Neil Armstrong a & Jo Welsman a

a. Children’s Health and Exercise Research Centre, St Lukes Campus, University of Exeter, Heavitree Road, Exeter, EX1 2LU, England.

Korrespondenz an Neil Armstrong (E-Mail: ).

(Eingereicht: 27. November 2018 – Überarbeitete Fassung erhalten: 12 March 2019 – Accepted: 07 June 2019 – Published online: 03 September 2019.)

Bulletin of the World Health Organization 2019;97:777-782. doi: http://dx.doi.org/10.2471/BLT.18.227546

Einführung

Die kardiorespiratorische Fitness definiert die Fähigkeit des Körpers, Sauerstoff aus der Atmosphäre zu den Skelettmuskeln zu transportieren und diesen zur Energiegewinnung zu nutzen, um die Muskelaktivität während des Trainings zu unterstützen. Die Spitzen-Sauerstoffaufnahme ist international als Goldstandard zur Messung der kardiorespiratorischen Fitness von Jugendlichen anerkannt. Die Bewertung und Interpretation der maximalen Sauerstoffaufnahme und ihr evidenzbasierter Zusammenhang mit gesundheitsrelevanten Variablen sind ausführlich dokumentiert.1 Daten aus Feldtests zur Leistung, eine unangemessene Skalierung der maximalen Sauerstoffaufnahme und der aktuelle Trend zur Identifizierung von Personen, die angeblich interventionsbedürftig sind, haben jedoch unser Verständnis der kardiorespiratorischen Fitness von Jugendlichen und ihres Zusammenhangs mit der aktuellen und zukünftigen Gesundheit von Kindern getrübt.2-4 Wir glauben, dass fehlerhafte Beurteilungen und falsche Interpretationen der kardiorespiratorischen Fitness zur Entwicklung von Mythen und falschen Vorstellungen geführt haben, die sich negativ auf die Gesundheitsversorgung von Kindern auswirken können.

Beweisgrundlage

Die erste Laboruntersuchung der körperlichen Fitness von Jugendlichen wurde 1938 veröffentlicht. Die kardiorespiratorische Fitness, dargestellt durch die Spitzen-Sauerstoffaufnahme, wurde in der Folge zu einer der am meisten untersuchten physiologischen Variablen in der Geschichte der pädiatrischen Bewegungswissenschaft.5

Bewertung der kardiorespiratorischen Fitness

In über 80 Jahren intensiver Untersuchungen wurde die Bewertung der Spitzen-Sauerstoffaufnahme von Jugendlichen mit der Einführung neuer Technologien in den pädiatrischen Bewegungslabors schrittweise weiterentwickelt und verfeinert. Die Messung der Spitzen-Sauerstoffaufnahme bei Jugendlichen wurde an anderer Stelle umfassend besprochen.6-8 Zu den behandelten Themen gehören eine kritische Untersuchung von Belastungstestprotokollen, Techniken zur Messung der Belastungsintensität, Geräte zur Erfassung von Atemgasen, die Größe der Komponenten von Atemgassammelsystemen, Atemgasentnahmeintervalle und die Kriterien für die maximale Anstrengung während der Belastung. Die Gutachter haben betont, dass die verwendeten Methoden und Geräte zu Vergleichszwecken sorgfältig angegeben werden sollten. In unserem Labor haben wir berechnet, dass der typische Fehler bei der Messung der Spitzen-Sauerstoffaufnahme von Jugendlichen bei drei Tests im Abstand von jeweils einer Woche etwa 4 % beträgt.9

