Validierung der Borg Skala zur subjektiven Belastungseinschätzung ...

Die Borg-Skala zur subjektiven Belastungseinschätzung in
mittlerer und großer Höhe –
Validierung des Verfahrens und Analyse der Einflussfaktoren
Der Medizinischen Fakultät der Rheinisch-Westfälischen Technischen
Hochschule Aachen vorgelegte Dissertation zur Erlangung des
akademischen Grades einer Doktorin der Medizin
von
Beate Meier, geb. Gronimus
aus Düren

I Inhaltsverzeichnis
i
I Inhaltsverzeichnis
I
II
INHALTSVERZEICHNIS .......................................................................... I
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS .............................................................. III
1 EINFÜHRUNG ......................................................................................... 1
1.1 Skalierung subjektiver Belastungseinschätzung ............................... 1
1.2 Körperliche Belastbarkeit in der Höhe .............................................. 3
1.3 Fragestellungen der vorliegenden Arbeit ........................................ 12
2 MATERIAL UND METHODEN .............................................................. 13
2.1 Kollektiv und Messorte .................................................................... 13
2.2 Messverfahren und Datenerfassung ............................................... 16
2.3 Auswertung/ Statistik ...................................................................... 25
3 ERGEBNISSE ....................................................................................... 27
3.1 Kollektiv .......................................................................................... 27
3.2 Leistungsphysiologische Ergebnisse .............................................. 31
3.3 Statistische Überprüfung der Fragestellungen ................................ 41
4 DISKUSSION ........................................................................................ 50
4.1 Die Borg-Skala in der Höhe ............................................................ 50
4.2 Determinierende Faktoren für die subjektive
Belastungseinschätzung ................................................................ 63
4.3 Fazit und Ausblick .......................................................................... 64
5 ZUSAMMENFASSUNG......................................................................... 68
6 LITERATURVERZEICHNIS .................................................................. 70
III
IV
TABELLENVERZEICHNIS ................................................................... VII
ABBILDUNGSVERZEICHNIS ............................................................. VIII

I Inhaltsverzeichnis
ii
V
VI
DANKSAGUNG ...................................................................................... X
ERKLÄRUNG ZUR DATENAUFBEWAHRUNG ................................... XI
VII LEBENSLAUF ...................................................................................... XII

II Abkürzungsverzeichnis
iii
II Abkürzungsverzeichnis
µl Mikroliter
a/ApO 2e
AaDpO 2 e
ABE c
Abw
ADH
AMS
avDO 2c
bpm
cm
cmH 2 O
CO 2
COHb
c x
d
dl
EKG
FeCO 2
FeO 2
g
HAPE
HACE
Arterio-alveolärer Sauerstoff-Partialdruckquotient
Alveolo-arterieller Sauerstoff-Gradient
Aktueller Basenüberschuss
Abweichung
Anti-diuretisches Hormon
Acute mountain sickness
Arterio-gemischtvenöser Gesamtsauerstoffgradient
Beats per minute
Zentimeter
Zentimeter Wassersäule
Kohlendioxid
CO-Hämoglobin in % des Gesamthämoglobins
„Concentration of extractable oxygen“
Arithmetrisches Mittel
Deziliter
Elektrokardiogramm
CO 2 – Konzentration in der Expirationsluft (trocken)
O 2 – Konzentration in der Expirationsluft (trocken)
Gramm
Höhenlungenödem
Höhenhirnödem
HCO 3
-c Aktuelle Bikarbonatkonzentration im Plasma
Hct c
HKT
Hämatokrit
Hämatokrit

II Abkürzungsverzeichnis
iv
hm
HMV
HR
HRR
kg
KG
l
LDH
LT
m
max
MDH
MetHb
min
mmHg
MW
N
O 2
O 2 CAP c
O 2 Hb
P50(act) e
P50(st) c
pCO 2
pH
pH(st)
PK
Pmax
Höhenmeter
Herzminutenvolumen
Heart Rate (Herzfrequenz)
Heart Rate Reserve
Kilogramm
Körpergewicht
Liter
Laktatdehydrogenase
Lactate Threshold (Anaerobe Schwelle)
Median
Maximum
Malatdehydrogenase
Methämoglobin in % des Gesamthämoglobin
Minimum
Millimeter Quecksilbersäule
Mittelwert
Anzahl
Sauerstoff
Hämoglobin-Sauerstoffgehalt
Oxyhämoglobin in % des Gesamthämoglobin
Sauerstoff-Partialdruck im Blut bei Halbsättigung unter aktuellen
Bedingungen
Sauerstoff-Partialdruck im Blut bei Halbsättigung unter
Standardbedingungen
Kohlenstoffdioxid-Partialdruck
H+-Ionenkonzentration im Plasma
pH im Blut mit pCO 2 = 5,33 kPa (Standard-pH)
Pyruvatkinase
Maximaler Druck

II Abkürzungsverzeichnis
v
pO 2
paO 2
pO 2 (A) e
p x
Q x
RF
RHb
RI e
RPE
RQ
SBC c
SBE c
SD
shunt e
sO 2
saO 2
Sx
tCO 2 (B) c
tCO 2 (P) c
tHb
tO 2c
ü.NN
VCO 2
VE
Sauerstoffpartialdruck
Arterieller Sauerstoffpartialdruck
Alveolärer Sauerstoffpartialdruck
„Oxygen extraction tension“
„Cardiac oxygen compensation factor“
Respiratory Frequency (Atemfrequenz)
Desoxyhämoglobin in % des Gesamthämoglobins
Respiratorischer Index
Ratings of Perceived Exertion
Respiratorischer Quotient
Standard-Bikarbonat
Standard-Basenüberschuss
Standartabweichung
Relativer physiologischer shunt (Volumen des geshunteten
venösen Blutes in % des arteriellen Blutes)
Sauerstoffsättigung des Hämoglobins im Blut
Arterielle Sauerstoffsättigung des Hämoglobins im Blut
Standardabweichung
Gesamt-CO 2 -Konzentration im Blut
Gesamt-CO 2 -Konzentration im Plasma
Gesamthämoglobin(fe)-Konzentration im Blut
Gesamtsauerstoffkonzentration im Blut (Sauerstoffgehalt)
Über Normal Null
Kohlendioxidabatmung
Ventilation
VE / VCO 2 Atemäquivalent für CO 2
VE / VO 2 Atemäquivalent für O 2
Vemax
Atemgrenzwert

II Abkürzungsverzeichnis
vi
VO 2
VO 2 / HR
VO 2 / Hrmax
VO 2 / kg
VO 2 peak
Vt
W
Sauerstoffaufnahme
Sauerstoffpuls
Maximale Sauerstoffaufnahme / maximale Herzfrequenz
Sauerstoffaufnahme pro kg Körpergewicht
Maximale Sauerstoffaufnahme
Atemzugvolumen (tidal volume)
Watt

1 Einführung 1
1 Einführung
1.1 Skalierung subjektiver Belastungseinschätzung
Jeder hat sich selbst schon einmal die Frage gestellt, wie viel Sport er oder
sie treiben sollte, wie lange eine einzelne Trainingseinheit dabei sein sollte
und mit welcher Intensität er oder sie diese am besten ausüben sollte. Mit
diesen spezifischen Fragen beschäftigen sich nicht nur Leistungssportler,
sondern auch Breitensportler und Patienten während ihrer Rehabilitation.
Nach einer Erkrankung sollten sie sich ganz genau überlegen, welcher Sport
und wie viel davon gut für sie ist.
So stellt sich die Frage, wie man die Intensität einer Trainingseinheit am
besten messen kann. Wichtig dabei ist, dass die Messmethode für
jedermann verständlich und einfach anwendbar ist.
Weit verbreitet sind physiologische Messgrößen wie Herzfrequenz,
Blutdruck, O 2 -Sättigung und der Laktat-Wert. Die pulsgesteuerte
Überwachung kommt vor allem Herzpatienten zu Nutze, die ganz
besonderen Wert darauf legen müssen, ihre Herzfunktion nicht zu stark zu
beanspruchen. Durch das Tragen von Pulsuhren sehen sie jederzeit, ob sie
sich im optimalen Trainingsbereich befinden, oder ob sie ihr Herz bereits zu
sehr belasten. Ein besonderer Vorteil im Sinne der Sicherheit ist, dass sich
bei diesen Uhren Alarmgrenzen einstellen lassen, die ein Überschreiten der
individuellen ischämischen Schwelle rechtzeitig signalisieren. Im Gegensatz
dazu haben Patienten mit pulmonalen Beschwerden kaum einen Nutzen von
einer pulsgesteuerten Trainingsüberwachung. Bei ihnen steht die Luftnot und
somit die allgemeine Belastung im Vordergrund. Wie an diesen beiden
Beispielen deutlich wird, benötigt man für verschiedene Zielgruppen
durchaus unterschiedliche Messverfahren. So entwickelten Borg und
Dahlström in den 1950er Jahren das Konzept des subjektiven

1 Einführung 2
Anstrengungsempfindens (Borg 1998). Hierbei beschreibt jeder wie
anstrengend er oder sie ein bestimmtes Training zu einem bestimmten
Zeitpunkt (z.B. am Ende eines Intervalls) empfindet. Um dieses Empfinden
besser dokumentieren und vergleichen zu können, entwickelte Borg 1970 die
RPE-Skala (RPE: „ratings of perceived exertion“) (Borg 1998). Diese Skala
soll als Instrument für die Schätzung des persönlichen, subjektiven
Anstrengungsempfindens dienen. Sie wurde so entwickelt, dass die Werte
bei einem gesunden Menschen annähernd linear mit der erbrachten Leistung
ansteigen und multipliziert mit zehn die aktuelle Pulsfrequenz wiedergeben,
wenn die Belastungseinschätzung einigermaßen realistisch ist. Dies erlaubt
dem Betreuer eine Plausibilitätskontrolle der subjektiven Angabe des
Probanden.
Der erste Entwurf war eine symmetrische 7-Punkte-Skala. Um den
Probanden bei unterschiedlichen Belastungsniveaus jedoch mehrere Punkte
zur Auswahl geben zu können, wurde die Skala auf 21 Punkte erweitert. Bei
dieser Skala war die Korrelation der Herzfrequenz wesentlich höher als bei
der vorherigen 7-Punkte-Skala (Borg 1998). Nach zahlreichen Tests mit
dieser Skala in den 1960er Jahren in Schweden entwickelte Borg über
mehrere Jahre hinweg die heute bekannte und angewandte RPE-Skala
(Tabelle 1).
Die Skala reicht von 6 bis 20, wobei 6 einer Intensität von „überhaupt nicht
anstrengend“ und 20 der „maximalen Anstrengung“ die man sich vorstellen
kann entspricht. Der optimale Trainingsbereich liegt dabei zwischen 11 und
14, was einer Pulsfrequenz von 110 bis 140 Schlägen pro Minute entspricht.
Eine Dauerbelastung sollte maximal im Skalenbereich 10 – 11 liegen.
Vor dem Training bzw. der Rehabilitation muss jedem der richtige Gebrauch
der Skala vermittelt werden. Den Trainierenden muss deutlich gemacht
werden, dass sie die Angaben so ehrlich und spontan wie möglich nach
ihrem subjektiven Empfinden angeben sollen. Dazu sollen sie sich die kurzen
Beschreibungen neben den Ziffern anschauen und dann eine Zahl nennen.
Dabei ist unbedingt darauf zu achten, dass sie sich nicht mit anderen

1 Einführung 3
vergleichen oder sich Gedanken darüber machen, ob sie nun trainiert oder
untrainiert sind. Denn nur mit den ehrlichen Angaben kann man
Empfehlungen aussprechen, in welchem Belastungsbereich die Personen
trainieren sollten.
Tabelle 1:
Borg-Skala zur subjektiven Einschätzung der aktuellen körperlichen
Belastung (Borg 2004)
6 Überhaupt nicht anstrengend
7 Extrem leicht
8
9 Sehr leicht
10
11 Leicht
12
13 Etwas anstrengend
14
15 Anstrengend
16
17 Sehr anstrengend
18
19 Extrem anstrengend
20 Maximale Anstrengung
1.2 Körperliche Belastbarkeit in der Höhe
Begibt man sich in große oder extreme Höhe, so unterliegt der Körper
Umweltbedingungen, welche er nicht gewöhnt ist. Diese Umstände enden
nicht selten in einer der bekannten Höhenkrankheiten wie der akuten
Bergkrankheit (AMS), dem Höhenlungenödem (HAPE) oder in extremen
Höhen dem Höhenhirnödem (HACE).
Jedoch völlig unabhängig von den akklimatisationsabhängigen Höhenerkrankungen,
welche häufig bei gesunden, trainierten Menschen auftreten,
limitieren zahlreiche Faktoren die maximale Leistung in der Höhe. Beispiele

1 Einführung 4
hierfür sind pulmonale und kardiale Vorerkrankungen sowie Anämien
unterschiedlichster Ursache.
Besteigt man den Mount Everest, so wird der Sauerstoffpartialdruck in der
Umgebungsluft kontinuierlich geringer. Dieser massive Abfall des pO 2 muss
durch eine erhöhte Atemfrequenz ausgeglichen werden. Die Hyperventilation
sorgt nicht nur für eine Senkung des pCO 2 , sondern in Folge bleibt auch der
alveoläre pO 2 ab einer Höhe von 7000 m ü.NN konstant (West 1990).
Dennoch liegen die arteriellen pO 2 Werte bereits in Ruhe tiefer und fallen bei
Anstrengung nochmals ab (West et al. 1983). Der Grund dafür ist die
Limitierung der Sauerstoffdiffusion entlang der pulmonalen Blut-Gas-
Schranke, welche zum einen an der Sauerstoffbindungskurve (Abbildung 2)
und zum anderen an der bestehenden Polycythämie liegt (Piiper 1980).
Zunächst ist die O 2 -Diffusion unmittelbar von dem alveolär-kapillären
Druckgradienten abhängig. Dieser nimmt mit der Höhe signifikant ab
(Abbildung 1).

1 Einführung 5
pO 2
[mm Hg]
Einatemluft
Alveolarluft
Arterie Kapillaren gemischt
-venös
160
149
140
z.T. aktiv beeinflußbar
120
100
80
60
57
Mittel
40
20
Mittel
37 mmHg
24 mmHg
0
Meereshöhe
6710 m ü.NN
Hypothetischer Verlauf in
1.500 m Höhe ü.NN ohne
Anpassungsmechanismen
Abbildung 1: pO 2 -Kaskaden in unterschiedlichen Höhen (Hultgren 1997)
Dies bedeutet, dass die Erythrozyten, welche normalerweise nur einen
Bruchteil der Lungenkapillarstrombahn benötigen um mit O 2 gesättigt zu
werden, wesentlich länger zur O 2 -Aufladung brauchen. Durch die Verkürzung
der Kreislaufzeit (erhöhtes HMV bei erhöhter Pulsfrequenz in der Höhe) ist
aber genau dies nicht der Fall: Die Passage des Lungenkapillarbettes ist
deutlich schneller und schließlich steht nicht mehr genug Zeit zur O 2 -
Sättigung der Erythrozyten zur Verfügung. Dann fließt gemischt-venöses Blut
durch das arterielle System. Dieser Effekt wird dadurch besonders relevant,
weil man sich gleichzeitig im steilen Abschnitt der O 2 -Bindungskurve befindet
(Abbildung 2). Hier haben bereits geringe Veränderungen des pO 2 erhebliche
Auswirkungen auf die nutzbare O 2 -Menge (Abbildung 2).

1 Einführung 6
Abbildung 2: Sauerstoffbindungskurve (Während in Meereshöhe eine arterio-venöse
O 2 -Differenz von etwa 50mmHg zur Leistungserbringung zur Verfügung
steht, sind dies in 5791 m ü.NN nur noch 14mmHg)
Ein weiterer Aspekt der Hyperventilation ist die daraus resultierende massive
respiratorische Alkalose, welche eine erhöhte Affinität des Sauerstoffs zum
Hämoglobin zur Folge hat (Linksverschiebung der O 2 -Bindungskurve). Diese
wiederum fördert den Sauerstofftransport auf seinem Weg von der
eingeatmeten Luft bis hin zum Gewebe. Unterstützt wird dieser
Mechanismus durch eine Erhöhung des 2,3 Diphosphoglycerats, welches
ebenfalls zu einer Linksverschiebung der O 2 -Bindungskurve führt.
In großen Höhen hat der Körper ständig gegen eine drohende Dehydratation
zu kämpfen. Diese ergibt sich nicht nur aus der zu geringen
Flüssigkeitszufuhr, sondern auch aus dem konstanten Flüssigkeitsverlust
beim Anfeuchten der kalten, trockenen Außenluft während der Atmung. Zu
diesen beiden Ursachen kommt noch ein Absinken des ADH, so dass es zu
einer vermehrten Urinproduktion und somit zu einem weiteren
Flüssigkeitsverlust kommt. Dieser bestehende Volumenmangel bei in großen
Höhen lebenden Menschen (Blume et al. 1984) scheint dabei einer der

1 Einführung 7
Gründe zu sein, warum die Nieren die respiratorische Alkalose nicht
ausgleichen. Dazu müssten sie nämlich Kationen ausscheiden, was einen
weiteren Volumenmangel zur Folge hätte (West 1990). Der Volumenmangel
resultiert schließlich in einem Hämatokritanstieg. Dieser ist in geringem
Umfang tolerabel bzw. sogar sinnvoll, da dadurch mehr Sauerstoffträger pro
Liter Blut vorhanden sind. Ab einem Hämatokritwert von > 55 % wird der
Viskositätsanstieg jedoch kritisch. Neben einem erhöhten Risiko thromboembolischer
Ereignisse und Höhenhusten, steigt die Gefahr an Erfrierungen.
Zudem resultiert pro Prozent an Flüssigkeitsverlust ein höhenphysiologischer
Effekt eines Aufstiegs um weitere 500 Höhenmeter. Übersicht in: (Küpper
2010d).
Weitere Untersuchungen haben gezeigt, dass der extreme Sauerstoffmangel
zu einem erheblichen Verlust der aeroben Leistung führt. Unter Gabe von
14 % Sauerstoff zeigte sich bei den gut trainierten und akklimatisierten
Bergsteigern in 6300 m Höhe ü.NN bei einem dem Gipfel des Mount Everest
angepassten inspiratorischen pO 2 von 42 mmHg eine um 20 – 25 %
reduzierte maximale Sauerstoffaufnahme im Vergleich zu Meereshöhe (West
et al. 1983). Wesentliche Ursache für dieses Phänomen dürfte die bereits
geschilderte Limitierung der pulmonalen O 2 -Diffusion sein.
Neben dem stets konstanten Sauerstoffgehalt ist der vorherrschende
Barometerdruck ein extrem sensitiver Parameter für die maximale
Sauerstoffaufnahme. Mit fallendem Barometerdruck nimmt in großer Höhe
auch die maximale Sauerstoffaufnahme ab. Da der Barometerdruck zudem
saisonabhängig schwankt, sind auch die Umstände für Bergsteiger im Winter
und Sommer unterschiedlich. Wie man Abbildung 3 entnehmen kann, liegt
der durchschnittliche Barometerdruck im Winter etwa 12 mmHg tiefer als im
Sommer. Dies entspricht einem Abfall der maximalen Sauerstoffaufnahme im
Winter um 15 % (West 1990).

