Verlauf von hämorheologischen und hämatologischen Parametern bei Sportlerinnen vor und nach einem Marathonlauf

Abstract

In vorliegender Studie wurde der Einfluss einer Marathonbelastung auf die Hämorheologie und Hämatologie von Läuferinnen im zeitlichen Verlauf von bis zu 24 Stunden nach Belastungsende untersucht. Es wurden 16 weibliche ausdauertrainierte Teilnehmerinnen ausgesucht, die einen Marathon von 42,195 km unter Wettkampfbedingungen bestritten. Die Blutentnahmen erfolgten einen Tag vor dem Marathon, direkt im Anschluss an den Marathon und circa 24 Stunden nach Belastungsende. Zur Beurteilung der Hämorheologie wurden die Plasmaviskosität, der Hämatokrit und die Erythrozytenaggregation bestimmt. Weitere gemessene Werte mit einem möglichen Einfluss auf die Hämorheologie waren die Erythrozyten, Hämoglobin, Erythrozytenindizes, Fibrinogen, Haptoglobin und die Leukozyten. Um einen Einfluss von Hämokonzentration und Hämodilution zu beurteilen, wurde die relative Plasmavolumenveränderung berechnet und ein Korrekturfaktor bei der Analyse der Parameter verwendet. Bei unbegrenzter Flüssigkeitsaufnahme während des Marathons kam es nur zu einem geringen Plasmavolumenverlust direkt nach dem Marathon, der fast unverändert am Folgetag anhielt. Die Plasmaviskosität zeigte sowohl mit als auch ohne Korrekturfaktor nur eine nicht signifikante Erhöhung nach dem Rennen. Nach 24 Stunden waren die Werte gering, nicht signifikant unter den Ausgangswert gesunken. Eine unbegrenzte Flüssigkeitsaufnahme scheint die Veränderungen der Plasmaviskosität zu minimieren. Auffallend war eine Korrelation zwischen der wöchentlichen Trainingsdauer, der Marathonzielzeit und den Ausgangswerten der Plasmaviskosität. Die Läuferinnen mit der längsten wöchentlichen Trainingsdauer und den besten Rennergebnissen wiesen die niedrigste Plasmaviskosität bei den Ausgangswerten auf. Ein niedriger Plasmaviskositätsausgangswert könnte einer hämorheologischen „Fitness“ entsprechen, die mit einer guten sportlichen Leistungsfähigkeit verbunden ist. Die erwarteten Veränderungen mit einem Anstieg der Plasmaviskosität direkt nach Belastung und einem Abfall unter die Ausgangswerte nach 24 Stunden traten bei den fitteren Trainierten ebenfalls ein. In Schlussfolgerung lässt sich sagen, dass die Veränderungen der Plasmaviskosität durch sportliche Belastung insbesondere bei gut Trainierten eine Orientierung bieten könnten. Gegebenfalls lässt sich anhand der Plasmaviskosität ein individuelles Maß zur Beurteilung des Trainingszustandes von Sportlern ableiten. Der Hämatokrit war nach dem Rennen nicht signifikant verändert, sank aber nach einem Tag deutlich unter den Ausgangswert. Da keine Hämodilution vorlag, ist der Hämatokritabfall eher einer Hämolyse zuzuschreiben. Die Werte der Erythrozytenaggregation lagen initial im unteren Referenzbereich und könnten somit eine trainingsinduzierte Adaptation darstellen, die für eine positive Beeinflussung der Hämorheologie spricht. Nach Belastung kam es zu einem Anstieg, der am nächsten Tag wieder auf das Niveau der Ausgangswerte zurückging. Die Erythrozyten- und Hämoglobinwerte stiegen nach dem Marathon minimal an. Dieser Anstieg ist durch eine Hämokonzentration zu erklären. Der deutliche Abfall unter die Ausgangswerte im Verlauf nach einem Tag spricht für eine hämolytische Genese. Die Erythrozytenindizes wiesen nach der Marathonbelastung mit erniedrigtem MCV