Obwohl strenge Bestimmungen der Spitzen-Sauerstoffaufnahme eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen, ist Vorsicht geboten, wenn die Daten zwischen verschiedenen Labors verglichen werden sollen. Die maximale Sauerstoffaufnahme wird routinemäßig bestimmt, indem die Versuchsperson auf einem Laufband läuft oder auf einem Fahrradergometer in die Pedale tritt. Aufgrund der größeren Muskelmasse, des verbesserten venösen Rückflusses, des höheren Schlagvolumens und des geringeren peripheren Widerstands während des Laufens sind die auf dem Laufband ermittelten Werte etwa 11-14 % höher als die auf dem Fahrradergometer ermittelten Werte.10 Einige Labors fassen jedoch die Laufband- und Fahrradergometerwerte11 zusammen oder wenden feste Korrekturfaktoren an, um die niedrigeren Fahrradergometerwerte für die maximale Sauerstoffaufnahme zu berücksichtigen.12 Diese Werte werden dann verwendet, um altersbezogene Grenzwerte für die kardiometabolische Gesundheit und das künftige Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen bei Personen festzulegen. Die Zusammenführung der Daten auf diese Weise stellt jedoch einen Störfaktor bei der Interpretation der Daten dar, da die Unterschiede zwischen den auf dem Laufband und dem Fahrradergometer ermittelten Spitzenwerten der Sauerstoffaufnahme je nach Alter und Reifegrad stark variieren. Wir plädieren dafür, diese Praxis der Zusammenführung von Daten aus verschiedenen Trainingsmodi einzustellen.10

Entwicklung der kardiorespiratorischen Fitness

Die Spitzen-Sauerstoffaufnahme wird oft im Verhältnis zum Alter oder zur Körpermasse ausgedrückt,13 aber es ist zu einfach, sie auf diese Weise zu beschreiben. Die Spitzen-Sauerstoffaufnahme steigt mit den morphologischen und physiologischen Veränderungen, die mit Wachstum und Reifung einhergehen. Der Zeitpunkt und das Tempo dieser Veränderungen sind individuell verschieden.1,13 Es ist daher nicht möglich, glaubwürdige Normen für die alters- oder körpergewichtsbezogene kardiorespiratorische Fitness zu definieren, unabhängig davon, ob die Sauerstoffspitzenaufnahme in absoluten Zahlen (als L pro Minute) oder, wie es häufig der Fall ist, im Verhältnis zur Körpermasse (als ml pro kg Körpermasse pro Minute) ausgedrückt wird.8 Der stärkste morphologische Einfluss auf die Sauerstoffspitzenaufnahme ist nicht die Körpermasse, sondern die fettfreie Masse.13 Eine Zunahme der Fettmasse hat keinen Einfluss auf die Entwicklung der Spitzen-Sauerstoffaufnahme.14

Die Werte der Spitzen-Sauerstoffaufnahme von Jungen sind höher als die von Mädchen, zumindest in der späten Kindheit, und dieser Unterschied nimmt im Laufe der Adoleszenz zu und erreicht bei 18-jährigen Jungen nach der Pubertät einen Wert, der um etwa 40 % höher ist.15 Die Einführung nicht-invasiver Technologien in die Untersuchung der entwicklungsbedingten Bewegungsphysiologie hat die Erforschung der der Spitzen-Sauerstoffaufnahme zugrunde liegenden Mechanismen gefördert. Studien unter Verwendung der Doppler-Echokardiographie haben gezeigt, dass der geringe Unterschied zwischen den Geschlechtern in der Spitzen-Sauerstoffaufnahme vor der Pubertät, der etwa 10 % beträgt, größtenteils auf das größere Schlagvolumen von Jungen zurückgeführt werden kann. Ob dieser Unterschied auf Unterschiede in der Herzgröße16 oder der Herzfunktion17 zurückzuführen ist, ist umstritten. Im Gegensatz dazu wurde in einer Studie, in der die bioelektrische Impedanz des Brustkorbs und die Magnetresonanztomographie verwendet wurden, berichtet, dass der beobachtete Geschlechtsunterschied bei der maximalen Sauerstoffaufnahme auf maximale arteriovenöse Sauerstoffunterschiede zurückzuführen ist, ohne dass ein signifikanter Geschlechtsunterschied beim maximalen Schlagvolumen oder der Herzgröße in Ruhe auftrat.18 In einer Studie, in der die Nahinfrarotspektroskopie verwendet wurde, wurde berichtet, dass die Sauerstoffversorgung der Muskeln bei Mädchen schlechter an die Sauerstoffverwertung angepasst ist als bei Jungen, und es wurde vermutet, dass dieser Unterschied zu den Geschlechtsunterschieden bei der maximalen Sauerstoffaufnahme beitragen könnte.19 Weitere Forschungsarbeiten sind erforderlich, um die zugrunde liegenden Mechanismen vollständig zu verstehen.

