Training + Regeneration = Erfolg

Im Spitzensport sind alle Nationen seit Jahren dabei, eine Erfolgsformel für ihre Sportler zu ermitteln. Die Variable „Training“ wird seit mehr als 100 Jahren intensiv erforscht. Die Naturwissenschaften liefern alle paar Jahre wieder neue Erkenntnisse, wie Training noch besser dosiert, gesteuert und individualisiert werden kann. So gibt es mittlerweile schon individuelle Trainingsempfehlungen unter Berücksichtigung von genetischen Merkmalen und Körpertypen. 

Die Variable „Regeneration“ ist dagegen nach wie vor eine „Unbekannte“, mit nur ein paar gut erforschten Konstanten. Noch immer wissen wir nicht genau, was wir qualitätsgesichert anwenden oder empfehlen können, um die Regeneration zu optimieren oder zu beschleunigen. Organisationen, Verbände und Vereine konnten sich bisher nicht auf einheitliche Verfahren und Protokolle einigen. Und dies, obwohl seit 2012 eine Studie unter Leitung des Bundesinstituts für Sportwissenschaften zu diesem Thema läuft. Den aktuellen Forschungsstand können Sie jederzeit unter www.regman.de einsehen.

Schlaf und Regeneration

Im Dezember 2018 fand die Eishockey WM U20 Division I in Füssen statt. Die Deutschen Nationalspieler wurden die komplette Zeit von der Universität Bochum untersucht und betreut. Spitzensportler werden dafür bezahlt, Höchstleistungen zu erbringen – und alle die dies über mehrere Jahre machen, nehmen die Regeneration und vor allem den Schlaf sehr ernst. Tom Brady, LeBron James und Roger Federer schlafen je nach Grad der physischen Anstrengung bis zu 10,5 Stunden pro Nacht. Die Normalbevölkerung ist jedoch weit von dieser Schlafquantität entfernt. In Deutschland schlafen 24 % der Menschen weniger als 6 Stunden [1].

Fehlende Regeneration und zu wenig Schlaf wirken kurzfristig negativ auf unsere Laune und Leistungsfähigkeit aus, aber mittel- und langfristige werden folgenden Krankheitsrisiken dramatisch erhöht [2]:

• Diabetes
• Herzkrankheit
• Depression
• Hormonelle Störungen
• Krebs

In unserem tiefsten Inneren haben wir immer noch ein schlechtes Gewissen, wenn wir über Ruhepausen und Erholung nachdenken. Im Frühjahr sind die Praxen voll mit Sportlern, die sich im Rahmen guter Vorsätze für das neue Jahr „mehr Sport“ auf die Fahnen geschrieben haben. Viele von ihnen haben es leider übertrieben und zu viel, zu häufig oder mit mangelnder Bewegungsqualität trainiert. Was bisher aber noch nie vorgekommen ist, dass Sportler einen Arzt wegen eines „Überregenerations-­Syndroms“ aufgesucht haben.

Was ist Regeneration?

Regeneration ist die Summe aller Prozesse, die im Körper im Anschluss an eine Belastung ablaufen. Das gemeinsame Ziel dieser Prozesse ist die Wiederherstellung des physiologischen Gleichgewichts (der sogenannten Homöostase). Sobald das Gleichgewicht wiederhergestellt wurde, kann ein Anpassungsprozess eingeläutet werden, der Superkompensation genannt wird. 

Regenerationsprozesse:

• 1. Wiederauffüllen der Energiespeicher (Glykogen)
• 2. Wiederauffüllen der verlorenen Mineralstoffe und des Körperwassers
• 3. pH-Wert Regulation
• 4. Regulation der Körpertemperatur
• 5. Entzündungsregulation
• 6. Ausschüttung an Sexualhormonen und Wachstumshormone (damit wir nicht nur auf das Ausgangsniveau der Leistung zurückkehren, sondern sogar mit der Zeit besser oder robuster werden)
• 7. Psychische/mentale Erholung
• 8. Motorische und kognitive Lerneffekte

Die Regeneration stellt eine perfekte Integration der drei folgenden unterschiedlichen Physiologischen-Prozesse dar, die alle gleichzeitig und synergistisch in unserem Körper ablaufen:

• biochemische Prozesse (Stoffwechsel, Entgiftung, Immunsystem, Verdauung)
• bioelektrischer Prozesse (Zentrales und Periphäres Nervensystem, inkl. Kommunikation zwischen Körperarealen)
• biomechanische Prozesse (Körperhaltung, Bewegung, Lymphsystem, Verdauung)

Diese drei ganz unterschiedlichen Funktionsweisen eröffnen uns drei komplett unterschiedliche Herangehensweisen an das Thema Regeneration.

Regeneration quantifizieren

Es gibt derzeit viele unterschiedliche Ansätze, um Regeneration, Stress und Schlaf mit Zahlenwerten zu belegen. Es existieren sehr viele Gadgets auf dem Markt, die eine pseudowissenschaftliche Genauigkeit in puncto Schlafmessung vorgeben. Überprüft und hinterfragt man deren wunderhübsche Grafiken, bleibt oftmals nicht mehr viel von deren Aussagekraft übrig.