1 Einführung 8
Abbildung 3: Mittlerer Luftdruck am Gipfel des Mount Everest (8848 m ü.NN) in
Abhängigkeit von der Jahreszeit. nach: (West 1990)
Während also in Meereshöhe und mittlerer Höhe die Laktatbildung den
leistungslimitierenden Faktor darstellt, so ist dies in großer Höhe die
reduzierte maximale Sauerstoffaufnahme. Diese wird neben der sinkenden
O 2 -Diffusion in den Lungen auch durch eine verminderte Sauerstoffdiffusion
von den peripheren Kapillaren zu den Mitochondrien limitiert (West 1983).
Wie bereits beschrieben, sorgt eine erhöhte Atemfrequenz in großen Höhen
für einen Anstieg des alveolären und arteriellen pO 2 , was den
Sauerstofftransport zu den Geweben verbessert. Im Gegensatz dazu ist das
Herzminutenvolumen bei akklimatisierten Personen in großen Höhen im
Vergleich zur Meereshöhe nicht gesteigert (Reeves et al. 1987). Obwohl
bekannt ist, dass das Herzminutenvolumen unter Belastung bei akuter
Hypoxie ansteigt (Vogel & Harris 1967), kann man sich noch nicht erklären,
warum dies bei akklimatisierten Personen nicht der Fall ist. Denn durch die
bei Akklimatisation entstehende Polycythämie besteht ein gesteigerter
Hämoglobinfluss, wodurch der Körper bei gesteigertem Herzminutenvolumen
den Sauerstofftransport erhöhen könnte – dies jedoch nicht tut. Dies könnte
ein Hinweis auf eine optimierte periphere O 2 -Utilisation sein. Am ehesten ist
dies auf mitochondrialer Ebene anzunehmen, wissenschaftliche Daten liegen
hierzu allerdings bislang nicht vor.

Puls/min
1 Einführung 9
Auch wenn das Herzminutenvolumen konstant bleibt, so ist die Herzfrequenz
erhöht (Abbildung 4) und das Schlagvolumen dementsprechend erniedrigt
(Pugh et al. 1964). Dies liegt jedoch nicht an einer verminderten Kontraktilität
des Myokards (Reeves et al. 1987), welches im Gegensatz zu vielen
anderen Organsystemen bezüglich einer extremen Hypoxie sehr tolerabel ist.
Mögliche Ursachen hierfür wären unter anderem eine bestehende Exsikkose.
Als Folge der körperlichen Anstrengung mit erhöhtem Flüssigkeitsbedarf,
verminderter Zufuhr sowie gesteigerter Diurese kommt es bei einem
Höhenaufstieg zu einer Abnahme des Flüssigkeitshaushaltes mit reduziertem
venösem Rückstrom zum Herzen und somit auf Grund des Frank-Starling-
Mechanismus zu einer Abnahme des Schlagvolumens und einem Anstieg
der Herzfrequenz. Letzteres wurde bereits in der Frühzeit der Höhenmedizin
und auch der Flugmedizin beobachtet (Meyer-Ahrens 1854, Glaisher 1862,
Bert 1878, Mosso 1899, Zuntz et al. 1906).
140
120
100
80
60
40
20
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Höhe [km]
Abbildung 4: Ruhepuls bei Höhenaufstieg (Müller 1967)
Zuletzt sei der fehlende Laktat-Anstieg in großer bzw. extremer Höhe zu
erwähnen. Normalerweise würde man ebenso wie unter akuter Hypoxie auch
in großer Höhe bei Belastung einen Anstieg der anaeroben Leistung

1 Einführung 10
erwarten. Paradoxerweise kommt es genau zum Gegenteil. Bei
unterschiedlichen Untersuchungen wurde festgestellt, dass mit steigender
Höhe der Blut-Laktatspiegel bei Belastung sinkt (Cerretelli et al. 1982). Ab
einer Höhe von 7500 m ü.NN kommt es bei körperlicher Belastung sogar zu
überhaupt keinem Blut-Laktat-Anstieg mehr (West 1990). Trotz aller
Anstrengung werden die höchsten Berge der Welt also mit Blut-Laktat-
Konzentrationen bestiegen, die Ruhewerten entsprechen. Für dieses so
genannte „Laktatparadoxon“ gibt es in der Literatur bislang unterschiedliche
Erklärungen. Eine mögliche beschreibt eine Dysfunktion des Enzyms
Phosphofruktokinase. Während der Akklimatisation kommt es zu einem
Abfall des Plasma-Bicarbonats, so dass eine Pufferung von anfallenden H + -
Ionen im Muskel nicht mehr gewährleistet wird und es somit zu einem
raschen intrazellulären pH-Abfall kommt. Diese Übersäuerung könnte
wiederum das Enzym Phosphofruktokinase (Danforth 1965) und somit die
Glykolyse hemmen (West 1986, West 1990).
Eine weitere Erklärung sucht den Grund für das Laktatparadoxon gleich an
drei Stellen der anaeroben Glykolyse: bei einer Reduktion der anaeroben
Glykolyse, einem erhöhten Pyruvatkinase (PK) / Laktatdehydrogenase
(LDH)-Verhältnis sowie einem erhöhten Malatdehydrogenase (MDH) / LDH-
Verhältnis (Schneeweiss 1993). Während der Akklimatisation kommt es zu
einer Anpassung der aeroben ATP-Produktion und der ATP-Verbrauchsrate.
Durch diese Steigerung der energetischen Koppelung kann die anaerobe
Glykolyse reduziert werden (Hochachka et al. 1992). Des Weiteren wird die
Laktatproduktion durch eine erhöhte Aktivität zweier Enzyme unterdrückt: die
PK sorgt für einen leichteren Abbau des Pyruvat im Zitronensäurezyklus und
die erhöhte Aktivität der MDH sorgt für die Oxidation von NADH, welches
folglich nicht mehr für die Laktatproduktion zur Verfügung steht.
Diese beiden Erklärungen stehen stellvertretend für viele Untersuchungen
des Laktatparadoxons. Allen ähnlich ist die Idee, dass die anaerobe
Glykolyse gehemmt wird, um während der chronischen Hypoxie eine
Substratverarmung sowie eine Anhäufung von Endprodukten mit deren
Folgen zu vermeiden.

1 Einführung 11
Durch die Veränderung der physiologischen Parameter kommt es beim
Aufstieg in die Höhe zu einem generellen Abfall der körperlichen
Leistungsfähigkeit. Ab einer Höhe von 1500 m ü.NN („Schwellenhöhe“)
kommt es zu einer Abnahme von 10 – 15 % pro 1000 Höhenmeter
(Abbildung 5) (Buskirk et al. 1966, Buskirk et al. 1967, Jackson & Sharkey
1988, West 1990). Diese Abnahme ist unabhängig vom Trainingszustand
(Rupwate et al. 1990). Somit hat man auf dem Gipfel des Mount Everest
allein durch die Höhe eine verbleibende körperliche Leistungsfähigkeit von
30 – 46 %.
Schwellenhöhe
Dauerakklimatisationsgrenze
Abbildung 5: Körperlicher Leistungsabfall in der Höhe
Es sollte beachtet werden, dass diese Zahlen sich lediglich auf gesunde
Personen beziehen. Leiden Personen allerdings unter kardio-pulmonalen,
insbesondere pulmonalen Erkrankungen wie zum Beispiel einer COPD oder
einer kardialen Insuffizienz, so ist ihr höhenbedingter Leistungsabfall
signifikant größer gegenüber dem gesunder Personen. Außerdem
unterliegen diese Patienten einem erhöhten Risiko an einem HAPE zu
erkranken. Bei diesen und vielen weiteren Vorerkrankungen sollte daher
immer genau abgewogen werden, ob man der Situation gewachsen ist, oder

1 Einführung 12
ob man durch einen Höhenaufenthalt sowohl sich selbst als auch die
Mitreisenden in Gefahr bringen könnte (Milledge 2008).
1.3 Fragestellungen der vorliegenden Arbeit
Seit der Einführung der Borg-Skala zur Beschreibung des subjektiven
Anstrengungsempfindens durch Gunnar Borg wird diese Skala von
zahlreichen Sportlern, unter anderem auch Bergsteigern, aus sämtlichen
Leistungsstufen angewendet. Jedoch wurde bislang noch nicht untersucht,
ob sich die Skala auch adäquat in mittlerer und großer Höhe anwenden lässt,
ohne dabei in ihrer Aussage eingeschränkt zu sein. Wie oben beschrieben,
verändern sich die physiologischen Bedingungen mit steigender Höhe
enorm, so dass fraglich ist, ob nicht auch das subjektive
Anstrengungsempfinden dadurch beeinflusst wird. In der vorliegenden Arbeit
wird untersucht, ob die Belastungseinschätzung im Tal, in mittlerer sowie in
großer Höhe gleichermaßen valide ist.
Wie man sich leicht vorstellen kann, setzt sich das subjektive
Anstrengungsempfinden aus vielen Faktoren zusammen. Dabei ist noch
nicht geklärt, welcher dieser Faktoren welchen Stellenwert einnimmt. Aus
genau diesem Grunde wird in dieser Arbeit außerdem derjenige Parameter
ermittelt, welcher den größten Einfluss auf das subjektive
Belastungsempfinden hat. Dies ist übrigens, wie eine aktuelle
Literaturrecherche ergeben hat, trotz der intensiven Nutzung der Borg-Skala
seit etwa 50 Jahren bislang auch für die übliche Nutzung des Verfahrens in
niedrigen Höhen nie durchgeführt worden.

2 Material und Methoden 13
2 Material und Methoden
2.1 Kollektiv und Messorte
Zur Durchführung der Studie stand ein Kollektiv von 16 Versuchspersonen
zur Verfügung. Dabei handelte es sich ausschließlich um gesunde, erfahrene
Bergsteiger zwischen 19 und 49 Jahren (Tabelle 4). Voraussetzung war,
dass die Probanden sich vor Versuchsbeginn keinem Akklimatisationsreiz
aussetzten. Dazu waren lediglich kurze Tageswanderungen bis 2000 m ü.NN
Höhe erlaubt und mindestens vier Wochen vor Versuchsbeginn alle
Wanderungen über 3000 m ü.NN Höhe untersagt. Des Weiteren sollte ihre
körperliche Aktivität und Ernährung wie gewohnt beibehalten werden. Die
Einnahme von Medikamenten musste mit dem Versuchsleiter abgesprochen
werden. Jegliche Medikation, die leistungsbeeinflussend sein könnte, war ein
Ausschlusskriterium von der Studie. Außerdem bestand mindestens 24
Stunden vor Versuchsbeginn absolutes Alkoholverbot. Koffeinhaltige
Getränke waren in geringem Ausmaß erlaubt (z.B. Frühstück), sollten jedoch
das individuell übliche Maß nicht übersteigen.
Insgesamt wurde in drei verschiedenen Höhenstufen gemessen:
1. Tal: Düsseldorf, 40 m ü.NN
2. Mittlere Höhe: Seilbahnstation „Trockener Steg“ (Walliser Alpen),
2950 m ü.NN (Abbildung 6)
3. Große Höhe: Capanna Regina Margherita (Signalkuppe / Monte
Rosa), 4556 m ü.NN (Abbildung 7; Abbildung 8)

2 Material und Methoden 14
Abbildung 6: Versuchsgelände in mittlerer Höhe, im Hintergrund das Matterhorn
(4472 m ü.NN, links) und die Dente Blanche (4357 m ü.NN, rechts).
Abbildung 7: Lage des Höhenlaboratoriums Capanna Regina Margherita (Pfeil) auf
dem Gipfel der Signalkuppe, Monte Rosa (Walliser Alpen, 4556m ü.NN),
aufgenommen vom Gipfel der Parrotspitze (4432 m ü.NN).

2 Material und Methoden 15
Abbildung 8: Capanna Regina Margherita (4556 m ü.NN), im Hintergrund der
Lyskamm (4527 m ü.NN)
Die Probanden wurden dazu randomisiert auf zwei Gruppen verteilt. Die eine
Gruppe wurde zuerst in mittlerer Höhe und dann in großer Höhe gemessen
und die andere Gruppe genau umgekehrt („randomisiertes cross-over
design“). Vor Höhenexposition waren die Talmessungen bereits durchgeführt
worden. Zwischen den Höhenmessungen sowie nach diesen wurde das Tal-
Messprogramm erneut durchgeführt, um einen eventuellen Drift der
Messwerte durch (Kurzzeit-) Akklimatisationseffekte zu detektieren. Das
Höhenprofil beider Kollektive ist in Abbildung 9 dargestellt.

2 Material und Methoden 16
Abbildung 9: Höhenprofil
2.2 Messverfahren und Datenerfassung
Die Spiroergometrie wurde nach der Standardtest-Methode nach Hollmann
(Hollmann & Hettinger 2000) durchgeführt. Es wurde mit einer
Belastungsstufe von 40 Watt begonnen. Die Belastungsintensität wurde dann
alle 3 Minuten bis zur Überschreitung der anaeroben Schwelle um jeweils
40 Watt gesteigert. Das Erreichen der aerob-anaeroben Schwelle (4 mmol-
Schwelle nach Mader) wurde als gegeben angesehen, sobald die
gemessene Laktatkonzentration im arterialisierten Kapillarblut ≥ 4,0 mmol/l
betrug (Mader et al. 1976, Heck 1990). Anschließend wurde das Hollmann-
Schema verlassen und die Belastungsstufen bereits nach jeweils einer
Minute gesteigert. Dies wurde bis zur maximalen Ausbelastung der
Versuchspersonen fortgeführt. Diese kürzeren Zeitintervalle in den höheren
Belastungsstufen sollten durch Limitierung der Gesamtbelastung auf 10 – 12
Minuten vorzeitigen Ermüdungseffekten vorbeugen, um somit die Messung
der maximalen Leistungsfähigkeit nicht zu beeinflussen.

2 Material und Methoden 17
Der maximalen Belastung folgte eine Erholungsphase, in welcher die Last
stufenweise jede Minute reduziert wurde. Die Höhe der Belastung wurde von
den Versuchspersonen jeweils selbst festgelegt, musste jedoch in der ersten
Minute mindestens 50 Watt und maximal 100 Watt betragen. Ab der 4.
Minute gab es keine Belastung mehr.
Vor Belastungsbeginn sowie am Ende jeder Belastungsstufe (Lollgen &
Ulmer 1985) wurde der Blutdruck nach Riva Rocci gemessen. Gleichzeitig
musste der Proband seine aktuelle Belastungshöhe mittels der Borg-Skala
(Tabelle 1) abschätzen (Borg & Noble 1974, Borg 1998). Die Probanden
bekamen zuvor eine Einweisung in die Borg-Skala und waren in ihrem
Umgang geübt.
Ebenfalls vor der Belastung und in den letzten 45 - 60 Sekunden jeder
Belastungsstufe (Lollgen & Ulmer 1985) wurde der Laktatwert sowie eine
Blutgasanalyse ermittelt. Während der kürzeren Zeitintervalle wurde das
Laktat sowohl am Ende jeder Belastungsstufe als auch eine Minute nach
Maximalbelastung bestimmt („maximales Laktat“ (Stegmann & Kindermann
1981)). Die Blutgasanalyse wurde nur noch am Ende der Maximalbelastung
durchgeführt. Die übrigen Messungen blieben auch während der kürzeren
Zeitintervalle unverändert.
Zur Bestimmung der arterio-venösen Sauerstoffdifferenz (avDO 2 ) wurde vor
Belastungsbeginn sowie nach maximaler Belastung venöses Blut
entnommen. Sowohl die Sauerstoffaufnahme als auch die Kohlendioxidabgabe
wurden zunächst einige Minuten vor Belastung als Ausgangswert
und dann kontinuierlich während der gesamten Belastung und
Erholungsphase mittels Cosmed K4 RQ (Fa. Cosmed, Rom / Italien)
gemessen. Für die spätere Auswertung wurden jeweils die Daten der letzten
Minute jeder Belastungsstufe bzw. der zweiten Hälfte bei den kurzen
Intervallen verwendet.
Für alle Messungen wurde das drehzahlunabhängige Fahrradergometer
Ergomed 840 (Fa. Siemens) verwendet. Um Abweichungen in der
Kalibrierung etc. zu vermeiden (Lollgen & Ulmer 1985, Heck 1990), wurde an

2 Material und Methoden 18
allen drei Messorten dasselbe Ergometer verwendet. Dazu wurde es durch
einen Unterlasttransport mit einem Helikopter zu den Messorten geflogen.
Vor der jeweils ersten Messung wurde das Gerät über mindestens acht
Stunden der Raumtemperatur angepasst. Während der Messungen, welche
im Sitzen erfolgten, hatten die Versuchspersonen die Vorgabe, die Drehzahl
zwischen 60/min und 80/min zu halten.
Abbildung 10: Fahrradergometer Ergomed 840 bei der Messung in 4560 m Höhe ü.NN
Parallel dazu wurde eine On-line Ableitung eines 12-Kanal-EKGs mit Corina
(Cord Integrated Amplifier, Fa. Marquette-Hellige Medical Systems, Freiburg)
und der entsprechenden Software (CardioSoft V.2.1) durchgeführt. Während
die Elektroden der Brustwandableitungen in üblicher Position angebracht
werden konnten, mussten bei den Extremitätenableitungen ein paar

2 Material und Methoden 19
Änderungen vorgenommen werden, um möglichst artefaktfreie Ableitungen
zu erhalten. Dazu wurden die Elektroden der Fußgelenke auf dem Rücken
unter die Mitte der Rippenbögen und die Elektroden der Handgelenke auf
den Schulterblättern angebracht. Mittels der Ableitungen konnte die jeweilige
Arbeit bei einer Herzfrequenz von 100/min, 130/min, 150/min und 170/min in
Watt/kg Körpergewicht (PWC100, PWC130, PWC150, PWC170) ermittelt
werden. Zudem wurde bei jedem Messlauf die maximale Herzfrequenz
HR max und die maximale Arbeit W max notiert.
Zur Untersuchung der kardiorespiratorischen Parameter wurde das
telemetrische Spirometriesystem Cosmed K4 RQ verwendet. Es besteht aus
einer Gesichtsmaske mit Messturbine, einem Samplingschlauch, einer
Übertragungseinheit, einer Batterieeinheit sowie einer Receiver- Einheit mit
RS 232-Schnittstelle (Abbildung 11).
Abbildung 11: Spirometriesystem Cosmed K4 RQ

2 Material und Methoden 20
Die Maske mit der angeschlossenen bidirektionalen Turbine soll dem Gesicht
des Probanden dicht anliegen. Die Turbine ist durch ihr Turbinenkabel und
den Samplingschlauch mit der Übertragungseinheit verbunden. Diese wird
vorne so am Rumpf der Versuchsperson befestigt, dass es zu keiner
Einschränkung der Beweglichkeit kommt (Abbildung 12).
Abbildung 12: Spirometriesystem Cosmed K4 RQ im Einsatz in großer Höhe
Alle ermittelten Daten werden kontinuierlich in dieser Einheit gespeichert.
Zudem können die Daten mit Funk an eine maximal 800 m entfernte
Receiver-Einheit gesendet werden, welche dem Versuchsleiter in Direktzeit
die aktuellen Messdaten anzeigt. Die Daten werden für eine spätere
Auswertung in dieser Receiver-Einheit gespeichert, können aber auch zur
graphischen Darstellung der Messdaten direkt mit der RS 232-Schnittstelle

2 Material und Methoden 21
an einen weiteren Computer übertragen werden. Mittels der Software
Cosmed K4 Win/EE werden die in Tabelle 2 aufgeführten Parameter
standardmäßig ermittelt. Neben diesen Parametern kann man weitere
Kenngrößen mit eigens eingegebenen Formeln berechnen lassen.
Außerdem ermöglicht das System für die weitere Bearbeitung einen Export
der Daten in Standardformaten wie z.B. ASCII.
Der expiratorische Sauerstoff und das Kohlendioxid werden in einer
Mikrogasmischzelle, welche sich in der Übertragungseinheit befindet,
gemessen. Der Sauerstoffgehalt wird elektrochemisch, der CO 2 -Gehalt durch
eine Infrarotsonde im Messkopf gemessen. Zusätzlich werden die
Bewegungen der Turbine mittels einer Photozelle im Messkopf registriert.
Eine signifikante Beeinträchtigung der Messung der Atemvolumina durch die
Turbine besteht nicht, da diese mit ultra-leicht-läufigen Lagern fast
trägheitsfrei läuft und eine Druckdifferenz von < 0,2 cmH 2 O erzeugt.
Um die Vergleichbarkeit der Daten gewährleisten zu können, wurde sowohl
die Turbine als auch alle Sensoren vor jeder Messung kalibriert. Die
Sensoren sind zudem konstant temperiert. Ein in das System integriertes
Barometer sorgt für die konstante Anpassung bezüglich des
Barometerdrucks und der Luftfeuchtigkeit. Die Mikrogasmischzelle wurde alle
5 Sekunden gesampelt.