Die deutliche Zunahme der fettfreien Masse bei Jungen (die die Zunahme der Muskelmasse widerspiegelt) ist für den größten Teil der fortschreitenden geschlechtsspezifischen Divergenz bei der Spitzen-Sauerstoffaufnahme nach der Pubertät verantwortlich.13 Angetrieben durch die Reifung nimmt die fettfreie Masse bei Mädchen und Jungen im Alter von 11 bis 16 Jahren um etwa 40 % bzw. 90 % zu.20 Der größte Teil (etwa 83 %) der Zunahme der fettfreien Masse bei Jungen findet in einem Zeitraum von vier Jahren statt, der sich auf den Zeitpunkt der Spitzen-Höhengeschwindigkeit konzentriert. Die größte Zunahme der fettfreien Masse bei Mädchen (ca. 31 %) erfolgt in einem kürzeren Zeitraum von zwei Jahren, der sich auf den Höhepunkt der Körpergröße konzentriert, und pendelt sich dann entsprechend der Entwicklung der maximalen Sauerstoffaufnahme ein.20 Die maximale Sauerstoffaufnahme von Jungen kann durch einen geschlechtsspezifischen Anstieg der Hämoglobinkonzentration in den späten Teenagerjahren, der die Sauerstofftransportkapazität des Blutes bei Jungen erhöht, weiter erhöht werden. Diese Theorie muss noch in Längsschnittstudien empirisch nachgewiesen werden.21 Eine detaillierte Analyse der Entwicklung und Bewertung der maximalen Sauerstoffaufnahme haben wir an anderer Stelle veröffentlicht.6

Körperliche Aktivität und kardiorespiratorische Fitness

Um die Beziehungen zwischen körperlicher Aktivität und kardiorespiratorischer Fitness zu erklären, müssen wir zunächst zwischen gewohnheitsmäßiger körperlicher Aktivität und körperlichem Training unterscheiden. Gewohnheitsmäßige körperliche Aktivität wurde definiert als „die übliche körperliche Aktivität, die im normalen täglichen Leben in jedem Bereich und jeder Dimension ausgeübt wird“.22 Bewegungstraining besteht aus einem geplanten, strukturierten Bewegungsprogramm, das über einen angemessenen Zeitraum mit ausreichender Intensität und Häufigkeit durchgeführt wird, um Veränderungen in den Komponenten der körperlichen Fitness zu bewirken. Die kardiorespiratorische Fitness, das Bewegungsverhalten und die Trainierbarkeit sind vererbbare Eigenschaften. Die Erörterung der Genetik und der molekularen pädiatrischen Bewegungsphysiologie liegt jedoch außerhalb des Rahmens der vorliegenden Arbeit, und interessierte Leser werden auf einen an anderer Stelle veröffentlichten Übersichtsartikel verwiesen.23

Die verschiedenen Methoden zur Bewertung der gewohnheitsmäßigen körperlichen Aktivität sind nicht immer vergleichbar,22 aber Studien zeigen durchweg, dass Jungen aktiver sind als Mädchen und dass die körperliche Aktivität bei beiden Geschlechtern mit dem Alter abnimmt. Die Zahl der jungen Menschen, die nach eigenen Angaben die aktuellen Richtlinien für körperliche Aktivität erfüllen, variiert in den verschiedenen Studien. Die Konsenserklärung des Internationalen Olympischen Komitees über die Gesundheit und Fitness junger Menschen durch körperliche Aktivität und Sport legt nahe, dass bei Verwendung objektiver Messmethoden (z. B. Beschleunigungsmessung) weniger als 25 % der jungen Menschen die aktuellen Richtlinien für körperliche Aktivität einhalten.24

