Wissenschaftliche Betrachtung von Kälte von Dr. Rhonda Patrick

Den Artikel und alle verwiesene Quellen findest du unter diesem Link. Ich habe dir hier den Artikel übersetzt.
https://www.foundmyfitness.com/topics/cold-exposure-therapy

Einführung

Die Anwendung von Kälte zur Förderung der Gesundheit ist eine uralte Praxis, die viele Jahrhunderte zurückreicht. In der heutigen Zeit wird Kälte vor allem eingesetzt, um Muskelkater zu reduzieren und die Erholung der Muskeln nach körperlicher Aktivität zu fördern. Regelmäßige Kälteeinwirkung kann aber auch den Glukose- und Fettstoffwechsel verbessern, Entzündungen verringern, die Immunfunktion stärken und die kognitiven Leistungen verbessern. Die positiven Auswirkungen der Kälteexposition sind möglicherweise auf die Hormesis zurückzuführen, eine günstige biologische Reaktion auf einen leichten Stressfaktor. Hormesis löst Schutzmechanismen aus, die vor zukünftigen, schädlicheren Stressoren schützen.
Trotz der vermuteten Vorteile von Kälteexposition birgt sie einige Risiken, vor allem unter unbeaufsichtigten oder unkontrollierten Bedingungen. Siehe unseren Überblick über die Sicherheitsbedenken bei Kälteexposition am Ende dieses Artikels.
Dieser Artikel gibt einen Überblick über die verschiedenen Arten der Kälteexposition sowie über die physiologischen Reaktionen, die gesundheitlichen Auswirkungen und die Sicherheitsbedenken, die mit dieser Praxis verbunden sind.

Formen der Kälteexposition
Zu den gängigen Methoden der Kälteexposition gehören das Eintauchen in kaltes Wasser, die lokale Kältetherapie und die Ganzkörperkältetherapie. Beim Kaltwassertauchen wird der Körper in Wasser mit einer Temperatur von 15°C oder weniger getaucht. Bei der lokalen Kältetherapie werden in der Regel Eispacks auf bestimmte Körperregionen wie Gelenke oder Muskeln gelegt. Bei der Ganzkörperkältetherapie wird der Körper einige Minuten lang kalter Luft mit einer Temperatur von bis zu -178°C (-289°F) ausgesetzt, in der Regel in einer Kältetherapiekammer, wobei die Extremitäten mit Schutzkleidung bedeckt werden. Die Kältetherapiekammern müssen kälter als Wasser sein, weil die Wärmeleitfähigkeit, also die Geschwindigkeit, mit der Wärme übertragen wird, zwischen Wasser und Luft unterschiedlich ist. Die Wärmeleitfähigkeit von Wasser ist 25-mal höher als die von Luft, so dass der Mensch seine Körperwärme im Wasser bis zu fünfmal schneller verliert als bei gleicher Temperatur in der Luft.[1][2]

Physiologische Reaktionen auf Kälteexposition

Die Exposition gegenüber kalten Temperaturen löst eine Reihe akuter physiologischer Reaktionen aus, die als Kälteschockreaktion bezeichnet werden. Das Ziel der Kälteschockreaktion ist es, den Wärmeverlust zu verringern und die Wärmeproduktion zu erhöhen.[3][4]
Die Exposition gegenüber kalten Temperaturen löst eine Reihe von akuten physiologischen Reaktionen aus, die als Kälteschockreaktion bezeichnet werden.

Bei wiederholter Exposition gewöhnt sich der Körper an die Kälte, wodurch die Kälteschockreaktion abnimmt.[5][6][7] In einer Studie mit gesunden jungen Männern wurden die Auswirkungen der Gewöhnung an die Kälteschockreaktion untersucht. Die Teilnehmer wurden am ersten und fünften Tag der Studie kurz in kaltes Wasser mit einer Temperatur von 10°C (50°F) getaucht und an den dazwischen liegenden Tagen in Wasser mit einer Temperatur von 15°C (59°F). Am fünften Tag zeigte die Gruppe, die der Kälte ausgesetzt war, einen Rückgang der Atemfrequenz um 49 Prozent und der Herzfrequenz um 15 Prozent im Vergleich zum ersten Tag bei derselben Temperatur.[8]

 

Noradrenalinausschüttung

Ein wesentlicher Bestandteil der Kälteschockreaktion ist die Freisetzung von Noradrenalin, einem Hormon und Neurotransmitter, der in den Nebennieren und einigen Regionen des Gehirns produziert wird. Noradrenalin erhöht die Herzfrequenz, aktiviert die Thermogenese (die Produktion von Wärme), verengt die Blutgefäße und moduliert die Immunfunktion.[9][10] Die Noradrenalinausschüttung kann auch den Peroxisom-Proliferator-aktivierten Rezeptor-Gamma-Koaktivator 1-Alpha (PGC-1-Alpha) aktivieren, einen Schlüsselregulator für Gene, die am Energiestoffwechsel beteiligt sind. [11][12] PGC-1 alpha ist am Glukose- und Fettsäurestoffwechsel, am Umbau der Muskelfasern, an der mitochondrialen Biogenese (der Produktion neuer Mitochondrien) und an der Wärmeregulierung beteiligt.[13]

Eine Studie an gesunden jungen Männern untersuchte die Auswirkungen der Hormonausschüttung nach einstündigen Tauchgängen in Wassertemperaturen von ca. 32°C (90°F), 20°C (68°F) und 14°C (57°F), wobei zwischen den einzelnen Tauchgängen jeweils eine Woche lag. Während das Eintauchen in Wasser bei wärmeren Temperaturen (90°F [32°C]) und (68°F [20°C]) die Freisetzung von Noradrenalin nicht aktivierte, erhöhte das Eintauchen bei einer kälteren Temperatur (57°F [14°C]) den Noradrenalinspiegel um 530 Prozent, den Dopaminspiegel um 250 Prozent und den Energieverbrauch um 350 Prozent im Vergleich zu den Werten vor dem Eintauchen. [14] In einer anderen Studie wurde festgestellt, dass ein einstündiges Eintauchen in 10 °C (50 °F) kaltes Wasser die Noradrenalinausschüttung im Plasma um etwa 84 % erhöhte (im Vergleich zu einem nur zweiminütigen Eintauchen), was darauf hindeutet, dass eine längere Kälteexposition des Körpers eine höhere Noradrenalinausschüttung zur Folge haben kann. 15]

Eine lange Kälteeinwirkung von einer Stunde ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, um die Noradrenalinausschüttung zu stimulieren. In einer Langzeitstudie wurden gesunde Frauen, die 20 Sekunden lang in kaltes Wasser mit einer Temperatur von 4,4°C (40°F) getaucht wurden, mit Frauen verglichen, die zwei Minuten lang eine Ganzkörperkältetherapie mit -110°C (-166°F) erhielten. In beiden Gruppen stieg der Noradrenalin-Plasmaspiegel um 200 bis 300 Prozent. Diese Werte sanken jedoch im Laufe einer Stunde nach der Exposition wieder ab.[16] Die Gewöhnung scheint die Freisetzung von Noradrenalin nicht zu beeinflussen, aber sie erhöht die Aktivität des braunen Fettgewebes (siehe unten), das an der Thermogenese ohne Frösteln (siehe unten) beteiligt ist.[16][17]

Informationen über die Rolle von Noradrenalin für die Gesundheit des Gehirns findest du im Abschnitt „Kälteexposition beeinflusst Aspekte der Gehirnfunktion“ weiter unten.

