International Archives of

Int Arch Occup Environ Hlth 41, 103-115 ( 1978) (k Wculmuthmalanl E Nllril Nnwll ItaI Healih. Springer-Verlag 1978

Das Verhalten einiger biochemischer Parameter beider physischen Beanspruchung durch einenLangstreckenmarsch*

K Gossler, R Schiele, K -H Schaller, D Weltle, S Miiller und H Valentin

Institut fiir Arbeits und Sozialmedizin und Poliklinik fur Berufskrankheiten der UniversititErlangen-Nurnberg, Schillerstr 25-29, D-8520 Erlangen, Bundesrepublik Deutschland

The Behaviour of Some Biochemical Parameters in Physical Stress Induced by aLong-Distance March

Summary The study presented was performed to evaluate the behaviour of somestress-related biochemical parameters induced by physical stress We investigatedurine and blood samples of 32 graduating officers of the German Bundeswehrbefore and after a long-distance march over 25 km The concentrations of lactatein blood, noradrenaline, cortisol and the cyclic nucleotides c-AMP and c-GMP inplasma and adrenaline, noradrenaline, vanillic mandelic acid and 17-hydroxy-corticosteroids in urine were determined Significant elevations were detectable forthe concentrations of catecholamines and cyclic nucleotides after the physicalwork-load No significant differences were observed for the substances of theglucocorticoid metabolism The single parameters are discussed in respect totheir significance for the objectification of physical strain.

Key words: Physical Strain and Stress Long-distance March Catecholamines -Glucocorticoids Cyclic Nucleotides

Zusammenfassung Die Beanspruchung in Arbeit und Beruf und ihre Auswirkungenauf biochemische Grbo 1 en stehen seit Jahren zur Diskussion In vorliegenderStudie sollte das Verhalten verschiedener biochemischer Parameter bei physischerBelastung gepriift werden Wir untersuchten Blut und Urinproben von 31 Offiziers-anwartern der Bundeswehr vor und unmittelbar im Anschlui 3 an einen Langstreckenmarsch von 25 km Analysiert wurden das Laktat im Vollblut, Noradrenalin,Cortisol und die cyclischen Nukleotide c-AMP und c-GMP im Plasma sowieAdrenalin, Noradrenalin, Vanillinmandelsaure und die 17-Hydroxycorticosteroideim Urin Signifikante Erh 6 hungen ergaben sich fur die Konzentrationen derCatecholamine und der cyclischen Nukleotide nach der physischen Belastung.

* Mit freundlicher Unterstiitzung der Bundesanstalt fr Arbeitsschutz und Unfallforschung,D-4600 Dortmund

0304-0131/78/0041/0130/ 2 60

104 K. Gossler et al.

Keine signifikanten Abweichungen waren fur die Substanzen des Glucocorticoid- Stoffwechsels festzustellen. Die einzelnen Parameter werden hinsichtlich ihrer Relevanz fur die Objektiviemng physischer Beanspruchung diskutiert.

Schliisselworter: Physische Belastung und Beanspmchung - Langstreckenmarsch - Catecholamine - Glucocorticoide - cyclische Nukleotide

Ein Schwerpunkt arbeitsmedizinischer Forschung ist die Charakterisiemng von Pro- blemen der Belastung, Beanspmchung und Adaptation. Die Grundphanomene der ver- schiedenen Regulationsvorgange miissen im Hinblick auf Bemf und Arbeit e r f d t und prslzisiert werden. Hierbei spielt die Messung biologischer Vorgnge eine bedeutsame Rolle.

Verandemngen der Korperfunktionen bei physischer Belastung werden durch nervale und humorale Vorgiinge vermittelt. Im Mittelpunkt sollen in Abhingigkeit von der Schwere der Beanspmchung zuerst die Hormone des Nebennierenmarks, spater die der Nebenierenrinde stehen. Die langer andauernde Korperbelastung f M zu einer allmiihlichen Verminderung der parasympathischen Aktivitat und zu einer Steigerung sympathisch-adrenerger Einfliisse (Epstein et al., 1965).

Die definierte korperliche Leistung stellt eine alltaglich vorkommende Belastungs- art dar. Sie hat gegeniiber anderen Stressoren den Vorzug, daB Stiirke und Dauer des Reizes exakt und reproduzierbar zu dosieren sind.

Bei der Auswahl biochemischer Parameter steht vor allem die Wertigkeit be- ziiglich der physichen Beanspruchung im Vordergrund. Aber auch die analytische Zuverliissigkeit der Methoden muB beriicksichtigt werden. Bisher kann fiir die Quantifuiemng einer physischen Beanspmchung keine biochemische MeBgrob als fiir die Praxis spezifisch geeignet und allein befriedigend bezeichnet werden.

