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Expertenserie: Dr. Klaus Pöttgen über die Thermoregulation im Triathlon

26. März 2013 von Dr. Klaus Poettgen

Foto: Ingo Kutsche freiDr. Klaus Pöttgen leitet seit 2002 die medizinische Abteilung von Ironman Deutschland. Uns erklärt er die Grundlagen der menschlichen Thermoregulation, das aktuelle Reglement zur Nutzung des Neoprenanzuges und warum es die ein oder andere Anpassung nötig hätte.


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Wo kommt die Wärme her?

Foto: Alexander Schmied frei

Im Körperkern liegen die Organe mit hohem Energieumsatz (Herz, Leber, Niere und Gehirn). Sie stellen die Orte der Wärmebildung dar. Ihre Masse macht beim Menschen nur 8 % der Körpermasse aus, während ihr Anteil am Energieumsatz eines Ruhenden aber mehr als 70 Prozent beträgt. Haut und Muskulatur bilden dagegen 52 % der Körpermasse, liefern aber in Ruhe nur 18 Prozent der gesamten Wärme.
Für Sportler entscheidend: Bei Bewegung entsteht mehr Wärme in der Körperschale. Dann übersteigt deren Anteil den des Kerns bei weitem.

Die Körperschale ist jedoch kein fest umrissenes Gebiet, sondern von der Umgebungstemperatur abhängig. Für die Verschiebung der Wärmelinien ist die wechselnde Durchblutung der einzelnen Körperpartien verantwortlich. Beim Menschen ist beispielsweise die Durchblutung der Finger sehr variabel, sie kann um den Faktor 600 schwanken. Die Durchblutung der Körperschale ist eine wichtige temperatur-regulatorische Maßnahme des Körpers, die gegen Unterkühlung und Überhitzung eingesetzt wird.

Möglichkeiten der Wärmeabgabe

Einerseits werden die Möglichkeit der Wärmeabgabe vom Körper genutzt, um bei Hitze die Körpertemperatur nach unten zu regulieren. Andererseits kann der unfreiwillige Wärmeverlust, vor allem im Wettkampf, zur Gefahr werden. Wärmeabgabe geschieht durch:

  • Wärmeleitung (Konduktion). Körperwärme wird durch Kontakt auf kühlere Gegenstände (z.B. Wasser) abgegeben
  • Wärmemitführung (Konvektion)
  • Luftbewegungen kühlen den Körper ab (Windchill-Faktor)
  • Wärmestrahlung (elektromagnetische Strahlung). Ähnlich wie ein Heizkörper gibt der menschliche Körper Wärme als Wärmestrahlung an die Umgebung ab.
  • Verdunstung (Evaporation/Transpiration)

Die Gefahr der Unterkühlung 

Foto: Christine Waitz, freiUnterkühlung droht bei Lufttemperaturen unter 10° C,  mangelnder Isolation und unzureichender Muskelaktivität. Im Wasser droht sie bereits bei Wassertemperaturen unter 20° C, wobei Schwimmen die Auskühlung zwischen 21 und 24 °C verlangsamt. Auch Kriterien wie der Ernährungszustand, die körperliche Fitness, das Verhältnis von Oberfläche zu Masse (Kinder sind benachteiligt), das Lebensalter und Geschlecht spielen im Bezug auf die Gefahr der Unterkühlung eine Rolle. Grundsätzlich liegt die Temperatur, bei der sich der Mensch im Wasser wohl fühlt bei etwa 32°C.

Schon bei Wassertemperaturen ab 25° C setzt hingegen eine verstärkte Atmung ein. Bei kälterem Wasser (ab 15°C) kommt es sofort zu einem massiven Atemzug, der bis zu  drei Liter Volumen umfassen kann und in eine unkontrollierte Hyperventilation (beschleunigte Atmung) übergeht. Dann wird bis zu viermal so schnell geatmet wie im Ruhezustand, was zu Schwindel, Verwirrtheitszuständen und Panik mit dem Gefühl von Luftnot führen kann.

Stadien und Symptome  der Unterkühlung 

Bereits bei geringer Unterkühlung können Apathie und eine Beeinträchtigung des Urteilsvermögen auftreten. Die Finishline kann dadurch bereits in weite Ferne rücken.

