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 (normaler Sauerstoffanteil) oder Hyperoxie (erhöhter Sauerstoffanteil) verabreicht. Diese akute Kurzzeit-Hypoxie, deren Intervalle jeweils wenige Minuten dauern, unterscheidet sich grundlegend von der akuten prolongierten Hypoxie (einige Stunden) und der chronischen Hypoxie (> 4 Stunden, Tage, Wochen). In meiner Praxis wird bei der IHHE eine simulierte Höhe von 1900 m bis 5500 m angewendet. Im Gegensatz zu den Bedingungen im Gebirge, wo der atmosphärische Luftdruck abnimmt und eine hypobare Hypoxie entsteht, 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 der Hypoxie.

Die IHHE, eine Form der akuten Kurzzeithypoxie, wird hingegen dem reflexogenen Spektrum zugeordnet. Sie greift in Redoxsysteme ein und nimmt posttranslationale Modifikationen an Proteinen und HIF-Faktoren (hypoxia inducible factors) vor. 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 < 1 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 (PDH, CPT2),
• Steigerung der mitochondrialen Sirtuin3 Produktion nach der IHHE.

Systemische Ebene:

• Modulation der Ventilation (Hypoxic Ventilatory Response),
• Modulation der endtidalen CO2-Fraktion (FEetCO2),
• Modulation der Ein- und Ausatemzeiten (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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Physiologie der IHHT:

Beim Intermittierenden Hypoxie-Hyperoxie-Training (IHHT) werden die hypoxische Hypoxie durch sauerstoffarme Luft und die funktionelle Hypoxie der arbeitenden Muskulatur kombiniert.

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 (IHHT) 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-Anforderungen:

Ein Therapeut, der höhenmedizinische Behandlungen 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 sicher und 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 Forschungsinstituts für Körperkultur und Sport (FKS) 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 bereits in den 1980er Jahren entwickelt wurde, existieren keine offiziellen schulmedizinischen Leitlinien zur Gestaltung der Therapieprotokolle.

Die IHHE 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.