Die durchgefuhrte Untersuchung dient im wesentlichen den Zielen, die wich- tigten als biochernische Parameter der Beanspiuchung diskutierten Grobn auf ihr Verhalten bzw. ihre Relevanz bei einer korperlichen Belastung zu p d e n . Aufgrund dieser Ergebnisse und eines weiteren Modellversuches (Gossler et al., 1978) sollen die Moglichkeiten der Differenzierung zwischen vorwiegend physischen und psychi- schen Beanspmchungen festgestellt werden.

Methodik

Als Untersuchungskollekt~v standen uns 32 klinisch gesunde Offiziers-Anwirter der Bundeswehr zur Verfugung. Das Alter der Probanden lag im Bereich von 19 bis 23 Jahren. Alle Personen be- fangen sich in g u t a korperlicher Verfassung.

Die 32 Offiziers-Anwirta absolvierten am Untersuchungstag in der Zeit von 7.30 Uhr bis 10.30 Uhr einen Leistungsmarsch iiber 25 km.

Zur Erarbeitung der Ausgangswerte wurden nach dem Friihstiick - direkt vor dem Marsch - von den Robanden Blut (20 ml Venenblut) und Urinproben gewonnen. Sofort nach Beendigung des Marsches wurde erneut Venenblut entnommen und Spontanurin gesammelt. Die fib die einzelnen Parameter giiltigen Kautelen fiir Robennahme, -transport, -konservierung und aufbereitung wurden beriicksichtigt (Valentin et aL, 1977).

Verhalten biochemischer Parameter bei physischer Beanspruchung durch Langstreckenmarsch 105

Tabelle 1 Zusammenstellung der Analysenverfahren und Methodenprinzipien flir die aufgefuhrtenBlut und Urinparameter

Analysen Untersuchungs Meiverfahren Me 1 prinzip Literaturparameter material bzw Bezugsquelle

Noradrenalin Plasma radiochemisch Radioreagenz Henry u Mitarb.methode 1975

Cortisol Plasma radiochemisch kompetitive Vermeulen 1975Protein-bindungsmeth.

Cyclisches Plasma radiochemisch Radioimmuno Steiner u Mitarb.Guanosin -3 ', 5 ' assay 1972monophosphatCyclisches Plasma radiochemisch Radioimmuno Tovey u Mitarb.Adenosin -3 ', 5 ' assay 1974monophosphatLactat Vollblut photometrisch Substrat Boehringer-Testkit

analyse

Adrenalin Urin fluorimetrisch Saulenchroma Bio-Rad-Testkittographie

Noradrenalin Urin fluorimetrisch " Bio-Rad-TestkitVanillin Urin photometrisch Vanillinoxi Thomas 1975mandelsaure dation17-Hydroxy Urin photometrisch Silber-Porter Voigt 1975corticosteroide Reaktion

Tabelle 2 Zusammenstellung der Variationskoeffizienten fur die Prazision in der Serie der ver-schiedenen Analysenverfahren (B = Bestimmung im Blut; P = Bestimmung im Plasma; U = Be-stimmung im Urin)

Analysenparameter Variationskoeffizient

Noradrenalin P 9,3Cortisol P 6,0cyclisches Guanosin -3 ', 5 ' 6,0monophosphat Pcyclisches Adenosin -3 ', 5 ' 6,4monophosphat PLactat B 4,0

Adrenalin U 6,5Noradrenalin U 8,3Vanillinmandelsaure U 2,517-Hydroxycorticosteroide U 5,2

Das Untersuchungsmaterial brachten wir unverziiglich unter Eiskiihlung in das Labor Dortwurden entweder die Analysen sofort ausgefuhrt oder das Material tiefgekiihlt gelagert.

Analysenmethoden

Untersucht wurden das Cortisol, das cyclische Adenosin-3 ', 5 '-monophosphat (c AMP), das cycli-sche Guanosin-3 ', 5 '-monophosphat (c GMP) und das Noradrenalin (NA) im Plasma, die Catechola-

K Gossler et al.

I_l

I

'a

I

wia-J

er

50

40

10

0o 200 400.

