Die Bedeutung des Nebennierenrindenhormons Aldosteron für die physische Leistungsfähigkeit PDF
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FORSCHUNGSBERICHTE DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN Nr. 3129 I Fachgruppe Medizin Herausgegeben vom Minister fUr Wissenschaft und Forschung Dr. Sportwiss. Werner Skipka Prof. Dr. med. JUrgen Stegemann Physiologisches Institut der Deutschen Sporthochschule KeHn Die Bedeutung des Nebennieren rindenhormons Aldosteron fUr die physische Leistungsfahigkeit Westdeutscher Verlag 1982 CIP-Kurztltelau£nahme der Deut.~hen Blbliothek Sklpk", 1IIerner' Die Bedeutung de" Nebennlerenrlndenhormona Aldo.teron rUr die phyele~he Lei.tung .. rKhlg_ kelt / 1IIerner Skipka ; JOrgen StegeIQann. - Opladen , 1IIeetdeut.~her Verlag, 1982, (For .. ~hungeberl~hte dee L.nde .. Nordrhein We .. tr.len ; Nr. )129 , ".~hgruppe Hedizln) HE, stegemann, JOrgen,; Norclrhein-We .. tr.len, For .. ~hung.beri~hte de. Lande • •.• CI 1982 by Westdeutscher Verlag GmbH, Opladen Herstellung: Westdeutscher Verlag ISBN 978-3-531-03129-3 ISBN 978-3-322-87541-9 (eBook) 001 10.1007/978-3-322-87541-9 III I N HAL T v ABKORZUNGEN 1. EINLEITUNG 1. 1. Historische Entwicklung zum Aldosteronnachweis 1. 2. Nebennierenrindenhormone und physische Leistungs fahigkeit - Aldosteron, ein Stiefkind des Problem- bewuBtseins? 2 1. 3. Fragestellungen zur vorliegenden Arbeit 4 2. LITERATUROBERSICHT 5 2. 1. Biosynthese und Metabolismus des Aldosterons 5 2. 2. Regulation der Aldosteronsekretion 8 2. 2. 1. Substanzen mit direkter EinfluBnahme auf die Aldosteronsekretion 8 2. 2. 2. Regulation des Renin-Angiotensin-Systems 12 2. 3. Steuerung des Aldosteronhaushalts bei k6rperlicher Aktivitat 14 2. 4. Wirkungen des Aldosterons 18 2. 5. Wirkungsmechanismus des Aldosterons 20 3. METHODIK 25 3. 1. Versuchsplan 25 3. 2. Versuchspersonen 25 3. 3. Versuchsdurchfuhrung und gemessene Gr6Ben 26 3. 4. MeB- und Testmethodik 28 3. 4. 1. Blutentnahmen und weitere Behandlung der Proben 28 3. 4. 2. MeBmethoden 31 3. 4. 3. Testmethoden 34 3. 5. Statistik 36 IV 4. ERGEBNISSE UND DISKUSSION 37 4. 1. Aldosteronkonzentration im Blutplasma 37 4. 2. Elektrolytausscheidung und Nierenfunktion 40 4. 3. Analyse der Blutwerte 43 4. 3. 1. EiweiB- und Elektrolytkonzentrationen 43 4. 3. 2. S~ure-Basen-Status 48 4. 3. 3. Phosphatstoffwechsel S4 4. 4. Kreislaufverhalten in Ruhe und wahrend orthostatischer Belastung 63 4. 4. 1. Herzfrequenz und Blutdruck unter Ruhebedingungen 63 4. 4. 2. Orthostatische Toleranz 67 4. S. Ausdauergrenze 71 4. 6. V'o2max-Test 73 4. 6. 1. Summe der geleisteten Arbeit 7S 4. 6. 2. Spiroergometrische Daten 77 4. 6. 3. Herzfrequenz 82 4. 6. 4. Mogliche Ursachen fur die erhohten V'o2 nach Aldosterongabe 86 4. 7. Der Aldosteronhaushalt als Funktion des Trainingszustandes 93 S. ZUSAMMENFASSUNG 101 6. LITERATURVERZEICHNIS 104 v A B K 0 R Z U N G E N ACTH Adrenocorticotropes Hormon (Corticotropin) ADH Antidiuretisches Hormon ATP Adenosintriphosphat AV Aldosteronversuch BB Pufferbasen BE BasenuberschuB DNS Desoxyribonucleinsaure 2,3-DPG 2,3-Diphosphoglycerat GFR Glomerulare Filtrationsrate Hb Hamoglobin Hkt Hamatokrit KV Kontrollversuch NAF Natriumausscheidungsfraktion NNM Nebennierenmark NNR Nebennierenrinde PSO Halbsattigungsdruck des Blutes fur Sauerstoff PI Plasma Pi Anorganisches Phosphat RNS Ribonucleinsaure RQ Respiratorischer Quotient TeE Trichloressigsaure Atemminutenvolumen Sauerstoffaufnahme Arbeitsleistung (in Watt) bei einer Herzfre quenz von 130 Schlagen/min 1. EINLEITUNG 1.1. Historische Entwicklung zum Aldosteronnachweis Bereits Mitte des vorigen Jahrhunderts wurde die lebensnot wendige Bedeutung der Nebenniere durch Beobachtungen und Versuche von ADDISON (1855) und BROWN-SEQUARD (1856) erkannt, wonach pathologische Zerstorung der Nebenniere bzw. Adrenal ektomie den Tod zur Folge hatte. Die zu Beginn dieses Jahr hunderts diskutierte Frage, ob das Nebennierenmark oder aber die Nebennierenrinde das essentielle Organ sei, wurde von WHEELER u. VINCENT (1917) zugunsten der Nebennierenrinde beantwortet. In der Folgezeit konnte eine Reihe von Steroiden isoliert werden, deren Wirkung haupts~chlich