Bei einer systematischen Überprüfung der Literatur25 wurden 69 Trainingsstudien mit Jugendlichen im Alter von 8-18 Jahren gefunden und analysiert. Dabei wurde festgestellt, dass streng konzipierte Trainingsstudien übereinstimmend zeigen, dass ein angemessenes Training die Spitzen-Sauerstoffaufnahme von Jugendlichen erhöht, unabhängig von Geschlecht, Alter oder Reifegrad. Insgesamt zeigen die Daten, dass drei 20-minütige Trainingseinheiten pro Woche mit kontinuierlicher Intensität bei etwa 85-90 % der maximalen Herzfrequenz oder ein hochintensives Intervalltraining bei etwa 95 % der maximalen Herzfrequenz, unterbrochen von kurzen Erholungsphasen, die Spitzen-Sauerstoffaufnahme von Jugendlichen innerhalb von 10 bis 12 Wochen um durchschnittlich 8-9 % steigern. Untersuchungen, die auf niedrigeren Trainingsintensitäten beruhen (die aber immer noch höher sind als die in den aktuellen Leitlinien für gesundheitsbezogene körperliche Aktivität empfohlenen), haben sich als unwirksam erwiesen, was die Verbesserung der kardiorespiratorischen Fitness angeht.25

Studien, die sich über 45 Jahre erstrecken, haben durchweg gezeigt, dass es keine aussagekräftige Beziehung zwischen der mit strengen Methoden ermittelten Spitzen-Sauerstoffaufnahme und der objektiv überwachten gewohnheitsmäßigen körperlichen Aktivität bei Jugendlichen gibt.26 Für weitere Informationen können die Leser unsere Übersicht über die bisher veröffentlichten Studien konsultieren.26 Diese Daten wurden durch Längsschnittuntersuchungen bestätigt. In einer Studie wurden 202 Kinder (98 Mädchen) beobachtet und mithilfe einer mehrstufigen Modellierung Alter, Reifegrad und morphologische Einflüsse auf die gewohnheitsmäßige mäßige und starke körperliche Aktivität im Alter von 11 bis 13 Jahren untersucht.27 Nachdem die Forscher die primären Variablen kontrolliert hatten, führten sie die Spitzen-Sauerstoffaufnahme ein und stellten fest, dass die Modelle keinen signifikanten Zusammenhang mit der gewohnheitsmäßigen körperlichen Aktivität zeigten. Anschließend analysierten die Forscher die maximale Sauerstoffaufnahme im Verhältnis zur kumulierten Zeit, die mit körperlicher Aktivität von mindestens mittlerer Intensität verbracht wurde. Diese Analyse zeigte, dass selbst bei angemessener Kontrolle der Körpermasse die Spitzen-Sauerstoffaufnahme mit dem Alter zunahm, während die gewohnheitsmäßige körperliche Aktivität bei beiden Geschlechtern mit dem Alter abnahm. Dieses Ergebnis steht im Einklang mit der vorhandenen Literatur über körperliche Aktivität26 und kardiorespiratorische Fitness.6 In ähnlicher Weise kamen die Forscher der Amsterdam Growth and Health Study nach der Analyse von 23 Jahren Daten zu dem Schluss, dass es weder bei Männern noch bei Frauen einen Zusammenhang zwischen gewohnheitsmäßiger körperlicher Aktivität und der maximalen Sauerstoffaufnahme gibt.28

Das Fehlen eines aussagekräftigen Zusammenhangs zwischen gewohnheitsmäßiger körperlicher Aktivität und maximaler Sauerstoffaufnahme ist nicht überraschend, da junge Menschen nur selten, wenn überhaupt, die Intensität und Dauer körperlicher Aktivität erfahren, die für eine Steigerung ihrer kardiorespiratorischen Fitness erforderlich ist. Diese Ergebnisse stellen jedoch die jüngsten Vorschläge ernsthaft in Frage, wonach Maßnahmen zur Förderung der körperlichen Aktivität anhand von Veränderungen der durch Leistungstests geschätzten Spitzen-Sauerstoffaufnahme bewertet werden können.2

