Sag mal Ken, was ist Hypoxie Training?

Heute wird es wissenschaftlich, aber keine Angst! Ich nehme dich mit auf eine spannende Reise rund um die fantastischen Möglichkeiten, die das Hypoxie Training bietet. Seit ein paar Monaten biete ich diese Methode des Höhentrainings nun schon in meinem Studio an und bin von den Ergebnissen überzeugt! Hier findest du eine kurze Übersicht über mein Angebot.

Dein Körper ist ein Wunderwerk und mit dem gezielten Einsetzen von Sauerstoff können zahlreiche Beschwerden positiv beeinflusst werden. So z.B. Burnout, Entzündungen, Energiemangel, Fettverbrennung usw. Aber wie funktioniert das denn und wie kann es DIR helfen? Das finden wir in diesem Artikel heraus.

Was ist Hypoxie?

Okay, brechen wir das mal runter. Unter einer Hypoxie versteht man die Minderversorgung des Körpers oder einzelner Körperabschnitte mit Sauerstoff. Dies zeigt ein verminderter Sauerstoffpartialdruck im Blut und Gefäßen. Abhängig vom Umfang und der Dauer des Sauerstoffentzugs kann das sowohl förderlich als auch schädigend für den Organismus sein. Wie ein kontrollierter Sauerstoffentzug durch das Hypoxie Training positiv genutzt werden kann, erfährst du in den folgenden Abschnitten.

Auf Meereshöhe beträgt der Standardluftdruck 1bar (=100kPa). Mit zunehmender Höhe nimmt der Luftdruck jedoch stetig ab und halbiert sich bei ca. 5500m. Gleichzeitig sinkt damit auch der Partialdruck einzelner Gasbestandteile.

Was geschieht bei Aufenthalt in mittlerer/großer Höhe?

Generell wird bei längerem Aufenthalt die Produktion der roten Blutkörperchen angeregt.

Dies erhöht die Sauerstofftransportkapazität. Zunächst steigt jedoch der Hämatokrit, der Anteil der zellulären Blutbestandteile, durch den sinkenden Flüssigkeitsgehalt im Blut. Zudem kommt es zur Hyperventilation (klingt gefährlich, ist aber einfach eine schnellere Atmung) und Aktivierung des Kreislaufes mit einer gleichzeitigen Erhöhung der Herzfrequenz. Periphere Chemorezeptoren im Körper werden durch den in der Höhe verminderten Sauerstoffpartialdruck und geringeren Sauerstoffgehalt stimuliert. Dadurch wird die alveoläre Ventilation gesteigert und der Sauerstoffpartialdruck im Alveolarraum und im arteriellen Blut wird wieder erhöht. Ein Puffermechanismus wird indiziert, welcher für die Aufrechterhaltung eines physiologischen pH-Wertes zuständig ist. So kann in mittlerer Höhe dieser pH-Wert noch aufrechterhalten werden. Doch in großen und extremen Höhen ist eine vollständige Kompensation kaum noch möglich. Die Pufferkapazität des Blutes nimmt ab.

Die entstandene Alkalose, ein pH-Wert Anstieg über den normalen Bereich, bewirkt eine Erhöhung der Sauerstoffaffinität des Hämoglobins. Die arterielle Sauerstoffsättigung fällt weniger ab, als man es im Verhältnis zum abgefallenen inspiratorischen Sauerstoffpartialdruck erwarten würde.

Das Hämoglobin verliert die Fähigkeit den Sauerstoff zu binden, sodass vermehrt Sauerstoff an die Zellen des Körpers abgegeben werden kann. Das alles geschieht jedoch nur bei sehr langem Aufenthalt in großer Höhe.

Wie wirkt sich ein kurzer Aufenthalt auf unser vegetatives Nervensystem aus?

Die wichtigste Rolle bei der Steuerung essentieller Funktionen wie Atmung und Herzfrequenz übernimmt das unbewusste vegetative Nervensystem. Zum vegetativen Nervensystem gehört der Parasympathikus, welcher gleichzeitig als Gegenspieler des Sympathikus dient.

