intermittierende Hypoxiezustände, wie sie beispielsweise bei Schlafapnoe auftreten, nicht behandelt. Als Synonym für IH wird in der Literatur teilweise auch der Begriff „Intervallhypoxie“ verwendet.
Folgende Parameter sind kennzeichnend für IH (IH-Protokolle):
■ Die Intensität ergibt sich aus der Höhe oder der inspiratorischen Sauerstoffkonzentration (FIO2) als Äquivalent dazu. So entspricht beispielsweise ein FIO2 von 12,5 % einer Höhe von ca. 4000 m.
■ Die Dauer und die Wiederholungszahl der einzelnen Hypoxieexpositionen sowie das Verhältnis von hypoxischen zu normoxischen Phasen ergeben das zeitliche Gefüge des IH-Protokolls. Es werden
a) wiederholte kurze hypoxische Expositionen (3–5 min) wechselweise mit ungefähr gleichlangen normoxischen Phasen für 1–2 Stunden pro Tag oder
b) kontinuierliche Hypoxieexpositionen von einer bis zu mehreren Stunden (einmal pro Tag)
angewendet. Die Gesamtdauer der IH-Anwendung variiert typischerweise von ca. 5 Tagen bis zu 6 Wochen.
■ Von Bedeutung ist auch, ob die Person während der Hypoxieexposition passiv (nur Hypoxie) oder (teilweise) körperlich aktiv (Hypoxie plus Training) ist.
Ähnlich wie beim sportlichen Training (z. B. Intervalltraining) hängen die erwirkten Anpassungen des menschlichen Organismus maßgeblich vom IH-Protokoll ab. Aus der Vielzahl der möglichen IH-Protokolle lässt sich leicht erkennen, dass dadurch die unterschiedlichsten Reaktionen – positiver wie negativer Art – ausgelöst werden können. Allerdings steckt die systematische Forschung in diesem Bereich noch in den Kinderschuhen. Die Effekte verschiedener IH-Protokolle und deren Wirkungsmechanismen sind wissenschaftlich noch nicht umfassend erklärt. Somit können momentan oftmals noch keine eindeutigen und wissenschaftlich abgesicherten Aussagen über die Wirksamkeit oder die Unwirksamkeit von IH gemacht werden.
Tabelle 2.10: Methoden zur Höhensimulation und deren praktische Aspekte
| Hypobare Hypoxie | Normobare Hypoxie | ||
| Beispiele aus der Praxis | Aufenthalt in Unterdruckkammer | Aufenthalt in Hypoxiezelt oder -kammer (normobar) | Atmung eines hypoxischen Gasgemisches über eine Maske |
| Höhensimulation | Sauerstoffmangel und Unterdruck | Sauerstoffmangel | Sauerstoffmangel |
| Aufwand (finanziell und infrastrukturell) | Sehr hoch | Hoch | Eher gering |
| Beeinflussung physiologischer Reaktionen | Event. durch Kammeraufenthalt | Gering, event. bei kleinen Kammern oder Zelten | Atmung kann durch Maske verändert werden |
| Wechsel zu Normoxie | Nur mit Zeitverzögerung möglich | Jederzeit möglich | Jederzeit und in kurzen Abständen möglich |
Praktische Anwendungsbereiche von intermittierender Hypoxie
IH wird seit Jahrzehnten vorwiegend von Ärzten in der ehemaligen UDSSR zur Therapie verschiedenster Erkrankungen erforscht und angewendet. Erst in jüngerer Zeit entdeckte der Leistungssport IH als Variante zum Höhentraining, wobei eine Steigerung der Ausdauerleitungsfähigkeit in Tallage durch IH kontrovers diskutiert wird. Für den Bergsport sind besonders die Effekte der IH interessant, die Mechanismen der Akklimatisation auslösen und somit zur Prophylaxe höhenbedingter Erkrankungen oder zur Leistungssteigerung in der Höhe dienen können.
Intermittierende Hypoxie bis zu 1 Stunde pro Tag über maximal 1 Woche. Bereits kurz andauernde Hypoxieexpositionen (unter 1 Stunde auf 4000 m) führen zu einer erhöhten Empfindlichkeit der peripheren Sauerstoffsensorik und somit zu einer Steigerung der hypoxischen Atemantwort (Hypoxic Ventilatory Response – HVR). Diese Anpassungen sind auch wesentlicher Bestandteil der ventilatorischen Akklimatisation unter chronischer Hypoxie. Bei Expositionszeiten von ca. 1 Stunde konnte bei geringeren Hypoxiegraden (z. B. 2500 m) keine HVR-Erhöhung beobachtet werden, bei lang andauernden Expositionszeiten (z. B. 20 Tage à 8–10 Stunden pro Tag auf 2650 m) war dies hingegen der Fall. Der Anstieg des HVR durch IH scheint schneller zu erfolgen als dies unter chronischer Höhenexposition der Fall ist. Das Maximum der HVR-Steigerung dürfte, individuell verschieden, nach 4 bis 7 Expositionen erreicht sein. Allerdings zeigt die Mehrzahl der Studien, dass der durch IH erzielte HVR-Anstieg eher kurzlebig ist und für maximal 1 Woche nach Beendigung der IH-Anwendung erhalten bleibt. Aus Beobachtungen an Einzelfällen kann vermutet werden, dass Personen mit einem niedrigen HVR (z. B. für ein Höhenlungenödem anfällige Personen) mit einer besonders ausgeprägten HVR-Steigerung reagieren.