LORTISOL-P (Nt PL)

I Lt0 400 800 1200 1600

NORADRENALIN-Pl Pn IL

Abb 1 Prozentuale Haiufigkeitsverteilungen der Melwerte fur die Cortisol und Noradrenalin-analyse im Plasma vor und nach der Belastung lll 11 lTm vor I nach

I

I

nI

'C

_ O

20

10

0 20 40 G 0.C-MP-P( PO Ll L )

FJ-0 E 1 v 1 E 2 u

C-CMP-P(Pn MOL,n L

Abb 2 Prozentuale Haufigkeitsverteilungen der Megwerte fiir c AMP und c GMP im Plasma vor undnach der Belastung

Abb 3 Prozentuale Hiufigkeitsverteilungen derj _* f 1 ; -|+ A 1 AA_ IA O _w _

0.9 O 1 O 9 1 1 Menwerte Iur ale La Kiatanalyse Im lasma vorLAKTAT-B( n G ,ML ) und nach der Belastung

I-

y

I'a

Vi

-IJ:

100

80

60

40

0

80

60

GO

wIg

I--a

20

0

, onj

w 60-

a 40

20

0

._ II L 1 · · · · ·

106

_ _ _

n F FLE ri

r l , r J N n

Verhalten biochemischer Parameter bei physischer Beanspruchung durch Langstreckenmarsch 107

50

0

I

30

o 10 20 30 0.AORENALIN-U(UG,CG REAT)

so

40

30

20

10

0 iO 20 t Oo S O 80.

NORADRENALIN-U(UG, KREAT )

Abb 4 Prozentuale Haufigkeitsverteilungen der Mefiwerte fur die Adrenalin und Noradrenalin-analyse im Urin vor und nach der Belastung

� 1 h L

, 100

LU

I-'5 EC-J

c O

20

U

0 10 20 30 40.17-OHCS-U(r It C, KREAT)

0 2 4.UIS-U( Gt G, KREAT)

Abb 5 Prozentuale Hiiufikgkeitsverteilungen der Meiwerte fir die 17-OHCS und VMS-Analyseim Urin vor und nach der Belastung

mine Adrenalin (A) und Noradrenalin (NA), die Vanillinmandelsiure (VMS) und die gesamten17-Hydroxycorticosteroide ( 17-OHCS) im Urin (Tab 1) Au Berdem haben wir als Bezugsgr 6 oefiir die Muskelarbeit das Lactat im Vollblut gemessen (Keul, 1975 ; Andres, 1977) In Tabelle 1sind die entsprechenden Analysenverfahren und Methodenprinzipien mit Literaturhinweis aufge-fiuhrt Alle verwendeten Methoden waren auf ihre analytische Zuverlassigkeit gepriift Bei dervorliegenden Fragestellung ist insbesondere die Prizision in der Serie von Interesse Die fir dieverschiedenen Analysenverfahren giltigen Variationskoeffizienten sind aus Tabelle 2 zu entnehmen.

Ergebnisse

Aus den Abbildungen 1-5 sind die prozentualen Hiufigkeitsverteilungen der Mei 3 er-gebnisse fir die verschiedenen Parameter vor und nach der Belastung ersichtlich.Bei den Urinuntersuchungen wurden die auf Kreatinin relativierten Konzentrations-angaben gewahlt Die Histogramme zeigen in den meisten Fllen keine Normal-verteilung.

Wir haben deshalb die Median-Werte und die zentralen 66,6 Perzentil-

, 100

L~ BO

I-

w

' U

20

0

I

I

v

I

w

K Gossler et al.

0

Cl

0

e Ne N

0e N

o

.24)

'0

0 ~4)

N·B

:D-f-d

*

Iqo^Cr0Cn

_

nr

r Nm

z.2C.)4)

.5 II

0 ~Cr)

ao

,ltI

2 I

108

a0).0CJ01

C-

4)

04)

.)

4)

4)

00).0C.

4)

* O'00 t

04).0C)C)0)

'.0

'04)Cu

N

4)

0,

* OC)

4)

***

Coa

o0

C)

0 ~C=,

-It

0 %

N

2.)4)4)

4 '0

0 ~0.)Nbt

.E (n -

o*

C)

e N

'.

a,

'.0Cr

,I

2.)

4)4)

'.04)j ' O10 o

0

4)N

'0en

0 o'neq

o0'.

o

0

CD

e N

or,

oo

CD)

0

2.)

0)-tm

0)x

Z4) ' O

_a

., EZ*a 2 ?u

*

o

*

e N

000

' 'o

V)cr)

Ne N

0CN

00N

.0t

C.m Ip

; 6 ;p -

4

Z 2

*o*C-0

0 %

000

00 ooe N

.2a)

4)4)

r.0

0 d

;G o4 c

Nr.

EE2

0 '.

o

*

C-

0

a,

0No'.0

0en.Cr

00

Cr

o'1

o

z.0a.)4)4)

.04) ' O

0

,h,

ow 4)

N 042

*

eq

.X-

a,

0 %

'.0

00

e N

Z

0C

4)4)

?.

