studie

sportmed präventivmed (2011) 41/4: 10-14DOI 10.1007/s12534-011-0209-0© Springer-Verlag 2011Printed in Austria

Körperliche Aktivität als kardiovaskuläre Therapie Wie viel ist gut und sicher?Rüdiger Wolf1, Christian Baumbach1, Fritz Habel2, Michael Heiermann1 und Rüdiger Sinn1

1 Klinik für kardiologische Rehabilitation, Herz- und Gefäßzentrum Bad Bevensen 2 Technische Fachhochschule Berlin/Fachbereich VI – Informatik

Eingegangen am 4. April 2011, angenommen am 20. Oktober 2011

Exercise as cardiovascular therapy – how much is good and safe?

Summary: The level of physical activity represents a strong predictor of the cardiovascular long-term prognosis both in primary and secondary prevention.The analysis of epidemiologic studies reveals a logarithmic re-gression between the relative cardiac risk RR and the weekly caloric expenditure (“physical activity”) E in kcal: RR = 1,23 – 0,06 ln E (kcal) (r = 0,58; p < 0,0001). The relation between the relative risk and the exercise capacity (“physical fitness”) seems to show an exercise threshold and tend to plateau (S-shape curve). A relative risk reduction of 20 – 25 % can be achieved both by an additional weekly energy expenditure of 1000 – 1500 kcal and by an increase of exercise capacity.Based on physical and physiologic considerations, the mecha-nical and metabolic generated power P of muscles Pmech (kcal/min) = 0,01433 work load (W) and Pmet (kcal/min) = 0,06 work load (W), respectively, as well as the efficiency n = Pmech/Pmet = 0,24 can be calculated. The total energy expenditure E (kcal) during ergometer trai-ning, f. i., can be estimated from the intensity or work load, ex-pressed as watts and the duration of the training session t (min) by: E (kcal) = 0,06 work load (W) t (min).Giving the energy expenditure in metabolic equivalents METs (1 MET = 3,5 ml 02/min/kg), the following equations can be used: work load (W) = 0,28 (METs – 1) body weight (kg) and METs = 1 + work load (W)/0,28 body weight (kg), respectively. The caloric expenditure amounts E (kcal) = 0,02 (METs – 1) t (min) body weight (kg).Applying these considerations and tables of energy require-ments for various activities, the energy expenditure of a mode-rate aerobic training program can be calculated.To increase the work capacity, the prescribed exercise inten-

sity should be below the individual anaerobic threshold (IANS) to avoid a marked sympathetic activation, especially in coronary patients. Typically, exercise intensity is expressed as a percentage of the maximal capacity in absolute terms (i. e. watts) or relative to the maximal heart rate, heart rate reserve, maximal oxygen uptake, or perceived exertion. By analyzing the blood lactate curves of coronary patients with normal or slight reduced left ventricular ejection fraction we found, that the IANS was reached at 71 % of Wmax, and 80 % of the IANS (“safety margin”) were achieved at 57 % of Wmax. This corresponds to an exercise intensity ranging from 50 – 75 % of Wmax (values from the literature are 50 – 80 %). Between %Wmax at 80 % of the IANS and Wmax in absolute terms a linear regression can be calculated (r = 0.94; p < 0.005). From this a safe initial exercise intensity can be determined for coronary patients with approximately normal left ventricu-lar function.

Keywords: physical activity, fitness level, cardiovascular pro-tection, energy expenditure, aerobic training, anaerobic threshold, exercise intensity

Zusammenfassung: Der Grad körperlicher Aktivität („physi-cal activity“) stellt einen starken Prädiktor für die kardiovasku-läre Langzeitprognose sowohl in der Primär- als auch Sekun-därprävention dar.Eine Analyse epidemiologischer Studien ergab eine logarith-mische Regression zwischen relativem kardialen Risiko (RR) und dem wöchentlichen Energieverbrauch E in kcal: RR = 1,23 – 0,06 ln E (kcal) (r = 0,58, p < 0,0001). Die Beziehung zwischen RR und der körperlichen Leistungsfähigkeit („physical fit-ness“) zeigt einen S-förmigen Verlauf mit einem Schwellen-wert und Plateau. Eine relative Risikoreduktion von 20 – 25 % ist sowohl durch einen Mehrverbrauch von 1000 – 1500 Kilo-kalorien als auch durch eine Steigerung der Leistungsfähigkeit zu erreichen. An Hand physikalischer und physiologischer Grundlagen werden die mechanisch und metabolisch erbrachte Leistung P (Power) der arbeitenden Muskulatur Pmech = 0,01433 Be-lastung (W) bzw. Pmet = 0,06 Belastung (W) sowie der Wir-kungsgrad n = Pmech/Pmet = 0,24 berechnet. Der Energiever-brauch E, z. B. bei Ergometertraining, errechnet sich aus der