 

Induktion von Kälteschockproteinen

Während der Kälteschockreaktion verlieren die Zellmembranen ihre Fluidität, Nukleinsäuren und Proteine werden destabilisiert und die Proteinsynthese kommt aufgrund der beeinträchtigten ribosomalen Funktion zum Stillstand.[18] Kälteschockproteine, eine große Familie hochkonservierter Proteine, die durch verschiedene zelluläre Stressfaktoren wie Kälteeinwirkung, DNA-Schäden und Hypoxie induziert werden, mildern die schädlichen Auswirkungen der Kälte.[19]

Zu den bemerkenswerten Kälteschockproteinen gehören das kälteinduzierbare RNA-Bindungsprotein, das das Überleben der Zellen fördert und antioxidative Enzyme bei leichter Unterkühlung (32°C) aktiviert, und das RNA-Bindungsmotiv 3 (RBM3), das möglicherweise neuroprotektiv wirkt.

 

RBM3 bindet an RNA, um die Proteinsynthese an den neuronalen Dendriten zu erhöhen, einem Teil des Neurons, der mit den Synapsen kommuniziert, und erleichtert so die Regeneration geschädigter Neuronen.[20][21][22] [23][24] [25][26] Weitere Informationen zu RBM3 findest du im Abschnitt „Kälteeinwirkung auf Aspekte der Gehirnfunktion“ weiter unten.

 

Mitochondriale Biogenese

Die mitochondriale Biogenese ist der Prozess, bei dem neue Mitochondrien produziert werden. Sie ist eine der wichtigsten positiven Anpassungen an Ausdauersport[27][28] Viele Faktoren können die mitochondriale Biogenese aktivieren, darunter Sport, Kälteschock, Hitzeschock, Fasten und Ketone. Wie bereits erwähnt, wird die mitochondriale Biogenese durch den Transkriptionsfaktor PGC-1α reguliert.

Eine gesteigerte mitochondriale Biogenese in der Skelettmuskulatur wird mit einer höheren aeroben Kapazität und Leistung sowie geringeren Risikofaktoren für verschiedene Krankheiten in Verbindung gebracht.[29] Das Eintauchen in kaltes Wasser nach einem Ausdauertraining erhöht die PGC-1α-Konzentration in der Skelettmuskulatur, und Studien an Mäusen und Menschen deuten darauf hin, dass die mitochondriale Biogenese bei Kälteeinwirkung erhöht wird.[30][11][31][32]

In einer Studie mit gesunden jungen Männern wurde zum Beispiel festgestellt, dass das Eintauchen in kaltes Wasser nach dem Training mehrere mitochondriale Proteine in der Skelettmuskulatur erhöht. Innerhalb von drei Minuten nach Beendigung eines anstrengenden Ausdauertrainings tauchten die Männer ein Bein für 15 Minuten in ein 10°C warmes Wasserbad, während das andere Bein ohne Kühlbehandlung bei Raumtemperatur blieb. Die Werte von p38 MAPK und AMPK (Proteine, die an der zellulären Signalübertragung für die mitochondriale Biogenese beteiligt sind), PGC-1 alpha und die Proteine des mitochondrialen Atmungskomplexes 1 und 3 stiegen in dem Bein, das der Kälte ausgesetzt war, im Vergleich zu dem Bein, das Raumtemperatur hatte.[12]

 

Thermogenese

Kälteexposition erhöht die metabolische Wärmeproduktion durch einen Prozess, der Thermogenese genannt wird. Es gibt zwei Arten der Thermogenese: die Zitterthermogenese und die Nicht-Zitterthermogenese.

Bei der Zitterthermogenese wird, wie der Name schon sagt, durch Frösteln Wärme erzeugt. Während des Zitterns kontrahieren die Skelettmuskeln wiederholt und schnell, so dass nur wenig Bewegung entsteht und stattdessen Wärme produziert wird.[33]

Die Thermogenese ohne Schüttelfrost erzeugt Wärme ohne Schüttelfrost durch einzigartige Mechanismen sowohl in der Skelettmuskulatur als auch in den Fettgewebedepots. Diese Prozesse beinhalten die Entkopplung des Elektronentransports von der ATP-Synthese und den wiederholten, nicht-produktiven Transport von Ionen durch die Fettzellmembran.[34] [35][36]

 

Aktivierung des braunen Fettgewebes

Bei Säugetieren gibt es drei Arten von Fettgewebe – weißes, braunes und beiges – und sie spielen im Körper unterschiedliche Rollen bei der Wärmeproduktion.

 

Die Hauptaufgaben des weißen Fettgewebes sind die Speicherung überschüssiger Fette in Form von Triglyceriden und die Freisetzung von freien Fettsäuren zur Energiegewinnung. Die Hauptaufgabe von braunem Fett ist die Thermogenese.[37] Beigefarbenes Fett, das sich in den weißen Fettgewebespeichern befindet, kann je nach Umweltbedingungen entweder Speicher- oder thermogene Eigenschaften annehmen.[38][39] Braunes und beiges Fett sind für die Thermogenese ohne Frösteln verantwortlich. Nagetiere besitzen sowohl braune als auch beige Fettzellen, während man annimmt, dass Menschen hauptsächlich beige Fettzellen haben. Im weiteren Verlauf dieses Artikels wird der Begriff „braunes Fett“ verwendet, um sich auf thermogenes Gewebe zu beziehen.

Frühere Forschungen gingen davon aus, dass braunes Fett nur bei Neugeborenen vorkommt, wo es zum Schutz vor Wärmeverlusten dient. Neuere Forschungen haben jedoch festgestellt, dass braunes Fett auch bei Erwachsenen aktiv ist, und zwar in der Regel nach Kälteeinwirkung. Eine Studie, bei der gesunde junge Männer 20 Tage lang täglich zwei Stunden lang der Kälte ausgesetzt wurden, ergab, dass das Volumen des braunen Fettes um 45 Prozent zunahm und der kältebedingte oxidative Gesamtstoffwechsel des braunen Fettes um mehr als das Zweifache anstieg.[17] Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Kälte die Aktivität des braunen Fettes erhöhen und den Energieverbrauch steigern kann, um die metabolische Gesundheit zu verbessern.

Kälteeinwirkung erhöht auch die Aktivität des braunen Fettes bei Menschen mit wenig oder gar keiner nachweisbaren braunen Fettmasse. In einer Studie mit gesunden Männern, die zwei Stunden lang warmen oder kalten Temperaturen ausgesetzt waren, stellten die Forscher bei etwa der Hälfte der Teilnehmer kälteaktiviertes braunes Fett fest, bei den übrigen jedoch nicht. Bei 27°C (81°F) unterschied sich der Energieverbrauch zwischen den beiden Gruppen kaum. Aber nach zwei Stunden Kälteexposition bei 19°C (66°F) stieg der Energieverbrauch in beiden Gruppen an, obwohl die Teilnehmer/innen kaum zitterten. Die kälteinduzierte Thermogenese betrug 252 Kalorien pro Tag bei den Männern mit positivem braunem Fett und 78,4 Kalorien pro Tag bei den Männern mit negativem braunem Fett. Die Forscher vermuteten, dass der erhöhte Energieverbrauch bei den Männern mit braunem Fett auf bisher unentdecktes braunes Fett oder andere thermogene Mechanismen zurückzuführen war.[40]

Die Forscher maßen auch die wiederholte Kälteeinwirkung bei einer Untergruppe der Männer, bei denen keine oder nur eine geringe Aktivität des braunen Fettes festgestellt wurde. Die Hälfte der Teilnehmer wurde sechs Wochen lang täglich zwei Stunden lang einer Kälte von 17°C (63°F) ausgesetzt, während die anderen ihren gewohnten Lebensstil ohne Kälteexposition beibehielten. Bei denjenigen, die der Kälte ausgesetzt waren, stieg die Thermogenese im Vergleich zum Ausgangswert um etwa 58 Prozent, was mit einem Verlust von etwa 0,7 Kilogramm Fettmasse einherging. In der Gruppe, die nicht der Kälte ausgesetzt war, wurde keine dieser Veränderungen beobachtet.[40] Die kontinuierliche Aktivierung des braunen Fettes könnte den Fettabbau unterstützen, aber es sind noch weitere Studien erforderlich, um festzustellen, inwieweit das braune Fett aktiviert werden kann, um klinische Verbesserungen beim Gewichtsverlust zu erzielen.