Der Parasympathikus regt vorwiegend Körperfunktionen an, die der Regeneration des Organismus und dem Aufbau von Energiereserven dienen. Die innere Homöostase (Gleichgewicht) des Organismus wird auch unter anderem durch den Einfluss des Parasympathikus wiederhergestellt. Um auf neue Situationen möglichst schnell reagieren zu können, arbeitet das Nervensystem eng mit dem Hormonsystem zusammen.

Der Körper beginnt bei einer Situation des Sauerstoffmangels Informationen an das Atmungszentrum des Hypothalamus zu senden und du beginnst schneller oder tiefer zu atmen, um die niedrigere Sättigung auszugleichen. Gleichzeitig fängt dein Herz schneller an zu schlagen, um einen guten Transport des Sauerstoffs zu gewährleisten. Parallel zu den kurzfristigen Anpassungen bereitet sich der Körper darauf vor, möglicherweise länger in großer Höher und mit weniger Sauerstoff auszukommen. So werden zelluläre Prozesse angekurbelt, um optimal auf die Mangelsituation angepasst zu sein.

Die Belastung auf das vegetative Nervensystem kann über die Herzfrequenzvariabilität (HRV) dargestellt werden. Die HRV spiegelt die Anpassungsfähigkeit des Herzens wider und somit deines ganzen Systems. Häufig lassen sich Dysbalancen auch in der Anpassungsfähigkeit des Herzens nach Krankheiten wie einem Herzinfarkt, Schlaganfall, chronischen Krankheiten, Burn-Out-Syndrom oder einer Depression nachweisen.

Die Variabilität der Herzfrequenz spiegelt außerdem die Vitalität sowie die körperliche und psychische Gesundheit wider. Du hast bestimmt schon einmal festgestellt, dass dein Körper bei psychischen Stresssituationen viel weniger leistungsfähig ist. Emotionen wie Trauer, Wut, Freude oder Stress wirken sich ebenfalls als Stressor auf das vegetative Nervensystem und die Herzfrequenz aus.

Durch einen wiederholten kurzen Aufenthalt in der “Höhe” werden nicht nur zelluläre Regulationsmechanismen angekurbelt, sondern auch das vegetative Nervensystem. Durch eine kontinuierliche Wiederholung stellt sich bald ein Trainingseffekt ein. Der Körper muss weniger stark gegen einen Stressreiz arbeiten. Die Herzfrequenz gleicht sich an oder sinkt in Ruhe sogar ab.

Hypoxische Präkonditionierung

Paracelsus verbreitete im 15. Jahrhundert das Prinzip der Hormesis. Dabei stellte er die die These auf, dass geringe Dosen toxischer Substanzen eine positive Wirkung auf den Organismus haben können.
Präkonditionierung bezeichnet in der heutigen Medizin einen Mechanismus, bei dem kurze Reize (wie z.B.: Hypoxie) körpereigene Prozesse ankurbeln. Diese Prozesse sollen den Körper vor Schädigungen durch spätere Stressoren ähnlicher Art schützen.

Die Vorbereitung auf spätere Schädigung betreibt der Körper zum Teil selbst. Bei einem Herzinfarkt konnte man zum Beispiel nachweisen, dass Patienten, welche kurz vor dem eigentlichen ischämischen Verschluss schon eine beginnende Minderdurchblutung (Präinfarktangina) hatten, eine geringere Auswirkung des Herzinfarkts aufgewiesen haben.
So entwickelt der Körper eine stärkere Resilienz des Gewebes gegenüber Stressoren und kann auf eine unkontrollierte Hypoxie, wie z.B. bei einer Schlafapnoe, besser reagieren.

Was passiert auf Zellebene bei Sauerstoffmangel?

In unserem Körper finden verschiedene Mechanismen der Genregulation auf Transkriptionsebene statt. Wichtige Regulationsmechanismen werden dabei über den Transkriptionsfaktor, Hypoxie- induzierter Faktor (HIF-1alpha), bestimmt. Unter Normoxie, dem Normalzustand der Sauerstoffversorgung, wird dieser Transkriptionsfaktor an seinen Untereinheiten hydroxyliert und ubiquitiniert und dann durch Proteasomen abgebaut.