Korrespondenz: Dr. med. Rüdiger Wolf, Klinik für kardiologische Rehabilitation, Herz- und Gefäßzentrum Bad Bevensen, Römstedter Str. 25, D – 29549 Bad Bevensen, Tel.: + 49 5821 82 – 1354, Fax: + 49 5821 82 – 2354 E-mail: r.wolf@rehacentrum-wolfsburg.de

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sport- und präventivmedizin

studie

Belastung in Watt (W) im Zeitabschnitt t (min) nach: E (kcal) = 0,06 Belastung (W) t (min). Wird der Energieverbrauch in metabolischen Äquivalenten METs (1 MET = 3,5 ml 02/min/kg) angegeben, kann unter Berücksichtigung des Körperge-wichtes (kg) umgerechnet werden: Belastung P (W) = 0,28 (METs – 1) Körpergewicht (kg) bzw. METs = 1 + Belastung P (W)/0,28 Körpergewicht (kg). Der Energieverbrauch E in kcal beträgt wiederum: E (kcal) = 0,02 (METs – 1) t (min) Körperge-wicht (kg).Unter Anwendung dieser Beziehungen und entsprechender Tabellenwerke kann der Energieverbrauch bei einem “mode-raten” aeroben Trainingsprogramm berechnet werden; z. B. ergeben bei einem Körpergewicht von 80 kg tägliches Ergome-tertraining mit 75 W, zügiges Gehen mit 6 km/h oder Radfah-ren mit 15 km/h über jeweils 30 Minuten einen wöchentlichen Mehrverbrauch von ca. 1075 kcal.Bei der Verordnung der Trainingsintensität zur Steigerung der Leistungsfähigkeit wird ein dynamisches Ausdauertraining unterhalb der individuellen anaeroben Schwelle (IANS) als optimal und sicher angesehen, um eine ausgeprägte sympa-thiko-adrenerge Aktivierung mit ischämie-triggernden, vaso-konstriktorischen und arrhythmogenen Effekten zu vermei-den. Es bestehen zahlreiche Empfehlungen, die sich auf die im Belastungstest erreichte maximale Herzfrequenz, die Leis-tungsfähigkeit, Sauerstoffaufnahme, Herzfrequenzreserve oder den subjektiven Anstrengungsgrad beziehen.Wir fanden bei der Analyse der Lactat-Leistungskurven von Patienten mit koronarer Herzkrankheit und niedrig normaler Ejektionsfraktion, dass die IANS im Mittel bei 71 % von Wmax und 80 % der IANS („safety margin“) bei 57 % von Wmax er-reicht werden. Unter Berücksichtigung der Standardabwei-chung entspricht dies in unserem Kollektiv einem Trainings-bereich von 50 – 75 % von Wmax. Zwischen %Wmax bei 80 % der IANS und der absoluten Belastungskapazität Wmax be-steht eine lineare Beziehung (r = 0,94; p < 0,005). Für dieses Kollektiv lässt sich somit eine sichere initiale Trainingsinten-sität ermitteln.

Schlüsselwörter: Körperliche Aktivität, Fitnessgrad, kardio-vaskuläre Prävention, Energieverbrauch, aerobes Training, anaerobe Schwelle, Trainingsintensität

1. Bewegungsmangel = Risikofaktor Bewegung = Prävention

In zahlreichen epidemiologischen Untersuchungen konnte ge-zeigt werden, dass neben den traditionellen, kardiovaskulären Risikofaktoren auch der Grad der körperlichen Aktivität („phy-sical activity“) einen starken Prädiktor für die Langzeitprognose darstellt. Dies gilt sowohl in der Primär- als auch Sekundärprä-vention [1 – 9, 11, 12, 15 – 17, 24, 25, 30]. Zwischen der zusätzlich zu gewohnheitsmäßiger Aktivität verbrauchten Energie und dem kardialen Risiko besteht ein inverses Verhältnis. Eine Ana-lyse mehrerer Studien ergab eine signifikante logarithmische Beziehung zwischen dem relativen Risiko RR für ein kardiales Ereignis und dem wöchentlichen Energieverbrauch E in kcal: RR = 1,23 – 0,06 ln E (r = 0,58; p <0,0001), (Abb. 1)

