Evaluation eines einfachen Belastungstests mittels Treppensteigens zur Bewertung der körperlichen Leistungsfähigkeit von adipösen Probanden im Vergleich zu Probanden mit künstlichem Mehrgewicht

Huber, Katharina (2024): Evaluation eines einfachen Belastungstests mittels Treppensteigens zur Bewertung der körperlichen Leistungsfähigkeit von adipösen Probanden im Vergleich zu Probanden mit künstlichem Mehrgewicht. Dissertation, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

Einleitung Die objektive Einschätzung der kardiorespiratorischen Fitness (CRF) ist bei Adipositas zur Risikoeinschätzung von kardiovaskulären Erkrankungen und Gesamtmortalität entscheidend. Zur Fitnesseinschätzung werden Belastungstests, wie die Spiroergometrie, der 6-Minuten-Gehtest oder der Treppensteigtest, verwendet. Bei Adipösen stellt die Interpretation dieser Belastungstests aufgrund der erhöhten metabolisch inaktiven Fettmasse eine Herausforderung dar. Aus diesem Grund soll der Einfluss des Gewichts auf die Belastungstests und besonders auf einen neu entwickelten Treppensteigtest (SCT) untersucht werden. Methode Die gesunden Probanden im Alter von 18-30 Jahren wurden in Normalgewichtige (Gruppe A), Adipöse (Gruppe B) und künstlich Übergewichtige (Gruppe C) eingeteilt, wobei die künstlich Übergewichtigen aus den Normalgewichtigen mit 25 kg Zusatzgewicht hervorgingen. Es wurden verschiedenen Belastungsuntersuchungen durchgeführt, die Probanden wurden mit dem 6-Minuten-Gehtest (6MWT), dem von uns neu entwickelten Treppensteigtest (SCT) und der Laufband-Spiroergometrie untersucht. Es wurde Geschlecht, Alter, Körpergröße, Körpergewicht und BMI sowie die Zielvariablen der Belastungstests erhoben. Hierzu zählen die 6-Minuten-Gehstrecke (6MWD), die Treppensteigzeit (tSCT), der Treppensteig-Index (SCT-Index, siehe Formel 5), die maximale Sauerstoffaufnahme (VO2max) und die VO2max bezogen auf das Körpergewicht (VO2max/KG). Die Daten wurden mittels deskriptiver Analyse veranschaulicht. Die Gruppen wurden mithilfe des Mann-Whitney-U-Test verglichen und eine lineare Regressionsanalyse durchgeführt, um den SCT und 6MWT mit dem Goldstandard, der Spiroergometrie zu vergleichen. Ergebnis Insgesamt wurden 59 Probanden eingeschlossen. Es wurden 31 Normalgewichtige mit einem mittleren BMI von 21,7 kg/m² und einem mittleren Alter von 22,5 Jahren, welche mit Gewichtsweste die Gruppe der künstlich Übergewichtigen mit einem mittleren BMI von 30,1 kg/m² bildeten, und 28 Adipösen mit einem mittleren BMI von 34,2 kg/m² und einem mittleren Alter von 26,0 Jahre untersucht. Der Mann-Whitney-U-Test zeigte im SCT signifikante Unterschiede zwischen den Normalgewichtigen im Vergleich zu den Adipösen und künstlich Übergewichtigen, gemessen an der tSCT (A: 51,6 s vs. B: 63,8 s und C: 64,8 s) und dem SCT-Index (A: 16,7 W vs. B: 22,0 W vs. C: 18,6 W). Die Adipösen und künstlich Übergewichtigen unterschieden sich nicht in ihrer tSCT, jedoch zeigten die Adipösen im SCT-Index signifikant höhere Werte. Der 6MWT zeigte ebenfalls signifikante Unterschiede in der 6MWD (A: 724,3 m, B: 613,0 m und C: 650,2 m). Die Spiroergometrie wies Unterschiede zwischen Normalgewichtigen und künstlich Übergewichtigen in VO2max (A: 3,3 l/min, B: 3,4 l/min, C: 3,1 l/min) nach, es zeigte sich jedoch keinen signifikanten Unterschied der Normalgewichtigen im Vergleich zu den Adipösen. In der VO2max/KG wurden signifikante Unterschiede zwischen den Normalgewichtigen, den Adipösen und den künstlich Übergewichtigen (A: 51,4 ml/min, B: 32,7 ml/min/kg, C: 33,8 ml/min/kg) aufgezeigt. Die einfachen Belastungstests wiesen bei Adipösen eine signifikante Korrelation mit der VO2max der Spiroergometrie auf (p < 0,001). Die 6MWD zeigte eine moderate (r = 0,582), die tSCT eine moderate (r = 0,572) und der SCT-Index eine sehr starke Korrelation (r = 0,822) mit dem Goldstandard, der VO2max. Diskussion Das Körpergewicht hat einen signifikanten Einfluss auf die Messung der CRF. Hierbei erscheint es unerheblich, ob es sich um ein künstliches Zusatzgewicht oder die inerte Fettmasse bei Adipösen handelt. Wir konnten zeigen, dass in den Belastungstests sowohl die Adipösen als auch die künstlich Übergewichtigen im Vergleich zu den Normalgewichtigen unterschiedliche Ergebnisse erreichten. Bei dem 6MWT liefen die Adipösen und künstlich Übergewichtigen eine geringere Strecke als die Normalgewichtigen. Bei dem SCT benötigten die Adipösen und künstlich Übergewichtigen länger für das Treppensteigen im Vergleich zu den Normalgewichtigen. Die Adipösen erreichten höhere Werte im SCT-Index, welcher eine höhere Leistung beim Treppensteigen impliziert als die künstlich Übergewichtigen und Normalgewichtigen. Bei der Spiroergometrie ergaben sich Unterschiede in der VO2max zwischen den Normalgewichtigen und den künstlich Übergewichtigen, jedoch wurden keine Unterschiede der Normalgewichtigen im Vergleich zu den Adipösen festgestellt. In VO2max/KG wurden Unterschiede zwischen den Normalgewichtigen, den Adipösen und den künstlich Übergewichtigen gezeigt. Die oben genannten Ergebnisse suggerieren eine starke Gewichtsabhängigkeit der Belastungstests. Der SCT scheint ein idealer einfacher Belastungstest bei Adipösen zu sein, da er stark mit dem CPET korreliert und könnte somit als einfacher, kostengünstiger Belastungstest z.B. für Screening-Untersuchungen verwendet werden.