Die Aktivierung des braunen Fettes bei Kälteeinwirkung kann jedoch die Glukose- und Insulinsensitivität verbessern, die Fettverwertung steigern und vor ernährungsbedingter Fettleibigkeit schützen. Studien an Tieren und Menschen haben gezeigt, dass braunes Fett die Glukose- und Insulinsensitivität verbessern, die Fettoxidation steigern und vor ernährungsbedingter Fettleibigkeit schützen kann.[41][42] Beim Menschen nimmt braunes Fett typischerweise mit dem prozentualen Körperfettanteil und dem Alter ab, während braunes Fett typischerweise mit einem höheren Ruhestoffwechsel zunimmt. [43][44][45] Kälteeinwirkung vergrößert auch das Volumen des braunen Fettes, fördert die Glukoseaufnahme und steigert den oxidativen Stoffwechsel im braunen Fett.[46][47][48][49] Die kälteinduzierte Glukoseaufnahme im braunen Fett übertrifft bei gesunden Menschen die insulinstimulierte Glukoseaufnahme in der Skelettmuskulatur.[50][51] Diese Erkenntnisse haben das braune Fett zu einem interessanten therapeutischen Ziel für die Behandlung von Fettleibigkeit und fettleibigkeitsbedingten Erkrankungen gemacht.

Braunes Fett kann auch die Glukoseverwertung im ganzen Körper und die Insulinsensitivität beim Menschen verbessern. In einer Studie mit gesunden jungen Männern (mit oder ohne nachweisbarem braunem Fettgewebe) erhöhte sich der Ruheenergieverbrauch bei Kälte nur bei denjenigen mit nachweisbarem braunem Fett um 15 Prozent, verglichen mit thermoneutralen Bedingungen. Dieser Anstieg war in erster Linie auf die Oxidation von Glukose aus dem Plasma (30 Prozent) und Fettsäuren (70 Prozent) zurückzuführen. Unter thermoneutralen Bedingungen zeigten beide Gruppen eine normale insulininduzierte Glukoseverwertung im Körper. Nach sechs Stunden Kälteexposition zeigte jedoch nur die Gruppe, in der braunes Fett nachweisbar war, einen weiteren Anstieg der Glukoseverwertung, wenn sie mit Insulin infundiert wurde, was darauf hindeutet, dass braunes Fett eine Rolle bei der Glukoseverwertung spielt.[52]

 

Allgemeine gesundheitliche Auswirkungen von Kälteexposition

Es gibt immer mehr Belege dafür, dass Kälteeinwirkung mehrere Organsysteme beeinflusst und sich unter anderem positiv auf den Stoffwechsel, das Herz-Kreislauf-System, das Immunsystem und die neurokognitive Gesundheit auswirkt.

 

Metabolische Gesundheit

Die Aktivierung der nicht fröstelnden Thermogenese bei Menschen mit Fettleibigkeit oder Typ-2-Diabetes kann eine wirksame therapeutische Strategie sein, um die Gewichtsabnahme zu unterstützen und die Stoffwechselgesundheit zu verbessern.[53] Menschen mit einem höheren Körperfettanteil haben in der Regel weniger braunes Fett; Kälteexposition erhöht jedoch das Volumen und die Aktivität des braunen Fetts bei Menschen mit hohem Körperfettanteil.[54]

Eine Studie ergab, dass sich die Insulinempfindlichkeit von Männern mit Typ-2-Diabetes und Übergewicht nach Kälteeinwirkung verbesserte. Das Volumen des braunen Fettes und die Stoffwechselaktivität der Männer nahmen zu, aber die Werte waren viel niedriger als bei gesunden Menschen. Die periphere Insulinsensitivität der Männer stieg um etwa 43 Prozent, und im Gegenzug erhöhte sich die Glukoseaufnahme der Skelettmuskeln.[55]

 

In einer anderen Studie an fettleibigen Männern wurde festgestellt, dass das Volumen des braunen Fettes mit einer erhöhten Fettmobilisierung und -oxidation einherging und mit kältebedingten Veränderungen der Ganzkörperoxidation freier Fettsäuren und der Lipolyse (Freisetzung von Fettsäuren) korrespondierte, was auf eine erhöhte Mobilisierung von Lipiden aus dem peripheren Gewebe und die Verwertung von Lipiden hauptsächlich im braunen Fett hindeutet. Nach fünf Stunden Kälteexposition stiegen die zirkulierenden freien Fettsäuren im Vergleich zu den Werten bei thermoneutralen Bedingungen an. Am Tag nach der Kälteexposition wiesen die Männer jedoch niedrigere Nüchtern-Triglyceridwerte und sehr niedrige Lipoproteinwerte auf, was darauf hindeutet, dass Kälteexposition langfristig positive Veränderungen im Fettstoffwechsel bewirken kann.[56]

 

Bei gesunden Erwachsenen scheint das braune Fett deutliche Auswirkungen auf den Glukosestoffwechsel zu haben, unabhängig von Alter, Geschlecht und Körperfettanteil. Eine Studie, bei der die Teilnehmer/innen ihre Füße zeitweise auf einen in ein Tuch eingewickelten Eisblock stellten, während sie in einem kalten Raum saßen, untersuchte die Auswirkungen der Kälteexposition. Etwa die Hälfte der Teilnehmer/innen hatte aktives braunes Fett, und sie waren in der Regel jünger und hatten einen niedrigeren Body-Mass-Index, eine geringere Körperfettmasse und eine geringere Bauchfettfläche als die Teilnehmer/innen mit nicht nachweisbarem braunem Fett. Während die Blutparameter beider Gruppen im Normalbereich lagen, wies die Gruppe mit positivem braunem Fett im Vergleich zu den Teilnehmern mit negativem braunem Fett einen niedrigeren HbA1c-Wert (ein Maß für die langfristige Blutzuckerkontrolle), ein niedrigeres Gesamtcholesterin und ein niedrigeres LDL-Cholesterin auf, selbst wenn man die Daten um Alter, Geschlecht und Körperfettzusammensetzung bereinigte.[57]

 

Eine retrospektive Studie mit mehr als 52.000 Menschen, die an Krebs erkrankt waren, ergab, dass Menschen mit nachweisbarem braunem Fett eine geringere Prävalenz von kardiometabolischen Erkrankungen wie Typ-2-Diabetes, koronarer Herzkrankheit, Herzinsuffizienz und Bluthochdruck aufwiesen als Menschen ohne nachweisbares braunes Fett. Die Studie ergab, dass fast 10 Prozent der Teilnehmer/innen nachweisbares braunes Fett hatten. Die Prävalenz von Typ-2-Diabetes, koronarer Herzkrankheit, Bluthochdruck und Herzinsuffizienz war bei den Teilnehmern mit braunem Fett geringer als bei denen ohne. Obwohl die Forscherinnen und Forscher die Analyse um den möglichen Einfluss von Krebs und verschiedenen Behandlungsmerkmalen bereinigt haben, wurden diese Daten aus einer Gruppe von Menschen mit Krebs gewonnen, die möglicherweise bereits Stoffwechselveränderungen aufgrund der Krankheit aufweisen. Dennoch deutet die Studie darauf hin, dass das braune Fett die kardiometabolische Gesundheit unterstützt.[58]

 

Zukünftige Forschungen im Bereich der Thermogenese ohne Frösteln, vor allem im Bereich der Biologie des braunen Fettes, werden wahrscheinlich Wege aufzeigen, wie die thermogene Kapazität des braunen Fettes maximiert werden kann, um klinisch bedeutsame Verbesserungen der Stoffwechselgesundheit zu erreichen.