2. Körperliche Aktivität senkt kardiales Risiko in der Primär- und Sekundärprävention

Eine Abnahme des relativen Risikos für kardiovaskuläre Ereig-nisse um 20 bis 25 % ist bei einem wöchentlichen Mehrver-brauch von 1000 bis 1500 Kilokalorien zu erreichen, während der zusätzliche Nutzen eines höheren Energieverbrauches deutlich geringer ist (Abb. 1 und 2).

Bei Patienten mit dokumentierter koronarer Herzkrank-heit, d. h. in der Sekundärprävention konnte ein Cochrane Re-view eine Abnahme der Gesamtmortalität um 27 % und der kardiovaskulären Mortalität um 31 % durch regelmäßige kör-perliche Aktivität zeigen [12].

3. Grad der Fitness ist Prädiktor für kardiovaskuläres Risiko

Da die maximale Sauerstoff-Aufnahme bzw. kardiorespiratori-sche Fitness neben hereditären Faktoren mit dem Grad der kör-perlichen Aktivität korreliert, stellt diese einen wahrscheinlich noch stärkeren, weil messbaren Prädiktor für das kardiovasku-läre Risiko dar [3, 4, 10, 18 – 21]. Zwischen relativem koronaren Risiko und der Leistungsfähigkeit, gemessen in metabolischen Äquivalenten (METs; siehe Abschnitt 4) besteht eine Beziehung, die eine S-förmige Kurve darstellt. Die stärkste Mortalitätsab-

Abb. 1: Reduktion des relativen kardiovaskulären Risikos in 6 Studien mit 120 000 Teilnehmern; dargestellt ist die logarithmische Beziehung zwischen relativem Risiko RR und der zusätzlich zu gewohnheitsmä-ßiger Aktivität verbrauchten Energie; ausgewählt wurden Studien zur Primär- und Sekundärprävention mit quantitativer Angabe des Energieverbrauchs in kcal/Woche [Lit. bei 5, 7, 10, 19].

0500 1000 1500 2000 3000 4000

kcal

RR

2500 3500

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

6 Studien, 1989 - 2002119.110 Teilnehmer

y = -0,06 ln(x) + 1,229R² = 0,342p < 0,0001

Kalorienverbrauch/Woche

Rel

ativ

es R

isik

o

Abb. 2: Mittlere Reduktion des relativen kardiovaskulären Risikos bei gesteigertem Energieverbrauch/Woche; dargestellt sind der Medianwert, der untere und obere Whisker als 2,5 % bzw.97,5 % Quantil in Form eines Box – Whisker – Plot; die Berechnung erfolgte aus den Daten der in Abb. 1 dargestellten 6 Studien.

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

RR

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studie

nahme wird nach Überschreiten einer Leistungsschwelle („exer-cise threshold“) von 6 METs erreicht und setzt sich in den Be-reich von 8 METs fort. Im Leistungsbereich von 9 – 10 METs flacht die Kurve ab und erreicht ein Plateau bei 10 – 12 METs. Die Reduktion der Mortalität pro MET beträgt in diesen Studien 10 – 25 %. Sie betrifft jüngere und ältere Individuen, gesunde und kardiovaskulär erkrankte Männer und Frauen [5, 10, 19 – 21, 23].

Auch bei eingeschränkter linksventrikulärer Ejektionsfrak-tion (EF < 40 %) senkt eine Steigerung der Arbeitskapazität von 1 MET die Mortalität um 8 – 17 % [13, 22].

Somit sollten Patienten mit koronarer Herzkrankheit und verminderter Arbeitskapazität nachhaltig zu gesteigerter kör-perlicher Aktivität bzw. zur Aufnahme eines moderaten Trai-nings angehalten werden [3, 4, 18, 22].

Allerdings besteht eine enge inverse „Dosis-Wirkungs-Be-ziehung“ zwischen der Teilnahmedauer bzw. Adhärenz an ei-nem Trainingsprogramm und dem Langzeit-Risiko für Morta-lität und Myokardinfarkt [13].

