Training bei Herzinsuffizienz: Intervall oder Ausdauer?

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Sportmedizin
Training bei Herzinsuffizienz:
Intervall oder Ausdauer?
Dr. Axel Preßler
Lehrstuhl und Poliklinik für
Präventive und Rehabilitative
Sportmedizin
Klinikum rechts der Isar
Technische Universität München
Zusammenfassung
Einleitung
Positive Effekte eines körperlichen
Trainings bei Herzinsuffizienz auf Belastbarkeit, Lebensqualität und teilweise auch Morbidität und Mortalität
sind umfassend belegt. Aufgrund des
bisher überwiegend eingesetzten
Trainings moderater, kontinuierlicher Intensität gilt diese Trainingsform als leitliniengestützter Therapiestandard. Aktuell deuten kleinere
Studien allerdings noch günstigere
Effekte durch ein hochintensives Intervalltraining an, was zu einer Diskussion über dessen klinischen Einsatz in der kardialen Rehabilitation
geführt hat. Intervalltraining scheint
demnach nicht nur zu einer effektiveren Zunahme der körperlichen Belastbarkeit, sondern auch zu günstigen
funktionellen und strukturellen kardialen Adaptationen zu führen. Hier
würde es sich um einen bemerkenswerten Paradigmenwechsel handeln,
der aktuell allerdings noch deutlich
umfassenderer Evidenz bedarf. Zum
gegenwärtigen Zeitpunkt ist ein Einsatz im klinischen Alltag allenfalls
punktuell nach individueller Abwägung zu rechtfertigen; die fast abgeschlossene SMARTEX-HF-Studie wird
allerdings demnächst eine erste umfassende Evidenz zum Einsatz eines
Intervalltrainings bei Herzinsuffizienz liefern. Der vorliegende Artikel
stellt Prinzipien und Effekte eines Intervalltrainings anhand der Studienlage vor und spricht Empfehlungen
für zukünftige Studien und klinischen
Alltag aus.
Seit dem ersten Nachweis positiver Effekte eines körperlichen Trainings bei
Patienten mit Herzinsuffizienz vor
mehr als 30 Jahren [1] haben zahlreiche Studien den Stellenwert einer
Trainingsintervention in diesem chronisch kranken Kollektiv untermauert
[2-5]. Belegt sind Verbesserungen von
körperlicher Belastbarkeit, Lebensqualität, neurohumoraler Aktivierung sowie diverser physiologischer
Parameter des Muskel- und Gefäßsystems. Zudem wurden zumindest für
Teilkollektive in der HF-ACTION-Studie [4] positive Auswirkungen auf
Morbidität und Mortalität beschrieben. Auf Basis der umfangreichen Literatur haben führende Fachgesellschaften körperliches Training in die
Leitlinien zur Therapie der chronischen Herzinsuffizienz aufgenommen [6, 7].
Die überwiegende Mehrheit bisheriger Originalstudien hat dabei Protokolle mit moderater, kontinuierlicher
Trainingsintensität bei 50-80 % eines
zuvor ergometrisch bestimmten individuellen Maximalparameters verwendet, sodass diese Trainingsform
momentan als klinischer Standard
gilt. Seit einigen Jahren ist durch eine
Reihe von Studien (vorwiegend norwegischer Arbeitsgruppen) allerdings
der Eindruck entstanden, dass auch
ein hochintensives Intervalltraining
oberhalb dieser Intensitäten ebenso
sicher und mit vergleichbaren bis sogar besseren Ergebnissen ausgeübt
werden kann. In einer vielzitierten
„Meilenstein“-Studie von Wisloff et
al 2007 [8] wurden darüber hinaus
günstige Effekte auf kardiale Funktions- und Strukturparameter im Sinne
eines reversen kardialen Remodelings
Schlüsselwörter:
Intervalltraining,
Trainingsintensität, Herzinsuffizienz,
kardiale Rehabilitation, körperliche
Belastbarkeit
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herzmedizin 2/2013
Sportmedizin
gezeigt, was für ein moderates Training bisher nie ausreichend belegt
werden konnte. Diese Arbeiten haben eine laufende Diskussion über
den langjährigen klinischen Trainingsstandard angeregt und die Frage aufgeworfen, ob ein hochintensives Intervalltraining bereits regelhaft
in kardiale Rehabilitationsprogramme integriert werden sollte. Grundsätzlich handelt es sich hier um einen
durchaus kontroversen Paradigmenwechsel, nicht zuletzt angesichts eines potenziellen Anstiegs unerwünschter Ereignisse durch ein Training höherer Intensität [9]. Die vorliegende Arbeit stellt die aktuelle Studienlage vor, diskutiert Prinzipien und
Effekte eines hochintensiven Intervalltrainings und spricht Empfehlungen für zukünftige Studien und die
aktuelle klinische Praxis aus.
