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Einfluss einer Kältetherapie auf oxidativen Stress

Was ist oxidativer Stress?


Unter dem Begriff des oxidativen Stresses versteht man ein gestörtes Gleichgewicht zwischen der Bildung und dem Abbau von reaktiven freien Radikalen, wie ROS und RNS (reactive oxygen and nitro-gen species). Diese freien Radikale entstehen im Körper permanent sowohl bei lebenswichtigen Atmungs- und Verbrennungsprozess als auch durch äußere Einflüsse wie Rauchen, UV-Licht, Ozon, Umweltschadstoffe und Medikamente. Der menschliche Körper verfügt zur Begrenzung der schädigenden Wirkung der freien Radikale über Schutzsubstanzen, sogenannte Antioxidantien. Der oxidativen Belastung des Körpers kann durch das vorhandene antioxidative Potential entgegengewirkt werden so lange die Belastung nur über eine kurze Zeit wirkt. Dementgegen sorgt ein permanenter oxidativer Stress zur Erschöpfung der antioxidativen Kapazität und schlussendlich zur Schädigung verschiedener körperlicher Strukturen (z.B. DNA). Diese Schädigungen können sich dementsprechend in einer Vielzahl von Krankheiten, wie z.B. Krebs, Parkinson oder Herzproblemen, manifestieren und beschleunigen den Alterungsprozess. [1]



Abbildung 1: Oxidativer Stress [8]


Einfluss von Kälteapplikationen


Der Einfluss von Ganzkörper-Kältetherapien auf verschiedene entzündungsaktive Marker, Hormone, Lipide sowie die antioxidative Kapazität wurde in zahlreichen Studien untersucht. Wojciak et al. untersuchten den Einfluss einer Kälteapplikation (3min bei -130° C) auf die Konzentration von antioxidativen Sirtuinen, der antioxidativen Kapazität, des oxidativen Status sowie weiteren oxidativen Marker im Blut von jungen sowie älteren Männern. Als zusätzlichen Einflussfaktoren wurde die körperliche Aktivität erfasst und berücksichtigt. Insgesamt 24 Einheiten in der Kältekammer wurden über einen Zeitraum von 8 Wochen durchgeführt, wobei nach der ersten, zwölften sowie letzten Einheit die Parameter untersucht wurden. Allgemein konnte festgestellt werden, dass eine Kälteapplikation die Blutkonzentration von Sirtuinen sowie die antioxidative Abwehr bei Männern erhöhte. Die Anzahl der Kälteanwendungen sowie die körperliche Aktivität haben hierbei einen wichtigen Einfluss auf den beobachteten Effekt. [2]

Eine Untersuchung zum Einfluss einer Ganzkörper-Kälteanwendung bei verschiedenen Temperaturen auf proinflammatorische Zytokine, den oxidativen Stress sowie die Krankheitsaktivität bei Patienten mit Morbus Bechterew wurde von Straburzyńska-Lupa und Kollegen durchgeführt. Da Morbus Bechterew eine chronisch-entzündliche rheumatische Erkrankung ist, kommt es zur erhöhten Produktion von proinflammatorischen Zytokinen und folglich zur Senkung der antioxidativen Kapazität. Zur Untersuchung eines Effekts der Kälteanwendung wurden die Probanden in zwei Gruppen eingeteilt und führten über einen Zeitraum von 8 Tagen täglich eine Einheit über 3 Minuten bei entweder -110° C oder -60 ° C durch. Beide Gruppen erfuhren eine signifikante Reduzierung der Krankheitsaktivität durch eine Senkung der proinflammatorischen Zytokinen. Einen signifikanten Unterschied zwischen den Gruppen konnte ebenfalls festgestellt werden, wobei die Kälteanwendung bei -110° C eine niedrigere Krankheitsaktivität aufwies im Vergleich zur -60° C Gruppe. [3]

Weitere Untersuchungen bezüglich des Einflusses einer Kälteanwendung in Kombination mit Heilgymnastik auf den oxidativen Stress sowie das Lipidprofil bei gesunden Probanden wurde von Stanek et al. durchgeführt. Hierbei gingen für 10 Tage in Folge eine Gruppe von Probanden jeweils für 3 Minuten in eine Kältekammer (-120° C) und führten anschließend eine 60-minütigen Heilgymnastik Einheit durch. Eine weitere Gruppe führte nur die Heilgymnastik Einheit durch. Als Ergebnis der Untersuchung konnte festgestellt werden, dass eine Kälteanwendung zusammen mir Heilgymnastik die Konzentration von oxidativen Stressmarkern signifikant reduziert sowie die antioxidative Kapazität signifikant erhöht. Hierbei ist festzuhalten, dass auch die Heilgymnastik an sich einen positiven Effekt aufwies, aber es erst in Kombination mit der Kälteanwendung zu signifikanten Änderungen kam. [4]