0 4)

N,o, \ o

z

00

'04)

0 m

0

0 rr

. O

0,

C

04

.0v

Cam

0

8C-

0)

*

o*

0e N 4

0 _

)V)

00

:R2.O

4)

'.0

z4N

-~ T

-O

ni i

M

VM

S-U

M

edia

n 2,

s 3 $

2 mg/g K

reat

. (zen

tr. 6

6.6

Ber

eich

) 23

2,

l -

3,3

2,o

- 4,

4 1,

3 41

**

17-O

HC

S-U

M

edia

n 2,

4 2,

1 m

g/l

(zen

tr. 6

6.6

Ber

eich

) 22

1,

l -

3,6

12

-

4,O

03

118

- -

- --

17-O

HC

S-U

M

edia

n 1,

1 0,

7 mg

/g K

reat

. (zen

tr. 6

6.6

Ber

eich

) 22

0,

6 -

1,s

0,s

- 1,

2 0,

6 39

,0*

K Gossler et al.

e)

c ̂

0 J CD (

o qo o

0 N C '

C oo C 00

' o

odea B

9 >i >i

o0

o

t

+N

0

en

N \ O o

_ O oo o o

c vc _ Co o o

+ + +

oo O 4 e

0 O O o 0) O O O

_ 00 N _ ON (n 00

r N C 00 00

>oo oo C O o O0 e O O O O O

00 o N

o o

N o C 4 I+

O O O O0 O O O

00

0 O+ C

N C %O It ' o 'D 't e_ 00 o ON o) oo 00 00

o oo o o 00

E Ez z >E

110

a)

a)

a)

a

a

* Oa

Ia

a)

4-

Ba

a Ea)

.a'0 :

~a0,

1 o

18

z

z,9

1-:w 9

0.

o Pa

I -V

11 ~--2 ,EE

0 2 ?

I-

Verhalten biochemischer Parameter bei physischer Beanspruchung durch Langstreckenmarsch 11 1

bereiche der verschiedenen MeBgroDen errechnet (Tab. 3). Es wurden dabei jeweils die Ausgangswerte den Resultaten nach der Belastung gegeniibergestellt.

Um den EinfluB der Belastung deutlich zu machen, haben wir zusatzlich die Relationen der Mediane vor und nach dem Marsch aufgefuhrt. Beim statistischen Ver- gleich kam wegen der nicht normal verteilten Meawerte der Wilcoxon-Test zur An- wendung. Die Testergebnisse fiir die einzelnen Parameter mit der Angabe der Signifi- kanzniveaus sind in der Tabelle ebenfalls dargestellt.

Mit Ausnahrne der 17-Hydroxycorticosteroide zeigen alle Parameter signifikante Anstiege nach der physischen Belastung. Im allgemeinen weist der statistische Test eine Irrturnswahrscheinlichkeit von p < 0,001 auf.

Korrelationsanalytisch iiberpriiften wir, ob zwischen den einzelnen Analysenpara- metern ein statistisch signifikanter Zusammenhang besteht. Fiir die Berechnung wurden dabei die Konzentrationsanderungen verwendet. In Tabelle 4 sind die ermittel- ten Korrelationskoeffizienten fiir die verschiedenen Beziehungen dargestellt. Erwar- tungsgemas ergab sich nur fiir die stoffwechselmabig miteinander verkniipften Para- meter, wie die Substanzen des Catecholamin- und Glukocorticoid-Metabolismus, ein hochsignifikanter Zusarnmenhang .

Diskussion

In den letzten Jahren sind zahlreiche Untersuchungen zum Verhalten der Catecholamine, der Corticosteroide von Plasma und Urin und der damit als ,,second messenger" ver- kniipften cyclischen Nucleotide unter verschiedenen physischen oder psycho-physischen Belastungen durchgefuhrt worden (Lehnert et a]., 1967, 1968; Hartley et al., 1972; Maurer et al., 1974; Galbo et al., 1975; Nilsson et al., 1975; Metivier, 1975; Balazovjech et al., 1976; Kozlowski et al., 1973; 1976; Lake et al., 1976; Liitold et al., 1976; Moerman et al., 1976; White et al., 1976). Die Resultate ergaben allerdings kein ein- heitliches Bild. Dafur kommen zahlreiche Griinde in Betracht. Zum einen sind methodi- sche Schwierigkeiten, zum anderen aber auch Unterschiede in der Art der Belastungen und der ausgewddten Kollektive zu beriicksichtigen. Ein weiteres Problem stellt die schwierige Differenzierung zwischen physischen und psychischen Reizen einerseits und den physischen und psychischen Reaktionen andererseits dar (v. Eiff, 1975). Bei dieser Problematik ist das ,,Stressmodell" von Selye (1950), das definitionsgemd3 ein unspezifisches stereotypes Antwortmuster postuliert, wenig hilfreich. Nach diem Hypothese diirfte eine Differenzierung von physischem und psychischem Stress nicht gerechtfertigt und folglich auch nicht objektivierbar sein. Wir ziehen in dieser Be- trachtung daher den wertfreien deutschen Begriff der Beanspchung vor.

