Diabetes mellitus und Sport

Diabetes mellitus und Sport
OA.Dr. Edmund Cauza
Inhalt:
I: Einleitung
II: Trainingsformen:
A: Ausdauertraining
B: Krafttraining
C: Kombiniertes Kraft- und Ausdauertraining
III: Effekte von Training auf :
a: Metabolische Kontrolle und Insulinsensitivität
b: Körpergewicht und Fettzusammensetzung
c: Blutdruck
d: Kardiovaskuläre Risikofaktoren
e: Muskelmasse, Muskelfaser, Transporterproteine und Insulinrezeptoren
IV: Training als Prävention von Diabetes mellitus
V: Therapeutische Empfehlungen und Ausschlusskriterien
VI: Zusammenfassung
I: Die Inzidenz des Diabetes mellitus hat in den letzten Jahrzehnten in den westlichen
Ländern drastisch zugenommen. Wurden noch 1998 weltweit 120 Millionen Diabetiker
geschätzt, wird im Jahr 2010 bereit mit 239 Millionen Patienten zu rechnen sein. Ursachen für
diese rasche Progredienz sind einerseits eine Fehlernährung und andererseits die fehlende
körperliche Betätigung. Bereits in der Vor- Insulinära (1915) erkannte Allen, das durch
körperliche Belastung ein blutzuckersenkender Effekt erzielt werden kann. Nach Einführung
des Insulins in die Therapie des Diabetes mellitus demonstrierte Lawrence, dass die Wirkung
des Insulins durch körperliche Aktivität deutlich verstärkt wird.
Die therapeutischen Vorteile dieser Synergie von Insulin und Muskelarbeit waren so
überzeugend, dass schließlich 1935 Joslin die körperliche Bewegung neben Insulin und
Diät/Medikamente als eine der 3 Grundsäulen der Diabetikerbehandlung propagierte.
• Diabetes mellitus Typ 1
• Diabetes mellitus Typ 2
• Schädigung des
Bauchspeicheldrüse
• Fehlende eigene
Insulinproduktion
• Insulintherapie notwendig
• Meist jüngere Patienten
• Fehlernährung,
Bewegungsmangel
• Häufig ältere Patienten
• Atrophie- Verlust an
Muskelmasse
• Verminderte
Insulinrezeptoren und
Insulinsensiti vität,
• ªVermehrte
Insulinfreisetzung
• ª Insulinresistenz
• ª Hypertonie und
Arteriosklerose
• ªMetabolisches
Syndrom
Sport und Training sind zu wichtigen Maßnahmen in Primär- und Sekundärprävention
geworden. Bereits beim „Vorstadium“ des Diabetes mellitus 2 dem metabolischen Syndrom
(unter dieser Bezeichnung werden, verursacht durch Insulinresistenz, eine Reihe von
Stoffwechselstörungen zusammengefasst) sollte es unser Ziel sein unverzüglich einzugreifen.
Wenn man davon ausgeht, dass diese typische Zivilisationskrankheit durch viele Jahre besteht
und kontinuierlich in einem manifesten Diabetes mellitus übergehen kann, ist es durchaus
verständlich worum so viele Patienten mit DM 2 bei Diagnosestellung bereits schwere
arteriosklerotische Veränderungen aufweisen.
Da dem Diabetes mellitus Typ 1 eine fehlende Insulinproduktion zugrunde liegt, sind durch
Ausdauer- bzw. Krafttraining andere Effekte zu erzielen als beim Insulinresistenten Diabetes
mellitus Typ 2.
Natürlich ist auch bei Diabetes mellitus Typ 1 Sport zu empfehlen und führt neben einer
Verbesserung der Leistungsfähigkeit und Verbesserung der psychosozialen Gesamtsituation
zu einer Reduktion der Insulin Tagesdosis.
II: Trainingsformen:
A: Ausdauertraining: In mehreren rezenten Studien konnte ein positiver Effekt durch
Ausdauertraining bei Diabetes Patienten bewiesen werden.
B: Krafttraining: Es sind nur wenige Daten über die Auswirkung von Krafttraining bei
Diabetes mellitus zum jetzigen Zeitpunkt vorhanden.
Die Muskelzelle stellt eine Hauptrolle bei der Entstehung der Insulinresistenz beim DM 2
Patienten dar. Die Entwicklung einer Insulinresistenz führt zu einer verminderten Aufnahme
von Blutzucker in der Muskelzelle. Zusätzlich kommt es zwischen dem 20. und 70.
Lebensjahr zu einem 40% Rückgang der Muskelmasse mit Verlust der Anzahl an Kapillaren.
