EKE: Bestimmung der Ausdauerleistungsfähigkeit mittels Gasaustausch- und Herzfrequenz-Kinetiken beim körperlichen Training

Um in der Schwerelosigkeit dem Verlust an körperlicher Fitness entgegenzuwirken, müssen Astronauten ein vielfältiges körperliches Training absolvieren, bei dem die Erhaltung der Ausdauerleistungsfähigkeit ein bedeutendes Ziel darstellt. Zur Leistungsbeurteilung im Sport, am Arbeitsplatz oder auch bei Astronauten ist es üblich, die Ausdauerleistungsfähigkeit mit Hilfe von Ausbelastungstests zu bestimmen und diese zum Beispiel durch die maximale Sauerstoffaufnahme zu beurteilen. Bei Ausbelastung geht der Proband bis an die Grenze der körperlichen Leistungsfähigkeit.

Will man dies vermeiden, bietet die Erfassung des Zeitverlaufs der muskulären Sauerstoffaufnahme nach Leistungsänderungen bei leichten bis mittleren Belastungsintensitäten eine mögliche Alternative, die bislang aber noch nicht allgemein eatbliert ist. Hier setzt das ISS-Projekt EKE (Exercise-Kinetics-Experiment) der Deutschen Sporthochschule Köln an.

Da es nicht möglich ist, die Sauerstoffaufnahme in den Muskeln nicht-invasiv ohne großen Aufwand zu messen, muss durch Messung der Sauerstoffaufnahme bei der Atmung, der Abschätzung des Herzzeitvolumens und Annahmen über das venöse Blutvolumen zwischen der beteiligten Muskulatur und der Lunge auf die muskuläre Sauerstoffaufnahme zurückgerechnet werden.

Geplant sind spezifische Belastungstests, die vor und nach dem Aufenthalt in der Schwerelosigkeit sowie auf der Internationalen Raumstation ISS durchgeführt werden sollen. Dabei werden neben dem respiratorischen Gasaustausch auch die Herzfrequenz und zu definierten Zeitpunkten das Herzzeitvolumen bestimmt. Während des Aufenthaltes auf der ISS werden Daten von Leistungstests zur Bestimmung der maximalen Sauerstoffaufnahme genutzt. Diese Daten werden mit den auf der Erde gewonnen Referenzen in das Modell eingerechnet.

Das Ziel ist die Entwicklung einer Methodik, mit der man die körperliche Leistungsfähigkeit anhand der Veränderungen der Sauerstoffaufnahme und der Herzkreislaufparameter in Abhängigkeit der Belastungsintensität abschätzen kann. Diese Daten können mit entsprechender Instrumentation während des Trainings begleitend erhoben werden, womit häufige Leistungstest bis zur Erschöpfung vermieden werden. Während eine Ausbelastung beim Sportler akzeptabel ist, könnte diese neue so genannte Niederleistungsdiagnostik dann auch bei Kindern und Patienten eingesetzt werden.

EKE:

Exercise Kinetics Experiment

Forschungsgebiet:Humanphysiologie
Zeitraum: ab Sommer 2009
Einsatzbereich:US Lab und Columbus
Partner:ESA/NASA
Status:geplantes Experiment
Ansprechpartner: Dr. Uwe Hoffmann, Deutsche Sporthochschule Köln

Zuletzt geändert am: 16.06.2011 16:43:54 Uhr

URL dieses Artikels

  • http://www.dlr.de/dlr/desktopdefault.aspx/tabid-10342/538_read-599/

Atmungsmessung während eines DLR-Parabelflugs

Atmungsmessung während eines DLR%2dParabelflugs

Für das EKE-Experiment untersuchten Wissenschaftler während eines DLR-Parabelflugs die Atmung eines Probanden. Ziel des EKE-Experiments (Exercise Kinetics Experiment) ist es, anhand der Veränderungen der Sauerstoffaufnahme und der Herzkreisparameter, die körperliche Leistungsfähigkeit des Probanden bestimmen zu können.

Links

  • Deutsche Sporthochschule Köln
    (https://www.dshs-koeln.de/wps/portal)