 

Immunfunktion

Kälteexposition kann bestimmte Populationen von Immunzellen stärken. Als gesunde junge Männer über einen Zeitraum von sechs Wochen mehrmals Kälte ausgesetzt wurden, nahmen ihre CD25-Lymphozyten nach drei Wochen zu, während die CD14-Monozyten nach sechs Wochen zunahmen. Andere Arten von Immunzellen, wie Leukozyten und Neutrophile, veränderten sich nicht.[59]

 

Eine andere Studie zeigte, dass die Kälteexposition die Zahl der weißen Blutkörperchen erhöhte, einschließlich der zytotoxischen T-Lymphozyten, einer speziellen Art von Immunzellen, die Krebszellen abtöten können. Die Anzahl der weißen Blutkörperchen blieb auch noch zwei Stunden nach der Kälteeinwirkung erhöht. Auch die natürlichen Killerzellen (weiße Blutkörperchen des angeborenen Immunsystems) der Teilnehmer/innen nahmen zu.[60] Eine andere Studie kam zu ähnlichen Ergebnissen.[61]

 

Eine Studie, in der regelmäßige Winterschwimmer, die mehr als einmal pro Woche trainieren, mit Nichtschwimmern verglichen wurden, zeigte, dass die Ruhekonzentration einiger weißer Blutkörperchen wie Leukozyten und Monozyten höher war als bei Nichtschwimmern.[62] Außerdem ergab eine Studie, dass regelmäßiges Winterschwimmen Atemwegsinfektionen um 40 Prozent verringern kann.[63] Diese Studien untermauern anekdotische Behauptungen von Winterschwimmern, dass sie weniger Erkältungen und Grippe haben.

 

Während diese Studien darauf hindeuten, dass Kälteexposition bei jüngeren Menschen einige Immunzellen stärken kann, sind zukünftige Studien erforderlich, um die Auswirkungen bei älteren Menschen zu bestimmen und um festzustellen, ob der Anstieg der Immunzellenanzahl mit einer verbesserten Gesundheit einhergeht.

 

Aktivierung von antioxidativen Enzymen

Ein normales Nebenprodukt des Energiestoffwechsels und der körperlichen Betätigung ist die Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies. Überhöhte Konzentrationen reaktiver Sauerstoffspezies können Muskelschäden, Müdigkeit, Immundefekte, DNA-Schäden und Zellalterung fördern. Kälteeinwirkung scheint die körpereigenen antioxidativen Enzyme zu aktivieren, indem sie wie ein hormoneller Stressfaktor wirkt.

 

Bei gesunden jungen Männern, die sich 20 dreiminütigen Kältetherapiesitzungen unterzogen, verdoppelte sich die Konzentration des antioxidativen Enzyms Glutathion in den roten Blutkörperchen nach zehn Kältetherapiesitzungen ungefähr, sank aber bei der letzten Sitzung leicht unter den Ausgangswert. Ein weiteres antioxidatives Enzym, die Superoxiddismutase, stieg bis zur letzten Sitzung um etwa 43 Prozent im Vergleich zum Ausgangswert.[64] Eine ähnliche Studie an gesunden Männern ergab, dass eine einzige dreiminütige Ganzkörperkältetherapie die Aktivität der Superoxiddismutase um 36 Prozent und die Aktivität der Glutathionperoxidase um 68 Prozent erhöhte, verglichen mit den Werten drei Tage vor der Kältetherapie.[65]

 

Weitere Forschungen könnten zeigen, ob der Anstieg der antioxidativen Enzyme bei Kälteeinwirkung einen Einfluss auf den Schutz vor DNA-Schäden, zellulärer Seneszenz oder Immunschwäche hat.

 

Entzündung

Chronische Entzündungen sind eine der Hauptursachen für den Alterungsprozess und werden mit vielen altersbedingten Krankheiten in Verbindung gebracht, z. B. Arthritis.[66] Entzündungen treten auch nach körperlicher Anstrengung auf. Forschungsergebnisse zeigen, dass Kälteexposition die Entzündung bei Menschen mit entzündlichen Erkrankungen und bei Trainierenden verringern kann.[65][67]

 

Arthritis

Arthritis ist eine entzündliche, degenerative Gelenkerkrankung, die zu Schmerzen und eingeschränkter Beweglichkeit führen kann.[68] Die Zerstörung des Knorpels in den Gelenken kann die Ursache für Arthritis sein. Es gibt derzeit keine Heilung für Arthritis, aber es gibt einige Behandlungsmöglichkeiten wie Schmerzmittel, entzündungshemmende Medikamente, Bewegung und Gelenkoperationen.[69] Kälteeinwirkung kann eine wirksame Behandlung sein, um Entzündungen und Schmerzen im Zusammenhang mit Arthritis zu reduzieren.

 

Kälteeinwirkung kann bei Menschen mit rheumatoider Arthritis die Schmerzen verringern, indem sie entzündungsfördernde Signalmoleküle abbaut. Bei gesunden Menschen verringerte eine fünftägige Kälteeinwirkung das entzündungsfördernde Protein IL-2 und die entzündungsfördernde E2-Reihe der Prostaglandine, während das entzündungshemmende Protein IL-10 anstieg.[69]

 

In einer Studie mit Menschen mit rheumatoider Arthritis wurden die Auswirkungen mehrerer Sitzungen mit verschiedenen Kältetherapien verglichen, darunter lokale Kältetherapie, Ganzkörperkältetherapie bei -60 °C oder Ganzkörperkältetherapie bei -110 °C. Alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer erhielten eine individuelle Physiotherapie oder machten in der Gruppe Sport mit geringer Belastung. Die Schmerzen, die anhand eines visuellen Analog-Scores bewertet wurden, nahmen in allen Behandlungsgruppen ab. Im Vergleich zum Ausgangswert verringerte sich der Schmerzwert bei der lokalen Kryotherapie um 11 Punkte, bei der Ganzkörperkältetherapie bei -60ºC (-76ºF) um drei Punkte und bei der Ganzkörperkältetherapie bei 110ºC (-166ºF) um 24 Punkte.[70]

 

In einer anderen Studie wurde die Ganzkörperkältetherapie mit der traditionellen Rehabilitation bei Frauen nach der Menopause verglichen. Etwa die Hälfte der Frauen erhielt eine Ganzkörperkältetherapie, während die anderen ein herkömmliches Rehabilitationsprogramm absolvierten. Nach den Behandlungen zeigten beide Gruppen ähnliche Verbesserungen bei den Schmerzen und der Krankheitsaktivität, der Müdigkeit, der Gehzeit und der Anzahl der Schritte über eine Strecke von 50 Metern.[71] Die pro-inflammatorischen Moleküle IL-6 und TNF-α gingen in beiden Gruppen zurück.

