Erwachsener in Deutschland“ (DEGS1) 2008–2011 wurden folgende körpergewichtsbezogene Indikatoren gebildet: Physical Working Capacity (herzfrequenzbezogene Leistung) bei 150 und 130 S/min, bei 75% der geschätzten maximalen Herzfrequenz (PWC130, PWC150 und PWC75%) sowie die herzfrequenzbasiert geschätzte maximale Sauerstoffaufnahme (VO2max). Die Referenzwerteberechnung erfolgte mit der LMS-Methode nach Cole & Green 1992. Ergebnisse Das 25., 50. und 75. Perzentil der PWC150 liegt bei Männer bei 1,50, 1,77 und 2,08 Watt/kg. Die entsprechenden Werte bei Frauen sind 1,18, 1,44 und 1,69. Das 25., 50. und 75. Perzentil der PWC130 liegt bei Männer bei 1,16, 1,41 und 1,68 Watt/kg. Die entsprechenden Werte bei Frauen sind 0,81, 1,05 und 1,29. Die altersabhängigen Mediane bei Männern und Frauen sind für die PWC75% 1,87 – Alter in Jahren× 0,01 und 1,31 – (Alter in Jahren/100)2 x 0,98 und für die VO2max bei Männern 41,7 – Alter× 0,15. Schlussfolgerung Die präsentierten Ergebnisse können als Referenzwerte für die Einschätzung der individuellen kardiorespiratorischen Fitness von in Deutschland lebenden Erwachsenen eingesetzt werden. Sie können außerdem als Basis für ein regelmäßiges Monitoring dienen.

Körperliches Training bei pulmonaler Hypertonie – ein systematisches Review mit Metaanalyse

Zusammenfassung Hintergrund Pulmonale Hypertonie (PH) ist definiert als ein Anstieg des mittleren pulmonal-arteriellen Drucks auf > 20 mmHg in Ruhe, der auf Dauer zu einer Rechtsherzinsuffizienz führen kann. Bis vor einigen Jahren wurde PH-Patienten wegen der Befürchtung einer möglichen Symptomverschlechterung und dem Auftreten unerwünschter, belastungsassoziierter klinischer Ereignisse von körperlichem Training abgeraten. Methoden Drei elektronische Datenbanken wurden mit folgenden Suchbegriffen nach randomisiert, kontrollierten Studien durchsucht, in denen eine Trainingsintervention bei PH-Patienten untersucht wurde: „pulmonary hypertension ODER „pulmonary arterial hypertension“ UND „exercise“ ODER „pulmonary rehabilitation“ UND „randomized“. Ergebnisse In dieser Metaanalyse konnten Daten von 5 Studien mit insgesamt 187 PH-Patienten eingeschlossen werden, welche 3- bis 12-wöchige Trainingsprogramme (z. B. 10 – 45 Minuten Ergometertraining; 60 – 80 % der maximalen Herzfrequenz) absolvierten. Patienten in den Trainingsgruppen wiesen im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikante (p < 0,001) Verbesserungen ihrer körperlichen Belastbarkeit auf: 6-Minuten-Gehtest: + 45 m [95 % KI: 26 m – 64 m] oder maximale Sauerstoffaufnahme VO 2 peak + 2,3 ml/kg/min [95 % KI: 1,8 ml/kg/min – 2,9 ml/kg/min]. Auch Komponenten der körperlichen und psychischen Lebensqualität verbesserten sich signifikant. Ernsthafte, unerwünschte Ereignisse im Rahmen der Trainingsinterventionen wurden nicht beobachtet. Schlussfolgerung Ein individuell angepasstes Trainingsprogramm bei stabilen PH-Patienten kann nach zuvor optimierter medikamentöser Therapie die körperliche Belastbarkeit und Lebensqualität ohne nachweisbare klinische Gefährdung verbessern. Diese Einschätzungen basieren bisher nur auf kleinen Fallzahlen und größere, randomisierte Studien mit unterschiedlichen PH-Schweregraden sind dringend notwendig.

