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Alkoholgehalt durch Atemanalyse testen – für mehr Sicherheit

Photo by Timothy Dykes on Unsplash

Ob bei einem Dinner mit Freunden, bei Geburtstagspartys oder am Wochenende in Kneipen und Clubs – Alkohol hat in unserer Gesellschaft einen festen Platz: Zum Feiern oder Entspannen greifen viele ganz selbstverständlich zur Flasche. So schön solche oftmals gesellige und ausgelassene Genussmomente sein können, so wichtig ist es auch beim Trinken von Alkohol Verantwortung für sich und für andere zu übernehmen. Hilfreiche Tools, um dies zu unterstützen, sind beispielsweise Atemanalysesysteme, welche den Alkoholgehalt überprüfen.

Wie funktioniert ein Atemalkoholtest?

Alkohol im Körper kann über verschiedene Methoden festgestellt werden. Im Urin, im Blut und im Atem zeichnet sich der Alkoholkonsum eines Menschen ab. Während die Blutalkoholkonzentration mit dem bekannten Promillewert (‰) angegeben wird, wird die Atemalkoholkonzentration in Milligramm pro Liter Atemluft (mg/l) gemessen.

Wurden alkoholische Speisen oder Getränke konsumiert, gelangt der beinhaltende Alkohol über die Magenschleimhaut in den Blutkreislauf. Ein Teil des aufgenommenen Alkohols wird dann aus dem Blut über die Alveolen (Lungenbläschen) von der Frischluft in der Lunge aufgenommen und beim Ausatmen abgegeben. Durch diesen Gasaustausch kann über die Messung der Ausatemluft berechnet bzw. eingeschätzt werden, wie hoch der Blutalkoholspiegel der Person ist.

Mithilfe eines Wearables bzw. Diagnosegeräts, kannst du überprüfen, wie viel Alkohol sich in deiner ausgeatmeten Luft befindet. Über einen speziellen elektrochemischen Sensor erkennen die Devices die Alkoholmoleküle in der Ausatemluft. Für einen Atemalkoholtest mit einem Handheld musst du lediglich in das Mundstück des Atemmessgeräts pusten. Dabei ist wichtig, dass Atemluft im Gerät ankommt, welche durch die Lunge zirkuliert ist. Deshalb solltest du für ein genaueres Ergebnis für mindestens fünf Sekunden am Stück in das Atemkontrollgerät hineinblasen.

Genauigkeit von Atemalkoholtests

Je nach Hersteller und Marke des Geräts variiert die Genauigkeit der verschiedenen Atemalkoholtestgeräte. Zudem kommen weitere Faktoren wie die Temperatur, der allgemeine Gesundheitszustand und andere Verbindungen in der Ausatemluft hinzu, die das Testergebnis verfälschen können. Auch die falsche Benutzung und die Menge der ausgeatmeten Luft kann die Messwerte beeinflussen.

Warum ein Alkoholmessgerät benutzen?

Den Alkoholgehalt anhand der getrunkenen Drinks zu messen, ist ein schlechtes, ungenaues Maß für den Rauscheffekt. Denn die Unterschiede in unter anderem Physiologie, Körpergewicht, Geschlecht, Körperfettanteil sowie die individuelle Alkoholtoleranz beeinflussen den Grad der Beeinträchtigung sehr.

Beim Genießen der berauschenden Flüssigkeit realisieren manche Personen nicht, wie schnell der Alkohol in ihrem Verhalten Wirkung zeigt. Sie können dann oftmals nicht mehr selbst beurteilen, wie sehr dieser ihr Reaktionsverhalten und das Ausführen von simplen Routineaufgaben negativ beeinflusst.

Richtig gefährlich wird es, wenn sich Betrunkene, die ihre Fähigkeiten überschätzen, noch hinter das Steuer setzen. Leider passieren so rund um die Welt täglich mehrere Autounfälle bei denen Menschen tödlich verunglücken. Aus diesem Grund gibt es bereits in den meisten Ländern bestimmte Grenzwerte, die den erlaubten Alkoholgehalt im Atem bzw. im Blut im Straßenverkehr regeln.

Eine Möglichkeit solch tragischen Unfälle zu minimieren, kann die Benutzung von Atemalkoholtestgeräten sein. Die beste Lösung wäre natürlich, wenn alkoholisierte Personen erst gar nicht vorhaben noch autozufahren. Wenn die Vernunft jedoch dafür nicht ausreicht oder man überprüfen möchte wie viel das „nur eine Glas Wein“ tatsächlich ausmacht, kann ein schneller, einfacher Atemtest als Überzeugung bzw. Aufklärung dienen. Die handlichen Wearables passen in nahezu jede Tasche, sind einfach in der Handhabung und in nur ein paar Sekunden weißt du, ob du oder die getestete Person noch Auto fahren können oder lieber die Autoschlüssel abgeben sollten.

Innovation von VitaScale: Atemalkoholkonzentration ganz ohne Handheld am Steuer messen

Die Sicherheit am Steuer für alle Beteiligten am Straßenverkehr bezüglich des Alkoholmissbrauchs zu verbessern ist vielen Menschen und auch Unternehmen ein großes Anliegen. So gibt es bereits weitergedachte Lösungen, bei denen beispielsweise das Alkoholmessgerät an das Auto gekoppelt ist: Der Fahrer muss in das Device pusten, bevor er losfahren möchte, und die Zündschlosssperre löst sich nur, wenn sich die Atemalkoholkonzentration unter der erlaubten Grenze befindet.

Leider haben sich die sogenannten Alcolocks, Autolocks oder Alkohol-Wegfahrsperren noch nicht durchgesetzt, was zum einen an den hohen Kosten und zum anderen an dem Mehraufwand bezüglich der Hygiene liegen könnte. Genau hier setzt das berührungslose System von VitaScale an. Die im bspw. im Lenkrad platzierten Sensoren messen die Atemgase des Fahrers und der Insassen völlig kontaktlos im freien Raum. Somit entfällt der Hygienepart, da nirgends hineingepustet werden muss – es muss nicht einmal etwas angefasst werden. Die Messung findet automatisch statt, wenn sich der Fahrer auf den Fahrersitz begibt und das Auto starten möchte.

Mit diesem System, welches sich momentan noch in der Entwicklung befindet, ist es auch möglich, den Atemalkoholwert während dem Fahren zu messen. Trinkt jemand während der Fahrt setzt ein Signal ein, noch bevor der Grenzwert erreicht ist. Bleibt der oder die Fahrer:in trotzdem nicht stehen, greifen erweiterte Maßnahmen, die der oder die Fahrer:in aus dem Verkehr ziehen.

Die smarte Sensoren und Algorithmen lassen sich zudem nicht nur zur Messung des Atemalkoholwerts nutzen, sie erkennt anhand der Ausatemluft auch, ob der bzw. die Fahrer:in in gesundheitlich kritische Zustände wie bspw. einen ketonisch kritischen Zustand gerät. Dies ist eine wichtige Information für Autofahrer:innen, die an Diabetes leiden. Denn bei einer Unterzuckerung können die kognitiven Fähigkeiten stark eingeschränkt werden. Mit diesem neuen „Alcolock“ schafft VitaScale eine bedeutende Innovation für die Sicherheit im Straßenverkehr.

Vorsicht ist besser als Nachsicht: So trinkst du verantwortungsbewusst

Generell solltest du, um andere und dich zu schützen, verantwortungsbewusst mit dem berauschenden Genuss umgehen. Im Straßenverkehr, während einer Schwangerschaft und bei der Arbeit sollte komplett auf Alkohol verzichtet werden.

Auch bei bestimmten Krankheiten und kombiniert mit bestimmten Medikamenten oder in Verbindung mit anderen Drogen kann der Konsum von alkoholischen Getränken und Lebensmitteln unberechenbare Nebenwirkungen hervorrufen. Um die eigene Gesundheit nicht zu gefährden, gilt die einfache Regel: Je geringer dein Alkoholkonsum, desto gesünder für dich.

Greifst du dennoch zum Glas, dann behalte die Menge im Blick und trinke zwischen alkoholischen Getränken genügend Wasser. Vermeide zudem Alkohol auf leeren Magen und konsumiere an sicheren Orten.

Alkohol im Atem: Deine Atemluft verrät einiges über dich

Mit einem Atemalkoholtestgerät kann der Alkoholgehalt einer Person einfach und schnell gemessen werden. Diese sind im privaten Gebrauch besonders nützlich, um bei Unsicherheiten die Fahrtauglichkeit richtig einschätzen zu können. Zum Schutz der Allgemeinheit im Straßenverkehr sind Testsysteme, die direkt mit dem Fahrzeug verbunden sind, eine vielversprechende Möglichkeit. Innovationen, wie das berührungslose System von VitaScale, werden in Zukunft für Aufmerksamkeit in der Automobilbranche sorgen.

Autorin: Lisa Schräder

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Die Bedeutung der Atmung für Sportler:innen bezüglich der Leistungsfähigkeit

Photo by Timothy Dykes on Unsplash

Ob für einen Triathlon, das wöchentliche Crossfit-Workout oder um zum nächsthöheren Gipfel zu klettern, für Profi- und Hobbysportler:innen kann die Atmung als Tool zur Leistungsverbesserung hilfreich sein. Die Atmung ist zwar ein natürlicher Ablauf, aber die Frequenz und die Geschwindigkeit sind bei jedem:jeder individuell und können von verschiedenen Faktoren beeinflusst werden.