• 1. Bewegungssensoren in Wearables (z. B. fitbit)
• 2. Puls-Brustgurte (z.B. Polar H7)
• 3.Langzeit-EKGs mit Accelerometrie (z.B. Nambaya)
• 4.Optische „photo-pletysmographische“ Sensoren (z.B. Smartwatches und Oura Ring)
• 5.Piezoelektrische elektromechanische Streifen (z. B. EmfitQS)
• 6.Laborparameter (Cortisol, Testosteron, CK, CRP, etc.)
• 7. Fragebögen (z.B. ARRS)

Generell raten wir vom Einsatz von Wearables, welche nur mittels Accelerometrie die Regeneration quantifizieren, ab. Wearables und Smartwatches, welche die Belastung und Regenration mittels Accelerometrie und Photoplethysmographie (PPG) bestimmen – also Bewegung und Herzfrequenz integrieren- nehmen durch den technischen Fortschritt in der Genauigkeit immer mehr zu. Tagsüber entstehen bei intensiver Bewegung nach wie vor Artefakte, die oftmals keine zufriedenstellenden Analysen zulassen. In Ruhe nimmt die Genauigkeit dagegen deutlich zu.

Die Herzfrequenzvariabilität (HRV) ist derzeit einer der vielversprechendsten Marker für die Regulation des autonomen Nervensystems (ANS) und somit auch für den Wechsel von Belastung und Regeneration. Sie erfordert jedoch die Erfassung eines EKG-Signals, um die RR-Intervalle zuverlässig zu erfassen. Mit HRV bezeichnen wir die unterschiedlichen zeitlichen Variationen zwischen den einzelnen Herzschlägen (der sogenannte R-R Intervall aus dem EKG). Die Variabilität nimmt ab, wenn durch Stress, Bewegung oder aber auch Erkrankungen der Puls ansteigt. Und durch Entspannung, Atemtechniken und Meditation steigt die HRV wieder an. Spannenderweise schlägt ein gesundes Herz in Ruhe also gar nicht so rhythmisch wie ein Schweizer Uhrwerk. Unser Herzschlag variiert ständig und passt sich so den physischen und psychischen Umständen / Anforderungen an.

Generell gibt es zwei gängige Methoden für die HRV Messung:

• Kurzzeit-HRV HRV-Messung von 2-15 Minuten
• Langzeit-HRV HRV-Messung über 12-24-Stunden

Die HRV wird durch folgende Faktoren beeinflusst:

• Physische Aktivität (Bewegung / Sport)
• Stress-Empfinden
• Emotionale Prozesse
• Regeneration
• Lage- oder Richtungswechsel
• Atmung (forciertes Ein- oder Ausatmen
• Autonomes Nervensystem (ANS)

Da sowohl psychische als auch physische Effekte die HRV beeinflussen, konzentrieren wir uns auf die Langzeit Messung, da hier kurzzeitige Effekte nicht zu falsch positiven oder negativen Ergebnissen führen.

HRV-Indizes aus der PPG-Analyse (Pulsratenvariabilität oder PRV) sind derzeit schon in der Erprobung. Die erzielten Ergebnisse deuten darauf hin, dass die PRV als Alternative für die HRV-Analyse bei gesunden Probanden in Ruhe verwendet werden kann. Nach Belastungen oder bei Herzpatienten sind die Ergebnisse leider nur mit Vorsicht zu verwenden [3]. Auch die klassischen Pulsgurte sind oftmals ebenso ungeeignet, da der Pulsgurt in der Nacht oft als unangenehm bewertet wird und die Abtastrate des Herzschlags in der Regel für eine genaue Bestimmung der R-R Abstände zu gering ist. Die Pulsgurte sammeln die Daten mit einer Frequenz von 60 Hz. Um aber ein halbwegs genaues Bild der HRV zu bekommen, benötigen wir jedoch mindestens 250 Hz oder noch besser 500 Hz. Diese medizinisch genauen Daten liefern die aktuelle Generation EKG Recorder. Die wasserdichten Bittium Faros 180 und 360 EKG-Rekorder ermöglichen zusammen mit einer Patch-­Elektroden Langzeit-EKG-Aufnahmen für jeweils drei bis sieben Tage. Dabei können die Patienten und Sportler körperlich aktiv sein, Sport treiben und duschen, ohne den Rekorder zu entfernen oder die Aufnahme stoppen zu müssen.

Die piezoelektrischen Streifen, die erstaunlicherweise unter der Matratze platziert werden, eigenen sich sehr gut zur Verlaufskontrolle, da sie nicht invasiv sind und von den Sportlern und Patienten als überhaupt nicht störend empfunden werden. Durch die Matratze den Herzschlag messen klingt zunächst verrückt, ist aber schon seit ein paar Jahren Realität. Wir können den Herzschlag und sogar die Atmung durch die Matratze hindurch messen. Zudem können die Sensoren recht exakt die Bewegungen und Unruhe während des Schlafs aufzeichnen. Ein weiterer nicht zu unterschätzender Vorteil dieser Geräte ist, dass wir als Ärzte und Betreuer aus der Ferne in die Schlafdaten unserer Klienten einsehen können. Nicht nur die verwendete Mess-Methode, sondern auch die gezielte Auswahl der Algorithmen bestimmt die Aussagekraft der Schlaf- und Regenerationsanalysen. Daher bedarf es manchmal noch die kritische Betrachtung eines geschulten Experten, um gezielte Empfehlungen zur Optimierung der Regeneration zu geben- und nicht nur der Blick auf das Smartphone.

Literatur

[1] TK-Schlafstudie 2017

[2] Foley D, et al. Sleep disturbances and chronic disease in older adults: Results 2003 of the National Sleep Foundation Sleep in America Survey. J Psychosom Res 2004;56:497–502

[3] Pinheiro N et al. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2016 Aug; 2016:2945–2949