Abstract

Objectives An objective evaluation of cardiorespiratory fitness (CRF) is important for the risk evaluation of cardiovascular disease especially in obese individuals. For the measurement of CRF the cardiopulmonary exercise test by treadmill or bicycle, six-minute walking test or stair climbing tests are used. In obese individuals the interpretation of the exercise tests are challenging due to the increased inert fat mass. Therefore, the aim of our study was to evaluate the impact of weight on the CRF in obese and artificially overweight individuals with a simple new developped stair climbing test (SCT). The results were compared with the standardized cardiopulmonary exercise test (CPET) and the six-minute walking test (6MWT). Methods We evaluated three groups of healthy individuals between 18- and 30-years of age. The normal weight group (group A), the obese group (group B), and the artificial overweight group (group C). The artificial overweight group was generated by the normal weight participants, who were asked to wear a 25 kg weight vest. The groups were compared during three different exercise tests, the six-minute-walking test (6MWT), the stair climbing test (SCT) and the cardiopulmonary exercise test (CPET). Gender, age, height, body mass, body mass index and results of the exercise tests were recorded. The results of the exercise tests included the six-minute walking distance (6MWD), the stair climbing time (tSCT), the stair climbing index (SCT-Index, please refer Formel 5), the maximal oxygen uptake (VO2max), and the VO2max standardized by body mass (VO2max/KG). The results were analyzed with descriptive analysis. The groups were compared using the Mann-Whitney U test. The linear regression analysis was performed to compare SCT and 6MWT with the gold standard, CPET. Results A total of 59 individuals where studied, among whom 31 were normal weight (mean BMI 21.7 kg/m²; mean age 22.5 years). They formed the artificial overweight group with an additional weight vest (mean BMI 30.1 kg/m²), and 28 participants were obese (mean BMI 34.2 kg/m²; aged 26.0 years). The Mann-Whitney-U test showed significant differences of the normal weight compared to the obese and artificially overweight individuals during the SCT as measured by tSCT (A: 51.6 s vs. B: 63.8 s und C: 64.8 s) and SCT-Index (A: 16.7 W vs. B: 22.0 W vs. C: 18.6 W). There was no difference in the obese and the artificially overweight group regarding the tSCT, but the SCT index was significantly higher in the obese group. The 6MWT showed significant differences in 6MWD (A: 724.3 m, B: 613.0 m, and C: 650.2 m). During spiroergometry differences in VO2max between normal weight and artificially overweight subjects were mesured (A: 3.3 l/min, B: 3.4 l/min, C: 3.1 l/min). There was no significant difference in the normal weight subjects compared to the obese subjects. Whereas significant differences were found in VO2max/KG between the normal weight, obese, and artificially obese individuals (A: 51.4 ml/min, B: 32.7 ml/min/kg, C: 33.8 ml/min/kg). The simple exercise tests showed a significant correlation with CPET in obese individuals (p < 0.01) The 6MWD (r = 0.582) and the tSCT showed a moderate (r = 0.572), the SCT index a very strong correlation (r = 0.822) with the gold standard (VO2max). Discussion/Conclusion Bodyweight is an important factor regarding CRF. It seems to be of no significance for exercise performance if the if the weight is artificial or not. During the 6MWT, the obese and artificially obese achieved a significantly lower 6MWD as normal weight subjects. In the SCT, the obese and artificially overweight had a significantly higher tSCT and SCT index compared with the normal weight subjects. During CPET, there was a significant difference between normal weight and artificially obese measured regarding VO2max, but no significant difference could be measured between normal weight and obese individuals. In VO2max/KG, significant differences were shown between the normal weight, obese, and artificially obese. Therefore this simple new SCT showed a good correlation in comparison to the results obtained with the gold standard. It therefore seems to be an appropriate simple way to measure CRF in healthy obese individuals.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: Treppensteigtest, Belastungstests, Adipös, künstliches Mehrgewicht
• Themengebiete: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften ; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
• Fakultäten: Medizinische Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 17. Oktober 2024
• 1. Bericht­erstatter:in: Haas, Nikolaus