Fachwissen: Intermittierendes hypoxisch-hyperoxisches Training (IHHT) zur Vorbeugung und Behandlung von chronischen Krankheiten

Der folgende Artikel gibt einen Überblick über die aktuelle Forschung zur intermittierenden Hypoxie und die therapeutischen Möglichkeiten zur Behandlung chronischer Krankheiten, insbesondere solcher, die mit mitochondrialer Dysfunktion zusammenhängen. Nach einer kurzen Beschreibung der historischen Entwicklung und der technischen Merkmale folgen die physiologischen, molekularen und genetischen Mechanismen und die klinische Anwendung in der Praxis.

Historischer Überblick:
Die positiven Auswirkungen der Hypoxie sind seit mehr als tausend Jahren bekannt. Überlieferte Berichte aus den Karpaten besagen, dass in einem alten Dorf asthmakranke Kinder auf einen hohen, heiligen Berg gebracht wurden, sich dort besonderen Zeremonien unterzogen, hoch gelegene Kräutertees trinken mussten und wieder gesund wurden.

Mit der Entwicklung der modernen Naturwissenschaften im 17. und 18. Jahrhundert wuchs das Interesse der Wissenschaftler an der Erforschung der Wirkung von Sauerstoff und anderen Gasen. Die technischen Fortschritte im 19. Jahrhundert brachten zuverlässigere Messmethoden, reproduzierbare Ergebnisse und ein tieferes Verständnis der physiologischen Prozesse.
Interessanterweise wurde die Hypoxieforschung seit dem Ende des Ersten Weltkriegs hauptsächlich in der ehemaligen Sowjetunion und nicht in Westeuropa oder den Vereinigten Staaten betrieben. Die ersten wissenschaftlichen Aufzeichnungen in den USA stammen aus dem Jahr 1945.
Während die Forschung in der ehemaligen UdSSR darauf abzielte, nützliche und positive Auswirkungen der Hypoxie zu finden, konzentrierte sich die Forschung in Westeuropa und Amerika auf die schädlichen Auswirkungen der Hypoxie.

Lediglich in der Sportwissenschaft wurde die Hypoxietherapie erforscht, und das Höhentraining wurde in den sechziger Jahren des 20. Jahrhunderts auch in den westlichen Ländern zu einer Standardtrainingsmethode für Sportler, obwohl es aus den heute bekannten Gründen kontrovers diskutiert wurde.

Mit dem Ende des Kalten Krieges änderte sich dies und es begann ein intensiver Austausch und eine Zusammenarbeit von Forschern und Wissenschaftlern in Ost und West. Seitdem publizieren die Kollegen und Mitarbeiter in der Ukraine und in Russland in englischer Sprache, aber leider gibt es viele hervorragende und wertvolle Arbeiten aus der Zeit vor "Glasnost" und "Perestroika", die uns verborgen bleiben, weil sie auf Russisch geschrieben sind. Die Forschung über Hypoxie und Hyperoxie hat jedoch in den letzten drei Jahrzehnten so enorme Fortschritte gemacht, dass wir jetzt jedes Jahr mehrere hundert themenspezifische Veröffentlichungen haben, so dass es bereits genügend Daten für die künftige klinische und experimentelle Forschung gibt. Die vielversprechendsten Ergebnisse liegen für Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und neurologische Störungen vor.

Wir hoffen, dass die IHHT zu einer Standardtherapie für die Vorbeugung und Behandlung chronischer Krankheiten wie Diabetes und Alzheimer wird, die in den Industrieländern bereits epidemische Ausmaße erreicht haben. Die konventionelle Medizin ist nicht in der Lage, dieses Problem zu bewältigen. Auf die eine oder andere Weise hat sie bereits aufgegeben und kapituliert.
Übrigens sind die wichtigsten Lehrbücher und Monographien über Hypoxie als medizinische Behandlung ukrainisch-amerikanische Koproduktionen.

Wie Sie im folgenden Kapitel sehen werden, war es vor allem die rasante Entwicklung der Molekularbiologie und Genetik in den letzten drei Jahrzehnten, die zu einem tieferen und grundlegenderen Verständnis der Anpassung des Körpers an Hypoxie und der damit verbundenen biochemischen und molekularen Prozesse geführt hat.

Um Missverständnisse zu vermeiden, ist es wichtig, darauf hinzuweisen, was intermittierendes hypoxisches Training bedeutet und worin der Unterschied zwischen hypoxischem und hyperoxischem Training besteht.