und erhöhtem MCHC Zeichen für eine Flüssigkeitsverschiebung aus dem Erythrozytenintrazellularraum auf. Am nächsten Tag hielten die Veränderungen an und sprachen für einen verzögerten intrazellulären Flüssigkeitsaustausch. Die niedrigen Fibrinogenausgangswerte können über ihren Einfluss auf die Aggregabilität zu einer günstigen hämorheologischen Situation bei sportlicher Belastung beitragen. Da trotz Erhöhung des Fibrinogens insbesondere nach 24 Stunden das Plasmavolumen erniedrigt blieb, scheint der Einfluss der Fibrinogenkonzentration auf das Plasmavolumen gering. Die Bedeutung des Fibrinogens auf die Erythrozytenaggregation scheint in der Erholungsphase verringert, da es trotz Anstiegs des Fibrinogens zu einem Abfall der Erythrozytenaggregation kam. Der Hämolysemarker Haptoglobin wies direkt nach dem Marathon einen deutlichen Abfall als Zeichen für eine Hämolyse auf. Nach einem Tag waren die Werte wieder auf dem Ausgangsniveau und ließen keine prolongierten Einflüsse, die zu einer weiteren Hämolyse führten, erwarten. Die Leukozyten stiegen nach dem Belastungsende deutlich an und gingen nach einem Tag nahe den Ausgangswerten zurück. Die Leukozytenaktivierung und oxidativer Stress könnten eine bedeutende Rolle in der Hämorheologie spielen. Insbesondere der schädigende Einfluss auf die Erythrozytenmembranen könnte bei einer vermehrten Hämolyse mit einem Abfall von Hämatokrit, Erythrozytenzahl und dem Hämoglobin von Bedeutung sein. Die Bedeutung der Hämorheologie bei einer Marathonbelastung zeigt sich bei der Betrachtung der Ausgangswerte. Diese können einem hämorheologischen Fitnesszustand entsprechen und sorgen dafür, dass man auf eine Extrembelastung wie die eines Marathons gut vorbereitet ist. Niedrige Plasmaviskositäts-, Erythrozytenaggregation- und Fibrinogenwerte sorgten gemeinsam mit einer unbegrenzten Flüssigkeitsaufnahme und damit verbundenen minimalen Plasmavolumenveränderungen zu nur minimalen Beeinflussungen der Hämorheologie. Verschlechterungen der Leistungsfähigkeit und ggf. sogar Auftreten von pathologischen Zuständen werden so vorgebeugt. Insbesondere die leistungsfähigsten Sportlerinnen mit der meisten Trainingszeit und den besten Marathonzeiten wiesen hämorheologisch besonders gute Ausgangwerte auf, so dass Werte wie Plasmaviskosität, Erythrozytenaggregation und Fibrinogen eventuell als Marker für Trainingszustand und zur Trainingssteuerung hinzuzuziehen sind. Ein weiterer wichtiger Faktor zur Beurteilung einer Marathonbelastung scheint die Hämolyse zu sein. Schädigungsursachen können eine mechanische Traumatisierung und Leukozytenaktivierung durch oxidativen Stress darstellen. Die Hämolyse verursacht eine Beeinträchtigung von Hämatokrit, den Erythrozyten, Hämoglobin und kann somit einen bedeutenden Einfluss auf die Hämorheologie ausüben. Da Training einen positiven Effekt auf die Hämorheologie von Gesunden und von Patienten mit kardialen und metabolischen Erkrankungen erzielt, gilt es für die Zukunft weitere Studien zur sportlichen Belastung und der Hämorheologie durchzuführen. Insbesondere der Anteil der Hochleistungssportler scheint interessant. Hierbei sollte dann auch das Übertrainingssyndrom in die Untersuchungen mit einbezogen werden. Der therapeutische Wert bei kardiovaskulären und metabolischen Krankheiten von regelmäßiger sportlicher Belastung und deren Beeinflussung der Hämorheologie sollte intensiv untersucht werden.