Definitionen
Der Begriff „Intervalltraining“ wird in
der Literatur für sehr unterschiedliche
Trainingsintensitäten
verwandt.
Manche Studien führen „Intervalle“
in Intensitätsbereichen durch, die in
anderen Studien noch als moderates
Training gelten und kommen daher
zu mitunter negativen Vergleichsergebnissen; diese Arbeiten sind in ihrer
Aussagekraft kaum verwertbar. Das
seit einigen Jahren auch im Bereich
der kardialen Sekundärprävention
eingesetzte Intervalltraining ist dagegen in der Tat „hochintensiv“ und
liegt bei mindestens 80-90 % der maximal erreichten Sauerstoffaufnahme
(VO2peak) oder der maximalen Herzfrequenz. Begrifflich wird meist von
„Hochintensivem Intervalltraining“
(HIT, auch HIIT) oder „Aerobem Intervalltraining“ (AIT) gesprochen, wobei
mit „HIT“ oft ein Training mit sehr
kurzen Intervallen assoziiert wird,
während der Begriff „AIT“ durch die
Studien aus Norwegen geprägt wurde und deutlich längere Intervalle
umfasst (s. u.). Letztlich sind diese Abkürzungen zwar nicht derart protoherzmedizin 2/2013
kollbezogen, werden aber in der vorliegenden Arbeit zum besseren Verständnis entsprechend verwandt
bzw. bei allgemeinen Aussagen gemeinsam aufgeführt. Das davon abzugrenzende und bisher führende
moderate, kontinuierliche Ausdauertraining wird entsprechend der internationalen Literatur mit MCT abgekürzt („moderate continuous training“). Intervalltrainingsstudien im
Bereich Herzinsuffizienz beziehen
sich bisher ausschließlich auf Patienten mit eingeschränkter systolischer
LV-Funktion (LVEF). In der vorliegenden Arbeit wird daher nur von Patienten mit systolischer Herzinsuffizienz
gesprochen und diese wiederum entsprechend der internationalen Literatur mit HF abgekürzt („heart failure“). Wenngleich ein moderates
Kraft-Ausdauertraining sich als bisher
effektivste Maßnahme zur Verbesserung der diastolischen Funktion bei
„Herzinsuffizienz mit erhaltener
Pumpfunktion“ erwiesen hat [10], liegen für diese Patientengruppe noch
keine Daten zu Intervalltraining vor.
Grundprinzip des
Intervalltrainings
Ziel eines jeglichen Trainings ist eine
Optimierung der sportartspezifischen
Leistungsfähigkeit.
Diesbezüglich
handelt es sich bei HIT/AIT um ein lange etabliertes Trainingsprinzip mit
Ursprung im leistungsorientierten
Sport, welches nach früherer Meinung aufgrund der hohen Intensität
auch nur bei gesunden, ausreichend
belastbaren Sportlern wirkungsvoll
eingesetzt werden kann. Idee ist,
durch Einstreuen kurzer Trainingsintervalle an oder jenseits der anaeroben Schwelle einerseits einen Trainingsaufbau über ein reines Grundlagentraining hinaus, andererseits eine
effektivere Verbesserung der Maximalbelastbarkeit in ggf. sogar kürzerer Zeit zu erzielen. Dazu werden abwechselnd hochintensive Trainingsabschnitte („Intervalle“) und Perio-
den niedriger Intensität eingesetzt,
die dem Trainierenden gerade ausreichend Erholung erlauben, um eine
nachfolgende erneut hochintensive
Episode durchführen zu können. Die
Annahme, dass HIT/AIT auch bei Patienten mit fortgeschrittener HF möglich ist, war in gewisser Weise revolutionär, da Betroffenen selbst heute
oft noch zu überwiegender körperlicher Schonung geraten wird. Umsetzbar ist HIT/AIT grundsätzlich bei allen
ausdauerorientierten Sportarten wie
(Nordic) Walking, Radfahren, Rudern
oder Schwimmen; wie bei jeder Trainingssteuerung kann die Belastung
individuell angepasst werden und
liegt naturgemäß mitunter deutlich
unter den Empfehlungen für gesunde
Personen. Unklar ist allerdings noch,
ob eher die absolute Anzahl an Intervallen oder die in Intervallen akkumulierte Gesamt-Trainingszeit die physiologischen Effekte determiniert [11].