Zusammenfassend lässt sich der festhalten, dass eine Kälteanwendung einen positiven Einfluss auf den oxidativen Stress sowie die antioxidative Kapazität des Körpers hat. Der positive Effekt wurde sowohl bei gesunden Probanden als auch bei Probanden mit chronisch-entzündlich rheumatischen Erkrankungen festgestellt. In diesem Kontext wurden vor allem viele Studien zum Einfluss auf Probanden mit rheumatischer Arthritis (siehe Artikel zur rheumatischen Arthritis) durchgeführt, welche positive Effekte auf proinflammatorischer Marker im Blut feststellen konnten. Ebenso konnte festgestellt werden, dass eine Kälteanwendung an sich bereits einen positiven Einfluss auf den oxidativen Stress sowie die antioxidative Kapazität hat und auch in Kombination mit körperlicher Aktivität sowie physischen Therapien einen zusätzlichen positiven Effekt bietet. [2; 3; 4; 5; 6; 7]




Literatur

[1] IMD Institut für Medizinische Diagnostik Berlin-Potsdam GbR (2021). Oxidativer Stress - Rationelle Labordiagnostik. Zugriff am 19.04.2021 unter: https://www.imd-berlin.de/fachinformationen/diagnostikinformationen/oxidativer-stress-rationelle-labordiagnostik.html

[2] Wojciak, G., Szymura, J., Szygula, Z., Gradek, J. & Wiecek, M. (2020). The Effect of Repeated Whole-Body Cryotherapy on Sirt1 and Sirt3 Concentrations and Oxidative Status in Older and Young Men Performing Different Levels of Physical Activity. Antioxidants, 10 (1). doi: 10.3390/antiox10010037

[3] Straburzyńska-Lupa, A., Kasprzak, M. P., Romanowski, M. W., Kwaśniewska, A., Romanowski, W., Iskra, M. & Rutkowski, R. (2018). The Effect of Whole-Body Cryotherapy at Different Temperatures on Proinflammatory Cytokines, Oxidative Stress Parameters, and Disease Activity in Patients with Ankylosing Spondylitis. Oxidative medicine and cellular longevity. doi: 10.1155/2018/2157496

[4] Stanek, A., Romuk, E., Wielkoszyński, T., Bartuś, S., Cieślar, G. & Cholewka, A. (2019). Decreased Lipid Profile and Oxidative Stress in Healthy Subjects Who Underwent Whole-Body Cryotherapy in Closed Cryochamber with Subsequent Kinesiotherapy. Oxidative medicine and cellular longevity. doi: 10.1155/2019/7524878

[5] Stanek, A., Cholewka, A., Wielkoszyński, T., Romuk, E. & Sieroń, A. (2018). Whole-Body Cryotherapy Decreases the Levels of Inflammatory, Oxidative Stress, and Atherosclerosis Plaque Markers in Male Patients with Active-Phase Ankylosing Spondylitis in the Absence of Classical Cardiovascular Risk Factors. Mediators of inflammation. doi: 10.1155/2018/8592532

[6] Mila-Kierzenkowska, C., Jurecka, A., Woźniak, A., Szpinda, M., Augustyńska, B. & Woźniak, B. (2013). The effect of submaximal exercise preceded by single whole-body cryotherapy on the markers of oxidative stress and inflammation in blood of volleyball players. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. doi: 10.1155/2013/409567

[7] Stanek, A., Sieroń-Stołtny, K., Romuk, E., Cholewka, A., Wielkoszyński, T., Cieślar, G., Kwiatek, S., Sieroń, A. & Kawczyk-Krupka, A. (2016). Whole-Body Cryostimulation as an Effective Method of Reducing Oxidative Stress in Healthy Men. Advances in Clinical and Experimental Medicine, 25 (6), 1281-1291. doi: 10.17219/acem/65980

[8] Algaevit GmbH (2021). Chlorella und Oxidativer Stress. Zugriff am 19.04.2021 unter: https://www.algevit.com/chlorella-und-oxidativer-stress

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