2 Material und Methoden 22
Tabelle 2:
Standardmäßig errechnete Parameter des Cosmed K4 RQ-Systems
Symbol
VE
RF
Vt
VO 2
VCO 2
FeO 2
FeCO 2
HR
RQ
Parameter
Ventilation (BTPS)
Atemfrequenz (Respiratory frequency)
Atemzugvolumen (tidal volume) (BTPS)
Sauerstoffaufnahme (STPD)
Kohlendioxidabatmung (STPD)
O 2 – Konzentration in der Expirationsluft (trocken)
CO 2 – Konzentration in der Expirationsluft (trocken)
Herzfrequenz
Respiratorischer Quotient
VE / VO 2 Atemäquivalent für O 2
VE / VCO 2 Atemäquivalent für CO 2
VO 2 / HR
VO 2 / kg
VO 2 peak
VEmax
Hrmax
VO 2 / Hrmax
Rfmax
LT
HRR
Steady state
Sauerstoffpuls
Sauerstoffaufnahme pro kg Körpergewicht
Maximale Sauerstoffaufnahme
Atemgrenzwert
Maximale Herzfrequenz
Max. O 2 – Aufnahme / max. Herzfrequenz
Maximale Atemfrequenz
Anaerobe Schwelle (lactate threshold)
Heart rate reserve
Programmable automatic detection
Die Messung der Herzfrequenz wurde mit einem Polar ® -Pulsmeter
durchgeführt. Dazu trugen die Probanden einen in Herznähe angebrachten
Brustgurt, welcher die Herzfrequenz telemetrisch an das Spirometriesystem
übertrug.

2 Material und Methoden 23
Die Laktatmessung erfolgte enzymatisch mittels Reflexionsphotometrie bei
660 nm mit einem netzunabhängigen Akkusport-Messgerät (Fa. Hestia /
Boehringer Mannheim). Dazu wurden jeweils 15 – 50 µl arterialisiertes
Kapillarblut aus dem Ohrläppchen des Probanden entnommen, wobei
genauestens darauf geachtet wurde, den Körperschweiss zuvor vom
Ohrläppchen zu wischen sowie ein ausreichendes Probenvolumen in einem
Tropfen zu erhalten. Außerdem wurde das Gerät zur Gewährleistung der
Messgenauigkeit und Vergleichbarkeit der Werte täglich mit standardisierter
Laktatlösung kalibriert. Studien (Lormes et al. 1995) belegen die
Anwendbarkeit des reflexionsphotometrischen Verfahrens im Vergleich zu
nasschemischen Verfahren. Da der Hersteller eine korrekte Funktion des
Gerätes nur bis 3200 m ü.NN garantiert, wurde bei der Auswertung der
Daten aus großer Höhe besonders auf Abweichungen geachtet. Diese
betrugen bei Raumtemperatur maximal 0,1 mmol, was im Rahmen der
Messgenauigkeit liegt, so dass keine Justierung der Ergebnisse durchgeführt
werden musste. Mit dem EDV-Programm „Lactat 4.5“ (Sport-Software CT
Hille, Clausthal-Zellerfeld) wurden anschließend die Laktat-Leistungskurven
erstellt. Die Auswertung erfolgte nach dem 4 mMol-Modell nach Mader
(Mader et al. 1976, Mader et al. 1976). Untersuchungen zeigten bei der
Bestimmung des „maximalen Laktat-steady states“ keine relevanten Vorteile
der „individuellen Schwelle“ gegenüber der Mader’schen Schwelle (Heck et
al. 1985, Heck 1990). Einflussgrößen wie die Standardisierung der Belastung
und die Füllung der körpereigenen Glykogenspeicher (Ivy et al. 1981, Busse
et al. 1986, Heck 1990) wurden dabei weitestgehend konstant gehalten.
Zur Durchführung sämtlicher Blutgasanalysen wurde das System ABL 520
(Fa. Radiometer, Kopenhagen) verwendet. Es wurden die in Tabelle 3
aufgeführten Parameter ermittelt, welche außerdem sowohl regelmäßig als
auch automatisch vom System kalibriert wurden. Ein integriertes kalibriertes
Barometer misst dabei jeweils den aktuellen Luftdruck.

2 Material und Methoden 24
Tabelle 3:
Gemessene und abgeleitete Parameter der Blutgasanalyse, der Oxymetrie
und des Säure-Basen-Status
Bereich Symbol Parameter Einheit
Blutgase pH H+-Ionenkonzentration im Plasma -
pCO 2 CO 2 -Partialdruck im Blut mmHg
pO 2 O 2 -Partialdruck im Blut mmHg
Oxymetrie tHb Gesamthämoglobin(fe)-Konzentration im Blut g/dl
O 2 Hb Oxyhämoglobin in % des Gesamthämoglobin %
sO 2 Sauerstoffsättigung des Hämoglobins im Blut %
COHb CO-Hämoglobin in % des Gesamthämoglobins %
MetHb Methämoglobin in % des Gesamthämoglobin %
RHb Desoxyhämoglobin in % des Gesamthämoglobins %
Hct c Hämatokrit %
Sauerstoff-
Status
tO 2c
Gesamtsauerstoffkonzentration im Blut
(Sauerstoffgehalt)
Vol%
P50(act) e
Sauerstoff-Partialdruck im Blut bei Halbsättigung
unter aktuellen Bedingungen. T=37,0°C
mmHg
P50(st) c
Sauerstoff-Partialdruck im Blut bei Halbsättigung
unter Standardbedingungen
mmHg
p x „Oxygen extraction tension“ mmHg
c x „Concentration of extractable oxygen“ Vol%
Q x „Cardiac oxygen compensation factor“ -
shunt e
Relativer physiologischer shunt (Volumen des
geshunteten venösen Blutes in % des arteriellen
Blutes)
%
Säure-
Basen-
Status
HCO 3
-c Aktuelle Bikarbonatkonzentration im Plasma mmol/l
SBC c Standard-Bikarbonat mmol/l
tCO 2 (P) c Gesamt-CO 2 -Konzentration im Plasma Vol%
ABE c Aktueller Basenüberschuss mmol/l
SBE c Standard-Basenüberschuss mmol/l
pH(st) pH im Blut mit pCO 2 = 5,33 kPa (Standard-pH) -

2 Material und Methoden 25
Abgeleitete
Parameter
tCO 2 (B) c Gesamt-CO 2 -Konzentration im Blut Vol%
O 2 CAP c Hämoglobin-Sauerstoffgehalt Vol%
avDO 2c
Arterio-gemischtvenöser
Gesamtsauerstoffgradient
Vol%
pO 2 (A) e Alveolärer Sauerstoffpartialdruck mmHg
AaDpO 2 e Alveolo-arterieller Sauerstoff-Gradient mmHg
a/ApO 2e Arterio-alveolärer Sauerstoff-Partialdruckquotient %
RI e Respiratorischer Index %
2.3 Auswertung/ Statistik
Ziel dieser Studie war die Untersuchung der Vergleichbarkeit von
Belastungseinschätzungen anhand der Borg-Skala in verschiedenen Höhen.
Zur Beschreibung der Daten wurden für die Werte der Borg-Skala sowie für
die verschiedenen Parameter, die die Belastungseinschätzung
möglicherweise beeinflussen, Mittelwerte (MW) und Standardabweichungen
(SD) berechnet.
Zur Überprüfung, ob signifikante Abweichungen in der Validität zwischen den
Borg-Werten zweier Höhen existieren, wurde zum einen der p-Wert zum
verbundenen t-Test berechnet. Ist dieser kleiner als 0,05, so zeigt dies einen
statistisch signifikanten Unterschied in der Accuracy beider Messungen. Zum
anderen wurde das 95 %-Konfidenzintervall für die mittlere Differenz der
Messwerte zweier Höhen bestimmt. Dies zeigt, ob die Abweichungen der
Messwerte nicht nur statistisch signifikant, sondern auch klinisch relevant
sind.
Weiterhin wurde zur Beantwortung der Fragestellung, ob sich die Reliabilität
zwischen den Borg-Werten zweier Höhen unterscheidet, der p-Wert zum
Maloney-Rastogi-Test (MR-Test) berechnet. Dieser Test untersucht, ob sich
die Messungen in diesen zwei Höhen bezüglich ihrer Reproduzierbarkeit
unterscheiden.

2 Material und Methoden 26
Anhand von Bland-Altman-plots wird dargestellt, ob die Belastungseinschätzung
anhand der Borg-Skala im Tal wie in der Höhe gleichermaßen
durchgeführt werden kann. Diese Boxplots zeigen den intraindividuellen
Mittelwert zweier Messwerte gegen die Differenz dieser beiden Messwerte
auf. Dabei werden die Limits of agreement anhand der 1,96-fachen
Standardabweichung der Differenzen auf der y-Achse festgelegt (Koch &
Sporl 2007). Werte außerhalb dieser Grenzlinien stellen somit Ausreißer dar.
Zur Klärung der Frage, von welchem Parameter die Belastungseinschätzung
am meisten geprägt wird, wurde der Einfluss jedes Parameters auf den
Borgwert separat in einem kovarianzanalytischen Modell betrachtet. Um die
Messwiederholungen an einem Probanden in verschiedenen Höhen und
unter verschiedenen Konditionen adäquat zu berücksichtigen, wurden die
Probanden als zufällige Faktoren, die Höhe sowie die Belastungsstufen
jedoch als feste Faktoren neben dem interessierenden Parameter in das
Modell mit aufgenommen. Zur Beurteilung der Korrelation der
Parameterwerte untereinander wurden paarweise Interklass-
Korrelationskoeffizienten ermittelt. Aufgrund der hohen Korrelation der Werte
untereinander, wurde auf die Anpassung eines multivariaten Modells
verzichtet.
Alle Tests wurden zweiseitig zu einem Signifikanzniveau von 5%
durchgeführt. Angesichts des explorativen Charakters der Fragestellungen
der Studie erfolgte keine Adjustierung des Signifikanzniveaus. Ein p-Wert
< 0,05 wird somit als Indikator einer lokalen statistischen Signifikanz
betrachtet.

3 Ergebnisse 27
3 Ergebnisse
3.1 Kollektiv
Das Kollektiv zur Durchführung der Studie bestand aus insgesamt 16
Probanden im Alter zwischen 19 und 49 Jahren, wovon 5 weiblich und 11
männlich waren. 3 Versuchspersonen waren Raucher. Die gesamten
Kollektivdaten sind in Tabelle 4 dargestellt.
Tabelle 4:
Morphometrische Kollektivdaten
VP-Nr. Alter M / W Grösse
[cm]
Gewicht
[kg]
Bodymass-
Index
Broka-
Index [%]
(Nicht-)
Raucher
1 26 M 186 81 23,4 94,0 N
2 22 W 166 54 19,6 81,8 N
3 25 W 163 60 22,2 95,0 N
4 24 M 176 71 22,9 93,4 N
5 43 M 178 69 21,8 88,5 R
6 42 W 172 61 20,6 84,7 N
7 32 W 168 57 20,2 83,8 N
8 41 M 178 70 22,1 89,7 N
9 19 W 175 71 23,2 94,7 N
10 26 M 190 93 25,8 103,0 R
11 25 M 191 90 24,7 98,9 N
12 22 M 182 80 24,2 97,6 N
13 37 M 192 82 22,2 89,1 N
14 49 M 178 78 24,6 100,0 N
15 42 M 193 120 32,2 129,0 N
16 23 M 175 64 20,1 85,3 R

3 Ergebnisse 28
Tabelle 5: Statistische Auswertung der Kollektivdaten aus Tabelle 4
Alter M / W Grösse
[cm]
Gewicht
[kg]
Bodymass-
Index
Broka-
Index
[%]
(Nicht-)
Raucher
d 31,1 - 179 75,1 22,6 94,3 -
Sx 9,6 - 9,4 19,1 9,9 11,2 -
median 26 - 178 71 23,7 93,7 -
min 19 - 163 54 19,6 81,8 -
max 49 - 193 120 32,2 129,0 -
Für die Durchführung der leistungsphysiologischen Messungen mussten
einige Parameter kontrolliert werden, die einen potentiellen äußeren Einfluss
auf die Ergebnisse haben könnten. Dazu zählte unter anderem ein
eingeschränktes Allgemeinbefinden bedingt durch eine Akute
Höhenkrankheit (Acute Mountain Sickness, AMS) oder klimatische
Unannehmlichkeiten. Letztere traten auf Grund von adäquater Bekleidung,
welche den Probanden freigestellt war, nicht auf. Bei den Probanden bestand
zu jeder Zeit während den Messungen subjektives Wohlbefinden. Zudem
wurde anhand von Selbsteinschätzungen sowie nach klinischem Aspekt und
unter Ausschluss der Differentialdiagnosen der AMS-Score ermittelt
(Übersicht in: (Küpper 2010d)). Sowohl in Tallage als auch in mittlerer Höhe
fühlte sich kein Proband hinsichtlich seiner körperlichen Leistungsfähigkeit
eingeschränkt. Lediglich in großer Höhe trat bei einer Versuchsperson das
Vollbild einer akuten Höhenkrankheit auf, so dass dieser Proband
zwischenzeitlich aus dem Versuchsablauf ausschied. Alle anderen
Probanden fühlten sich jedoch auch in großer Höhe voll leistungsfähig.
Demnach kam es, abgesehen von dem einen kranken Probanden, vor und
während der Messungen zu keinerlei Medikamenteneinnahmen. Auch die
Essgewohnheiten und der Konsum von Genussmitteln wurden im Rahmen
üblicher Gewohnheiten beibehalten.

3 Ergebnisse 29
Des Weiteren wurden Faktoren untersucht, die die Leistungsfähigkeit der
Versuchspersonen durch Einschränkung der Sauerstoffversorgung mindern
könnten, wie Exsikkose oder ein erhöhtes CO-Hb durch starkes Rauchen.
Hierzu lässt sich sagen, dass das Körpergewicht der Probanden an den
Versuchstagen nur um maximal 2,0 % schwankte. Ebenso gab es an den
verschiedenen Messorten keine signifikanten Unterschiede für den
Hämatokrit (HKT). Die maximale intraindividuelle Abweichung betrug im
Längsschnitt durchschnittlich 4,0 %. Das gegenläufige Höhenprofil der
beiden Teilkollektive zeigte dabei keinerlei Einfluss auf das Verhalten des
Körpergewichtes und den HKT.

3 Ergebnisse 30
Tabelle 6:
Hämatokrit der Probanden und des Gesamtkollektivs an den Messorten
Messwerte
Personenbezogene Auswertung
VP-Nr.
T1
[%]
T2
[%]
T3
[%]
MH
[%]
GH
[%]
d
[%]
min
[%]
max
[%]
Sx
Sx
[%]
Abw
[%]
1 50,8 51,5 48,9 49,0 48,1 49,7 48,1 51,5 1,43 2,87 3,6
2 44,5 43,4 43,6 44,3 43,8 43,9 43,4 44,5 0,47 1,06 1,4
3 43,4 43,0 44,3 42,8 47,4 44,2 42,8 47,4 1,89 4,28 7,2
4 53,9 51,8 53,2 52,7 50,9 52,5 50,9 53,9 1,18 2,24 2,7
5 45,2 45,9 48,2 45,8 45,1 46,0 45,1 48,2 1,26 2,73 4,8
6 40,1 41,2 42,1 41,9 44,4 41,9 40,1 44,4 1,58 3,77 6,0
7 46,8 44,8 45,4 44,5 45,8 45,5 44,5 46,8 0,90 1,99 2,9
8 49,3 48,4 43,9 48,7 47,2 47,5 43,9 49,3 2,15 4,53 7,6
9 44,0 43,2 45,3 42,6 44,4 43,9 42,6 45,3 1,05 2,39 3,2
10 51,0 53,8 52,1 52,7 52,7 52,5 51,0 53,8 1,02 1,95 2,9
11 48,5 50,0 48,0 48,5 52,7 49,5 48,0 52,7 1,91 3,85 6,5
12 43,3 44,0 42,4 40,8 -- 42,6 40,8 52,7 1,91 3,85 6,5
13 44,1 42,7 43,3 43,5 43,0 43,3 42,7 44,1 0,53 1,23 1,8
14 47,9 48,8 48,7 49,2 48,7 48,7 48,7 49,2 0,47 0,97 1,6
15 50,1 50,9 46,9 50,2 48,5 49,3 46,9 50,9 1,61 3,27 4,9
16 48,9 50,4 48,6 50,5 51,7 50,0 48,6 51,7 1,27 2,54 3,4
Messortbezogene Auswertung
d 47,0 47,1 46,6 46,7 47,6
m 47,4 47,1 46,2 47,2 47,4
Sx 3,66 4,00 3,32 3,91 3,25
Sx [%] 7,79 8,49 7,12 8,37 6,83
min 40,1 41,2 42,1 40,8 43,0
max 53,9 53,8 53,2 52,7 52,7