Durch HIT/AIT wird der Energiestoffwechsel kurzzeitig in Bereiche
angehoben, die die überwiegend aerobe Intensität eines MCT relevant
übersteigen, ohne dabei allerdings zu
einer übermäßigen, belastungslimitierenden Akkumulation anaerober
Stoffwechselprodukte wie Laktat zu
führen. Ziel ist, eine längere Trainingszeit bei höheren prozentualen
Anteilen der VO2peak zu ermöglichen, was gegenüber MCT in vergleichbaren Zeiträumen meist zu einem effektiveren Anstieg derselben
führt. Eine positive Assoziation zwischen Höhe der VO2peak, Morbidität
und Mortalität ist epidemiologisch
allgemein umfassend belegt [12]; die
speziell bei systolischer HF prognostische Wertigkeit im Hinblick auf den
Krankheitsprogress ist ebenfalls hinlänglich bekannt [13]. Ob es allerdings auch, wie von einigen Autoren
diskutiert [14], gegenüber MCT zu einer verbesserten Laktatutilisation mit
Anhebung der anaeroben Schwelle
kommt, erscheint dem Verfasser
zweifelhaft. Dieses grundsätzlich
durchaus wünschenswerte Ziel einer
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30 s
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Intensität, % HFmax
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3
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MCT
HIT
Moderate Intensität
AIT
Hoch-intensives Intervalltraining
Abb. 1: Protokolle eines hochintensiven Intervalltrainings
Die Abbildung zeigt schematisch die zwei gängigsten Formen eines hochintensiven
Intervalltrainings und die damit nach aktueller Studienlage häufig verbundenen Bezeichnungen im Gegensatz zu moderat-kontinuierlichem Training.
Abkürzungen: AIT = Aerobes Intervalltraining; HFmax = maximale Herzfrequenz;
HIT = hochintensives Intervalltraining; MCT = Moderat-kontinuierliches („continuous“) Training;
Trainingsintervention wird eigenen
klinischen Beobachtungen zufolge
durch ein AIT bei HF-Patienten gegenüber MCT nicht auffallend übertroffen.
Trainingsprotokolle
Die in bisherigen Studien eingesetzten HIT/AIT-Protokolle bei HF-Patienten unterscheiden sich zum Teil deutlich; allen gemeinsam ist allerdings
die Grundannahme, dass eingestreute Intervalle jeder Art (Intensität
> 80 % des jeweils erhobenen Maximalparameters) in einer überlegenen
Reaktion auf Trainingsreize gegenüber MCT resultieren. Wie oben angedeutet, können aktuell grundsätzlich zwei Extremformen der Protokollgestaltung unterschieden werden (Abb. 1). Das klassische „HIT“ verwendet sehr kurze Intervalle von
meist 30 sec. mit nachfolgend in der
Regel doppelt langen Phasen einer
vollständigen Pause (passive Erholung) oder einer zumindest äußerst
niedrigen Intensität; die Gesamtdauer einer Einheit liegt meist bei 15-20
min. Das in den norwegischen Studien eingesetzte AIT umfasst Intervalle
von vier min., unterbrochen von dreiminütigen Erholungsphasen bei 5026
60 % VO2peak (aktive Erholung); hier
wurden zudem Aufwärm- und Abkühlphasen um das eigentliche Intervalltraining herum eingeschlossen
über 5-10 min. bei 50-60 % VO2peak,
und die resultierende Gesamt-Trainingszeit ist mit ca. 40 min. ungleich
länger. Direkte Vergleichsstudien beider Protokolle liegen nicht vor. Kürzlich wurden allerdings vier Protokolle
mit jeweils 30 oder 90 sec. Intervalldauer und jeweils aktiver (50 % Maximalleistung) und passiver Erholung
bei 20 männlichen HF-Patienten verglichen [15]. Keines der Protokolle
führte zu unerwünschten Ereignissen, während sich im Hinblick auf Gesamt-Trainingsdauer und Patiententoleranz Vorteile für das Protokoll mit
30 sec. Intervallen und passiver Erholung ergaben. Rückschlüsse auf bessere klinische Effekte lassen sich daraus
allerdings noch nicht ziehen.
Es ist ohnehin anzunehmen, dass es
kein für alle HF-Patienten gleichermaßen geeignetes HIT/AIT-Protokoll
gibt, da die eingesetzten Intensitäten
nicht unbedingt problemlos toleriert
werden sowie individuelle Ko-Morbiditäten und Stand der Rehabilitation
bedacht werden müssen. Im Gegensatz zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit beim Athleten steht beim
HF-Patienten primär die Verbesserung der körperlichen Belastbarkeit
mit konsekutiv optimierter Alltagsbewältigung im Vordergrund. Gerade
für Patienten mit ausgeprägter Dekonditionierung oder Rhythmusinstabilität könnte HIT/AIT daher überfordernd wirken, sodass ggf. zunächst moderate Programme zu bevorzugen sind mit erst späterer Aufnahme eines HIT/AIT. Auch die Anzahl
der Intervalle oder die Relation zwischen Dauer des hochintensiven Intervalls und zwischenzeitiger Erholung können je nach Trainingsfortschritt variiert werden.