Aus diesen epidemiologischen Daten sowie physikalischen und physiologischen Zusammenhängen lassen sich konkrete Empfehlungen für die Intensität, Dauer, Häufigkeit und Mo-dalität eines kardiovaskulären Trainingsprogramms ableiten.

4. Physikalische und physiologische Grundlagen von Arbeit und Leistung

Als Arbeit (Work) wird das Produkt aus der Leistung P (Power) multipliziert mit der Zeit t (time), während der die Leistung (Energiestrom) erbracht wird, definiert; d. h.:

Arbeit = P t.Nach dem internationalen Einheitensystem SI (Systemè

International d’Unités) gilt folgende Umrechnung für physi-kalische Einheiten der Leistung:

1 Watt (W) = 0,01433 kcal/min oder 1 kcal/min = 69,78 WKörperliche Aktivität im physikalischen Sinn ist eine me-

chanische Leistung mit einer pro Zeiteinheit erbrachten Ener-gie (Arbeit). Die durch die Muskulatur erzeugte Leistung ent-spricht physikalisch den Mechanismen einer Wärmekraftmaschine. Der französische Physiker Carnot (1796-1832) schuf mit seinen Berechnungen zum Wirkungs-grad der Dampfmaschine die Grundlagen für den 2. Hauptsatz der Thermodynamik. Danach ist eine Wärmekraftmaschine nur in der Lage, einen Bruchteil der insgesamt erzeugten Wär-meleistung in mechanisch verwertbare Leistung umzuwan-deln. Dieses Leistungsverhältnis wird als Wirkungsgrad n be-zeichnet. Daher darf die in der arbeitenden Muskulatur

metabolisch erzeugte Leistung Pmet nicht mit der z. B. auf ei-nem Fahrradergometer mechanisch erbrachten Leistung Pmech gleichgesetzt werden, weil nur ein Teil davon, thermo-dynamisch bedingt, in mechanische Energie umwandelbar ist.

Bei Koronarpatienten besteht eine signifikante lineare Re-gression zwischen fahrradergometrischer Leistung und dem für diese Leistungserbringung erforderlichen Sauerstoffver-brauch V’02 [26]:

V’02 (ml/min) = 12,3 Belastung (W) (Gleichung 1)Unter Berücksichtigung des kalorischen Äquivalentes bei

„gemischten“ Stoffwechselverhältnissen (1 ml 02 = 0,00485 kcal) errechnet sich hieraus die metabolisch erzeugte Leis-tung Pmet zu:

Pmet (kcal/min) = 12,3 Belastung (W) 0,00485 kcal = 0,06 Be-lastung (W) (Gleichung 2)

Der Wirkungsgrad n der arbeitenden Muskulatur beträgt somit:n = Pmech/Pmet = 0,0143 Belastung (W)/0,06 Belastung (W) = 0,24Bei Anwendung von Gleichung [2] ergibt sich der Energie-

umsatz E in kcal im Zeitabschnitt t in Minuten zu:E (kcal) = 0,06 Belastung (W) t (min) (Gleichung 3)Der Energieverbrauch/Woche errechnet sich durch Addi-

tion des Energieverbrauchs der einzelnen Einheiten.Ähnliche Empfehlungen enthalten die im Jahr 2010 veröf-

fentlichten „Defining and Setting National Goals for Cardiova-scular Health Promotion and Disease Reduction“ der AHA [14]. Hierin wird festgestellt, dass der größte gesundheitliche Nutzen durch „moderate“ körperliche Aktivität von mindes-tens 150 Minuten Dauer pro Woche erreicht wird. Alternativ werden auch 75 Minuten/Woche mit anstrengender („vigo-rous“) Aktivität oder eine äquivalente Kombination aus mode-raten und anstrengenderen aeroben Aktivitäten empfohlen.

Zur Beurteilung des Energieverbrauchs wird häufig auch das metabolische Äquivalent MET verwendet, das den auf das Körpergewicht bezogenen basalen Sauerstoffverbrauch unter Ruhebedingungen angibt: 1 MET = 3,5 ml 02/min/kg [10, 23]. Die Angabe des Energieverbrauchs in METs erfolgt in Vielfa-chen des Ruheverbrauchs (siehe auch Abschnitt 3). Dieser ist in der Messung der fahrrad-ergometrischen Leistungsfähig-keit nicht enthalten. Daher kann unter Heranziehen von Glei-chung 1 folgende Umrechnung vorgenommen werden:

12,3 Belastung (W) = 3,5 (METs – 1) Körpergewicht (kg) (Gleichung 4a)

Belastung (W) = 0,28 (METs – 1)/Körpergewicht (kg) (Gleichung 4b)

METs = 1 + Belastung (W)/0,28 Körpergewicht (kg) (Gleichung 4c)

„Moderate“ körperliche Aktivitäten entsprechen einem Energieverbrauch von 3 – 6 METs oder 0,6 – 1,4 W/kg Körper-gewicht.