Typ-2-Diabetes ist bei schwerer Adipositas mit einer Verringerung der kardiorespiratorischen Fitness – jedoch nicht der Lungenfunktion – assoziiert

Zusammenfassung Ziel Sowohl schwere Formen der Adipositas als auch des Typ-2-Diabetes (T2DM) gehen mit einer verringerten Lungenfunktion und einer schlechteren kardiorespiratorischen Fitness einher. Wir untersuchten, ob das zusätzliche Vorliegen einer T2DM-Erkrankung die bereits beeinträchtigte Lungenfunktion und kardiorespiratorische Fitness bei Personen mit schwerer Adipositas weiter limitiert. Methoden In dieser Querschnittsstudie wurde die Lungenfunktion (Einsekundenkapazität FEV1; Vitalkapazität, VC) bei 65 Probanden mit schwerer Adipositas und T2DM (T2DM-Gruppe) und 65 schwer adipösen Personen ohne T2DM (Nicht-T2DM-Gruppe), die paarweise nach Geschlecht, Alter, Körpermasse und -größe zugeordent wurden, bestimmt. Bei 30 dieser gematchten Paare wurde die kardiorespiratorische Fitness (maximale Leistung, Wpeak, maximale Sauerstoffaufnahme, V O2peak) im Fahrrad-Stufentest ermittelt. Ergebnisse Zwischen der T2DM- und der Nicht-T2DM-Gruppe bestanden keine Unterschiede bezüglich FEV1 und VC (alle p ≥ 0,110), wohingegen Wpeak und V O2peak –sowohl absolut als auch relativ zur Körpermasse – in der T2DM-Gruppe signifikant niedriger waren, als in der nicht-T2DM-Gruppe (alle p ≤ 0,030). Objektive Marker der Ausbelastung d. h. die maximale Herzfrequenz und der respiratorische Quotient, unterschieden sich zwischen beiden Gruppen nicht (beide p ≥ 0,245). Schlussfolgerung Das Vorliegen einer T2DM-Erkrankung bei Personen mit schwerer Adipositas ist mit einer geringeren kardiorespiratorischen Fitness assoziiert, geht jedoch nicht mit einer weiteren Einschränkung der Lungenfunktion einher, im Vergleich zu Personen mit schwerer Adipositas, jedoch ohne T2DM. Obwohl die zugrunde liegenden Mechanismen noch nicht vollständig bekannt sind, verdeutlichen diese Befunde das Zusammenspiel von kardiorespiratorischer Fitness und dem Metabolismus, auch bei Personen mit schwerer Adipositas.

Einfluss von Hypoxie auf die muskuläre Leistungsfähigkeit: “Living low – Training high”

Höhentraining ist im Ausdauersport sehr populär. Einerseits werden durch den Höhenreiz Leistungsverbesserungen erwartet, andererseits machen Wettkämpfe in der Höhe eine Höhenvorbereitung unverzichtbar. Ausdauerathleten reagieren bezüglich Leistungsfähigkeit sehr unterschiedlich auf akute Höhenexposition und das Training in der Höhe. Deshalb entwickelten sich in den letzten Jahren aus einer klassischen Höhentrainingsform verschiedene Varianten. Neben “Living high – Training low” findet die Form “Living low – Training high” immer mehr Beachtung. Dabei wird unter künstlichen oder natürlichen Höhenbedingungen trainiert, während man in der trainingsfreien Zeit in Normalhöhe weilt. Mehrere Studien belegen, dass mit dieser Trainingsform sowohl die maximale Sauerstoffaufnahme als auch die aerobe und anaerobe Leistungsfähigkeit verbessert werden kann. Mit molekularen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass der Hypoxie-induzierbare Transkriptionsfaktor HIF-1 als Mastergen in zellulären Anpassungsprozessen unter hypoxischen Bedingungen operiert. Wir finden im Skelettmuskel, dass bei “Living low – Training high” die Induzierung von Genen des glykolytischen Stoffwechsels, des Kapillarwachstumsfaktors VEGF und des Myoglobins sowie eine Zunahme der Kapillarisierung und der Mitochondriendichte parallel einhergehen mit der Induzierung des HIF-1-Systems. Diese Anpassungen bewirken im trainierten Skelettmuskel eine Verschiebung des Stoffwechsels in Richtung vermehrter Oxidation von Kohlenhydraten sowie optimierte Bedingungen für den Transport und die Nutzung des Sauerstoffs.