Schnelles und langsames Atmen ­– beides kann effektiv genutzt werden

Die Atmung kann unter anderem in schnelles Atmen (Fast-Paced Breathing: über 20 Atemzüge pro Minute) und langsames Atmen (Slow-Paced Breathing: unter 10 Atemzüge pro Minute) gegliedert werden.

Wird freiwillig langsam geatmet, kann dies die allgemeine Gesundheit – körperlich und mental – steigern, da sie das parasympathische Nervensystem aktiviert und dem Körper dabei helfen kann, eine höhere Sauerstoffmenge aufzunehmen. Mit Atemtraining können kardiopulmonale und neuroendokrine Funktionen sowie die Funktion des autonomen Nervensystems verbessert, Angst, Depressionen sowie Stress verringert, Resilienz gesteigert und der Blutdruck sowie die Herzfrequenz gesenkt werden. So zeigen Studien, die mit Voluntary Slow-Paced Breathing arbeiten, eine Verbesserung der sportlichen Leistung. Denn die Senkung von Herzfrequenz und Blutdruck kann eine Verbesserung der kardiovaskulären Fitness sowie der Ausdauer mit sich bringen. Aber auch die verbesserte Lungenkapazität trägt zu einer besseren Ausdauer und zu mehr Durchhaltevermögen bei. Durch eine bessere mentale Verfassung aufgrund weniger Ängste und Stress kann der:die Sportler:in zudem besser mit Druck bei z. B. Wettkämpfen umgehen.
Darüber hinaus kann sich die langsame Atmung positiv auf das Atmungssystem auswirken, wodurch auch Atemwegserkrankungen (wie bspw. Asthma), welche die Leistungsfähigkeit einschränken können, geschwächt werden können.

Eine schnelle Atmung als Hyperventilation kann hingegen die sportliche Leistung negativ beeinflussen. Dabei kann es passieren, dass die Muskeln nur noch eine verringerte Menge an Sauerstoff geliefert bekommen. Dadurch wird der:die Sportler:in schneller müde und hat eine geringere Ausdauer. Wenn sich durch das hyperventilieren die Blutgefäße schmälern, kann dies durch die schlechtere Durchblutung des Gehirns und der Organe eine schlechtere Koordination und ein schlechteres Gleichgewicht zur Folge haben. Besonders komplexe Bewegungen können dann von dem:der Sportler:in nicht mehr so gut ausgeführt werden. Zudem können Angst- oder Panikgefühle entstehen, welche den:die Sportler:in insgesamt weniger belastbar machen können.

Anders verhält sich das bei gezielten, kontrollierten Atemtechniken, die sich durch schnelles Atmen auszeichnen. Richtig ausgeführt kann das Voluntary Fast-Paced Breathing sogar für eine Leistungsverbesserung sorgen, weil es dann die Sauerstoffzufuhr zu den Muskeln erhöhen, den Bauchmuskeltonus sowie die Reaktionszeit, Geschwindigkeit und Kraft verbessern kann.

Lungenvitalität verbessern und effektiver Atmen

Die Atmung sollte – auch wenn sie automatisch passiert – im Sport keinesfalls unterschätzt oder sogar vernachlässigt werden. Sie ist von Beginn an für die allgemeine Gesundheit mitentscheidend und kann (nicht nur beim Sport) für eine bessere sportliche Leistung sorgen. Sportler:innen, die vor, während und nach dem Training die Atmung miteinbeziehen, können auf verschiedene Weise die Leistungsfähigkeit beeinflussen:

• bessere Sauerstoffversorgung
• optimierte Abgabe von Kohlendioxid
• Regulierung der Herzfrequenz
• gesteigerte Konzentration
• positive Einstellung

Um die Atmung überhaupt gezielt und effektiv im Training sowie bei Wettkämpfen einsetzen zu können, ist eine gesunde Lungenvitalität erforderlich. Diese kann mithilfe einer Atemgasanalyse überprüft werden. Bei Bedarf die Lungenvitalität zu verbessern, gibt es verschiedene Stellschrauben, die das ermöglichen. Dazu zählen unter anderem besonders aerobes Training, gezieltes Atemtraining, Entspannungstechniken und eine gesunde, ausgewogene Ernährung. Einen gänzlich negativen Einfluss hat Rauchen auf die Lungenvitalität, deshalb sollte im Idealfall darauf komplett verzichtet werden.

Vielschichtig und komplex: Wie kann ich die Atmung ohne großen Aufwand für eine Leistungssteigerung nutzen?

Der Zusammenhang von Leistungsfähigkeit im Sport und der Atemfrequenz bzw. der Atmung ist komplex. Besonders als reine:r Hobbysportler:in fehlt meist die Zeit oder die Energie, sich so akkurat mit einem Thema auseinanderzusetzen. Eine einfache, durchschnittliche Trainingsempfehlung inklusiver Atemtechnik kann jedoch nicht gegeben werden, da die physischen und psychologischen Begebenheiten von Person zu Person nie die gleichen sind. Je nach Sportart, individuellem Zustand und Trainingsziel muss die Atmung unterschiedlich und in der richtigen Frequenz eingesetzt werden. Nur so werden sich in Zusammenhang mit dem Atmen die sportlichen Leistungen verbessern.

Nicht nur für Spitzenathlet:innen, sondern besonders auch für Hobbysportler:innen, die an Wettkämpfen teilnehmen (Marathon, Triathlon, Crossfit etc.), kann die Atemsteuerung aber ein interessantes Tool zur Leistungsverbesserung sein. Um davon zu profitieren, ist es nicht notwendig, sich in unnötige Kosten zu stürzen oder Expert:in für Atmungssteuerung zu werden. So bietet z. B. VitaScale zwei Hightech-Wearables an (vitashape und vitapace), die mit der einfach durchführbaren Atemgasanalyse die Atemfrequenz, das Stresslevel, die Lungenvitalität und vieles mehr messen können. Die zugehörige App liefert zudem die persönlichen Ergebnisse und zukünftig auch Vorschläge zur Trainingsoptimierung. Das macht es viel einfacher auch die Atmung korrekt und vorteilhaft in Sporteinheiten und zur Vorbereitung zu integrieren.

Lisa Schräder

Quellen:
Ford J.L., Ildefonso K., Jones M.L. & Arvinen-Barrow M.: Sport-related anxiety, current insights (2017), URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5667788/ (Stand: 22.11.2023).

Karsten M., Ribeiro G.S., Esquivel M.S. & Matte D.L.: The effects of inspiratory muscle training with linear workload devices on the sports performance and cardiopulmonary function of athletes: A systematic review and meta-analysis (November 2018), URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1466853X18301652 (Stand: 22.11.2023).

Laborde S., Allen M.S., Borges U. & Dosseville F., et al: Effects of voluntary slow breathing on heart rate and heart rate variability, A systematic review and a meta-analysis (Juli 2022), URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35623448/ (Stand: 22.11.2023).

Laborde S., Iskra M., Zammit N. & Borges U., et al: Slow-Paced Breathing, Influence of Inhalation/Exhalation Ratio and of Respiratory Pauses on Cardiac Vagal Activity (12. Juli 2021), URL: https://www.mdpi.com/2071-1050/13/14/7775 (Stand: 22.11.2023)

Migliaccio G.M., Russo L., Maric M. & Padulo J.: Sports Performance and Breathing Rate: What Is the Connection? A Narrative Review on Breathing Strategies (Mai 2023), URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10224217/ (Stand: 22.11.2023).

Migliaccio G.M., Di Filippo G., Russo L. & Orgiana T., et al: Effects of Mental Fatigue on Reaction Time in Sportsmen (November 2022), URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9656150/ (Stand: 22.11.2023).

Seals D.R., Suwarno N.O. & Dempsey J.A.: Influence of Lung Volume on Sympathetic Nerve Discharge in Normal Humans (1. Juli 1990), URL: https://www.ahajournals.org/doi/epdf/10.1161/01.RES.67.1.130 (Stand: 22.11.2023).

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Diabetes Typ 2 und Bewegung: So beeinflusst körperliche Aktivität das Leben von Diabetes-Patient:innen positiv

Picture by: Photo by Towfiqu barbhuiya on Unsplash

Laut dem Bundesministerium für Gesundheit leiden 7,2 Prozent aller Erwachsenen (18 bis 79 Jahre) in Deutschland an Diabetes mellitus. In etwa 90 bis 95 Prozent der Fälle handelt es sich um die nicht-insulinabhängige Variante Typ-2-Diabetes. Die auch als Zuckerkrankheit bekannte Erkrankung macht so vielen Millionen Menschen das Leben deutlich schwerer. Zudem steigt mit ihr auch das Risiko für andere schwerwiegende Krankheiten. Um der chronischen Stoffwechselkrankheit vorzubeugen, aber auch um diese akut zu behandeln, helfen unter anderem Bewegung und Sport.

Was ist der Unterschied zwischen Diabetes Typ 1 und Typ 2?