Mythen und Missverständnisse

Wissenschaftler sind sich seit über 50 Jahren der Grenzen von Leistungstests bei der Vorhersage der kardiorespiratorischen Fitness bewusst. Typische Kommentare sind: „Bei einem durchschnittlichen Kind hängt die Punktzahl in den Leistungstests weitgehend von der Körpergröße ab, und diese Testreihe hilft nicht bei der Vorhersage der Arbeitsfähigkeit oder der aeroben Kapazität „29 und „der Leistungstest ist möglicherweise nur eine komplizierte Methode, um große oder dicke Schüler zu identifizieren „30. Wir teilen diese Bedenken seit über 30 Jahren mit der akademischen Gemeinschaft. Im Jahr 1988 veröffentlichten wir eine Auswertung des 20-m-Pendellaufs bei 11- bis 14-jährigen Jungen und berichteten über eine allgemeine Varianz von 29 % zwischen der Leistung im Test und der genau bestimmten maximalen Sauerstoffaufnahme. Wir kamen zu dem Schluss, dass die Verwendung des Tests nicht als gültiger Ersatz für eine direkte Bestimmung der maximalen Sauerstoffaufnahme unterstützt werden kann.31

Damals gingen wir davon aus, dass Leistungstests aufgrund der Entwicklung von Online-Atemzug-Analysesystemen, neuen Technologien (wie Massenspektrometrie und Telemetrie) und ausgefeilten statistischen Modellierungstechniken in der wissenschaftlichen Forschung nicht mehr verwendet werden würden. Im Gegenteil, das Interesse an Leistungstests ist wiedererwacht, insbesondere an der Schätzung der Spitzen-Sauerstoffaufnahme anhand der Ergebnisse des 20-m-Pendellaufs. Die Ergebnisse von über einer Million Kindern aus verschiedenen Ländern mit unterschiedlichen Kulturen wurden zur Schätzung der maximalen Sauerstoffaufnahme herangezogen, um internationale Normen für die kardiorespiratorische Fitness32 und länderübergreifende Vergleiche der fittesten Kinder zu erstellen.33 Die Ergebnisse von Kindern im Alter von 2 Jahren wurden in sogenannte Referenzstandards für Vorschulkinder umgewandelt.34 Darüber hinaus, und das ist für uns sehr besorgniserregend, wurde die Leistung in 20-m-Shuttle-Run-Tests empfohlen, um Maßnahmen zur körperlichen Betätigung zu bewerten;2 um europäische Normwerte für die Erstellung von Fitness- und Gesundheitsprofilen festzulegen;35 um die internationale Gesundheit und Fitness zu erfassen und zu überwachen;36 um metabolische und kardiovaskuläre Risiken zu bestimmen;37 und um einzelne Kinder zu identifizieren, die eine Intervention zur Verbesserung ihrer aktuellen und zukünftigen Gesundheit rechtfertigen.4

Pendellauftest

Der 20-m-Pendellauftest ist kein Maß für die kardiorespiratorische Fitness, sondern eine Funktion der Bereitschaft und Fähigkeit von Einzelpersonen, zwischen zwei 20 m voneinander entfernten Linien zu laufen und dabei mit akustischen Signalen Schritt zu halten, die eine Steigerung der Laufgeschwindigkeit pro Minute verlangen. Die Teilnehmer laufen in Gruppen, bis sie nicht mehr bereit oder in der Lage sind, weiterzulaufen, und die Anzahl der absolvierten Shuttles wird mithilfe einer Vorhersagegleichung in eine Schätzung der maximalen Sauerstoffaufnahme umgerechnet. Derzeit werden mindestens 17 verschiedene Vorhersagegleichungen zur Schätzung der maximalen Sauerstoffaufnahme anhand der Ergebnisse des 20-m-Shuttle-Run-Tests verwendet, was zu sehr unterschiedlichen Schätzungen der maximalen Sauerstoffaufnahme führt.32 Eine kürzlich durchgeführte Meta-Analyse veröffentlichter Studien ergab, dass 51 % (18/35) der Korrelationskoeffizienten zwischen den Testergebnissen und der maximalen Sauerstoffaufnahme von Jugendlichen weniger als 50 % der Gesamtvarianz der maximalen Sauerstoffaufnahme erklärten. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass die Kriteriumsvalidität nur mäßig ist und „die Tester sich darüber im Klaren sein müssen, dass der Leistungswert des 20-Meter-Shuttle-Run-Tests lediglich eine Schätzung und kein direktes Maß für die kardiorespiratorische Fitness ist.“38

