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Physiologische Untersuchungen in den letzten drei Dekaden bei Bergsteigern und Personen, die sich arbeitsbedingt über längere Zeit in größeren Höhen aufgehalten haben, zeigten signifikante Gewichtsabnahmen in Belastung und Ruhe in Hypoxie (griech. „wenig Sauerstoff„) ab einem Sauerstoffanteil von 15% und darunter in der Atemluft. Eine Gewichtsabnahme ist auch bei Personen mit chronischen Lungenerkrankungen und einer respiratorischen Insuffizienz bekannt (1–4).
Studien mit Patienten mit metabolischem Syndrom in natürlicher Höhe (AMAS 2000, Projekt der UMIT Innsbruck) zeigten deutliche Verbesserungen hinsichtlich der Stoffwechsellage mit einer Reduktion der Insulinresistenz (HOMA Index), sobald die Patienten über mittlere Zeiträume von bis zu drei Wochen sich in Höhen über 2000m bewegt und aufgehalten haben (5).
Eigene Studien konnten eine signifikant höhere Gewichtsabnahme adipöser Personen mit einem BMI über 30 bei leichtem Training in normobarer (normaler Umgebungsdruck von 450m Höhe in Bad Reichenhall) Hypoxie entsprechend einer Höhe von 2500m (15 Volumen %) gegenüber einer Kontrollgruppe in nomaler Atemluft mit einem Sauerstoffanteil von 20% über einen Trainingszeitraum von drei Wochen zeigen (6).
In dieser Studie kam es auch zu einer Verschiebung der LDL/HDL Ratio zugunsten des HDL, die jedoch bei einer Probandenzahl von 10/10 kein Signifikanzniveau erreichte.
Der Grund für die Gewichtsabnahme und die Veränderung der Lipidratio dürfte ein unter Sauerstoffmangel veränderter Fettstoffwechsel sein. Auf diesen Umstand haben bereits mehrere hochrangig publizierte Studien sowohl am Berg als auch in künstlich hergestellter Höhe aufmerksam gemacht (7,8).
Ebenfalls schon seit längerer Zeit hat man die Vermutung, dass Leptin der Vermittlerstoff zwischen dem unter Sauerstoffmangel von den verschiedenen Körperzellen, darunter auch den Fettzellen, produzierten „Hypoxie induzierten Faktoren“ (HIF alpha 1, u.a.) und dem Fettstoffwechsel ist, der hinter den Veränderungen im Fettstoffwechsel steckt. Denn mehrere Studien, sowohl bei Zucker-Ratten als auch bei Untersuchungen am Menschen haben einen Anstieg von Leptin als direkte Antwort auf die Bildung von HIF festgestellt (9,10,11,12). Normalerweise steuern sich die Fettstoffwechsel-Hormone Leptin und Ghrelin derartig, dass eine höhere Produktion des einen Hormons automatisch auch durch eine höhere Produktion des anderen zur Down-Regulation führt und sich dadurch keine wesentlichen Änderungen am Fettstoffwechsel ergeben, es sei denn durch eine deutlich veränderte Nahrungsaufnahme oder veränderte Intensität körperlicher Bewegung. Unter Sauerstoffmangel könnte diese Balance der Hormone jedoch zu Gunsten von Leptin verändert sein, spekulativ weil eine Energiegewinnung durch körpereigenes Fett ökonomischer ist. Überlegungen dazu gibt es seit längerem bei schwer erkrankten COPD (chronisch obstruktive Lungenerkrankungen) – Patienten, die bei erschöpfter Atempumpe Kohlenhydrate nicht mehr zur Energiegewinnung nutzen können und daher auf fettreiche Nahrung umgestellt werden sollten.
Literatur::
1. Kayser B. Nutrition and high altitude exposure. Int J Sports Med 1992; 13:129–132
2. Rose MS, Houston CS, Fulco CS et al. Operation Everest II: Nutrition and body composition. J Appl Physiol 1988; 65:2545–2551
3. Hannon JP, Klain GJ, Sudman DM. Nutritional aspects of high-altitude exposure in women. AM J Clin Nutr 1976; 29:604–613
4. Kayser B. Nutrition and energetics of exercise at altitude. Theory and possible practical implications. Sports Med 1994; 17: 309–332
5. Schobersberger W, Schmid P, Lechleitner M et al. Austrian Moderate Altitude Study 2000 (AMAS 2000). The effects of moderate altitude (1700m) on cardiovascular and metabolic variables in patients with metabolic syndrome. Eur J Appl Physiol 2003;88: 506–5148.
6. Netzer NC, Chytra R, Küpper T. Low Intense physical exercise in normobaric hypoxia leads to more weight loss in obese people than low intense physical exercise in normobaric sham hypoxia. Sleep Breath 2008; 12: 129–134
7. Armelini F et al. The effects of high altitude trecking in body composition and resting metabolic rate. Horm Metabol Res 1997; 29: p.458–461
8. Boyer J and Blume FD. Weight loss and changes in body composition at high altitude. J Appl Physiol 1984; 57:1580–1585
9. Simler N, Grosfeld A, Peinequin A et al. Leptin receptor -deficient obese Zucker Rats reduce their food intake in response to hypobaric hypoxia. Am J. Physiol Endocrinol Metab. 2006, 290: 591–597
10. Tschopp M, et al., Raised leptin concentrations at higher altitude associated with loss of appetite.
Lancet, 1998. 352: 1119–1120.
11. Yingzhong Y, DromaY, Rili G, Kubo K. Regulation of body weight by leptin with special reference to
hypoxia induced regulation. Intern Med 2006; 45: 941–946
12. Grosfeld A, Andre J et al. Hypoxia inducible factor 1 transactivates the human leptin gene promoter.J Biol Chem 2002; 277: 42953–42957