Bei Anwendung von METs und Einsetzen von Gleichung 4b in Gleichung 3 ergibt sich wiederum die allgemeine Glei-chung für den Energieverbrauch in kcal:

E (kcal) = 0,02 (METs– 1) t (min) Körpergewicht (kg) (Gleichung 5)

5. Beispiel: Energieverbrauch bei einem „moderaten“ aeroben Kombinationsprogramm

Unter Anwendung von Gleichung 3 und 5 sowie entsprechen-den Tabellenwerken [10, 23] kann der Energieverbrauch bei

TABELLE 1

„Moderates“ aerobes Kombinationsprogramm

1. Tag Ergometer-Training mit 75 W/30 min 135 kcal

2. Tag zügiges Gehen (6 km/h)/30 min 145 kcal

3. Tag Ergometer-Training mit 75 W/30 min 135 kcal

4. Tag Radfahren (15 km/h)/30 min 190 kcal

5. Tag Ergometer-Training mit 75 W/30 min 135 kcal

6. Tag zügiges Gehen (6 km/h)/30 min 145 kcal

7. Tag Radfahren (15 km/h)/30 min 190 kcal

gesamte Aktivitätsdauer: 210 Minuten Energieverbrauch/Woche: 1075 kcal

4/2011 sport- und präventivmedizin12 © Springer-Verlag

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einem „moderaten“ aeroben Kombinationsprogramm in 1 Woche berechnet werden (angenommenes Körpergewicht 80 kg), (Tab. 1).

In den ACSM/AHA-Empfehlungen von 2007 wird darauf-hin gewiesen, dass die aufgeführten körperlichen Aktivitäten auch in Abschnitte von mindestens 10 Minuten Dauer aufge-teilt werden können [2].

6. Trainingsverordnung

Bei der Verordnung der Trainingsintensität stellt sich die Frage nach einem wirksamen, aber auch sicheren Bereich. Es ist allgemein akzeptiert, dass ein dynamisches Ausdauertrai-ning mit einer Intensität von 50 – 80 % der maximalen Belas-tungskapazität unterhalb der individuellen anaeroben Schwelle (IANS) zu optimalen Trainingseffekten führt [10, 18, 23, 24, 30, 32].

Werden die IANS bzw. das maximale „lactate steady state“ überschritten, kommt es zu einer exzessiven Zunahme der Lactatkonzentration und einer ausgeprägten sympathiko-ad-renergen Aktivierung. Hohe Plasmakatecholaminspiegel wei-sen ungünstige ischämie-triggernde, vasokonstriktorische und arrhythmogene Effekte auf [27, 28, 30].

Für die Primär- und Sekundärprävention werden in der Li-teratur zahlreiche Empfehlungen hinsichtlich der Intensität eines dynamischen Ausdauertrainings gegeben [6]. Überwie-gend werden Relativwerte der in einem symptomlimitierten Belastungstest erreichten maximalen Herzfrequenz (% HFmax), der Herzfrequenz-reserve*) nach Karvonen (% HRR), der ma-ximalen Sauerstoffaufnahme V’02/max oder Leistungsfähigkeit (%Wmax), synonym auch funktionelle Kapazität, Belastungs-kapazität oder Belastungstoleranz, herangezogen. Auch die

von G. BORG entwickelte „BORG RPE Scale“ (RPE = „ratings of perceived exertion“) stellt eine Methode zur Beurteilung der subjektiv empfundenen Anstrengung bei körperlicher Belas-tung und Festlegung der Trainingsstärke dar [29].

