Wenn Menschen zu schnell in zu große Höhen gelangen, werden sie krank und haben weniger Appetit. Veterinärphysiologen an der Universität Zürich untersuchen, was die Höhe mit unserem Körper anstellt. Dazu steigen sie auf 4559 Meter über Meer. Die Forscher gewinnen dabei Erkenntnisse über die Sauerstoffversorgung von Organen und Zellen.
Die Höhen-Krankheit wird durch den verminderten Luftdruck in großer Höhe verursacht – nicht etwa, wie häufig falsch angenommen, durch einen verminderten Sauerstoffgehalt der Höhenluft. „Höhenkrank kann man schon ab einer Höhe von etwa 2500 Metern über Meer werden, insbesondere bei einem schnellen Aufstieg“, sagt Max Gassmann, Professor und Direktor des Instituts für Veterinärphysiologie der Universität Zürich und Leiter des Zürcher Zentrums für Integrative Humanphysiologie (ZIHP). Die Betroffenen leiden neben Appetitverlust an Kopfschmerzen und Symptomen wie Erschöpfung, Schlaflosigkeit und geschwollenen Händen und Füssen.
Gassmanns Arbeitsgruppe erforscht, wie Moleküle, Zellen, Gewebe und der Gesamtorganismus auf Sauerstoffmangel reagieren. Sein Kollege Thomas Lutz, ebenfalls Professor für Veterinärphysiologie an der Universität Zürich, beschäftigt sich dagegen mit Fragen des Appetitverlusts in großer Höhe. Mangelnder Appetit lasse sich aber nicht nur auf Berggipfeln, sondern auch bei bestimmten Atemwegserkrankungen im Flachland beobachten. Da der Körper meist mit den gleichen Mechanismen versucht, das physiologische Gleichgewicht wiederherzustellen, erwarten die Wissenschaftler, dass die höhenmedizinischen Erkenntnisse auch helfen, kranke Patienten im Flachland besser behandeln zu können.
Die beiden Zürcher Veterinärmediziner untersuchen zum Beispiel das Essverhalten der Bergsteiger nach einem raschen Aufstieg oder wie sich die Aufnahme und der Stoffwechsel von Eisen verändern. Dieses Spurenelement spielt eine zentrale Rolle für die Bindung von Sauerstoff. Für die Studie wurden freiwillige, gesunde Bergersteigerinnen und Bergsteiger rekrutiert. Sie wurden nach einem raschen Aufstieg, der einen akuten Sauerstoffmangel zur Folge hat, untersucht.
Verletzte Schleimhaut
„Unsere ursprüngliche Hypothese war, dass Menschen in der Höhe weniger essen, weil dort vermehrt Sättigungshormone ausgeschieden werden”, sagt Thomas Lutz. Diese Annahme hat sich allerdings als falsch erwiesen. Zwar haben die Bergsteiger nach dem raschen Aufstieg auf 4559 Meter Höhe weniger gegessen, aber es lag nicht am veränderten Spiegel dieser Hormone. Die Biopsien aus Magen und Zwölffingerdarm zeigten, dass die Magenschleimhaut in der Höhe vermehrt Verletzungen aufweist, ähnlich wie man sie von Geschwüren her kennt.
Um den Körper in der Höhe mit dem notwendigen Sauerstoff zu versorgen, atmet der Mensch rascher. Eine weitere Anpassung, die sich aber erst nach Tagen bemerkbar macht, ist die vermehrte Bildung von roten Blutkörperchen. Die Produktion dieser so genannten Erythrozyten wird über das Hormon Erythropoietin, besser bekannt unter der Abkürzung Epo, reguliert. Erythrozyten binden mit Hilfe von Eisen Sauerstoff.
Wenn im Hochgebirge mehr Erythrozyten gebildet werden als im Flachland, müsste in der Höhe eigentlich auch der Eisenstoffwechsel angepasst werden – dies war eine weitere Arbeitshypothese der Zürcher Forscher. In diesem Fall hat sich die Hypothese als richtig erwiesen. Die Ergebnisse zeigen, dass auf 4559 Metern die Eisenaufnahme im Darm und der Transport des Spurenelements schon nach kurzer Aufenthaltsdauer deutlich erhöht sind. Das ist eine wichtige Voraussetzung dafür, dass vermehrt Erythrozyten gebildet werden, die anschließend den Sauerstoffmangel kompensieren können.
Quelle: Universität Zürich / Autorin: Susanne Haller-Brem
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