In beiden Fällen hat der Körper ein Problem mit dem Hormon Insulin. Dieser Stoff wird benötigt, um den Zucker aus dem Blut in die Zellen oder die Leber zu transportieren. Funktioniert dieser Vorgang nicht einwandfrei, steigt der Blutzuckerwert im Blut stetig an.

Während der Körper bei Typ-1-Diabetes überhaupt kein Insulin herstellen kann, produziert die Bauchspeicheldrüse bei der Typ-2-Variante zu langsam, zu wenig oder das hergestellte Insulin wirkt in den Zellen nicht mehr richtig. Der Typ 1 tritt plötzlich auf und ob man daran erkrankt, lässt sich nicht beeinflussen. Er wird mit dem Zuführen von Insulin behandelt. Der Typ 2 beginnt schleichend, aber lässt sich durch eine gesunde Lebensweise sowie Ernährung vorbeugen. Leichte Krankheitsfälle lassen sich mit Sport, besserer Ernährung und Abnehmen behandeln, die schwereren mit Medikamenten.

Oft ist der Typ 2 noch als Altersdiabetes bekannt, weil früher besonders ältere Menschen daran erkrankt sind. Allerdings tritt diese Diabetesform jetzt immer häufiger im Jugendalter auf. Eine Ursache dafür ist unter anderem der sich im modernen Leben oft durchsetzende sitzende Lebensstil.

Wieso ist körperliche Aktivität bei der Behandlung von Diabetes Typ 2 wichtig?

Bewegung vor allem im aeroben Bereich unterstützt die Behandlung von Typ-2-Diabetes auf unterschiedliche Weise:

• Reduktion des Körpergewichts
• Glukosetoleranz und Insulinsensitivität werden verbessert
• Senkung des HbA1c-Wertes
• kardiorespiratorisches System wird verbessert
• Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen wird verringert

Studien haben belegt, dass zum Beispiel aerobes Training in Form von Gehen bereits nach zwei Jahren Typ-2-Diabetes-Patient:innen erhebliche Gesundheitsvorteile brachte. Weitere adäquate Sportarten sind beispielsweise Joggen, Schwimmen mit niedriger Intensität und Fahrradfahren. Da körperliche Aktivität ein effektives sowie kostensparendes Behandlungsinstrument darstellt, wird damit auch das Gesundheitssystem entlastet.

Regelmäßige Kontrolle der individuellen Gesundheitsdaten

Da Typ-2-Diabetes im Normalfall schleichend beginnt, ist eine regelmäßige Kontrolle der persönlichen Gesundheitsdaten empfehlenswert. Denn so kann die Krankheit frühzeitig erkannt werden. Ist man bereits an Diabetes Typ 2 erkrankt, ist neben einer gesünderen Lebensweise eine stetige Anpassung der individuellen Behandlung wichtig.

Die Ernährungsumstellung sowie die Bewegungsindikationen sollten im Idealfall regelmäßig überprüft und an das metabolische Profil der:des Einzelnen angepasst werden. Um dies leichter umsetzbar zu machen, entwickelt zum Beispiel das Unternehmen VitaScale handliche, alltagstaugliche Hightech-Wearables mit denen per Atemgasanalyse (nicht-invasiv) relevante Gesundheitsdaten in Echtzeit gemessen werden können.

Autorin: Lisa Schräder

Quellen:
Bundesministerium für Gesundheit: Diabetes mellitus Typ 1 und Typ 2, URL: https://www.bundesgesundheitsministerium.de/themen/praevention/gesundheitsgefahren/diabetes#:~:text=In%20Deutschland%20ist%20bei%20circa,Stellschrauben%20zur%20Bek%C3%A4mpfung%20von%20Diabetes (Stand: 18.12.2023).

Cannata F., Vadalá G., Russo F., Rocco P. et al: Beneficial Effects of Physical Activity in Diabetic Patients (2020), URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7739324/ (Stand: 18.12.2023).

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Fettverbrennung optimieren und erfolgreich abnehmen

Photo by Siora Photography on Unsplash

Du möchtest nachhaltig überschüssiges Fett verlieren und dein Wunschgewicht länger als nur ein paar Wochen halten? Dafür ist ein Verständnis für die zentralen Energiequellen des Körpers und deren Verbrennung enorm wichtig. Denn unser Körper holt sich seine Energie nicht nur aus gespeichertem Fett, sondern auch aus den schneller verfügbaren Kohlenhydraten. Über das Training und die Ernährung lassen sich diese Prozesse ziemlich gut steuern. Wann unser Körper welche Energiequelle benutzt, hängt besonders von der Intensität sowie Dauer der körperlichen Aktivität ab und kann durch spezielle Diäten beeinflusst werden.

Kohlenhydratverbrennung bei kurzer, intensiver Belastung

Kohlenhydrate werden vom Körper in Form von Glykogen in der Leber und den Muskeln gelagert. Sie sind effizient und schnell verfügbar, wodurch unser Körper bei intensiver körperlicher Anstrengung in der Regel als erstes die vorhandenen Kohlenhydrate als Energiequelle verwendet. Die Kohlenhydratverbrennung setzt also bei kurzen, intensiven Belastungen ein, wie bei schwerem Krafttraining während der Massephase oder bei Sprints. Fettverbrennung erst nach ausdauernder, körperlicher Aktivität Fett dient dem Körper als Energiereserve und wird in ihm als Fettsäuren gespeichert. Sind die Kohlenhydratspeicher leer, greift der Körper auf seine Fettreserven zurück – und das dauert. Je nach individueller Verfassung und Trainingsart setzt die Fettverbrennung im Durchschnitt erst nach etwa 30 bis 60 Minuten ein. Langstreckenradfahren, Marathonläufe, anspruchsvolle Wanderungen, ausdauerndes Rudern sind ein paar Beispiele, bei denen der Körper an sein Fett geht.

Methoden aus dem Leistungssport als Vorbild

Im Leistungssport gehören die Verbrennungsprozesse zu den Grundlagen der Trainings- und Ernährungsoptimierung. Für ein erfolgreiches Gewichtsmanagement können wir uns davon einiges abschauen. Viele Athlet:innen trainieren sich eine „metabolische Flexibilität“ an, mit welcher der Körper effizienter zwischen der Verbrennung von Kohlenhydraten und Fett wechseln kann. Dadurch kann zum Beispiel die Ausdauerleistung gesteigert werden.
Um gezielt die Fettverbrennung zu optimieren, werden nicht nur längere, aerobe Trainingseinheiten eingesetzt und Trainingsarten variiert, auch die Ernährung erhält regelmäßige Anpassungen. Diese sind sehr individuell, denn bei manchen Leistungssportler:innen funktioniert es die Makronährstoffe gut zu mischen, während andere bessere Ergebnisse mit einer fettreichen oder kohlenhydratarmen Diät erzielen. Zudem kann sich dies auch phasenweise ändern, wie beispielsweise bei Frauen durch ihren Zyklus bedingt. Schon deshalb bringt es einen großen Vorteil, die Fettverbrennung und Co kontinuierlich zu überprüfen.

Wie kann ich die Fettverbrennung messen?

Da die Fettverbrennung neben der körperlichen Aktivität und Ernährung von weiteren individuellen Faktoren abhängt, ist es nicht wirklich möglich, über auf die Allgemeinheit angepasste Formeln oder Methoden präzise Angaben zu berechnen bzw. zu treffen. Jeder Körper reagiert nun mal anders auf Training und Ernährung. Eine regelmäßige Messung der Fettverbrennung ist deshalb ein äußerst wirkungsvolles Tool, um im Endeffekt erfolgreich abzunehmen, die Leistung zu steigern und gleichzeitig dabei die Gesundheit sowie das eigene Wohlbefinden nicht zu vernachlässigen. Für lange Zeit war eine genaue Messung der Fett- und Kohlenhydratverbrennung quasi unbezahlbar und nicht alltagstauglich. Man ist auf ungenaue Methoden wie die Beobachtung der Veränderungen des Körperfettanteils und der Überwachung der Herzfrequenz während dem Training ausgewichen.
Mit VitaScale und den entwickelten Wearables vitashape sowie vitapace gehören unpräzise Daten im Alltag der Vergangenheit an. Die erschwinglichen Hightech-Geräte zeichnen sich durch bestes Preis-Leistungs-Verhältnis, Performance und Zugänglichkeit aus. Mit der einfach durchführbaren Atemgasanalyse werden alle nötigen Gesundheitsdaten geliefert, mit denen die Fettverbrennung nach Bedarf so präzise wie noch nie bestimmt werden kann. Zudem erstellt die zugehörige App anhand der individuellen Daten einen persönlichen Ernährungsplan (und zukünftig auch einen optimierten Trainingsplan).

Abnehmen: Schneller nachhaltige Ergebnisse erzielen mit VitaScale

Die Mechanismen, die in unserem Körper zur Energiegewinnung ablaufen, sind komplex. Beim Gewichtsmanagement spielen allerdings die Kohlenhydrat- und Fettverbrennungsprozesse eine große Rolle. Verfolgst du das Ziel dein Gewicht zu reduzieren oder willst du bei deinen Kund:innen schneller nachhaltige Ergebnisse bezüglich Abnehmen erreichen, macht es Sinn, sich mit diesen Vorgängen im Körper stets individuell auseinanderzusetzen. Um dir unter anderem die Messung der Fettverbrennung zu erleichtern, wurden die Hightech-Wearables von VitaScale entwickelt.