3 Ergebnisse 31
Mit Ausnahme zweier Werte (CO-Hb 2,0 % bei zwei Probanden im Tal) lagen
außerdem alle CO-Hb-Werte unter 1 %. In mittlerer Höhe lag bei einem
(befristeten) Nichtraucherkollektiv ein durchschnittlicher CO-Hb-Wert von
0,475 % und in großer Höhe von 0,327 % vor.
3.2 Leistungsphysiologische Ergebnisse
Im Tal lag der durchschnittliche Ruhepuls der Versuchspersonen bei
76,9/min (± 9,2). Wie erwartet kam es mit steigender Höhe zu einem Anstieg
auf 83,4/min (± 11,3; p < 0,01) in mittlerer Höhe und auf 97,7/min (± 12,3;
p < 0,0001) in großer Höhe. Dies entspricht einer Zunahme um 8,5 % von
Tallage auf mittlere Höhe und um 27,0 % von Tallage auf große Höhe.
Zwischen mittlerer und großer Höhe beträgt der Anstieg 17,1 %. Der
Ruhepuls erhöht sich somit beim Aufstieg von Tallage in mittlere Höhe pro
1000 hm um 2,2/min bzw. 2,8 %. Bei einem weiteren Aufstieg von mittlerer
Höhe auf große Höhe kommt es pro 1000 hm zu einer Zunahme von 9,5/min
bzw. 11,4 %. Dabei gab es keinen signifikanten Unterschied zwischen den
beiden Teilkollektiven G1 und G2 an allen Messorten.
Die maximale Herzfrequenz (HR max ) der Probanden lag während den
Ergometrien in Tallage im Durchschnitt bei 182,3/min (± 12,5). Dies
entsprach 96,5 % (± 3,6) der Vorhersagewerte und ist somit als ein
statistisch signifikanter Unterschied im Vergleich zum theoretisch erwarteten
Maximalwert (p < 0,001) anzusehen. Jedoch lässt sich feststellen, dass die
Versuchspersonen unter Berücksichtigung des in der Höhe erhöhten
Vagotonus während der Ergometrie bezüglich dieses Parameters vollständig
ausbelastet wurden. Mit den steigenden Höhenstufen war ein Abfall der
HR max zu verzeichnen. In mittlerer Höhe fiel die durchschnittliche HR max um
6,0 % auf 171,4/min (± 11,7; p < 0,002). Dabei erreichten die Probanden nur
91,2 % des Vorhersagewertes ihrer individuellen HR max . Fast identisch waren
die Werte in großer Höhe. Im Vergleich zur Tallage fiel der Mittelwert hier um
5,9 % auf 171,6/min (± 13,9; p < 0,003). Es wurden nur 90,5 % des
individuellen Vorhersagewertes der HR max erreicht. Auch bei diesem

3 Ergebnisse 32
Parameter bestand sowohl zwischen mittlerer und großer Höhe, als auch
zwischen den Teilkollektiven G1 und G2, kein signifikanter Unterschied.
Wie erwartet zeigte sich in der Ergometrie eine Abnahme der maximalen
Leistungsfähigkeit (W max ) mit steigender Höhe. In Tallage betrug die
durchschnittliche W max des Kollektivs 297,1 W (± 58,6), in mittlerer Höhe
265,0 W (± 52,4; p < 0,002) und in großer Höhe nur noch 232,0 W (± 48,3;
p < 0,001). Die prozentuale Abnahme beträgt somit 10,8 % in mittlerer Höhe
und 21,9 % in großer Höhe. Auch zwischen mittlerer und großer Höhe
besteht ein signifikanter Abfall der W max von 12,5 % (p < 0,002). Dies
entspricht einer Abnahme der W max beim Aufstieg in mittlere Höhe von
10,7 W bzw. 3,6 % pro 1000 hm. Geht man vom Konzept der Schwellenhöhe
(1500 m ü.NN) aus, so betrug der Leistungsabfall im Höhenbereich von
1500 m ü.NN auf 3000 m ü.NN 7,2 % pro 1000 hm. Bei einem weiteren
Aufstieg von mittlerer auf große Höhe kommt es sogar zu einem Abfall der
W max um 22,0 W bzw. 8,3 % pro 1000 hm. Dabei bestand zwischen den
beiden Teilkollektiven G1 und G2 mit ihrem unterschiedlichen Höhenprofil an
keinem Messort ein signifikanter Unterschied.
Voraussetzung für eine Interpolation zur Ermittlung von PWC-Werten („pulse
work capacity“) ist eine Korrelation zwischen der Herzfrequenz und der
Belastung. Bei unserem Kollektiv bestand eine hochgradige lineare
Korrelation mit durchschnittlichen Korrelationskoeffizienten von 0,995
(0,989 – 0,999) in Tallage, von 0,991 (0,945 – 0,999) in mittlerer Höhe und
von 0,983 (0,909 – 0,999) in großer Höhe. Somit konnten die PWC100,
PWC130, PWC150 und PWC170, also die Leistungsfähigkeit in Watt bei
einer Herzfrequenz von 100, 130, 150 und 170 pro Minute, im steady state
exakt ermittelt werden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 dargestellt.

3 Ergebnisse 33
Tabelle 7:
PWC-Werte des Kollektivs an den verschiedenen Messorten
Messort
PWC100
[W/kg KG]
PWC130
[W/kg KG]
PWC150
[W/kg KG]
PWC170
[W/kg KG]
Tallage 0,8 (± 0,3) 1,8 (± 0,3) 2,4 (± 0,4) 3,1 (± 0,5)
Mittlere Höhe 0,5 (± 0,4) 1,5 (± 0,4) 2,2 (± 0,5) 2,8 (± 0,6)
Große Höhe 0,0 (± 0,4) 1,0 (± 0,3) 1,7 (± 0,4) 2,3 (± 0,6)
Anhand der obigen Tabelle sieht man, dass die Leistungsfähigkeit im
Kollektiv bereits in mittlerer Höhe, besonders aber in großer Höhe signifikant
abnimmt. In mittlerer Höhe beträgt die Abnahme 37,5 % für die PWC100,
16,7 % für die PWC130, 8,3 % für die PWC150 und 9,7 % für die PWC170.
In großer Höhe betragen diese Werte 100 % für die PWC100 (der Ruhepuls
des Kollektivs lag bereits bei 100/min), 44,4 % für die PWC130, 29,2 % für
die PWC150 und 25,8 % für die PWC170. Die Werte veranschaulichen, dass
es sich hier, wie schon für den Ruhepuls und die W max beschrieben, um
einen mit steigender Höhe zunehmenden Effekt handelt. Zwischen den
Teilkollektiven G1 und G2 gab es keine signifikanten Unterschiede.
Das Ruhelaktat betrug im Tal durchschnittlich 1,3 mmol/l (± 0,74). Mit dem
Aufstieg in mittlere Höhe stieg es auf 1,5 mmol/l (± 0,36) im Mittel an. Mit
einem Signifikanzniveau von p < 0,7 muss dies als Tendenz interpretiert
werden. Bei einem weiteren Aufstieg in große Höhe kam es zu einem hoch
signifikanten Anstieg gegenüber den Werten aus Tallage und aus mittlerer
Höhe auf im Durchschnitt 2,2 mmol/l (± 0,74; p < 0,002). Ausgehend von den
Talwerten entspricht dies einer Zunahme von 15,4 % in mittlerer Höhe und
69,2 % in großer Höhe. Zwischen mittlerer und großer Höhe besteht ein
Zuwachs von 46,7 %. Umgerechnet bedeutet dies wiederum einen Anstieg
des Ruhelaktatwertes um 0,07 mmol/l / 1000 hm bzw. um 5,1 % / 1000 hm
bei einem Aufstieg in mittlere Höhe bzw. nach dem Schwellenhöhenkonzept
um 10,3 % / 1000 hm. Während eines weiteren Aufstieges in große Höhe
steigen die Werte um 0,5 mmol/l / 1000 hm bzw. um 31,1 % / 1000 hm.

3 Ergebnisse 34
Im Mittel lag das maximale Laktat im Tal bei 9,2 mmol/l (± 2,37), wobei der
höchste gemessene Wert 15,3 mmol/l betrug. In mittlerer und großer Höhe
waren die durchschnittlichen maximalen Laktatwerte sehr ähnlich, wobei sie
im mittlerer Höhe 9,6 mmol/l (± 2,92; n.s.) und in großer Höhe 9,6 mmol/l
(± 2,06; n.s.) betrugen. Sowohl beim Ruhelaktat wie auch beim maximalen
Laktat bestand kein signifikanter Unterschied zwischen den Teilkollektiven
G1 und G2.
Die anaerobe Schwelle wurde nach dem Modell nach Mader („4 mmol/l-
Schwelle“) bestimmt. Dabei erreichte die Versuchsgruppe im Durchschnitt
die anaerobe Schwelle im Tal bei 169,6 W (± 36,3), in mittlerer Höhe bei
155,2 W (± 35,0; p < 0,006) und in großer Höhe schon bei 114,0 W (± 24,0).
Die niedrige Leistung in großer Höhe ist eine hoch signifikante Abweichung
gegenüber der Leistung im Tal (p < 0,0007) wie auch in mittlerer Höhe
(p < 0,0008). In letzterer besteht ein Abfall von 8,5 % gegenüber der Tallage.
In großer Höhe handelt es sich um einen Abfall von 32,8 % im Vergleich zur
Tallage und 26,5 % gegenüber mittlerer Höhe. Bei einem Aufstieg in mittlere
Höhe kommt es somit zu einem Abfall der anaeroben Schwelle um 4,8 W
bzw. 2,8 % pro 1000 hm (bzw. nach dem Schwellenhöhenkonzept von
5,7 % / 1000 hm). Steigt man von mittlerer Höhe weiter auf bis zu großer
Höhe, so kommt es zu einem Abfall von 27,5 W bzw. 17,7 % pro 1000 hm.
Bezüglich der Teilkollektive G1 und G2 bestand kein signifikanter
Unterschied.
Ebenso gab es zwischen den drei Messorten keinen signifikanten
Unterschied hinsichtlich der Herzfrequenz, bei welcher die anaerobe
Schwelle erreicht wird. Diese lag im Durchschnitt bei 149,2/min (± 13,6) im
Tal, bei 151,5/min (± 14,4) in mittlerer Höhe und bei 151,1/min (± 18,4) in
großer Höhe. Dies lässt sich für beide Teilkollektive G1 und G2 festlegen.
Bezieht man die anaerobe Schwelle jedoch auf das Körpergewicht, so lässt
sich eine hoch signifikante Abnahme in großer Höhe gegenüber Tallage als
auch mittlerer Höhe feststellen. Im Tal lag die anaerobe Schwelle im Mittel
noch bei 2,4 W/kg KG (± 0,57). In mittlerer Höhe betrug sie dann

3 Ergebnisse 35
2,2 W/kg KG (± 0,61; p < 0,006) und in großer Höhe nur noch 1,6 W/kg KG
(± 0,57; p < 0,0004). Dies entspricht einem Abfall von 0,07 W/kg KG bzw.
2,8 % pro 1000 hm bei einem Aufstieg auf 3000 m Höhe ü.NN bzw. um
5,6 % pro 1000 hm nach dem Schwellenhöhenkonzept. Bei einem weiteren
Aufstieg von 3000 m ü.NN auf 4559 m ü.NN kommt es sogar zu einer
Abnahme von 0,4 W/kg KG bzw. 18,2 % pro 1000 hm. Zwischen den
Teilkollektiven G1 und G2 wurde kein signifikanter Unterschied festgestellt.
Die maximale Sauerstoffaufnahme (VO 2max ) des Kollektivs betrug im
Durchschnitt 3502 ml/min (± 744) im Tal, 3170 ml/min (± 673; p < 0,03) in
mittlerer Höhe und nur noch 2788 ml/min (± 594) in großer Höhe. Dies ist
jeweils ein hoch signifikanter Unterschied bezogen auf Tallage und mittlere
Höhe (p < 0,001 bzw. p < 0,004). Pro 1000 hm handelt es sich um einen
Verlust von 111 ml/min bzw. 3,2 % beim Aufstieg in mittlere Höhe (bzw.
6,3 % pro 1000 hm nach dem Schwellenhöhenkonzept) und um 254,7 ml/min
bzw. 8,0 % bei einem weiteren Aufstieg von mittlerer in große Höhe.
Ähnlich wie die VO 2max verhielt sich auch die maximale Sauerstoffaufnahme
pro kg Körpergewicht (VO 2max /kg). Während sie im Tal noch durchschnittlich
49,8 ml/min/kg (± 14,6) betrug, so erreichte das Kollektiv in mittlerer Höhe
einen signifikant niedrigeren Wert von 44,9 ml/min/kg (p < 0,02), was einem
Abfall von 9,8 % entspricht. In großer Höhe betrug die VO 2max /kg sogar nur
noch 40,5 ml/min/kg (± 10,77; p < 0,009). Dabei handelt es sich in Bezug auf
mittlere Höhe ebenfalls um einen Abfall von 9,8 %, gegenüber Tallage sogar
um 18,7 %. Bezogen auf 1000 hm entspricht dies einem Abfall von
1,6 ml/min/kg bzw. 3,3 % bei einem Aufstieg in mittlere Höhe (bzw. um
6,6 % /1000 hm nach dem Schwellenhöhenkonzept) und bei einem weiteren
Aufstieg in große Höhe von 2,9 ml/min/kg bzw. 6,5 %.
Bei der maximalen Sauerstoffaufnahme pro Herzschlag (VO 2max /HF), welche
im Mittel 21,1 ml/bpm (± 3,6) im Tal betrug, kam es in mittlerer Höhe zu
keinem signifikanten Abfall. Dort betrug sie durchschnittlich 20,0 ml/bpm
(± 5,8). In großer Höhe wurden dann nur noch 17,3 ml/bpm (± 3,6)
gemessen, was sowohl in Bezug auf Tallage wie auch auf mittlere Höhe

3 Ergebnisse 36
einem signifikanten Abfall entspricht (p < 0,01 bzw. p < 0,002). Während der
Abfall bei Aufstieg in mittlere Höhe nur 0,4 ml/bpm bzw. 1,7 % (nach dem
Schwellenhöhenkonzept 3,5 %) pro 1000 hm entspricht, so beträgt dieser bei
weiterem Aufstieg in große Höhe 1,8 ml/bpm bzw. 9 % pro 1000 hm. Dabei
gab es weder bei der VO 2max noch bei der VO 2max /kg oder der VO 2max /HF
einen signifikanten Unterschied zwischen den beiden Teilkollektiven G1 und
G2.
Bei den Messungen der maximalen Atemfrequenz (RF max ) und des
maximalen Atemminutenvolumens (VE max ) wurden weder zwischen den
beiden Teilkollektiven G1 und G2 noch zwischen den drei Messorten
signifikante Unterschiede festgestellt. RF max betrug durchschnittlich im Tal
48,1/min (± 6,4), in mittlerer Höhe 50,6/min (± 7,7) und in großer Höhe
49,2/min (± 6,4). Die maximalen Atemvolumina betrugen im Mittel 128,4 l/min
(± 27,0) im Tal, 129,4 l/min (± 27,1) in mittlerer Höhe und 121,2 l/min (± 25,0)
in großer Höhe.
Hingegen kam es beim Atemminutenvolumen in Ruhe (VE Ruhe ) zu hoch
signifikanten Steigerungen in mittlerer und großer Höhe im Vergleich zu den
Talwerten. Während das VE Ruhe im Tal 14,7 l/min (± 3,9) betrug, stieg es in
mittlerer Höhe auf 20,9 l/min (± 10,5; p < 0,002) und in großer Höhe auf
20,7 l/min (± 5,7; p < 0,01) an. Zwischen den Werten aus mittlerer und
großer Höhe sowie zwischen den beiden Teilkollektiven G1 und G2 gab es
keine signifikanten Unterschiede.
Wie erwartet nahm die Sauerstoffsättigung in Ruhe (SaO 2Ruhe ) mit steigender
Höhe ab. Im Tal betrug sie bei unserem Kollektiv durchschnittlich 96,2 %
(94,6 – 97,2). Mit dem Aufstieg auf 3000 m ü.NN betrug sie nur noch 90,9 %
(88,3 – 93,4; p < 0,0005) und fiel bei Erreichen der großen Höhe auf 81,8 %
(77,4 – 89,0) ab. Dies ist als eine hoch signifikante Abweichung gegenüber
den Werten aus Tallage (p < 0,0008) und denen aus mittlerer Höhe
(p < 0,0009) anzusehen. Berechnet man diese Veränderungen pro 1000 hm,
so ergibt sich für den Aufstieg in mittlere Höhe ein Abfall der SaO 2Ruhe um
1,8 % bzw. nach dem Schwellenhöhenkonzept um 3,7 %. Während eines

3 Ergebnisse 37
weiteren Aufstieges in große Höhe kommt es sogar zu einem Abfall von
6,7 % pro 1000 hm. Bei diesem Parameter zeigte das Teilkollektiv G1
signifikant geringere Werte in Tallage als das Teilkollektiv G2 (p < 0,02). Dies
war jedoch an den beiden anderen Messorten nicht der Fall.
Bei der Sauerstoffsättigung unter maximaler Belastung (SaO 2maxBel ) kam es
bereits bei den Talwerten zu signifikanten Abweichungen gegenüber den
Ruhewerten in Tallage. Während die SaO 2maxBel hier noch stabile Werte von
94,3 % (91,9 – 96,1) lieferte, betrug sie in mittlerer Höhe bereits nur noch
82,4 % (52,0 – 92,0). Dies ist ein sowohl bezüglich der Talwerte wie auch
bezüglich der Ruhewerte aus mittlerer Höhe hoch signifikanter Unterschied
(p < 0,0005 bzw. p < 0,0006). Das gleiche konnte mit noch extremeren
Werten in großer Höhe beobachtet werden. Hier betrug die durchschnittliche
SaO 2maxBel noch 66,6 % (32,4 – 82,4), was einen hoch signifikanten Abfall
gegenüber den Werten aus mittlerer Höhe (p < 0,0008) sowie gegenüber den
Ruhewerten aus gleicher Höhe (p < 0,0009) bedeutet. Umgerechnet kommt
es somit pro 1000 hm zu einem Abfall der Sauerstoffsättigung unter
maximaler Belastung von 4,2 % (bzw. 8,4 % nach dem Schwellenhöhenkonzept)
beim Aufsuchen mittlerer Höhe und 12,8 % bei einem weiteren
Aufstieg in große Höhe. Diesmal lieferte das Teilkollektiv G1 in mittlerer Höhe
signifikant geringere Werte als das Teilkollektiv G2. An den beiden übrigen
Messorten gab es wiederum keine bedeutenden Unterschiede.
Zu beachten ist bei diesem Parameter die große interindividuelle Streuung
der Belastungswerte. Im Tal liegt diese Spannweite bereits bei 4,2 %. Mit
steigender Höhe nimmt diese jedoch enorm zu und erreicht in mittlerer Höhe
39,8 % und in großer Höhe sogar 50,0 %. Die intraindividuellen Streuungen
sind jedoch gering, denn die Probanden, die in mittlerer Höhe die niedrigsten
Werte aufwiesen, wichen auch in großer Höhe am meisten vom Mittel ab.
Umgekehrt hatten die Probanden mit hohen Sättigungswerten in mittlerer
Höhe eben solche auch in großer Höhe.
Der Sauerstoffpartialdruck in Ruhe (pO 2Ruhe ) zeigte in Tallage eine große
Streuung (55,9 – 90,8), was wahrscheinlich an einer Verteilungsstörung bei