Heart transplantation – indications and long-term results

Die Herztransplantation ist eine etablierte Behandlungsmethode für die terminale Herzinsuffizienz, welche nach Ausschöpfung aller medikamentösen, chirurgischen und interventionellen Therapien eingesetzt wird. Neben dem subjektiven Leidensdruck (NYHA 3–4) spielen auch objektive Kriterien eine Rolle bei der Indikationsstellung und Planung des Transplantationszeitpunktes. Die Transplantation wird empfohlen, wenn die maximale Sauerstoffaufnahme unter 12–14 ml/kg beträgt und der Lungengefäßwiderstand (noch) nicht erhöht ist sowie keine schwerwiegenden Begleiterkrankungen vorhanden sind. Mit den modernen Behandlungsstrategien der Herzinsuffizienz lassen sich viele Transplantationen umgehen oder stark hinauszögern. Deshalb ist die langjährige Betreuung durch ein spezialisiertes Team in Zusammenarbeit mit dem Hausarzt wichtig, damit der Krankheitsverlauf und die vielschichtigen Probleme kontinuierlich erfasst und der Entscheid hinsichtlich der Notwendigkeit einer Transplantation aus dem Verlauf heraus unter Berücksichtigung aller Faktoren gefällt werden kann. Die Herztransplantation hat eine relativ gute Prognose mit einem Zehn-Jahresüberleben von 63%, auch wenn die langfristigen Probleme wie Graftartherosklerose und Lymphomentwicklung noch nicht gelöst sind. Eine gute klinische Betreuung, die aggressive Behandlung der Risikofaktoren und das gute Zusammenspiel Arzt–Patient sind der Grundstein für den Erfolg.

Preoperative pulmonary evaluation of COPD patients

Die vorliegende Arbeit bespricht generell die Risikofaktoren für postoperative Komplikationen, unter spezieller Berücksichtigung von pulmonalen Komplikationen, welche vermehrt bei Patienten mit einer chronisch obstruktiven Pneumopathie (COPD) auftreten. In einem zweiten Teil erfolgt die Besprechung der funktionellen Evaluation von Lungenresektionskandidaten. Postoperative pulmonale Komplikationen (PPK) sind häufig von klinischer Relevanz und beeinflussen entscheidend die postoperative Morbidität und Mortalität. PPK sind bei COPD-Patienten signifikant häufiger. Risikofaktoren für PPK umschließen vorbestehende Lungenerkrankungen, insbesondere eine COPD, eine Raucheranamnese, die Dauer und die Art der Anästhesie, obere abdominale und thorakale Eingriffe, das Alter sowie eine Adipositas. Die präoperative Evaluation dieser Risikopopulation wird besprochen. Eine präoperative Lungenfunktionsprüfung und eine Thorax-Röntgenaufnahme sind nur bei Risikopatienten sowie bei Patienten vor einer Lungenresektionsoperation gerechtfertigt. Es gibt keinen absoluten lungenfunktionellen Wert, welcher eine klare Kontraindikation für einen nichtthorakalen chirurgischen Eingriff darstellt, allerdings sollte insbesondere bei COPD-Patienten ein möglichst schonender Eingriff (z.B. laparaskopisches Vorgehen versus offenem Eingriff) erwogen werden, auch zeigt eine epidurale Anästhesieform gegenüber einer Intubationsnarkose deutlich weniger PPK. Die Prävention von PPK umfaßt ein Sistieren des Rauchens (mindestens 8 Wochen vor einem elektiven Eingriff) und, falls indiziert, eine präoperative Therapie mittels Antibiotika, Beta2-Agonisten, Steroiden (steroid-trial) sowie eine intensive perioperative Atemtherapie. Die funktionelle Evaluation von Lungenresektionskandidaten erfolgt aufgrund eines Algorithmus, welcher sich hauptsächlich auf das forcierte exspiratorische Erstsekundenvolumen (FEV1), die Diffusionskapazität für Kohlenmonoxid (DLCO) und auf die maximale Sauerstoffaufnahme unter Belastung (V.O2max) stützt. Bei kritischen Patienten wird aufgrund einer seitengetrennten Perfusionsszintigra-phie die verbleibende Funktion abgeschätzt, welche in Abhängigkeit des Resektionsausmaßes noch zu erwarten ist.