In der Literatur lassen sich bezüglich der Trainingsintensi-tät, -dauer, -häufigkeit und -modalität keine signifikanten Un-terschiede zwischen Primär- und Sekundär-prävention finden [2, 5 6, 9, 10, 11, 14, 23, 27, 30, 32]. So werden z. B. %HFmax in der Primär- und Sekundärprävention mit 65 – 80 % bzw. 60 – 85 % oder %V’02/max mit 50 – 75 % bzw. 55 – 75 % (Medianwerte) an-gegeben. Vielmehr basieren die Trainingsempfehlungen auf den individuellen Wünschen und Fähigkeiten und bei kardio-vaskulären Patienten auf einer Risikostratifizierung [5, 9, 30].

Wir fanden bei der Analyse der Lactat-Leistungskurven von 50 Patienten (Tab. 2) mit koronarer Herzkrankheit und nor-maler bis leicht eingeschränkter linksventrikulärer Funktion (Ejektionsfraktion 55 +/- 12 %), dass die IANS jeweils im Mit-tel bei 71 % von Wmax, bei 67 % der HRR und bei 85 % von HF-max erreicht wurde [31].

Aus Sicherheitsgründen werden nur 80 – 85 % der Belas-tungsintensität an der IANS („safety margin“) als Trainings-stärke empfohlen [32]. Unter Berücksichtigung der Standard-abweichungen ergeben sich somit folgende Trainingsbereiche, denen Literaturangaben (6 Quellen zur Primär- und 9 Quellen zur Sekundärprävention) gegenüber gestellt sind. (Tab. 3).

7. Wie beginne ich?

Da die angegebenen Trainingsbereiche eine erhebliche Vari-ationsbreite aufweisen, stellt sich die Frage nach der Belas-tungshöhe bei Trainingsbeginn.

Es ließ sich eine signifikante lineare Beziehung zwischen %Wmax bei 80 % der IANS und der maximal erreichten, absolu-ten Belastungskapazität Wmax zeigen. In Abhängigkeit von der aktuellen Belastungskapazität kann daher bei entspre-chenden Koronarpatienten mit dieser Regressionsgleichung die Trainingsstärke ermittelt werden, bei der 80 % der IANS nicht überschritten werden (Tab. 4; Abb. 3).

Fazit

Körperliche Aktivität stellt einen kardiovaskulären Schutzfak-tor dar. Zwischen Bewegungsintensität bzw. kardiorespirato-rischer Fitness und gesundheitlichem Nutzen besteht eine in-verse Beziehung. Die Stärke einer physischen Aktivität lässt sich physikalisch definieren und durch physiologische Zu-sammenhänge quantifizieren. Bei Trainingsprogrammen zur Leistungssteigerung und damit Prognoseverbesserung stellt sich die Frage nach einem optimalen, aber auch sicheren Be-reich. Hierfür kann – trotz methodischer Probleme - die Be-stimmung der individuellen anaeroben Schwelle (IANS) in Lactat-Leistungskurven herangezogen werden. Es lassen sich Bereiche ermitteln, in denen > 90 % der Koronarpatienten si-cher und effektiv trainieren können, und es können Empfeh-lungen gegeben werden, mit welcher Intensität ein Training beginnen sollte.

Zwischen der Höhe von %Wmax, bei der 80 % der IANS er-reicht, aber aus Sicherheitsgründen nicht überschritten wer-den, und der absoluten maximalen Leistungsfähigkeit Wmax besteht eine lineare Beziehung.

* Berechnung derTrainingspulsfrequenz TF unter Anwendung der Herzfre-quenzreserve HRR: HRR = HFmax – HFRuhe TF = n % HRR + HFRuhe

TABELLE 2

Patientencharakteristika des untersuchten KollektivsAnzahl: n = 50; Alter: 55,4 +/- 10,6 Jahre; Geschlecht: 3 w, 47 mIndexereignis: 47 ACS mit/ohne Intervention; 3 CABG, Alter > 3 WochenLV-Ejektionsfraktion EF = 55,3 +/- 11,8 % (bei 11 Pat. EF < 45 %)Herzfrequenz HFRuhe = 73,8 +/- 13,5/min, HFmax = 134,7 +/ 20,0/minmaximale Belastung Wmax = 139,0 +/- 38,7 WLactatRuhe = 1,0 +/- 0,4 mmol/l, Lactatmax = 6,2 +/- 2,4 mmol/lmittlere IANS 3,4 +/- 1,1 mmol/l bei 71,0 +/- 5,6 % Wmax

TABELLE 3

Trainingsbereiche (angegeben sind die Minimal- und Maximalwerte)

Literatur eigene Daten

Medianwerte Streubereich (2s – Bereich)

% Wmax 50 – 80 % 40 – 85 % 50 – 75 %

% HRR 50 – 75 % 40 – 85 % 45 – 65 %

% HFmax 60 – 85 % 40 – 90 % 60 – 75 %

4/2011sport- und präventivmedizin 13© Springer-Verlag

studie

Für Koronarpatienten, die dem von uns untersuchten Kol-lektiv entsprechen, lassen sich somit initiale Trainingsintensi-täten in Abhängigkeit von der absoluten Leistungsfähigkeit festlegen.

