Auswirkung einer einzelnen Sitzung mit intermittierender Hypoxie auf hämatologische Variablen

Die kardiorespiratorische Fitness, die durch Messung des maximalen Sauerstoffverbrauchs (VO2max) beurteilt wird, hat das Potenzial, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und das Sterblichkeitsrisiko in größerem Maße vorherzusagen als Rauchen, Bluthochdruck, Typ-2-Diabetes oder hohe Cholesterinwerte. Der Sauerstofftransport von der Lunge zu den trainierenden Muskeln erfolgt durch die Bindung von Sauerstoff an Hämoglobin, ein eisenhaltiges Protein in den roten Blutkörperchen. Daher stellt die Hämoglobinmasse die Sauerstofftransportkapazität des Blutes dar und korreliert stark mit VO2max. Patienten mit Typ-2-Diabetes haben schwerwiegende Beeinträchtigungen der kardiorespiratorischen Fitness, was sich an einem um 20 % niedrigeren VO2max als bei Personen mit gleichem Alter, Gewicht und körperlicher Aktivität zeigt. Die Forscher zeigten zuvor, dass eine geringere Hämoglobinmasse die Sauerstofftransportkapazität einschränkt und zu einem niedrigeren VO2max bei Patienten mit Typ-2-Diabetes beiträgt. Daher sollten Eingriffe, die die Hämoglobinmasse erhöhen können, bei Patienten mit Typ-2-Diabetes zu einer verbesserten Sauerstofftransportkapazität und VO2max führen. Während die Mehrheit der Patienten mit Typ-2-Diabetes sich der Notwendigkeit bewusst ist, Sport zu treiben, um ihren VO2max zu verbessern, erreichen weniger als ein Drittel der Patienten die empfohlenen körperlichen Aktivitätsniveaus. Es besteht daher ein dringender Bedarf an der Entwicklung alternativer Interventionen zur Verbesserung des VO2max, da selbst minimale Verbesserungen des VO2max das Sterblichkeitsrisiko bei untrainierten Personen erheblich senken.

Hypoxie entzieht dem Körper eine ausreichende Sauerstoffversorgung auf Gewebeebene, was die Freisetzung von Erythropoietin (EPO) stimuliert, dem Peptidhormon, das die Produktion roter Blutkörperchen reguliert, um die Sauerstoffversorgung des Gewebes wiederherzustellen. Nach einem Anstieg des EPO-Spiegels dauert es 5–6 Tage, bis ein neu gebildeter Retikulozyt zu einem roten Blutkörperchen heranreift und eine erhöhte Hämoglobinmasse beobachtet wird. Es wurde beobachtet, dass der Anstieg des EPO-Spiegels etwa 2 bis 3 Stunden nach einer kontinuierlichen hypoxischen Exposition von 90 Minuten bis 3 Stunden maximale Werte erreicht. Es wurde daher vermutet, dass eine intermittierende Hypoxie, bestehend aus dem abwechselnden Einatmen einiger Minuten hypoxischer Luft und ein paar Minuten Einatmen normoxischer Luft, einen ausreichenden Reiz liefern würde, um einen Anstieg des EPO-Spiegels und der hämatologischen Variablen zu stimulieren. Nur in einer Studie wurden sowohl EPO-Spiegel als auch hämatologische Veränderungen als Reaktion auf intermittierende Hypoxie gemessen. Elite-Langstreckenläufer absolvierten 4 Wochen intermittierende Hypoxie, bestehend aus einem Verhältnis von Hypoxie zu Normoxie von 5:5 Minuten für 70 Minuten, 5 Mal pro Woche. Der Anteil des eingeatmeten Sauerstoffs sank allmählich von 0,12 auf 0,10 %. Die Autoren beobachteten keinen Anstieg des EPO-Spiegels oder der Hämoglobinkonzentration. Es gab jedoch mehrere methodische Einschränkungen, die diese Ergebnisse erklären könnten. Erstens hängt die Hämoglobinkonzentration vom Plasmavolumen ab und wird daher stark vom Hydratationsstatus beeinflusst und korreliert nur in geringem Maße mit der Masse der roten Blutkörperchen. Andererseits wird die Hämoglobinmasse in Gramm angegeben und ist ein direkteres Maß für die Sauerstofftransportkapazität. Zweitens wurden EPO-Messungen zur gleichen Tageszeit durchgeführt, um etwaige zirkadiane Schwankungen der EPO-Spiegel zu minimieren, was wahrscheinlich die Erkennung eines EPO-Anstiegs innerhalb der ersten Stunden nach der Exposition gegenüber intermittierender Hypoxie verhinderte. Daher besteht der Zweck der vorliegenden Studie darin, die Auswirkung einer einmaligen Exposition gegenüber intermittierender Hypoxie auf den EPO-Spiegel und die Hämoglobinmasse bei gesunden Personen zu bestimmen. Die kardiovaskulären und ventilatorischen Reaktionen auf eine einmalige Exposition gegenüber intermittierender Hypoxie werden ebenfalls bestimmt. Wenn intermittierende Hypoxie die Sauerstofftransportkapazität verbessert, besteht der nächste Schritt darin, diese Intervention auf Patienten mit Typ-2-Diabetes anzuwenden.