So bestimmen Sie die Trainingsintensität – die Tricks der kardiopulmonalen Belastungsdiagnostik

Da der Lebensdruck immer weiter zunimmt, sind langes Sitzen, der Verzehr fettiger Speisen, langes Aufbleiben und die Reduzierung alltäglicher Aktivitäten in allen Gesellschaftsschichten und Altersgruppen allmählich zu allgemein üblichen schlechten Verhaltensweisen geworden. Auch die Zahl der Fälle von Fettleibigkeit, Diabetes, metabolischem Syndrom, koronarer Herzkrankheit und zerebrovaskulären Erkrankungen nimmt zu. Statistiken zeigen, dass sich die Prävalenz von Bluthochdruck in meinem Land von 5,15 % im Jahr 1958 auf 23,2 % im Jahr 2012 vervierfacht hat, während die Dyslipidämierate bei Personen ab 18 Jahren von 18,6 % im Jahr 2002 auf 40 % im Jahr 2012 zugenommen hat und die Fettleibigkeitsrate in dieser Gruppe von 4,8 % im Jahr 2002 auf 11,9 % im Jahr 2012 zugenommen hat. Die Langzeitbehandlung dieser chronischen Krankheiten und die laufende Bewältigung ihrer Folgen werden zweifellos eine schwere Belastung für die Familien der Patienten und die Gesellschaft darstellen.

Gemäß den Leitlinien der WHO zu körperlicher Aktivität und sitzender Tätigkeit aus dem Jahr 2020 kann regelmäßige und ausreichende körperliche Aktivität Herzkrankheiten, Typ-2-Diabetes und Krebs, die weltweit für fast drei Viertel der Todesursachen verantwortlich sind, wirksam vorbeugen und zur Eindämmung ihrer Entstehung beitragen . Gleichzeitig zeigen die Richtlinien, dass jede körperliche Aktivität von Vorteil ist und jeder von einer Steigerung der körperlichen Aktivität und einer Reduzierung sitzender Tätigkeiten profitieren kann. Obwohl die Richtlinien für Menschen unterschiedlichen Alters und mit unterschiedlichem körperlichen Gesundheitszustand bzw. unterschiedlichen Erkrankungen unterschiedliche Arten und Dauern von Übungen empfehlen, gibt es immer noch viele Patienten mit chronischen Erkrankungen, die die sogenannten Übungen mit „geringer Intensität“ und „mittlerer Intensität“ nicht ganz verstehen. Wird es anhand der Zeit berechnet oder anhand von Änderungen der Herzfrequenz bestimmt? Hierzu gibt Ihnen der Herausgeber eine kurze Erklärung und hofft, dass diese Ihnen dabei hilft, die Trainingsintensität bei Ihrem täglichen Training zu verstehen.

Genau genommen ist die Trainingsintensität ein quantifizierbarer Indikator. In der klinischen Praxis gibt es viele Bewertungsmethoden, darunter die Mets-Methode, die Sauerstoffaufnahmemethode, die Herzfrequenzmethode und die Methode zur Selbstermüdungswahrnehmung . Dieselbe moderate Intensität kann bei verschiedenen Menschen eine unterschiedliche Sauerstoffaufnahme oder unterschiedliche Zielherzfrequenzwerte während des Trainings bedeuten. Daher wird Patienten mit chronischen Erkrankungen, insbesondere solchen mit koronarer Herzkrankheit und zerebrovaskulären Erkrankungen, empfohlen, sich nach ihrer Entlassung aus dem Krankenhaus von einem Arzt aufsuchen und einen kardiopulmonalen Belastungstest durchführen zu lassen, bevor sie nach Hause gehen, um dort Sport zu treiben. Ziel ist es, die eigene Trainingskapazität zu verstehen und in einem sicheren Rahmen zu trainieren, um unnötige Verletzungen zu vermeiden und gleichzeitig Vorteile zu erzielen.

**Der kardiopulmonale Belastungstest (CPET)** ist derzeit der Goldstandard zur Prüfung der körperlichen Leistungsfähigkeit. Es bewertet gleichzeitig die Reaktion des Herz-Kreislauf- und Atmungssystems auf dieselbe Trainingsbelastung, indem es den Gasaustausch in den Atemwegen misst. Während der Gasaustausch gemessen wird, können auch Änderungen im Elektrokardiogramm, der Herzfrequenz und dem Blutdruck in Echtzeit beobachtet werden. Außerdem kann die Reaktion des Herz-Kreislauf- und Lungenkreislaufs bei unterschiedlichem Sauerstoffverbrauch, also bei unterschiedlicher Trainingsintensität, verstanden werden, um die Trainingskapazität des Testers zu bewerten und eine wissenschaftliche und quantitative Grundlage für die Formulierung einer angemessenen Trainingsintensität zu schaffen. Abbildung 1 zeigt deutlich die Beziehung zwischen der Lungenatmungsfunktion (Aufnahme von VO2 und VCO2) und der Zellatmung (Verbrauch von QO2 und QCO2), die über das Kreislaufsystem gekoppelt ist.

