Blutvolumen-Veränderungen während Ausdauer- und Kraftbelastungen und ihre Bedeutung für die Leistungsfähigkeit

Titelangaben

Schierbauer, Janis:
Blutvolumen-Veränderungen während Ausdauer- und Kraftbelastungen und ihre Bedeutung für die Leistungsfähigkeit.
Bayreuth , 2024 . - XI, 129 S.
( Dissertation, 2023 , Universität Bayreuth, Kulturwissenschaftliche Fakultät)

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Abstract

Das Blut ist ein fließendes Organ und macht bei einem erwachsenen Menschen ca. 6-8 % der Körpermasse aus. Zu den vielfältigen Eigenschaften und Funktionen des Blutes zählen zum Beispiel der Transport von Atemgasen, wie Sauerstoff und Kohlendioxid, die Verteilung von Nährstoffen und Metaboliten, wie Glukose oder Laktat, sowie die Aufrechterhaltung der homöostatischen Milieufunktion, was sich in der Konstanthaltung des pH-Werts äußert. Es ist seit langem bekannt, dass ein systematisches Ausdauertraining zu einer substantiellen Erhöhung der Gesamtmenge an Blut im Körper führt, wodurch die eingangs erwähnten Funktionen optimiert werden. Dies ist in erster Linie mit einer Steigerung der maximalen Sauerstoffaufnahme (V̇O2max), einer der wichtigsten Determinanten der Ausdauerleistungsfähigkeit, assoziiert. Der besondere Einfluss des Blutvolumen (BV) wird hierbei durch das Fick’sche Prinzip verdeutlicht, welches die V̇O2max als das Produkt aus Herzminutenvolumen (Q̇) und arterio-venöser Sauerstoffdifferenz (avDO2) bildet. Hier reguliert das BV über das Ausmaß des venösen Rückstroms nicht nur Q̇, sondern bildet über die Gesamthämoglobinmenge (Hbmass) und die Sauerstofftransportkapazität auch die Basis für eine möglichst hohe avDO2. Es ist zudem bekannt, dass das dem Kreislauf zur Verfügung stehende BV während muskulärer Belastung aufgrund von Flüssigkeitsverschiebungen mit zunehmender Intensität sukzessive abnimmt. Es bleibt jedoch offen, ob sich das Ausmaß dieser Flüssigkeitsverschiebungen zwischen unterschiedlichen Trainingsformen, z. B. Ausdauer- oder Kraftbelastungen unterscheidet und welchen generellen Einfluss diese auf die sportliche Leistungsfähigkeit besitzen. Vor allem im Ausdauertrainings ist eine Zunahme der V̇O2max zusätzlich mit morphologischen Veränderungen des Herzmuskels in Verbindung gebracht, denen eine harmonische Dilatation aller Herzhöhlen zugrunde liegt. Ursächlich für diese myokardiale Adaptation ist wahrscheinlich eine erhöhte Volumenbelastung, die im engen Zusammenhang mit dem BV steht. Allerdings ist bis heute nicht abschließend geklärt, in welchem integralen Zusammenhang die V̇O2max und die Herzdimensionen stehen und welche Rolle dabei letztlich dem BV zukommt. Im Rahmen dieser Arbeit erfolgt zunächst eine ganzheitliche Betrachtung des kardiopulmonalen Systems und dessen Relevanz für die Ausdauerleistungsfähigkeit unter besonderer Berücksichtigung des Blutvolumens. Darauf folgt eine Beschreibung der angewandten Methoden zur Bestimmung von Hämoglobinmenge und Blutvolumen sowie des Herzminutenvolumens. Im Anschluss werden die damit zusammenhängenden Studien mit Fragestellungen und Ergebnissen erläutert, bevor sie in einer zusammenfassenden Synopse diskutiert werden.

Abstract in weiterer Sprache

Blood is a flowing organ and makes up around 6-8% of the body mass in an adult. The diverse properties and functions of the blood include, for example, the transport of respiratory gases such as oxygen and carbon dioxide, the distribution of nutrients and metabolites such as glucose or lactate, as well as the maintenance of the homeostatic milieu function, which is expressed in keeping the pH value constant. It has long been known that systematic endurance training leads to a substantial increase in the total volume of blood in the body, thereby optimizing the functions mentioned at the beginning. This is primarily associated with an increase in maximum oxygen uptake (V̇O2max), one of the most important determinants of endurance performance. The special influence of blood volume (BV) is illustrated by the Fick principle, which forms V̇O2max as the product of cardiac output (Q̇) and arteriovenous oxygen difference (avDO2). Here, the BV not only regulates Q̇ via its impact on venous return, but also forms the basis for an increased avDO2 via total hemoglobin mass (Hbmass). It is also known that the central BV gradually decreases with increasing intensity during muscular exercise due to intra-cellular fluid shifts. However, it remains unclear whether the extent of these fluid shifts differs between different forms of training, e.g. endurance and resistance trainings and whether they have an impact on athletic performance. Especially in endurance training, an increase in V̇O2max is also associated with morphological changes in the heart muscle, which are based on a harmonious dilation of all cardiac cavities. The reason for this myocardial adaptation is probably an increased volume load, which is closely related to the BV. However, to date it has not been conclusively clarified what integral connection exists between the V̇O2max and the cardiac dimensions. Additionnaly, it remains to be investigated how total BV may influence cardiac dimensions. This work first offers a holistic look at the cardiopulmonary system and its relevance to endurance exercise performance, with particular attention to total blood volume. This is followed by a description of the methods used to determine the amount of hemoglobin mass and blood volume as well as cardiac output. The related studies are then explained with the obtained results before they are discussed in a summarized synopsis.