3 Ergebnisse 38
einzelnen Probanden lag, da sich die Spannweite bereits bei einer Belastung
von 40 W regulierte. Im Durchschnitt lag der pO 2Ruhe bei 82,7 mmHg. In
3000 m Höhe ü.NN fiel er um 26,5 % auf 60,8 mmHg (p < 0,0006) und in
großer Höhe kam es zu einem weiteren Abfall von 22,5 % auf 47,1 mmHg
(p < 0,0009). Dies entspricht einem Absinken des pO 2Ruhe von 7,3 mmHg
bzw. 8,8 % pro 1000 hm beim Aufstieg in mittlere Höhe (17,7 % nach dem
Schwellenhöhenkonzept) und 9,1 mmHg bzw. 15,0 % pro 1000 hm bei einem
Aufstieg von mittlerer auf große Höhe. Hierbei wurden für das Teilkollektiv
G1 signifikant niedrigere Werte in Tallage gemessen gegenüber dem
Teilkollektiv G2.
Beim Sauerstoffpartialdruck unter maximaler Belastung (pO 2maxBel ) lässt sich
ein ähnlicher Effekt in Bezug auf den pO 2Ruhe darstellen wie zuvor bereits bei
dem Vergleich der SaO 2Ruhe und SaO 2maxBel . Im Tal lagen die Werte des
Kollektivs im Durchschnitt bei 78,8 mmHg (67,4 – 86,1). Dies ist bereits ein
signifikanter Unterschied zu den vergleichenden Ruhewerten (p < 0,04). In
mittlerer und großer Höhe kommt es sogar zu hoch signifikanten
Abweichungen gegenüber den jeweiligen Ruhewerten (p < 0,0005 bzw.
p < 0,0007). In mittlerer Höhe betrugen die durchschnittlichen Werte noch
50,1 mmHg (35,4 – 62,6) und in großer Höhe sogar nur noch 38,2 mmHg
(27,6 – 48,0). Rechnet man dies nun auf 1000 hm um, so kommt es bei
einem Aufstieg in mittlere Höhe zu einem Abfall des pO 2maxBel um 9,6 mmHg
bzw. 12,1 % (bzw. 24,3 % nach dem Schwellenhöhenkonzept). Ein weiterer
Aufstieg von mittlerer Höhe auf große Höhe bedeutet ein Absinken um
7,9 mmHg bzw. 15,8 % pro 1000 hm. Hier wiederum zeigte das Teilkollektiv
G1 signifikant geringere Werte in mittlerer Höhe als das Teilkollektiv G2,
nicht jedoch in den übrigen Höhen.
In Abbildung 13 ist die Korrelation zwischen der subjektiven
Belastungseinschätzung mit der tatsächlichen Leistung in Watt anhand der
Daten von Versuchsperson 13 in Tallage dargestellt. Mit zunehmender
erbrachter Leistung steigt auch das subjektive Belastungsempfinden
kontinuierlich an. Bei 40 W gab der Proband einen Borg-Wert von 7 an.
Dieser betrug bei 120 W bereits 13 und steigerte sich bis auf 17 bei einer

3 Ergebnisse 39
Leistung von 240 W. Danach hat der Proband den Versuch in Tallage
beendet. Es ist gut zu erkennen, dass sich abgesehen von dem
Ausgangswert alle Werte innerhalb des 95 %-Konfidenzintervalls befinden.
Abbildung 13: Korrelation zwischen der subjektiven Belastungseinschätzung
(Borgwert) und der Leistung (Watt) in Tallage. Hier als repräsentatives
Beispiel die Werte von VP 13.
In Abbildung 14 sieht man einen Vergleich der drei Höhen Tallage (blau),
mittlere Höhe (schwarz) und große Höhe (rot). Dabei werden je Höhe die
Mittelwerte des subjektiven Belastungsempfindens aller Probanden pro
Leistungsstufe dargestellt. Wie bereits in der vorangehenden Abbildung
beschrieben, zeigt sich auch hier ein kontinuierlicher Anstieg der genannten
Borg-Werte mit zunehmender Leistung. Dabei gibt es zwischen den drei
Kurvenverläufen der drei Höhen keinen signifikanten Unterschied. Es wird
deutlich, dass das subjektive Belastungsempfinden in großer Höhe bei allen
Leistungsstufen etwas erhöht ist, der Kurvenverlauf an sich jedoch dem der
beiden niedrigeren Höhen entspricht.

Borg-Wert
3 Ergebnisse 40
20
18
16
14
12
10
8
Tal
mittlere Höhe
große Höhe
6
0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 400
Leistung [W]
Abbildung 14: Korrelationen zwischen den Mittelwerten der subjektiven
Belastungseinschätzungen (Borg-Werte) und der Leistung (W) in
Tallage, mittlerer Höhe und großer Höhe
Exemplarisch werden hier die Leistungsstufen 40 W, 120 W und 200 W in
den drei unterschiedlichen Höhen miteinander verglichen. Bei 40 W lag der
durchschnittliche Borg-Wert in Tallage bei 8 (7 – 11). In mittlerer Höhe betrug
er im Mittel 8,06 (7 – 11) und in großer Höhe 8,67 (7 – 11). Letzterer
entspricht einem Anstieg um 8,4 % gegenüber Tallage und 7,6 % gegenüber
mittlerer Höhe. Der Anstieg von Tallage auf mittlere Höhe betrug 0,8 %.
Bezogen auf 1000 hm bedeutet dies einen Anstieg des subjektiven
Belastungsempfindens von 0,3 % beim Aufsuchen mittlerer Höhe (bzw.
0,5 % nach dem Schwellenhöhenkonzept). Bei einem weiteren Aufstieg in
große Höhe beträgt der Anstieg 5,1 % pro 1000 hm.
Bei 120 W gaben die Probanden in Tallage im Mittel einen Borg-Wert von
12,56 (11 – 15) an. Dieser steigerte sich in mittlerer Höhe nur minimal auf
12,94 (10 – 15) und erreichte in großer Höhe ein Mittel von 13,93 (10 – 17).
Dies bedeutet einen Anstieg von Tallage gegenüber mittlerer Höhe um 3,0 %
und gegenüber großer Höhe um 10,9 %. Der Anstieg von mittlerer auf große
Höhe beträgt dabei 7,7 %. Umgerechnet auf 1000 hm kommt es somit zu
einem Anstieg des subjektiven Belastungsempfindens um 1,0 % pro

3 Ergebnisse 41
1000 hm beim Aufstieg von Tallage auf mittlere Höhe (bzw. um 2,0 % nach
dem Schwellenhöhenkonzept). Während des weiteren Aufstiegs in große
Höhe beträgt die Zunahme der Borg-Werte 5,1 % pro 1000 hm.
In Bezug auf eine erbrachte Leistung von 200 W betrugen die Borg-Werte in
Tallage durchschnittlich 15,93 (14 – 18), in mittlerer Höhe 16,13 (13 – 19)
und in großer Höhe 16,58 (13 – 19). Dies entspricht einem Anstieg um 1,3 %
bei einem Aufstieg von Tallage auf mittlere Höhe bzw. um 2,8 % bei einem
weiteren Aufstieg in große Höhe. Der Anstieg von Tallage bezogen auf große
Höhe beträgt dabei 4,1 %. Dies wiederum bedeutet pro 1000 hm einen
Anstieg des subjektiven Belastungsempfindens um 0,4 % beim Aufstieg in
mittlere Höhe (bzw. 0,8 % nach dem Schwellenhöhenkonzept) und 1,9 % pro
1000 hm beim Aufsuchen großer Höhe aus mittlerer Höhe.
3.3 Statistische Überprüfung der Fragestellungen
1986 entwickelten Bland und Altman die nach ihnen benannten Bland-
Altman-Plots, welche der Überprüfung neuer Messmethoden dienen (Bland &
Altman 1986). Durch diese Art der Darstellung der ermittelten Daten
entkommt man der Ungenauigkeit des Korrelationskoeffizienten r bei dem
Vergleich zweier indirekter Messmethoden. Ein hoher Korrelationskoeffizient
bedeutet nämlich lediglich, dass die beiden untersuchten Variablen stark
miteinander in Beziehung stehen, nicht aber, dass sie auch übereinstimmen.
Eine weitestgehende Übereinstimmung ist jedoch die notwendige
Voraussetzung, um eine etablierte Messmethode durch eine neue zu
ersetzen. In dieser Arbeit geht es zwar nicht um die Einführung einer neuen
Messmethode, jedoch können die gemessenen Borgwerte in der Höhe als
eine solche angesehen werden. Bislang war nur bekannt, dass die subjektive
Belastungseinschätzung anhand der Borg-Skala im Tal valide und
reproduzierbare Ergebnisse liefert. Es stellte sich nun die Frage, ob dies in
mittlerer und großer Höhe ebenso der Fall ist. Dazu wurden anhand von
Bland-Altman-Plots die Werte aus jeweils zwei unterschiedlichen Höhen
miteinander verglichen. In diesen Boxplots werden dazu auf der x-Achse die

3 Ergebnisse 42
intraindividuellen Mittelwerte zweier Messwerte dargestellt. Auf der y-Achse
werden die Messwert-Differenzen aufgezeigt. Als nächstes trägt man den
Mittelwert der Messwert-Differenzen ein. Da man in diesem Fall von
normalverteilten Messfehlern ausgehen kann, werden die Grenzlinien
anhand der 1,96-fachen Standardabweichung der Differenzen ermittelt.
Diese so genannten limits of agreement werden dann ebenfalls auf der y-
Achse entsprechend des zuvor errechneten Mittelwertes aufgetragen. Etwa
95 % aller gemessenen Werte sollten innerhalb dieser Grenzen liegen, um
die Borg-Skala auch in der Höhe als eine zuverlässige Methode zur
subjektiven Belastungseinschätzung ansehen zu können. Zur besseren
Übersicht sind an dieser Stelle drei Boxplots mit den Vergleichen von Tallage
und mittlerer Höhe, Tallage und großer Höhe sowie mittlerer Höhe und
großer Höhe aufgeführt. Die einzelnen Grafiken enthalten dabei die
Darstellung aller gemessenen Leistungsstufen.
Im ersten Bland-Altman-Plot (Abbildung 15) wird der Vergleich aller
Messwerte aus Tallage und mittlerer Höhe graphisch dargestellt. Auf den
ersten Blick kann man gleich erkennen, dass die meisten Messwerte eng bei
einander liegen. Lediglich zwei Werte können als Ausreißer betrachtet
werden und zwei weitere liegen, wenn auch nur knapp, ebenfalls außerhalb
der limits of agreement. Der Mittelwert der Messwert-Differenzen liegt bei
-0,1, die dazu entsprechenden limits of agreement betragen +3,3 und -3,6.
Die Tatsache, dass die Werte eng am Mittelwert von -0,1 liegen zeigt, dass
die subjektive Belastung der Probanden in mittlerer Höhe nicht wesentlich
größer war als in Tallage bei der gleichen Leistung. Die Werte oberhalb des
Mittelwertes zeigen Konstellationen, bei denen der jeweilige Proband die
erbrachte Leistung in Tallage als anstrengender empfunden hat als in
mittlerer Höhe. Bei den Werten unterhalb des Mittelwertes ist es genau
anders herum. Da die Differenzen eher gering sind, lässt sich dies am
ehesten durch unterschiedliche persönliche Tagesformen als durch den
Einfluss der Höhe erklären. Eine Versuchsperson war bei 80 W entweder in
Tallage sehr schnell erschöpft oder kam am Messtag in mittlerer Höhe sehr
gut zurecht, so dass diese große Differenz der Messwerte zustande

3 Ergebnisse 43
gekommen ist. Bei einer weiteren Versuchsperson ist genau das Gegenteil
der Fall: hier lag bei 160 W in mittlerer Höhe eine wesentlich größere
subjektive Belastung vor als in Tallage. Da ansonsten alle Werte den
Vorgaben entsprechen, kann man bereits hier sehen, dass die Borg Skala
auch in mittlerer Höhe anwendbar ist.
Abbildung 15: Korrelationsvergleich der Borgwerte zwischen Tallage und mittlerer
Höhe (3000 m ü.NN)
Die zweite Graphik (Abbildung 16) vergleicht nun die RPE-Werte zwischen
Tallage und großer Höhe und beinhaltet demnach die größte Höhendifferenz.
Der Mittelwert liegt hier bei -0,9 und die dazu gehörigen limits of agreement
bei +3,7 sowie -5,5. Man erkennt, dass die einzelnen Werte hier etwas weiter
gestreut liegen. Dies spiegelt eine stärkere Variabilität des subjektiven
Belastungsempfindens in den doch sehr unterschiedlichen Höhen wieder. Bis
auf zwei befinden sich jedoch alle Werte innerhalb der limits of agreement,
so dass auch hier die Vorgaben erfüllt sind. Außerdem lassen sich in dieser
Graphik die einzelnen Belastungsstufen deutlich voneinander abgrenzen.
Man erkennt, wie mit zunehmender Leistung auch das subjektive

3 Ergebnisse 44
Belastungsempfinden gestiegen ist. Zudem liegen wesentlich mehr Werte
unterhalb des Mittelwertes, was zeigt, dass für die meisten Probanden die
gleiche Belastung in großer Höhe als etwas anstrengender empfunden
wurde als in Tallage. Die beiden Werte außerhalb der limits of agreement
entsprechen den beiden zuvor beschriebenen Ausreißern und haben
demnach keinen Einfluss auf die Deutung der ansonsten eindeutigen
Ergebnisse.
Abbildung 16: Korrelationsvergleich der Borgwerte zwischen Tallage und großer
Höhe (4559 m ü.NN)
Zuletzt werden die Borgwerte zwischen mittlerer und großer Höhe
miteinander verglichen und in Abbildung 17 dargestellt. Es fällt direkt auf,
dass alle Werte sehr eng bei einander liegen. Der Mittelwert befindet sich bei
-0,8, was wiederum bedeutet, dass generell die Belastung in großer Höhe als
etwas anstrengender empfunden wird als in mittlerer Höhe. Dennoch liegen
die limits of agreement in diesem Vergleich sehr eng, nämlich bei +2,4 und
-3,9. Dies zeigt, dass die Differenz des subjektiven Belastungsempfindens
zwischen diesen beiden Höhen nicht so groß ist wie zwischen Tallage und

3 Ergebnisse 45
größer Höhe. Zwei Werte liegen knapp oberhalb, alle anderen Werte
innerhalb der limits of agreement, wodurch auch in diesen kritischen Höhen
alle Vorgaben erfüllt sind. Die beiden Ausreißer der vorherigen Vergleiche
sind hier nicht zu sehen, so dass man davon ausgehen kann, dass eine
Versuchsperson in Tallage bei 80 W ein sehr starkes Belastungsempfinden
hatte und eine Versuchsperson eine Leistung von 160 W in Tallage als nicht
sehr anstrengend empfunden hat. Dies kann wie bereits beschrieben an
einzelnen Tagesformen und körperlichem Befinden liegen.
Abbildung 17: Korrelationsvergleich der Borgwerte zwischen mittlerer Höhe
(3000 m ü.NN) und großer Höhe (4559 m ü.NN)
Die drei folgenden Tabellen (Tabelle 8, Tabelle 9, Tabelle 10) geben noch
einmal einen detaillierten Überblick der drei Vergleiche zwischen den
unterschiedlichen Höhen. Pro Tabelle werden wie bei den Bland-Altman-
Plots die Borgwerte zweier Höhen mit einander verglichen. Jede Zeile gibt
dabei die Daten für eine Leistungsstufe an. Man sieht wie viele Probanden
an der jeweiligen Leistungsstufe teilgenommen haben du erkennt außerdem
zu den jeweiligen Borgwerten die Mittelwerte, die Standardabweichungen,

3 Ergebnisse 46
den p-Wert des T-Tests, das 95 %-Konfidenzintervall sowie den p-Wert zum
Maloney-Rastogi-Test.
Tabelle 8:
Tal vs. mittlere Höhe (3000 m ü.NN)
N
T-Test:
p-Wert
Belastung
Mittelwert
Standardabweichung
95%-
Konfidenzintervall
MR-Test:
p-Wert
40 16 -0,063 1,3889 0,8596 [-0,803; 0,6776] 0,9298
80 16 1 2,5033 0,1309 [-0,334; 2,3339] 0,0022
120 16 -0,375 1,0878 0,1881 [-0,955; 0,2047] 0,5212
160 16 -0,688 2,6763 0,3205 [-2,114; 0,7386] 0,0009
200 15 -0,133 0,9904 0,6102 [-0,682; 0,4151] 0,2234
240 13 0 0,8165 1,0000 [-0,493; 0,4934] 0,5495
280 8 -0,875 0,991 0,0412 [-1,704; -0,046] 0,7534
320 3 -1 1,7321 0,4226 [-5,303; 3,3027] 1,0000
360 1 0 - - - -
400 0 - - - - -

3 Ergebnisse 47
Tabelle 9:
Tal vs. große Höhe (4559 m ü.NN)
N
T-Test:
p-Wert
Belastung
Mittelwert
Standardabweichung
95%-
Konfidenzintervall
MR-Test:
p-Wert
40 15 -0,6 2,0633 0,2790 [-1,743; 0,5426] 0,2712
80 15 0,1333 2,5598 0,8430 [-1,284; 1,5509] 0,0632
120 15 -1,267 1,8696 0,0200 [-2,302; -0,231] 0,1759
160 14 -1,857 3,4609 0,0659 [-3,855; 0,1411] 0,0515
200 11 -0,818 1,9909 0,2028 [-2,156; 0,5193] 0,2170
240 7 -0,714 1,2536 0,1824 [-1,874; 0,4451] 0,9560
280 3 -1,333 0,5774 0,0572 [-2,768; 0,1009]

3 Ergebnisse 48
Neben der Berechnung des Parameters mit dem größten Einfluss auf den
Borg-Wert, wurden außerdem jeweils paarweise Interklass-
Korrelationskoeffizienten berechnet, um die Korrelationen der Parameterwerte
untereinander vergleichen zu können (Tabelle 11).
Betrachtet man die Korrelationen des systolischen Blutdrucks, welcher an
sich den größten Einfluss auf den Borg-Wert hat, so sieht man, dass dieser
hohe Korrelationen mit dem Puls (0,87), der Herzfrequenz HR (0,86), dem
Tidalvolumen VT (0,86), der Ventilation VE (0,88), der Sauerstoffaufnahme
VO 2 (0,84) sowie der Kohlendioxidabatmung VCO 2 (0,86) aufweist. Diese
hohen Korrelationen waren zu erwarten, stellt man sich einmal den Körper
unter Belastung vor. Dabei steigen parallel zum RR der Puls und die
Herzfrequenz an und die Atmung wird vermehrt beansprucht um ausreichend
Sauerstoff zur Verfügung zu stellen und das ansteigende CO 2 adäquat
abzuatmen. Ein Anstieg lediglich einer dieser Parameter unter den
gegebenen Bedingungen ist dabei physiologisch nicht denkbar.
Die höchste Korrelation von 1,00 findet man im Vergleich von Puls und
Herzfrequenz. Auf Grund der Voraussetzung, dass lediglich gesunde
Probanden ohne kardio-pulmonale Vorerkrankungen an der Studie
teilnehmen durften, war auch dieses Ergebnis zu erwarten.
Da der Puls wie bereits beschrieben eng mit dem systolischen RR in
Verbindung steht, findet man hier Parallelen in den hohen Korrelationen mit
den Atemparametern VT (0,87), VE (0,90), VO 2 (0,95) sowie VCO 2 (0,94).
Eine steigende Belastung führt neben einem Anstieg der Atemarbeit zudem
zu einem Anstieg des Laktat. Dies spiegelt sich in der hohen Korrelation von
0,89 der beiden Parameter untereinander wieder.
Die gesamten Ergebnisse der Berechnungen sind in der folgenden Tabelle
(Tabelle 11) aufgeführt.

