NAS Arbeitsgemeinschaft e.V

In den letzten Jahren und Jahrzehnten findet man eine zunehmende Anzahl von Frauen in verschiedensten Sportarten, insbesondere jedoch im Langstreckenlauf und in anderen Ausdauerdisziplinen. Einhergehend mit der teilweise dramatischen Steigerung der physischen und psychischen Anforderungen im Leistungs- und Hochleistungssport wendet sich die sportmedizinische Aufmerksamkeit mehr und mehr einer zunehmenden medizinischen Problematik bei heranwachsenden und jungen erwachsenen Sportlerinnen zu, der Triade:

Eßverhaltensstörungen, Zyklusstörungen und Osteoporose

Jede Störung kann für sich allein bereits ernste gesundheitliche Folgen nach sich ziehen, die Kombination aller drei jedoch hat möglicherweise fatale Folgen für eine betroffene Athletin.

Einflüsse mechanischer Kräfte

Die grundsätzlich positiv stimulierende Wirkung körperlicher Belastung auf das Skelettsystem ist heute unumstritten. Bereits Galilei erkannte 1683 eine direkte Beziehung zwischen dem Körpergewicht und der Knochengröße. Der deutsche Anatom J. Wolff brachte Knochenumbau und -beanspruchung erstmals miteinander in Verbindung und formulierte 1870 das heute immer noch gültige Wolff-Gesetz der Transformation der Knochen:

»Auf jede Veränderung der Knochenfunktion folgen entsprechend den Gesetzen der Mathematik bestimmte Veränderungen in der inneren Architektur und der äußeren Konformation«;

mit anderen Worten: die Form und Dichte der Knochen folgt der Funktion. Der Knochen paßt sich in seiner äußeren Form und Gestalt als Organ und in seiner inneren Organisation als Gewebe den auf ihn einwirkenden Kräften an. Die inneren Kräfte entstehen bei der Muskelkontraktion, die äußeren durch das Gravitationsfeld und durch dynamische Druck- und Zug-Beanspruchungen unter körperlicher Belastung.

Hormonelle Regulation des Knochenstoffwechsels

Neben den Einflüssen äußerer und innerer mechanischer Kräfte unterliegt die Funktion der Knochenzellen (Osteoblasten, -klasten und -zyten sowie deren Vorläuferzellen) einer komplizierten hormonellen Regulation, welche neben akuter Belastung unter anderem auch von der täglichen Kalzium- und Phosphatzufuhr beeinflußt wird. Zu den knochenwirksamen Hormonen gehören Parathormon, Vitamin Dd , Kalzitonin, Sexualhormone (Östradiol, Testosteron), Schilddrüsenhormone, systemische und lokale Wachstumshormone, Glukokortikoide u.a. Die physiologische Sekretion vieler dieser Hormone erfolgt pulsatil, oftmals außerdem in einer Tag-Nacht-Rhythmik, so daß die Untersuchung belastungsinduzierter Veränderungen der Sekretion der verschiedenen Hormone letztlich nur durch eine sehr umfangreiche (und teure) Analytik erfolgen kann. Da außerdem Belastungen unterschiedlicher Art, Intensität und Dauer verschiedene Effekte erwarten lassen, liegen

bisher nur sehr spärliche und teilweise widersprüchliche Ergebnisse über Veränderungen der genannten Hormone unter akuter und/ oder chronischer Belastung und die möglichen Bedeutungen für den Knochenstoffwechsel vor.

Interaktion der mechanischen Kräfte und hormonellen Regulation

Aus der Summation aller mechanischen und endokrinen Einflußfaktoren ergibt sich schließlich, unter Berücksichtigung der individuellen genetischen Disposition, die aktuelle Knochenstruktur und der aktuelle Stoffwechsel an jeder spezifisch belasteten Skelettstelle.

Nachweis des Einflusses körperlicher Belastung auf das Skelettsystem

Erst seit der Entwicklung moderner, genügend sensitiver Knochendichte Meßgeräte gelingt es in größerem Umfang, den Einfluß physikalischer Beanspruchung oder Nichtbeanspruchung auf spezifische Abschnitte des Skelettsystems in vivo beim Menschen zu untersuchen, wenngleich die hierbei ermittelten Knochendichtewerte keine Aussage über die Mikrostruktur erlauben.