Die Steigerung des HVR führt in Höhen über 4000 m auch bei Belastung zu einer erhöhten Ventilation und Sauerstoffsättigung und dürfte somit auch die submaximale Ausdauerleistungsfähigkeit verbessern. Für Höhenlagen unter 3000 m konnte dieser Effekt nicht gezeigt werden. Bezüglich Prophylaxe der akuten Bergkrankheit (AMS) wird angenommen, dass ein gesteigerter HVR, evtl. zusammen mit einem durch IH-Anwendung reduzierten sympathischen Tonus, die AMS-Inzidenz reduzieren und somit ein praktisch anwendbares Tool zur Vorakklimatisation sein kann. Es liegen allerdings noch keine publizierten wissenschaftlichen Studien vor, die explizit diese Protokolle im Hinblick auf eine AMS-Prophylaxe hin überprüft haben.
Kompaktinformation
Zur kurzfristigen Vorbereitung auf nachfolgende Höhenexpositionen kommen derzeit IH-Protokolle mit folgenden Eckdaten in Betracht:
1. Intensität: Höhe ca. 4000 m bzw. FIO2 ca. 12,5 %
2. Dauer pro Sitzung: 1 Stunde kontinuierliche Hypoxie oder Wechsel von ca. 5-minütigen hypoxischen Intervallen mit gleich langen normoxischen Phasen über 1 Stunde
3. Wiederholungszahl: 4 bis 7 Sitzungen, möglichst an aufeinander folgenden Tagen
4. Passive Exposition
Intermittierende Hypoxie von mehreren Stunden pro Tag über mehr als 1 Woche. Umfangreichere IH-Protokolle mit länger andauernden Expositionen oder Kombinationen aus chronischen mit intermittierenden Aufenthalten dürften neben einer reinen Steigerung des HVR mit weitergehenden ventilatorischen und eventuell auch hämatologischen Adaptationen verbunden sein. Erste Vorakklimatisationsstudien aus der Arbeitsgruppe um Richalet zeigten, dass eine Kombination von chronischem Höhenaufenthalt (1 Woche 4350–4800 m) mit anschließender intermittierender Hypoxie über 4 Tage (5000–8500 m) nachfolgend deutlich schnellere Aufstiegsraten in extreme Höhen zuließen als bei herkömmlichen Expeditionen ohne Vorakklimatisation. Für die Praxis des Höhenbergsteigers und Trekkers sind allerdings aktuelle Untersuchungen, die eine Reduktion der AMS-Symptomatik auf 4300 m durch IH über 3 Wochen (5-mal wöchentlich 4 Stunden) zeigen, von größerer Bedeutung. IH in der angewendeten Weise dürfte für eine Vorakklimatisation auf nachfolgende Höhenaufenthalte, zumindest in Höhen von 4000–5000 m, geeignet sein, zumal es auch zu einer Steigerung der Ausdauerleistung in dieser Höhe kommt. Einschränkend muss erwähnt werden, dass gut kontrollierte Studien auch hierfür noch fehlen.
Kompaktinformation
Zur längerfristigen Vorbereitung auf nachfolgende Höhenexpositionen können derzeit IH-Protokolle mit folgenden Eckdaten empfohlen werden:
1. Intensität: Höhe ca. 4000 m bzw. FIO2 ca. 12,5 %
2. Dauer pro Sitzung: mindestens 4 Stunden kontinuierliche Hypoxie
3. Wiederholungszahl: 7–15 Sitzungen über 1–3 Wochen
4. Passive Exposition; bei mehrwöchigen Programmen ist eventuell eine Kombination mit Belastung zur Leistungssteigerung in der Höhe vorteilhaft
Abschließend muss ergänzt werden, dass IH in den beschriebenen Formen niemals eine adäquate Höhentaktik ersetzen kann. In speziellen Fällen (z. B. zu einem Höhenlungenödem neigende Personen) oder als zusätzliches Tool, dürften die beschriebenen IH-Protokolle den sie anwendenden Personen einen „Akklimatisationsvorsprung“ gegenüber