Im Arbeitsleben handelt es sich aber nur selten um rein psychische oder rein physische Belastungen. Auch bei scheinbar reinen mentalen Anforderungen kann die statische bzw. die gesamte unwillkiirliche Muskelarbeit eine wesentliche Rolle spielen.

Bei der vorliegenden Untersuchung diirfte es sich fiir die Probanden um eine vor- wiegend physische Beanspruchung gehandelt haben. Aufgrund des zum Teil sehr guten Trainingszustandes war diese als mittelschwer bis schwer einzustufen. Eine gewisse psychische Komponente ist allerdings wegen der gestellten Leistungsanforderung und

der zur Probengewinnung erforderlichen Venenpunktionen nicht auszuschlieten.Jedoch hatten diese Einfliisse auch die Ausgangswerte verandert Diese zeigen aberkeine signifikanten Abweichungen gegenuber in anderen Untersuchungen unterNormalbedingungen gewonnenen Proben Unbericksichtigt bleiben muigte beidieser Untersuchung die bekannte zirkadiane Rhythmik der untersuchten Parameter(Townshend et al , 1973 ; Turton et al , 1973 ; Holmes et al , 1974 ; Aschoff et al ,1976), da ein entsprechendes Vergleichskollektiv nicht zur Verfuigung stand bzw.die Untersuchung desselben Kollektivs an einem anderen Tag unter Ruhebedingungennicht moglich war So ist eine gewisse Verfalschung des Signifikanzniveaus durchdie tageszeitlichen Veranderungen nicht auszuschlietien Auch wegen der aufgrundder aueren Umstande lediglich durchfiihrbaren Bestimmung von Ausgangs undEndwert ist nur eine beschrankte Aussage zum Verhalten der einzelnen Parameterbei physischer Belastung mglich.

Die Laktatkonzentration des Plasmas scheint bei kreislauf und lungengesundenPersonen einen gewissen Mai 3stab der Muskelbeanspruchung darzustellen Unsicher-heiten in der Beurteilung dieses Parameters bestehen jedoch wegen des komplexenmetabolischen Verhaltens der Milchsaure bei unterschiedlichen Belastungsformen(Keul, 1975 ; Andres, 1977 ; Hermansen et al , 1975) Die in dieser Studie festgestell-ten hochsignifikanten Unterschiede der Plasma-Laktatkonzentrationen sind daherim wesentlichen nur als ein grober Anhalt der Muskelarbeit anzusehen Korrelationenzu den anderen Untersuchungsparametern waren nicht zu sichern.

Das Verhalten der Catecholamine unter physischer Belastung wird nicht einheit-lich beurteilt Ein Anstieg von Noradrenalin im Plasma und Urin wurde jedoch vonden meisten Autoren schon bei niedrigeren Belastungsstufen beobachtet (Hartley etal., 1972 ; Moerman et al , 1976 ; Christensen et al , 1973) Eine Erhhung desAdrenalins bei reiner physischer Belastung wurde zumeist erst bei submaximalen bismaximalen Belastungsstufen beschrieben (Murer et al , 1974 ; Nilsson et al , 1975 ;Metivier, 1975 ; Kozlowski et al , 1973, 1976 ; Lake et al , 1976 ; Litold et al , 1976 ;Banister et al , 1972) In dieser Studie zeigten sowohl die Noradrenalin als auch dieAdrenalin-Konzentrationen im Urin signifikante Anstiege, im Mittel auf etwa dasDoppelte des Ausgangswertes Gr 6 ere Unterschiede als die Kreatinin-relativiertenKonzentrationen weisen die Liter-bezogenen Ausscheidungsmengen auf,was aufeine gewisse Verminderung der Diurese unter Belastung schlie Ien 1 lt.

Fur die Noradrenalin-Konzentration des Plasmas sind im Mittel nur Anstiege umden Faktor 1,5 zum Ausgangswert zu verzeichnen Die gegenber der Literaturrelativ geringen Veranderungen der Noradrenalin-Konzentrationen in Blut und Urinerklren sich vielleicht durch die relativ lange Belastungsdauer Eine gleichzeitigeMessung der Plasma-Adrenalinkonzentration in kleinen Volumina war uns mangelseiner zuverlssigen Methode nicht m 6 glich Auf einem geringeren Signifikanzniveauunterscheiden sich auch die Ausscheidungsmengen der Vanillinmandelsure vor undnach dem Marsch.