3 Ergebnisse 49
Tabelle 11: Korrelationen
VO2/
HR
0,76
0,65
0,68
-0,16
0,02
0,60
0,86
0,83
0,92
0,87
-0,24
-0,33
0,88
0,75
0,22
0,31
0,74
HR
1,00
0,79
0,86
-0,22
-0,07
0,75
0,86
0,89
0,94
0,94
0,09
-0,02
0,92
0,86
0,57
-0,01
-
FeCO2
0,00
-0,12
0,18
-0,12
-0,21
-0,20
0,07
-0,10
0,14
0,06
-0,79
-0,75
0,16
0,09
-0,77
-
FeO2
0,56
0,59
0,27
-0,01
0,17
0,68
0,44
0,64
0,43
0,52
0,64
0,53
0,44
0,55
-
R
0,86
0,84
0,73
-0,12
0,07
0,86
0,75
0,90
0,86
0,91
-0,12
-0,25
0,89
-
VO2/
Kg
0,92
0,79
0,79
-0,17
-0,06
0,76
0,85
0,90
0,96
0,96
-0,12
-0,22
-
VE/
VCO2
-0,04
-0,06
-0,00
-0,05
-0,03
-0,09
-0,04
-0,06
-0,18
-0,15
0,99
-
VE/
VO2
0,07
0,06
0,04
-0,05
-0,00
0,04
0,06
0,07
-0,08
-0,03
-
VCO2
0,94
0,85
0,86
-0,17
0,01
0,79
0,89
0,96
0,98
-
VO2
0,95
0,79
0,84
-0,18
-0,02
0,72
0,92
0,93
-
VE
0,90
0,89
0,88
-0,12
0,12
0,86
0,88
-
VT
0,87
0,72
0,86
-0,20
-0,06
0,53
-
Rf
0,75
0,83
0,49
-0,07
0,21
-
pO2
-0,06
0,19
-0,32
0,22
-
sO2
-0,21
-0,12
-0,31
-
RR
sys
0,87
0,80
-
Laktat
0,80
-
Puls
Laktat
Rrsys
sO2
pO2
Rf
VT
VE
VO2
VCO2
VE/ VO2
VE/VCO2
VO2/Kg
R
FeO2
FeCO2
HR

4 Diskussion 50
4 Diskussion
Das von Borg und Dahlström bereits in den 1950er Jahren entwickelte
Konzept zum subjektiven Anstrengungsempfinden entwickelte sich im Laufe
der Zeit fortweg bis zur heute verwendeten RPE-Skala nach Borg (Borg
1998). Dass die Borg-Skala funktioniert und in den unterschiedlichsten
Bereichen Eingang gefunden hat, ist bekannt. Ob sie jedoch auch in der
Höhe valide ist und welcher Parameter den größten Einfluss auf das
subjektive Belastungsempfinden hat, wurde bislang noch nicht untersucht.
Mit den Ergebnissen dieser Arbeit haben wir nun Antworten auf diese beiden
Fragen. Anhand des repräsentativen Kollektivs konnten wir herausfinden,
dass die Borg-Skala mindestens bis in große Höhe (5000 m ü.NN) gültig ist.
Außerdem wurde der systolische Blutdruck als Haupteinflussfaktor auf den
genannten Borg-Wert, also als Hauptfaktor für das subjektive
Belastungsempfinden, ermittelt.
4.1 Die Borg-Skala in der Höhe
Die Gruppe der 16 erfahrenen Bergsteiger stellt auf Grund der Alters- sowie
Geschlechterverteilung ein für den Alpinismus repräsentatives Kollektiv dar.
Wie in 3.1 aufgeführt, gibt es zahlreiche Parameter, die die Leistungsfähigkeit
der Probanden sowie die Messungen beeinflussen können. Einen
dieser Parameter, welcher zugleich schwer zu erfassen ist, stellt die
Akklimatisation dar. In der Literatur findet man viele Studien, welche die
Effekte einer Akklimatisation untersucht haben. So wurde unter anderem von
Garcia et al. herausgefunden, dass ein längerfristiger Aufenthalt in der Höhe
von mindestens fünf Tagen mit je zweistündiger normobarer Hypoxie zu
einem Anstieg der Retikulozyten sowie der hypoxischen Atemantwort führt.
In einer zweiten Studie wurde diesbezüglich die Zeitabhängigkeit der
unterschiedlichen Veränderungen noch genauer untersucht. (Garcia et al.
2000). Viele Arbeiten unterstützen diese Ergebnisse. Allen gemeinsam ist die

4 Diskussion 51
Vorgabe der mehrtägigen, ununterbrochenen Höhenexposition im Gegensatz
zu der vorliegenden Studie (Sutton et al. 1988, Stoneham & Pethybridge
1993). Parallel tritt eine Ökonomisierung der Atmung ein (sog.
„ventilatorische Akklimatisation“), welche über einen Zeitraum von 14 Tagen
bei gleich bleibender Höhe zu einem Anstieg der SaO 2 um immerhin 10 %
führt (Bender et al. 1989), wobei der überwiegende Teil der Veränderungen
innerhalb der ersten 2-3 Tage stattfindet. Diese Steigerung der Atmung wird
durch eine gesteigerte Sensitivität der Chemorezeptoren im Glomus
caroticum getriggert (Bisgard et al. 1986). Neben den bereits beschriebenen
Effekten kommt es sodann auch zu einem Anstieg der Leistungsfähigkeit
sowie einer Reduktion der Herzfrequenz. In Anbetracht der Vorgaben der
verbreiteten Literatur sowie den Ergebnissen der beiden Teilkollektive mit
ihren unterschiedlichen Höhenprofilen kann man annehmen, dass es zu
keinerlei Beeinflussung der Messdaten auf Grund von Akklimatisation
gekommen ist. Das wäre auch auf Grund der extrem kurzen Exposition des
Kollektivs und des passiven Transportes zu den Messorten per Helikopter
nicht zu erwarten.
Hinsichtlich des Klimas kam es ebenso zu keinerlei Beeinträchtigung der
Leistungsfähigkeit der Probanden (Oksa & Rintamaki 1995, Rintamaki et al.
1995). Sowohl an den warmen Tagen während der Talmessungen als auch
den kalten Tagen in der Höhe gaben sie stets subjektives Wohlbefinden an,
welches durch adäquate Flüssigkeitsaufnahme sowie entsprechende
Kleidung unterstützt wurde.
Zur gesundheitlichen Überwachung der Probanden in der Höhe sowie zur
Sicherung der Messergebnisse wurden mittels Selbsteinschätzungen AMS-
Scores erhoben. Wie in 3.1 beschrieben, kam es im vorliegenden Kollektiv
lediglich zu einem Vollbild der AMS mit einem daraus resultierenden Ausfall
der Versuchsperson in großer Höhe. Dass eine AMS bei fehlender
Akklimatisation und somit zu schnellem Aufstieg in die Höhe auftreten kann,
wurde ebenso wie der Aspekt, dass sie sich über einen längeren Zeitraum
entwickelt, bereits in diversen Studien untersucht (Johnson & Rock 1988,
Oelz et al. 1992). Die geringe Erkrankungsrate in der vorliegenden Studie

4 Diskussion 52
liegt vor allem an den Versuchsbedingungen. Im Gegensatz zu den Studien
in der Literatur wurden hier die Untersuchungen unmittelbar nach Erreichen
der Höhe durchgeführt, so dass die Zeit der Höhenexposition auf ein
Minimum reduziert wurde. Außerdem wurde der Risikofaktor des aktiven
Aufstiegs in die Höhe (Reeves et al. 1987) eliminiert, da die Probanden
passiv mit einem Helikopter zu den Messorten geflogen wurden. Es kann
also angenommen werden, dass es mit Ausnahme eines Probanden in
großer Höhe zu keiner Beeinträchtigung der Messergebnisse auf Grund einer
höhenbedingten Erkrankung gekommen ist.
Diverse Medikamente wurden bislang auf ihren Einfluss auf leistungsphysiologische
Parameter in der Höhe hin untersucht. Es ist gesichert, dass
es sowohl leistungssteigernde als auch leistungssenkende Medikamente
gibt. So wirkt sich zum Beispiel Nifedipin positiv auf die Druckbelastung im
kleinen Kreislauf aus und wird somit im Rahmen des Höhenlungenödems
eingesetzt (Oelz 1987). Als Negativbeispiel kann Acetazolamid erwähnt
werden: zwar wirkt es atmungsstimulierend und sorgt dadurch für einen
Anstieg des arteriellen Sauerstoffpartialdrucks (Cain & Dunn 1965), jedoch
wurde herausgefunden, dass der Sauerstoffverbrauch in der Höhe bei
gleicher Leistung erhöht ist (Hackett et al. 1985). Abgesehen von der einen
Versuchsperson, welche in großer Höhe erkrankt ist und somit dort aus der
Messreihe ausschied, wurden keinerlei Medikamente von den Probanden
eingenommen, womit eine Beeinflussung der Messergebnisse sowohl im
positiven als auch im negativen Sinne ausgeschlossen ist.
Die Flüssigkeits- und Nahrungsaufnahme in Verbindung mit dem jeweiligen
Körpergewicht des Probanden sowie der HKT stellen weitere Faktoren dar,
die die Leistungsfähigkeit beeinflussen können. Somit hatten die Probanden
die Vorgabe, während des gesamten Versuchszeitraumes ihre Ernährungsgewohnheiten
konstant zu halten. Eine Übersicht der Abhängigkeit des
Leistungsvermögens vom Flüssigkeitshaushalt wird z.B. in (Sawka 1990)
dargestellt. Wie außerdem durch Walsh et al. beschrieben, führt ein Verlust
von 1,3 ± 0,22 l Flüssigkeit zu einem signifikantem Abfall der Leistungsfähigkeit
(Walsh et al. 1994). Aus diesem Grunde sollte bei leistungs-

4 Diskussion 53
physiologischen Untersuchungen, wie sie auch in dieser Studie durchgeführt
wurden, bereits auf kleine Veränderungen geachtet und versucht werden,
solche zu vermeiden. Zu einem Flüssigkeitsverlust kann es durch
unterschiedlichste Mechanismen kommen. Neben reduzierter Flüssigkeitsaufnahme
auf Grund von gemindertem Durstempfinden in der Höhe kommt
es auch zu einer Höhendiurese. Auf Grund dieser reduziert sich das
Plasmavolumen um ca. 500 ml innerhalb von zwei Tagen (Schmidt 2002).
Die Folgen, ein steigender HKT sowie Blutviskosität mit abnehmender
peripherer Sauerstoffversorgung, waren bei dem vorliegenden Studiendesign
nicht zu erwarten, da die Messungen unmittelbar nach Ankunft durchgeführt
wurden. Um Abweichungen des HKT, welcher womöglich bereits bei
gesteigerter körperlicher Aktivität im Tal hätte ansteigen können, dennoch zu
detektieren, wurde dieser regelmäßig gemessen. Laut Schmidt kommt es in
der Muskulatur ab einem HKT Wert von 60 % zu Leistungseinschränkungen
(Schmidt 2002). Verglichen mit den Werten der Probanden, welche nie über
60 % lagen, können somit keinerlei Leistungseinschränkungen auf den HKT
zurückgeführt werden.
Ähnlich ist es bei dem Körpergewicht. Die Literatur gibt hier unterschiedliche
Werte an, ab wann mit einem Leistungsverlust zu rechnen sei. Die Angaben
über das Ausmaß des Flüssigkeitsverlustes schwanken jedoch deutlich, sind
vom Ausmaß gering und unterliegen zahlreichen extrinsischen und
intrinsischen Einflüssen, so dass sie sich lediglich schätzen lassen und nur
mit extremem Aufwand zu messen wären. So wurde zum Beispiel
untersucht, dass es bei einem Schweißverlust von 2% zu einem Abfall der
Leistungsfähigkeit um 7 - 8 % kommt (Gleeson 1996). Unklar bleibt dabei
aber, ob die mit dem Schweißverlust verbundenen Veränderungen der
Elektrolyte eine wesentliche Teilursache sind. In der Höhe tritt der
Wasserverlust jedoch zu einem wesentlichen Anteil über die Atmung ein,
wodurch der Elektrolytverlust wesentlich geringer ist.
Bezüglich der Nahrungsaufnahme wurde vor allem auf koffeinhaltige
Produkte geachtet, da diese durch ihren diuretischen Effekt erneut den
Flüssigkeitshaushalt negativ beeinträchtigen sowie einen Einfluss auf die

4 Diskussion 54
Leistungsfähigkeit der Probanden haben könnten. Dieser tritt nach einem
Belastungszeitraum von 8 - 20 Minuten ein (Graham 1996), so dass die
vorliegenden Messreihen davon durchaus hätten beeinträchtigt werden
können. Außerdem wurde untersucht, dass die Wirkung des Koffeins in der
Höhe einen wesentlich größeren Einfluss auf die Leistungsfähigkeit hat als in
Tallage (Fulco et al. 1994). In einer der vorliegenden Studie sehr ähnlichen
Höhenlage von 4300 m ü.NN war die Zeit bis zur Erschöpfung um 54 %
verlängert. Dabei zeigte sich eine Steigerung des Atemminutenvolumens auf
Grund eines Anstiegs des Atemzugvolumens. Außerdem war bei gleicher
Belastung der RPE-Wert niedriger. Um solche Einflüsse auf die Messwerte
zu vermeiden, hatten die Probanden die Vorgabe, ihren gewohnten Koffeingehalt
von 1-2 Tassen Tee bzw. Kaffee zum Frühstück beizubehalten, so
dass der tägliche Koffeinkonsum gering war. Außerdem lag zwischen
Frühstück und den leistungsphysiologischen Untersuchungen regelmäßig ein
Zeitraum von mindestens 2 Stunden, also deutlich mehr als die von Graham
beschriebene Einflussdauer (Graham 1996). Getränke mit hohem Koffeingehalt
bzw. Gehalt analoger Substanzen und Taurin waren den Probanden
untersagt. Ebenso durften keine Nahrungsergänzungsmittel benutzt werden,
die Kreatinphosphat enthielten. Somit sollte die Nahrungsaufnahme keinerlei
Einfluss auf die vorliegenden Messergebnisse haben.
Der letzte der beschriebenen möglichen Einflussfaktoren ist das CO-Hb.
Nach Coburn et al. liegt auf Grund des Häm-Abbaus die basale CO-Hb-
Konzentration bei 0,7 % (Coburn et al. 1963). Dennoch werden in der
Literatur in einer Studie bei der Hälfte aller Nichtraucher Werte bis 1,5 % und
bei starken Rauchern sogar bis 20 % beschrieben (Stewart 1975). Eine
Reduktion der maximalen Sauerstoffaufnahme in mittlerer Höhe wurde bei
Werten bis 3,4 % festgestellt (Horvath et al. 1988). Somit liegen die bereits
beschriebenen Werte des vorliegenden Kollektivs von unter 1 %, mit
einzelnen Ausnahmen im Tal von maximal 2 %, im erwarteten Rahmen und
haben nicht zur Reduktion der Leistungsfähigkeit geführt. Ebenso in mittlerer
(0,475 %) und größer Höhe (0,327 %) lagen die Werte unterhalb der von

4 Diskussion 55
Coburn angegebenen Marke von 0,7 %, was an den erhöhten Atemminutenvolumina
einer CO – ärmeren Luft liegen könnte.
Generell lässt sich zusammenfassen, dass die Probanden auf Grund des
gewählten Studiendesigns mit den gegebenen Rahmenbedingungen und
Vorgaben durch die unterschiedlichen Einflussfaktoren nicht beeinträchtigt
wurden und somit ihre Leistungsfähigkeit diesbezüglich nicht beeinflusst war.
Im Folgenden werden nun die leistungsphysiologischen Ergebnisse der
unterschiedlichen Höhen mit denen vorangehender Arbeiten verglichen und
diskutiert. Seit Beginn des Alpinismus ist die Abnahme der körperlichen
Leistungsfähigkeit mit zunehmender Höhe ein Thema. Einen Grundstein an
Erkenntnissen schrieb Paul Bert 1878 zusammen (Bert 1878). Seitdem war
es dem Menschen stets ein Bedürfnis immer höhere Berge zu besteigen. So
wurde 1920 bereits vorhergesagt, wie lange man für den Aufstieg auf den Mt.
Everest benötigen würde (Kellas 1920). Für derartige Untersuchungen hätte
man jedoch völlig andere Voraussetzungen und Rahmenbedingungen
schaffen müssen. Da die Ergebnisse dieser Arbeit einen Großteil der
Alpinisten, inklusive solchen mit Vorerkrankungen, ansprechen sollen, wurde
die Untersuchung extremer Höhen ausgespart. Um möglichst aussagekräftige
und vergleichbare Ergebnisse zu erzielen, wurden in jeder Höhe von
jedem Probanden nach dem vorgegebenen Höhenprofil standardisierte
Laboruntersuchungen während der Ergometrie vorgenommen.
Betrachtet man den Bergsport als eine Ausdauersportart, so müsste sich
dies auch in den physiologischen Parametern wie zum Beispiel der
Herzfrequenz widerspiegeln. Zu erwarten wären demnach Frequenzen um
130/min. In der Literatur findet man Studien wie zum Beispiel Hashimoto et
al., die diese Annahme bestätigen (Hashimoto 1992). Hier werden bei
Trekkern in 4700 m Höhe ü.NN mittlere Pulsfrequenzen von 132/min
beschrieben. Allerdings hat ein Großteil der beteiligten Probanden
Pentoxiphyllin eingenommen, welches einen positiven Einfluss auf die
Herzfrequenz haben kann. Außerdem soll es durch Steigerung der
Erythrozytenflexibilität die periphere O 2 -Versorgung verbessern (Manrique

4 Diskussion 56
1981). Somit sind die Ergebnisse nur eingeschränkt zu verwerten. Dass die
Probanden der vorliegenden Studie höhere maximale Herzfrequenzen in
allen drei Höhenstufen aufwiesen, liegt am ehesten an der Tatsache, dass
sie während der Ergometrie komplett ausbelastet wurden und dies nicht
mehr dem Ausdauerbereich entspricht.
Vergleicht man die PWC-Werte des Kollektivs mit denen anderer Studien, so
sieht man, dass der Trainingszustand der Probanden über dem der
Normalbevölkerung lag (Hollmann & Hettinger 2000). Diese Ergebnisse
zeigen sich ebenfalls bei zwei Probandengruppen von Raas. Hier erzielte
eine 30-köpfige Gruppe durchschnittlicher Bergsteiger eine PWC170 von
3,17 W/kg KG und eine weitere Gruppe von 32 Extrembergsteigern sogar
4,22 W/kg KG (Raas 1986).
Wie in diversen Studien bereits untersucht und diskutiert, kann man sagen,
dass der Laktatstoffwechsel in der Höhe gestört ist. Der Schweregrad der
Beeinträchtigung ist dabei von der jeweiligen Höhe abhängig. Eine vieler
Erklärungen ist die Beeinträchtigung der Sauerstoffdiffusion in die
Mitochondrien (West 1990). Dadurch kommt es intrazellulär zu einem pH-
Abfall, wodurch die Aktivität der Phosphofruktokinase vermindert wird und
folglich das Laktat ansteigt (Cerretelli & Binzoni 1990).
In einer Höhe bis 4500 m ü.NN hingegen, welche den Höhenbereichen der
vorliegenden Studie entspricht, kommt es während einer kurzzeitigen
Exposition auf Grund einer reduzierten Laktatelimination zu einem
Laktatanstieg. Mehreren Studien zu Folge wird während körperlicher
Belastung in der Höhe das sympathische Nervensystem aktiviert und führt zu
einer veränderten Durchblutung im Körperkreislauf. Dadurch steigt das
Laktat trotz gleich bleibender Belastung an (Sutton et al. 1983, Brooks 1991,
Brooks et al. 1991). Die Akkumulation des Laktates hat zur Folge, dass die
anaerobe Schwelle sinkt, wodurch wiederum die Leistungsfähigkeit der
höhenexponierten Personen abfällt. Sowohl der Laktatanstieg als auch die
verminderte anaerobe Schwelle wurde bei den vorliegenden Probanden
beobachtet. Die verminderte Leistungsfähigkeit spiegelte sich ebenfalls in