In einer neueren Übersichtsarbeit39 wird berichtet, dass die maximale Sauerstoffaufnahme beim 20-m-Pendellauf nur mit einer Genauigkeit von ± 10 ml pro kg und Minute geschätzt werden kann. Da dies jedoch etwa 20-25 % der typischen Werte entspricht, sind die Grenzen des Tests klar. Auch die schlechte Test-Retest-Zuverlässigkeit des Tests spiegelt sich in 95%igen Konfidenzintervallen von ± 2,5 Stufen bei Tests mit einer Dauer von vier bis sechs Stufen wider.40 Große geschlechtsspezifische Leistungsunterschiede bei diesem Test sind üblich, aber in einigen Ländern liegen die gemeldeten unerklärten geschlechtsspezifischen Leistungsunterschiede bei Jugendlichen bei 95-100%,41 was mehr als das Doppelte der tatsächlichen geschlechtsspezifischen Unterschiede bei der kardiorespiratorischen Fitness ausmacht. Wenn in einigen Kulturen Mädchen im Teenageralter weniger bereit sind als Jungen, öffentlich 20 m Pendellauf zu absolvieren, bis sie wirklich erschöpft sind, sind veröffentlichte internationale Normen, die auf Testleistungen basieren, gefährdet.

Fehlerhafte Methoden führen zu irreführenden Interpretationen. Ein Paradebeispiel ist die Behauptung, dass seit 1981 ein „erheblicher Rückgang der kardiorespiratorischen Fitness zu verzeichnen ist, was auf eine bedeutende Verschlechterung der Gesundheit der Bevölkerung hindeutet“.42 Diese Behauptung stützte sich auf Zusammenstellungen von Querschnittstests zur Schätzung der Spitzen-Sauerstoffaufnahme beim 20-m-Shuttle-Lauf. In direktem Gegensatz dazu liefern Zusammenstellungen internationaler Daten zur maximalen Sauerstoffaufnahme über einen ähnlichen Zeitraum keine zwingenden Beweise dafür, dass die kardiorespiratorische Fitness von Jugendlichen abgenommen hat.24,43-45 Wir verfügen über eine umfangreiche veröffentlichte Datenbank zur Messung der kardiorespiratorischen Fitness von Jugendlichen im Alter von 9 bis 18 Jahren im Vereinigten Königreich von Großbritannien und Nordirland, die einen Zeitraum von über 30 Jahren abdeckt und über 3000 strenge Laborbestimmungen der maximalen Sauerstoffaufnahme umfasst.3,13 Wir können bestätigen, dass es zumindest seit 1985 keine erkennbaren Veränderungen in der kardiorespiratorischen Fitness von Jungen und Mädchen aus demselben Einzugsgebiet und denselben Schulen gegeben hat.

