von Klaus Edel
Inhalt
Grundlagen der modernen Bewegungstherapie
Bestimmung der Trainingsherzfrequenz
Regelmäßiger Sport kann der Entstehung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen vorbeugen – dafür müssen jedoch die Trainingsdauer und –intensität individuell festgelegt werden
„No sports, but Whisky“ war die berühmte Antwort von Sir Winston Churchill auf die Frage nach dem Geheimnis seines langen Lebens. Es ist sicher bekannt, dass regelmäßiger, ausgiebiger Whisky-Konsum diesem Ziel nicht dienlich ist. Bewegung hingegen kann bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen helfen, ja sogar schützen.
Die meisten Menschen in Deutschland sterben an Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Im Jahr 2015 waren das mehr als 356 000 Personen bzw. 39 % aller Sterbefälle. Knapp 51 000 Deutsche starben dabei an einem Herzinfarkt. Männer waren deutlich häufiger betroffen als Frauen [1]. Die zweithäufigste Todesursache waren Krebserkrankungen. Ursächlich für die Mehrzahl der Herzinfarkte ist die koronare Herzkrankheit. In diesem Artikel soll die wirksamste Dosierung in Bezug auf Stärke und Häufigkeit von Bewegung zur Reduktion der Sterblichkeit besprochen werden.
Definition und Begriffe
Regelmäßige körperliche Aktivität beansprucht unterschiedliche Muskelgruppen, löst eine kardiovaskuläre und metabolische Anpassung aus und verhindert die Progression von arteriellen Gefäßerkrankungen [2]–[7]. Als körperliche Aktivität wird jede Bewegung der Skelettmuskulatur bezeichnet, die einen Energieverbrauch verursacht, der über den basalen Energieverbrauch hinausgeht. Bei geplanter, strukturierter und wiederholter Bewegung sollte mindestens 1/6 der Körpermuskulatur eingesetzt werden [8]. Ziel ist es, das Fortschreiten der Krankheit zu verlangsamen und die Belastbarkeit und Leistungsfähigkeit zu verbessern. Bewegung wird als Anpassungsvorgang (= Adaptation) gesehen. Es ist möglich, durch gezieltes Training eine funktionelle Anpassung auszulösen [9]. In der Quantifizierung der körperlichen Aktivität spielen sowohl die Dosis als auch die Intensität eine bedeutende Rolle [10]. Die Bewegungszeit sollte bei mindestens 30 Minuten täglich liegen [7] [11]. Für die Beschreibung der Intensität gibt es 2 Alternativen:
Über den Energieverbrauch – dann wird sie üblicherweise in metabolischen Äquivalenten (MET) ausgedrückt, wobei 1 MET der basalen metabolischen Rate ungefähr 3,5 ml O2/kg / min entspricht [12], [14].
Über die Angabe des Prozentsatzes der aeroben Kraft, die während der körperlichen Aktivität angewendet wird; entweder als Prozent der maximalen Herzfrequenz oder als Prozent des VO2max (VO2 = die Menge an Sauerstoff, der pro Minute vom Körper umgesetzt werden kann) [12].
Zusammenfassung
Körperliche Bewegung kann den Verlauf von Gefäßerkrankungen positiv beeinflussen und die Sterblichkeit bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen senken. Entscheidend dabei ist neben der Häufigkeit vor allem die Intensität der Bewegung. Die Dosierung der Intensität des Sportprogramms orientiert sich entweder am Energieverbrauch oder an der aeroben Kraft, die während der körperlichen Aktivität angewendet wird. Welcher Sport ausgeübt wird, hat jedoch keinen eindeutigen Einfluss auf den Gesundheitseffekt.
Bewegung bei moderater körperlicher Aktivität bedeutet also, dass sie mit einer Intensität von 50–60 % des VO2max bzw. 4–6 MET durchgeführt wird. Innerhalb dieses Bereichs sollte beispielsweise das Ergometer-Training zu Hause oder im Fitnessstudio liegen. Darüber hinausgehende körperliche Aktivität wird Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen nicht empfohlen [14].
Grundlagen der modernen Bewegungstherapie
Zahlreiche Daten belegen, dass Personen, die sich regelmäßig körperlich bewegen, ein nahezu halbiertes Risiko für die Entstehung kardiovaskulärer Komplikationen aufweisen [15]–[17]. Dies ist durch günstige Effekte des körperlichen Trainings auf die Herzleistung, die Gefäßfunktion, die Reduktion kardiovaskulärer Risikofaktoren sowie die Verminderung des Auftretens schwerwiegender ventrikulärer Herzrhythmusstörungen belegbar [7], [18]–[21].