Durch Krafttraining kann ein Zuwachs an Muskelmasse mit einer erhöhten Durchblutung und
Transitzeit von Blut in den Skelettmuskel erreicht werden, das wieder eine verbesserte
Aufnahme von Insulin und Glucose von Plasma in Muskelzelle bedeut. Es ist also ein
positiver Effekt auf Insulinwirkung (Reduktion von Insulinresistenz und Hyperinsulinämie
vorstellbar).
C: Kombiniertes Kraft- und Ausdauertraining:
Am Beginn jedes Sportprogrammes sollte zwecks Ausschlusses einer chronischen bzw.
akuten Erkrankung eine medizinische Gesamtuntersuchung stehen.
Um eine sicheres und zielführendes Training durchführen zu können, ist die Einhaltung
einiger Regeln notwendig.
Studiendesign
• 40 Patienten mit DM 2
• DM 2 mit OAD oder Insulintherapie
(max. 6 Mo)
• je 20 Patienten für Ausdauertraining
und je 20 Patienten Krafttraining
• Trainingsphase 4 Monate
• Untersuchungen
• Männer und Frauen zwischen 50-70a
Welche Ausdauer-Sportarten sind für Patienten mit DM2 besonders geeignet?
Allgemein gesprochen müssen diese Sportarten sein, bei denen mindestens ein 1/6 der
gesamten Muskelmasse bewegt wird. Dies sind zum z.B.: "Bergauf" Gehen und Laufen. Am
Anfang der Trainingsphase sind auch besonders Sportarten, bei denen der Bewegungsapparat
nicht das gesamte Körpergewicht tragen muss empfehlenswert, wie zum Beispiel Schwimmen
und Radfahren.
Wie sollte nun ein korrekt durchgeführtes Training ablaufen?
Wie auch bei jedem Medikament muss Training richtig dosiert sein. Wenn man einen
medizinischen Effekt mit körperlichem Training erzielen will, gibt es ähnliche Probleme.
Wird zu wenig trainiert wird der gewünschte Effekt ausbleiben, wird übertrainiert ist ebenfalls
eine " Vergiftung" möglich, eine Überforderung, die im Extremfall mit schwerwiegenden
Folgen bis hin zum Herzinfarkt führen kann. Da der Begriff körperliche Bewegung ein sehr
vielschichtiger ist (von Gartenarbeit bis Marathonlauf) und von jedem anders verstanden
wird, ist es wichtig ihn richtig zu definieren. Wenn es sich bei einer sportlichen Tätigkeit um
eine ärztlich empfohlene körperliche Bewegung handelt, sollte man lieber von medizinischer
Trainingstherapie sprechen. Da beim Patienten mit DM und metabolischen Syndrom vor
allem jenes Ausdauertraining, bei dem der Haupt-Energielieferant das Fett ist, wichtig ist (in
der Leistungsmedizin nennt man diese spezielle Form des Ausdauertrainings extensives
aerobes Ausdauertraining) ist eine exakte Quantifizierung des Trainings, welches durch 4
Meßgrößen festgelegt wird, notwendig. Diese 4 Maßzahlen stehen im engen Kontakt
zueinander und es müssen immer drei der 4 Begriffe einen bestimmten Mindestwert
überschreiten, damit der gewünschte Trainingseffekt erzielt werden kann.
1: Intensität
2: Dauer
3: Häufigkeit
4: Wöchentliche Trainingsnettozeit
ad 1: Die Intensität der Belastung: Dies ist die während eines Trainings angewandte Belastung
bezogen auf die individuelle maximale Leistungsfähigkeit. Letztere sollte durch einen
leistungsdiagnostischen Test (z.B. Ergometrie) ermittelt werden. Der Schwellenwert ist dabei
50% wobei beim extensiven Ausdauertraining ein Intensitätsbereich von 55%-65%
anzustreben ist. Die Trainingsherzfrequenz (HFtr) läßt sich aus folgender Formel ableiten:
HFtr: HFruhe + (HFmax - Hfruhe). 0,6 ± 5 Schläge
(HFruhe: HF nach 5 min Pause)
Die Trainingsherzfrequenz läßt sich am Besten durch einen Pulsfrequenzmesser kontrollieren
(z.B.: POLAR®).