 

Einige der schmerzlindernden Wirkungen der Kälteexposition, insbesondere bei der Ganzkörperkältetherapie, könnten auch auf die Erhöhung des Noradrenalinspiegels zurückzuführen sein, da Entzündungen selbst Schmerzen verursachen. Tatsächlich lindert die Injektion von Substanzen in die Wirbelsäule, die eine Freisetzung von Noradrenalin bewirken, in Studien an Menschen und Tieren Schmerzen.[72][73]

 

Belastungsbedingte Entzündungen

Eine Studie an männlichen Sportlern ergab, dass die Ganzkörperkältetherapie immunologische Parameter wie Muskelenzyme und Zytokinspiegel verändert. Die Männer behielten ihr reguläres Trainingsprogramm bei, das sowohl Widerstands- als auch Ausdauertraining umfasste, und unterzogen sich fünf Tage lang einmal täglich einer zweiminütigen Kältetherapie. Im Vergleich zum Ausgangswert blieben die Konzentrationen des zirkulierenden C-reaktiven Proteins (ein Entzündungsmarker) der Männer stabil, aber IL-10, ein entzündungshemmendes Zytokin, stieg an und die entzündungsfördernden Zytokine IL-2 und IL-8 sanken. Außerdem sanken die Kreatinkinase und die Laktatdehydrogenase, die Marker für Muskelschäden sind.[74]

 

Elite-Marathonläufer, die sich nach einem Lauf einer Ganzkörperkältetherapie unterzogen, hatten niedrigere C-reaktive Proteinwerte als Läufer, die sich passiv erholten. Die beiden Modalitäten wurden unmittelbar nach dem Training sowie 24, 48, 72 und 96 Stunden danach durchgeführt. Das C-reaktive Protein erreichte in beiden Gruppen 24 Stunden nach dem Laufen seinen Höchststand. Im Vergleich zu den Werten vor dem Training stieg das C-reaktive Protein bei der Ganzkörper-Kryotherapie um 123 Prozent und bei der passiven Erholung nach 24 Stunden um 515 Prozent. 72 Stunden nach dem Training kehrten die C-reaktiven Proteinwerte bei der Ganzkörperkältetherapie auf den Ausgangswert zurück, bei der passiven Erholung blieben die Werte jedoch bestehen. Der pro-inflammatorische Mediator IL-1 beta und der anti-inflammatorische Mediator IL-10 erreichten in beiden Erholungsgruppen eine Stunde nach dem Training ihren Höchststand. Die Ganzkörperkältetherapie ging jedoch mit einem stärkeren Rückgang von IL-1 beta und einem stärkeren Anstieg von IL-1ra, einem Zytokininhibitor, der die pro-inflammatorische Reaktion reduziert, eine Stunde nach dem Training im Vergleich zur passiven Erholung einher.[75]

 

Bei Elite-Tennisspielern, die sich einer Ganzkörperkältetherapie unterzogen, sank das entzündungsfördernde Zytokin TNF-alpha und stieg IL-6 an, ein Zytokin, das sowohl entzündungsfördernde als auch entzündungshemmende Eigenschaften aufweist und eine Rolle bei der Muskelreparatur spielt. Diese entzündlichen Veränderungen wurden mit einer Verbesserung der Schlaganfallwirksamkeit in Verbindung gebracht[67].

 

Es ist wichtig zu beachten, dass diese entzündungshemmenden Eigenschaften der Kälteeinwirkung auf die körperliche und sportliche Leistung zwar in einigen Fällen wahrscheinlich vorteilhaft sind, aber die Diskussion über die Auswirkungen der Kälteeinwirkung etwas nuancierter und komplexer machen.

 

Mikrobiom

Das Mikrobiom besteht aus allen Mikroorganismen, die sich auf und im menschlichen Körper befinden. Studien an Mäusen legen nahe, dass Kälteeinwirkung die Zusammensetzung und Aktivität des Darmmikrobioms verändern kann, um den Energiestoffwechsel zu verbessern und die Thermogenese zu fördern.

 

Bei Mäusen verändert sich die Zusammensetzung des Darmmikrobioms bei Kälteeinwirkung so, dass es die Aktivierung der nicht fröstelnden Thermogenese unterstützt, indem es die Aufnahme von Kohlenhydraten und aus Lipoproteinen gewonnenen Triglyceriden erhöht.[76][77][78] Umgekehrt haben Mäuse, denen das Darmmikrobiom fehlt, eine beeinträchtigte nicht fröstelnde Thermogenese und eine verringerte Insulinsensitivität.[79] Um die Auswirkungen des Darmmikrobioms auf die Aktivierung der nicht fröstelnden Thermogenese beim Menschen zu untersuchen, sind translationale Studien erforderlich.

 

Auswirkungen von Kälteeinwirkung auf das Gehirn

Kälteeinwirkung löst die Freisetzung von Noradrenalin im Gehirn aus und kann das Kälteschockprotein RBM3 aktivieren. Einige Studien deuten darauf hin, dass Kälteexposition die Stimmung und die kognitiven Fähigkeiten verbessern, Depressionen verringern und vor neurodegenerativen Erkrankungen schützen kann.

 

Stimmung und Kognition

Eine der beständigsten und tiefgreifendsten physiologischen Reaktionen auf Kälteexposition ist eine starke Freisetzung von Noradrenalin im Blutkreislauf und im Locus coeruleus, der Hauptquelle für Noradrenalin im Gehirn.[80][14] Noradrenalin spielt eine Schlüsselrolle bei den stimmungs- und kognitionsverbessernden Wirkungen von Kälteexposition. Wie oben beschrieben, ist Noradrenalin ein Neurotransmitter, der an Wachsamkeit, Konzentration, Aufmerksamkeit und Stimmung beteiligt ist.[81] Im Allgemeinen wird eine geringere Noradrenalinaktivität mit Unaufmerksamkeit, verminderter Konzentration und kognitiven Fähigkeiten, geringer Energie und schlechter Stimmung in Verbindung gebracht.[82][83] Eine pharmakologische Verarmung des Noradrenalins kann zu Depressionen führen.[84] Tatsächlich werden sowohl ADHS als auch Depressionen manchmal mit Noradrenalin-Wiederaufnahmehemmern behandelt, aber diese Medikamente bergen einige Risiken.[85]

 

Nachdem Erwachsene, bei denen eine Depression diagnostiziert worden war, zehn Kältetherapiesitzungen absolviert hatten, zeigten sie eine deutliche Verringerung ihrer depressiven Symptome und eine Verbesserung der Lebensqualität, der Stimmung und der Krankheitsakzeptanz, was darauf hindeutet, dass sich die Ganzkörperkältetherapie positiv auf das psychische Wohlbefinden und die Lebensqualität auswirkt.[86] Darüber hinaus gibt es einige anekdotische Hinweise darauf, dass Kälteeinwirkung die Stimmung verbessert und bei der Behandlung von Depressionen helfen kann. Die Ergebnisse eines Fallberichts legen nahe, dass eine zwei- bis dreiminütige kalte Dusche bei 20°C (68ºF), der eine allmähliche Eingewöhnungsphase vorausgeht, depressive Symptome lindern kann, wenn sie ein- oder zweimal täglich über mehrere Wochen bis Monate hinweg durchgeführt wird.[87] Ein weiterer Fallbericht zeigt, dass kaltes Schwimmen ein- oder zweimal pro Woche die Stimmung verbessert und depressive Symptome bei jungen Frauen verringert.[88] Diese Berichte sind anekdotisch und beziehen Bewegung als Störfaktor mit ein. Studien an Tieren deuten jedoch auf einen Mechanismus hin, durch den Kälteeinwirkung die Stimmung verbessern kann.

 

Es sind noch mehr direkte Beweise nötig, um Kälteexposition als mögliche Strategie zur Behandlung von kognitiven und affektiven Störungen in Verbindung zu bringen, aber es ist ein interessanter und vielversprechender Forschungsbereich.