Er kann unter bestimmten Bedingungen jedoch die Transkriptionsrate anregen und induziert bestimmte Zielgene, welche für die Hypoxie Antwort wichtig sind. So wird durch Stressoren wie eine Hypoxie, der Abbau des HIF-1alpha gehemmt. Der Transkriptionsfaktor nimmt bei Sauerstoffmangel stark zu und stimuliert so die Bildung von Erythropoetin in der Niere und die Erythropoese, die Bildung und Entwicklung der Erythrozyten, wird gesteigert.

Auch wird der Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) vermehrt exprimiert und so die Gefäßneubildung stimuliert. Dadurch kann Muskulatur besser durchblutet und leichter aufgebaut werden. HIF1-alpha stellt auch sicher, dass eine ausreichende ATP-Synthese unter Hypoxie Bedingungen gewährleistet wird und erhöht dafür ebenso die anaerobe Glykolyserate.

HIF1-alpha kann aber auch durch andere Stressoren, wie Interleukine oder Zytokine angeregt werden. Dies geschieht vor allem bei Entzündungsreaktionen im Körper. Auch gibt es Hinweise, dass HIF1-alpha durch die mitochondriale Produktion von ROS (Reactive Oxygen Species) angeregt wird, welche auch bei Hypoxie eine entscheidende Rolle spielt. Dies kann einen positiven Einfluss auf chronische Entzündungsreaktionen haben.

Sauerstoffmangel wirkt sich auch auf Endothelzellen der Gefäßwände aus, denn die Hypoxie fördert eine verstärkte Synthese von Stickstoffmonoxid (NO). Durch dieses Gas kommt es nun zur Gefäßwanddilatation (Gefäßweitstellung) und einen erleichterten Übertritt in das umliegende Gewebe, wo es dann zur Muskelrelaxation der glatten Muskelzellen kommt. Gleichzeitig verhindert Stickstoffmonoxid aber auch, dass sich Thrombozyten an der innersten Gefäßwandschicht anlagern können und senkt so das Risiko einer Hypertonie (Bluthochdruck) und einer Entstehung von Gefäßkrankheiten.

Der durch HIF1-alpha angeregte Vascular enothelial growth factor wird ebenfalls in den Endothelzellen gebildet und kann so im Zuge einer Hypoxie zu einer Neubildung von Kapillaren und somit zur besseren Durchblutung führen.

Mitochondrien – die Kraftwerke der Zellen

Mitochondrien bauen unter Sauerstoffverbrauch und mithilfe von weiteren Metaboliten den ubiquitären Energieträger ATP (Adenosintriphosphat) auf. Ohne Sauerstoff müssen deine Zellen ihre Energieversorgung schnell umstellen. Auch durch das Alter, Stress, Krankheiten oder Bewegungsmangel sterben Mitochondrien ab und setzen vermehrt freie Radikale frei, welche durch den Sauerstoffverbrauch entstanden sind.

Die Energieversorgung wird nun zunächst auf die anaerobe Glykolyse umgestellt, wobei Zucker ohne Sauerstoff vergärt wird. Geschädigte Mitochondrien bauen wesentlich weniger ATP auf. Mit der verminderten ATP Produktion werden verschiedene chronische Erkrankungen in Verbindung gebracht. Die alten Mitochondrien müssen also abgebaut werden. Unter Hypoxie Bedingungen bauen freigesetzte Proteasen die Zellbestandteile der alten & kaputten Mitochondrien ab und ermöglichen so die Bildung neuer Mitochondrien.

Die durch den Abbau entstandenen freien Sauerstoffradikale (ROS) setzen zunächst einen Stressreiz, der zur Erhöhung der Superoxydismutase und Glutathion-Peroxidase führt. Die Enzyme sind für die Entfernung der ROS zuständig und stärken gleichzeitig die körpereigenen antioxidativen Systeme.