Sollte eine leistungsdiagnostische Untersuchung mit Ergometrie nicht durchführbar sein, ist
die Richtigkeit der Trainingsintensität mit Pulsmessungen zulässig, diese sollte dann
130Schläge/pro Minute während der Trainingsphase betragen ( Allgemeine Ratschläge wie
Laufen ohne Schnaufen, oder nur so schnell, daß man sich gerade noch unterhalten kann
können hier als ungefähre Richtlinien sehr hilfreich sein). Ansonsten gelten die allgemein
gültigen Trainingsziele.
ad 2: Die Belastungsdauer: Unter Belastungsdauer versteht man die Zeit in der ein Training
wirksam mit ausreichender Intensität ausgeübt wird. Zu Trainingsbeginn muß eine Dauer von
mindestens 10 Minuten erreicht werden (die Aufwärmzeit ist nicht includiert) und ist mit
Fortdauer der Trainingsperiode nach oben offen. Dauert das Training mit richtiger Intensität
kürzer, kann kein gewünschter Trainingseffekt erzielt werden.
ad 3: Häufigkeit: Unter Häufigkeit versteht man die Anzahl der Trainingseinheiten die pro
Woche mit richtiger Intensität und Dauer durchgeführt werden. Auch hier gibt es wieder ein
Mindestmaß, nämlich 2 Trainingseinheiten pro Woche. Sollte auch hier das Minimum von
2mal pro Woche nicht erfüllt werden, wird der gewünschte Trainingseffekt ausbleiben. Mit
fortlaufender Trainingsdauer kann die Häufigkeit auf 3-4/ Woche erhöht werden.
ad 4: Wochentrainingszeit: unter der wöchentlichen Nettotrainingszeit (WTNZ) versteht man
die Summe der Trainingszeiten, die innerhalb einer Woche mit richtiger Intensität (als mit
einer Traininsherzfrequenz von mindestens 50% der max. Leistungsfähigkeit), mit richtiger
Dauer (mindestens 10 Minuten) und ausreichender Häufigkeit (also mindestens 2x/Wo)
absolviert worden sind. Sollte nur eine der 3 Voraussetzungen nicht erfüllt worden sein( z.B.:
man konnte diese Woche aus beruflichen Gründen nur einmal Trainieren, auch wenn man
dies dann doppelt solange, bzw. besonders intensiv durchgeführt hat), wird der gewünschte
Trainingseffekt ausbleiben.
Wird jetzt eine angemessene Wochentrainingszeit 6-8 Wochen eingehalten so ist der maximal
mögliche Effekt erreicht und es kann bei Beibehaltung dieses Trainingsprogrammes keine
weitere Steigerung der Leistungsfähigkeit erzielt werden. Sollte eine weitere Steigerung der
Leistungsfähigkeit angestrebt werden ist eine Erhöhung der WNTZ um 25-50% notwendig
(würde eine Erhöhung der Trainingszeit um 5min/ pro Trainingseinheit entsprechen). Dies
kann dann solange durchgeführt werden bis entweder die individuell angestrebte LF erreicht
wird, bzw. die für sportliche Tätigkeit verfügbare Zeit erschöpft ist.
Eine weitere Regel in der Sportmedizin ist die Angemessenheit des Trainings:
Man muß bei der wöchentlichen Nettotrainingszeit ( WNTZ) darauf achten, daß eine
ausreichende Erholungs- und Regenerationszeit eingehalten wird. Allgemein gilt, ist die
WNTZ gering, ist nur eine geringe Regenerationszeit notwendig, ist sie hoch bedarf es einer
längeren Erholungsphase.
Als abschließende Regel sollte die notwendige Ganzjährigkeit des Trainings erwähnt werden.
Jede Unterbrechung der Trainingsphase, bzw. reduzieren der WNTZ hat eine Verminderung,
bis den Verlust der erreichten Leistungsfähigkeit zur Folge.
B: Krafttraining:
1:Intensität für das Krafttraining: Krafttrainings wird an Fitneßgeräten durchgeführt werden,
wie Sie in Kraftkammern normalerweise eingesetzt werden. Beim Krafttraining ist die
Intensität jenes Trainingsgewicht für eine bestimmte Übung, dass mximal bei einer
Wiederholung erreicht werden kann. Bei gleicher Intensität ist also das Trainingsgewicht für
verschieden kräftige Muskelgruppen unterschiedlich. Es muß daher für jede Muskelgruppe
gesondert bestimmt werden.. Mit zunehmendem Krafttrainingszustandes steigt die Schwelle
an, nach 8 Wo wird bei der nochmalige Bestimmung des 1RM die neue gesteigerte
Schwellenintensität bestimmt.