Nach Ansicht der Befürworter des 20-m-Shuttle-Run-Tests ist die Erklärung für diesen angeblichen Rückgang der kardiorespiratorischen Fitness eine starke zeitliche Zunahme der Fettleibigkeit bei Jugendlichen. Forscher haben behauptet, dass „eine direkte Analyse des kausalen Zusammenhangs zwischen Fitness und Fettleibigkeit darauf hindeutet, dass eine Zunahme der Fettleibigkeit 35-70 % des Rückgangs der kardiorespiratorischen Fitness erklärt“.32 Da Fett weitgehend stoffwechselinaktiv ist und die kardiorespiratorische Fitness nicht beeinflusst14 , gibt es keinen kausalen Zusammenhang zwischen Fitness und Fettleibigkeit. Das Tragen zusätzlicher Fettmasse während einer Serie von 20-m-Pendelläufen erhöht jedoch die individuelle Arbeit bei jedem Pendellauf und wirkt sich negativ auf die Leistung bei diesem Test aus. Dieser Fehler in der Dateninterpretation wird noch dadurch verschlimmert, dass die Schätzungen der Spitzen-Sauerstoffaufnahme im 20-m-Pendellauf-Test im Verhältnis zur Körpermasse (in ml pro kg pro Minute) ausgedrückt werden und daher die Fettmasse im Nenner enthalten ist.

Verhältnis-Skalierung

Der Irrtum der Verhältnis-Skalierung der Spitzen-Sauerstoffaufnahme wurde bereits vor 70 Jahren nachgewiesen.46 Die Angabe der kardiorespiratorischen Fitness als verhältnismäßig skalierte Spitzen-Sauerstoffaufnahme begünstigt leichtere Jugendliche (z. B. klinisch untergewichtig oder mit verzögerter Reifung) und benachteiligt schwerere Jugendliche (z. B. übergewichtig oder mit fortgeschrittener Reifung). In Lehrbüchern und neueren Quer- und Längsschnittanalysen von über 2000 Laufbandmessungen der Spitzen-Sauerstoffaufnahme wurde theoretisch und empirisch nachgewiesen, dass es weder eine solide wissenschaftliche Begründung noch eine statistische Rechtfertigung für die Verhältnis-Skalierung der Spitzen-Sauerstoffaufnahme von Jugendlichen gibt.3,10,13,47

Die weit verbreitete, fehlerhafte Verwendung der Verhältnis-Skalierung hat das Verständnis der kardiorespiratorischen Fitness von Jugendlichen getrübt. Daten zur proportionalen Sauerstoffaufnahme zeigen, dass die kardiorespiratorische Fitness von Jungen im Alter von 10 bis 18 Jahren stabil ist und die Werte von Mädchen mit zunehmendem Alter abnehmen. Wenn die Forscher jedoch die Körpermasse angemessen berücksichtigen, steigt die Spitzen-Sauerstoffaufnahme bei beiden Geschlechtern mit zunehmendem Alter an.13 Darüber hinaus führen verhältnismäßig skalierte Daten zu einer Fehlinterpretation der tatsächlichen Beziehungen zwischen kardiorespiratorischer Fitness und Gesundheitsindikatoren.3,46,48,49 Ein aktuelles Beispiel ist die Meldung von Korrelationen zwischen kardiovaskulären Risikofaktoren und verhältnismäßig skalierter Spitzen-Sauerstoffaufnahme bei übergewichtigen und fettleibigen Jugendlichen, obwohl ein etwaiger Zusammenhang wahrscheinlich eher den übergewichtigen oder fettleibigen Status als die kardiorespiratorische Fitness widerspiegelt.48 In einer kürzlich durchgeführten systematischen Überprüfung wurde hervorgehoben, dass in vielen Artikeln, die die kardiorespiratorische Fitness von Jugendlichen mit der Gesundheit in Verbindung bringen, wichtige Störfaktoren wie Adipositas nicht berücksichtigt wurden.49 So wurde beispielsweise eine höhere Spitzen-Sauerstoffaufnahme im Verhältnis zur Körpermasse mit einem geringeren Körperfettanteil in Verbindung gebracht, aber es gab keine Beziehung zwischen den beiden Variablen, wenn die Spitzen-Sauerstoffaufnahme nicht im Verhältnis zur Körpermasse ausgedrückt wurde. In ähnlicher Weise schien eine höhere Spitzen-Sauerstoffaufnahme mit einem niedrigeren Verhältnis von Gesamtcholesterin- zu High-Density-Lipoprotein-Cholesterinwerten verbunden zu sein, aber auch hier war der Zusammenhang nur vorhanden, wenn die Spitzen-Sauerstoffaufnahme im Verhältnis zur Körpermasse ausgedrückt wurde.49 In einem veröffentlichten Kommentar zu der Übersichtsarbeit wurde darauf hingewiesen, dass die Auswirkungen der Körpermasse auf die Leistung in Feldtests mit geringer Validität und schlechter Zuverlässigkeit von Test zu Test unterschiedlich sind und sich auch auf die Größe der angeblichen Zusammenhänge mit den Gesundheitsergebnissen auswirken können.50

