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Nutzen der Laboranalytik

Bedeutung und Umgang mit inter-individueller Variabilität bei Sportlern

 

Das Resultat einer Laboranalyse kann durch viele Störgrößen beeinflusst werden, noch lange bevor die eigentliche Messung stattfindet. Diese Phase, welche der Messung vorausgeht, wird auch als „Prä-Analytik“ bezeichnet und ist Schätzungen zufolge für Zweidrittel aller fehlerhaften Laborbefunde verantwortlich.

Es sind jedoch nicht nur methodische Faktoren, wie eine falsche Vorbereitung der zu testenden Personen, eine inadäquate Blutabnahmetechnik oder eine nicht angemessene Probenverarbeitung, die schlussendlich die resultierenden Laborwerte beeinflussen. Auch der Lebensstil der Patientin oder des Patienten kann den Befund mitunter maßgeblich verändern. In diesem Zusammenhang ist besonders das Ausmaß körperlicher Aktivität hervorzuheben, da die irrtümliche Einschätzung eines Laborwertes als „pathologisch“, obwohl die vorhandene Abweichung eher auf eine kürzlich stattgefundene sportliche Betätigung zurückzuführen ist, mit einigen Unannehmlichkeiten, wie z.B. Trainingsstopp oder der Notwendigkeit weiterer Untersuchungen, einhergehen würde [1]. Auch ist zu berücksichtigen, dass sich einerseits kurzfristige Trainingseinheiten in den Blutwerten widerspiegeln können, andererseits der Befund aber auch durch den Trainingsstatus der Patienten (längerfristige Veränderungen) beeinflusst wird. Diese beiden Variablen, rezente „anstrengende Trainingseinheit“ und physiologische Anpassung an „regelmäßiges Training“, können sich zudem in unterschiedlicher Weise auf den Blutbefund auswirken [2]. Vordergründig sind es drei Mechanismen, durch die sich die meisten trainingsbezogenen Veränderungen erklären lassen [2]:

  • Veränderungen des Plasmavolumens
  • gesteigerter basaler Stoffwechsel
  • erhöhter Zelluntergang

Das Zusammenspiel dieser Faktoren führt schließlich zu einer Reihe von trainingsbezogenen Veränderungen der Blutzusammensetzung, die nicht zwingend auf eine pathologische Ursache zurückzuführen sind. 

Trainingsbedingte Veränderungen des Blutbefundes

Akutes Training kann oft zu einer Hypohydratation und damit zu einer Verminderung des Plasmavolumens führen. Demgegenüber ist das Plasmavolumen bei trainierten Menschen jedoch häufig größer als bei untrainierten Personen. Dies zeigt sich mitunter bei den Komponenten des roten Blutbildes, wo trainierte Athleten durch ihr gesteigertes Plasmavolumen schlussendlich geringere Hämoglobin- und Erythrozytenkonzentrationen aufweisen. Der gesteigerte intramuskuläre Blutfluss während des Trainierens bewirkt eine Minderdurchblutung der Nieren, was im Anschluss an eine anstrengende körperliche Belastung zu einer transienten Proteinurie führt. Die Kreatininkonzentration ist direkt im Anschluss an das Training ebenfalls erhöht, wohingegen kontinuierliches Training zu einer Senkung der basalen Kreatininspiegel führt. Ebenfalls ist nach akuter Belastung eine Steigerung von zirkulierenden Hormonen wie Cortisol, Wachstumshormon und Testosteron zu verzeichnen, wobei sehr lange anhaltende Belastungen wieder zu einem Absinken des Testosteronspiegels führen können. Durch den vermehrten Zelluntergang und die damit verbundenen Entzündungsprozesse stellen sich direkt nach einer anstrengenden Trainingseinheit z.B. eine Steigerung der Leukozytenkonzentration, sowie ein vermehrtes Ausschütten von Akute-Phase-Proteinen, wie u.a. CRP, Interleukin 6, Ferritin, von Willebrand-Faktor und Gerinnungsfaktor VIII ein. Darüber hinaus werden durch den Zellschaden selbst intrazelluläre Bestandteile, in erster Linie aus Skelettmuskel und Leber, frei (ALAT Alanin Aminotransferase, ASAT Aspart-Aminotransferase, LDH Laktatdehydrogenase, CPK Creatininphosphokinase) [2]. Basal zeigen Ausdauersportler außerdem niedrigere Leukozytenkonzentrationen als Teamsportler [3]. Die ärztliche Kunst liegt also darin, pathologische Veränderungen von durch den Lebensstil bedingten, physiologischen Auslenkungen zu unterscheiden. Da die Blutwerteveränderungen nicht wahllos, sondern gewissermaßen gerichtet auftreten, ist es darüber hinaus unter Umständen auch möglich, aufgrund einer spezifischen Befundkonstellation auf den Trainingszustand zu schließen.