2: Die Dauer und Häufigkeit des Krafttrainings: Die Belastungsdauer entsteht bei
dynamischen Muskeltraining durch das pausenlose Wiederholen ein und der selben Übung
mit einem Trainingsgewicht mit ausreichender Intensität. Diese wird beim Krafttraining ein
Satz genannt. Die Wiederholungszahl pro Satz und somit die Belastungsdauer wird so
bestimmt , daß die letzte Wiederholung die 10. bis 15.ist. Nur in den ersten 2
Trainingswochen wird das Gewicht herabgesetzt um die Muskulatur an diese Belastung zu
gewöhnen. Nach diesen zwei Wochen werden 3 Sätze pro Muskelgruppe innerhalb einer
Woche durchgeführt. Nach 6 Trainingswochen ist eine Steigerung auf 6 Sätze für jede
Muskelgruppe pro Woche günstig.
BG
HbA1C
HDL-C
TC
LDL-C
TG
10.5
2.4
0.4
-1.6
-0.4
1
-4.6
-5.4
-11.3
-11.9
-15
-28
-34.5
m m /H g
Blutdruckveränderung
160
140
120
100
80
60
40
20
0
141,2
137,7
121,8
119,3
82,3
RR syst RR syst RR
prä
post diast
prä
76,3
87,1
RR RR syst RR syst RR
diast
prä
post diast
post
prä
74,4
RR
diast
post
Olympiasieger
• Olympische Spiele
Sydney
• Gary Hall
• Goldmedaille 50m
Freistil
• Weltrekord
Mannschaft 4x100m
Lagen
III:
a: Einfluß eines strukturierten Bewegungsprogrammes auf metabolische
Kontrolle und Insulinsensitivität
Das Therapieziel des Diabetes ist eine nahezu normale Stoffwechseleinstellung um vorallen
dem Auftreten von Mikro- bzw. makrovaskulärer Erkrankungen vorzubeugen
I: Bei Blutzucker und Insulinresistenz:
Unter Ausdauerbelastung kommt es zu einer direkten Senkung des Blutzuckerspiegels: durch
vermehrte Aufnahme von Glucose im trainierten Muskel, es kommt zum Absinken des
Plasmainsulinspiegels – Sport senkt den Insulinbedarf des Diabetikers. Ein sporttreibender
Diabetiker benötigt daher weniger Insulin als ein inaktiver Patient mit Diabetes mellitus.
Ausdauersport verändert das Glucosetransportsystem an der Muskelzelle und die
Insulinempfindlichkeit der Skelettmuskelzelle. Durch körperliches Training kann der
Skelettmuskel insulinunabhängig Glucose aufnehmen. Regelmäßiges aerobes
Ausdauertraining erhöht Insulinempfindlichkeit und Gehalt an Glucosetransportern.
II: Bei arterieller Hypertonie:
In der Behandlung der arteriellen Hypertonie steht meist eine rein symptomatische Therapie
zur Verfügung, eine kausale Therapie ist nur in den seltensten Fällen möglich.
Ähnlich wie beim Einsatz einer Beta-Blocker-Therapie kommt es bei Ausdauertraining zu
einer vagotonen Reaktion (natürlichen Betablockade) welche zu einer Senkung des Ruhe- und
Belastungsblutdrucks führt. Weiteres stellt sich eine Senkung des peripheren Widerstandes
und damit ein vasodilatorischer Effekt ein. Wer jedoch glaubt, dass mit Ausdauertraining
jeder hypertone RR-Wert in den Normbereich gesenkt werden kann, muss leider enttäuscht
werden.. Als ungefähre Richtlinie wird eine Blutdruckreduktion wie bei einer Monotherapie
erreicht. Nur ganz im Gegensatz zur medikamentösen Therapie hält dieser Effekt auch an den
trainingsfreien Tagen an. Der systolische RR reagiert bei Ausdauertraining stärker als der
diastolische. Da die Großzahl der Patienten mit DM2 an einer Borderline- bzw. milde
Hypertonie leiden, sollte diese Form der antihypertensiven Therapie in Betracht gezogen
werden.
III: Bei Fettstoffwechselstörung:
Sie sind eine häufig auftretende Stoffwechselstörung beim Diabetiker und metabolischen
Syndrom. Durch die Oxidation von freien Fettsäuren( zur Energiebereitstellung) aus einer
stimulierten intrazellulären Triglyceridlipolyse kommt es beim Ausdauertraining zu einer
Senkung der Triglyceride (Erhöhte Werte stärker als normale). Natürlich würde sich durch
eine lipidsenkende Diät dieser Effekt deutlich potenzieren.
Im Gesamt-Cholesterien-Bereich ist nur ein bescheidener Einfluss möglich. Jedoch bei der
Auftrennung in das „schlechte“ und „gute“ Cholesterin zeigt sich eine Abnahme der
atherogenen Lipoproteinfraktion ( LDL und VLDL-Lipoproteine) und ein Anstieg der
antiatherogenen HDL-Lipoproteinfraktion.