4 Diskussion 57
den gemessenen Borg-Werten wider, welche in 4556 m Höhe ü.NN eine
leicht größere subjektive Belastung bei gleicher objektiver Belastung
angeben.
Wie in 1.2 bereits beschrieben, kann man in extremer Höhe hingegen das so
genannte Laktat-Paradoxon beobachten. Dabei kommt es trotz zunehmender
Höhe und steigender Belastung zu keinem Laktat-Anstieg mehr. Da diese
Höhen in der vorliegenden Arbeit jedoch nicht untersucht wurden, konnte
dieses Phänomen weder festgestellt werden, noch hat es irgendeinen
Einfluss auf die Ergebnisse.
Viele Studien kamen zu demselben Ergebnis, dass die maximale
Sauerstoffaufnahme (VO 2max ) als limitierender Faktor für die körperliche
Belastbarkeit in der Höhe angesehen werden kann (Pugh et al. 1964). Dies
lässt sich folgendermaßen erklären: die Sportler haben eine Grundfitness mit
entsprechendem maximalen Herzminutenvolumen (HMV), welches sie ohne
Akklimatisation bei akuter Höhenexposition auch nicht steigern können.
Durch den jedoch unweigerlich reduzierten Sauerstoffgehalt in der Höhe bei
gleich bleibendem HMV kommt es zu einem verminderten arteriellen
Sauerstoffgehalt und somit zu einer ebenso reduzierten Sauerstofftransportkapazität.
Diese dadurch erniedrigte VO 2max limitiert schließlich die Leistungsfähigkeit
in der Höhe (Fulco et al. 1998).
Wie in (Meyer & Kindermann 1999) beschrieben, benötigt man zur korrekten
ergometrischen Messung der VO 2max eine hohe Ausbelastung der
Probanden, welche in einem Zeitrahmen von 8 - 15 Minuten erreicht werden
sollte. Auf Grund von hohen Atemzeitvolumina, erhöhter Speichelproduktion
sowie den Einflüssen schneller Bewegungen bei solch intensiven
Belastungen kann es dabei zu Messungenauigkeit von bis zu 5 % kommen
(Meyer & Kindermann 1999). Anhand der gemessenen maximalen Herzfrequenzen
sowie maximalen Laktatwerte der Probanden wurde die
geforderte hohe Ausbelastung in der vorliegenden Studie erreicht.
Vergleicht man nun die Werte dieser Studie mit vorherigen Untersuchungen
anderer Autoren, so stellt man fest, dass die Ergebnisse nahezu identisch

4 Diskussion 58
sind. Eine minimale Abnahme der VO 2max wurde bereits ab einer Höhe von
580 m ü.NN gemessen. Diese ist unabhängig vom Geschlecht (Fulco et al.
1998). Ab einer Höhe von 1500 m ü.NN kommt es pro 1000 hm zu einem
Abfall der VO 2max von 11,5 % (Buskirk et al. 1967). Dem entsprechen die
Ergebnisse der hier vorgelegten Studie.
Bezogen auf das Körpergewicht findet man in der Literatur einen Sollwert für
die VO 2max für das Bergwandern in mittlerer und großer Höhe von
VO 2max /kg = KG [kg] x 0,6 ml/kg/min (Raas 1981). Für die entsprechenden
Normalwerte untrainierter Männer werden Werte von 42 – 48 ml/kg/min
angegeben. Für Frauen liegen dieselben etwas darunter (Shephard 1993).
Vergleicht man diese beiden Bereiche miteinander, so stellt man fest, dass
ein 75 kg schwerer Mann laut Raas einen Soll VO 2max /kg von 45 ml/kg/min
haben sollte, was genau im Normalbereich untrainierter Männer liegen
würde. Das vorliegende Kollektiv, welches sowohl aus Frauen als auch aus
Männern besteht, lag somit im Mittel im Tal mit 49,8 ml/kg/min über dem
Durchschnitt der Normalbevölkerung. In mittlerer Höhe erreichten die
Probanden noch durchschnittlich 44,9 ml/kg/min und in großer Höhe
40,5 ml/kg/min. Im Vergleich zu den Angaben die Jenny et al. machen, liegt
das Kollektiv deutlich über dem Durchschnitt. Auch der Normbereich
untrainierter Erwachsener wird hier mit 32 – 36 ml/kg/min deutlich niedriger
eingestuft (Jenny 1998).
Bezüglich der höhenabhängigen Sauerstoffsättigung SaO 2 sowie des
arteriellen Sauerstoffpartialdruckes paO 2 geben Jenny et al. für die
relevanten Höhen der vorliegenden Studie die folgenden Werte an: Tal
97 % / 94 mmHg; mittlere Höhe 85 % / 53 mmHg; große Höhe
75 % / 44 mmHg (Jenny 1998). Weitere vergleichbare Werte sind in Tabelle
12 dargestellt. Alle Werte entsprechen Ruhewerten und stimmen mit den
Höhen der vorliegenden Studie überein. In Anbetracht, dass die Probanden
keinerlei Akklimatisation vor den Messungen hatten, stimmen deren Werte
mit denen der Literaturangaben sehr gut überein.

4 Diskussion 59
Tabelle 12: Literaturübersicht über Ruhe-Messwerte von SaO 2 und paO 2 in
unterschiedlichen Höhen
1 : Werte bei akklimatisierten Personen
gemessen; 2 : keine Geschlechtsunterschiede
mittlere Höhe große Höhe Quelle
SaO 2
[%]
paO 2
[mmHg]
Höhe des
Messortes
[m ü.NN]
SaO 2
[%]
paO 2
[mmHg]
Höhe des
Messortes
[m ü.NN]
90 3.048 (Jackson &
Sharkey 1988)
88 3.300 (Thomas
1991)
68 39,2 4.559 (Eichenberger
et al. 1996)
79 1 4.572 (Anholm et al.
1992)
79 2 44 2 4.880 (Loeppky et
al. 2001)
85 53 3.000 75 2 44 2 4.600 (Jenny 1998)
Auch im Bereich der Maximalbelastung findet man vergleichende Literatur
zur Beurteilung der SaO 2 sowie des paO 2 . Im Gegensatz zur Ruhe werden
unter Belastung bereits in Tallage Abfälle dieser Werte auf Grund pulmonaler
Limite beschrieben (Hopkins 2002). Dies wurde auch bei den Probanden
dieser Studie festgestellt. Während die SaO 2 in Ruhe durchschnittlich 96,2 %
betrug, zeigten die Messwerte unter Maximalbelastung nur noch 94,3 % auf.
Dieser Abfall ist zwar kaum relevant, stellt jedoch bereits eine signifikante
Abnahme dar. In sämtlichen Studien inklusive der vorliegenden werden
außerdem in der Höhe verminderte SaO 2 –Werte bei Belastung beschrieben
(Burtscher 2000). So stellen die gemessenen durchschnittlichen SaO 2 –
Werte unter Belastung von 82,4 % in mittlerer Höhe sowie 66,6 % in großer
Höhe keine Ausnahme dar. Es werden unterschiedliche Gründe bzw. eine
synergistische Wirkung mehrerer Effekte als Ursache für derartige
Endsättigungen in der Literatur beschrieben. Häufig wird eine Ventilations-
Perfusions-Inhomogenität und eine gestörte Lungendiffusion erwähnt

4 Diskussion 60
(Wagner et al. 1986, Wagner et al. 1987, Burtscher 2000). Außerdem nimmt
die pO 2 –Differenz zwischen den Alveolen und den Kapillaren der
Lungenstrombahn mit zunehmender Höhe kontinuierlich ab. Steigt dann
noch das HMV sowohl durch die Höhe als auch durch die zusätzliche
Belastung an, wird die erforderliche Kontaktzeit zum Sauerstoffaustausch
nicht mehr gewährleistet (Ward et al. 2000).
Betrachtet man nun zusammenfassend die Werte der Literaturangaben mit
denen des vorliegenden Kollektivs, so stellt man eine weitgehende
Übereinstimmung fest. Wie bereits erwähnt liegen die Probanden in ihrer
körperlichen Belastbarkeit über der der Normalbevölkerung (Hollmann &
Hettinger 2000). Die Leistungsabnahmen mit zunehmender Höhe
entsprechen zudem den Erwartungen im Hinblick auf zuvor veröffentlichte
Untersuchungen wie zum Beispiel jene von Buskirk (Buskirk et al. 1967).
Diese Übereinstimmung der Untersuchungen in Kombination mit den
statistischen Ergebnissen aus Kapitel 3.3 lassen die Schlussfolgerung zu,
dass die Borg-Skala zur Bewertung des subjektiven Anstrengungsempfindens
nicht nur in Meereshöhe, sondern auch in einer Höhe bis
5000 m ü.NN anwendbar ist. Auf Grund dieser Tatsache müssen sämtliche
vorangehende Studien, in denen die Borg-Skala bei gesunden Probanden in
einer Höhe bis 5000 m ü.NN verwendet wurde, nicht revidiert werden. Für
jene Untersuchungen die in einer Höhe > 5000 m ü.NN stattfanden bzw. die
Probanden mit Vorerkrankungen und ggf. Medikamenteneinnahmen
beinhalteten kann bezüglich der Validität der Borg-Skala bislang noch keine
Aussage getroffen werden.
Eine Arbeit, welche in der Vergangenheit bereits eine bedenkenlose
Anwendung der Borg-Skala in der Höhe voraussetze, stammt von Aliverti et
al. Hier wurden die Werte des subjektiven Anstrengungsempfindens für die
Atemmuskulatur und die Beinmuskulatur in Bezug auf die spezifische
Leistung an zehn gesunden Männern während der Fahrradergometrie in
Meereshöhe und in großer Höhe (4559 m ü.NN) gemessen. Für das
subjektive Anstrengungsempfinden wurde dabei eine Zehn-Punkte Borg-

4 Diskussion 61
Skala verwendet, welche sich in ihrer Skalierung etwas von der der
vorliegenden Studie sowie der von Borg selbst etablierten Skala
unterscheidet. Die Atemleistung wurde vom ösophagealen Druck und den
Volumenveränderungen der Brustwand berechnet. In großer Höhe stieg die
Atemleistung bei jeder Belastungsstufe der Beine an, wobei das Atemmuster
bezogen auf Atemzugvolumen, Atemfrequenz etc. unverändert blieb. Die
RPE-Werte für die Atmung waren dabei stets äquivalent zur Atemleistung,
unabhängig von der Höhe, während die genannten RPE-Werte für die Beine
in großer Höhe größer ausfielen. Diese unterschiedlichen Bewertungen des
subjektiven Anstrengungsempfindens der Beine sind vom metabolischen
Zustand abhängig (Aliverti et al. 2011). Da es sich in dieser Studie um zehn
gesunde Probanden handelte und das Höhenprofil von Meereshöhe und
großer Höhe dem der vorliegenden Studie entsprachen, können die
Erkenntnisse, die mittels der Borg-Skala erworben wurden, weiterhin als
richtig angesehen werden.
In einer weiteren Studie wurde gezeigt, dass spezifisches Training der
Einatemmuskulatur (inspiratory muscle training, IMT) den Abfall der
arteriellen Sauerstoffsättigung SaO 2 während körperlicher Belastung unter
Einatmung eines hypoxischen Gasgemisches mit lediglich 14% Sauerstoff
(entsprechend ca. 5000 m Höhe ü.NN, wenn die ICAO-Normalatmosphäre
zu Grunde gelegt wird (N.N. 1964, Ernsting & King 1994)) reduzieren kann.
Dazu wurden die SaO 2 in Ruhe sowie die entsprechenden Borg-Werte in 0
bzw. 400 m, 1400 m, 4880 m und 5550 m Höhe ü.NN bei 14 gesunden
Angestellten des Militärs, die sich auf einer Expedition im Himalaya
befanden, gemessen. Die Teilnehmer der Studie wurden randomisiert auf
zwei Gruppen aufgeteilt: eine Kontrollgruppe und eine IMT-Gruppe. Das IMT
bestand aus einem Block von 30 Atemzügen mit 50 % des maximalen
Einatem-Munddruckes (inspiratory mouth pressure, MIP) zweimal täglich
über einen Zeitraum von vier Wochen vor Abfahrt. Vor dem IMT war der MIP
bei beiden Gruppen gleich, stieg jedoch signifikant um 15 % nach dem IMT
an. Die Borg-Werte stiegen ab einer Höhe von 1400 m ü.NN an,
unterschieden sich jedoch nicht zwischen den beiden Gruppen. Die SaO 2 fiel

4 Diskussion 62
in beiden Gruppen signifikant mit zunehmender Höhe ab. In 0 bzw.
400 m ü.NN sowie 1400 m Höhe ü.NN war der Abfall identisch, in den Höhen
4880 m ü.NN und 5550 m ü.NN war die SaO 2 in der IMT-Gruppe um 6 %
höher. Daraus wurde geschlossen, dass ein IMT ab einer gewissen Höhe
einen SaO 2 -Abfall in Ruhe reduzieren kann. Jedoch hat es keinerlei Einfluss
auf das subjektive Empfinden der Atemnot, welches anhand der Borg-Skala
gemessen wurde (Lomax 2010). Auch hier wurde die Borg-Skala bei
gesunden Probanden angewendet. Außerdem befanden sich drei der vier
Messorte unter 5000 m Höhe ü.NN. Da sich die Angaben der Borg-Werte in
allen vier Höhen unabhängig von den beiden Gruppen darstellten, ist davon
auszugehen, dass diese auch in allen Höhen gleichermaßen verwertbar sind,
obwohl man anhand der vorliegenden Studie keinerlei Aussage zu der
Verwendung der Borg-Skala in 5550 m Höhe ü.NN machen kann.
Ein drittes Beispiel zeigt die Anwendung der Borg-Skala bei Patienten nach
einer Lebertransplantation. Untersucht werden sollte die Frage, ob Lebertransplantierte
Patienten Anstrengungen in großen Höhen tolerieren. Dazu
nahmen 6 transplantierte Patienten an einer Besteigung des Mount
Kilimanjaro auf 5895 m ü.NN teil. Im Vorhinein wurde ihre Fitness sowie ihre
Anfälligkeit für das Auftreten einer AMS mit 15 Kontrollpersonen, die sich in
Alter und body mass index ähnelten, verglichen. Außerdem wurden die Borg-
Skala und kardio-pulmonale Parameter in Ruhe mit sechs Kontrollpersonen
verglichen, die bezüglich Geschlecht und VO 2max zu den Patienten passten.
Die Immunsuppression der transplantierten Patienten basierte auf dem
Medikament Tacrolimus. Ansonsten gab es im Hinblick auf Fitness, Borg-
Skala und AMS-Scores keinerlei Unterschiede zwischen den beiden
Gruppen. 83 % der Transplantierten und 84,6 % der Kontrollgruppe
erreichten den Gipfel. In beiden Gruppen fiel die Sauerstoffsättigung,
während der Blutdruck und die Herzfrequenz mit zunehmender Höhe
anstiegen. Der einzige Unterschied war die Entwicklung des arteriellen
Bluthochdrucks bei den transplantierten Patienten in 3950 m Höhe ü.NN.
Somit wurde das Fazit gezogen, dass auch gut vorbereitete Lebertransplantierte
Menschen sich enormer Anstrengung unterziehen können und

4 Diskussion 63
dass diese große Höhen ähnlich wie gesunde Menschen tolerieren (Pirenne
et al. 2004).
Diese letzte Studie zeigt, dass sich heutzutage selbst Menschen mit
schwerwiegenden Vorerkrankungen immer häufiger extremer Belastung
aussetzen. Daher ist es umso wichtiger, ihnen ein Werkzeug an die Hand zu
geben, mit dem sie auf einfache Art und Weise ihre körperliche Belastung
überprüfen können. Bezüglich dieser Zielgruppe sowie dem Höhenprofil der
zitierten Studie besteht seitens der Validität der Borg-Skala noch weiterer
Forschungsbedarf, insbesondere hinsichtlich Herz-Kreislauf-Patienten.
4.2 Determinierende Faktoren für die subjektive
Belastungseinschätzung
Während der körperlichen Betätigung an sich gibt es bereits viele Faktoren
die Einfluss auf das Wohlbefinden sowie die subjektive Belastungseinschätzung
haben können. Findet diese Belastung dann auch noch in der
Höhe statt, so kommen weitere Parameter hinzu. Eine Frage der
vorliegenden Arbeit war, welcher Parameter den meisten Einfluss auf das
subjektive Belastungsempfinden hat. Im Hinblick auf die Borg-Skala wäre
zum Beispiel der Anstieg des Pulses eine plausible Erklärung gewesen, da
dieser positiv mit den Borg-Werten korreliert. So könnte man meinen, je
höher der Puls, desto höher auch der Borg-Wert. Interessanterweise wurde
auch von Borg trotz der weiten Verbreitung, die seine Skala gefunden hat,
nie untersucht, welche Faktoren für die subjektive Belastungseinschätzung
relevant sind. Nach den nun vorliegenden Ergebnissen ist der Anstieg des
systolischen Blutdruckes der maßgebliche Parameter.
Einen möglichen Erklärungsansatz hierfür liefert Waanders (Waanders
2009). Er beschreibt eine funktionelle Asymmetrie zwischen der rechten und
linken Hirnhälfte. Während die linke Hirnhälfte dominant ist für positive
Wahrnehmungen, wird die rechte Hirnhälfte aktiv bei negativen Emotionen,
Impressionen und basalen autonomen Reaktionen unter Belastung. Einen

4 Diskussion 64
solchen negativen Stressor stellt körperliche Belastung an sich, aber auch
Hypoxie dar. Bei Belastung wie beim Höhenaufenthalt wird auf Grund der
zunehmenden Hypoxie das sympathische System im autonomen
Nervensystem aktiviert, welches generell für eine Leistungssteigerung im
Körper sorgt. Folglich kommt es zu einem Anstieg der Herzfrequenz, des
Blutdrucks, des systemischen Gefäßwiderstandes, der Ventilation sowie der
Sensitivität der Barorezeptoren (Trapp et al. 2008). Die wohl häufigste
vegetative Reaktion stellt dabei der Anstieg des systolischen Blutdrucks dar,
während der diastolische Blutdruck normwertig bleibt (Saletu et al. 1993).
Untersuchungen haben außerdem ergeben, dass ein Anstieg des
systolischen Blutdrucks positiv mit einer Aktivierung der rechten Hirnhälfte,
insbesondere des Temporalpols, korreliert (Wall & Davis 1951, Wittling
1990). Die linke Hirnhälfte hingegen zeigt eher eine inhibitorische Wirkung
auf das vegetative Nervensystem.
4.3 Fazit und Ausblick
Zu Beginn dieser Studie gab es für den Umgang mit der Borg-Skala in der
Höhe zwei bislang nicht beantwortete Fragen. Auf Grund eines
repräsentativen Kollektivs konnten darauf Antworten gefunden werden. Es ist
nun bekannt, dass die Borg-Skala in der Höhe valide und demnach
anwendbar ist. Außerdem wurde der systolische Blutdruck als der Faktor mit
dem größten Einfluss auf das subjektive Belastungsempfinden ermittelt.
Diese Aussagen unterliegen jedoch auf Grund des vorliegenden
Studiendesigns einigen Einschränkungen. Zum einen waren die Probanden
ausschließlich gesunde, erfahrene Bergsteiger ohne jegliche Vorerkrankungen,
die demnach auch keinerlei Medikamente zu sich nahmen.
Dies grenzt einen Großteil der möglicherweise an solch einer Fragestellung
interessierten Bevölkerung aus, da Sport im Allgemeinen und der Bergsport
im Besonderen sich immer häufiger auch bei Menschen mit Vorerkrankungen
größerer Beliebtheit erfreut. Außerdem werden im Rahmen einer zunehmend
internationalen Wirtschaft auch immer mehr Personen der Höhe exponiert,

