Die Arbeitslast-indexierte Analytik der Blutdruckregulation - Einfluss der vaskulären Funktion und Implikationen für die klinische Beurteilung von Leistungssportlern

Abstract

In dieser Arbeit wurden die Blutdruckregulation sowie die Anwendbarkeit neuer Arbeitslast-indexierter Parameter der Blutdruckantwort unter Belastung bei Leistungssportlern untersucht. Zudem wurde der Einfluss der zentralen Hämodynamik und der vaskulären Funktion auf die Blutdruckregulation sowie deren Assoziation zur Leistungsfähigkeit betrachtet. Die Messungen der zentralen Hämodynamik und der vaskulären Funktionsparameter wurden hierbei nichtinvasiv mit Hilfe eines validierten oszillometrischen Verfahrens durchgeführt. Da es sich bei den Probanden um gesunde hochtrainierte Leistungssportler mit einem homogenen Fitnesslevel handelte, war es ferner möglich, Assoziationen zwischen dem Vitamin-D-Spiegel und der Blutdruckregulation unabhängig vom relevanten Einflussfaktor der körperlichen Fitness zu untersuchen. Wir konnten dabei nachweisen, dass es auch bei Leistungssportlern eine hohe Prävalenz (44,3%) eines 25-OH-Vitamin-D-Mangels gibt. Ferner unterstützen unsere Ergebnisse die Theorie, dass die untere Schwelle von 30 ng/ml auch in dieser Kohorte nicht unterschritten werden sollte, um die Skelettgesundheit zu gewährleisten (Publikation 1). In unseren Untersuchungen zum Einfluss von Vitamin D auf den zentralen Blutdruck waren höhere zentrale Blutdruckwerte in der Gruppe der Athleten mit insuffizienten (< 30 ng/ml) im Vergleich zu den Athleten mit suffizienten (> 30 ng/ml) 25- OH-Vitamin-D-Spiegeln zu erkennen. Dabei lagen die zentralen Blutdruckwerte der Leistungssportler mit insuffizienten Vitamin-D-Werten im Bereich der altersgleichen Normalbevölkerung, wohingegen ein suffizienter Vitamin-D-Spiegel bei Leistungssportlern mit einem niedrigeren zentralen Blutdruck assoziiert war (Publikation 2). Dies spiegelt den Einfluss von Vitamin D auf die Blutdruckregulation wider, der über die Regulation des Tonus der Widerstandsgefäße bewirkt wird. Eine hohe körperliche Leistungsfähigkeit scheint diese Effekte abmildern zu können. Diese Kompensationsmechanismen wirken auch unter körperlicher Anstrengung, sodass auch bei Vitamin-D-Mangel keine überschießende Blutdruckreaktion bei Leistungssportlern festgestellt werden konnte. Allerdings bestätigt sich auch in dieser Untersuchung, dass ein 25- OH-Vitamin-D-Mangel mit einer signifikant schlechteren Leistungsfähigkeit bei Athleten assoziiert ist. Durch die leistungsindexierte Betrachtungsweise der Blutdruckregulation unter Belastung konnte eine differenzierte Analyse dieser Assoziation vorgenommen werden (Publikation 3).Die vaskuläre Funktion unter Belastung spielt daher für die Leistungsfähigkeit eine wichtige Rolle und ist eng mit der Blutdruckregulation unter Belastung verbunden. Dass die physikalischen Parameter des globalen Gefäßwiderstandes (Resistance Index) in Ruhe bereits als unabhängige Prädiktoren der Leistungsfähigkeit bei Athleten fungieren, wiesen wir in einer Pilotstudie nach (Publikation 4). Dabei waren die maximale Sauerstoffaufnahme (VO2 max.) und der Widerstandsindex die einzigen Parameter, welche die Leistungsfähigkeit bei einem standardisierten Ausbelastungstest bei männlichen Leistungssportlern vorhersagen konnten. Dies konnten wir in der Kontrollgruppe altersgleicher Männer nicht nachweisen. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass die Unterschiede der vaskulären Funktion zwischen Athleten und Kontrollgruppe insbesondere unter Belastungsbedingungen apparent werden und zu einer unterschiedlichen Blutdruckregulation und Leistungsfähigkeit führen. Diesem Umstand trägt die neu für die Normalbevölkerung etablierte Arbeitslast-indexierte Charakterisierung der Blutdruckantwort in Form des SBP/MET-slope Rechnung. Wir untersuchten erstmals diesen Marker in einer größeren Kohorte von männlichen Leistungssportlern (n = 142) und konnten aufzeigen, dass er auch in dieser Population dazu geeignet ist, eine Charakterisierung der Blutdruckantwort unter Belastung vorzunehmen. Zudem wiesen wir nach, dass der bisher als normal vorgeschlagene SBP/MET-slope von 10mmHg/MET13 keineswegs eine normale Blutdruckantwort bei Leistungssportlern widerspiegelt, sondern allenfalls als oberes Limit angesehen werden kann. Ferner konnten wir erstmalig bei Leistungssportlern demonstrieren, dass ein steigender SBP/MET-slope mit einem höheren maximalen systolischem Blutdruck, einem höheren maximalen Pulsdruck und einem höheren ΔSBP, allerdings mit einer niedrigeren absoluten und relativen Leistungsfähigkeit, assoziiert ist (Publikation 5). Diese Resultate unterstreichen den Zusammenhang zwischen vaskulärer Funktion, Blutdruckregulation und Leistungsfähigkeit bei Leistungssportlern und bestätigen unsere vorhergehenden Untersuchungen. In einer weiteren Studie konnten wir festhalten, dass das Konzept der Arbeitslast-indexierten Beurteilung der Blutdruckantwort sowohl für Nichtsportler als auch für Sportler zur Beurteilung der Blutdruckregulation unter Belastung geeignet ist (Publikation 6). Zudem konnten wir hierbei für die neu eingeführten Parameter SBP/W-slope und peak SBP/W-ratio erste Normwerte und obere Maximalwerte definieren und zugleich nachweisen, dass männliche Athleten andere Referenzwerte für die peak SBP/W-ratio im Vergleich zu Nichtsportlern benötigen. Dieser Unterschied manifestierte sich auch im Vergleich weiblicher Athleten mit der weiblichen Referenzkohorte (Publikation 7). Aufgrund der von uns erstmals ermittelten stärkeren Abweichungen zu den alters- und geschlechtsspezifischen Referenzwerten müssen für die peak SBP/W-ratio bei Athletinnen eigene Referenzwerte etabliert werden. Zwischen männlichen und weiblichen Athleten wurden zudem geschlechtsspezifische Unterschiede der neuen Parameter SBP/W-slope und peak SBP/W- ratio aufgezeigt. So wiesen weibliche Athleten im Vergleich zu männlichen Athleten einen steileren Blutdruckanstieg auf. Zudem waren deutliche Unterschiede des SBP/W-slope zwischen Sportlerinnen und der weiblichen Referenzpopulation zu erkennen, was darauf schließen lässt, dass dieser Marker bei Frauen zudem stärker von der körperlichen Fitness beeinflusst wird als bei Männern, bei denen dieser Unterschied nicht nachweisbar war. Somit sollten für weibliche Athleten eigene Referenzwerte definiert werden. Im Gegensatz dazu haben wir den SBP/MET-slope als geschlechtsunabhängigen Parameter für die Arbeitslast- indexierte Blutdruckantwort identifiziert. Da er zudem vergleichbar mit den publizierten Referenzwerten der Normalbevölkerung war, kann er zur Beurteilung der Blutdruckantwort bei einer Sporttauglichkeitsuntersuchung bei Männern und Frauen verwendet werden. Trotz der in Ruhe bestehenden Unterschiede der vaskulären Funktionsparameter konnten diese allerdings in beiden Studien (Publikationen 6 und 7) die individuelle Blutdruckantwort nicht vorhersagen. Dieses Ergebnis war geschlechtsunabhängig und zudem auch bei den Kontrollpersonen nachweisbar. Hier wird die Bedeutung der vaskulären Funktion während der Belastung deutlich, die sich nicht mit Hilfe des genutzten validierten oszillometrischen Verfahrens ermitteln lässt. In Zukunft sollten weitere Anstrengungen zur validen nichtinvasiven Untersuchung der vaskulären Funktion während der Belastung unternommen werden. Zusammenfassend konnten wir mit unseren Studien einen wertvollen Beitrag zur besseren klinischen Beurteilung der Blutdruckregulation bei Athleten leisten. Dies erleichtert die klinische Einschätzung eines Belastungstestes im Rahmen einer Sporttauglichkeitsuntersuchung. Zudem haben wir den Zusammenhang zwischen der vaskulären Funktion, Blutdruckregulation und Leistungsfähigkeit bei Athleten nachgewiesen.