Fiir den Plasma-Cortisolspiegel und die 1 7-Hydroxycorticosteroide im Urinwaren keine signifikanten Erh 6 hungen, zum Teil sogar eine schwache Abnahmefestzustellen Dieser Befund deckt sich mit den meisten Ergebnissen der Literatur(Nilsson et al , 1975, Metivier, 1975 ; Balazovjeck et al , 1976) und eigenen friiherenUntersuchungen (Lehnert et al , 1967, 1968), nach denen die Abweichungen auch bei

112 K Gossler et al.

Verhalten biochemischer Parameter bei physischer Beanspruchung durch Langstreckenmarsch 113

einem hohen Belastungsniveau insbesondere bei trainierten Personen in derRegel nicht ausgepragt oder nur voriibergehend sind (White et al , 1976 ; Few, 1974).Zu beriicksichtigen ist aber, da Bf der Untersuchungszeitraum in den bekanntenmorgendlichen Abfall der Cortisol-Sekretion fiel Der normale Tagesrhythmuslauft hier also m 6 glichen belastungsbedingten Erh 6 hungen entgegen Die Abnahmeder 17-OHCS im Urin und die nur geringe Zunahme des Plasmacortisols nach derBelastung lassen jedoch auch unter Berucksichtigung des tageszeitlichen Verlaufeskeine wesentlichen belastungsabhingigen Veranderungen der Nebennierenrinden-Aktivitat vermuten Diese Annahme stimmt mit Ergebnissen aus der Literaturuberein (Rivoire et al , 1953 ; Lehnert et al , 1965 ; Jaffe et al , 1973).

Wesentliche neue Aspekte bietet das Verhalten der cyclischen Nukleotidec AMP und c GMP im Plasma unter der physischen Belastung Maurer et al ( 1974)fanden nach submaximaler Ergometer-Belastung keine Veranderungen der c AMP-Spiegel M 6 glicherweise war die gewahlte Belastungsdauer fr die Auspragung vonVeranderungen des c AMP-Spiegels zu kurz Aufgrund theoretischer Oberlegungenhatten wir schon fruher Veranderungen der als ,,second messengers" zahlreicherHormone auf zellularem Niveau fungierenden Substanzen postuliert (Valentin etal., 1975) Ob es sich bei den in dieser Untersuchung festgestellten Erh 6 hungender Plasma-Konzentrationen der cyclischen Nukleotide tatsachlich um die Folgenhormoneller Umstellungen (Banister et al , 1972) oder etwa um einen einfachenAuswascheffekt aus der Muskulatur unter der Belastung handelt, kann aufgrundder Untersuchung nicht entschieden werden Eine reziproke Kopplung, wie siefuir hormonell gesteuerte Veranderungen der c AMP und c GMP-Spiegel angenom-men wird (Goldberg, 1975 ; Moses, 1976), war jedenfalls nicht festzustellen.

Nach den Ergebnissen dieser Untersuchung erscheinen uns insbesondere folgendeSchlufffolgerungen gerechtfertigt:

1 Bei mittelschwerer bis schwerer k 6 rperlicher Beanspruchung iiber mehrereStunden finden sich nach der Belastung hochsignifikante Erh 6 hungen derCatecholamin-Konzentrationen von Plasma und Urin sowie der Plasma-Konzen-tration der cyclischen Nukleotide.

2 Veranderungen im Cortisolstoffwechsel sind unter der untersuchten physi-schen Beanspruchung dagegen sofern uberhaupt nur gering ausgepragt.

3 Die Catecholamine erscheinen fr die Beurteilung der physischen Bean-spruchung am empfindlichsten.

Weitere Untersuchungen zur Frage des Verhaltens der hier beriicksichtigtenund anderer Parameter unter definierten psychischen und physischen Belastungenin einem Modellversuch sind in Vorbereitung (Gossler, 1978) Sie durften insbe-sondere zur Klarung der Spezifitat der einzelnen Mefgr 6 oen fir die Abgrenzungzwischen der einen oder der anderen Form der Beanspruchung beitragen Aufserdemerm 6 glicht ein derartiger Modellversuch durch die Wahl eines geeigneten Zeit-rasters Einblicke in das dynamische Verhalten der einzelnen biochemischen Para-meter.

Danksagung Herrn Oberfeldarzt Dr Cantzler m 6 chten wir fir die berlassung des Proben-materials unseren Dank aussprechen Fur technische Assistenz danken wir Herrn C v Imhoff,Frl C Oefele, Frau G Steingriber, Frau M Thieg und Frau G Warlich.