Autorin: Lisa Schräder

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Keto-Diät und Atemgasanalyse – das Dreamteam zum erfolgreichen Gewichtsmanagement?

Photo by Siora Photography on Unsplash

Auf Kohlehydrate verzichten und dafür mehr Fett genießen – durch die Anpassung der Makronährstoffe in der Ernährung soll die Keto-Diät besonders erfolgversprechend beim Abnehmen sein. Bei richtiger Anwendung bleiben die Muskeln erhalten und kombiniert mit Sport in der richtigen Intensität steigert sich die Leistungsfähigkeit. Um dabei die Gesundheit nicht außer Acht zu lassen, sollten die Gesundheitsparameter in regelmäßigen Abständen überprüft werden. Dafür eignet sich die Atemgasanalyse besonders gut.

Gewicht kontrollieren durch Ketose

Unser Körper hat verschiedene Möglichkeiten, um seinen Energiebedarf zu decken. Er lässt sich mit einem Auto, das mit einem Gas- und Benzinmotor betrieben wird, vergleichen: Damit würdest du als erstes das Gas verbrauchen, da es kostengünstiger ist als Benzin. Ist der Gastank leer, schaltet das Auto automatisch auf Benzinverbrennung um.

Die Verbrennung von Autogas steht im Körper für die Kohlehydratverbrennung, denn für ihn ist Glukose die einfachste und schnellste Energiequelle. Ist der Glykogenspeicher (Gastank) leer, setzt im Körper die Ketose ein: Gespeichertes Fett wird in freie Fettsäuren umgewandelt, welche dann in der Leber zu dem Glukoseersatz die Ketone (Benzin) gewandelt werden.

Je schneller und öfter der Körper über die Fettverbrennung Energie erzeugt, desto schneller werden die Fettreserven aufgebraucht. Dies lässt sich mit intensiven, ausdauernden Sporteinheiten erreichen und/oder über die Ernährung steuern. Bekommt der Körper mit der Nahrung keine Glukose in Form von Kohlenhydraten oder Zucker geliefert, bleibt ihm nichts anderes übrig als auf das aufgenommene Fett und die Fettreserven zuzugreifen.

Keto-Diät: Grundlagen und Ursprung

Um den Körper in den Zustand der Ketose zu versetzen, wird bei der ketogenen Diät die Kohlenhydratzufuhr drastisch gesenkt. Gleichzeitig steigt der Anteil des Fetts auf dem Ernährungsplan. Die genaue Zusammensetzung der Makronährstoffe hängt von verschiedenen Faktoren ab, unter anderem von:

• dem eigenen Körpergewicht
• dem Gesundheitszustand
• dem Aktivitätslevel: Wie viel Bewegung/Sport ist in deinem Alltag integriert?
• der Zielsetzung: Wie viel Gewicht möchtest du verlieren?

Ein grober Richtwert ist eine Nährstoffverteilung mit 70 Prozent gesundem Fett, 20 Prozent Protein und höchstens 10 Prozent Kohlenhydrate. Die Reduzierung der Glukoseproduktion durch die Verbrennung von Kohlenhydraten und Protein bewirkt die Umstellung des Energiestoffwechsels: Denn erst wenn Glukose fehlt bzw. aufgebraucht ist, produziert der Körper über die Fettverbrennung Ketone als Ersatz. Hinsichtlich Portionsgröße, Zeitpunkt und Häufigkeit der Mahlzeiten gibt es viele unterschiedliche Ansätze.

1911 diente die ketogene Diät vorerst als Therapieanwendung für Kinder, die an Epilepsie erkrankt waren. Sie stellte eine gesündere Alternative zu der zuvor verwendeten Fastenmethode dar. Beide Methoden reduzierten die epileptischen Anfälle, jedoch konnte mit der Keto-Diät die Nährstoffversorgung gesichert werden. Epilepsieanfälle werden heutzutage durch Antiepileptika behandelt, während die ketogene Diät als Methode zur Gewichtskontrolle auf großen Zuspruch stößt.

Messung der Ketonwerte mit Atemgasanalyse

Ketone lassen sich im Blut oder über die Acetone in der Ausatemluft messen. Mit den gemessenen Ketonwerten kann dann der Grad der Ketose bestimmt werden und eine individuelle Ernährungs- sowie Trainingsoptimierung erfolgen. Bevor die Atemgasanalyse so weit war, die Ketonwerte zu bestimmen, wurden sie mithilfe von Blutproben ermittelt. Dank der Verbesserung der nicht-invasiven Alternative mit genauen Aceton-Sensoren findet diese immer mehr Verwendung. Die Analyse der ausgeatmeten Luft begeistert zudem mit folgenden Kriterien:

• präzise Messwerte
• regelmäßige Anpassung der Kohlenhydratzufuhr möglich
• vermeidet Übertraining durch individuelle Trainingsoptimierung

Über die präzisen Daten kann genau festgestellt werden, ob sich der Körper in der Fettverbrennung befindet. Und da jeder Körper anders auf Kohlenhydrate reagiert, kann die Zufuhr durch die kontinuierliche Messung ganz individuell angepasst werden. Dies gewährleistet ein optimales Gleichgewicht von Ketose und Leistungsfähigkeit.

Zudem ermöglicht eine adäquate Atemgasanalyse eine allgemeine Beurteilung des Stoffwechsels, wodurch das Training ideal optimiert werden kann. So reduziert sich das Risiko eines Übertrainings, was einschränkend auf die Ketose wirkt. Bezüglich Gewichtsmanagement bietet die regelmäßige Kontrolle der Stoffwechselleistung mit verbundenen Anpassungen in Ernährung und Training synergistische Vorteile.

Atemgasanalyse mit VitaScale: Individuelle Anpassung der Keto-Diät

Die Kombination aus Keto-Diät und Atemgasanalyse schafft vielversprechende Perspektiven für eine nachhaltige Gewichtsreduktion bzw. ein gesundes Gewichtsmanagement. Denn mithilfe der präzisen Werte, die Aufschluss über den Stand des Stoffwechsels geben, kann die ketogene Diät jederzeit ganz auf die individuellen Bedürfnisse der einzelnen Person angepasst werden. Deshalb ist dieses Zusammenspiel für Menschen, die erfolgreich abnehmen möchten, durchaus ein potenzielles Dreamteam. Auf eine professionelle Beratung sollte vor dem Start der Diät allerdings nicht verzichtet werden.

Das Unternehmen VitaScale entwickelt bereits ein praktisches Handheld mit speziellen Sensoren, die unter anderem das Aceton in der Ausatemluft präzise in Echtzeit messen. Mit der zugehörigen App werden die Daten nicht nur ausgespielt, es werden anhand der individuellen Gesundheitsdaten auch Vorschläge zur Anpassung von Ernährungs- sowie Trainingsplänen gegeben.

Autorin: Lisa Schräder

Quelle:
Alkedeh O. &, Priefer R.: The Ketogenic Diet: Breath Acetone Sensing Technology (2021), URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7835940/ (Stand: 18.01.2024).

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Mit dem Menstruationszyklus im Einklang trainieren und abnehmen

Photo by Siora Photography on Unsplash

Zählst du zu den menstruierenden Personen, kannst du deine hormonellen Veränderungen beim Sport und Gewichtsmanagement zu deinen Gunsten nutzen. Die unterschiedlichen Zyklusphasen können der Grund dafür sein, dass du an manchen Tagen überhaupt keine Lust auf Sport hast, dafür an anderen umso mehr Energie in dir steckt. Innerhalb eines Zyklus kann durch die Hormonveränderungen die körperliche Leistung und auch das Gewicht stark schwanken. Es kann davon ausgegangen werden, dass durch die Anpassungen an den Menstruationszyklus effektiver und risikoärmer trainiert werden kann.

Wie funktioniert der Menstruationszyklus?

Der Menstruationszyklus ist ein natürlicher und wichtiger Vorgang im Leben einer Frau bzw. menstruierenden Person. Die Gebärmutterschleimhaut verändert sich, eine Eizelle reift heran und weitere Veränderungen werden über den hormonellen Kreislauf fein gesteuert. Er fängt mit dem ersten Tag der Blutung an und endet mit dem letzten Tag vor der nächsten Menstruation. Wie lange dieser Zeitraum dauert, ist sehr unterschiedlich und kann schwanken – bei vielen beträgt die Zykluslänge 25 bis 35 Tage. Der weibliche Zyklus kann in folgende Phasen eingeteilt werden:

• Erste Zyklushälfte bzw. Menstruationsphase:
Gebärmutterschleimhaut löst sich ab, Blutung; „weichere“ Bänder
• Follikelphase:
Eizelle wird produziert; Östrogen- und Progesteronspiegel anfangs sehr niedrig; Basaltemperatur niedriger als in zweiter Zyklushälfte
• Ovulationsphase bzw. Eisprung:
FSH und LH steigen; anabole Stoffwechselsituation; Östrogen sinkt; mehr Energie
• Luteal- oder Gelbkörperphase:
Steigender Progesteronspiegel, sinkender Östrogenspiegel; höhere Körpertemperatur; weniger Energie; ohne Befruchtung fällt Hormonspiegel wieder

Von Person zu Person können sich die Auswirkungen des Zyklus auf Stimmung, Stoffwechsel, Energielevel usw. stark unterscheiden.

