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Wasser und Salz. Urquell des Lebens. von Barbara Hendel, Peter Ferreira Preis: EUR 20,35 Taschenbuch - 232 Seiten Erscheinungsdatum: Oktober 2001 Hier bestellen!

Hitzeakklimatisation im Sport
von Prof. Dr. med. G. Neumann, Institut für angewandte Trainingswissenschaft, Leipzig 
Der Organismus kann sich in fünf bis zehn Tagen an Hitze akklimatisieren. Bei diesem Anpassungsvorgang werden die Körperkerntemperatur gesenkt, die Durchblutung der Haut gesteigert und die Schweißdrüsen sensibilisiert bzw.so „programmiert“, daß sie weniger Mineralien nach außen abgeben. Der Schweiß wird dünnflüssiger. Der Akklimatisierte schwitzt früher und effizienter. Die Verdunstung des Schweißes führtzu einer wirksamen
Abkühlung. Ausdauersportler vertragen Hitze besser. Ob man sich wohlfühlt oder nicht, hängt häufig mit dem Klima zusammen. Sowohl Lufttemperatur, -feuchtigkeit, Strahlungstemperatur als auch Windgeschwindigkeit beeinflussen das Befinden und die körperliche Leistungsfähigkeit bei Hitze. Angenehm empfinden wir es, wenn die Bildung von Wärme und die Abgabe im Gleichgewicht sind. Man kann den Organismus in fünf bis zehn Tagen an große Hitze anpassen. Dann schwitzt der Akklimatisierte eher und erreicht eine wirksame Abkühlung. Der Sportler kann auch bei extremen Temperaturen seine Leistung erbringen, ohne durch die klimatischen Verhältnisse eingeschränkt zu sein
Hitzeabwehr ist erblich
Zwischen dem Frösteln und der Schweißbildung gibt es eine wärmeregulatorische Neutralzone, in der man sich einfach „wohlfühlt“. Dabei besteht ein Gleichgewicht von Wärmebildung und Wärmeabgabe, das durch hohe Außentemperaturen oder körperliche Aktivität (Sport) gestört werden kann. Angestiegene Körperwärme wird durch Wärmestrahlung, -leitung, -transport sowie durch die Verdunstung von Schweiß vermindert. Letzteres ist der wirksamste Mechanismus für die Abkühlung bzw. Wärmeabgabe. Schwitzen beseitigt 80% der Körperwärme. Zusätzlich wird die Haut bei Hitze besser durchblutet und die erwähnten anderen Wärmeabgabemechanismen werden wirksam. Wie der Organismus auf veränderte Außentemperaturen reagiert, ist allerdings höchst individuell und genetisch vorgegeben. Wichtig ist zu wissen, daß man seine „Abwehrkräfte“ gegenüber Hitze trainieren kann. Dabei bedient sich der Organismus zweier Formen der Abwehr: zum einen der Thermotoleranz und zum anderen der Hitzeanpassung:
              
1. Thermotoleranz:
Diese Toleranz gegenüber zu viel Wärme kann sich bereits bei einmaliger Hitzeeinwirkung entwickeln, wenn die Körperkerntemperatur über 40°C ansteigt. Die Auswirkungen des thermischen Stresses wurden experimentell untersucht. Dabei stieß man auf sogenannte Hitzeschockproteine (HSP). Diese Eiweißmoleküle werden nur bei Hitzestreß gebildet. Sie haben die Aufgabe, die Körperzellen vor weiterer Überhitzung zu schützen, indem sie die Zellwand verdichten (isolieren). Die Fähigkeit zur Bildung von HSP scheint individuell unterschiedlich zu sein und ist die Voraussetzung, daß man überhaupt Hitze vertragen kann. Personen, die reichlich oder frühzeitig HSP
bilden können, sind wahrscheinlich die „Hitzeverträglicheren“. 

2. Hitzeakklimatisation:
Neben dem einmaligen Hitzeschock kann sich der Organismus auch durch wiederholte Hitzereize anpassen. Dabei werden zahlreiche Funktionen der Organsysteme verändert.