Aktuell muss dennoch das in den
norwegischen Studien und damit
auch in der zentralen Arbeit von Wisloff et al [8] eingesetzte AIT-Protokoll
als adäquatester Ansatz für laufende
Trainingsprogramme und weitere
Studien angesehen werden (Tab. 1).
Unter mehreren Ansätzen in überwiegend kleinen Kollektiven liegt für
dieses Protokoll die momentan günstigste Evidenz vor, nicht zuletzt durch
die positiven Effekte auf kardiale
Struktur und Funktion (s. u.). Dieses
Protokoll wird auch nach eigener,
mittlerweile umfangreicher klinischer Erfahrung weitgehend problemlos selbst von HF-Patienten mit
hochgradiger Reduktion der LVEF toleriert und kann sowohl auf dem
Fahrrad als auch auf dem Laufband
umgesetzt werden; eine einschleichende Vorphase ist allerdings gelegentlich notwendig.
Einfluss auf Belastbarkeit
und Lebensqualität
Das Prinzip eines Intervalltrainings
bei HF-Patienten ist grundsätzlich
nicht so neu wie derzeit vielerorts
suggeriert. Bereits in den 1990er Jahren führten Meyer et al im Herzzentrum Bad Krozingen Studien an mit
den heutigen Publikationen vergleichbaren Kollektiven durch [16].
Das Trainingsprinzip bestand in sehr
kurzen Belastungsphasen mit Erhoherzmedizin 2/2013
Sportmedizin
lungsphasen sehr niedriger Intensität
im Sinne des oben erwähnten HIT. In
einer Studie wurde bei 18 männlichen
HF-Patienten mittleren Alters und einer LVEF von 21 ± 1 anfangs und wöchentlich im Trainingsverlauf ein steiler Rampentest mit einem Anstieg
von 25 Watt alle zehn sec. durchgeführt bis zum Unvermögen, eine Trittfrequenz von 60/min. einzuhalten.
Trainiert wurde dann 5 x wöchentlich
über drei Wochen auf dem Fahrradergometer bei 50 % der jeweils erreichten Maximalbelastung mit Intervallen
von 30 sec., gefolgt von 60 sec. aktiver
Erholung bei 15 Watt. Zusätzlich wurden pro Woche drei Laufbandeinheiten über je zehn min. absolviert mit
abwechselnd 60 sec. Belastung bei
3,9 km/h und 1,5 km/h. Unerwünschte Ereignisse traten nicht auf. Nach
Studienende hatte sich die von den
Teilnehmern geleistete Trainingsintensität mehr als verdoppelt; in einem
Standard-Rampenprotokoll war zudem die VO2peak signifikant um 20 %
erhöht. In einem methodisch ähnlichen Ansatz verglichen Nechwatal et
al 2002 [17] HIT mit MCT bei jeweils 20
HF-Patienten mit zum Teil höchstgradig reduzierter LVEF und VO2peak.
Nach drei Wochen Training kam es bei
vergleichbarer Besserung der Belastbarkeit lediglich in der Intervallgruppe zu Anstiegen des Cardiac-Index
und des Schlagvolumens bei gleichzeitigem Rückgang des systemischen
Gefäßwiderstands. In beiden Studien
wurde eine Reihe von Transplantationskandidaten eingeschlossen, die
sich zumindest anhand einiger Kriterien durch das Training in formal
prognostisch günstigere Bereiche gebracht hatten.
Zwei Studien haben HIT allein mit
HIT plus Krafttraining verglichen. Tasoulis et al [18] randomisierten 46
überwiegend männliche HF-Patienten zu einerseits zwölf Wochen HIT allein (entsprechend dem Meyer-Protokoll) oder zu einer Kombination aus
HIT und Krafttraining. Beide Gruppen
trainierten dreimal pro Woche über
herzmedizin 2/2013
Fahrradergometer oder Laufband:
Aerobes Intervalltraining (AIT)
• Aufwärmen 10 Minuten bei 50-60 % VO2peak
bzw. 60-70 % HFmax
•4
Minuten Intervall bei 90-95% HFmax
Moderat-kontinuierliches Training (MCT)
• Durchgehend 70-75 % HFmax
• Dauer Gesamteinheit: 47 Minuten
•3
Minuten aktive Erholung bei 50-70% HFmax
•3
x Wiederholung der Intervalle und Erholungen
• L etzte Erholung entspricht Abkühl-Phase
•D
auer Gesamteinheit: 38 Minuten
Tab. 1: Aktuell meistverwendetes Protokoll in Studien zu Intervalltraining gegenüber
moderatem Training entsprechend der Studie von Wisloff et al [8]; auch in der SMARTEX-HF-Studie eingesetzt (s. Abb. 2 auf Seite 29, [25]).