Die wesentliche molekulare und zelluläre Wirkung beruht auf der hypoxischen Phase, und die meisten der verfügbaren Studien werden mit Hypoxie und Normoxie, d.h. Raumluft, durchgeführt.
Seit etwa zehn Jahren gibt es ein neues Modell des adaptiven Trainings mit einer Kombination aus Hypoxie und Hyperoxie (Sauerstoffkonzentration zwischen 30 und 36 %), das in der Forschung, in klinischen Studien und in der klinischen Praxis eingesetzt wird. Es hat sich gezeigt, dass die Kombination von Hypoxie und Hyperoxie zu einem schnelleren Abbau von HIF-1-α (Erklärung folgt), einer besseren Produktion von antioxidativen Substanzen wie Superoxiddismutase und Glutathionperoxidase und damit zu einer Vermeidung der nachteiligen Auswirkungen von Hypoxie führt. Gleichzeitig kommt es zu kürzeren Intervallen und einer besseren und schnelleren Regeneration.

Methoden und Anwendung:
Die IHHT-Therapie wird in halbliegender Position durchgeführt, wobei der Patient über eine Maske im Gesicht abwechselnd hypoxische und hyperoxische Luft einatmet. Das Gerät benötigt keine spezielle Sauerstoffversorgung, durch ein technisch etabliertes Verfahren wird der Sauerstoff aus der Raumluft entzogen oder die Raumluft mit Sauerstoff angereichert. Es handelt sich um eine nicht-pharmakologische, physikalische Methode zur Verbesserung der funktionellen Ressourcen bei gesunden Menschen und zur Beschleunigung der Rehabilitation und der zellulären Regeneration bei Menschen mit chronischen und degenerativen Krankheiten.

Um einen therapeutischen Effekt zu erzielen, atmet der Patient Luft mit einer Sauerstoffkonzentration zwischen 9 und 15 % in der hypoxischen Phase und 36 % in der hyperoxischen Phase.

Der automatische Wechsel zwischen dem hypoxischen und dem hyperoxischen Intervall wird von der Software des Geräts gesteuert. Eine Sitzung besteht aus 5 bis 6 hypoxischen/hyperoxischen Zyklen mit einer Intervalllänge zwischen 3 und 6 Minuten. Die Intensität des hypoxischen Trainings richtet sich nach dem Gesundheitszustand des Patienten und seiner individuellen Hypoxie-Toleranz, die in einem so genannten Hypoxie-Toleranztest ermittelt wird.

Bei diesem Hypoxie-Toleranztest wird die Sauerstoffkonzentration der eingeatmeten Luft schrittweise alle zwei/drei Minuten um 0,5 Prozent gesenkt, bis der Patient den therapeutischen Bereich erreicht hat, was normalerweise eine Sauerstoffsättigung von 85 % bedeutet. Die kontinuierliche Überwachung der Sauerstoffsättigung ist gleichzeitig eine Sicherheitskontrolle. Vor Beginn der Behandlung wird ein so genannter Sicherheits-Cut-off-Wert der Sauerstoffsättigung festgelegt. Fällt die Sauerstoffsättigung aus medizinischen oder technischen Gründen unter diesen Sicherheits-Cut-Off-Wert, schaltet das Gerät automatisch in den hyperoxischen Modus.
Innerhalb des 6-8-wöchigen Trainings erreicht der Patient eine systemische und lang anhaltende Anpassung an die Hypoxie (hypoxische Präkonditionierung) und der gewünschte und erwartete positive Effekt wird erzielt.

Während der Sitzung ist der Patient sehr entspannt und erreicht manchmal einen meditativen Geisteszustand.

Während der Patient in einer sehr bequemen Position ruht, durchlaufen seine Zellen und Mitochondrien mehrere Oszillationen mit unterschiedlichem O2-Partialdruck, die ähnlich, aber intensiver sind als bei körperlichem Training und Bewegung. Im Gegensatz zu körperlichem Training und Bewegung ist IHHT nicht anstrengend oder erschöpfend und hat keine nachteiligen Auswirkungen. Gleichzeitig sind die zellulären und molekularen Auswirkungen stärker ausgeprägt.

Zellulärer und molekularer Mechanismus:
Die zelluläre Anpassung an Hypoxie ist tief in unserem genetischen Code verankert. Eine Schlüsselrolle spielt dabei der Hypoxie-induzierbare Faktor 1-α (HIF-1α), eine Untereinheit des heterodimeren DNA-bindenden Protein-Transkriptionsfaktorkomplexes HIF-1. Dieser Transkriptionsproteinkomplex wurde als das Hauptregulationsprotein für