Anpassen durch Muskeltraining
Erst bei Temperaturen über 30°C beginnt der Anpassungsvorgang des Organismus, den man Akklimatisation nennt. Der Aufenthalt in warmen Klimazonen, noch dazu in klimatisierten Räumen, löst noch keine Hitzeakklimatisation aus. In Ruhe oder bei nur mäßiger Bewegung, auch über längere Zeit, kann sich der Organismus nicht wirklich an die Wärme in den Tropen z.B. anpassen, weil der Anstieg der Körperkerntemperatur als der entscheidende Reiz zur Akklimatisation fehlt. Der passive Hitzeaufenthalt erhöht zwar spontan Schweißabsonderung und Hautdurchblutung, verändert aber noch nicht die zentralen Mechanismen der Steuerung der Körperabkühlung, der Wärmebildung, des Wärmetransports und der Wärmeabgabe. Erst eine sportliche Ausdauerbelastung oder die Belastung bei Hitze senken die Kerntemperaturschwelle und geben den Impuls dafür, daß sich die Hautgefäße erweitern und die Schweißbildung beginnen kann. Man nennt diesen Moment den sogenannten „Set-Point“ für die Temperaturregelung. Dieser wird bei der Akklimatisation herabgesetzt. Um sich wirksam zu akklimatisieren, muß man seine Körperkerntemperatur auf 39°C bringen. Das geschieht durch Muskelbelastung bei Außentemperaturen von über 30°C. Der Hitzestreß muß drei bis vier Tage dauern, damit die Schweißdrüsen empfindlicher werden und pro Zeiteinheit mehr Schweiß abgeben. Dieser Schweiß wird in den sich vergrößernden Schweißdrüsen immer mineralstoffärmer, der Kochsalzgehalt geht auf ein Drittel zurück. Die gewünschte Folge davon ist, daß mehr Schweiß bei geringerer Kerntemperatur abgegeben werden kann und die Hautoberfläche besser gekühlt wird. Als Mindestbelastung empfiehlt sich ein tägliches Training von 60 bis 120 Minuten bei Hitze. Erfahrungsgemäß ist die Anpassung der beteiligten Systeme (Zunahme der Schweißabsonderung, Abnahme von Kerntemperatur, Herzfrequenz und Sauerstoffverbrauch) bei Leistungssportlern nach fünf Tagen moderaten Trainings im wesentlichen eingeleitet und nach sieben bis zehn Tagen erreicht. Ausdauertrainierte kommen mit Hitze eindeutig besser zurecht als Untrainierte, da Ausdauerbelastungen physiologisch gesehen bereits eine
milde Hitzeakklimatisation sind (siehe Abbildung) .

Ausdauertraining begünstigt Anpassung
Die Umstellung auf Hitze kann im Heimatort bereits durch Sauna- oder Klimakammeraufenthalte vorbereitet werden. Auch das Training mit stark wärmender und wenig luftdurchlässiger Bekleidung (z. B. Nylon, Polyester) verstärkt das Schwitzen und hilft bei der Umstellung auf Hitze. Im übrigen ist der Wechsel in tropische Länder auch ein Wechsel in andere Zeitzonen und damit auch ein Wechsel des Biorhythmus. Flugreisen in Richtung Osten sind dem Sonnenlauf entgegen, und der Körper braucht länger für die Umstellung. Die Hitzeanpassung erfolgt bei den Sportlern unterschiedlich. Eine geringere Toleranz haben Frauen in der Lutealphase (zweite Phase des
Menstruationszyklus nach dem Eisprung), ältere Männer sowie Kinder und Jugendliche. Da die physiologisch ablaufenden Prozesse kaum zu beeinflussen sind, gilt es, die Randbedingungen zu harmonisieren.
Sportler, die ausdauerorientiert trainieren, vertragen die Belastungen bei über 30°C Außentemperatur besser als beispielsweise Zweikampfsportler, Sprinter oder Sportspieler. Ursache ist ein in der Regel niedriges aerobes Leistungsniveau. Beim Kurzzeit-Intensitätstraining kann die Kerntemperatur nach wenigen Minuten, unabhängig von der Sportart, auf 39°C ansteigen und den Kühlmechanismus überfordern. Der Schweiß tropft, kann nicht verdunsten. Während Ausdauersportler auch in der Mittagszeit trainieren können, sollten die anderen das nicht tun.