 

Gehirnalterung

Nervensynapsen erleichtern die neuronale Kommunikation und die Gedächtnisbildung. Der Verlust von Synapsen tritt bei der normalen Hirnalterung auf und wird bei neurodegenerativen Krankheiten wie der Alzheimer- und Parkinson-Krankheit sowie nach traumatischen Hirnverletzungen beschleunigt.[89][90][91] Auch bei Tieren, die Winterschlaf halten, kommt es während der Winterruhe zu einem Synapsenverlust, der sich jedoch nach dem Aufwachen wieder ausgleicht. Studien an überwinternden Tieren zeigen, dass die Induktion von Kälteschockproteinen, insbesondere RBM3, für die synaptische Regeneration nach dem Winterschlaf wichtig ist.[92][93][94]

Interessanterweise wurde die synaptische Regeneration nach Kälteeinwirkung auch bei Mäusen beobachtet, die nicht im Winterschlaf sind. Das kurze Abkühlen von Mäusen auf eine Körpertemperatur, die der einiger Tiere im Winterschlaf ähnelt, förderte den Wiederaufbau von Synapsen und erhöhte vorübergehend die RBM3 im Gehirn der Tiere. Nach wiederholter Anwendung der Prozedur stieg die RBM3-Expression an und hielt über mehrere Wochen an. In der gleichen Studie verloren Mäuse, die für die Alzheimer-Krankheit prädisponiert sind, die Fähigkeit, RBM3 hochzuregulieren, und in der Folge auch die Fähigkeit, Synapsen wieder zusammenzufügen. Die Hochregulierung von RBM3 in den Mäusen förderte einen anhaltenden synaptischen Schutz, verhinderte Verhaltensdefizite und den Verlust von Neuronen und verlängerte das Überleben.[25][26] 

Eine In-vitro-Studie mit menschlichen Astrozyten, einer Art von Gehirnzellen, ergab, dass eine Senkung der Kulturtemperatur von 37°C (normale menschliche Körpertemperatur) auf 35°C RBM3 aktivierte.[95] Inwieweit RBM3 jedoch vor Neurodegeneration beim Menschen schützt, ist noch nicht vollständig geklärt.

 

Es ist plausibel, dass therapeutische Strategien, die den Noradrenalinspiegel erhöhen, wie z. B. das Eintauchen in kaltes Wasser und die Ganzkörperkältetherapie, die Entzündung verringern und die Abschwächung dessen, was ansonsten wesentlich zum Alterungsprozess im Gehirn beiträgt, erleichtern. Es sind weitere Studien am Menschen erforderlich, um festzustellen, inwieweit RBM3 bei Kälteeinwirkung aktiviert wird und ob RBM3 vor Neurodegeneration schützen kann.

Kälteexposition hat unterschiedliche Auswirkungen bei Bewegung

Kälteexposition ist eine weit verbreitete Therapie, um die Muskelerholung zu verbessern und die Leistung zu steigern. Zahlreiche Studien haben die Auswirkungen von Kälteexposition nach dem Training oder sportlichen Wettkämpfen untersucht, mit gemischten Ergebnissen. Die uneinheitlichen Ergebnisse dieser Studien sind wahrscheinlich auf die Art des Trainings (Ausdauer- oder Widerstandssport) und den Zeitpunkt der Kälteexposition im Verhältnis zum Training (vor dem Training, direkt nach dem Training oder später) zurückzuführen. Studien deuten darauf hin, dass die Kälteexposition unmittelbar nach dem Krafttraining die Muskelanpassung abschwächt, während die Kälteexposition nach Ausdauerübungen wie Radfahren oder Langstreckenlauf die Muskelerholung und -leistung verbessern kann.

Der Zeitpunkt beeinflusst die Auswirkungen von Kälteexposition beim Sport

Unmittelbar nach dem Training steigen die Konzentrationen entzündungsfördernder Proteine und reaktiver Sauerstoffspezies im Blut an.[96] Umgekehrt erreichen die Konzentrationen entzündungshemmender Proteine innerhalb der ersten Stunde nach dem Training ihren Höchststand, was wahrscheinlich das Ausmaß und die Dauer der vorangegangenen Entzündungsreaktion einschränkt.[97] Diese physiologischen Reaktionen spielen eine Rolle bei der Vermittlung positiver Anpassungen an das Training.[98] Eine übermäßige trainingsinduzierte Entzündung kann jedoch Muskelschäden, Ermüdung und Immunstörungen fördern, deren Ausmaß je nach Dauer und Intensität des Trainings variiert.[99]

 

Eine Kälteexposition unmittelbar nach dem Training kann die positiven Trainingsanpassungen vermindern, indem sie die Immunreaktion abschwächt. In einer Studie mit jungen Spitzensportlern wurde die Wirkung von Eispackungen nach einem Sprint-Intervalltraining untersucht. Nach dem Training legten die Athleten zwei Mal 15 Minuten lang Eisbeutel auf ihre Kniesehnenmuskeln und machten dazwischen jeweils eine 15-minütige Pause. Die Blutkonzentrationen der anabolen Hormone (die mit Reparatur und Synthese in Verbindung stehen) stiegen unmittelbar nach dem Training an, aber nach der Anwendung von Eispacks sanken die Hormone und das katabole Hormon (das mit dem Abbau in Verbindung steht) IGFBP-1 stieg an, verglichen mit der Erholung ohne Kälteeinwirkung.[100]

 

Die Anwendung von Kältetherapie, Kaltwassertauchen oder Eispacks unmittelbar nach dem Training könnte bestimmte positive Effekte der akuten Perioden mit geringer Entzündung untergraben. Der Höhepunkt der entzündungshemmenden Reaktion scheint bis zu einer Stunde nach der Aktivität aufzutreten, und eine gewisse Entzündung und Immunaktivierung vor diesem Zeitpunkt kann von Vorteil sein.

 

Kälteeinwirkung kann die Wirkung von Widerstandstraining abschwächen

Auch die Art der sportlichen Betätigung hat Einfluss auf die Auswirkungen von Kälte auf die sportliche Leistung und die Erholung. Widerstandstraining, auch Kraft- oder Gewichtstraining genannt, erhöht vor allem die Kraft und die Skelettmuskelmasse, aber einige Studien deuten darauf hin, dass Kälteexposition unmittelbar nach dem Training diese Anpassungen abschwächen kann.

 

Eine Studie verglich die Auswirkungen des Eintauchens in kaltes Wasser mit der aktiven Erholung und stellte fest, dass das Eintauchen in kaltes Wasser nach dem Krafttraining die langfristigen Zuwächse an Muskelmasse und Kraft bei körperlich aktiven Männern abschwächt. Die Hälfte der Männer wurde in kaltes Wasser getaucht, während die anderen innerhalb von fünf Minuten nach dem Training eine aktive Erholungsphase durchliefen. Beide Gruppen von Männern nahmen an Muskelmasse zu, aber die Gruppe mit der aktiven Erholung gewann mehr Muskelmasse als die Gruppe mit dem Kaltwassertauchen, was darauf hindeutet, dass das Kaltwassertauchen die Muskelhypertrophie teilweise abschwächt. Außerdem nahmen die Muskelfasern vom Typ II (die für sehr kurze, hochintensive Kraftausbrüche benötigt werden) in der Gruppe mit aktiver Erholung zu, nicht aber in der Gruppe mit Kaltwassertauchen. Biomarker, die normalerweise mit Hypertrophie (Muskelwachstum) in Verbindung gebracht werden, wie z. B. die Aktivierung von Satellitenzellen und die mTOR-Signalübertragung (ein Wachstumsregulator), nahmen in der Kaltwassergruppe ab.[101]

 

Außerdem deuten Studien darauf hin, dass das Eintauchen in kaltes Wasser nach einem Krafttraining die Regenerationsprozesse stören und die Muskelleistung beeinträchtigen kann.[102][103] Diese nachteiligen Auswirkungen können zum Teil auf Veränderungen der Proteinsynthese durch Unterdrückung der ribosomalen Biogenese zurückzuführen sein. Ribosomen sind zelluläre Maschinen, die genetische Informationen in Proteine umwandeln. Bei gesunden Sportlern, die kurz in kaltes Wasser getaucht wurden, nahmen die vorgelagerten Signale und die Aktivierung der ribosomalen Biogenese ab, was darauf hindeutet, dass das Eintauchen in kaltes Wasser unmittelbar nach dem Krafttraining die Proteinsynthese und den Muskelaufbau beeinträchtigen kann[104].

