Herzfrequenzvariabilität kontrollieren - effektiver trainieren( Prof. Dr. Kuno Hottenrott)

Wer Sport treibt, muss stets auf die Reaktionen seines Körpers achten. Anstrengendes Training bei anklingendem oder bestehendem Infekt  kann sogar ernsthafte Komplikationen (z. B. Herzmuskelentzündungen) auslösen und eine längere Trainingspause nach sich ziehen. Dies gilt vor allem für Aktivitäten mit hoher Herz-Kreislaufbelastung. Sportler, die die Herzfrequenz und den Rhythmus des Herzschlags regelmäßig kontrollieren, berichten von einer verbesserten individuellen Abstimmung der einzelnen Trainingseinheiten. Das Timing zwischen Training und Regeneration gelingt präziser. Dies führt zu stetigen Leistungsfortschritten, weil Überforderungen rechtzeitig erkannt  werden können.
Aus wissenschaftlicher Sicht ist eine hohe Eigenkompetenz des Sportlers zur Selbststeuerung des Trainings gefragt, welche er in der Auseinandersetzung mit einer beanspruchungsorientierten Trainingskontrolle gewinnt. Hierfür ist eine regelmäßige Kontrolle der Herzfrequenzvariabilität sehr gut geeignet.

Was versteht man unter Herzfrequenzvariabilität? 
Die Herzfrequenzvariabilität (HRV, Heart Rate Variability) ist eine Messgröße der autonomen Funktion des Herzens. Sie kennzeichnet die Variation der Herzperiodendauer aufeinanderfolgender Herzschläge. Die Dauer von Herzschlag zu Herzschlag ist unterschiedlich lang, insbesondere bei einer Messung in  Ruhe. Bei einer Ruheherzfrequenz von z. B. 60 Herzschlägen in der Minute erfolgt nicht jeder Schlag nach exakt einer Sekunde bzw. 1000 Millisekunden. Schwankungen von über 100 Millisekunden in der Herzschlagfolge treten als natürliche Arbeitsweise des Herzens auf (Abb. 1). 

Abb. 1: Beispielhafte Variation der Herzperiodendauer (sog. RR-Intervall) in Ruhe

Warum schlägt das Herz variabel?

Der Herzschlagrhythmus wird von vielen verschiedenen Faktoren beeinflusst. Diese können sowohl physisch, wie Atemfrequenz und Blutdruck, als auch psychisch, durch emotionale und mentale Prozesse, beeinflusst sein. Aber auch allgemeine äußere Gegebenheiten wie  körperliche Aktivität, Nahrungsaufnahme, Koffein und Schlaf verändern unseren Herzschlagrhythmus.
Das Herz reagiert sensibel auf Signale des Organismus und der Umwelt mit fein abgestimmten Veränderungen der Herzschlagdauer bzw. der Herzfrequenz. Insofern ist der Rhythmus des Herzschlags variabel und nicht starr. Diese Anpassungsfähigkeit des Herzens basiert auf einem optimalen Zusammenspiel des sympathischen und parasympathischen Nervensystems. Diese beiden Systeme bilden als Gegenspieler das sog. vegetative Nervensystem, welches alle nicht willentlich beeinflussbaren Anpassungs- und Regelungsprozesse unseres Körpers steuert (bspw. Atmung, Herzschlag und Stoffwechsel). Die hochfrequenten elektrischen Impulse des Parasympathikus wirken hemmend und führen zu einer sehr schnellen Absenkung der Herzfrequenz. Die niederfrequenten Impulse des Sympathikus hingegen bewirken eine Steigerung der Herzfrequenz.
In der Variabilität der Herzschlagfolge zeigt sich die Anpassungsfähigkeit des menschlichen Organismus an sich verändernde Bedingungen. Das Herz reagiert fortwährend auf innere Signale des Organismus und auf äußere Anforderungen aus der Umwelt mit fein abgestimmten Veränderungen (Variationen) aufeinander folgender Herzperioden. Jeder Mensch hat eine individuelle Ausprägung der Herzfrequenzvariabilität, die von Alter, Geschlecht und genetischen Anlagen bestimmt wird. Kinder haben eine größere Variabilität als Erwachsene. Mit zunehmendem Lebensalter und bei hoher Stresseinwirkung nimmt die Variabilität ab. Ein moderates Ausdauertraining und ein guter Fitnesszustand tragen zu einer gesunden Variabilität des Herzschlags bei.

„Wenn der Herzschlag so regelmäßig wie das Klopfen des Spechts oder das Tröpfeln des Regens auf dem Dach wird, wird der Patient innerhalb von vier Tagen sterben.“           
WANG SHUHE (3. Jahrhundert n. Ch.)

Welche Bedeutung hat die Messung der HRV für den Sportler?

