E. Humpeler AMAS

Egon Humpeler

Die mittlere Höhe – 40 Jahre angewandte medizinische Forschung

The Moderate Altitude – 40 Years of Applied Medical Science

SUMMARY

The aim of this excerpt is to analyse the health effects of a sojourn at moderate altitude on the basis of scientific research done over the last 40 years. The main focus is put on how to approach this topic of health tourism, respectively a vacation in the mountains as a health measurement. The promise of the tourism industry (provider) that the vacation in fact offers health effects has to and can only be proved by science. Moderate altitude refers to altitudes between 1500 and 2500 m, whereas the bottom boarder line is not clarified exactly yet. Many single studies regarding this topic have paved the road over the last 40 years. Starting in 1995 new impulses have been given to science and new scientific discoveries have been made by the two comprehensive studies AMAS that will be presented here in a draft. Keywords: Moderate altitude (1200-2500 m), dissociation curve, metabolic syndrome, health tourism, AMAS (Austrian Moderate Altitude Study).

ZUSAMMENFASSUNG

Ziel dieser Ausführung ist es, die gesundheitlichen Auswirkungen eines Aufenthaltes in mittleren Höhenlagen auf der Basis der letzten 40 Forschungsjahre zu beleuchten. Schwerpunkt ist die gesundheitstouristische Betrachtungsweise dieser Thematik, es geht um den Urlaub in den Bergen gedacht als Gesundheitsmaßnahme. Wenn ein Gesundheitsversprechen durch Urlaub von Seiten des Tourismus gegeben wird, muss der Nachweis einer Gesundheitsförderung erbracht werden, was nur durch Forschung möglich ist. Wenn von mittlerer Höhe gesprochen wird, sind Höhen von 1500 – 2500 m gemeint, wobei die Untergrenze noch nicht ganz geklärt ist. Der Verlauf dieser 40 Jahre war geprägt durch viele Einzelstudien. Ab dem Jahre 1995 waren es die großen

AMAS Studien, die neue Impulse für Forschung setzten und damit neue Erkenntnisse erbrachten, auf die skizzenhaft eingegangen wird. Schlüsselwörter: Mittlere Höhe (1200 – 2500 m), Sauerstoffbindungskurve, Metabolisches Syndrom, Gesundheitstourismus, AMAS (Austrian Moderate Altitude Study)

EINLEITUNG

Ziel dieser Ausführung soll sein, die gesundheitlichen Auswirkungen eines Aufenthaltes in mittleren Höhenlagen auf der Basis der letzten 40 Forschungsjahre zu beleuchten. Im Vordergrund steht dabei die touristisch-gesundheitsorientierte Komponente, also letztlich der Urlaub in den Bergen. Dieses Thema war und ist das besondere Ziel sämtlicher Forschungsaktivitäten. Es ist nicht die Absicht des Autors, einen chronologischen Überblick über alle Publikationen, die sich mit der mittleren Höhe beschäftigen, zu geben, sondern darzustellen, worin die Bedeutung gerade der mittleren Höhen aus gesundheitstouristischem Blickwinkel liegt und warum der Schwerpunkt unserer gesamten Forschungsaktivitäten in diesem Höhenbereich zu finden ist. Die große Bedeutung der Studien anderer Autoren (Burtscher, Domej, Berghold, Jenny, Flora u.a.) ist bekannt und es soll hier nicht gesondert darauf hingewiesen werden.

DEFINITION „MITTLERE HÖHE“

Es werden im Allgemeinen Höhen zwischen 1500 und 2500 m als mittlere Höhen bezeichnet. Da es aber Hinweise gibt, dass schon in tiefer gelegenen Lagen, also schon knapp über 1000 m Veränderungen und Reaktionen des Körpers auftreten können, sollte meines Erachtens die mittlere Höhenlage in Zukunft generell als eine Höhenlage zwischen 1200 und 2500 m definiert werden. Bei einer solchen Festlegung der mittleren Höhe sollte aber gewährleistet sein, dass von diesen Höhenlagen aus höhergelegene Regionen aufgesucht werden können. Die Festlegung auf diese Höhen halte ich deshalb auch für gerechtfertigt, da z.B. eine Altersabhängigkeit in den Reaktionen des Organismus auf die verschiedenen Höhen nicht geklärt ist. Es ist sicher unterschiedlich zu bewerten, ob sich z.B. ein 70-Jähriger oder 17-Jähriger auf 1200 m begibt und dort körperlich aktiv ist.