Literatur

Andres, H : Uber das Verhalten des Laktatgehaltes im ven 6 sen Blut nach krperlicher Belastung.Vortrag auf der 17 Jahrestagung der Dt Ges f Arbeitsmed Kiel, 5 -7 5 1977

Aschoff, J , Wever, R : Human circadian rhythms: a multioscillatory system Fed Proc 35,2326-2332 ( 1976)

Balazovjech, I , Kvetnansky, R , Petrovicova, J , Butykova, L , Hagarova, Z : Effect of work loadon plasma dopamine-i-hydroxylase activity and cortisol in patients with essential hypertension.In: Catecholamines and stress (Ed by E Usdin, R Kvetnansky and I J Kopin), pp.549-556, Oxford: Pergamon Press 1976

Banister, E W , Griffiths, J : Blood levels of adrenergic amines during exercise J Appl Physiol.33, 674-676 ( 1972)

Christensen, N J , Brandsborg, O : The relationship between plasma catecholamine concen-tration and pulse rate during exercise and standing Europ J clin Invest 3, 299 306 ( 1973)

Eiff, A W von (Ed ): Seelische und k 6 rperliche Strungen durch Stress Stuttgart: G Fischer1975

Epstein, S E , Robinson, B F , Kalher, R L , Braunwald, E : Effects of beta-adrenergicblockade on the cardiac response to maximal and submaximal exercise in man J clin.Invest 44, 1745-1753 ( 19 6 5)Few, J D : Effect of exercise on the secretion and metabolism of cortisol in man J Endocr.62, 341-353 ( 1974)

Galbo, H , Holst, J J , Christensen, N J : Glucagon and plasma catecholamine responses tograded and prolonged exercise in man J Appl Physiol 38, 70-76 ( 1975)

Goldberg, M L : The glucose effect: carbohydrate repression of enzyme induction, RNAsynthesis, and glucocorticoid activity a role for cyclic AMP and cyclic GMP Life Sci.17, 1747-1754 ( 1975)

Gossler, K , Schiele, R , Schaller, K H , Weltle, D , Schcke, G , Miiller, S , Valentin, H : Das Ver-halten der Herzschlagfrequenz und verschiedener biochemischer Parameter unter definiertenphysischen und psychischen Belastungen in einem Modellversuch (in Vorbereitung)

Hartley, L H , Mason, J W , Hogan, R P , Jones, L G , Kotchen, T A , Mougey, E H ,Wherry, F E , Pennington, L L , Ricketts, P T : Multiple hormonal responses to gradedexercise in relation to physical training J App Physiol 33, 602-606 ( 1972)

Henry, D P , Starman, B J , Johnson, D G , Williams, R H : A sensitive radioenzymaticassay for norepinephrine in tissues and plasma Life Sci 16, 375 ( 1975)

Hermansen, L , Maehlum, S , Pruett, E D R , Vaage, O , Waldum, H , Wessel-Aas, T : Lactatremoval at rest and during exercise In: Metabolic adaptation to prolonged physicalexercise (Ed by H Howald and J R Poortmans), pp 101-105 Basel: Birkhuser Verlag1975

Holmes, H , Hamadah, K , Hartman, G C , Parke, D V : Diurnal variation of plasma andurinary adenosine 3 ; 5-cyclic monophosphate contents in normal human subjects Biochem.Soc Trans 2, 456-459 ( 1974)

Jaff 6, P , Konig, P , Jaduola, O , Walker, S , Godfrey, S : Relationship between plasma cortisoland peak expiratory flow rate in exercise induced asthma and the effect of sodiumcromoglycate Clin Sci Mol Med 45, 533-541 ( 1973)

Keul, J : Muscle metabolism during long lasting exercise In: Metabolic adaptation to prolongedphysical exercise (Ed by H Howald and J R Poortmans) pp 31-42, Basel: BirkhauserVerlag 1975

Kozlowski, S , Brzezinska, Z , Nazar, K , Kowalski, W , Franczyk, M : Plasma catecholaminesduring sustained isometric exercise Clin Sci Mol Med 45, 723 ( 1973)

Kozlowski, S , Nazar, K , Taton, J , Chwalbinska-Moneta, J , Zukowska, Z : Plasma catecholaminesduring sustained isometric exercise in health subjects and patients with essential hypertensionand diabetes mellitus In: Catecholamines and stress (Ed by E Usdin, R Kvetnansky andI J Kopin), pp 549-556, Oxford: Pergamon Press 1976

Lake, C R , Ziegler, M G , Kopin, I J : Use of plasma norepinephrine for evaluation of sympatheticneuronal function in man Life Sci 18, 1315 1 326 ( 1976)

114 K Gossler et al.

Verhalten blochemlscher Parameter bei physischer Beanspruchung durch Langstreckenmarsch 115

Lehnert, G., Valentin, H., Deutzmann, H.: Steroidanalytische Untersuchungen zur Frage der Nebennieremindemeaktion auf korperliche Arbeit. Verh. d. Dt. Ges. f. innere Med. 71, KongreB, 364 (1965)