Flüssigkeit schützt vor  Überhitzung
Beim Leistungstraining bei Hitze muß aus Einsicht getrunken werden, auch wenn man keinen Durst spürt. Die morgendliche Gewichtskontrolle gibt Aufschluß über den Verlust an Flüssigkeit. Hat das Körpergewicht über vier Prozent abgenommen, muß die Belastung vermindert werden. Während des Trainings und des Wettkampfes muß regelmäßig und reichlich Flüssigkeit aufgenommen werden, um das Ansteigen der Körperkerntemperatur zu verzögern und „Überhitzungen“ zu verhindern. Der schnellstmögliche Wasserersatz wird mit Lösungen erreicht, die leistungsfördernde Zusätze, wie z.B. Glukose u.a. beinhalten (lesen Sie dazu auch nachfolgenden Beitrag „Die richtige Ernährung im Wettkampf“). Das Problem ist, daß bei Hitze die Schweißbildung höher ist als die Wasseraufnahme im Magen-Darm-Trakt. Bei feuchtwarmem Klima über 30°C können pro Stunde Belastung ein bis zwei Liter Schweiß abgegeben werden. Doch die Flüssigkeitsmenge, die ohne Schwierigkeiten vertragen wird, liegt bei 0,7 Liter pro Stunde, beim Radfahren etwas höher. Der Gefahr des Defizits unter diesen Bedingungen kann man entgegenwirken, wenn bereits 15 Minuten vor Beginn der Belastung begonnen wird, Flüssigkeit aufzunehmen. Während der Belastung empfiehlt es sich, alle 10 bis 20 Minuten regelmäßig zu trinken. Bei mehrstündigen
Belastungen sollte zusätzlich 0,3 bis 1 Gramm pro Liter Kochsalz in die Flüssigkeit gegeben werden. Sportlerelektrolytgetränke berücksichtigen das bereits. Neben dem Trinkdefizit kann sich aber auch das „Übertrinkphänomen“ mit dem Problem der Salzverarmung des Organismus entwickeln. Das passiert bei Belastungen über sechs Stunden Dauer und niedriger Intensität, beispielsweise bei langsamen Läufen. Die Sportler trinken
mehr als sie schwitzen.

Vorbereitung auf den Wettkampf
Um sich für Hitze-Wettkämpfe in derselben Zeitzone oder bei Zeitdifferenzen von zwei bis drei Stunden zu akklimatisieren, sollte man sieben Tage, bei größeren Zeitunterschieden zehn Tage vorher anreisen. Riskant und fraglich ist ein reizwirksames Leistungstraining bei Hitze. Die Intensität der Belastung sollte 75 Prozent der Bestleistung nicht übersteigen, so daß der Sportler auch bei Hitze noch das Gefühl
von Leistungsreserven hat. Es ist ratsam, sich vor dem Wettkampf so lange wie möglich im gekühlten Raum aufzuhalten, da mit der Dauer der Erwärmung des Körpers auch die Kerntemperatur steigt. Auch das Tempo im Wettkampf ist anfangs niedrig zu halten, damit der Kerntemperatur-Anstieg verzögert wird, denn die Gefahr der Hitzeschädigung droht durch die zu hohe Gesamtkörperüberhitzung.