Die Übertragbarkeit auf andere Patientengruppen, z. B. mit metabolischem Syndrom, chronischer Herzinsuffizienz u. a. muss allerdings geklärt werden. n

Literatur1 Ades PHA. Cardiac Rehabilitation and secondary prevention of coro-

nary heart disease. N Engl J Med. 2001; 345:892-9022 Balady GJ, Williams Mark A, Ades PHA, Bittner V, Comoss P, Foody

JM, Franklin B, Sanderson B, Southard D. Core components of car-diac Rehabilitation/Secondary prevention programs: 2007 Update. Circulation. 2007; 115: 2675 – 2682

3 Blair SN, Kampert JB, Kohl HW, Barlow CE, Macera CA, Paffenberger RS, Gibbons LW. Influences of cardiorespiratory fitness and other precursors on cardiovascular disease and All-Cause Mortality in Men and Women. JAMA. 1996; 276: 205 – 210

4 Blair SN, Kohl HW, Barlow CE, Macera CA, Paffenberger RS, Gibbons LW. Changes in Physical Fitness and All-Cause Mortality. JAMA. 1995; 273: 1093 – 1098

5 Kokkinos P, Myers J. Exercise and Physical Acvtivity. Circulation. 2010; 122:1637-1648

6 Lavie CJ, Thomas RJ, Squires RW, Allison TG, Milani RV. Exercise Training and Cardiac Rehabilitation in Primary and Secondary Pre-vention of Coronary Heart Disease. Mayo Clin Proc. 2009; 84 [4]: 373 - 383

7 Shiroma EJ, Lee IM. Physical Activity and Cardiovascular Health. Cir-culation. 2010; 122: 743-752

8 Gielen S, Schuler G, Adams V. Cardiovascular Effects of Exercise Trai-ning. Circulation. 2010; 122: 1221-1238

9 De Backer G et al. European guidelines on cardiovascular disease prevention in clinical practice. Eur J Cardiovasc Prevention and Re-habilitation. 2003; 10: S1 – S78

10 Froelicher VRF, Myers J eds. Exercise and the Heart. Philadelphia: Saunders & Elsevier, 2006 (5th ed.)

11 Gianuzzi P, Mezzani A, Saner H, Björnstad H, Fioretti P, Mendes M, Cohen-Solal A, Dugmore L, Hambrecht R, Hellemans I, Mc Gee H, Perk J, Vanhees L, Feress G. Physical activity for primary and secon-dary prevention. Position Paper of the working group on cardiac re-habilitation. Eur J Cardiovasc Prevention and Rehabilitation. 2003; 10: 319 – 327

12 Joliffe JA. Rees K, Taylor RS, Thompson D, Oldridge N, Ebrahim S. Exercise-based rehabilitation for coronary heart disease. Cochrane Database Syst Rev 2001;[1]: CD001800

13 Hammill BG, Curtis LH, Schulman KA, Whellan DJ. Relationship Between Cardiac Rehabilitation and Long-Term Risks of Death and Myocardial Infarction Among Elderly Medicare Beneficiaries. Circu-lation. 2010; 121: 63-70

14 Lloyd-Jones Donald M et al. Defining and Setting National Goals for Cardiovascular Health Promotion and Disease Reduction. Circulati-on. 2010; 121: 586 – 613

15 Niebauer J, Cooke JP. Cardiovascular Effects of Exercise: Role of en-dothelial shear stress. J Am Coll Cardiol. 1996; 28: 1652 – 1660

16 Niebauer J, Hambrecht R, Felich T, Hauer K, Marburger CH, Kälberer B, Weiss C, von Hodenberg E, Schlierf G, Schuler G, Zimmermann R,

Kübler W. Attenuated progression of coronary artery disease after 6 years of multifactorial risk intervention. Circulation. 1997; 96: 2534 – 2541