Mittlere Höhe bedeutet eine Höhe zwischen 1200 und 2500 m. (mit obiger Einschränkung)

Gerade diese mittleren Höhen waren es, die schon in viel früherer Zeit Forscher fasziniert haben. Nathan Zuntz und seine Mitarbeiter berichteten 1906 in ihrem Werk

Höhenklima und Bergwanderungen faszinierend exakt und mit großer Forscherakribie die vielen positiven Seiten des Wanderns in den Bergen (1). Eben ist in den USA die Bedeutung von Nathan Zuntz neu aufgearbeitet und in Buchform zusammengefasst worden.(2)

Während das Ziel der ersten, eigenen Untersuchungen primär dem Aufenthalt vor allem des kranken Menschen in mittleren Höhenlagen galt (3), erweiterte sich das Thema immer mehr und die Bestrebungen gingen in die Richtung, den Aufenthalt in mittleren Höhenlagen als Teil des Urlaubs zu sehen und zu erforschen. Es ist heute sicher wieder ein Gebot der Stunde, den Urlaub zu dem zu machen, was er bei seiner Einführung war, nämlich eine Gesundheitsmaßnahme, worüber beim ersten Teil dieses Kongresses im Rahmen des 3. Zukunftsforums u.a. referiert wurde, vor allem, als es um das Thema Gesundheitstourismus ging.

Die Frage, warum gerade diese mittleren Höhen von großem Interesse sind, lässt sich u.a. damit beantworten, dass diese Höhen von Millionen von Menschen jährlich zu Urlaubszwecken aufgesucht werden, und dass diese Höhen daher im Tourismus eine

Abbildung 1: Verschiebung der Bindungskurve nach rechts und deren AuswirkungenAbbildung 1: Verschiebung der Bindungskurve nach rechts und deren Auswirkungen (Näheres siehe Text)

äußerst große Rolle spielen, weswegen diese Höhen auch manchmal als die „merkantilen“ Höhen bezeichnet werden.

Daneben aber gab und gibt es eine Reihe wichtiger Gründe physiologischer und medizinisch-klinischer Natur, die eine Trennung von mittlerer Höhe bis 2500 m und Höhen darüber auch forschungsmäßig rechtfertigen. Einer dieser Unterschiede ist das Verhalten der Sauerstoffbindungskurve in verschiedenen Höhenlagen. In mittleren Höhen zeigte sich - wie mehrfach festgestellt – eine Rechtsverschiebung der Bindungskurve, ausgedrückt in einer Zunahme des P50 Wertes (4). Diese Rechtsverschiebung der Sauerstoffbindungskurve, gleichbedeutend mit einer Abnahme der Sauerstoffaffinität des Hämoglobins, bedeutet – jedenfalls theoretisch – eine Erhöhung der kapillaren und damit auch des mitochondrialen Sauerstoffpartialdrucks (Abb. 1).

Es soll angemerkt werden, dass diese Verbesserung der mitochondrialen Sauerstoffversorgung durch eine Rechtsverschiebung der Sauerstoffbindungskurve denkbar ist, aber der Nachweis fehlt bis heute. Die Publikation aller bis dorthin gesammelten Daten wurde damals mit dem Kardinal Innitzer Förderungspreis für Medizin durch Kardinal König ausgezeichnet (Abb. 2). Die unterschiedlichen Auswirkungen einer Rechtsverschiebung der Sauerstoffbindungskurve auf die arterielle Sauerstoffsättigung und des gemischt venösen Sauerstoffpartialdrucks in 2000 m und 5000 m Höhe sind in der Publikation von Humpeler und Mairbäurl dargestellt (4).

Abbildung 2: Verleihung des Kardinal Innitzer Förderungspreises durch Kardinal König an Dr. Humpeler

Ein Meilenstein in der damaligen Diskussion der gesundheitlichen Bedeutung der mittleren Höhe war das Internationale Symposium in Innsbruck/Igls, also am selben Ort, wo die Jubiläumstagung 20 Jahre ÖGAHM dieses Jahr stattfand (6). Ein großer Befürworter und wichtiger Förderer der Forschungsaktivitäten in mittlerer Höhe war der damalige Institutschef des physiologischen Institutes der Medizinischen Fakultät der Universität Innsbruck, Prof. Peter Deetjen (in Abb. 3), bei der Eröffnung seines Instituts durch den damaligen Bundespräsidenten Dr. Rudolf Kirchschläger zusammen mit der damaligen Wissenschaftsministerin Frau Dr. Firnberg, Abt Stöger und mit unserem Team. Dieses Institut war dann auch die Heimstätte des Gründungskongresses unserer Gesellschaft im Jahr 1989. In der Folgezeit trat ein junger Assistent in das Institut für Physiologie ein und es kann als besonderer Glücksfall bezeichnet werden, dass bei diesem Assistenten, Dr. Wolfgang Schobersberger, die Höhenphysiologie besonderes Interesse fand.