Körperliches Training kann sowohl in der Prävention als auch in der Therapie kardiovaskulärer Risikofaktoren eingesetzt werden, wie z. B. bei arterieller Hypertonie, Übergewicht, Hypercholesterin- und Hypertriglyceridämie, Insulinresistenz und Diabetes. Die Weltgesundheitsorganisation empfiehlt, dass Erwachsene mindestens 150 Minuten pro Woche moderaten sportlichen Aktivitäten nachgehen oder zumindest 75 Minuten pro Woche ein sehr intensives Training absolvieren sollten [22], [23]. Als ideal wird tägliches, moderates Training mit einer Dauer von 30 Minuten angesehen. Was aber geschieht mit Menschen, die ihr gesamtes Bewegungspensum aus zeitlichen Gründen auf das Wochenende verlegen? Eine Studie der Universität Sydney an 64 000 Erwachsenen über einen Zeitraum von 16 Jahren fand heraus, dass im Vergleich zu denen, die nicht sportlich aktiv waren, das allgemeine Sterberisiko bei den „Wochenend-Kämpfern“ um 30 % und bei den regelmäßig Aktiven um 35 % niedriger war [24].
Menschen, die sich regelmäßig bewegen, weisen ein geringeres Sterberisiko auf, als diejenigen, die ihr gesamtes Sportpensum am Wochenende absolvieren.
Bestimmung der Trainingsherzfrequenz
Die individuelle Festlegung von Trainingsbereichen, die auf gemessenen Maximalwerten während einer Belastungsuntersuchung beruhen, ist zu favorisieren [25]. Der Goldstandard bei den Belastungsuntersuchungen ist die Spiroergometrie mit Rampenprotokoll. Dabei werden die Herzfrequenz, die Ventilation sowie die Atemgase O2 und CO2 bestimmt. Anhand der maximalen Herzfrequenz und bzw. oder VO2 können die Trainingsintensitäten nach entsprechenden Richtlinien individuell festgelegt werden. Wir bevorzugen diese Untersuchung, da bei Patienten mit Herzerkrankung die Bestimmung des prozentualen Anteils aus der maximalen Herzfrequenz oder der ventilatorischen bzw. Laktatschwelle aufgrund einer unregelmäßigen Antwort des Herzens auf Belastung (z. B. chronotrope Inkompetenz) oder Problemen bei der Bestimmung der Schwelle nicht exakt möglich ist [14].
In Deutschland erfolgt in den meisten Fällen, wegen des einfacheren Zugangswegs, die Festlegung der Trainingsherzfrequenz mittels Belastungs-EKG. Zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit bedarf es dabei der maximalen Ausbelastung. Als Richtwerte für die maximale Leistungsfähigkeit für untrainierte Männer gelten 3 Watt / kg Körpergewicht abzüglich 10 % für jede Dekade über dem 30. Lebensjahr und für Frauen 2,5 Watt / kg Körpergewicht für Frauen abzüglich 8 % für jede Dekade über dem 30. Lebensjahr [26].
Die Dosis macht das Gift
Bezüglich der Dosierung von körperlichem Training ist grundsätzlich zu beachten, dass wiederholte, kurze muskuläre Anstrengungen die körperliche Belastbarkeit ähnlich effektiv zu verbessern scheinen wie einmalige Langzeitbelastungen – vorausgesetzt, die Belastungsintensität und der Energieumsatz sind identisch. Andererseits ist bei einem vergleichbaren Energieumsatz eine stärkere Zunahme der körperlichen Fitness zu erwarten, wenn höhere Belastungsintensitäten absolviert werden [13]. Soweit die Theorie. In der Praxis wird sich der Herzpatient an seinem Puls orientieren. Das funktioniert sehr gut, wenn sein Herz im Sinusrhythmus schlägt. Der Patient sollte zunächst lernen, seinen Puls in Ruhe zu messen, z. B. morgens direkt nach dem Erwachen, idealerweise noch im Bett liegend. Dieser Ruhepuls sollte 60–75 Schläge pro Minute betragen [27]. Von diesem Ruhepuls ausgehend kann das effektivste Training gestartet werden. Zur Ermittlung der Trainingsherzfrequenz sind die unterschiedlichsten Formeln entwickelt worden (siehe [Tab. 1] ), von denen nur die Karvonen-Formel derzeit noch gebräuchlich ist [28].
