Ventilatorische und metabolische (Laktat-)Schwellen

Zusammenfassung

Schwellen sind in der Spiroergometrie für die Leistungsbemessung bei schwierig zu beurteilender Kooperation bzw. Motivation im Rahmen einer Belastungsuntersuchung, zur Trainingssteuerung, in der Transplantationsplanung, der Operabilitätsbeurteilung und der Begutachtung erforderlich. In der Literatur besteht eine kaum übersehbare Vielfalt von Schwellenterminologien, die einen Vergleich von Protokollen und Studien nur schwer möglich machen und auch im Alltag der Spiroergometrieinterpretation bzw. –auswertung zu terminologischen Unsicherheiten führen. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit einer klaren Terminologie. Anhand der Literatur wurde eine Festlegung der Schwellendefinitionen vorgenommen. Danach ist zwischen einer konzeptionellen und operationalen (methodischen) Schwellenbetrachtung zu unterscheiden. Das konzeptionelle Schwellenkonzept bedeutet, dass es zwei ventilatorische (VT1 und VT2) und zwei metabolische Schwellen (Laktatschwelle [LT] 1 und 2) gibt. Diese Schwellen sind pathophysiologisch erklärbar. Beide Schwellenkonzepte kennzeichnen den Beginn und das Ende des aerob-anaeroben Übergangs. Während die Laktatschwellen 1 und 2 direkt die metabolischen Änderungen anzeigen, beschreiben die ventilatorischen Schwellen 1 und 2 die respiratorische Antwort auf diese metabolischen Änderungen. So kennzeichnet VT1 die infolge des Laktatanstiegs und der erforderlichen Laktatpufferung notwendige Steigerung der Ventilation und CO₂-Abgabe im Verhältnis zur Sauerstoffaufnahme. Der VT2 liegt ein Überschreiten des Laktat-Steady-State mit konsekutivem Laktatexzess, Auftreten einer metabolischen Azidose und daraus resultierender überproportionaler Steigerung der Ventilation zugrunde. Demgegenüber bezeichnet das operationale Schwellenkonzept die Methode, mit der die jeweilige Laktat- und ventilatorische Schwelle bestimmt werden. Dies kann in einem weiteren Schritt noch ergänzt werden durch die Angabe der Belastungsform, die zur Schwellenbestimmung herangezogen wurde.

Abstract

Thresholds in cardiopulmonary exercise testing are necessary for the evaluation of motivation and cooperation in exercise, for training programs, in transplant medicine, preoperative evaluation and medical assessments. There is a hardly comprehensible number of terminologies concerning these thresholds and their definitions. This hampers the comparison of protocols and studies and leads to incertainties in terminologies and interpretations of cardiopulmonary exercise tests. Based on literature a definition of thresholds was undertaken. Thresholds should be regarded from a conceptional and an operational (methodological) point of view. The conceptional model means, that there are two ventilatory thresholds (VT1 and VT2) and two metabolic thresholds (lactate threshold [LT] 1 and 2 ). These thresholds are pathophysiologically based. Both threshold concepts determinate the beginning and the end of the aerobic-anaerobic transition. The lactate thresholds determine the metabolic changes, whereas the ventilator thresholds 1 and 2 represent the ventilatory response to the metabolic changes. VT1 represents the subsequent increase of ventilation and CO₂-output relative to oxygen uptake as a consequence of an increase of lactate and a necessary lactate buffering. VT2 is characterized by an exceeding of lactate-steady-state, resulting in excess lactate, metabolic acidosis and overproportional rise of ventilation. The operational concept describes the method, which is used for determination of the different lactate and ventilatory thresholds. In a further step this can be completed by indicating the exercise protocol which was applied.

Schlüsselwörter

metabolische Schwellen - Laktatschwelle - ventilatorische Schwelle - Spiroergometrie

Keywords

metabolic threshold - lactate threshold - ventilatory threshold - cardiopulmonary exercise testing

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