Abbildung 3: BP Dr. Kirchschläger, Ministerin Dr. Firnberg, Abt Stöger und Prof. Deetjen bei der Eröffnung des Physiologischen Institutes der Universität Innsbruck

Das erste Großprojekt, das wir, Schobersberger und ich, in Angriff nahmen, war AMAS 2000, wobei AMAS für Austrian Moderate Altitude Study steht und 2000 ausdrückt, dass Höhen bis 2000 m erforscht werden und der erste Teil dieses Projektes bis zum Jahre 2000 abgeschlossen werden sollte. Der erste Teil von AMAS I wurde 1998 in

Lech am Arlberg durchgeführt, wo vor allem die Möglichkeit einer solchen Großstudie geprüft und auch die statistischen Grundlagen erarbeitet werden mussten, um dann im Jahre 2000 die Hauptstudie durchzuführen. In Abbildung 4 ist der Original Auditplan dargestellt.

Abbildung 4: Original Auditplan der AMAS I Studie Abbildung 4: Original Auditplan der AMAS I Studie

Die Ergebnisse dieser Studie mit einem Team von mehr als 40 Personen sind sehr verkürzt in Abb. 5 dargestellt und diese wurden in zahlreichen Journalen publiziert (8-13). Vor kurzem erfolgte die Zusammenfassung all dieser Daten in einer eigenen Publikation (14). Die Zahl der Vorträge, populär wissenschaftliche Publikationen und Presseartikel zu den AMAS Studien sind enorm und auch Teile früherer Jahrbücher unserer Gesellschaft sind dieser Thematik und diesen Studien gewidmet, z. B. das Jahrbuch 2000 (7). 2006 wurde das AMAS II Forschungsprojekt durchgeführt. Schwerpunkt war die Erforschung von Veränderung der Stresslage und Untersuchung von Stammzellaktivitäten (15).

AMAS I

Ökonomisierung des Herzkreislaufverhaltens Deutlicher Abfall erhöhten Blutdrucks Verringerung des Körpergewichts ohne eigentliche Diät Verbesserung des Blutfett – und Blutzuckerstoffwechsels Verbesserung des Sauerstofftransports durch rote Blutkörperchen Rückgang des „oxidativen Stress“ - Reduktion der freien Radikalen Verbesserung des psychischen Wohlbefindens (z.B.: positive Lebenseinstellung,

Schlafqualität ) Verbesserung der Fitness

AMAS II

Signifikanter Stressabbau Regenerative Effekte durch Stammzellenaktivierung

Abbildung 5: Effekte eines Höhenaufenthaltes, Ergebnisse der AMAS I und II Studien

Neben den Publikationen in angesehenen Journalen gab es auch eine Reihe von Auszeichnungen, so u. a. den Wissenschaftspreis der Österreichischen Gesellschaft für Sport und Präventivmedizin aber auch Auszeichnungen aus dem Tourismussektor, so den 1. Preis beim Innovationspreis 2002 des Bundesverbandes der Österreichischen Tourismusmanager. Ohne die zahlreichen Mitarbeiter, auf die unten hingewiesen wird, wären diese AMAS Studien nicht möglich gewesen, weswegen es gerechtfertigt ist, diese bei einer solchen Zusammenfassung dankbar zu erwähnen. An das Ende der Ausführungen soll eine Zusammenfassung gestellt werden, die wichtige Ereignisse der letzten 40 Jahre Mittlere Höhenforschung beinhalten (Abb. 6). 20 dieser 40 Jahre ist auch ÖGAHM Geschichte, die Tätigkeit in diesen Jahren hat zu Gründungen von Gesellschaften geführt, zu Gründungen von Firmen und Instituten, zu Kongressen aber eben auch zu wichtigen Publikationen. Viele Forschungsprojekte konnten bei dieser Ausführung nicht berücksichtigt werden, wie z. B. Schwangere in der Höhe (16), endokrinologische Fragen und mittlere Höhe (17) oder Kurzzeiteffekte (18).

