Nichtinvasive biventrikuläre, aus Druck‑Dehnungs‑Volumen‑Schleifen abgeleitete Analyse der Myokardarbeit bei Leistungssportlern

Wie hart arbeitet das Herz eines Sportlers wirklich?

Leistungssportler treiben ihre Körper an die Grenzen, und das zeigt sich besonders im Herzen. Dennoch können gängige Herzuntersuchungen in Ruhe selbst ein gut trainiertes Herz nur „durchschnittlich“ oder sogar leicht schwach erscheinen lassen. Diese Studie stellt eine neue, aufschlussreichere Methode vor, mit der sich die Pumpkraft beider Herzkammern bei Sportlern messen lässt — ohne Katheter im Herzen — und die Ärzten hilft, zwischen gesunden trainingsbedingten Veränderungen und frühen Anzeichen von Krankheit zu unterscheiden.

Blick über Routine‑Herzchecks hinaus

Seit Jahrzehnten ist bekannt, dass regelmäßiges intensives Training die Herzkammern vergrößert, die Wände verdickt und die Ruheherzfrequenz senkt. Diese Veränderungen, oft als „Sportlerherz“ bezeichnet, erlauben einen großen Blutflussanstieg bei Belastung. Die gebräuchlichsten Funktionsmaße — wie die Auswurffraktion (wie viel Blut pro Schlag ausgeworfen wird) und die Dehnung/Strain (wie stark sich der Herzmuskel verkürzt) — werden jedoch stark von Blutdruck und Füllungszustand des Herzens beeinflusst. Da die Herzen von Sportlern größer sind und in Ruhe oft weniger gefüllt, können diese Standardwerte trügerisch niedrig wirken, selbst wenn der Herzmuskel tatsächlich kräftiger als der Durchschnitt ist.

Ein 3D‑Film des arbeitenden Herzens

Die Forscher wollten ein realistischeres Bild der Herzarbeit von Sportlern zeichnen, indem sie drei Informationsquellen kombinierten: Blutdruck, wie sich der Herzmuskel verformt, und wie sich die Kammergrößen mit jedem Schlag ändern. Mit dreidimensionaler Echokardiographie (einem 3D‑Herzultraschall) zeichneten sie das Füllungs‑ und Entleerungsverhalten von linker und rechter Kammer bei 260 Leistungssportlern und 24 gesunden, aber inaktiven Erwachsenen auf. Parallel dazu schätzten sie den Innendruck des Herzens aus dem Blutdruck am Arm und aus einem Rückflussjet durch eine rechte Herzklappe und verfolgten, wie stark der Herzmuskel sich mit jedem Schlag dehnte und zusammenzog.

Durch das Zusammenführen dieser drei Signale erzeugte das Team sogenannte Druck‑Dehnungs‑Volumen‑Schleifen — im Wesentlichen einen 3D‑Filmrahmen davon, wie hart der Herzmuskel in jedem Moment arbeitet. Aus diesen Schleifen berechneten sie neue, "volumenadjustierte" Myokardarbeitswerte, die darstellen, wie viel nützliche Arbeit die linke und rechte Kammer leisten, normiert auf Größe und Füllung der Pumpkammer. Dadurch werden die Messwerte deutlich weniger abhängig von wechselnden Belastungsbedingungen, etwa der zurückkehrenden Blutmenge oder dem Blutdruck zum Untersuchungszeitpunkt.

Was das Sportlerherz besonders macht

Im Vergleich zu Nicht‑Sportlern waren die Standardwerte irreführend: Sportler zeigten niedrigere Ruhe‑Auswurffraktionen und leicht reduzierte Strain‑Werte in beiden Kammern, was isoliert betrachtet auf eine schwächere Pumpleistung hindeuten könnte. Ihre volumenadjustierten Myokardarbeitswerte waren jedoch sowohl links als auch rechts deutlich höher. Anders ausgedrückt: Berücksichtigt man die größere Kammergröße und die anderen Füllungsbedingungen, leisteten die Herzen der Sportler bei jedem Schlag effektivere Arbeit, selbst während sie auf der Untersuchungsliege lagen.

Die eindrücklichste Beobachtung betraf den rechten Ventrikel, die Kammer, die das Blut in die Lunge pumpt. Ein spezieller rechtsseitiger Index, die volumenadjustierte globale Myokardarbeit, zeigte die stärkste Verbindung zur maximalen Belastungsfähigkeit — der Menge an Sauerstoff, die Sportler in einem Laufbandtest nutzen konnten — und blieb ein unabhängiger Prädiktor, selbst nach Berücksichtigung von Alter, Geschlecht, Körpergröße, Herzfrequenz und Sportart. Das legt nahe, dass die Ruhearbeitsleistung des rechten Ventrikels eng mit der Leistungsgrenze eines Sportlers verknüpft ist.

Unterschiede nach Geschlecht, Alter und Sportart

Die Studie untersuchte auch, wie sich diese neuen Maße zwischen verschiedenen Sportlergruppen unterscheiden. Männer hatten tendenziell größere Herzkammern und niedrigere konventionelle Maße wie Auswurffraktion und Strain, aber höhere volumenadjustierte Arbeitswerte in beiden Kammern als Frauen, was ihre größeren, stärker remodelierten Herzen widerspiegelt. Erwachsene Sportler zeigten höhere linksventrikuläre Arbeitsindizes als Jugendliche, passend zu längerer Trainingsdauer, während die rechtsventrikuläre Arbeit weniger mit dem Alter variierte — ein Hinweis, dass die rechte Seite früher anpasst und dann eher stagniert. Ausdauerathleten — etwa Langstreckenläufer und Schwimmer — hatten die höchste Belastungsfähigkeit und zeigten subtile Hinweise auf eine größere Volumenbelastung des rechten Ventrikels, was erneut die Bedeutung einer sorgfältigen Beurteilung der rechtsseitigen Funktion unterstreicht.

Warum das für Sportler und ihre Ärzte wichtig ist

Für Sportler ist die zentrale Botschaft beruhigend: Richtig gemessen sind ihre Herzen nicht „grenzwertig schwach“, sondern oft leistungsstärker und effizienter, insbesondere auf der rechten Seite. Für Sportkardiologen bietet der neue Druck‑Dehnungs‑Volumen‑Ansatz eine nichtinvasive Möglichkeit, besser zwischen gesunden Anpassungen an das Training und frühen Krankheitszeichen zu unterscheiden, wenn Standardtests in einem Graubereich liegen. Künftig könnten diese verfeinerten Myokardarbeitsmaße helfen, das Training zu steuern, die langfristige Herzgesundheit von Spitzenathleten zu überwachen und die seltenen Fälle zu erkennen, in denen ein scheinbar „starkes“ Sportlerherz tatsächlich aus ungesunden Gründen belastet ist.

Zitation: Ferencz, A., Szijártó, Á., Turschl, T.K. et al. Noninvasive biventricular pressure-strain-volume loop-derived myocardial work analysis in competitive athletes. Sci Rep 16, 4848 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35206-0

Schlüsselwörter: Sportlerherz, kardiales Remodeling, rechter Ventrikel, Myokardarbeit, körperliche Leistungsfähigkeit