 

Eine Verzögerung des Kaltwassertauchens um mindestens eine Stunde nach dem Krafttraining kann jedoch die Erholung verbessern. Als gesunde junge Männer eine Stunde nach plyometrischen Übungen (Hocksprünge und Beinbeugen) eine Ganzkörperkältetherapie erhielten, verbesserten sich ihre Leistungswerte bis zu 72 Stunden nach der Behandlung. Das Schmerzempfinden der Männer in Ruhe und während der Kniebeuge nahm durch die Kältetherapie ab, und die Entwicklung des Kniedrehmoments (ein Maß für die erzeugte Kraft) war größer.[105] In dieser Studie wurde nur eine Trainingseinheit durchgeführt. Weitere Studien, die die langfristigen Auswirkungen von Kälteexposition nach häufigem Training untersuchen, können daher Aufschluss darüber geben, ob eine verzögerte Kälteexposition nach dem Krafttraining von Vorteil ist.

 

Während diese Studien darauf hindeuten, dass Kälteexposition unmittelbar nach dem Krafttraining die Muskelanpassung abschwächen kann, haben viele Studien festgestellt, dass Kälteexposition (sowohl Kaltwassertauchen als auch Ganzkörperkältetherapie) keine nachteiligen Auswirkungen auf Muskelkraft, Ausdauer oder Muskelmasse hat.[106][107][108][109][110][111] Die widersprüchlichen Ergebnisse könnten auf verschiedene Faktoren zurückzuführen sein, z. B. auf die Art der Kälteexposition (Kühlakku oder Kaltwassertauchen oder Ganzkörperkältetherapie), die Dauer der Kälteexposition oder die Art und Dauer des Krafttrainings. Im Moment scheint es im Zusammenhang mit Krafttraining ratsam, den Zeitpunkt der Kälteexposition unmittelbar nach dem Training mit Vorsicht zu genießen.

 

Kälteexposition und Ausdauertraining

Kälteexposition hat im Allgemeinen positive Auswirkungen auf das Ausdauertraining. Das kann daran liegen, dass die Anpassungen, die auftreten, spezifischer für Ausdaueraktivitäten sind oder daran, dass die Kälteexposition nach dem Training durchgeführt wurde.

 

Eine Meta-Analyse von neun randomisierten, kontrollierten Studien ergab, dass das Eintauchen in kaltes Wasser den Muskelkater im Vergleich zur passiven Erholung stärker verbessert. In den Studien, die in die Analyse einbezogen wurden, wurde das Eintauchen in kaltes Wasser innerhalb einer Stunde nach dem Training in einem Wasserbad mit einer Temperatur von 5 bis 15°C (41 bis 59°F) für eine Dauer von 5 bis 20 Minuten durchgeführt. Es handelte sich um eine einzige Trainingseinheit, z. B. Laufen, Radfahren oder Springen, und nur ein Kaltwasserbad nach der Trainingseinheit. Das Eintauchen in kaltes Wasser reichte von den unteren Gliedmaßen bis zum Eintauchen des ganzen Körpers, ohne Kopf und Hals. Die Ergebnisse der einzelnen Studien wurden gepoolt, und der mittlere Unterschied zwischen dem Eintauchen in kaltes Wasser und der passiven Erholung sprach dafür, dass das Eintauchen in kaltes Wasser die Muskelerholung verbessert. Bei der Analyse von Untergruppen war der mittlere Unterschied bei der Verringerung des Muskelkaters in Studien mit Wassertemperaturen zwischen 11° und 15°C (34° und 59°F) etwa 50 Prozent größer als in Studien mit Temperaturen zwischen 5° und 10°C (41° und 50°F).[112]

 

Eine weitere Meta-Analyse untersuchte die Auswirkungen des Eintauchens in kaltes Wasser auf die Erholung nach mannschaftssportlichen Aktivitäten wie Fußball oder Volleyball. Die Analyse fasste Daten aus 23 Studien mit 606 Teilnehmern zusammen und ermittelte den mittleren Unterschied der neuromuskulären Leistung (Sprungleistung und Sprintzeiten), der subjektiven Ermüdungsmaße, des Muskelkaters und der biochemischen Marker nach einem Kaltwassertauchgang oder einer passiven Erholung, die mindestens 24 Stunden nach der Belastung durchgeführt wurde. Zur passiven Erholung gehörte in erster Linie das Ruhen im Sitzen. Die meisten Studien untersuchten die Auswirkungen eines Kaltwassertauchens 24 Stunden nach einer sportlichen Belastung, während sechs Studien die Untersuchung auf 72 und 90 Stunden nach einer sportlichen Belastung ausdehnten. Die Temperaturen für das Eintauchen in kaltes Wasser lagen zwischen 5° und 15°C (41° und 59°F), wobei die meisten Studien kaltes Wasser zwischen 10° und 12°C (50° und 54°F) verwendeten. Das Eintauchen in kaltes Wasser dauerte zwischen einer und 15 Minuten, wobei kürzere Eintauchzeiten in der Regel drei- bis fünfmal wiederholt wurden.

 

Die neuromuskuläre Erholung verbesserte sich durch das Eintauchen in kaltes Wasser im Vergleich zur passiven Erholung, wenn es 24 Stunden nach der sportlichen Belastung durchgeführt wurde. Allerdings hatte das Eintauchen in kaltes Wasser nur minimale Auswirkungen auf die verbesserte Erholung eine Stunde, 48 Stunden und mehr als 90 Stunden nach der sportlichen Belastung. Das Eintauchen in kaltes Wasser verbesserte 72 Stunden nach der Belastung die Wahrnehmung von Ermüdung, die als Verringerung der körperlichen oder funktionellen Leistungsfähigkeit definiert wird, im Vergleich zur passiven Erholung. Das Eintauchen in kaltes Wasser verbesserte die Wahrnehmung der Ermüdung zu keinem anderen Zeitpunkt. Der Muskelkater und die Clearance von Kreatinkinase (ein Marker für Muskelschäden) wurden durch das Eintauchen in kaltes Wasser nicht beeinträchtigt. Die Gutachter kamen zu dem Schluss, dass das Eintauchen in kaltes Wasser den Rückgang der neuromuskulären Leistung 24 Stunden nach dem Mannschaftssport abschwächen kann, aber es sind Studien erforderlich, die die Erholung über 48 Stunden hinaus bewerten, um festzustellen, ob die wahrgenommene Erholung zu einer verbesserten Leistung in Spiel oder Training führt.[113]

 