Die Menstruationsphase

In dieser Phase löst sich aufgrund des Mangels an Progesteron (Gelbkörperhormon) das Endometrium (Gebärmutterschleimhaut), welche über Muskelkontraktionen der Gebärmutter über den Gebärmutterkanal abgegeben wird – die Blutung tritt ein.

Die Follikelphase

Durch das follikelstimulierende Hormon FSH wachsen in den Eierstöcken mehrere Follikel – in jedem befindet sich eine Eizelle –, wobei häufig nur einer vollständig reift. Währenddessen steigt der Östrogenspiegel, der unter anderem den erneuten Aufbau des Endometriums bewirkt.

Die Ovulationsphase

Direkt vor dem Eisprung befindet sich der Östrogenspiegel auf seinem Höhepunkt. Während des Eisprungs, sinkt Östrogen und das FSH sowie das luteinisierendes Hormon (LH) steigen rapide. Zudem erhöht sich gleichzeitig die Körpertemperatur. Wird die freigegebene Eizelle innerhalb 24 Stunden nicht befruchtet, stirbt diese ab.

Die Lutealphase

Das FSH und LH sinken. Die Hülle der Eizelle (Follikel) bildet das Corpus luteum (Gelbkörper), welcher das Hormon Progesteron herstellt. Dadurch wird das Endometrium für die Einnistung einer befruchteten Eizelle vorbereitet. Währenddessen steigt das Östrogen an. Die Körpertemperatur ist im Normalfall höher als in der ersten Zyklushälfte. Hat sich keine befruchtete Eizelle eingenistet, bildet sich der Corpus luteum zurück und der Progesteron- und Östrogenspiegel sinkt – ein neuer Zyklus startet.

Diese Phasen sind bei jeder menstruierenden Person individuell. Ein Menstruationskalender oder eine Zyklus-App helfen mit etwas Zeit dabei, herauszufinden, wie der eigene Körper funktioniert. Wird jedoch mit der Pille oder anderen hormonellen Verhütungsmitteln verhütet, greift das in den natürlichen Zyklus ein.

Hormone & Leistung: Training auf den Zyklus anpassen

Die Hormone Östrogen und Progesteron können die Leistungsfähigkeit über viele Körpermechanismen potenziell beeinflussen. Darunter fallen unter anderem der Substratstoffwechsel, die Herz-Kreislauf-Funktion, die Thermoregulation, psychologische Aspekte sowie Verletzungen. Die hormonellen Veränderungen während eines Zyklus können theoretisch innerhalb der unterschiedlichen Phasen eine bessere oder schlechtere Leistung bedingen.

Zudem kann der natürliche Menstruationszyklus verschiedene Symptome wie Stimmungsveränderungen, Angst, Müdigkeit, Erschöpfung und Brustschmerzen hervorrufen. Menstruierende Personen können unter anderem von verstärktem Appetit, Rücken- und/oder Kopfschmerzen, Magen-Darm-Problemen sowie Schlafproblemen im Erreichen ihres Trainingsziels, sei es Leistungsverbesserung oder Gewichtskontrolle, beeinträchtigt werden. Dies bekräftigt eine Studie mit 6.812 erwachsenen Frauen von Bruinvels et al sowie eine Studie mit 124 australischen Wettkampfathletinnen von Armour et al.

Die schlechtesten Leistungen und eine höhere wahrgenommene Anstrengung wurden in verschiedenen Untersuchungen bzw. Studien vor der Menstruation sowie in den ersten Tagen der Blutung dokumentiert. In diesem Zeitraum des Zyklus können unter anderem das Zusammenspiel zwischen Muskel und Nervensystem, die manuelle Geschicklichkeit und die Reaktionszeit bei anspruchsvollen Tests schlechter ausfallen. Frauen brachten zudem selbst ihre Symptome vor Periodenbeginn mit ihren Leistungseinbußen in Verbindung. Bei Skilangläuferinnen wurden die besten Leistungszeiten nach dem Eisprung und nach der Menstruation festgestellt. Zudem wurde in einer Studie mit Fußballerinnen ein höheres Verletzungsrisiko in der Phase vor dem Eisprung festgestellt, da durch die Hormoneinwirkung die Bänder weicher seien.

Diese Ergebnisse führen zu der Empfehlung, die Intensität des Trainings und Ernährungsumstellungen an den individuellen Zyklus anzupassen, damit nicht nur die maximale Leistung erzielt werden kann, sondern damit man es sich als menstruierende Person nicht zusätzlich erschwert. Spürt man während einer Phase einen deutlichen Appetitzuwachs, sollte man den Beginn einer Diät so planen, dass der kritische Zeitpunkt keinesfalls in diese Phase fällt. Eine Regenerationsphase hingegen kann idealerweise in dem Zeitraum eingeplant werden, an dem die Person in der Regel ein Energietief verspürt.

Als wissenschaftlich belegt gelten die Aussagen jedoch noch nicht. Es fehlt an Studien bzw. Studien ohne methodische Probleme, um durch evidenzbasierte Erkenntnisse dies zweifelsfrei zu belegen. Der Wissenschaftsstand in diesem Bereich ist noch nicht ausgereift. Und obwohl es so scheint, als würde die körpereigene Zyklus-basierte Hormonproduktion Auswirkungen auf das Training und die Regeneration haben, findet im Leistungssport noch keine systematische Beachtung statt. Zudem kann man annehmen, dass die individuellen Unterschiede bezüglich des Menstruationszyklus die Forschung erschweren.

Mit VitaScale den Stoffwechsel jederzeit checken

Da der Menstruationszyklus sehr individuell ist und klare, wissenschaftliche Daten fehlen, ist es schwer eine eindeutige Empfehlung für zyklusbasiertes Training abzugeben. Generell ist es jedoch nur von Vorteil, sich mit seinem natürlichen Menstruationszyklus zu beschäftigen. Auch Coaches können den Zyklus sowie der Symptome von ihren Kundinnen in die Trainingsplanung und das Gewichtsmanagement miteinfließen lassen.

Zudem hat auch die Psyche einen erheblichen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit und auf das Durchhalten einer Ernährungsumstellung. Dabei kann beispielsweise ein einfacher Stoffwechseltest unterstützend sein. Über eine einfache nicht-invasive Atemgasanalyse (z. B. mit vitashape von VitaScale) kann der Stoffwechsel schnell und unkompliziert gemessen werden. Diese stellt über verschiedene Gesundheitsparameter dar, in welcher Verfassung sich der Körper gerade befindet.

Autorin: Lisa Schräder

Quellen:
Armour M., Parry K.A., Steel K. & Smith C.A.: Australian female athlete perceptions of the challenges associated with training and competing when menstrual symptoms are present (2020), URL: https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/1747954120916073?journalCode=spoa#:~:text=Period%20pain%20(82%25)%20and,reported%20by%2042%25%20of%20athletes (Stand: 20.01.2024).

Balchandar V., Marciniak J., Wall O. & Balchandar C.: Effects of the menstrual cycle on lower-limb biomechanics, neuromuscular control, and anterior cruciate ligament injury risk: a systematic review (2017), URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5505581/ (Stand: 20.01.2024).

Bruinvels G., Goldsmith E., Blagrove R., Simpkin A. et al: Prevalence and frequency of menstrual cycle symptoms are associated with availability to train and compete: a study of 6812 exercising women recruited using the Strava exercise app (2021), URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33199360/ (Stand: 20.01.2024).

Constantini N.W., Dubnov G. & Lebrun C.M.: The menstrual cycle and sport performance (2005), URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15892917/ (Stand: 20.01.2024).

Lebrun C.M.: Effect of the different phases of the menstrual cycle and oral contraceptives on athletic performance (1993), URL: https://link.springer.com/article/10.2165/00007256-199316060-00005 (Stand: 20.01.2024).

Lebrun C.M., McKenzie D.C., Prior J.C. & Taunton J.E.: Effects of menstrual cycle phase on athletic performance (1995), URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/7752873/ (Stand: 20.01.2024).

Platen P., Han A. & Soog E.: Menstruationszyklus-gesteuertes Krafttraining, Makroskopische Adaptationen an Krafttraining in Abhängigkeit vom hormonellen Milieu (2008/09), URL: https://www.bisp.de/SharedDocs/Downloads/Publikationen/Jahrbuch/Jb_200809_Artikel/Platen_33.pdf?__blob=publicationFile&v=1 (Stand: 20.01.2024).

Redaktionsteam der Monks Ärzte-im-Netz GmbH mit Dr. Scharrel D.: Weiblicher Zyklus – wann sind die fruchtbaren Tage? (2018), URL: https://www.frauenaerzte-im-netz.de/familienplanung-verhuetung/natuerliche-familienplanung/weiblicher-zyklus-wann-sind-die-fruchtbaren-tage/ (Stand: 20.01.2024).

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Das metabolische Syndrom

Photo by Kenny Eliason on Unsplash

Beim metabolischen Syndrom handelt es sich um eine Erkrankung an verschiedenen Stoffwechselstörungen. Die Kombination aus ihnen erhöht das Risiko für Diabetes-Typ-2, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und einen Schlaganfall drastisch. Aufgrund der modernen Lebensgewohnheiten, die sich häufig vor allem durch eine unausgewogene Ernährung und wenig Bewegung kennzeichnen, ist das metabolische Syndrom leider schon lange keine Seltenheit mehr.

