Die Spiroergometrie ist der Goldstandard der Leistungsdiagnostik. Sie wird in der Sportmedizin zur Ausdauerleistungsdiagnostik, zur Bestimmung des Energieumsatzes und zur Abklärung von Leistungslimitationen durchgeführt. (Vgl. Scharhag-Rosenberger, F., Schommer, K. (2013))
Die Belastungsuntersuchung mit Messung des Atemgasaustausches über eine Maske erfolgt auf einem Ergometer. Die ermittelten Atemparameter werden gemeinsam mit Puls, Belastungsintensität in Watt und Zeit in der 9- Felder- Graphik nach Wasserman in Bezug zueinander gesetzt und graphisch dargestellt. (Vgl. Dumitrescu, D., Greiwing, A., Hager, A., Hollmann, W., Meyer, K., Schomaker, R. (2015))
Die Belastung kann als Rampe oder im Stufentest gesteigert werden, bis der Athlet erschöpft abbrechen muss oder pathologische Veränderungen zu einem vorzeitigen Abbruch der Untersuchung führen. Die Zielgröße zur Beurteilung der Ausdauerleistungsfähigkeit ist die VO2 max. Diese stellt die höchste verstoffwechselbare Sauerstoffmenge des Körpers dar und spiegelt damit die gemeinsame Funktion aller Sauerstoff austauschenden, transportierenden und verbrauchenden Systeme, das heißt das Zusammenspiel von Lunge, Herz- Kreislauf- System und Muskulatur. (Vgl. Scharhag-Rosenberger, F., Schommer, K. (2013))
Für die Bestimmung der Trainingsbereiche, werden die erste und zweite ventilatorische Schwellen betrachtet, die den Wechsel vom Fettstoffwechsel auf den Glykogenverbrauch mit zunehmender Laktatbildung reflektieren. Diese metabolischen Änderungen weisen verschieden effektive Trainingsbereiche aus. Das Training unterhalb der ersten ventilatorischen Schwelle (VT1) fördert die Grundlagenausdauer und die Fettutilisation während der Belastung. Hingegen führt ein Training oberhalb der zweiten ventilatorischen Schwelle (VT2) zu einer Verbesserung der anaeroben Belastungskapazität und einer deutlicheren Verbesserung der maximalen Leistungsfähigkeit, dargestellt mittels der maximalen Sauerstoffaufnahmekapazität VO2 max. Dieses Training bedarf jedoch einer deutlich längeren Regenerationszeit. (Vgl. Laursen, P. (2010))
Bestimmung des Energieumsatzes mittels Spiroergometrie
Die Energiegewinnung im Körper erfolgt hauptsächlich aus der Verbrennung von Fett und Kohlenhydraten. Die Energiebereitstellung aus Proteinen kann im Rahmen der sportmedizinischen Untersuchung vernachlässigt werden, da sie bei ausgewogen ernährten Athleten lediglich in sehr geringem Ausmaß (< 1%) erfolgt. (Vgl. Scharhag-Rosenberger, F., Schommer, K. (2013))
Eine Ausnahme stellt eine ausgeprägte Glykogenverarmung dar, dann ist dieser Anteil höher, deshalb sollten, um aussagekräftige Ergebnisse erhalten zu können, vor eine Belastungsuntersuchung keine belastenden Trainingseinheiten durchgeführt werden. Die Verstoffwechselung der einzelnen Substrate geht mit einem spezifischen Verbrauch von O2 und Anfall von CO2 einher. Diese werden ins Verhältnis zueinander gesetzt, um den respiratorischen Quotienten (RER) zu erhalten. Bei reiner Fettverbrennung liegt dieser Quotient unter 0,9 bei reiner Energiegewinnung aus Kohlehydraten bei 1. Bei höheren Belastungsintensitäten entsteht durch die Bikarbonat Pufferung des anfallenden Laktats zusätzliches CO2, so dass es zu einem Anstieg der RER auf > 1 kommt. Aufgrund dieser Verschiebung kommt es auch zu einer Unterschätzung des Fettstoffwechsels, daher ist eine Differenzierung der Substratutilisation mittels indirekter Kalorimetrie nur bis zu maximal 75 % der VO2 max anzuwenden, da nur bis dahin eine lediglich geringe Abweichung zur tatsächlichen Energiegewinnung besteht. Eine Abschätzung des Energieumsatzes ist aber mit Hilfe eines mittleren kalorischen Äquivalentes (4,85 kcal/l O2) auch bei höheren Intensitäten möglich. Eine Berücksichtigung des Substratumsatzes erfolgt dann nicht mehr. (Vgl. Jeukendrup, A., Wallis, G. (2005))
Medizinische Diagnostik mittels Spiroergometrie
Die Atemgasanalyse ermöglicht über eine Interpretation der Kurvenverläufe und ihrer Abweichungen vom Standardverlauf Aussagen darüber, in welchem der beteiligten Kompartimente Herz-Kreislauf-System, Lunge oder Arbeitsmuskulatur die Ursache einer Leistungsminderung liegen könnte. Eine Erleichterung der Diagnostik wurde durch die von Wassermann eingeführte 9- Felder- Graphik erreicht. (Wasserman, K. (Hrsg.) (2012))
In dieser werden die Daten von O2- Verbrauch, CO2- Abgabe, Herzfrequenz des Athleten, die Zeit sowie die Belastungsintensität in definierten Schritten gegeneinander aufgetragen und graphisch dargestellt.
Finden sich bei eingeschränkter Leistungsfähigkeit keine Hinweise auf kardiale oder pulmonale Defizite, so ist von einem muskulären Trainingsdefizit auszugehen. Lassen sich Hinweise auf kardiale oder pulmonale Einschränkungen darstellen, so erfolgt eine Überweisung zur weiteren fachärztlichen Abklärung. (Vgl. Wonisch, M., Kraxner, W., Hödl, R., Watzinger, N., Maier, R., Hofmann, P., Pokan, R., Scherr, D., Klein, W., Fruhwald, F.; Vgl. Gitt, A., Wasserman, K., Kilkowski, C., Kleemann, T., Kilkowski, A., Bangert, M., Schneider, S., Schwarz, A., Senges, J. (2002); Vgl. Diehl, W., Classen, M., Kochsiek, K. (2009))
In der Sportpraxis Dr. Kalkhof erfolgt die Spiroergometrie in der Regel als Stufentest in Kombination mit Beurteilung der Laktatwerte.
Die Kosten der Spiroergometrie incl. Laktatdiagnostik liegen bei 200€.