In the present study we examined the effect of a marathon on the hematology and hemorheology of female athletes in the time course of up to 24 hours after the exposure period. There were selected 16 female endurance-trained participants who runned a marathon of 42,195 km under competitive conditions. Blood samples were taken one day before the marathon, immediately after the marathon and approximately 24 hours after the exposure period. For the assessment of hemorheology, plasma viscosity, hematocrit and erythrocyte aggregation were determined. Other measured values with a possible impact on hemorheology were the erythrocytes, hemoglobin, erythrocyte indices, fibrinogen, haptoglobin and leukocytes. To assess an influence of hemoconcentration and hemodilution, the relative change in plasma volume is calculated and used a correction factor in the analysis of the parameters. With unlimited fluid intake during the marathon, there was only a small plasma volume loss directly after the marathon, which lasted almost unchanged the next day. The plasma viscosity showed no significant change after the race. After 24 hours the values were low, not decreased significantly below baseline. An unlimited fluid intake appears to minimize changes in the plasma viscosity. It was striking correlation between the weekly training time, the marathon finish time and the initial values of plasma viscosity. The runners with the longest weekly training time and the best racing results showed the lowest plasma viscosity at baseline. A low baseline plasma viscosity may be a hemorheological level of fitness, which is associated with a good athletic performance. In conclusion we can say that the changes of plasma viscosity by athletic stress, particularly in well-trained athletes could be an individual measure for assessing the training state of athletes. The hematocrit was not significantly altered after the race, but after a day fell significantly below baseline. Since no hemodilution was present, the hematocrit is more likely attributable to hemolysis. The values of erythrocyte aggregation were initially in the lower reference range and thus could be a training-induced adaptation, which suggests a positive effect on hemorheology. After exercise, there was an increase, which went back the next day to the level of output values. The red cell and hemoglobin values increased slightly after the marathon. This increase can be explained by hemoconcentration. The sharp drop in the output values in the course after a day would correspond to a hemolysis. The influence of fibrinogen on the plasma volume seems low, because despite the increase in fibrinogen after 24 hours, the plasma volume was decreased. Haptoglobin pointed directly after the marathon to a significant drop as a sign of hemolysis. After a day the values were again on the initial level, leaving no prolonged effects that led to a further hemolysis. The white blood cells increased significantly after the exposure period and went after one day back near the baseline. The leukocyte activation and oxidative stress may play a significant role in the hemorheology. In particular, the adverse effect on the erythrocyte membranes could be important at an increased hemolysis with a decrease of hematocrit, erythrocyte count and hemoglobin. The output values show the importance of hemorheology in a marathon. These may correspond to a hemorheologic fitness level and ensure that the athletes are well prepared for an extreme strain of a marathon. Low plasma viscosity, erythrocyte aggregation and fibrinogen provided together with an unlimited fluid intake to only minimal affects on the hemorheology. Deterioration in performance and possibly even the occurrence of pathological conditions can be prevented. In particular, the most powerful athletes with the most training time and the best marathon finish times recorded good hemorheologic starting values. Values such as plasma viscosity, erythrocyte aggregation and fibrinogen may be a marker of training status and training management should be consulted. Another important factor to assess a marathon stress seems to be the hemolysis. Damage causes can be a mechanical trauma and leukocyte activation by oxidative stress. Hemolysis causes impairment of hematocrit, erythrocytes, hemoglobin, and can therefore exert a significant influence on the hemorheology. Because training had a positive impact on the hemorheology of healthy people and patients with cardiac and metabolic disorders, it is important for the future to conduct further studies on athletic stress and hemorheology. In particular, the proportion of elite athletes seems interesting. The therapeutic value in cardiovascular and metabolic diseases of regular physical exercise and the influence of hemorheology should be studied intensively.