Lehnert, G., Meinrnger , I.: Kybernetische Probleme der Arbeitsmedizin. 11. Der adrena le Regelkreis unter korperlicher Belastung. Int. Arch. Gewerbepath. Gewerbehyg. 23, 364-373 (1967)

Lehnert, G., Lelber, H., Schaller, K. H.: Plasmacortisol und Plasmacorticosteron im Anpassungs- stadium der korperlichen Arbeit. Endokrinologie 52, 402-405 (1968)

Lutold, B. E., Biihler, F. R., da Prada, M.: Dynamik von Plasmakatecholaminen und I)-Adrenozeptor- Funktionen. Schweiz. med. Wschr. 106,1735 (1976)

Maurer, W., Kuhn, H., Kubler, W., Breithardt, G.: Das Verhalten der Katecholamine und des zykhschen 3'5'-AMP Im Plasma bei Normalpersonen unter der Wikung eines Beta-Rezeptoren- blockers. Verh. Dtsch. Ges. Kreislaufforschg. 40, 369-372 (1974)

Metivier, G.: The effects of long lasting physical exercise and training on hormonalregulation. In: Metabolrc adaptation to prolonged physical exercise (Ed. by H. Howald and J. P. Poortmans), pp. 276-292 Basel: Birkhauser Verlag 1975

Moerman, E. J., Bogaert, M. G., de Schaepdryver, A. F.: Estimation of plasma catecholamines in man. Clin. Chim. Acta 72, 89-96 (1976)

Moses, V.: Concerning cychc AMP. Sci. Prog. Oxf. 63,503 (1976) N~lsson, K. O., Heding, L. G., Hokfelt, B.: The influence of short term submaximal work on the

plasma concentratrons of wtechoiamines, pancreatic glucagon and growth hormone in man. Acta Endoam. 79, 286-294 (1975)

Rivoire, R., R~voire, J. Poujol, J.: La fat~gue - syndrome d'insuffisance surrenale fonctionelle. Presse med. 61,1431 (1953)

Selye, H.: Stress. Acta med. Publ. Montreal 1950 Steiner, A., L., Pagliara, A. S., Chase, L. R., Kipnis, D. M.: Radioimmunoassay for cyclic nucleotides

11. Adenosine 3;s'-monophosphate and guanosine 3:s'-monophosphate in mammalian tissues and body flu~ds. J. Biol. Chem. 247, 1114 (1972)

Thomas, H.: Spektrophotometrische Bestimmung von 4-Hydroxy-3-methoxy-rnandelsaure (,,Vanfinmandelsaure") im Urin. In: Breuer, H., D. Hamel, H. L. Kriiskemper: Methoden der Hormonbestimmung. S. 155, Stuttgart: G. Thieme-Verlag 1975

Townshend, M. M., Smith, A. J.: Factors influencing the urinary excretion of free catecholamine in man. Clin. Sci. 44, 25 3-265 (197 3)

Tovey, K. C., Oldham, K. G., Whelan, J. A. M.: A simple direct assay for cyclic AMP in plasma and other biological sclmples using an improved competitive protein binding technique. Clin. Chim. Acta 56,221-234 (1974)

Turton, M. B., Deegan, T.: Central and peripheral levels of plasma catecholamines, cortisol, insubn, and nonesterified fatty acids. Clin. Chim. Acta 48, 347-352 (1973)

Valentrn, H., Schaller, K. H., Gossler, K. Schacke, G., Schiele, R.: Stress aus arbeitsmedizinischer Sicht. Schrlftenreihe Arbeitsschutz der Bundesanstalt fiir Arbeitsschutz und Unfallforschung 8, 332-345 (1975)

Valentin, H., Gossler, K., Schaller, K. H., Schacke, G., Schiele, R., Weltle, D.: Die Analyse des Stress aus arbeitsmedizinischer Sicht. Bundesanstalt fi Arbeitsschutz und Unfallforschung, Dortmund, Forschungsbericht Nr. 159 (1977)

Vermeulen, A.: Bestimmung von Cortisol im Plasma durch kompetitive Proteinbindung. In: Breuer, H., D. Hamel, H. L. Kriiskemper. Methoden der Hormonbestimmung. S. 169, Stuttgart: Georg Thieme Verlag 1975

Voigt, K. D.: Bestimmung der 17-Hydroxycorticosteroide im Urin als Porter-Silber-Chromogene. In: Breuer H., D. Hamel, H. L. Kriiskemper. Methoden der Hormonbestimmung. S. 164, Stuttgart: G. Thieme Verlag 1975

White, J. A., Ismail, A. H., Bottoms, G. D.: Effect of physical fitness on the adrenocortical response to exercise stress. Medicine and Science in Sports 8 ,113 (1976)

Eingegangen 30. November 1977 / Angenommen 2. Januar 1978