IHHE und IHHT

Die Höhenmedizin gehört zu den Fachgebieten der Sportmedizin und Arbeitsmedizin, die sich mit den Auswirkungen der Höhe auf den menschlichen Körper und der Anpassung an große Höhen beschäftigt. Dieser medizinische Bereich untersucht die physiologischen Veränderungen, die bei dortigen Aufenthalten auftreten können, wie z.B. die Akklimatisation, Höhenkrankheit und die Auswirkungen auf das Herz-Kreislauf- und Atemsystem.

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Die Intermittierende Hypoxie-Hyperoxie-Exposition (IHHE) ist eine spezialisierte Form des Höhentrainings, die gezielt für die medizinische Therapie entwickelt wurde.

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Funktionsweise der IHHE

Während der IHHE wird über eine Gesichtsmaske zyklisch Hypoxie (verringerter Sauerstoffanteil) im Wechsel mit Normoxie oder Hyperoxie (erhöhter Sauerstoffanteil) verabreicht. Diese akute Kurzzeit-Hypoxie, deren Intervalle jeweils wenige Minuten dauern, unterscheidet sich grundlegend von der akuten prolongierten Hypoxie über einige Stunden und der chronischen Hypoxie (> 4 Stunden, Tage, Wochen). In meiner Praxis wird bei der IHHE eine simulierte Höhe von 1900m bis 5500m angewendet. Im Gegensatz zu den Bedingungen im Gebirge, wo der atmosphärische Luftdruck abnimmt und hypobare Hypoxie besteht, wird bei der IHHE unter normobaren Bedingungen der Sauerstoffanteil der einzuatmenden Luft angepasst.

2019 erhielten die Forscher William Kaelin (Onkologie), Sir Peter Ratcliffe (Nephrologie) und Gregg Semenza (Pädiatrie und Genetik) den Nobelpreis in Physiologie oder Medizin für ihre Entdeckungen, wie Zellen den Sauerstoffgehalt in ihrer Umgebung wahrnehmen und sich daran anpassen. Ihre Forschung befasste sich mit der hypoxieunabhängigen und -abhängigen Aktivierung von HIF1α/HIF2α bei Fehlfunktion des Von-Hippel-Lindau-Faktors, renaler Anämie, Schlafapnoe-Syndrom (OSAS) und anderen Morbiditäten. Die Aktivierung von HIF1a/HIF2a führt über Transkription von Genen zur Neubildung zahlreicher Proteine, die die Zelle in erster Linie an Hypoxie anpassen.

Die genannten Forscher beleuchteten besonders die adaptiven Effekte chronischer Hypoxieformen.

Die IHHE, eine Form der Kurzzeithypoxie, wird hingegen dem reflexogenen Spektrum zugeordnet. Sie optimiert das Zusammenspiel physiologischer Systeme und beeinflusst die Funktion der Redoxsysteme. Eine HIF-vermittelte transkriptionelle Genregulation und Proteinsynthese ist jedoch anderen Hypoxieformen vorbehalten, die eine mehrstündige oder tagelange Hypoxie aufrechterhalten.

IHHE lässt sich treffenderweise als hypoxische Konditionierung (Hypoxic Conditioning) bezeichnen. In der Sportmedizin kann sie zur therapeutischen Begleitung ausgewählter chronischer Erkrankungen eingesetzt werden.

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Physiologie der IHHE

Durch die Verringerung der inspiratorischen Sauerstofffraktion in der Hypoxiephase sinken der arterielle Sauerstoffpartialdruck (PaO2), die Sauerstoffsättigung (SaO2) sowie der arterielle Sauerstoffgehalt (CaO2), welcher als globaler Parameter des arteriellen Sauerstoffstatus gilt.

Dies stellt eine gezielte Beeinflussung der Sauerstoffkaskade dar, die sich von der Umgebungsluft mit einem O2-Partialdruck von 160 mmHg (Meereshöhe) bis in die Mitochondrien mit einem O2-Partialdruck von 0,5 bis 2 mmHg erstreckt.

Zelluläre und subzelluläre Ebene

• Modulation von Ionenkanälen (K+ Kanäle, Ca2+ Kanäle, mitochondriale Na+/Ca2+ Exchanger),
• Zellulärer und mitochondrialer Redoxshift (NAD+/NADH, Pyruvat/Laktat),
• Modulation der mitochondrialen ROS-Produktion (Signalfunktion),
• Reversible Laktylierung mitochondrialer Proteine (PDH1a, CPT2),
• Steigerung des zellulären Sirtuin 3 (SIRT3), das eine mitochondriale Signalsequenz enthält, die es nach der IHHE in die Mitochondrien transportiert.