Klinische Warnhinweise

Der Zusammenhang zwischen kardiorespiratorischer Fitness und Gesundheit wird durch das Aufkommen und die wachsende Beliebtheit so genannter klinischer Warnhinweise weiter erschwert, die „Kinder und Jugendliche identifizieren, die von einem primären und sekundären Programm zur kardiovaskulären Prävention profitieren könnten. „4 Geschätzte Spitzenwerte der Sauerstoffaufnahme bei Kindern, Jugendlichen und jungen Erwachsenen (8-18 Jahre), die unter 42 bzw. 35 ml pro kg pro Minute bei Männern und Frauen liegen, werden als klinische Warnhinweise bezeichnet.4 Die kardiorespiratorische Fitness entwickelt sich in Abhängigkeit von Geschlecht, Alter und Reifung sowie einer Reihe von morphologischen und physiologischen Kovariaten, deren Zeitpunkt und Tempo der Veränderungen individuell verschieden sind.1,13 Wir sind der Ansicht, dass eine Klassifizierung von vorpubertären, pubertären und postpubertären Jugendlichen auf der Grundlage eines einzigen Wertes für die maximale Sauerstoffaufnahme im Verhältnis zur Körpermasse daher nicht gerechtfertigt ist. Darüber hinaus ist die Maßnahme nicht zu rechtfertigen, wenn die Spitzen-Sauerstoffaufnahme anhand eines Tests vorhergesagt wird, der Validitäts-, Zuverlässigkeits- und kulturelle Probleme aufweist.

Schlussfolgerungen

Eine strenge Laborbestimmung der Spitzen-Sauerstoffaufnahme ist ein etablierter Ansatz, doch gibt es derzeit keine gültige und praktikable Methode zur Bewertung der kardiorespiratorischen Fitness von Jugendlichen auf Bevölkerungsebene. Wir argumentieren, dass die Schätzung der kardiorespiratorischen Fitness von Jugendlichen anhand von Leistungstests wie dem 20-m-Shuttle-Lauf unhaltbar ist. Außerdem stellen wir die Verwendung der Skalierung nach dem Verhältnis der Körpermasse zur Untersuchung der Beziehungen zwischen kardiorespiratorischer Fitness und gesundheitsbezogenen Variablen, die Verwendung altersbezogener Normen, die Festlegung klinischer Warnhinweise und die Verwendung von Leistungstestschätzungen der kardiorespiratorischen Fitness zur Bewertung von Maßnahmen zur körperlichen Betätigung in Frage.

Wissenschaftler haben eine ethische Verantwortung dafür, dass die ihrer Forschung zugrunde liegenden Methoden zweckmäßig sind. Sie haben auch eine moralische Verantwortung, dafür zu sorgen, dass die Interpretation der Daten fundiert ist. In veröffentlichten Arbeiten werden immer wieder Interpretationen der maximalen Sauerstoffaufnahme von Jugendlichen vorgenommen, die nicht auf strengen wissenschaftlichen Erkenntnissen beruhen und sich wiederholt und umfassend als fehlerhaft erwiesen haben. Die Verbreitung solcher Daten führt wahrscheinlich zu Fehlinformationen in der klinischen Praxis, zu irreführenden politischen Erklärungen und zu falschen Empfehlungen zur Förderung der Gesundheit von Jugendlichen.

Konkurrierende Interessen:

Keine angegeben.

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