Eindrucksvoll konnte der extrem negative Effekt absoluter Schwerelosigkeit auf das Skelettsystem bei Astronauten demonstriert werden, der teilweise nicht wiederaufholbare Knochenmasseverluste nach sich zog. In ähnlicher Weise kommt es beispielsweise bei längerdauernder Immobilisierung einer Extremität zur Abname der Kortikalisdicke, Vermehrung der Porosität und Reduktion des Gesamtdurchmessers eines Knochens. Umgekehrt führt körperliche Belastung langfristig zu einer Zunahme der Knochendicke und Knochenmasse an den entsprechend beanspruchten Skelettpartien, wie umfangreiche Querschnitts- und insbesondere Längsschnittstudien gezeigt haben.

Wir konnten an einem großen Kollektiv von männlichen und weiblichen Leistungssportlern aus verschiedenen Sportartschwerpunkten, Sportstudierenden und untrainierten Kontrollpersonen ebenfalls zeigen, daß

1.            die sportartspezifische Belastung sich im Sinne einer spezifischen Adaption der jeweils belasteten Skelettabschnitte zeigt und daß

2.            eine vielseitige Belastung aus unterschiedlichen Richtungen und mit variablen Druck- und Zugbeanspruchungen besonders positive Effekte auf die Entwicklung einer hohen Knochendichte zu haben scheint, da sowohl Kraftsportler als auch Spielsportler und unspezifisch trainierende Sportstudenten besonders hohe Knochendichtewerte haben.

Insgesamt ist heute jedoch im wesentlichen noch unklar, ob ein knochenwachstumstimulierender Belastungseffekt am ehesten durch eine Steigerung der Intensität, Häufigkeit oder Dauer einer Aktivität erreicht werden kann, wobei jedoch die Qualität einer muskulären Aktivität wichtiger zu sein scheint als die Quantität.

Störungen des Eßverhaltens und Knochenstoffwechsel

Epidemiologische Untersuchungen legen für die letzten Jahrzehnte eine Zunahme von Eßverhaltensstörungen wie Anorexia nervosa Bulimia nervosa und pathologisch kontrolliertes Eßverhalten, in den westlichen Industrienationen. In den Lebensbereichen, wo ein ausgeprägtes Schlankheitsideal oder eine beruflich bedingte Notwendigkeit zum Schlanksein in Kombination mit einer ausgeprägten Leistungsorientierung besteht, wie dies bei verschiedenen Sportarten (Turnen, rhythmische Gymnastik, Ballett, Langstreckenlauf u.a.) der Fall ist, finden sich anorektische und bulimische Eßstörungen überzufällig häufig.

Sowohl die Quantität als auch die Qualität (Zusammensetzung) einer Diät kann über eine Modulation von zentralnervösen Transmittersystemen (serotoninerge und adrenerge Bahnen) das weitere Nahrungsverhalten beeinflussen, wodurch sich bei entsprechender psychischer Konstellation ein Teufelskreis entwickeln kann, der in die Pathologie abgleitet.

Störungen des Eßverhaltens bei Sportlerinnen

Die kausalen Zusammenhänge zwischen Eßverhaltensstörungen und Skelettdemineralisierungen sind vielschichtig und betreffen praktisch alle hormonellen und mechanischen Regulationssysteme des Knochenstoffwechsels:

• Die geringe Nahrungs-Mineralstoffzufuhr (Kalzium, Magnesium) sowie ein möglicher Vitamin D-Mangel führt unmittelbar zu einer negativen Kalziumbilanz mit resultierender Skelettdemineralisation.
• Der Proteinmangel in der Nahrung führt zu einer negativen Stickstoffbilanz, die auch die Knochenmatrix betrifft
• Die schon seit langem bekannte Reduktion der Sexualhormone bei Eßstörungen (»Hunger-Amenorrhö«) führt zu den bekannten negativen Auswirkungen supprimierter Sexualsteroide auf das Skelettsystem.
• Durch das niedrige Körpergewicht und die eingeschränkte Muskelkraft besteht nur eine geringe Gravitations- bzw. muskuläre Wirkung und somit nur ein geringer osteogenetischer Effekt bei Alltags- und sportlichen Belastungen
• Die Sekretion der Schilddrüsenhormone ist bei anorektischen Frauen eingeschränkt, wodurch die knochenanabolen Effekte wahrscheinlich ebenfalls reduziert sind.
• Anorektische Patientinnen haben eine erhöhte Cortisol-Sekretion und einen insgesamt veränderten Cortisol-Metabolismus, so daß die oben beschriebene knochenkatabole Wirkung der Glukokortikoide bei der Induktion der Knochendemineralisierung bei anorektischen Frauen eine erhebliche Bedeutung haben dürfte.
• Veränderungen der Wachstumshormon- Sekretion bei anorektischen Frauen sind wahrscheinlich, deren Auswirkungen auf das Skelettsystem noch zu untersuchen sind.

Es lassen sich demnach bei anorektischen Sportlerinnen, aber auch bei Athletinnen mit »moderateren" Eßverhaltensstörungen, Veränderungen unterschiedlichster Regelsysteme finden, die jede für sich schon negative Effekte für das Skelettsystem haben können. In der Summation der Einzelwirkungen müssen diese fast zwangsläufig zu fatalen Folgen führen.

Veränderungen des reproduktiven hormonellen Systems der Frau durch Sport

Zu den Störungen des Menstruationszyklus bei Sportlerinnen gehören nicht nur offensichtliche Veränderungen, die die verspätete erste Regelblutung (Menarche), das völlige Ausbleiben der Blutung (Amenorrhö) und die unregelmäßige Blutung (Ollgornenorrhö), sondern auch subtilere und praktisch nur laborchemisch erfaßbare Störungen wie Gelbkörper-Insuffizienzen, verlängerte Follikelphase und Zyklen ohne Eisprung, die alle mit hormonellen Alterationen einhergehen. Eine verzögerte Menarche wurde teilweise mit hohen Trainingsbelastungen vor dem Einsetzen der Menarche in Verbindung gebracht. Eine genetische Disposition für eine Menarcheverzögerung scheint aber ebenso wichtig zu sein, die möglicherweise die betroffenen Mädchen für ein Leistungstraining in den entsprechen den Sportarten prädisponiert.

Die frühere Annahme, ein zu niedriger Körperfettanteil spiele eine entscheidende Rolle in der Induktion von Zyklusstörungen bei Athletinnen. erscheint heute eher unwahrscheinlich. Allerdings kann eine Körpergewichtsreduktion bei Sportlerinnen Zyklusstörungen und, hiermit verbunden, hormonelle Alterationen induzieren.

Störungen des Menstruationszyklus und Knochenstoffwechsels bei Sportlerinnen

1982 wurde erstmals nachgewiesen, daß eine sportbedingte Amenorrhö mit einer Knochenentkalkung verbunden sein kann, wie sie normalerweise erst nach den Wechseljahren sowie nach vorzeitigem Aufhören der Eierstockfunktion. z.B. nach operativer Entfernung, auftritt. Diese Befunde niedriger Knochendichtewerte von zyklusgestörten Sportlerinnen wurden unter anderem auch von unserer Arbeitsgruppe in Zusammenarbeit mit K. de Meirleir in Brüssel bestätigt. Eine exakte Nahrungsanamnese bei den untersuchten Sportlerinnen wurde nicht immer erhoben.

Da die Häufigkeit von Eßverhaltensstörungen von Sportlerinnen mit 17-39% angegeben wird. muß bei einer bedeutenden Zahl der amenorrhöischen Athletinnen mit pathologisch niedrigen Knochendichtewerten von einer hypokalorischen und hypokalzämischen Ernährung ausgegangen werden. Der zweifelsohne positive Effekt von körperlicher Belastung auf die Knochenmineralisation scheint also sowohl von einem normalen Sexualhormon-Haushalt als auch von einer ausgeglichenen Kalorien- und Kalziumbilanz abzuhängen.