IV: Bei Adipositas:
Der Effekt von Ausdauersport wird zwar häufig in Frage gestellt, ist auch eine alleinige
Sporttherapie zur Gewichtsreduktion nicht zielführend. Aber in Kombination mit einer
Kalorienreduktionsdiät ist der Summationseffekt der sich aus beiden Therapieformen ergibt,
der einzige, der auch noch nach längerer Zeit anhält.
Ein weiterer günstige Effekt von Ausdauertraining zeigt sich bezüglich
Körperzusammensetzung ( durch Fettverbrennung kommt es zur Reduktion des viszeralen
Fetts, als Langzeitwirkung absinken des Seruminsulinspiegels, Steigerung der
Insulinempfindlichkeit und Abnahme der Insulinresistenz)
Durch die Gewichtreduktion, Veränderung der Körperzusammensetzung , Verbesserung der
Leistungsfähigkeit ,.. wird auch ein positiver psychologischen Effekt erzielt.
Körperliche Aktivität beim Typ I- Diabetiker:
Die beim Typ 2 bekannten Stoffwechselveränderungen (metabolisches Syndrom) liegen beim
Typ 1 Diabetes nicht vor, deshalb sind die oben beschriebenen Effekte durch
Ausdauertraining nicht zu erwarten. Natürlich ist wie bei nicht Diabetiker Sport möglich und
eine Verbesserung der psychosozialen Gesamtsituation,Verbesserung der
Leistungsfähigkeit,... zu erwarten. Die entscheidenden Faktoren die das Blutzuckerverhalten
bei und nach körperlicher Aktivität steuern, sind die schon erwähnten Faktoren Intensität,
Dauer, Häufigkeit, aber auch der Zeitpunkt der körperlichen Aktivität bezogen auf seine
Stoffwechseleinstellung. Da beim Diabetes mellitus 1 immer eine Insulintherapie ( und dies
schon in jüngeren Jahren) notwendig ist, ist eine Kontrolle der Blutzuckerspiegel vor
Sportbeginn notwendig.
Folgende Faustregeln sollten beachtet werden:
Bei BZ< 100mg/dl eine Extra BE vor Sportbeginn.
Bei BZ zw. 100-250 mg/dl kann die Sportfähigkeit als gegeben angesehen werden
Bei BZ > 250-300 mg/dl und Harnketon positiv sollte sportliche Aktivität verschoben werden,
sowie zunächst Insulin verabreicht werden
Bei BZ-Werten über 250-300mg/dl ( = Zustand des Insulinmangels) kommt es bei
Ausdauersport zu einer Zunahme des BZ-Spiegels und Zunahme der Ketonkörper im Blut mit
Gefahr des Ketoazidotischen Komas ( durch verstärkte Wirkung gegenregulatorischer
Hormone, vermehrte Gluconeogenese in der Leber, verminderte Glucoseaufnahme im
trainierten Muskel)
Ist eine sportliche Aktivität von submaximaller Intensität, bzw. längerer Dauer( 60min)
geplant
Bei BZ 80mg/dl zusätzlich 3-4BE
Bei BZ von 80-150mg/dl 2 BE
Wird eine Sportliche Aktivität für einen längeren Zeitraum geplant ist eine Reduktion der
Insulintherapie zu empfehlen (sowohl im Basal- als auch im Bolusinsulinbereich)( 30-60%)
Auch während ( vor allem länger dauernden) sportlicher Betätigung als auch danach sind BZKontrollen durchzuführen ( auch nach dem Sport wird vermehrt Glucose im Muskel
aufgenommen, Cave nächtliche Hypoglykämien)
Ähnliche Empfehlungen kann man natürlich auch beim Insulinpflichtigen Diabetes mellitus 2
machen, weiteres kann bei bestehender oralen Antidiabetischen Therapie beim
nichtinsulinpflichtigen Diabetes eine Reduktion vorzugsweise der Sulfonylharnstoffe
vorgenommen werden.
Wann sollte nicht trainiert werden:
1: Bei BZ > 250-300 mg/dl und Harnketon positiv
2: Bei Einschränkungen der Coronarreserve ( ST-Veränderungen) oder höhergradigen
Rhythmusstörungen im EKG oder klinischen AP-Symptomatik
3: Mikrovaskuläre Schäden: a: bei proliferativen Retinopathien ( Gefahr der Einblutung in
Glaskörper oder Retina unter Belastung- bis zur Netzhautabhebung möglich), b: bei
höhergradigen diabetischen Nephropathie mit Proteinurie und bei diabetische PNP (
Verletzungsgefahr)
4: RR > 190/115mmHg