Mit Wasser kühlen
Die wichtigste Kühlung während der Belastung ist die Wasserverdunstung von der Körperoberfläche. Kopf und Oberkörper mit reichlich Wasser zu begießen, ist eine wirksame Abkühlung bei Wettkämpfen. Erfahrungen besagen, daß die leistungsstärksten Langzeitausdauerathleten sich am besten akklimatisieren. Bei Leistungsschwächeren kommt es häufig nach dem Ziel zum „Hitzekollaps“.
Vermutlich versagt der venöse Rückstrom des Blutes bei hoher Kerntemperatur, aber das ist noch nicht erwiesen. 
Literatur beim Verfasser
Prof. Dr. med. habil. Georg Neumann, Facharzt für Sportmedizin,
Institut für angewandte Trainingswissenschaft,
Marschnerstr. 29,
41209 Leipzig

Sportmedizinische Empfehlungen zum Akklimatisationstraining 
Reichliche Flüssigkeitsaufnahme vor Trainingsbelastung Während der Belastung frühzeitig trinken Bei Belastungen über 60 Minuten Dauer zusätzlich zu den Elektrolyten 5 bis 8%ige Kohlenhydratlösungen aufnehmen Nach Belastungsende sofort Elektrolyt- und Kohlenhydrataufnahme Ausdauerbelastungen prinzipiell mit geringer Intensität (weniger als 70%) ausführen; aerobes Grundlagentraining bevorzugen; deutliche Intensitätsverminderung bei Langzeitbelastungen; intensive Belastungsformen verkürzen Kontrolle der Herz-Kreislauf-Belastung über Herzfrequenzmessung Temperaturangepaßte Bekleidung wählen (weiße Baumwolle bevorzugen, Netzhemd, eventuell Oberkörper frei) Die Schweißmenge ist direkt abhängig von der Intensität der sportlichen und körperlichen Belastung. So nimmt nicht nur der Energieverbrauch, sondern auch entsprechend die Schweißproduktion mit steigender Intensität zu. Bei mittlerer Sportintensität verliert der Körper etwa 0,5 - 1,0 Liter Schweiß pro Stunde. Bei intensiven Belastungen oder beim Sport in großer Hitze können mehr als drei Liter Schweiß pro Stunde ausgeschieden werden.  Der Schweiß enthält neben Wasser auch Mineralstoffe wie Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium, Phosphat und Chlorid sowie Spurenelemente wie Eisen, Kupfer, Zink und Jod. Mit jedem Liter Schweiß werden etwa 10 Mikrogramm Jod ausgeschieden. Damit können allein über den Schweiß 10-30% der täglich aufgenommenen Jodmenge wieder verloren gehen. Das Risiko einer Jodunterversorgung ist beim Sportler somit sehr groß.

Der Einfluss einer längeren Hitzebelastung auf das Gerinnungs- und Fibrinolysesystem

Agrawal B, Röcker L Roche Diagnostics GmbH

Über den Einfluss einer Hitzebelastung auf das Gerinnungs- und Fibrinolysesystem gibt es nur wenige Mitteilungen. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen wurden nur mit Hilfe globaler Tests ermittelt, so dass sie wenig Aufschluss über die  Veränderungen von Einzelfaktoren erbringen konnten. Deshalb wurden unter Hitzebelastung neben globalen Gerinnungstests (Quick, PTT, Thrombinzeit) wichtige Einzelfaktoren des Gerinnungs- (Faktor I, II, VIII, X, XII) und Fibrinolysesystems (Plasminogen, Fibrinspaltprodukte) sowie Inhibitoren dieser Systeme (Antithrombin III, Antiplasmin) bei 12 gesunden Männern (Mittelwert 22 Jahre) untersucht. Die Blutabnahmen erfolgten vor (A), am Ende (B) sowie direkt (C), 90 min (D) und 180 min (E) nach einer intermittierenden Hitzeeinwirkung von 4 Stunden (70 – 75 °C, 10 – 20 % rel. Luftfeuchtigkeit). Die PTT verkürzte sich im Vergleich zum Kontrollwert von 35,8“ auf 33,8“ (B), 33,9“ (C), 34,2“ (D) und 34,3“ (E) signifikant (p < 0,01). Der Quickwert veränderte sich nicht. Die untersuchten Einzelfaktoren (I, II, VIII, X, XII) zeigten eine signifikante Aktivitätserhöhung während und bis zu 180’ nach der Hitzebelastung. Die stärkste Aktivitätserhöhung fand sich beim Faktor VIII. Ebenso war Antithrombin III signifikant erhöht. Plasminogen als Parameter des Fibrinolysesystems zeigte ähnlich wie das Gerinnungssystem Veränderungen im Sinne einer Aktivitätssteigerung.