Kontinuierlicher Entwicklungsprozess über vier Jahrzehnte

Abbildung 6: Chronologie 40 Jahre alpinmedizinischer Forschung und Entwicklung

Dass das bisherige Tun nur ein bescheidener Anfang in der systematischen Erforschung von Fragen des alpinen, gesundheitsorientierten Tourismus sein kann, ist klar. Dennoch kann mit großer Befriedigung gesagt werden, dass der Start vor 40 Jahren zur Gründung der ÖGAHM beigetragen hat, und dankbar soll vermerkt werden, dass die Gesellschaft und deren Aktivitäten beigetragen haben, diese Sparte der medizinischen Forschung zu fördern und weiterzubringen.

DAS AMAS FORSCHUNGSTEAM

AMAS I Team Gesamtleitung Egon Humpeler Leitung der wissenschaftlichen Koordination Wolfgang Schobersberger

zusammen mit (in alphabetischer Reihenfolge) Baumgartner Holger Berger Ken Burtscher Martin Boldt Hendrik Czak Heide Eckmeckcioglu Cem Faulhaber Martin Felkel Georg Fries Dietmar Greie Sven Gunga Hans-Christian Halleck Philipp Hauer Beatrix Hölzl Cornelia Hoppichler Fritz Hörtnagl Helmut Humpeler Susanne Klingler Anton Koralewski Hans-Eberhard und Ingeborg Lechleitner Monika Mair Johannes Marktl Wolfgang Mittermayr Markus Riedmann Gebhard Riedmann Brigitte Rinner Alexander Schmid Peter Schöpf Gerhard

Strauss – Blasche Gerhard Waanders Robb Wontroba Isaak

AMAS II Team (in alphabetischer Reihenfolge ) Adam Michaela Franz Wolfgang – M. Greie Sven Humpeler Egon Hoffmann Georg Leichtfried Veronika Mueck-Weymann Michael Reicht Ignaz Schobersberger Wolfgang Theiss Hans Diogenes

LITERATUR

(1) (2) (3) (4) Zuntz N., Loewy A., Müller F. Caspari W. Höhenklima und Bergwanderungen in ihrer Wirkung auf den Menschen. Deutsches Verlagshaus Bong & Co, Berlin-

Leipzig-Wien-Stuttgart-Paris 1906. Gunga H.C. Nathan Zuntz – His life and work in the fields of high altitude physiology and aviation medicine. Academic Press Elsevier, Amsterdam-BostonHeidelberg-New York-Oxford-San Diego-San Francisco-Singapore-Sydney-Tokyo 2009.

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(5)

(6)

(7)

(8)

(9) (10) (11) (12) Humpeler E. Anpassungsmechanismen im Sauerstofftransport des Blutes an physiologische und pathologische Veränderungen. Supplementum 123, Beilage zur Wien klin Wschr 1981;93(7).

Deetjen P, Humpeler E. Medizinische Aspekte der Höhe, Alpine Höhenlagen als Training und Therapie. Georg Thieme Verlag, Stuttgart – New York 1981.

Schobersberger W, Humpeler E, Gunga H.C, Burtscher M, Flora G. Sport und Urlaub in mittleren Höhen. Jahrbuch 2000 der Österreichischen Gesellschaft für Alpin- und Höhenmedizin. Raggl digital graphic + print GmbH, Innsbruck 2000.

Schobersberger W, Schmid P, Lechleitner M, von Duvillard Serge P, Hörtnagl H, Gunga H.C., Klingler A., Fries D., Kirsch K., Spiesberger R., Pokan R., Hofmann P., Hoppichler F., Riedmann G., Baumgartner H., Humpeler E. Austrian Moderate Altitude Study 2000 (AMAS 2000). The effects of moderate altitude (1,700 m) on cardiovascular and metabolic variables in patients with metabolic syndrome. Eur J Appl Physiol 2003;88:506–514.

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(13) (14) (15) (16) (17) (18) Greie S., Humpeler E., Gunga H.C., Koralewski E., Klingler A., Mittermayr M., Fries D., Lechleitner M., Hörtnagl H., Hoffmann G., Strauss-Blasche G., Schobersberger W. Improvement of metabolic syndrome markers through altitude

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