Formeln zu Errechnung der Trainingsherzfrequenz
Formel | Autor |
HFRuhe + 0,7 (HFmax - HFRuhe) | Karvonen (1957) |
HFRuhe + 60–70 Schläge/min | Hellerstein (1968) |
HF bei 60–70 % VO2max | Baum (1971) |
70 % der HFmax | Weidener (1974) |
70–90 % der HFmax | Mellerowicz (1975) |
HFRuhe + [(220 - Alter) - HFRuhe] × 0,65 | Lagerström (1978) |
180 - Lebensalter + 10 (Anfänger) | Greinert (1979) |
190 - Lebensalter + 10 (Fortgeschrittene) | Greinert (1979) |
(HFmax - HFRuhe) × 60 % + HFRuhe | Halhuber (1982) |
170 - 0,5 Lebensalter + 10 | Schmidt (1983) |
170 - Lebensalter (Jüngere) | Mellerowicz (1985) |
180 - Lebensalter (Trainierte) | Mellerowicz (1985) |
HFmax - (0,45 × HFRuhe) | Martin (1991) |
HFRuhe + (0,5 - 0,8) × (HFmax - HFRuhe) | Villiger (1993) |
Crosstraining, Nordic Walking oder Spazierengehen – die Hauptsache ist, sich zu bewegen, die Sportart ist zweitrangig.
Die aktuellen Leitlinien empfehlen neben einer Steigerung der Alltagsaktivität ein aerobes Ausdauertraining (50–60 % der VO2peak bzw. 60–85 % der maximalen Herzfrequenz (HFmax) bzw. 40–60 % Herzfrequenzreserve (HFR) nach der Karvonen-Formel [11] (siehe Kasten).
Als ideale Sportarten eignen sich zum Beispiel Spazierengehen, zügiges Walking, Nordic Walking oder Radfahren. Anfängern würde man zu Fahrrad-, Laufband- oder Crosstrainer-Training raten, da hierbei eine exakte Einstellung der Trainingsintensität sowie eine kontinuierliche Pulskontrolle möglich sind.
Die Karvonen-Formel als Hilfsmittel zur Trainingssteuerung mittels Herzfrequenzreserve
Hierbei wird die Herzfrequenz-Reserve als Differenz zwischen der maximalen Herzfrequenz (HFmax) und dem Ruhepuls (HFRuhe) als Kriterium herangezogen. Multipliziert mit einem vorgegebenen Prozentsatz (Faktor), der sich an der Leistungsfähigkeit des Patienten orientiert, werden Zwischenergebnis und Ruhe-Herzfrequenz (HFRuhe) addiert:
Trainingsherzfrequenz HFTrain = (HFmax – HFRuhe ) × HFR-Faktor + HFRuhe
Der HFR-Faktor ist wie folgt festgelegt:
für Ausdauertraining Sportler: 0,8
für Ausdauertraining Geübte: 0,6
für Untrainierte: 0,5
Die HFRuhesoll dabei am Morgen unmittelbar nach dem Erwachen, die maximale HF mittels Belastungs-EKG auf dem Fahrrad oder Laufband ermittelt werden.
Beispielrechnung für einen bewegungsfreudigen Durchschnittsbürger:
HFRuhe = 60/min; HFmax = 140/min; HFTrain = (140–60) × 0,6 + 60 = 108
Der fitte Patient soll mit 60 % der HFR trainieren. In die Formel eingesetzt ergibt sich bei einer Ruhefrequenz von 60 Schlägen / min und einer Maximalfrequenz von 140 Schlägen / min, aus dem Belastungs-EKG eine Trainingsherzfrequenz von 108 Schlägen / min.
Keine Unterschiede zwischen den Sportarten
Gibt es Unterschiede zwischen den Sportarten dergestalt, dass ein hierarchisches Gefälle bezüglich des Nutzens besteht? Forscher in Großbritannien und Schottland haben eine große Kohorte von mehr als 63 000 Männern und Frauen über 40 Jahren, die bei mittlerer bis starker körperlicher Aktivität trainieren, zu spezifischen Arten von Sport 16 Jahre lang regelmäßig befragt. Eine breite Palette von Sport- und Freizeitaktivitäten war mit einer deutlichen Reduktion der Gesamtmortalität und der kardiovaskulären Mortalität assoziiert, ohne dass bestimmte Sportarten als besonders herausragend im Positiven wie im Negativen identifiziert werden konnten [29].
Metaanalysen von randomisierten Studien ergaben durchgängig eine Reduktion der kardialen bzw. der Gesamtmortalität und kardiovaskulären Ereignisse von 20–30 %. Bei einer Trainingsintensität von 3 Einheiten mit einer Dauer von 30–40 Minuten pro Woche und bei einer Herzfrequenz von 60–85 % der maximalen Herzfrequenz (moderate Trainingsintensität) erreicht man in etwa das Maximum an möglicher Risikoreduktion [25], [30]–[33].
