Höhe und Adaptationsfähigkeit

Beim Bergsteigen oder Reisen in große Höhen verändern sich die Umweltbedingungen deutlich. Mit zunehmender Höhe sinken sowohl der Luftdruck als auch der Sauerstoffpartialdruck (pO₂). Dadurch nimmt die Sauerstoffverfügbarkeit im Körper ab, was zu einer Hypoxie (Sauerstoffunterversorgung) führt. Wie gut der Organismus diese Hypoxie kompensieren kann, bestimmt wesentlich, ob Beschwerden auftreten oder ob es zu Erkrankungen wie der akuten Höhenkrankheit, dem Höhenlungenödem (HAPE) oder dem Höhenhirnödem (HACE) kommt.

Die folgende Tabelle zeigt eine aktuelle, international gebräuchliche Einteilung der Höhenstufen und deren Auswirkungen auf den menschlichen Körper [1].

Höhe Probleme/Hinweise
0-500 m
  • Keine physiologischen Probleme zu erwarten
> 500-2.000 m (niedrige Höhe)
  • Meist geringe Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit (wenn v. a. bei untrainierten Personen)
  • Stabile Patienten* können körperliche Aktivität wie im Tiefland durchführen.
> 2.000-3.000 m (moderate Höhe)
  • Schwellenbereich für das Auftreten der akuten Höhenkrankheit
  • Höhenlungenödem (HAPE) und Höhenhirnödem (HACE): sehr selten
  • Stabile Patienten*: Gute Verträglichkeit bei reduziertem Aktivitätsniveau und langsamem Aufstieg nach Überschreiten der 2.000-m-Grenze.
  • Kontraindikationen (Gegenanzeigen) siehe „Höhentoleranz bei kardiovaskulären und pulmonalen Erkrankungen“
> 3.000-5.000 m (große Höhe)
  • Akklimatisation entscheidend für die Prävention von Höhenkrankheiten
  • Merkliche Einschränkung der Leistungsfähigkeit (auch bei Trainierten)
  • Empfehlung bei stabilen Patienten*:
    • 3.000-4.000 m: nur bei guter Leistungsfähigkeit und vorheriger ärztlicher Beurteilung
    • > 4.000 m: in der Regel abzuraten
> 5.000 m (extreme Höhe)
  • Nur kurzzeitige Aufenthalte für gesunde, gut trainierte Personen
  • Keine dauerhafte Adaptation möglich
  • Rascher Leistungsverlust, ausgeprägter Katabolismus (Körper verbrennt eigene Reserven)

*Patienten mit Herz-Kreislauf- oder Lungenerkrankungen, die sich unter Hypoxie (Sauerstoffunterversorgung) verschlechtern können

Physiologische Anpassung an die Höhe

Der menschliche Organismus reagiert in zwei Phasen auf einen verminderten Sauerstoffdruck: akute Höhenanpassung (Stunden bis Tage) und Höhenakklimatisation (Tage bis Wochen).

Akute Höhenanpassung (innerhalb von Stunden)

Diese Sofortreaktionen sind kompensatorisch und treten bereits beim Erreichen größerer Höhe auf:

  • Hyperventilation: schnellere und tiefere Atmung, ausgelöst durch Hypoxie-Sensoren (periphere Chemorezeptoren)
  • Erhöhtes Herzminutenvolumen: durch Tachykardie (beschleunigter Herzschlag, meist > 100/min)
  • Sympathikusaktivierung: führt zu erhöhten Spiegeln von Adrenalin/Noradrenalin
  • Leichte respiratorische Alkalose durch vermehrten CO₂-Abfall (führt später zur renalen Anpassung)

Ziel dieser Phase: kurzfristig mehr Sauerstoff transportieren.

