Hypoxia and aerobic exercise interactions in age-related metabolic muscle dysfunction.
Final Report Abstract
Die in der durchgeführten Studie zu untersuchende Hypothese lautete: Ein strukturiertes, angeleitetes Ausdauertraining unter hypoxischen Bedingungen, bewirkt bei Älteren eine stärkere Änderung der Insulinempfindlichkeit als ein Training bei gleicher relativer Intensität unter normoxischen Luftverhältnissen. Vorliegende eigene und Arbeiten von anderen Wissenschaftlern ließen die Vermutung bestehen, dass bei normal- und übergewichtigen Personen nach Hypoxietraining eine ähnlich positive Anpassung und zum Teil sogar größere Anpassung des Kreislauf- und Stoffwechselprofils resultieren, wie bei Training unter Normalluftbedingungen. Vor allem der Glukosestoffwechsel und die Körperzusammensetzung zeigten eine stärkere Verbesserung nach Training unter Hypoxie. Altersbedingte Sarkopenie und Dysfunktion der muskulären Mitochondrien führen zu einer Abnahme der Belastbarkeit und Verminderung der Insulinsensitivität und erhöhen damit das Risiko für das Auftreten eines Typ 2 Diabetes Mellitus. Da sowohl aerobes Training als auch Hypoxie Signalwege regulieren, die mit altersinduzierten metabolischen Muskeldysfunktionen assoziiert sind, könnten beide eine Rolle in der Prävention und Behandlung der Erkrankung spielen. Zur Prüfung unserer Hypothese führten wir eine randomisierte, kontrollierte Studie an Frauen und Männern im Alter von 55 bis 75 Jahren durch. Die Hypoxietrainingsgruppe absolvierte das aerobe körperliche Training unter hypoxischen Bedingungen (FIO2 = 15%) während die Kontrollgruppe unter normoxischen Bedingungen (FIO2 = 21%). bei gleicher relativer Belastung trainierte. Primäre Zielvariable war die GIR, als Marker der Gesamtkörperinsulinempfindlichkeit, welche über einen hyperinsulinämischeneuglykämischen Glukoseclamp bestimmt wurde. Die Ergebnisse unserer Untersuchung zeigen, dass es bezüglich des primären Studienendpunktes, der GIR, sowie von Markern der zellulären Insulinsignalkaskade, keine Unterschiede zwischen einem Ausdauertraining unter normoxischen versus hypoxischen Luftverhältnissen gibt. Auch für weitere Studienendpunkte, wie die Körperzusammensetzung, die kardiorespiratorische Leistungsfähigkeit oder die selbst eingeschätzte Lebensqualität, wurden keine Unterschiede zwischen den Trainingsformen verzeichnet. Unsere Studie ist die erste Untersuchung, die mit der Messung über den Goldstandard zeigen konnte, dass bei älteren Menschen, bei denen die Insulinempfindlichkeit der Zellen mit dem Altersprozess natürlicherweise abnimmt, keine größeren Effekte durch ein Training unter Hypoxie hinsichtlich der Gesamtkörperinsulinsensitivität erzielt werden konnte. Damit kann ein Training unter Sauerstoffmangelbedingungen im Moment nicht als eine die Effektivität steigernde Trainingsform, bei der von uns untersuchten Studienpopulation betrachtet werden. Gründe für das Ausbleiben eines zusätzlichen Benefits durch hypoxische Bedingungen beim Training beinhalten methodische Aspekte, wie die Dauer und der Grad der angewandten Hypoxie aber auch die spezielle Charakteristik der Studienteilnehmer. Es kann spekuliert werden, dass bei älteren und untrainierten Individuen der Reiz eines regelmäßigen und strukturierten Ausdauertraining bereits so stark ist, dass die zusätzliche Senkung der Sauerstoffkonzentration keinen adäquaten additiven Stimulus darstellt, der sich in einer signifikant größeren Steigerung der Zielvariablen zeigt. Es bleibt zu schlussfolgern, dass bei älteren untrainierten Frauen und Männern bereits ein körperliches Training unter Normalluftverhältnissen zu einer Verbesserung von Markern der Insulinempfindlichkeit beiträgt und es nicht notwendig erscheint während des Training die Sauerstoffkonzentration in der Atemluft zu verringern um der alters-assoziierten Zunahme der Insulinresistenz durch körperliches Training effektiver entgegenzuwirken.
