Die portable Kalorimetrie als Grundlage für die Beurteilung der Substratoxidation unter submaximaler Belastung im Adipositasbereich

Abstract

Die vorliegende Studie hat das Ziel, die Entwicklung des Energieumsatzes und die Substratoxidation, insbesondere die Fett- und Kohlenhydratoxidation, adipöser Frauen mittels Respirationskalorimetrie während eines einstündigen Belastungstests mit leichter bzw. sehr leichter Belastungsintensität sowie in der Regenerationsphase über vier Monate mit regelmäßigen Kontrollterminen zu erfassen. Dabei werden die Ergebnisse einer Vorstudie der Arbeitsgruppe Prof. Dr. med. H.-U. Klör (1999), die im Rahmen einer Diplomarbeit mit einem normalgewichtigen Probandenkollektiv erhoben wurden, sowie einige Erkenntnisse aus dem Leistungssportbereich auf ihre Übertragbarkeit auf adipöse Probanden überprüft. In der Patientengruppe n = 14 wird unter den Maßnahmen des Studienprotokolls eine durchschnittliche Gewichtsreduktion von 7,2 kg und eine BMI-Senkung von 34,1 kg/m2 auf 31,1 kg/m2 (höchst signifikant) erzielt. Insgesamt wird eine Reduktion der Fettmasse (FM) und FFM erreicht und gleichzeitig der Anteil der FFM am KG erhöht. Es kann gezeigt werden, dass die Adipositas mit einem BMI über 30 kg/m2 einen wesentlichen Einfluss auf das Ausmaß der V02max während einer ansteigenden Spiroergometrie hat. Es ergeben sich Hinweise auf eine eingeschränkte Lungenfunktion und weiterhin darauf, dass das Alter neben dem Körpergewicht einen großen Einfluss auf die Faktoren maximale Herzfrequenz (Hfmax) und V02max hat. Daraus folgt, dass gerade Adipöse sehr früh aktiv sein müssen, um der Absenkung der Leistungsfähigkeit im Alter vorzubeugen. Unter einer täglichen, einstündigen, physischen Betätigung mit einer sehr leichten Belastungsintensität (25% V02max) über einen Zeitraum von vier Monaten erkennt man während der Belastungskalorimetrie einen Trainingseffekt, der auf zwei Arten auftritt: innerhalb einer Belastungsstunde verringert sich der Respiratorische Quotient (RQ) und über den Studienzeitraum sinkt der RQ zu den Kontrollterminen (mit einer Abschwächung dieses Effekts zu K4). Der Abfall des RQ geht einher mit dem Anstieg der Fettsäureoxidation sowie der geringer werdenden Oxidation von Kohlenhydraten. Verbunden damit ist eine Steigerung des Energieumsatzes. Die Entwicklung der Substratoxidation in der Regenerationsphase, d.h. eine Stunde nach Beendigung des submaximalen Belastungstests, gibt die Ergebnisse während der Belastung wieder: Gruppe 2, mit einer Bewegungsintensität von 25% V02max, erfährt eine Abnahme des RQ und damit eine Steigerung der Fettoxidation über die Kontrolltermine bis zu K3. Für Gruppe 1, mit 30% V02max im Belastungstest, werden eine Steigerung des RQ bzw. absinkende Werte der Fettsäureoxidation in der Regeneration beobachtet. Beim Versuch, die vorliegenden Ergebnisse in die Klassifikation für körperliche Aktivitätsstufen nach MC ARDLE WD et al. 1991 auf der Grundlage bestimmter Stoffwechselparameter (Energieumsatz, Lactatbildung, Herzfrequenz, etc.) unter Belastung einzuordnen, zeigt sich, dass Adipöse im Vergleich zu Normalgewichtigen für das Training eine wesentlich niedrigere Intensitätsschwelle zur Erhöhung der Fettsäureoxidation haben. Geht man von der Tatsache aus, dass nur bei leichten Belastungsstufen die Substratoxidation zugunsten der Fettsäureoxidation und zu Lasten der Kohlenhydratoxidation verläuft, ist die anfängliche Belastungsintensität von 30% V02max eine zu hohe Eingangsbelastungsstufe für Adipöse. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigen, dass kleine Veränderungen der Belastungsintensität bei Adipösen große Auswirkungen in der Substratutilisierung bewirken. Für adipöse und untrainierte Patienten liegt die Toleranzgrenze der Belastungsintensität weit unterhalb der Grenze von der für Ausdauertrainierte (75% V02max). Zusammenfassend kann für die vorliegende Studie gesagt werden, dass sich bei sehr niedrigen Belastungsintensitäten bis K3 Trainingseffekte in Bezug auf eine kontinuierliche Steigerung des Energieumsatzes und der Substratoxidation zugunsten der Fettsäureoxidation ergeben. Dieser Effekt zeigt sich innerhalb eines Belastungstests sowie über den Studienverlauf, weiterhin für zugehörige Parameter zu den Studienphasen "ansteigende Belastung" und"Regenerationsphase". Zu K4 wird eine Abschwächung dieser Parameter beobachtet, ebenso für die Entwicklung von weiteren Parametern wie V02max, HFmax, Differenz zwischen maximaler und minimaler 02-Aufnahme (V02dif), Lactatbildung und V02-Überschuss. Um diesen Entwicklungen entgegenzuwirken, wird ab dieser Studienphase eine Erhöhung der Belastungsintensität diskutiert.