Abkürzungen: HFmax = maximale Herzfrequenz; VO2peak = maximale Sauerstoffaufnahme;
insgesamt 36 Einheiten mit einer Gesamtlänge von 40 min. pro Einheit
(40 min. HIT oder je 20 min. HIT/Krafttraining). Die Trainingsintensität
wurde nach jeweils sechs Einheiten
entsprechend einem Rampentest angepasst; das Krafttraining bestand
aus Übungen für obere und untere
Extremität zu jeweils zehn Wiederholungen. Nach Trainingsintervention
war die VO2peak in der HIT-Gruppe signifikant erhöht um 8,5 %, in der
kombinierten Gruppe dagegen um
18 %. Zu ähnlichen Ergebnissen kamen Anagnostakou et al [19] bei 28
männlichen HF-Patienten und nahezu gleichem Trainingsprotokoll. Hier
erhöhte sich die VO2peak durch HIT
allein signifikant um 9,5 %, durch
kombiniertes Training sogar um
16,5 %. In beiden Interventionen traten keine unerwünschten Ereignisse
auf. Beide Studien deuten an, dass eine Kombination aus HIT/AIT und
Krafttraining möglicherweise synergistische Effekte im Hinblick auf die
körperliche Belastbarkeit aufweisen.
Freyssin et al [20] randomisierten 26
HF-Patienten zu acht Wochen HIT
oder MCT als Teilkomponenten einer
multidisziplinären kardialen Rehabilitation. Das Bewegungsprogramm
umfasste 13 h pro Woche einschließlich Kräftigungs-, Dehn- und Entspannungsübungen. In der HIT-Gruppe
wurde erneut ein steiler Rampentest
[16] zur Festlegung von Trainingsintensitäten verwendet. Jede HIT-Ein-
heit bestand aus drei Belastungsphasen mit nachfolgend jeweils fünf min.
Pause; erstere wiederum setzen sich
zusammen aus zwölf 30 sec.-Intervallen bei 50-80 % der im Rampentest erreichten Maximalleistung. Die MCTGruppe trainierte über 45 min. auf
Laufband oder Fahrradergometer im
Bereich der ventilatorischen anaeroben Schwelle. Keine unerwünschten
Ereignisse traten auf. Bei gleichen
Ausgangswerten kam es gegenüber
einer weitgehend unveränderten
VO2peak nach MCT in der HIT-Gruppe
zu einem höchst signifikanten Anstieg um 27 %.
Nur drei qualitativ ausreichende
Studien haben bisher einen direkten
Vergleich zwischen HIT/AIT und MCT
bei HF-Patienten ohne weitere Interventionskomponenten
durchgeführt; eine davon ist die bereits erwähnte Arbeit von Wisloff et al [8, 21,
22]. Trainiert wurde vergleichbar
über jeweils zwölf Wochen mit 36
Trainingseinheiten. Die Studienpopulationen bestanden überwiegend aus
männlichen HF-Patienten mittleren
bis höheren Alters und meist hochgradig reduzierter LVEF; nahezu alle waren mit Betablocker und ACE-Hemmer nach aktuellem klinischem Standard therapiert. Das MCT wurde in allen Studien vergleichbar durchgeführt, dagegen wurde bei Dimopoulos et al [21] ein klassisches HIT-Protokoll eingesetzt gegenüber dem AIT
mit längeren Intervallen bei Wisloff et
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al [8] und Fu et al [22]. Die AIT-Einheiten waren isokalorisch gegenüber
den MCT-Einheiten gestaltet mit entsprechend kürzerer Trainingszeit pro
Einheit, um Effekte durch zusätzlichen Energieverbrauch auszuschließen. Wiederum berichtete keine der
Studien über unerwünschte Ereignisse. Dimopoulos et al [21] fanden eine
signifikante, aber in beiden Gruppen
vergleichbare Zunahme der maximalen Belastbarkeit, während bei Wisloff et al [8] die grundsätzlich bei beiden Gruppen beobachtete Zunahme
in der AIT-Gruppe signifikant stärker
ausgeprägt war. Die mittels Fragebogen evaluierte Lebensqualität stieg in
beiden Gruppen mit leichten Vorteilen für AIT. Fu et al [22] fanden signifikante Verbesserungen der Belastbarkeit lediglich in der AIT-Gruppe; die
Ergebnisse für die Lebensqualität waren indifferent. Anhand der vorliegenden Datenlage kann gefolgert
werden, dass die Effekte eines HIT/AIT
im Hinblick auf Steigerung der körperlichen Belastbarkeit und Lebensqualität mindestens vergleichbar mit
einem MCT und in einigen Parametern möglicherweise sogar überlegen
sind.