Stadium

Körpertemperatur

Symptome

Milde
Hypothermie

32–35 °C

Muskelzittern, Trennung von Schale/Kern, Tachykardie,
Tachypnoe, Vasokonstriktion, nach einiger Zeit: Apathie, Ataxie,
Beeinträchtigung des Urteilsvermögens

Mittelgradige Hypothermie

28–32 °C

Bewusstseinseintrübung, Bradykardie, erweiterte Pupillen, ‚
verminderter Würgereflex, Aufhören von Muskelzittern,
Hyporeflexie, Hypotonie, Kälteidiotie

Schwere
Hypothermie

unter 28 °C

Bewusstlosigkeit, Kreislaufstillstand, verminderte Hirnaktivität im EEG, Lungenödem, starre Pupillen, Herzrhythmusstörungen, Atemstillstand

Das Reglement im Triathlon

2009 wurden die Temperaturgrenzen im Reglement der World Triathlon Corporation für das Schwimmen mit/ohne Neoprenanzüge auf 24,5 Grad festgelegt.
Die ITU Regeln schreiben eine Messung der Wassertemperatur eine Stunde vor dem Start vor. Die niedrigste gemessene Temperatur ist die Offizielle. Falls die Luft kälter als das Wasser ist, erfolgt eine Rechnungsanpassung. Dabei wird die Wassertemperatur um 0,5ºC für jedes Grad Temperaturdifferenz zwischen Luft und Wasser gesenkt. Ein Beispiel: 18 ºC Wassertemperatur und  16 ºC Lufttemperatur. Die Differenz beträgt 2 ºC. Es erfolgt die Anpassungsrechnung: 0,5ºC x 2 ºC = 1 ºC. Daraus ergibt sich die offizielle Temperatur von 17 ºC.

Ob Neoprenanzüge getragen werden dürfen, oder diese verboten sind, könnt ihr den ITU Regularien entnehmen. Ebenso wird die maximale Aufenthaltszeit im Wasser reglementiert. Hierbei wird explizit zwischen Elite und Altersklassenathleten unterschieden.

Der kleine, aber feine Unterschied

Ingo KutscheDer zweifache Ironman Hawaii Sieger Chris McCormack beschwerte sich beim Ironman Germany 2009 nach dem Rennen: Bei der Grenztemperatur von 24,5 ºC wäre es unvorstellbar heiß im Anzug gewesen. Er hätte seinen schlimmsten Rennauftakt im Neoprenanzug erlebt. Um abzukühlen hätte er während des Schwimmens seinen Anzug aufgerissen.

Im Gegensatz dazu berichtete Sonja Tajsich von deutlichen Unterkühlungen bei gemessenen 22-23 ºC Wassertemperatur beim Triathlon Abu Dhabi 2011 und Schwimmen ohne Nutzung des Neoprenanzuges. Ein früher Radsturz zwang sie daraufhin zum vorzeitigen Rennende. Eine Messung der Kerntemperatur zeigte den Wert von 34 ºC.

Beim Ironman Frankfurt 2010 wurde für alle Athleten ein Neoprenverbot ausgesprochen (Wassertemperatur > 24,5 ºC ). Im Verlauf des Rennens wurden mehrere Sportler mit Unterkühlung behandelt. Besonders gefährdet scheinen Athleten mit Schwimmzeiten über 1:15 Stunden.

Fazit

Bild: Aquaman, freiDie Regularien bezüglich der Wassertemperaturen und dem Gebrauch von Neoprenanzügen sind neu zu überdenken.
Minimale Temperaturunterschiede der Wasser- und Umgebungstemperatur können bei verschiedenen körperlichen Voraussetzungen große Unterschiede in der Thermoregulation hervorrufen.
Altersklassenathleten, welche lange Strecken schwimmen, sind durch deutliche Tempoverlangsamung während des Rennens gefährdet zu unterkühlen. Profis dagegen sind, durch hohes Tempo mit Energieverbrauch und entsprechender Wärmeentwicklung, anders einzustufen als Altersklassenathleten.

Fotos: Ingo Kutsche, Alexander Schmied, Aquaman, triathlon.de

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