Es ist wichtig, Warnzeichen früh zu erkennen und mit innovativen Methoden dagegen anzugehen. Ein vielversprechender Ansatz zur Unterstützung ist die Atemgasanalyse. Mit ihr können Stoffwechselstörungen frühzeitig aufgedeckt werden, wodurch sie präventiv gegen das metabolische Syndrom wirken kann.

Was ist das metabolische Syndrom?

Wenn bestimmte Symptome bzw. Erkrankungen gleichzeitig erscheinen, leidet man an dem sogenannten metabolischen Syndrom. Zu diesen Symptomen gehören unter anderem:

• Adipositas (Übergewicht)
• arterielle Hypertonie (Bluthochdruck)
• Dyslipidämie (Fettstoffwechselstörung)
• Glukosestoffwechselstörung bzw. Diabetes-Typ-2

Über die Bestimmung des HDL-Cholesterins, der Triglyzerid-Werte, des Blutzuckerwertes im nüchternen Zustand, des Blutdrucks und des Taillenumfangs wird erkannt, ob eine Person an dem metabolischen Syndrom erkrankt ist. Fallen mindestens drei dieser Gesundheitsdaten außerhalb des Normalbereichs oder werden Medikamente benötigt, um sie im gesunden Bereich zu halten, spricht das für das metabolische Syndrom. Eines darf dabei nicht außer Acht gelassen werden: Tritt bereits eines dieser genannten Symptome allein auf, besteht bereits ein erhöhtes Risiko für schwerwiegende Krankheiten.

Da zu wenig körperliche Aktivität, Alkoholkonsum, Stress und Rauchen eine große Rolle bei der Entstehung des metabolischen Syndroms spielen, wird es auch gerne als Wohlstandssyndrom benannt. Einige dieser Faktoren sind auch der Grund dafür, weshalb immer mehr Kinder und Jugendliche daran erkranken.

Übergewicht und weitere Ursachen für das metabolische Syndrom

Eine überdurchschnittlich große Relevanz bezüglich des metabolischen Syndroms zeigt sich im Übergewicht. Denn übergewichtige Menschen haben ein höheres Risiko für erhöhte Blutfettwerte, gesteigerten Blutzucker und Bluthochdruck. So ist der Hauptanteil aller Menschen, die am metabolischen Syndrom leiden, adipös.

Dabei handelt es sich um Personen mit bauchbetonter starker Fettleibigkeit, die ihre Gesundheit gefährden. Ab welchem Taillenumfang das der Fall ist, ist von Person zu Person unterschiedlich. Statt sich an ungesunde Vorstellungen der Beauty-Industrie zu halten, sollte dies bei einem passenden Facharzt individuell geklärt werden.

Weitere Ursachen können Bewegungsmangel und Stress über eine längere Zeit, zu viel cholesterin- sowie fetthaltige Lebensmittel, Übermaß an Konsum von Kochsalz und Alkohol, Rauchen, bestimmte Vorerkrankungen sowie Medikamenten- und Hormonbehandlungen sein.

Die Kombination aus zu vielem Essen und zu wenig körperlicher Aktivität lässt die Blutzuckerkonzentration ständig auf ein hohes Level steigen. Dadurch braucht der Körper mehr Insulin, das den Blutzuckerspiegel wieder senkt. Gewöhnt sich der Körper dann an den hohen Insulinspiegel, muss die Insulinproduktion gesteigert werden. Dies kann eine Insulinresistenz zur Folge haben.

Prävention und Behandlungsmöglichkeiten des metabolischen Syndroms

Da das metabolische Syndrom ein Konstrukt aus unterschiedlichen Erkrankungen ist, ist die beste Prävention die Risikofaktoren zu reduzieren. Das bedeutet für viele eine Umstellung des bisherigen Lebensstils. Zudem sind regelmäßige Untersuchen mit den herkömmlichen Diagnosemethoden wie Bluttests, Blutdruckmessungen usw. bei der frühzeitigen Erkennung hilfreich. Diese Tests sind jedoch für viele sehr unangenehm und zeitaufwendig. Ein bequemeres Diagnosetool stellt die Atemgasanalyse dar.

In der Ausatemluft kommen durch den Stoffwechselprozess des Körpers viele flüchtige organische Verbindungen (VOC) vor: In ihnen zeigt sich die metabolische Aktivität. Bei Menschen mit Insulinresistenz oder Adipositas zeigen sich bestimmte Muster dieser VOCs. Damit arbeiten die vielversprechenden Atemanalysegeräte, die so frühzeitig Veränderungen im Stoffwechsel erkennen. Dies ermöglicht eine schnelle Intervention, die das metabolische Syndrom gezielt verhindern kann. Zudem ist die Anwendung einfach, schnell und vor allem nicht-invasiv. Es wird auch kein Labor oder Fachpersonal benötigt, um die Ergebnisse zu erhalten.

Unternehmen wie beispielsweise VitaScale entwickeln Atemanalysegeräte, die hochsensibel und präzise messen. In naher Zukunft werden solche Hightech-Wearables die Diagnostik und Prävention des metabolischen Syndroms maßgeblich verändern.

Personen, die bereits am metabolischen Syndrom erkrankt sind, werden vor allem über die Reduzierung der Ursachen behandelt:

• Gewichtsabnahme
• mehr körperliche Aktivität
• weniger gesättigte Fettsäuren, mehr Ballaststoffe in der Ernährung
• Verzicht auf Alkohol usw.

Damit soll der Stoffwechsel wieder ins Reine gebracht werden – reicht das nicht aus, werden Medikamente eingesetzt.

Bei der Umsetzung des Interventionsplans kann eine regelmäßige Atemanalyse unterstützen. So entwickelt VitaScale zu den Wearables eine zugehörige App, die nicht nur die aktuellen Gesundheitsdaten verständlich wiedergibt, sie erstellt auch individuelle Ernährungs- und Trainingspläne, die die Umsetzung der Maßnahmen um einiges erleichtern.

Metabolisches Syndrom frühzeitig erkennen und Gesundheitsrisiko senken

Das metabolische Syndrom ist ein weit verbreitetes Gesundheitsrisiko, das besonders durch den modernen Lifestyle begünstigt ist. Um dagegen anzugehen und die allgemeine Gesundheit der Gesellschaft zu verbessern, finden deswegen innovative, moderne Methoden Anklang, die sich in den Alltag gut einbringen lassen. Das Bewusstsein für diese Krankheit muss geschult und geeignete Maßnahmen zur Prävention gefördert werden. Eine vielversprechende Möglichkeit zeigt sich beispielsweise in der nicht-invasiven Atemgasanalyse.

Autorin: Lisa Schräder

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Das Verständnis der Atemzusammensetzung schafft vielversprechende Möglichkeiten

Nicht-invasiv, unkompliziert, im Alltag integrierbar und schnell – die On-Line-Atemgasanalyse bietet viele Vorteile, welche sie unter anderem auch für die klinische Verwendung äußerst interessant macht. In ihr verbirgt sich ein noch nicht im Geringsten ausgeschöpftes Potential. Nach und nach werden neben der Wissenschaft auch Unternehmer:innen stärker darauf aufmerksam, wodurch immer mehr Innovationen entwickelt werden oder bereits auf dem Markt sind. In der Review „On-Line Analysis of Exhaled Breath“ geben Tobias Bruderer und Thomas Gaisl et al schon 2019 einen tiefen Einblick in die Vorteile und Möglichkeiten dieser vielversprechenden, nicht-invasiven Messmethode.

Was genau ist eine Atemgasanalyse mit On-Line-Ansatz?

Die On-Line-Analyse der Ausatemluft ist eine Echtzeitanalyse der ausgeatmeten Luft einer Person. Während bei einer Off-Line-Analyse Proben genommen und später untersucht werden, beschreibt der Begriff „On-Line“ in diesem Zusammenhang, dass die Analyse des Atems in Echtzeit beim Ausatmen durchgeführt wird.

In der Ausatemluft befinden sich viele flüchtige organische Verbindungen (VOCs). Das sind gasförmige Moleküle, die verschiedene Informationen über den gesundheitlichen Zustand bzgl. der Atemwege und allgemein über eine Person verraten können. Mit technischen Geräten wie beispielsweise der SIFT-Massenspektrometrie, PTR-MS, elektronische Nasen und chemische Sensoren können die VOCs der Ausatemluft erfasst und untersucht werden.

Mittlerweile befinden sich bereits Handhelds mit entsprechenden Sensoren in Entwicklung, welche in naher Zukunft die Krankheitsdiagnostik umfassend erleichtern sollen. Neben der medizinischen Diagnostik und Überwachung kann diese Technologie auch zur Prüfung der Raumluftqualität und Erkennung von Umweltverschmutzungen eingesetzt werden.