4 Diskussion 65
die keine Bergsteiger und oft noch nicht einmal Freizeitsportler sind, dagegen
aber zum Risikokollektiv für Herz-Kreislauf-Erkrankungen gehören. Beispiele
für eine derartige Exposition wären Geschäftsreisen oder Reparatur- bzw.
Montageaufträge im Westen der USA oder in Südamerika (Andenstaaten).
Die dabei wohl am meisten gesehene Problematik ist der arterielle
Bluthochdruck. Wie gut können nun Menschen, die selbst ohne Belastung
einen erhöhten Blutdruck haben, ihr subjektives Belastungsempfinden an
Hand der Borg-Skala einschätzen, wenn dieses doch am meisten durch den
Wert des systolischen Blutdrucks beeinflusst wird? Ob dies überhaupt
möglich ist, oder ob solche Personen auf eine andere Art der
Belastungsüberprüfung zurückgreifen müssen, ist bislang noch ungeklärt und
bedarf weiterer Forschung. Auch müsste man dabei unterscheiden, ob die
Hypertonie bereits mit Medikamenten eingestellt wurde oder nicht. Falls ja,
wäre es denkbar, dass die Borg-Skala nicht anwendbar ist, da der
Blutdruckanstieg als Indikator für eine steigende Belastung durch die
Medikamente beeinflusst würde. Im Gegensatz dazu wäre eine Anwendung
der Borg-Skala bei nicht therapierten Hypertonikern eher denkbar, mit der
Vorstellung, dass diese sich im Laufe der Jahre an ihren Bluthochdruck
adaptiert haben und unabhängig vom Ausgangswert ihr subjektives
Belastungsempfinden adäquat bewerten könnten. Generell besteht demnach
noch Forschungsbedarf im Bereich der Anwendung der Borg-Skala bei
Menschen mit Vorerkrankungen. Ganz besonders interessant ist dabei die
Gruppe der Hypertoniker auf Grund des entscheidenden Stellenwertes des
systolischen Blutdruckes in Bezug auf die Funktionsweise der Borg-Skala.
Die Untersuchungen sollten jedoch generell das Kollektiv der Herz-Kreislauf-
Patienten einbeziehen.
Eine weitere Einschränkung in der Aussage, dass die Borg-Skala in der
Höhe valide ist, stellt das Höhenprofil der vorliegenden Studie dar. Alle
Aussagen, die hier getroffen wurden, beschränken sich auf einen
Anwendungsbereich < 5000 m Höhe ü.NN. Ob das subjektive Belastungsempfinden
auch in extremen Höhen noch realistisch beurteilbar ist und
demnach dem Alpinisten als Schutz vor einer möglichen Überlastung dienen

4 Diskussion 66
kann, wurde in dieser Studie nicht geklärt. Auch hier besteht der Bedarf an
weiterer Forschung, um den gesicherten Anwendungsbereich der Borg-Skala
zu erweitern.
Darüber hinaus kann methodisch bedingt keine Aussage gemacht werden,
welchen Einfluss die Akklimatisation auf das Belastungsempfinden hat. Da
die Akklimatisation in Ermangelung belastbarer Parameter nicht zu
quantifizieren ist, wurde die vorliegende Studie an akut exponierten, also
völlig unakklimatisierten Personen, durchgeführt. Es wäre denkbar, dass ihre
subjektiv leicht höher eingeschätzte Belastung in großer Höhe nach erfolgter
Akklimatisation sich einer exakten Einschätzung annähert.
Während die Borg-Skala in Normoxie etabliert und nach der aktuellen Studie
auch in hypobarer Hypoxie (Höhe) valide ist, stellt sich die Frage der
Belastungseinschätzung in isobarer Hypoxie. Isobare Hypoxie wird
zunehmend nicht nur zum Höhentraining, sondern in großem Ausmaß zum
Brandschutz (Museen, Banken, Bibliotheken, Serverräume) oder in der
Nahrungsmittelindustrie (Obst- und Gemüsefrischhaltung) genutzt. Hier ist es
immer wieder nötig, dass Mitarbeiter ihr Belastungsniveau einstufen. Die
Physiologie der Belastung in isobarer Hypoxie wurde von Küpper et al. in
mehreren Arbeiten sehr detailliert dargestellt (Küpper 2006), (Küpper et al.
2009), (Küpper et al. 2010a), (Küpper et al. 2010b), (Küpper et al. 2010c).
An dieser Stelle wesentlich ist, dass in großer Höhe geringe Unterschiede
hinsichtlich verschiedener Atemparameter zwar nachweisbar (z.B. FeV 1 ,
SaO 2 ), diese jedoch viel zu gering sind, um irgendeine klinische Relevanz zu
haben. Erst in extremen Höhen – deutlich oberhalb von 6500 m ü.NN –
erreicht die Veränderung dieser Parameter, insbesondere die dynamischen
Lungenfunktionsparameter, wegen der in diesen Höhen signifikant
geringeren Dichte und Viskosität der Luft, ein klinisch bzw. physiologisch
relevantes Ausmaß. Auch wenn weder die publizierten Daten noch die
aktuelle Studie die isobare Hypoxie hinsichtlich der Anwendbarkeit der Borg-
Skala je untersucht hätten, so ist kein physiologisches Argument denkbar,
dass dies im Gegensatz zur hypobaren Hypoxie der vorliegenden Studie –

4 Diskussion 67
zunächst bis in Höhen von ca. 5000 m ü.NN – nicht der Fall sein sollte. Diese
Frage könnte mit einem kleinen Kollektiv in einem Hypoxiezentrum leicht
überprüft und geklärt werden.

5 Zusammenfassung 68
5 Zusammenfassung
Die Borg-Skala für das subjektive Belastungsempfinden hat sich sowohl bei
Sportlern als auch bei Patienten während einer Rehabilitation etabliert. Sie
hilft ihnen ihr subjektives Belastungsempfinden während körperlicher
Belastungen einzuschätzen und somit ein angemessenes Level der
Trainings- bzw. Belastungs-Intensität zu halten. Obwohl die Borg-Skala
häufig im Höhentraining eingesetzt wird, wurde bislang noch nicht evaluiert,
ob sie in den sehr unterschiedlichen Gegebenheiten der Höhe
gleichermaßen anwendbar und valide ist. Außerdem wurde noch nicht
erforscht, welcher Faktor den meisten Einfluss auf die
Belastungseinschätzung hat.
16 erfahrene Bergsteiger waren an der randomisierten cross-over Studie
beteiligt. Von jedem wurde auf Meereshöhe, in 3000 m ü.NN und in
4559 m ü.NN Daten erfasst. In jeder Höhe wurde das folgende Procedere
durchgeführt: Spiro-Ergometrie nach einem modifizierten Hollmann-Schema
(beginnend bei 40 W, + 40 W alle drei Minuten bis zur Erschöpfung). Am
Ende jeder Stufe musste die Versuchsperson ihr subjektives
Belastungsempfinden mittels der Borg-Skala bewerten. Zusätzlich wurden
verschiedene kardio-respiratorische Parameter wie z.B. Blutdruck,
Herzfrequenz, Laktat etc. gemessen und aufgezeichnet.
Anhand von Bland-Altman-Plots wurde die Skala für jede Höhe validiert:
dazu wurden die Borg-Werte zweier Höhen für jede Belastungsstufe
miteinander verglichen.
Für die Analyse, welcher Faktor den größten Einfluss auf den gegebenen
Borg-Wert hat, wurde ein kovarianz-analytisches Modell zwischen jedem
Parameter und dem Borg-Wert verwendet. P < 0,05 wurde dabei als
signifikant gewertet.
Mehr als 95 % aller Borg-Werte lagen innerhalb der 1,96fachen
Standardabweichung. Das kovarianz-analytische Modell ermittelte den

5 Zusammenfassung 69
systolischen Blutdruck mit p = 0,0356 als den Parameter mit dem größten
Einfluss auf die subjektive Belastungseinschätzung.
Resultierend kann Folgendes festgehalten werden:
1. Die Borg-Skala ist in der Höhe valide und kann demnach während
körperlicher Belastung bis mindestens 4600 m Höhe ü.NN angewendet
werden.
2. Der wichtigste Parameter für die subjektive Belastungseinschätzung ist der
Anstieg des systolischen Blutdrucks.

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III Tabellenverzeichnis
vii
III Tabellenverzeichnis
Tabelle 1:
Tabelle 2:
Borg-Skala zur subjektiven Einschätzung der aktuellen
körperlichen Belastung (Borg 2004) ...................................... 3
Standardmäßig errechnete Parameter des Cosmed
K4 RQ-Systems ................................................................... 22
Tabelle 3: Gemessene und abgeleitete Parameter der
Blutgasanalyse, der Oxymetrie und des Säure-Basen-
Status .................................................................................. 24
Tabelle 4: Morphometrische Kollektivdaten .......................................... 27
Tabelle 5: Statistische Auswertung der Kollektivdaten aus
Tabelle 4 .............................................................................. 28
Tabelle 6:
Tabelle 7:
Hämatokrit der Probanden und des Gesamtkollektivs
an den Messorten ................................................................ 30
PWC-Werte des Kollektivs an den verschiedenen
Messorten ............................................................................ 33
Tabelle 8: Tal vs. mittlere Höhe (3000 m ü.NN) ................................... 46
Tabelle 9: Tal vs. große Höhe (4559 m ü.NN) ...................................... 47
Tabelle 10: mittlere Höhe (3000 m ü.NN) vs. große Höhe
(4559 m ü.NN) ..................................................................... 47
Tabelle 11: Korrelationen ....................................................................... 49
Tabelle 12: Literaturübersicht über Ruhe-Messwerte von SaO 2
und paO 2 in unterschiedlichen Höhen 1 : Werte bei
akklimatisierten Personen gemessen;
2 : keine
Geschlechtsunterschiede .................................................... 59

IV Abbildungsverzeichnis
viii
IV Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1:
Abbildung 2:
Abbildung 3:
pO 2 -Kaskaden in unterschiedlichen Höhen (Hultgren
1997) ..................................................................................... 5
Sauerstoffbindungskurve (Während in Meereshöhe
eine arterio-venöse O 2 -Differenz von etwa 50mmHg
zur Leistungserbringung zur Verfügung steht, sind
dies in 5791 m ü.NN nur noch 14mmHg) ............................... 6
Mittlerer Luftdruck am Gipfel des Mount Everest
(8848 m ü.NN) in Abhängigkeit von der Jahreszeit.
nach: (West 1990) ................................................................. 8
Abbildung 4: Ruhepuls bei Höhenaufstieg (Müller 1967)............................ 9
Abbildung 5: Körperlicher Leistungsabfall in der Höhe ............................. 11
Abbildung 6:
Versuchsgelände in mittlerer Höhe, im Hintergrund
das Matterhorn (4472 m ü.NN, links) und die Dente
Blanche (4357 m ü.NN, rechts). .......................................... 14
Abbildung 7: Lage des Höhenlaboratoriums Capanna Regina
Margherita (Pfeil) auf dem Gipfel der Signalkuppe,
Monte Rosa (Walliser Alpen, 4556m ü.NN),
aufgenommen vom Gipfel der Parrotspitze
(4432 m ü.NN). .................................................................... 14
Abbildung 8: Capanna Regina Margherita (4556 m ü.NN), im
Hintergrund der Lyskamm (4527 m ü.NN) ........................... 15
Abbildung 9: Höhenprofil .......................................................................... 16
Abbildung 10: Fahrradergometer Ergomed 840 bei der Messung in
4560 m Höhe ü.NN .............................................................. 18
Abbildung 11: Spirometriesystem Cosmed K4 RQ ..................................... 19

IV Abbildungsverzeichnis
ix
Abbildung 12: Spirometriesystem Cosmed K4 RQ im Einsatz in
großer Höhe ........................................................................ 20
Abbildung 13: Korrelation zwischen der subjektiven
Belastungseinschätzung (Borgwert) und der Leistung
(Watt) in Tallage. Hier als repräsentatives Beispiel die
Werte von VP 13. ................................................................ 39
Abbildung 14: Korrelationen zwischen den Mittelwerten der
subjektiven Belastungseinschätzungen (Borg-Werte)
und der Leistung (W) in Tallage, mittlerer Höhe und
großer Höhe ........................................................................ 40
Abbildung 15: Korrelationsvergleich der Borgwerte zwischen Tallage
und mittlerer Höhe (3000 m ü.NN) ....................................... 43
Abbildung 16: Korrelationsvergleich der Borgwerte zwischen Tallage
und großer Höhe (4559 m ü.NN) ......................................... 44
Abbildung 17: Korrelationsvergleich der Borgwerte zwischen mittlerer
Höhe (3000 m ü.NN) und großer Höhe (4559 m ü.NN) ....... 45

V Danksagung
x
V Danksagung
An dieser Stelle danke ich allen, die mir mein Medizinstudium und meine
Promotion ermöglicht haben:
Meinem Doktorvater PD Dr. med. Thomas Küpper gilt mein besonderer Dank
für die Bereitstellung der interessanten Thematik dieser Arbeit, für die vielen
konstruktiven Gespräche und Anregungen sowie für seine stets schnelle
Hilfe bei sämtlichen Fragen und Problemen. Ich danke ihm auch für seine
Offenheit und für die vielen wertvollen Kontakte, welche ich durch ihn
erfahren durfte.
Ihm und Herrn Prof. Dr. med. Rüdiger Blindt danke ich zudem für die
kritische Durchsicht meiner Arbeit sowie für die Übernahme der Referate.
Herrn Univ. - Prof. Dr. med. dent. Friedrich Lampert danke ich für den Vorsitz
im Promotionsverfahren.
Des Weiteren gilt mein Dank allen Probanden für ihren Einsatz und die
sorgfältige Durchführung der Versuche.
Frau Dr. rer. medic. Dipl. - Stat. Nicole Heussen aus dem Institut für
Medizinische Statistik der RWTH Aachen danke ich für die Unterstützung bei
der Entwicklung der statistischen Methodik sowie deren Auswertung.
Herrn Dr. Dr. Rob Waanders gilt mein Dank für die konstruktive
Fachdiskussion zur neurologischen Interpretation der Ergebnisse.
Ganz besonders danke ich an dieser Stelle meinen Eltern, welche mir nicht
nur mein Medizinstudium ermöglicht haben, sondern immer für mich da sind
und mich in jeder Hinsicht unterstützen. Ich danke ihnen für alles und widme
ihnen diese Arbeit von ganzem Herzen.
Dieser Dank gilt ebenso meinem Bruder Thomas, welcher mir zudem bei so
manchem technischen Problem zur Seite stand.
Zuletzt danke ich meinem Mann Volker für sein Vertrauen, seine
Unterstützung und vor allem für seine unendliche Geduld.

VI Erklärung zur Datenaufbewahrung
xi
VI Erklärung zur Datenaufbewahrung
Hiermit erkläre ich, dass die dieser Dissertation zu Grunde liegenden
Originaldaten
- bei mir, Beate Meier, geb. Gronimus, Auf der Hörn 92, 52074
Aachen,
und
- bei meinem Betreuer, PD Dr. med. Thomas Küpper, Institut für
Arbeits- und Sozialmedizin des Universitätsklinikums Aachen,
hinterlegt sind.

VII Lebenslauf
xii
VII Lebenslauf
Persönliche Daten
Name
Anschrift
Beate Meier, geb. Gronimus
Auf der Hörn 92, 52074 Aachen
Geburtsdatum 18.12.1983
Geburtsort
Konfession
Familienstand
Düren
römisch - katholisch
verheiratet
Vorträge und
Publikationen
Vortrag
Vortrag
Vortrag
Paper
“Borg Scale at High Altitude” 4th international
symposium „High altitude influence on human
performance: science and praxis IV”, Bohinjska
Bela/ Slowenien, 8.-13. September 2009
“Borg Scale at High Altitude” Jahrestagung der
Union Internationale des Associations d’Alpinisme
(UIAA), Kathmandu/ Nepal, 14.-16. November 2009
“Subjektive Belastungseinschätzung in Hypoxie”
50. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für
Arbeits- und Umweltmedizin (DGAUM), Dortmund,
16.-19. Juni 2010
Küpper,T., Steffgen,J., Schöffel,V., Milledge,J.,
Heussen,N., Meier,B.
Borg’s Scale at Altitude, submitted for publication

VII Lebenslauf
xiii
Beruf
07/2011 PHTLS-Provider (mit Instruktorenpotential)
Seit 02/2010
Assistenzärztin, Klinik für Anästhesiologie und
Operative Intensivmedizin, Universitätsklinikum
Aachen
Studium
08/2008 – 07/2009 PJ am St. Antonius Hospital Eschweiler, Wahlfach
Anästhesie
10/2003 – 11/2009 Medizinstudium an der RWTH Aachen
(Modellstudiengang)
Famulaturen
09/2007 – 10/2007 Dermatologie, Hochgebirgsklinik Davos, Schweiz
03/2007 Pädiatrie, Kinderarztpraxis Dr. med. Haferkorn
Herzogenrath
10/2006 Diabetologische Ambulanz, Luisenhospital Aachen
03/2006 Pädiatrie, Vivantes Klinikum im Friedrichshain Berlin
08/2005 – 10/2005 Anästhesie, St. Katharinen-Hospital Frechen
Pflegepraktika
09/2004 – 10/2004 Kinderonkologie, Universitätsklinikum Aachen
03/2004 Wochenbettstation, Marienhospital Aachen
08/2003 – 09/2003 Pädiatrie, St. Marienhospital Düren

VII Lebenslauf
xiv
Schulbildung
2000 – 2001 Austauschjahr in den USA
1994 – 2003 Gymnasium am Wirteltor Düren,
Abitur bilingual Englisch
1990 – 1994 Katholische Grundschule Golzheim
Sprachkenntnisse
Deutsch
Englisch
Französisch
Muttersprache
Apiel Test Stufe 4 (well qualified)
Grundkenntnisse
Sonstiges
06/2008 Teilnahme am Benjamin-Franklin-Contest, Berlin
Seit 2003 Betreuerin/ Leiterin der Jugendskifreizeit des
Kreissportbundes Düren
Seit 2002
Tennistrainerin beim FC Golzheim
07/2001 Teilnahme an den World Scholar Athlete Games,
University of Rhode Island, Kingston, Rhode Island,
USA
Hobbies
Tennis, Skifahren, Fotografieren