Hämo­glo­bin, ein Schlüs­sel zur Fit­ness – For­schungs­er­geb­nis­se der Bay­reu­ther Sportmedizin

Prof. Dr. Walter Schmidt und PD. Dr. Nicole Prommer. Foto: Abt. Sportmedizin/ Sportphysiologie der UBT

Prof. Dr. Wal­ter Schmidt und PD. Dr. Nico­le Prom­mer. Foto: Abt. Sportmedizin/​Sport­phy­sio­lo­gie der UBT

(UBT) Die kör­per­li­che Aus­dau­er von Spit­zen­sport­lern hängt direkt von der Hämo­glo­bin­men­ge in ihrem Blut ab. Dies haben Prof. Dr. Wal­ter Schmidt und PD Dr. Nico­le Prom­mer am Insti­tut für Sport­wis­sen­schaft der Uni­ver­si­tät Bay­reuth jetzt nach­wei­sen kön­nen. Zugleich haben sie ver­schie­de­ne Wege unter­sucht, die Hämo­glo­bin­men­ge zu erhö­hen und so die Leis­tungs­fä­hig­keit zu stei­gern. Über die Ergebnsise berich­ten sie in der Zeit­schrift „Exer­cise and Sports Sci­en­ces Reviews“.

Wann ist ein Mensch kör­per­lich fit? Das hängt wesent­lich von sei­ner Aus­dau­er ab, also von sei­ner Fähig­keit, über einen mög­lichst lan­gen Zeit­raum kör­per­li­chen Belas­tun­gen stand­zu­hal­ten und sich nach Ermü­dungs­pha­sen mög­lichst rasch wie­der zu erho­len. Als ein wesent­li­ches Kri­te­ri­um für die Aus­dau­er gilt in der Sport­me­di­zin die maxi­ma­le Sau­er­stoff­auf­nah­me. Die­ser mess­ba­re Wert besagt, wie vie­le Mil­li­li­ter Sau­er­stoff der Kör­per pro Kilo­gramm Kör­per­ge­wicht in der Minu­te ver­wer­ten kann: und zwar dann, wenn er – bei­spiels­wei­se durch sport­li­ches Trai­ning – die Gren­ze sei­ner Belas­tungs­fä­hig­keit erreicht. Je höher die­ser Wert liegt, des­to grö­ßer ist die kör­per­li­che Leistungsfähigkeit.

Kör­per­li­che Leis­tungs­fä­hig­keit – direkt abhän­gig vom Hämo­glo­bin, dem Sauerstofftransporter

Es gibt zahl­rei­che und ver­schie­den­ar­ti­ge Ursa­chen für eine hohe maxi­ma­le Sau­er­stoff­auf­nah­me. Pro­fes­sor Dr. Wal­ter Schmidt, Lei­ter der Abtei­lung Sport­me­di­zin und Sport­phy­sio­lo­gie an der Uni­ver­si­tät Bay­reuth, und sei­ne Mit­ar­bei­te­rin PD Dr. Nico­le Prom­mer haben die­se Ursa­chen ein­ge­hend unter­sucht. Dabei ist ihnen jetzt der Nach­weis gelun­gen, dass die kör­per­li­che Aus­dau­er von Spit­zen­sport­lern direkt von der abso­lu­ten Hämo­glo­bin­men­ge abhängt, die in ihrem Blut ent­hal­ten ist.

Das Hämo­glo­bin ist ein Pro­te­in, das den ein­ge­at­me­ten Sau­er­stoff bin­det und durch die Blut­zir­ku­la­ti­on im gan­zen Kör­per ver­teilt. Schmidt und Prom­mer konn­ten zei­gen: Wenn sich die Hämo­glo­bin­men­ge um 1 Gramm ändert, ändert sich die Sau­er­stoff­auf­nah­me um 4 Mil­li­li­ter pro Minu­te – und zwar unab­hän­gig davon, wel­che Ursa­chen für die im Blut ent­hal­te­ne Hämo­glo­bin­men­ge ver­ant­wort­lich sind. In einem kürz­lich erschie­ne­nen Bei­trag für die Zeit­schrift „Exer­cise and Sports Sci­en­ces Reviews“ geben sie einen Über­blick über die sport­me­di­zi­ni­schen Unter­su­chun­gen, die zu die­sem Ergeb­nis geführt haben. Zugleich beschrei­ben sie unter­schied­li­che Wege, die Hämo­glo­bin­men­ge zu erhö­hen und dadurch die Leis­tungs­fä­hig­keit zu steigern.