Zahlreiche Vorteile der On-Line-Atemgasanalyse

Innovativ und chancenreich – dank der vielen Vorteile der On-Line-Atemanalyse lässt sich diese in vielen unterschiedlichen Bereichen verwenden. Unter anderem begeistert sie mit folgenden Besonderheiten:

• nicht-invasiv
• liefert Echtzeit-Ergebnisse
• einfache Benutzung
• kann eine große Vielfalt an Stoffen nachweisen
• schnelle, direkte Ergebnisse
• kostengünstige Möglichkeiten in Entwicklung
• neue Biomarker können entdeckt werden

Die Benutzer:innen atmen einfach aus – es werden keine Proben anhand Nadeln entnommen –, wodurch sie keiner Belastung während der Analyse ausgesetzt sind und der Komfort sowie die Akzeptanz der Methode sich erhöhen. In Kombination mit der unkomplizierten Anwendung einiger Systeme kann die Stoffwechselgesundheit, die Medikation und der Krankheitsverlauf regelmäßig ohne lange Pausen überprüft werden.

Zudem liefert die On-Line-Atemanalyse Daten in Echtzeit. So werden Ärzte und Ärztinnen in kürzester Zeit Gesundheitsinformationen bekommen, was wiederum zu einer schnellen Diagnose und Behandlung führen kann. Auch die Behandlungspläne können dann mit weniger Aufwand individuell auf den Patienten bzw. die Patientin zugeschnitten werden.

Ein genauerer Blick: Was sind VOCs?

Beim Ausatmen strömen viele unterschiedliche flüchtige organische bzw. kohlenstoffhaltige, gasförmige Moleküle, die sogenannten VOCs, aus unserer Lunge. Man kann sie bezüglich des Ursprungs in drei Arten unterteilen:

• endogene VOCs: aus den Atemwegen
• mit systemischem Ursprung: haben die Blut-Luft-Schranke überquert
• exogene VOCs: aus der Umwelt eingeatmet und unverändert ausgeatmet
Die Medizin interessiert sich insbesondere für die endogenen Varianten und diejenigen, die aus dem Magen-Darm-Trakt stammen. In der Regel wird die endexspiratorische Phase der Ausatmung untersucht, denn dabei ist die VOC-Konzentration sehr hoch.

Endogene VOCs werden andauernd emittiert; dass allerdings eine VOC auf beiden Seiten der Blut-Luft-Schranke ein Phasengleichgewicht erlangt, ist von unterschiedlichen Faktoren, wie unter anderem der Fettlöslichkeit und Volatilität, abhängig. Dadurch bilden unterschiedliche Molekülklassen bei diesem Prozess einzigartige Diffusionsmuster. Bei bestimmten VOCs wurde festgestellt, dass sich ihre Konzentration in der Ausatemluft direkt proportional zu ihrer Konzentration im Blut oder Urin verhält. So können Forscher:innen bestimmte VOC-Muster in der Ausatemluft identifizieren und zur frühzeitigen Erkennung von Krankheiten nutzen.

Atembasierte Technologien: So werden die VOCs im Atem gemessen

Um die Atemanalyse durchzuführen, gibt es neben der SIFT-, SESI- und PTR-Massenspektrometrie sowie optische spektroskopische Verfahren noch einige andere Technologien. Überaus interessant sind vor allem aber chemische Sensoren oder Sensorarrays. Sie sind weniger empfindlich, unkomplizierter und weitaus kostengünstiger. Durch ihre geringe Größe können diese problemlos in kleine, tragbare Geräte eingebaut werden.



Momentan gibt es noch keine Handhelds, die in der Krankheitsdiagnostik uneingeschränkt verwendet werden können, jedoch gibt es einige Unternehmen (z. B. VitaScale), die die Entwicklung der Atemgasanalyse anhand Handhelds mit speziellen Sensoren rapide voranbringen.

Aufschlussreich und vielversprechend: Die Zusammensetzung der Ausatemluft

Verschiedene On-Line-Studien zeigen bereits, dass sich die Bestandteile der Ausatemluft während des Schlafs, bei körperlicher Anstrengung und bei Krankheit verändern. Wird die physiologische Zusammensetzung des Atems also verstanden, können von der Norm abweichende Muster erkannt und interpretiert werden. Da bereits eine breite Palette an Stoffwechselprodukten in der ausgeatmeten Luft nachgewiesen wurden und durch die Sensibilität sowie Selektivität bei der Unterscheidung spezieller VOCs eröffnet die On-Line-Atemgasanalyse eine neue Sicht auf den Stoffwechsel sowie neue Möglichkeiten der Krankheitsdiagnostik.

Eine adäquate Atemanalyse mit richtiger Interpretation der Messdaten bietet die Möglichkeit Infektionen und Krankheiten – insbesondere Atemwegserkrankungen, wie Asthma sowie Lungenentzündungen, und Diabetes – bereits frühzeitig zu diagnostizieren. Zudem würden sich dadurch auch chronische Erkrankungen einfacher überwachen und Behandlungspläne unkompliziert sowie schneller an die individuelle Situation und den individuellen Zustand des Patienten bzw. der Patientin anpassen lassen.

Schnelles Handeln dank Echtzeitdaten

Mit der On-Line-Atemanalyse halten Mediziner:innen die Ergebnisse ihrer Patient:innen direkt in der Hand. Die präzisen Echtzeitdaten ermöglichen ein schnelles Handeln, während die einfache Anwendung bestimmter Systeme regelmäßige Messungen in kurzen Abständen erlaubt. Bereits jetzt gibt es Handhelds (z. B. vitashape von VitaScale), die über die nicht-invasive Methode bestimmte Stoffwechsel- bzw. Gesundheitsdaten zuverlässig und genau messen können. Sobald genügend Validierungsstudien mit hinreichender Stichprobengröße erfolgreich durchgeführt wurden, ist es durchaus denkbar, dass Tests mithilfe Blut- und Urinproben von atembasierten Technologien in den Hintergrund gedrängt werden.

Autorin: Lisa Schräder

Quelle:
Bruderer T., Gaisl T., Gaugg M.T. et al: On-Line Analysis of Exhaled Breath, Focus Review (2019), URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31594311/ (Stand: 16.01.2024).

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Wenn die Vision zu Mission wird

Mit VitaScale verfolge ich die Vision und auch Mission, Menschen dabei zu helfen, gesund bzw. gesünder zu leben. Insbesondere geht es mir darum, das Thema „Übergewicht“ anzugehen. Bedingt durch ungesunde Ernährung und Inaktivität steigen Krankheiten wie beispielsweise Diabetes Typ 2 in unserer Gesellschaft immer mehr an. Erfahre hier, warum es mir so wichtig ist, VitaScale weiter voranzubringen und wie es das Leben vieler Menschen verändern wird.

Die Problematik eines modernen Lifestyles, aber Technologie mit großem Potential

An Übergewicht zu verlieren ist für viele ein harter Kampf. Erst gar nicht so viel Gewicht zuzulegen erfordert für viele in der modernen Gesellschaft viel Disziplin. Ein Überangebot an Essen und vor allem ungesunden Sünden erfordern einen starken Willen, nicht doch einzuknicken. In Kombination mit einem überwiegend sitzenden Lifestyle ist es eine Einladung für den Körper sich mit extra Fettpölsterchen auszustatten. Brauchen wir diese allerdings nicht – so wie es heutzutage im Normalfall ist –, schlägt sich das negativ auf unsere allgemeine Gesundheit aus. Eine Krankheit, die dadurch entstehen kann, ist zum Beispiel Diabetes Typ 2. (Diese bitte nicht mit Diabetes Typ 1 verwechseln, denn dabei liegt die Ursache in der Regel in der genetischen Veranlagung.)

Es fehlt an alltagstauglichen Methoden, die motivierend und nachhaltig dabei unterstützen, ein gesundes Gewicht zu halten oder gar erst zu erreichen. Es fehlen innovative Tools, die betroffenen Personen das Thema „gesunde Ernährung“ verständlich aufbereiten und umsetzbar nahebringen.

Die smarte Technologie, die uns heutzutage zur Verfügung steht, ist in diesem Bereich noch nicht im Geringsten ausgeschöpft. Ich sehe hier ein großes Potential, um übergewichtigen Menschen zu helfen und präventiv vor Diabetes Typ 2 zu schützen bzw. das Leben damit zu verbessern – oder es erst gar nicht zu Übergewicht kommen zu lassen.
Deshalb habe ich alltagstaugliche Wearables entwickelt, die mit speziellen Sensoren präzise Gesundheitsdaten in Echtzeit messen können. In Verbindung mit einer App, welche die Daten verständlich übersetzt und Ernährungsoptimierungen darstellt sowie ganze Ernährungspläne erstellt, können Personen ihr Bewusstsein für Ernährung einfach schulen und noch einfacher umsetzen. Für mich ist ganz klar, dass ein besseres Bewusstsein kombiniert mit einfachen Umsetzungsvorgaben präventiv gegen von Übergewicht ausgelösten Krankheiten wirken wird.

Für nachhaltige Erfolge Mythen mit Fakten ersetzen

Um erfolgreich abzunehmen ist ein Verständnis ganz wichtig: Ernährung ist der größte Hebel. Ja, auch ausreichend Bewegung darf nicht vernachlässigt werden, jedoch bestimmt den Erfolg im Abnehmprozess grob gesagt in etwa zu 80 % die Ernährung, während Sport einen weitaus kleineren Anteil dabei trägt. Es bringt wenig, jeden Tag eine Stunde Sport zu machen, wenn die Kalorienbilanz am Tagesende nicht stimmt. Im schlechtesten Fall nimmt die Motivation sich zu bewegen durch die ausbleibenden Erfolge ab. Auch die Beurteilung des Gewichts rein über das Messen des Körpergewichts mithilfe einer Waage ist veraltet, denn es ist schon lange bekannt, dass Muskelmasse schwerer ist als Fett. Diese Verständnisse in die Köpfe zu bringen, ist mir ein persönliches Anliegen.