Schlussfolgerung:

1. Eine Hitzebelastung führt zu einer Aktivierung des endogenen Systems der plasmatischen Gerinnung.

2. Gleichzeitig erhöht sich die Aktivität des Inhibitorpotentials der Gerinnung sowie die Aktivität des Fibrinolysesystems.

3. Durch die gleichzeitige Aktivitätssteigerung des Inhibitor- und Fibrinolysesystems wird die Homöostase des Gerinnungssystems wieder hergestellt, so dass eine Gefährdung in Bezug auf ein hitzeinduziertes Thromboserisiko beim Gesunden unwahrscheinlich ist.
37. Deutscher Kongress für Sportmedizin und Prävention - Prävention durch Bewegung und Sport -
26. bis 30. September 2001 in Rotenburg a. d. Fulda

Inverse Relation zwischen belastungs- und temperaturabhängiger Expression des
Hitzeschockproteins HSP27 und DNA-Schäden in Leukozyten

Fehrenbach E, Veith R, Schmid M*, Dickhuth HH*, Northoff H, Niess AM*

Abt. Transfusionsmedizin, *Abt. Sportmed, Med. Klinik, Uni Tübingen

Die belastungsinduzierte Expression von HSP und DNA-Schäden wird mit oxidativem und Hitzestress assoziiert. Zellprotektives und Thermotoleranzvermittelndes

HSP27 könnte bei der Entwicklung belastungsinduzierter DNA-Schäden eine Rolle spielen. Deshalb haben wir die Effekte verschiedener Umgebungstemperaturen während der Belastung auf die HSP27-Expression und DNA-damage in Leukozyten von Ausdauerläufern untersucht.
Methoden: 12 trainierte Läufer absolvierten einen 60minütigen Ausdauerlauf auf dem Laufband mit einer Intensität von 90% ihrer individuellen anaeroben Schwelle (EX). 6 Athleten führten EX bei 28°C Umgebungstemperatur (H), die anderen 6 bei 18°C (N) durch. Blutproben wurden in Ruhe vor und 0, 24 und 48 h nach EX entnommen. Die Expression von HSP27 wurde mittels RT-PCR und Durchflusszytometrie bestimmt. Die leukozytären DNA-Schäden wurden mit Hilfe des Comet-Assays analysiert.
Ergebnisse: Kerntemperatur (39,4±0,7°C/38,6±0,6°C) und Schweißrate (0,4±0,02/0,3±0,04 ml/kg/min) sowie Plasma-Cortisol and Growth Hormone waren signifikant höher in H verglichen mit N, während max. Laktat (3,0±0,8/2,3±0,8 mmol/l) und rel. VO2max (74,4±2,0/74,2±5,0%VO2max) während EX vergleichbar waren.

Der Anstieg der HSP27-Expression nach EX war deutlicher in H als in N. Andererseits war die EX-induzierte DNA-Migration und der Prozentsatz geschädigter

Zellen weniger ausgeprägt in H als in N. Speziell die 24-h-post- EX-Werte waren signifikant unterschiedlich.
Schlussfolgerungen: Erhöhte Umgebungstemperatur hat einen additiven Effekt auf die belastungsinduzierte Expression von HSP27 in Leukozyten aber nicht auf die Entstehung von DNA-Schäden. Die Umkehrbeziehung von HSP27 und DNA-damage 24 h nach EX in den beiden Gruppen könnte auf schützende Funktionen von HSP27 gegen belastuntsinduzierte DNA-Schäden in Bezug auf Thermotoleranz oder Schutz vor oxidativem Stress hinweisen.
37. Deutscher Kongress für Sportmedizin und Prävention - Prävention durch Bewegung und Sport -
26. bis 30. September 2001 in Rotenburg a. d. Fulda