Einfluss auf kardiovaskuläre Parameter
Obwohl bei noch geringer Datenlage
Analysen zu weiteren physiologischen Effekten eines HIT/AIT bei HF
noch verfrüht erscheinen, sind vielversprechende und klinisch relevante
Ergebnisse vor allem in Bezug auf die
LV-Struktur und -Funktion beschrieben worden. Tomczak et al [23] untersuchten den akuten Effekt einer einzelnen AIT-Einheit auf die mittels
Magnetresonanztomographie
bestimmte LV-Funktion bei neun HF-Patienten mit milder Symptomatik
(NYHA I-II, LVEF < 50 %). Unmittelbar
nach dem Training war das endsystolische LV-Volumen signifikant reduziert (-6 %), während die systolische
Mitralring-Geschwindigkeit signifi28
kant anstieg (+21 %); 30 Minuten
nach Trainingsende zeigte sich auch
die LVEF signifikant erhöht (+2,4 %).
Als Parameter der diastolischen Funktion zeigte sich ein signifikant verbessertes LV-Untwisting. Die Autoren
führten diese Effekte auf einen Rückgangs des systemischen Gefäßwiderstands und eine verstärkte myokardiale Kontraktilität zurück.
Wisloff et al [8] evaluierten Effekte
auf Parameter der LV-Funktion nach
zwölf Wochen AIT und beobachteten
eine signifikante Verbesserung der
LVEF gegenüber MCT (relativer Anstieg +35 %; Schlagvolumen +17 %,
kardialer Output +11 %). Fu et al [22]
fanden ebenfalls einen signifikanten
relativen Anstieg der systolischen LVFunktion nach AIT (+27 % LVEF;
+31 % kardialer Output) bei unveränderten Werten nach MCT. In beiden
Studien wurde zudem ein signifikanter Rückgang des BNP bis zu 50 %
nach AIT beobachtet bei gleichbleibenden Werten für MCT. AIT scheint
somit zu einem reversen kardialen Remodeling zu führen, ohne dass der
physiologische Hintergrund bisher
ausreichend verstanden ist. Tierstudien deuten aber an, dass die Adaptation der Kardiomyozyten im Hinblick
auf Größe und Kontraktilität (fraktionelle Verkürzung und Kalziumutilisation) besser auf den Stimulus HIT/AIT
als auf MCT anspricht [11]. Weiterhin
fand sich bei Wisloff et al [8] in beiden
Trainingsgruppen auch eine signifikante Verbesserung der mittels flussvermittelter Dilatation gemessenen
Endothelfunktion mit allerdings
deutlichen Vorteilen für AIT. Die Autoren erklären dies mit dem bei AIT
wahrscheinlich höheren „ScherStress“ am Gefäß-Endothel mit verstärkter Freisetzung des dilatierenden Mediators Stickstoffmonoxid. Zudem zeigte sich die mitochondriale
Funktion im M. vastus lateralis ausschließlich nach AIT verbessert.
Diese Beobachtungen deuten an,
dass möglicherweise erst durch ein
HIT/AIT notwendige physiologische
Stimuli erreicht werden, die für trainingsinduzierte funktionelle und
strukturelle kardiovaskuläre Adaptationen notwendig sind. Die Kombination zentraler und peripherer physiologischer Effekte durch HIT/AIT wäre
demnach eine plausible Hypothese,
wieso gerade dieser Trainingsansatz
Vorteile gegenüber MCT haben
könnte.
