Ermittlung des metabolischen respiratorischen Quotienten anhand einer Korrektur

Doktorarbeit / Dissertation aus dem Jahr 2000 im Fachbereich Medizin - Chirurgie, Unfall-, Sportmedizin, Note: 1,0, Deutsche Sporthochschule Köln (Sportwissenschaften), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Einleitung: Schon gegen Ende des letzten Jahrhunderts (im Frühjahr 1891) wurden auf Anregung PFLÜGLERS im tierphysiologischen Institut der königlichen landwirtschaftlichen Hochschule zu Berlin Untersuchungen über den Sauerstoffverbrauch und die Kohlendioxidabgabe bei gemessener Muskelarbeit von ZUNTZ durchgeführt. Er benutzte den Respiratorischen Quotienten (RQ), der das Verhältnis von Kohlendioxidabgaberate und Sauerstoffaufnahmerate der Atemluft repräsentiert, um Aufschlüsse über die Art der Energiebereitstellung bei körperlicher Arbeit zu erlangen. Entsprechend des noch heute Verwendung findenden Prinzips des Non-protein-RQ , bei dem der Anteil der Energiebereitstellung durch Eiweiße vernachlässigt wird, wurde aus dem gemessenen RQ linear auf den Anteil der Fette bzw. Kohlenhydrate an der Energiebereitstellung geschlossen. Schon damals war eine Tendenz des RQ zu höheren Werten bei körperlicher Arbeit, deren Intensität mit der Zeit ansteigt, sowie im Jahre 1920 demonstriert von KROGH et al. eine Abhängigkeit des RQ vom Kohlenhydratangebot zu erkennen. Im Jahre 1939 zeigten CHRISTENSEN und HANSEN, dass zuverlässige RQ-Werte erst nach 10 bis 15-minütiger Belastung gemessen werden können. Die selben Autoren weisen in einem anderen Artikel des gleichen Jahres auf die verzögerte oder gar unmögliche Einstellung eines RQ-Gleichgewichtswertes bei größerer Arbeitsintensität bedingt durch die Laktatfreisetzung hin. In der nachfolgenden Zeit wurden insbesondere durch die genannten Forscher sowie durch ASMUSSEN und ÅSTRAND mittels Douglas-Sack-Methode Untersuchungen über den Gasstoffwechsel während körperlicher Aktivität durchgeführt. In jüngerer Zeit hat die Entwicklung mobiler Spirometriesysteme mit vertretbarer Messgenauigkeit die Einsatzmöglichkeiten der Spiroergometrie in der praxisorientierten Sportmedizin und Leistungsphysiologie verbessert. Somit besteht nun z.B. auch in den Spielsportarten die Möglichkeit, über die Analyse der Atemgase (indirekte Kalorimetrie) auf die Art der Energiebereitstellung in der Muskulatur schließen zu können. FERRANNINI (1988) bezeichnet die indirekte Kalorimetrie jedoch nicht als wissenschaftliche Methode, sondern allein als wissenschaftliche Theorie, da der aus der Analyse der Atemgase ermittelte Respiratorische Quotient nur einen Surrogatparameter für die Energiebereitstellung in der Muskulatur darstellt. Steht noch die Sauerstoffaufnahme bei körperlicher Belastung in sehr hoher Übereinstimmung mit der erbrachten Leistung, so ist die Gesamtmenge der Kohlendioxidabgabe verschiedensten Einflüssen unterlegen. Als Erklärungsansatz hierfür kann die Größe der körpereigenen Speicher dieser beiden Gase genannt werden. Die Menge des in den Geweben gespeicherten Sauerstoff ist zu vernachlässigen im Verhältnis zum nach FERRANNINI (1998) etwa 820 mmol großen Kohlendioxidspeicher, der darüber hinaus noch in mindestens drei Kompartimente mit unterschiedlichen Kinetiken unterteilt werden kann. Durch ISSEKUTZ & RODAHL (1961) und der Modifikation durch CLODE & CAMPBELL(1969) sowie der Ergebnisse von KANZOW et al. (1977) und SCHROER (1976) wurden Möglichkeiten der Korrektur des spirometrisch ermittelten Verhältnisses aus Kohlendioxidabgabe und Sauerstoffaufnahme auf den metabolischen RQ gegeben. Doch auch diese Methoden lassen viele Einflussfaktoren unberücksichtigt. Gang der Untersuchung: Heute, mehr als hundert Jahre nach den ersten Untersuchungen, hat sich somit zwar die Methodik und mit ihr die Güte der Ergebnisse verbessert, aber die vollständige Erhellung des Zellstoffwechsels und seines Einflusses auf den RQ bei körperlicher Belastung ist bedingt durch die Komplexität der intrazellulären Ko...