Abbildung 1: Gastransportmechanismus, der die Zellatmung (innere Atmung) und die Lungenatmungsfunktion (äußere Atmung) verbindet (Diese Abbildung stammt aus „Principles and Interpretation of Cardiopulmonary Exercise Test“)

Unter normalen Umständen sind die Sauerstoffaufnahme und der Sauerstoffverbrauch des menschlichen Körpers im Gleichgewicht. Bei kardiopulmonalen Belastungstests wird dieses dynamische Gleichgewicht durch eine Stimulation mit extremer Belastungsintensität gestört, wodurch die Anomalien verschiedener Organe, die an den inneren und äußeren Atmungsprozessen beteiligt sind, verstärkt werden. Daher kann CPET in den frühen Stadien einer aus irgendeinem Grund bedingten Belastungseinschränkung dabei helfen, die ungefähre Ursache oder Richtung der Unverträglichkeit zu ermitteln und so erheblich Zeit und Kosten für klinische Untersuchungen zu sparen.

In der klinischen Praxis werden häufig zwei Testmethoden verwendet: der Laufbandtest und der Fahrradtest. Der Laufbandtest wird durchgeführt, indem die Testperson eine mit einem Gassensor verbundene Maske trägt und mit einer festgelegten Testgeschwindigkeit und Steigung geht, joggt oder läuft.

Mit dem Laufbandtest lässt sich die Trainingsleistung genau berechnen. Das Laufbandtraining kann im Sitzen oder Liegen durchgeführt werden. Durch schrittweise Steigerung der Belastung kann die maximale Belastungsbelastbarkeit des Patienten schrittweise erreicht werden. Diese beiden häufig verwendeten Testmethoden haben jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile und können je nach Zustand des Patienten klinisch ausgewählt werden.

Tabelle 1: Vergleich der Charakteristika zweier maximaler Belastungstests

Kardiopulmonale Belastungstests werden zur Steuerung der Belastungsrehabilitation oder der täglichen Belastungstoleranz verwendet. Die gängigste Methode besteht darin, auf Grundlage der Testergebnisse einen individuellen Trainingsplan zu entwickeln, der die maximale Sauerstoffaufnahme (VO2max) und die maximale Herzfrequenz (HRmax) umfasst. Gemäß den neuesten Trainingsrichtlinien für Herz-Kreislauf-Patienten, die 2020 von der European Society of Cardiology veröffentlicht wurden, bezieht sich Training mit geringer Intensität auf Training mit einer Sauerstoffaufnahme unter 40 % VO2max und Training mit mittlerer Intensität auf Training mit einer Sauerstoffaufnahme, die bei 40–69 % VO2max gehalten wird. Eine effektive halbe Stunde mäßig intensiven Trainings, wie es die Richtlinien empfehlen, erfordert tatsächlich, dass die Sauerstoffaufnahme während einer halben Stunde Radfahren oder zügigen Gehens bei 40–69 % VO2max gehalten wird. Für derartige Übungen unter Überwachung der Sauerstoffaufnahme ist normalerweise das Tragen professioneller tragbarer Geräte erforderlich. Wie überwachen und kontrollieren Sie also die Trainingsintensität für Ihr tägliches Training nach der Rückkehr nach Hause? Tatsächlich können Sie auch die Methode zur Herzfrequenzüberwachung verwenden. Anhand der durch die CPET-Auswertung ermittelten maximalen Herzfrequenz können Sie die Zielherzfrequenz für Übungen mit geringer oder mittlerer Intensität festlegen. Während des Trainings können Sie anhand der auf dem Armband angezeigten Herzfrequenzveränderungen erkennen, ob Sie beim Gehen, Radfahren oder Laufen eine bestimmte Intensität erreicht haben.

Tabelle 2: Intensitätsindikatoren für verschiedene Arten von Übungen (siehe die Europäischen Leitlinien für Kardiologie 2020)

Es zeigt sich, dass durch die Durchführung eines kardiopulmonalen Belastungstests nicht nur festgestellt werden kann, ob Ihr kardiopulmonales System und Ihr Skelettsystem die Belastung sicher bewältigen können, sondern auch, wie viel Sie konkret trainieren müssen. Dadurch können Sie effektive Trainingsziele erreichen und Ihre Herz-Kreislauf-Funktion und Ihre Trainingsausdauer schrittweise verbessern. Tatsächlich ist dies nur die Spitze des Eisbergs der kardiopulmonalen Belastungstests. Darüber hinaus können damit die Ursachen einer Belastungsintoleranz ermittelt, der Schweregrad einer Herzerkrankung bestimmt und eine präoperative Risikobewertung bei chirurgischen Eingriffen durchgeführt werden.

Die populärwissenschaftlichen Inhalte dieser Plattform wurden vom Nationalen Wissenschaftskompetenz-Aktionsprojekt 2022 der Abteilung für Wissenschaftspopularisierung der Chinesischen Vereinigung für Wissenschaft und Technologie „Projekt zur Verbesserung der Kapazität der Wissenschaftspopularisierung der Nationalen Gesellschaft – Aktionsplan zur Verbesserung der Kapazität des Dienstes zur Rehabilitation der Wissenschaftspopularisierung“ finanziert.