Sicherheit eines
Intervalltrainings
Entsprechend der dargestellten Studienlage ist es in keiner der bisherigen Arbeiten zu speziell mit HIT/AIT
assoziierten unerwünschten Ereignissen gekommen bei allerdings durchweg kleinen Kollektiven ohne ausreichende Fallzahlkalkulation im Hinblick auf Trainingssicherheit. Die
größte Erfahrung mit HIT/AIT bei Patienten mit kardiovaskulären Erkrankungen liegt sicherlich in Norwegen
vor. Hier werden nach positiven Studienergebnissen für Patienten mit koronarer Herzerkrankung entsprechende Protokolle bereits regelhaft
in der kardialen Rehabilitation eingesetzt. Bei mehr als 175.000 Trainingsstunden mit allerdings noch überwiegendem MCT-Anteil (64 %) traten
insgesamt nur drei kardiovaskuläre
Akutereignisse auf, davon ein fatales
bei MCT und zwei nicht-fatale bei AIT
[24]. Rechnerisch resultierte daraus eine kardiale Komplikationsrate von
1:129.456 Trainingsstunden während
MCT und 1:23.182 während AIT. Die
Autoren werteten die Zahlen als Beleg, dass die Ereignisrate insgesamt
gering ist und AIT demnach als ähnlich sicher wie MCT zu betrachten ist;
es darf allerdings nicht übersehen
werden, dass die relative Rate für AIT
doch um einiges höher liegt. In dieser
Arbeit wurde zudem nicht explizit
von HF-Patienten gesprochen, sodass
gerade für dieses spezifische Kollektiv
noch weitere systematische Erhebungen des Sicherheitsaspekts erforderlich sind.
herzmedizin 2/2013
Sportmedizin
SMARTEX-HF und
zukünftige Studienansätze
Die „Controlled study of myocardial
recovery after interval training in heart failure“ (SMARTEX-HF; [25]) ist eine randomisierte, multizentrische
und kontrollierte Trainingsstudie, die
erstmals mit adäquater statistischer
Power die Effekte eines AIT bei HF-Patienten untersucht. Sie greift das Protokoll der Studie von Wisloff et al [8]
auf; primärer Endpunkt ist der enddiastolische LV-Diameter (Abb. 2). Sekundäre Endpunkte umfassen u. a.
LVEF, spiroergometrische und weitere echokardiographische Parameter,
BNP, Lebensqualität und Trainingssicherheit. Vorgesehen war der Einschluss von 201 Patienten „on treatment“, d. h. mit vollständig abgeschlossener dreimonatiger Trainingsphase; dieses Ziel ist bei Verfassen dieses Artikels fast erreicht, sodass der
Studienabschluss unmittelbar bevorsteht. Erste Ergebnisse werden gegen
Jahresende verfügbar sein und mit
Spannung erwartet, da viele der aktuell noch offenen Fragestellungen
erste definitive Antworten finden.
Diese Studie wird auch für einen tatsächlichen klinischen Einsatz des AIT
bei HF-Patienten entscheidend sein.
Grundsätzlich sind über SMARTEXHF hinaus sicher aber weitere Studien
zum Thema HIT/AIT bei HF sinnvoll.
Studien zum Intervalltraining bei HFPatienten mit erhaltener Pumpfunktion sind bereits in unmittelbarer Planung. Von Bedeutung ist, Basischarakteristika wie Ätiologie oder
Schweregrad der Erkrankung im Hinblick auf das Ansprechen auf unterschiedliche Trainingsprotokolle zu
untersuchen, um einen möglichst repräsentativen Querschnitt über das
heterogene HF-Patientenkollektiv zu
erhalten. Angesichts der beim HIT/AIT
geforderten höheren Trainingsanstrengung sollte zudem die LangzeitCompliance beachtet werden, die
wichtig für einen erfolgreichen Transfer in die klinische Praxis ist und z. B. in
herzmedizin 2/2013
SMARTEX-HF
n = 201, systolische Herzinsuffizienz NYHA II-III, LVEF ≤ 35 %
n = 67
MCT
70 % HFmax
47 min. pro Einheit
n = 67
AIT
95 % HFmax
38 min. pro Einheit
n = 67
Kontrollgruppe
Allg. Trainingsempfehlungen
+ 1 x alle 3 Wochen MCT
36 Einheiten über 3 Monate
Primärer Endpunkt: enddiastolischer LV-Diameter
Sekundäre Endpunkte: u. a. VO2peak, BNP, Lebensqualität, Trainingssicherheit
Follow-up 9 Monate (keine Trainingsintervention)
Erneute Endpunkt-Evaluation (Langzeiteffekte und Compliance)
Abb. 2: Design der SMARTEX-HF-Studie [25].
Die multizentrische, randomisierte „Controlled study of myocardial recovery after
interval training in heart failure“ evaluiert erstmals systematisch die Effekte eines
hoch-intensiven Intervalltrainings bei Patienten mit systolischer Herzinsuffizienz.
Erste Ergebnisse sind gegen Jahresende zu erwarten.
