Beeinträchtigte Kontrolle der Körperhaltung von gesunden Männern in moderater Höhe (1630m und 2590m)

Warum ist das Projekt spannend?

Die «posturale Kontrolle» bezeichnet die Fähigkeit, die Balance in jeder Haltung und bei jeder Aktivität aufrecht zu erhalten. Sie wird von Eindrücken des Sehens (visuell), des Gleichgewichts (vestibulär) und der eigenen Körperwahrnehmung im Raum (propriozeptiv) beeinflusst und hängt von den entsprechenden Muskelgruppen zur Sicherung der Haltung ab. Die posturale Kontrolle ist essentiell, um Aktivitäten im täglichen Leben, beim Sport und im Verkehr sicher auszuführen. Eine schlechte posturale Kontrolle ist bei älteren Menschen einer der Hauptrisikofaktoren für Stürze. Mit zunehmender Höhe sinkt der Sauerstoff-Partialdruck in der Luft und folglich auch im Blut. Der verminderte Sauerstoffdruck im Blut wird vom zentralen Nervensystem registriert und es kann zu einer Beeinträchtigung der kognitiven (geistigen) Leistung und der motorischen Kontrolle kommen. Zu den Symptomen zählen Schwindel sowie geistige und körperliche Ermüdung. Die Alarmbereitschaft, die psychomotorischen Funktionen und die posturale Kontrolle nehmen mit steigender Höhe und dem damit verbundenen verminderten Sauerstoffdruck ebenfalls ab. Die verminderte posturale Kontrolle wurde bis zur Durchführung dieser Studie nur im Zeitraum von einigen Stunden untersucht. Bislang war unklar, ob die Symptome während einem verlängerten Höhenaufenthalt bestehen bleiben oder zunehmen. Viele Ferien- und Kurorte in den Bergen liegen in einer Höhe von 1600 und 2600 m. ü. M.. Das Team um Prof. Bloch am Universitätsspital Zürich hat sich deshalb der Frage angenommen, ob die posturale Kontrolle während eines verlängerten Aufenthaltes in eben jenen Höhen zwischen 1600m und 2600m beeinträchtigt ist.

Wer hat an der Studie teilgenommen?

Für die Studie wurden 51 gesunde Männer zwischen 20 und 67 Jahren auf freiwilliger Basis rekrutiert. Damit sie für den Versuch berücksichtigt wurden, mussten sie bei guter Gesundheit sein, keine Medikamente regelmässig einnehmen, durften keine Vorgeschichte bzgl. Höhenkrankheit aufweisen und durften sich zwei Wochen vor dem Versuch nicht in Höhen von über 1500m aufhalten.

Wie ist das Forschungsteam vorgegangen?

Die Teilnehmer wurden nach ihrer zeitlichen Präferenz randomisiert in unterschiedliche Gruppen eingeteilt, die sich in unterschiedlicher Reihenfolge in den unterschiedlichen Höhen aufgehalten haben. Alle Teilnehmer haben sich einen Tag am Universitätsspital Zürich auf 490m (Atmosphärendruck: 719 Torr) und je zwei Tage in Davos Wolfgang auf 1630m (Atmosphärendruck: 630 Torr) resp. dem Davoser Jakobshorn auf 2590m (Atmosphärendruck: 562 Torr) aufgehalten. Um sicherzustellen, dass die Effekte der Höhe ganz sicher abgeklungen sind, lagen zwei bis vier Wochen Pause zwischen den Messungen in Davos und Zürich. Die Teilnehmer sind von Zürich mit dem Auto und der Seilbahn nach Davos resp. auf das Jakobshorn gereist. An den Messtagen durften sich die Teilnehmer keinen strengen körperlichen Belastungen aussetzen und durften sich nicht weiter als 200m Höhendifferenz vom Messort entfernen. Die Messungen selbst wurden zwischen 17 und 18 Uhr am ersten Tag sowie zwischen 10 und 11 Uhr am Folgetag vorgenommen. Das Forschungsteam hat folgende zwei Parameter gemessen:

• Balance im Stehen
  Auf einem speziellen Messbrett, das mittels vier Punkten den Mittelpunkt des Druckes ermittelt, mussten die Patienten mit offenen und geschlossenen Augen mit beiden und im Anschluss mit je einem Bein stehen. Während dem Versuch mit offenen Augen durften die Teilnehmer einen fixierten Punkt an der Wand anschauen. Bei den Versuchen auf einem Bein musste das andere Knie im 90 Grad Winkel zur Hüfte sowie das Knie ebenfalls 90 Grad angewinkelt werden. Dabei hat das Forschungsteam den gesamten Weg des Mittelpunktes des Druckes sowie die Verschiebungen nach vorne und hinten (anterior-laterale Amplitude) und nach links und rechts (medial-laterale Amplitude) separat gemessen.

• Sauerstoffsättigung
  Mit einem Pulsoximeter haben die Forschenden jeden Morgen die Sauerstoffsättigung (SpO2) bei den Teilnehmern in liegender Position gemessen.

Was hat das Forschungsteam herausgefunden?

Die Auswertungen der Messplatte haben gezeigt, dass die Verschiebung des Druckmittelpunktes in der Höhe grösser ist als in Zürich: 77% resp. 69% der Teilnehmer haben auf 1630m resp. 2590m eine Zunahme der Druckverschiebung mit beiden Beinen und geöffneten Augen gezeigt. Zudem haben 78% resp. 82% der Teilnehmer eine reduzierte Balance im rechten resp. linken Einbeinstand gezeigt. Die Resultate der Studie zeigen also, dass die statische posturale Kontrolle nicht nur auf 2590m, sondern auch bereits auf 1630m und unabhängig von visuellen Referenzpunkten beeinträchtigt ist. Geschlossene Augen führen unabhängig von der jeweiligen Höhe zu einer verminderten Balance. In der Studie wird detailliert erläutert, welche Unterschiede offene resp. geschlossene Augen an den drei Messorten auf die verschiedenen Möglichkeiten zu stehen (einbeinig oder beidbeinig) hatten. Die Sauerstoffsättigung hatte erwartungsgemäss mit zunehmender Höhe kontinuierlich abgenommen. Die Resultate der Studie zeigen somit, dass mit grösster Wahrscheinlichkeit steigende Höhe zur Beeinträchtigung der motorischen Leistung führt.

Welche Bedeutung hat diese Studie?

Das Besondere an dieser Studie scheint auf den ersten Blick gar nicht so besonders: Während etliche Studien Messungen in grosser Höhe mit einer kurzen Expositionszeit vornehmen, hat diese Studie erstmals Bedingungen untersucht, auf die viele Touristen in den Bergen treffen. Sie können den Einbeinstand zu Hause ebenfalls gut ausprobieren. Winkeln Sie Ihr Bein um 90 Grad um die Hüfte und biegen Sie Ihr Knie nochmals um 90 Grad. Fixieren Sie mit offenen Augen einen Punkt oder lassen Sie Ihren Blick im Raum umherwandern. Schliessen Sie dann nach einiger Zeit die Augen und beobachten Sie, was mit ihrem Gleichgewicht passiert. Und denken Sie bei der nächsten Wanderung in den Bergen daran, dass nicht nur die Beine, sondern auch der Rumpf und die Haltungsmuskulatur zu einer verletzungsfreien Wanderung beitragen.

Autoren
Stadelmann K., Latshang TD., Lo Cascio CM., et al.

Journal
PLoS One

Publikationsdatum
27. Februar 2015

Unterstützt durch
Verein Lunge Zürich