Systemische Ebene

• Modulation der Ventilation und endtidalen CO2-Fraktion (Hypoxic Ventilatory Response),
• Modulation der Ein- und Ausatemdauer (tI und tE),
• Langzeitfazilitation der Atemmotoneurone (LTF),
• Organ-/gewebespezifische Modulation der Durchblutung (Hypoxic Vasodilation/ Vasoconstriction),
• Steigerung der Koronar- sowie der zerebralen Perfusion,
• Neuro-autonome Modulation (Sympathikus/Parasympathikus)

Insgesamt beeinflusst dies die kardio-respiratorische Koppelung zur Optimierung des pulmonalen Gasaustauschs, die Gewebeoxygenierung, den mitochondrialen Stoffwechsel sowie die sympatho-vagale Balance. Das Ausmaß dieser Effekte hängt von der hypoxischen Dosis, der gesundheitlichen Situation der Patienten und der therapeutischen Strategie ab.

Auf der Seite 'Diagnosen' finden Sie chronische Erkrankungen, die nach meiner Erfahrung von den Wirkungen der IHHE profitieren und symptomatisch behandelt werden können.

Die hier aufgeführten zellulären, subzellulären und systemischen Effekte der IHHE bieten lediglich einen verkürzten Einblick in die komplexen Wirkungen auf den Organismus. Weitere Informationen, insbesondere unter Berücksichtigung Ihres Krankheitsverlaufs, werden in der Praxis im Rahmen der Anamnese und durch ergänzende Untersuchungen bereitgestellt.

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Funktionsweise der IHHT

Das Intermittierende Hypoxie-Hyperoxie-Training (IHHT) vereint zwei Arten von Hypoxie: die hypoxische Hypoxie, die durch sauerstoffarme Luft erzeugt wird, und die funktionelle Hypoxie, die in der arbeitenden Muskulatur entsteht. Diese innovative Methode kann je nach Präferenz in meiner Praxis auf verschiedenen Trainingsgeräten durchgeführt werden, wie beispielsweise auf dem Laufband, dem Fahrradergometer, dem Crosstrainer oder am Oberkörperergometer.

Die wesentlichen Anpassungen der IHHT betreffen primär die arbeitende Skelettmuskulatur. Die positiven Effekte der IHHE auf die autonome Regulation, die Kapillarfunktion sowie die antioxidative Kapazität werden durch die Kombination mit Bewegung weiter optimiert. Während die IHHE besonders für ältere, weniger aktive Personen und Menschen mit chronischen Erkrankungen geeignet ist, bietet sich die IHHT eher für junge, trainierte Individuen an.

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IHHE/T-Anforderungen

Ein Therapeut, der höhenmedizinisches Training leitet, sollte über umfassendes und systematisches sportärztliches Wissen verfügen. Dies umfasst nicht nur die physiologischen Grundlagen des Höhentrainings und dessen Auswirkungen auf den Körper, sondern auch spezifische Kenntnisse im Umgang mit chronisch kranken Menschen. Die Therapie muss individuell angepasst werden, um gesundheitliche Risiken zu minimieren und optimale Ergebnisse zu erzielen.

Zusätzlich sollte der Therapeut Erfahrung in der Überwachung und Bewertung der Behandlungsfortschritte haben, um Anpassungen vornehmen zu können und sicherzustellen, dass die Patienten effektiv trainieren. Besonders bei chronisch kranken Patienten ist ein sorgfältiger und informierter Ansatz entscheidend, um deren Gesundheit und Wohlbefinden zu fördern.

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Eigene Erfahrung und Praxisausstattung

Nach der Wende absolvierte ich eine sechsjährige Ausbildung in Sportmedizin bei Prof. Dr. med. habil. Hermann Buhl, einem Facharzt für Sportmedizin aus Dresden. Als Forschungsdirektor des Instituts für Körperkultur und Sport in Leipzig und leitender Arzt der hypobaren Hypoxiekammer am Sportleistungszentrum der DDR in Kienbaum galt Buhl zu dieser Zeit als internationaler Hypoxie-Experte. Ab 2001 betreuten wir Patienten und Sportler unter normobaren Bedingungen in einer Hypoxiekammer. Die komplexe Verflechtung von Sportmedizin und Hypoxie erforderte schon damals den begleitenden Einsatz der Leistungsdiagnostik zur präzisen Therapie- und Trainingsgestaltung. Dieses Prinzip wird bis heute in meiner Praxis fortgeführt.

Obwohl die IHHE/T bereits in den 1980er Jahren entwickelt wurde, existieren keine offiziellen schulmedizinischen Leitlinien zur Gestaltung der Therapieprotokolle.

Die IHHE/T als Therapieschwerpunkt, kombiniert mit langjähriger praktischer Erfahrung, sportmedizinischer Expertise sowie den technisch-apparativen Möglichkeiten zum Monitoring wesentlicher Regulationen, ermöglichen in meiner Praxis eine präzise Steuerung des Therapieverlaufs.