Vom Aus­dau­er­trai­ning bis zum Doping – wie sich die maxi­ma­le Sau­er­stoff­auf­nah­me stei­gern lässt

Grund­sätz­lich unter­schei­den die bei­den Autoren zwei Mecha­nis­men, die dazu bei­tra­gen kön­nen, dass die maxi­ma­le Sau­er­stoff­auf­nah­me steigt. Wenn eine grö­ße­re Men­ge Blut­plas­ma und – pro­por­tio­nal dazu – eine grö­ße­re Men­ge Hämo­glo­bin im Kör­per zir­ku­liert, kann das Herz eine erhöh­te Pump­leis­tung erbrin­gen und dem Kör­per pro Minu­te eine grö­ße­re Men­ge Sau­er­stoff zufüh­ren. Die­ser Vor­gang ist das typi­sche Ergeb­nis eines inten­si­ven Aus­dau­er­trai­nings. Die grö­ße­re Sau­er­stoff­men­ge wird dabei ins­be­son­de­re von den Mus­keln ver­wer­tet, die dadurch weni­ger schnell ermüden.

Ein ganz ande­rer Mecha­nis­mus liegt vor, wenn nicht die Blut­men­ge ins­ge­samt, son­dern die Kon­zen­tra­ti­on des Hämo­glo­bins im Blut ansteigt. In die­sem Fall erhöht sich allein die Hämo­glo­bin­men­ge; die Men­ge des im Kör­per zir­ku­lie­ren­den Blut­plas­mas sinkt dage­gen oder bleibt zumin­dest gleich. Das Resul­tat: Das vor­han­de­ne Blut gewinnt eine grö­ße­re Kapa­zi­tät für die Auf­nah­me und den Trans­port von Sau­er­stoff, so dass dem arbei­ten­den Mus­kel mehr Sau­er­stoff zur Ver­fü­gung gestellt wird. Die­ser Vor­gang läuft qua­si auf natür­li­che Wei­se ab, wenn Leis­tungs­sport­ler sich an Gebirgs­re­gio­nen anpas­sen; d.h. an Höhen­la­gen über 2000 m, in denen der Sau­er­stoff­ge­halt der Luft deut­lich gerin­ger ist. Trotz der ver­än­der­ten Luft­ver­hält­nis­se fällt die maxi­ma­le Sau­er­stoff­auf­nah­me dann in der Höhe nur wenig ab und ist bei Rück­kehr ins Flach­land verbessert.

Der glei­che Mecha­nis­mus kann aber, wie Schmidt und Prom­mer dar­le­gen, durch geziel­tes Blut­do­ping nach­ge­ahmt – und im Ergeb­nis sogar weit über­trof­fen wer­den! Die Stei­ge­rung der maxi­ma­len Sau­er­stoff­auf­nah­me ist in den unter­such­ten Fäl­len der­art signi­fi­kant, dass als Erklä­rung allein eine künst­li­che Zufuhr von Hämo­glo­bin infra­ge kommt.

Rück­schlüs­se von der Leis­tungs­fä­hig­keit auf ihre Ursachen

Die Bay­reu­ther Sport­me­di­zi­ner beschrei­ben in ihrem Über­sichts­ar­ti­kel, wie sich ein sys­te­ma­ti­sches Aus­dau­er­trai­ning, die Anpas­sung an extre­me Höhen­la­gen und ein geziel­tes Blut­do­ping jeweils auf den Sau­er­stoff­trä­ger Hämo­glo­bin aus­wir­ken – und zwar einer­seits auf die abso­lu­te Men­ge des Hämo­glo­bins, ande­rer­seits auf die Hämo­glo­bin-Kon­zen­tra­ti­on im Blut. Dabei wer­den Unter­su­chun­gen mit Sport­lern, die auf Mee­res­spie­gel­ni­veau und im Gebir­ge trai­nie­ren, sowie Daten von Ath­le­ten, die ihr Blut mani­pu­lie­ren, zum Ver­gleich her­an­ge­zo­gen. Alle Ergeb­nis­se sind detail­liert durch sport­dia­gnos­ti­sche Mes­sun­gen belegt, die größ­ten­teils im Sport­in­sti­tut der Uni­ver­si­tät Bay­reuth vor­ge­nom­men wur­den. „Die For­schung ist heu­te so weit in die phy­sio­lo­gi­schen Abläu­fe vor­ge­drun­gen, dass wir in vie­len Fäl­len mit hoher Treff­si­cher­heit fest­stel­len kön­nen, auf wel­che Wei­se ein Sport­ler sei­ne Leis­tungs­fä­hig­keit gestei­gert hat“, erklärt Schmidt. „Daher sind wir zuver­sicht­lich, dass sich ins­be­son­de­re auch die Nach­weis­ver­fah­ren für Blut­do­ping in Zukunft wei­ter prä­zi­sie­ren lassen.“