Eine Ernährungsumstellung ist aufgrund der modernen Umstände (Zuckerfallen, Zucker macht süchtig, Überangebot usw.) wirklich schwierig umzusetzen. Die meisten Diäten versprechen nachhaltige Ergebnisse, aber wirken nur temporär. Viele Betroffene haben bereits etliche Diäten hinter sich und sind vom meist einsetzenden Jojo-Effekt enttäuscht und weniger motiviert für Veränderung.
Daher möchte ich mit meinem System nicht nur aufzeigen, ob Protein oder Kohlenhydrate gegessen werden sollen und wie viel Bewegung sinnvoll ist, sondern möchte die Menschen an die Hand nehmen und langfristig begleiten. Wir arbeiten mit Motivationsschüben zur richtigen Zeit und helfen die kritische Phase einer Ernährungsumstellung zu überstehen. Fragen, die für das Verständnis und zur Umsetzung wichtig sind, werden dabei aufgeklärt, wie unter anderem:

• Was ist der Stoffwechsel und wie funktioniert er?
• Wie funktioniert meine Fett- und Kohlenhydratverbrennung?
• Was verbrenne ich überhaupt gerade?
• Wie ernähre ich mich persönlich gesund?
• Was muss ich genau tun, um langfristig abzunehmen?
• Wie muss ich mich ernähren und welche Nahrungsmittel liefern mir die wichtigen Stoffe?
• Welche Gerichte gibt es dafür und wie bereite ich die Gerichte konkret zu?
• Was passiert mit meinem Körper, wenn ich die Empfehlungen messbar umsetze?

Nicht jeder Körper funktioniert wie der andere. Es geht darum, Mittel zu finden, die die einzelne Person dabei unterstützen, Ernährung und den eigenen Körper richtig zu verstehen. Dabei geht es nicht um durchschnittliche Werte: Es werden die eigenen ganz individuellen Gesundheitsdaten regelmäßig gemessen. Und auf dieser individuellen Grundlage entstehen die Empfehlungen für Ernährungsanpassungen und Trainingsoptimierungen, die perfekt auf die:den Einzelne:n abgestimmt sind.

Motivation für meine Vision: Erste Erfolge zeigen es funktioniert

Das gesamte System kann so nachhaltig präventiv gegen Krankheiten wirken. Speziell bei Diabetes Typ 2 Erkrankten sehe ich die Möglichkeit, das Leben durch eine verringerte nötige Insulinzugabe zu verbessern und eine Insulinresistenz zu verhindern. Diese Vision lässt mich weiter an der Entwicklung meiner Hightech-Wearables und der zugehörigen App arbeiten. Dass das Gewichtsmanagement mit VitaScale funktioniert und wir damit erfolgreich sind, zeigt ein Beispiel einer Testperson ganz deutlich: Mithilfe unserer Methode konnte sie bei einem Anfangsgewicht von 120 kg innerhalb vier Monate bereits 20 kg abnehmen. Solche Fälle in der Testphase motivieren besonders an der Weiterverfolgung meines Ziels, Menschen dabei zu helfen, nachhaltig gesünder zu leben.

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Die Muster von VOCs in der Ausatemluft nutzen: Prävention und Diagnose von Krankheiten verbessern

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Es ist erstaunlich, was unser Atem über unseren Gesundheitszustand aussagt. Besonders die Ausatemluft, in der sich die flüchtigen organischen Verbindungen bzw. VOCs (Volatile Organic Compounds) befinden, kann einiges über die allgemeine Gesundheit verraten. Je nachdem wie beispielsweise der Stoffwechsel und andere Körperfunktionen oder bestimmte Organe funktionieren, verändert sich die Zusammensetzung der ausgeatmeten Luft.

Um das anschaulicher darzustellen, vergleiche ich den Menschen immer gerne mit einem Verbrennungsmotor. Im Grunde funktioniert unser Körper nämlich genau als solcher: Wir atmen Luft ein, verstoffwechseln diese, um zu funktionieren, und atmen die dabei entstandenen „Abgase“ wieder aus. Grob gesagt, sind flüchtige organische Verbindungen bzw. VOCs ein Teil der Abfallprodukte des Stoffwechsels.

Mit VitaScale möchte ich das Potential der Atemgasanalyse voll ausschöpfen

Insgesamt atmen wir im Durchschnitt 20.000-mal am Tag und in diesen täglichen 20.000 Atemrhythmen steckt einiges an Information. Denn mit jedem Atemzug werden in etwa 3.000 verschiedene VOCs in unterschiedlicher Konzentration und Variation ausgeatmet, wie zum Beispiel Wasserstoffe, Kohlenmonoxid und Aceton. In der Wissenschaft werden die VOC-Profile von gesunden Probanden mit den VOC-Profilen von Menschen mit bestimmten, diagnostizierten Krankheiten verglichen. In Korrelation zueinander gebracht, stellte sich heraus, dass sich die VOC-Profile in bestimmten Populationen ähneln.

Und das ist nichts Neues, denn blickt man zurück in die Geschichte der Krankheitsdiagnose, findet man Aufzeichnungen darüber, wie Ärzt:innen schon in der Antike in Griechenland über den Geruch der Ausatemluft bestimmte Krankheiten erkannt haben. Zudem haben Pauling und Robinson et al im Jahr 1971 in ihrer Studie eine Methode vorgestellt, die eine quantitative Bestimmung von 250 Substanzen in einer Atemluftprobe ermöglicht. Trotzdem wurde bis heute das Potential der Atemgasanalyse technisch gesehen noch nicht im Geringsten ausgeschöpft. Mit VitaScale möchte ich das in naher Zukunft ändern.

Eine E-Nose, die Krankheiten frühzeitig „erriecht“

Es gibt trainierte Hunde, die anhand von Stuhl-, Urin- sowie Atemproben bestimmte Krankheiten wie unter anderem Haut-, Prostata- und Lungenkrebs sowie Diabetes erschnüffeln können. Mit ihren feinen Nasen bzw. ihrer perfekten Sensorik riechen die Hunde die feinen Unterschiede. Wie vorteilhaft wäre es, wenn das auch elektronisch machbar wäre? Sozusagen eine „E-Nose“ mit der Erkrankungen bezüglich des Stoffwechsels, der Fettverbrennung, der Lungenfunktion und rund um den Verdauungstrakt frühzeitig durch die veränderten Bestandteile in der Ausatemluft „errochen“ werden – ohne Nadeln, schnell und einfach. Genau das ist die Vision von mir und VitaScale: Wir wollen die Vielzahl der VOCs durch Mustererkennung und den Einsatz von künstlicher Intelligenz so klassifizieren, dass wir in der Lage sind, non-invasiv und besser Krankheiten zu erkennen.

Krankheitsbilder zeichnen sich durch bestimmte Muster in einem VOC-Profil ab. Über den Acetonwert im Atem können zum Beispiel Aussagen über eine Erkrankung an Diabetes erfolgen. Befindet sich mehr Aceton in der ausgeatmeten Luft, liegt das im Normalfall an einer höheren Ketose – ein Zeichen für Diabetes. In der Regel haben gesunde Personen einen Basiswert von 1 bis 2 ppm Aceton in ihrer Atemluft, während Personen mit Diabetes einen Wert von 75 bis 1.250 ppm aufweisen (diabetische Ketoazidose).

VitaScale & VOCs: Krankheiten früher erkennen

Gemeinsam mit meinem Team wird das System von VitaScale in die Richtung der Diagnostik und Krankheitsprävention weiterentwickelt. Unsere Devices werden dafür mit mehreren verschiedenen Sensoren ausgestattet. Denn wir möchten die ganzheitliche Aussagekraft stärken und eine bessere, differenzierte Aussagefähigkeit durch die gleichzeitige Messung einer Vielzahl von VOCs im Atemgas ermöglichen. Damit eröffnen sich völlig neue Möglichkeiten in der Diagnose sowie Früherkennung von Krankheiten.

Quellen:
Anderson Joseph C.: Measuring breath acetone for monitoring fat loss: Review (2015), URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4737348/ (Stand: 31.12.2023).

Pauling L., Robinson A.B., Teranishi R. & Cary P.: Quantitative analysis of urine vapor and breath by gas-liquid partition chromatography (1971), URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC389425/ (Stand: 31.12.2023).

Pereira J., Porto-Figueira P., Cavaco C., Taunk K,. et al: Breath Analysis as a Potential and Non-Invasive Frontier in Disease Diagnosis: An Overview (2015), URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4381289/#B18-metabolites-05-00003 (Stand: 31.12.23).

Pleil J.D., Stiegel M.A. & Risby T.H.: Clinical breath analysis: Discriminating between human endogenous compounds and exogenous (environmental) chemical confounders. Journal of Breath Research, Vol.7, No. 1, 2013.