Abkürzungen: AIT = Aerobes Intervalltraining; BNP = B-type natriuretic peptide;
HFmax = maximale Herzfrequenz; LVEF = linksventrikuläre Ejektionsfraktion;
MCT = Moderat-kontinuierliches („continuous“) Training;
NYHA = New York Heart Association; VO2peak = maximale Sauerstoffaufnahme;
der HF-ACTION-Studie [4] für das dort
eingesetzte moderate Training eher
unbefriedigend war. Verschiedene
HIT/AIT-Protokolle sollten hinsichtlich
des optimalen Verhältnisses von Intervall- und Erholungsphasen (Anzahl, Dauer, Intensität) im Hinblick
auf klinische Endpunkte verglichen
werden; auch die Kombination eines
HIT/AIT mit Krafttraining erscheint
vielversprechend. Ziel ist letztlich die
Definition von Krankheitsmustern,
die in besonderer Weise von spezifischen Trainingsprotokollen profitieren, sodass eine individualisierte Trainingsintervention mit optimalem Ergebnis angestrebt werden kann.
Mit zunehmender Studienzahl
steigt auch die Information über die
Rate unerwünschter Ereignisse und
die allgemeine Sicherheit des Trainings. Unter Umständen erfordern intensivere Trainingsprotokolle zumindest anfangs eine erweiterte professionelle Supervision, was im Hinblick
auf Kostenaspekte beachtenswert ist.
Schließlich wäre für HIT/AIT auch der
Nachweis einer Morbiditäts- und vor
allem Mortalitätssenkung wünschenswert; dies wurde für ein moderates
Training in der HF-ACTION-Studie zumindest für Patienten mit hohem Ausgangsrisiko immerhin bereits gezeigt.
Schlussfolgerung:
Intervall oder Ausdauer im
klinischen Alltag?
Trotz einer gewissen Euphorie um sekundärpräventives Intervalltraining
darf nicht vergessen werden, dass für
moderate Trainingsformen immer
noch weitaus umfassendere wissenschaftliche und klinische Erfahrungen
vorliegen, sodass diese Trainingsform
zu Recht den aktuellen klinischen
Therapiestandard darstellt. Die momentane Studienlage lässt zwar hoffen, dass durch ein HIT/AIT gleiche
oder gar bessere Effekte im Hinblick
auf Belastbarkeit, Lebensqualität und
möglicherweise auch kardiale Struktur und Funktion zu erzielen sind.
Nichtsdestotrotz ist die Evidenz aber
noch sehr gering, und die Zahl der in
qualitativ adäquate HIT/AIT-Studien
eingeschlossenen HF-Patienten liegt
kaum über 100. Ein vollständiger Ersatz eines MCT durch HIT/AIT ist demnach im klinischen Alltag sicher noch
kritisch zu werten, wenngleich die
auch im Hinblick auf Trainingssicherheit positiven Eindrücke bisheriger
Studien einen punktuellen Einsatz
unter individueller ärztlicher Abwägung durchaus rechtfertigen. Praktisch empfiehlt sich aktuell am ehes29
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Sportmedizin
ten das in der Tabelle 1 (Seite 27) dargestellte Protokoll, welches in den
meisten Studien zu Intervalltraining
und auch in der fast abgeschlossenen
SMARTEX-HF-Studie eingesetzt wurde. Eine erste eindeutig evidenzbasierte Empfehlung für den klinischen
Einsatz eines Intervalltrainings bei
Herzinsuffizienz ist nach Auswertung
dieser Studie für das kommende Jahr
zu erwarten.
Summary
Beneficial effects of regular exercise
in patients with heart failure on aerobic capacity, quality of life and at least
partly on morbidity and mortality are
supported by a wealth of literature.
As the majority of studies employed
moderate, continuous training intensities, this type of exercise represents a
well-accepted clinical standard. However, recent reports on potentially
superior effects of high-intensity interval training in this population have
resulted in a discussion whether this
approach should perhaps replace the
current clinical practice of exercisebased cardiac rehabilitation. Interval
training appears to be highly effective in increasing aerobic capacity, while favourable functional and structural cardiac adaptations have also been
reported. This potentially significant
paradigm shift still needs further
scientific evidence and should currently at best be applied to single patients after individual consideration.
The ongoing SMARTEX-HF-trial will,
however, soon present initial definitive evidence on the effects of high-intensity interval training in heart failure patients. The present review addresses principles and effects of interval training based on recent studies
and provides recommendations for
future research and clinical practice.
Keywords: Interval training, training
intensity, heart failure, cardiac rehabilitation, exercise capacity
30
Dr. med. Axel Preßler
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Rehabilitative Sportmedizin
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80992 München
Literatur
1. Lee AP, Ice R, Blessey R, Sanmarco ME. Longterm effects of physical training on coronary patients with impaired ventricular function. Circulation 1979; 1519-1526.
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herzmedizin 2/2013