Die vielen Vorteile des Hypoxie Trainings

Es kommt so zu einer „Verjüngung“ der Mitochondrien, was sich wiederum wie ein Turbo für den Stoffwechsel auswirkt. Die Leistungsfähigkeit und der Grundumsatz des eigenen Körpers werden gesteigert. Ein gesteigerter Grundumsatz führt auch zu einer gesteigerten Fettverbrennung.

Eine kontrollierte Aussetzung des Körpers gegenüber Stressoren in geringen Mengen kann ihn also stärken und schadet ihm nicht. Die Durchblutung der Muskulatur steigt, das Risiko von Gefäßerkrankungen und somit auch der Hypertonie sinkt und der Stoffwechsel wird angeregt. Das Risiko an Diabetes Typ2 zu erkranken kann minimiert oder deren Folgen gesenkt werden.

Weiterhin hilft das Intermittierende Hypoxie Training (IHT) bei der Senkung des Gesamtcholesterinspiegels, trägt zur Abnahme des Plasmaglucosespiegels und zur Reduzierung der Insulinresistenz an den Beta-Zellen des Pankreases bei und damit zur Behandlung eines Prädiabetes. Durch die Hypoxie wird vermehrt der Glucosetransporter GLUT-4 eingebaut, was wiederum zu einer erhöhten Glucosestoffwechselrate führt. Gleichzeitig sind die GLUT-4-Glucosetransporter auch unter Normoxie Bedingungen wesentlich sensitiver gegenüber Glucose.

Unter kontrollierten Bedingungen kann Hypoxie Training genutzt werden, um wichtige Reize zu setzen und die Effekte nutzbar zu machen. Die Methode des intermittierenden Hypoxie-Hyperoxie Trainings (IHHT), also dem Wechsel zwischen Unter- und Überversorgung mit Sauerstoff, schafft genau diese Bedingungen und hilft dir, diese Impulse für positive Effekte auf deine Gesundheit zu nutzen. Das Hypoxie Training kann dich auf verschiedenen Ebenen stärken.
Erfahrungsgemäß braucht du circa 10 bis 20 Sitzungen mit je 45 min, um einen Trainingseffekt zu spüren. Das kingt fast alles zu gut um wahr zu sein oder?

Fazit

Das Hypoxie Training stellt ein effektives Training für Körper und Geist dar. Die vielen zellulären Prozesse, welche durch den kontrollierten Sauerstoffentzug angekurbelt werden, regen den Stoffwechsel an und können zum Beispiel bei der Leistungssteigerung und beim Abnehmen helfen. Dies fördert nicht nur die körperliche, sondern auch mentale Gesundheit. Gleichzeitig wird der Organismus auf diverse Stresssituationen konditioniert und dessen Umgang verbessert.

Veraltete und ineffektive zelluläre Strukturen werden abgebaut und verjüngt, so dass weniger reaktive Stoffe das System belasten und es leistungsfähiger wird. Daraus ergibt sich ein weiterer Vorteil: auch chronischen Erkrankungen kann mit dem Höhentraining vorgebeugt werden.

In den nächsten Artikeln gehe ich speziell auf Beschwerdebilder wie Burnout oder Entzündungen ein und zeige dir, wie dir ein kompetenter Umgang mit Stress dabei helfen kann, fordernde Situationen besser zu bewältigen und wie das beschriebene Höhentraining dabei gezielt eingesetzt werden kann.

Das Hypoxie Training bei mir im Studio

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Quellen:

Rensing, Koch, Rippe, Rippe: Mensch im Stress. Psyche, Körper, Moleküle; Spektrum Akademischer Verlag; 2006; 1. Auflage
Ergorov, E.: Zelltraining; Ergoro Verlag & Media; 2020; 2. Auflage
Hollmann,Hettinger: Sportmedizin – Grundlagen für Arbeit, Training und Präventivmedizin; Schattauer Verlag, 2000; 4. Auflage
Intervall-Hypoxie-Therapie.pdf (dr-kurscheid.de)

Was ist Hypoxie Traininig?