Training bei Vorhofflimmern
Vorhofflimmern (VHF) ist die häufigste supraventrikuläre Herzrhythmusstörung mit einer geschätzten Prävalenz in den Industrieländern von 1,5–2 % der Gesamtbevölkerung und einem deutlich altersabhängigen Anstieg. 10 % der 75-Jährigen haben VHF, während es bei den über 65-Jährigen mehr als 17 % sind [34], [35]. Insofern spielt dieses Krankheitsbild keine unbedeutende Rolle. Neben den etablierten Risikofaktoren wie erhöhtem Lebensalter, hohem Blutdruck, struktureller Herzerkrankung oder Schilddrüsenerkrankung wird in jüngerer Vergangenheit zunehmend auch ein Zusammenhang zwischen körperlicher Aktivität in dem Auftreten von VHF diskutiert. Es gibt eine U-förmige Beziehung zwischen dem Auftreten von VHF und Bewegung. Dabei zeigt sich, dass Inaktivität ebenso wie langjähriges, intensives Ausdauertraining mit einem höheren VHF-Risiko einhergeht, während dosiertes Ausdauertraining einen VHF-protektiven Effekt zu besitzen scheint. Bei adipösen VHF-Patienten zeigt sich darüber hinaus, dass eine gute körperliche Leistungsfähigkeit bzw. Fitness mit einer geringeren VHF-Rezidiv-Rate einhergeht. Mit einer Verbesserung der körperlichen Fitness nach der ersten VHF-Episode kann die Rezidiv-Rate signifikant gesenkt werden [36].
Die positiven gesundheitlichen Auswirkungen regelmäßiger moderater Aktivität sind weiterhin unstrittig und werden durch die aktuellen Daten auch hinsichtlich eines antiarrhythmischen Effektes bestätigt [37]. Die Festlegung eines optimalen Trainingsumfanges bei Vorhofflimmern lässt die aktuelle Datenlage leider nicht zu [38]. So existieren keine Leitlinienempfehlungen zu Belastungshäufigkeit, -umfang und -intensität für Menschen mit VHF. Hier gilt es individuelle Empfehlungen als beratender Arzt zu treffen. Als Hilfestellung sei hier unsere Vorgehensweise erläutert: Wir führen bei diesen Patienten eine Spiroergometrie durch und ermitteln die aerob-anaerobe Schwelle. Da die Pulsfrequenz unbrauchbar ist, teilen wir dem Untersuchten die an der Schwelle erreichte Wattzahl mit. So kann er auf seinem Heimergometer oder Rudergerät mit Wattsteuerung in idealer Weise trainieren. Wenn die Leistungsfähigkeit mittels Belastungs-EKG ermittelt wurde, kann dem Untersuchten ein Training bei 60–75 % der maximal erreichten Wattzahl empfohlen werden.
Zusammenfassung
Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen sollte regelmäßiges körperliches Training – neben anderen das Risiko reduzierenden Lebensstiländerungen – zwingend empfohlen werden. Hierfür ist es wichtig, mit dem Patienten seine individuellen Grenzen für das körperliche Training verständlich festzulegen.
Grundsätzlich sollte ein Belastungs-EKG oder besser noch eine Spiroergometrie in jährlichen Abständen durchgeführt werden, da die Trainingsintensität den maximalen Nutzen bestimmt. Der optimale Trainingslevel liegt bei 60–85 % der maximalen Herzfrequenz. Die Herzfrequenz ist dabei ein objektiver, leicht zu ermittelnder Parameter zur Belastungssteuerung und -kontrolle in der Sekundärprävention. Sollten bezüglich der Höhe des Trainingslevels der Patienten Unsicherheiten bestehen, so gilt immer folgende Regel: „Start low, go slow“ – insbesondere wenn ein Untrainierter die ersten Schritte zur Bewegung mit Lust und gutgelaunt weiter fortführen soll, also beispielsweise mit einem Trainingspuls von 80–90 Schlägen / min für 10 Minuten. Idealerweise soll sich ein Patient an 3–5 Tagen der Woche für 30–60 Minuten nach Aufwärmübungen bewegen. Gut ist das Training mit einem Partner. Wenn sich der Patient beim Training unterhält, kann sichergestellt werden, dass er sich zum einen nicht überanstrengt und zum anderen dauerhaft an einem aktiveren Lebensstil arbeitet. Ein Training nur am Wochenende ist möglich, bringt aber im Vergleich zum Alltagstraining einen reduzierten Nutzen.
Autor
Dr. med. Klaus Edel
Chefarzt der Abteilung für kardiologische Prävention und Rehabilitation, Vorsitzender der Gesellschaft für Prävention und Rehabilitation von Herz-/Kreislauferkrankungen in Hessen e. V. sowie leitender Landessportarzt des Deutschen Behindertensportverbandes e. V. – National Paralympic Committee Germany.
Literatur
Die Literaturliste finden Sie hier.