17 Niebauer J, Schuler G. Antiatherogene Wirkungsmechanismen des körperlichen Trainings bei Patienten mit koronarer Herzkrankheit. Z Kardiol. 2001; 90: 799 – 806

18 Williams PT. Usefulness of Cardiorespiratory Fitness to Predict Coro-nary Heart Disease Risk Independent of Physical Activity. Am J Car-diol. 2010; 106: 210-215

19 Kokkinos P, Myers J, Faselis C, Panagiotakos DB, Doumas M, Pittaras A, Manolis A, Kokkinos JP, Karasik P, Greenberg M, Papademetriou V, Fletcher R. Exercise Capacity and Mortality in Older Men. Circulati-on. 2010; 122: 790-797

20 Myers J, Prakash M, Froelicher V, Do D, Partington S, Atwood JE. Exercise Capacity and mortality among men referred for exercise testing. N Engl J Med. 2002; 346: 793-801

21 Myers J, Kaykha A, George S, Abella J, Zaheer N, Lear S, Yamazaki T, Froelicher V. Fitness versus physical activity patterns in predicting mortality in men. Am J Med. 2004; 117: 912-918

22 Dutcher JR, Kahn J, Grines C, Franklin B. Comparison of left ventri-cular ejection fraction and exercise capacity as predictors of two- and five-year mortality following acute myocardial infarction. Am J Car-diol. 2007; 99: 436-441

23 Pashkow FJ, Dafoe WA eds. Clinical Cardiac Rehabilitation: A Cardiologist’s Guide. Baltimore: Williams & Williams, 1999 (2nd ed.)

24 Redberg Rita F et al. ACCF/AHA 2009 Performance Measures for Primary Prevention of Cardiovascular Disease in Adults. Circulation. 2009; 120: 1296 – 1336

25 Sandvik L, Erikssen J, Thaulow E, Erikksen G, Mundal R, Rodahl K: Physical fitness as a predictor of mortality among healthy, middle-aged Norwegian men. N Engl J Med. 1993; 328: 533 – 537

26 Mertens DJ, Kavanagh T, Shepard RJ. A simple formula for the esti-mation of maximal oxygen intake during cycle ergometry. Eur Heart J. 1994; 15: 1247-1251

27 Tegtbur U, Meyer H, Machold H, Busse MW. Belastungsdiagnosti-sche Kenngrößen und Katecholamine bei Koronarpatienten. Z Kar-diol. 2002; 91: 927 – 936

28 Heitkamp HC, Hipp A. Lactat in der kardialen Rehabilitation. Herz. 2001; 26: 447-453

29 Borg G. Borg’s Perceived exertion and pain scales. 1998, Human Ki-netics

30 Bjarnason-Wehrens B, Schulz O, Gielen St, Halle M, Dürsch M, Ham-brecht R, Lowis H, Kindermann W, Schulze R, Rauch B. Leitlinie kör-perliche Aktivität zur Sekundärprävention und Therapie kardiovas-kulärer Erkrankungen. Clin Res Cardiol. 2009; Suppl 4:1-44

31 Wolf R. Laktat-Leistungsdiagnostik bei koronarer Herzkrankheit. Ös-terr. J Sport Med. 2008; 38:32

32 Ziegler M, Reer, Braumann KM. Trainingssteuerung in der Bewe-gungstherapie. In: Halle M (Hrsg.). Sporttherapie in der Medizin. Schattauer GmbH, Stuttgart/New York, 2008: 27 - 34

TABELLE 4

Trainingsbeginn (%Wmax) in Abhängigkeit von der absoluten, maximalen Belastungskapazität Wmax

Belastungskapazität (Wmax) Trainingsbeginn (in % von Wmax)

50 W 45 %

75 W 50 %

100 W 60 %

125 W 65 %

150 W 70 %

175 W 75 %

Abb. 3: Lineare Beziehung zwischen maximal erreichter, absoluter Belastungskapazität Wmax und %Wmax, bei denen 80 % der individuellen anaeroben Schwelle (IANS) erreicht werden; die Berechnung erfolgte aus den Daten des eigenen Kollektivs mit 50 Koronarpatienten (Einzelheiten s. Text).

0

20

40

60

80

100

1750 25 50 75 100 125 150

Wmax

% W

max

4/2011 sport- und präventivmedizin14 © Springer-Verlag