Fallbeispiel 1: Übertrainingssyndrom

Das plötzliche Abfallen der sportlichen Leistungsfähigkeit, welches nicht durch eine organische Ursache erklärbar ist und sich nach einer zwei- bis dreiwöchigen Regenerationsphase noch nicht vollständig rückgebildet hat, stellt speziell unter Leistungssportlern eine gefürchtete Funktionsstörung dar. Der Sportmediziner spricht in diesem Fall von einem Übertrainingssyndrom [4]. Obwohl die Diagnose dieses Phänomens nicht allein auf Laborwerte gestützt werden soll [4, 5], gibt es hier doch einige Blutparameter, welche die klinische Entscheidungsfindung erleichtern können. In diesem Zusammenhang sind in der Frühphase des Syndroms oft eine Verminderung von Speichereisen (Ferritin), TSH (Thyreotropin) und LH (Luteinisierendes Hormon), sowie ein Anstieg von FSH (Follikelstimulierendes Hormon), Harnstoff, Harnsäure und CPK zu vermerken. In weiterer Folge stellen sich dann unter Umständen zusätzlich Blutbildauffälligkeiten (Anämie und Leukopenie), sowie Konzentrationsabnahmen metabolischer Parameter (Glukose, Laktat, Blutfette) und von Hormonen (fT3, FSH, fTestosteron, Corticotropin und Cortisol) ein [5]. Die alleinige Betrachtung von Basalwerten ist hier jedoch keineswegs ausreichend, da wie oben beschrieben, häufig bei Sportlern physiologisch auftretende Blutwerteveränderungen ähnliche Abweichungen (Harnstoffanstieg durch Hämokonzentration, CPK-Anstieg durch erhöhten Zelluntergang bei intensiver Muskelbeanspruchung, etc.), jedoch ohne wesentliches klinisches Korrelat, bewirken können. Darum sollte ausschließlich eine sequenzielle Beurteilung, z.B. von Harnstoff als Marker eines verstärkten Eiweißabbaus, erfolgen, wobei erst über Tage hinweg relativ zu den individuellen Basalwerten bestehende Erhöhungen relevante Hinweise liefern können[4].

Fallbeispiel 2: Marathonstudie

Im Rahmen der Wiener Marathonstudie haben Forscher der MedUni Wien Biobank und der Krankenfürsorgeanstalt der Bediensteten der Stadt Wien 47 ältere Marathonläufer und –radfahrer für drei Jahre lang verfolgt [6]. Durch die Werte einer Blutabnahme (ALAT, Harnstoff, Myeloperoxidase als Surrogatmarker für Entzündung, Gesamtcholesterin und Folsäure) zu Beginn der Studie war es den Forschern möglich, die Leistungsentwicklung der Sportler zwischen Studieneinschluss und Studienende mit hoher Genauigkeit vorherzusagen (Sensitivität: 100 % bzw. 79 %, Spezifität: 89 % bzw. 63 %, ermittelt aus zwei unabhängigen Subgruppen).

Fazit

Ca. dreiviertel aller klinischen Entscheidungen werden aufgrund von Laborwerten getroffen [7]. Somit stellen Blut- und Harnanalysen auch in der Sportmedizin eine wertvolle Methode dar, um wichtige Hinweise auf körperliche Einschränkungen oder gar Kontraindikationen zu erhalten und klinische Hypothesen zu bestätigen. Nichtsdestotrotz müssen insbesondere bei Sportlern immer auch lebensstilbezogene Auswirkungen auf die Blutzusammensetzung mitberücksichtigt werden, um unnötige Folgeuntersuchungen zu vermeiden. Durch diese erhöhte inter-individuelle Variabilität sind Laborbefundkonstellationen für die Diagnostik von pathologischen Phänomenen, wie etwa dem Übertrainingssyndrom, nur eingeschränkt brauchbar und sollten in jedem Fall sequenziell und mit Bezug auf die individuellen Basalwerte interpretiert werden. Eine genaue Anamnese, sowie eine gewissenhafte körperliche Begutachtung sind daher unabdingbar. Welche Chancen die Messung der Veränderungen, die die „Störgröße Training“ bewirkt, für die Sportmedizin hat, wird gegenwärtig untersucht. In ersten Studien war es bereits möglich, die zukünftige körperliche Entwicklung mittels eines Bluttests vorherzusagen. Es sind jedoch noch weitere Untersuchungen nötig, bis ein derartiges Markerprofil in der Sportmedizin Anwendung finden wird. 

 

Literatur
[1] Lippi, G., et al., Laboratory medicine and sports: between Scylla and Charybdis. Clin Chem Lab Med, 2012. 50(8): p. 1309 – 16.
[2] Sanchis-Gomar, F. and G. Lippi, Physical activity – an important preanalytical variable. Biochem Med (Zagreb), 2014. 24(1): p. 68 – 79.
[3] Wu, H.J., et al., Effects of 24 h ultra-marathon on biochemical and hematological parameters. World J Gastroenterol, 2004. 10(18): p. 2711-4.
[4] Urhausen, A. and W. Kindermann, Aktuelle Marker für die Diagnostik von Überlastungszuständen in der Trainingspraxis. Dtsch. Z. Sportmed, 2000. 51(7): p. 8.
[5] Knechtle, B., Aktuelle Sportphysiologie: Leistung und Ernährung im Sport. 2002, Basel: Karger.
[6] Haslacher, H., et al., A combination of routine blood analytes predicts fitness decrement in elderly endurance athletes. PLOS ONE, 2017. 12(5): p. e0177174.
[7] Islin, H. Interpretation of laboratory results. 2010  2017-09-26]; Available from: https://acutecaretesting.org/en/articles/interpretation-of-laboratory-results.individueller Variabilität bei Sportler

 

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Der Autor

Mag. Dr. med. univ. Helmuth Haslacher, BSc BA ist Molekularbiologe und Assistenzarzt für medizinische und chemische Labordiagnostik an der Medizinischen Universität Wien, wo er überdies als stellv. Leiter der MedUni Wien Biobank und als Qualitätsmanager des österreichischen Biobankenkonsortiums BBMRI.at fungiert. Sein Forschungsinteresse gilt u.a. der Untersuchung von präanalytischen Einflussfaktoren sowie den Auswirkungen von physischer Aktivität auf die körperliche und psychische Gesundheit.

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