Höhenakklimatisation (mehrere Tage bis Wochen)

Diese Phase passt den Körper tiefergehend an:

  • Weitere Steigerung der Ventilation („ventilatorische Akklimatisation“)
  • Plasmavolumen↓ in den ersten Tagen → scheinbarer Hb-Anstieg
  • Erythropoese ↑: mehr Erythrozyten (rote Blutkörperchen) → mehr Sauerstofftransport
  • Hämoglobinkonzentration (Konzentration des Blutfarbstoffes) und Hämatokrit ↑ (prozentualer Anteil der roten Blutkörperchen am gesamten Blutvolumen) → erhöht aber auch das Risiko für Thrombosen, Durchblutungsstörungen und Ödeme
  • Blutdruckanstieg (ca. +10 mmHg in 4.500 m Höhe)
  • Mitochondriale Anpassungen der Muskulatur (bessere Sauerstoffausnutzung)
  • Verbesserte Kapillardichte in der Muskulatur (bei längerem Aufenthalt)
  • Risiko der Höhengebirgspolyglobulie bei längerer Exposition (> 3.500-4.000 m)

Wichtig:
Keine der Anpassungen ermöglicht eine echte „Gewöhnung“ > 5.000 m – der Körper baut über Wochen kontinuierlich ab (kataboler Zustand).

Weitere Hintergründe finden sich im Kapitel "Sportmedizin – Leistungsverhalten unter Höhenbedingungen".

Wer ist besonders gefährdet?

  • Personen mit vorausgegangener Höhenkrankheit
  • Schnelle Aufstiege (> 300-500 m Schlafhöhengewinn pro Tag über 2.500 m)
  • Kein „Ruhetag“ alle 3-4 Tage
  • Schwere körperliche Belastung in den ersten 24-48 h
  • Alkohol, Schlafmittel (Opiate, Benzodiazepine), Dehydratation (Austrocknung)
  • Vorerkrankungen: chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD), Asthma bronchiale, koronare Herzerkrankung (KHK; Erkrankung der Herzkranzgefäße), pulmonale Hypertonie (Lungenhochdruck), Herzinsuffizienz (Herzschwäche)

Frühe Warnsignale

  • Kopfschmerz, Schwindel
  • Übelkeit, Appetitverlust
  • Schlafstörungen
  • Belastungsintoleranz, auffällige Dyspnoe (Atemnot)
  • Ruhe-Tachykardie (erhöhter Herzschlag im Ruhezustand), ungewöhnliche Erschöpfung

Diese Symptome korrelieren mit frühen adaptiven Grenzen und sollten als Stoppsignal betrachtet werden.

Literatur

  1. Bärtsch P, Swenson ER: Clinical practice: Acute high-altitude illnesses. N Engl J Med. 2013 Jun 13;368(24):2294-302. doi: 10.1056/NEJMcp1214870.
  2. Luks AM, Auerbach PS, Freer L et al.: Wilderness Medical Society Clinical Practice Guidelines for the Prevention and Treatment of Acute Altitude Illness: 2019 Update. Wilderness Environ Med. 2019 Dec;30(4S):S3-S18. doi: 10.1016/j.wem.2019.04.006.
  3. Bärtsch P, Saltin B: General introduction to altitude adaptation and mountain sickness. Scand J Med Sci Sports. 2008 Aug:18 Suppl 1:1-10. doi: 10.1111/j.1600-0838.2008.00827.x.
  4. West JB: High-altitude medicine. Am J Respir Crit Care Med. 2012 Dec 15;186(12):1229-37. doi: 10.1164/rccm.201207-1323CI.
  5. Zafren K: Prevention of high altitude illnes. Travel Med Infect Dis. 2014 Jan-Feb;12(1):29-39. doi: 10.1016/j.tmaid.2013.12.002.
  6. Imray C, Wright A, Subudhi A, Roach R: Acute mountain sickness: pathophysiology, prevention, and treatment. Prog Cardiovasc Dis. 2010 May-Jun;52(6):467-84. doi: 10.1016/j.pcad.2010.02.003.