Vielen Menschen fällt es schwer, eigene Körperzustände wahrzunehmen und richtig zu  interpretieren. Messungen der Herzfrequenz liefern umgehende Rückmeldungen über die aktuelle Funktionsfähigkeit des Herz-Kreislauf- und Atemsystems. Sie zeigen, ob dieses "gestresst" bzw. eingeschränkt "anpassungsfähig" ist. Transportable Herzfrequenz-Messgeräte mit integrierter Analyse des Herzschlagrhythmus beschreiben laufend den aktuellen "An- bzw. Entspannungszustand" des Organismus. Sie eignen sich daher auch als Feedback-Geber, mit deren Hilfe gestresste Personen lernen können, sich zu entspannen bzw. ihr Herz in einen funktionstüchtigeren Zustand zu versetzen.
Durch regelmäßige Kontrollen der HRV können Veränderungen im vegetativen Zustand des Sportlers erfasst und die körperlichen Belastungen im Trainingsprozess mit dem daraus resultierenden Erholungsbedarf verfolgt werden. Für jeden Sportler lassen sich individuelle Regulationsbereiche der HRV ermitteln. Nach hohen Trainingsbelastungen kann eine Abnahme der HRV auf eine unzureichende Regeneration hinweisen. Eine kontinuierliche Zunahme der HRV lässt auf eine positive Belastungsverarbeitung und besseren vegetativen Zustand schließen.
In wissenschaftlichen Studien konnte unter kontrollierten Bedingungen gezeigt werden, dass spezielle Parameter der HRV als geeignete Steuerungsgrößen zur Optimierung der täglichen Trainingsbelastung beitragen können. In der Studie von Kiviniemi  (2007) hatten die Sportler, die das Training individuell auf die Veränderung ihrer HRV abstimmten, einen höheren Leistungszuwachs als die Sportler, die ein Standardtrainingsprogramm mit vergleichbarem Volumen durchführten. Die Überwachung des Regenerationszustands mittels HRV kann  folglich für die Leistungsentwicklung sehr bedeutsam sein.

Welchen Einfluss hat Stress, Anspannung und Entspannung auf die HRV?

Vor einem wichtigen Wettkampf sind psychischer Stress und Anspannung natürliche Reaktionen. Diese Reaktionsweisen können sich positiv oder negativ auf die Leistungsfähigkeit auswirken. Oft äußern sich die Sportler nach einem misslungenen Wettkampf: "Heute war ich total verkrampft“ oder: „Ich habe meinen Rhythmus nicht gefunden!". Diese Äußerungen weisen auf psychischen Stress und muskuläre Verspannung hin. Im Stresszustand lassen sich die Einflüsse des sympathischen Nervensystems auf die Herzaktivität durch die Bestimmung der Herzfrequenzvariabilität belegen. Die Variation des Herzschlages nimmt unter Stresseinwirkung ab und äußert sich in einem Ungleichgewicht des vegetativen Nervensystems (sympatho-vagalen Dysbalance). Der Gleichgewichtszustand zwischen den sympathischen (stressbezogenen) und parasympathischen (entspannungsbezogenen) Einflüssen auf die Herzaktivität ist gestört (Abb. 2 +3). 

Abb. 2: Herzfrequenzvariabilität bei sympatho-vagaler Balance

(LF: Low Frequency, HF: High Frequency).

Abb. 3: Herzfrequenzvariabilität bei sympatho-vagaler Dysbalance

(LF: Low Frequency, HF: High Frequency).

Länger andauernde Stresseinflüsse wirken sich unterschiedlich aus und können beim Sportler unterschiedliche Symptome wie Schlafstörungen, auffällige Nervosität, depressive Verstimmung, aggressives Verhalten, Herzbeschwerden, Häufung von Infekten oder muskuläre Verspannungen hervorrufen. Dauerstress kann bei einigen Athleten bis hin zu psychosomatischem Beschwerden führen. Wettkämpfe wirken auf den Organismus meist als hoher Stressreiz. Der Stress verstärkt sich, wenn zusätzliche Stressoren auftreten. Hierzu gehören Zeitdruck, Leistungsdruck, Misserfolge, Existenzangst, allgemeiner Ärger u.a. In Abhängigkeit von der Persönlichkeitsstruktur und den bisherigen Lebenserfahrungen, wird der Stressreiz unterschiedlich empfunden und verarbeitet. Stresszustände lassen sich durch kurz- und langfristige Bewältigungsstrategien abbauen. Hierzu gehören: verbessertes Zeitmanagement, Veränderungen von Einstellungen, bewusste Wahrnehmung, positive Selbstgespräche, Maßnahmen zur Abreaktion und/oder Anwendung von Entspannungsmethoden. Aber auch die Ernährung und regenerationsfördernde Substanzen, können zum Stressabbau und einer verbesserten Regeneration beitragen.

Wie kann ich meine HRV bestimmen?

Eine sehr einfache Methode war bisher die Messung über ein spezielles Herzfrequenz-Messgerät. Voraussetzung für die Bestimmung der HRV ist eine EKG-genaue Messung jedes einzelnen Herzschlags. Für den Sportler macht es wenig Sinn, einzelne Parameter der HRV selbst zu analysieren. Fundierte Kenntnisse wären hierzu erforderlich. In der Praxis nutzt der Sportler Geräte, die nicht nur eine Berechnung der HRV vornehmen, sondern zugleich Empfehlungen zum Stress- und Regenerationszustand aussprechen.
Dazu hat die Industrie einfach anzuwendende Geräte entwickelt, wie z.B. „ithlete“, ein Gerät welches in Verbindung mit einem handelsüblichen iPhone oder iPod touch funktioniert oder die Herzfrequenzmessgeräte der Firma Polar mit HRV-Funktionen sowie der Stresspilot der Firma biocomfort. Mit diesen und weiteren Geräten kann jeder Sportler und gesundheitsbewusste Mensch, seine HRV einfach bestimmen und dadurch sein Training in Abhängigkeit vom Stresszustand eigenverantwortlich steuern. Mit der HRV-Messung ist es möglich, den individuellen Regenerationsstand zu überwachen und Empfehlungen für die Trainingsgestaltung tagesaktuell abzugeben.
Weitere Informationen zum Thema Herzfrequenzvariabilität finden Sie u.a auf der Kongresshomepage zum 5. Internationalen Symposium Herzfrequenzvariabilität unter www.hrv-sport.de.