Kälteeinwirkung kann vor allem beim Laufen von Vorteil sein, um die Erholung zu beschleunigen und Muskelkater zu reduzieren.[114][115][116] Kälteeinwirkung kann hohe Konzentrationen entzündungsfördernder Proteine nach dem Training abmildern, die eine akute Leistungsverschlechterung und Muskelschäden verursachen können. Dies kann für das Training auch noch einige Tage später problematisch sein, da aufgrund des verbleibenden Muskelkaters und der veränderten Muskelfunktion ein höheres Verletzungsrisiko bestehen kann. Eine Studie mit 11 Läufern, die regelmäßig an Marathons teilnahmen, ergab zum Beispiel, dass die Ganzkörperkältetherapie die Entzündungsreaktion verringert, die mit einer verbesserten Muskelerholung einhergeht. Die Männer absolvierten einmal im Monat einen etwa 45-minütigen Lauf auf dem Laufband, gefolgt von einer passiven Erholung oder einer Ganzkörperkältetherapie. Die Erholungsmaßnahmen wurden unmittelbar nach dem Lauf und erneut nach 24, 48, 72 und 96 Stunden durchgeführt. Das C-reaktive Protein (ein Biomarker für Entzündungen) der Läuferinnen und Läufer erreichte 24 Stunden nach dem Lauf in beiden Gruppen einen Höchststand. Im Vergleich zu den Werten vor dem Training stieg das C-reaktive Protein jedoch bei der Ganzkörperkältetherapie um 123 Prozent und bei der passiven Erholung um 515 Prozent nach 24 Stunden. 72 Stunden nach dem Training kehrten die C-reaktiven Proteinwerte bei der Ganzkörperkältetherapie auf den Ausgangswert zurück, bei der passiven Erholung blieben die Werte jedoch bestehen. Beim entzündlichen Zytokin TNF-alpha wurde kein Unterschied festgestellt. Außerdem stiegen die Zytokine IL-6 und IL-10 unmittelbar nach dem Training unabhängig von der Erholungsmethode an, wobei keine Unterschiede zwischen den Gruppen beobachtet wurden. Die Ganzkörperkältetherapie war mit einem stärkeren Rückgang des pro-inflammatorischen Zytokins IL-1 beta und einem stärkeren Anstieg des anti-inflammatorischen Zytokins IL-1ra eine Stunde nach dem Training verbunden als die passive Erholung.[75]

 

Die Ganzkörperkältetherapie kann auch den Entzündungsprozess bei Ausdauersportlern in anderen Sportarten wie Tennis und Rudern verändern.[65][67] Bei Elite-Tennisspielern, die eine Ganzkörperkältetherapie machten, sanken die Werte des pro-inflammatorischen Zytokins TNF-alpha und stiegen die Werte von IL-6, einem Zytokin mit sowohl pro- als auch anti-inflammatorischen Eigenschaften, das eine Rolle bei der Muskelreparatur spielt. Diese entzündlichen Veränderungen wurden mit einer Verbesserung der Schlaganfall-Effektivität in Verbindung gebracht.[67]

 

Die Leistungsverbesserungen, die Ausdauersportler durch Kälteeinwirkung nach dem Training erfahren, können sogar über einen längeren Zeitraum anhalten. Eine Studie mit Elite-Radsportlern, die über einen Trainingszeitraum von 39 Tagen häufig in kaltes Wasser getaucht sind, zeigte Leistungssteigerungen. Die durchschnittliche Sprintleistung der Radsportler stieg um 4,4 Prozent, die Wiederholungsleistung beim Radfahren um 3 Prozent und die Kraft um 2,7 Prozent über den 39-tägigen Trainingszeitraum. Obwohl diese Verbesserungen minimal erscheinen, können sie für Spitzensportler erheblich sein.[117]

 

Sicherheitsbedenken bei Kälteexposition

Wie oben beschrieben, birgt die Kälteexposition einige Gesundheitsrisiken, vor allem wenn sie unbeaufsichtigt oder unkontrolliert erfolgt. Das häufigste Risiko im Zusammenhang mit Kälteexposition ist die Unterkühlung, bei der die Körperkerntemperatur unter 35°C (95°F) sinkt.[118] Zu den Symptomen der Unterkühlung gehören schnelle Atmung, Zittern, blasse Haut, Verwirrung und Schläfrigkeit.[118] Wenn die Unterkühlung in einem großen Gewässer wie einem See oder Ozean auftritt, kann sie die Atmung beeinträchtigen und zum Ertrinken führen.

 

Zu den weiteren Risiken der Kälteexposition gehören Erfrierungen und Erfrierungen. Unter Nachkühlung versteht man das Absinken der Körperkerntemperatur nach dem Verlassen des kalten Wassers und ist bei Freiwasserschwimmern weit verbreitet. Unmittelbar nach dem Verlassen des kalten Wassers kehrt das kühlere Blut aus dem peripheren Gewebe in den zentralen Kreislauf zurück, was zu einem Absinken der Körperkerntemperatur und einer anschließenden Unterkühlung führt[119] Frostbeulen entstehen, wenn die Haut gefriert. Sie treten häufig an peripheren Geweben wie Fingern, Zehen, Nase, Ohren, Wangen und Kinn auf.[120] Wenn die Haut einer Lufttemperatur von weniger als -12,2 °C ausgesetzt wird, kann es zu Erfrierungen kommen. Daher kann eine Person innerhalb von 30 Minuten oder weniger Erfrierungen bekommen, wenn der Windchill -26°C (-15°F) oder weniger beträgt.[121] Bei der Ganzkörperkältetherapie muss man zwar bei Temperaturen von bis zu -178°C (-289˚F) stehen, aber die Sitzungen dauern in der Regel nur ein paar Minuten und die Benutzer werden angewiesen, Socken, Handschuhe und eine Mütze zu tragen, um die Gefahr von Erfrierungen zu minimieren.

 

Bei Alkoholkonsum und Schilddrüsenunterfunktion sind Kälteanwendungen kontraindiziert, da sie die Kältetoleranz herabsetzen und die Wahrscheinlichkeit unerwünschter Ereignisse erhöhen.[122][123][124][125] Vorsicht ist geboten, wenn du zwischen Hitze und Kälte wechselst (was bei Saunabesuchern häufig der Fall ist), da es zu dramatischen Blutdruckschwankungen kommen kann.[126]

 

Fazit

Es gibt immer mehr Belege dafür, dass Kälte als hormoneller Stressor wirkt, der eine Reihe von Schutzmechanismen in Gang setzt, die Entzündungen reduzieren, antioxidative Enzyme aktivieren, die sportliche Leistung verbessern und die Regeneration fördern sowie das Immunsystem stärken, um vor altersbedingten Krankheiten zu schützen. Das Eintauchen in kaltes Wasser nach dem Sport kann auch PGC-1 alpha erhöhen, ein Protein, das die mitochondriale Biogenese fördert. Kälteeinwirkung aktiviert braunes Fett, eine Art von Fettgewebe, das mit einer geringeren Prävalenz von kardiometabolischen Krankheiten in Verbindung gebracht wird und eine vielversprechende Therapie für Fettleibigkeit und fettleibigkeitsbedingte Krankheiten sein könnte. Erste Studien an Mäusen deuten darauf hin, dass Kälteeinwirkung die Zusammensetzung und Aktivität des Darmmikrobioms verändern kann, um den Energiestoffwechsel zu verbessern und die Thermogenese zu fördern. Obwohl noch mehr direkte Beweise erforderlich sind, könnte Kälteexposition sogar als Strategie zur Behandlung von kognitiven Störungen und Stimmungsschwankungen dienen. Obwohl Kälteexposition zu Gesundheitszwecken eine uralte Praxis ist, bleibt sie eine vielversprechende positive Lebensweise, die mit Vorsicht und unter Aufsicht durchgeführt werden sollte.