auf den Kohlenhydrat- und Proteinstoffwechsel und in AusmaB auf den schw~cherem Elektrolythaushalt zielte. Als sich SELYE 1946 fur eine Un terteilung der adrenalen Steroide in Glucocorticoide und Mineralocorticoide aussprach, fehlte noch der Nachweis eines Corticoids mit dominierendem EinfluB auf die Natrium- ·und Kaliumausscheidung. Erst Anfang der fllnfziger Jahre wurde von drei in London und Basel kooperierenden Arbeitsgruppen ein auf den Mineralstoffwechsel stark wirkender Nebennierenrinden extrakt in kristalliner Form isoliert (SIMPSON, TAIT, WETT STEIN, NEHER, EUW und REICHSTEIN, 1953). Die vor ihrer durch SIMPSON et al. (1954) provi Konstitutionsaufkl~rung sorisch mit "Electrocortin" bezeichnete Substanz erwies sich als ein 18-Aldehyd des Corticosterons, worauf ihr der end giiltige Name "Aldosteron" gegeben wurde. 2 1.2. Nebennierenrindenhormone und physische - Leistungsf~higkeit Aldosteron, ein Stiefkind des ProblembewuBtseins? Bei Untersuchung der Wechselbeziehungen von kBrperlicher Belastung und Nebennierenrindenhormonen wurde dem Aldosteron als sogenanntem Mineralocorticoid zun~chst weniger Beachtung geschenkt. FOr die Glucocorticoide (Hauptvertreter: Cortisol und Corticosteron) und die Androgene (Dehydroepiandrosteron) liegen dazu seit l~ngerem eingehende Untersuchungen und Ober sichtsartikel vor (z.B. K~GI, 1955; ALIMPIC et al., 1967; KEIBEL, 1974; WHITE et al., 1976). Es ist symptomatisch fOr die damaligen Untersuchungsziele, daB sich die genannten Arbeiten bei Oberschriften, die auf den Themenbereich Nebennierenrinde und sportliche Belastung hinweisen, ausschlieBlich mit den Glucocorticoiden und Androgenen besch~ftigen. Hinsichtlich des Aldosterons zielten die Fragestellungen Oberwiegend auf die BeeinfluBung des Elektrolythaushaltes und die entsprechenden Wirkungsmechanismen. Daneben wurden andersartige Befunde Ober Aldosteronwirkungen publiziert, wie gesteigerte Gef~Breaktionen auf vasoaktive Substanzen, positive Inotropie km Herzen, gesteigerte Peristaltik u.a., die zum Teil mit Aldosteroneffekten auf den Elektrolytgehalt der Organe wurden. Jedoch zeigen die in Tab. 2 (5. 17) darOber erkl~rt hinaus aufgefOhrten Aldosteronwirkungen, daB die Bezeichnung Mineralocorticoid dem im Laufe der Zeit nachgewiesenen Wirkungsspektrum des Aldosterons nicht mehr gerecht wird. Das Verhalten des Aldosterons bei kBrperlicher sowie Aktivit~t die regulatorischen Faktoren werden erst seit einigen Jahren registriert. Ober den Elektrolytstatus hinausgehende Unter suchungen zur Erfassung der Bedeutung dieses Hormons fOr die physische Leistungsf~higkeit liegen kaum vor. Entsprechend 3 fehlen Kenntnisse tiber eine hormonelle Adaptation als Folge korperlichen Trainings. Die vorliegende Arbeit will mit ihren Literatur- und expe rimentellen Studien die beiden letztgenannten Problembereiche erschlie6en und sie weiteren, detaillierten Untersuchungen zug~nglich machen. 4 1.3. Fragestellungen zur vorliegenden Arbeit Ansatzpunkte zur Untersuchung der Relevanz des Aldosterons fUr die korperliche Leistungsfahigkeit waren u.a. in Ergebnissen mehrerer Immersionsstudien zu sehen, die wir 1968-1974 durchfUhrten. Nach immersionsbedingter Reduktion der Aldoste ronausscheidung (60-70%) wurde eine Abnahme der maximalen 02- Aufnahme und der orthostatischen Toleranz sowie ein Anstieg des Leistungspulsindex nach E. A. MOLLER (d.h. steilerer Herz frequenzanstieg bei stetig steigender Belastung) gemessen. Die Beantwortung der Frage, ob Aldosteron diese Komponenten physischer Leistungsfahigkeit im Sinne einer Leistungs steigerung beeinflussen kann, war wesentliches Ziel der vorliegenden Untersuchungen. Analysen des Elektrolyt- und Wasserhaushaltes, des Saure-Basen-Status und des Phosphat stoffwechsels sollen einerseits die Beurteilung der Ergebnisse unterstUtzen, zum anderen weitere AufschlUsse Uber Aldoste ronwirkungen und deren Verlauf geben. Weiteres Augenmerk wurde auf die Frage gerichtet, ob die Leistungsfahigkeit (hier: Trainingszustand hinsichtlich der allgemeinen aeroben Ausdauer) den hormonellen Status sowie die Effektivitat des Aldosterons beeinflu6t.
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