Rudern über den Atlantik: Was die Herzfrequenz verrät

Mit dem Ruderboot überquerte eine Studentin der TU Wien den Atlantik. Um diese Extrembelastung besser verstehen zu können, wurde ihre Herzfrequenz laufend gemessen.

Ciara Burns von der TU Wien überquerte im Ruderboot den Atlantik. Ihre Herzfrequenz wurde dabei laufend gemessen – diese Daten helfen nun, Extrembelastungen besser zu verstehen.

Nicht nur am rechten Fleck, sondern auch im richtigen Parameterbereich muss man das Herz haben, wenn man sportliche Höchstleistungen bringen will. Die TU Wien-Studentin Ciara Burns überquerte in einem Ruderboot als Teil eines zwölfköpfigen Teams den Atlantik – in 42 Tagen, 2 Stunden und 30 Minuten. Während der gesamten Reise überwachte sie mit Hilfe eines Spezialsensors ihre Herzfrequenz, um so das Verhalten des Körpers unter Extrembedingungen zu untersuchen. Die Daten wurden nun ausgewertet und zeigen: Der tatsächliche physische Zustand und die subjektive Selbsteinschätzung stimmen nicht immer genau überein.

Gute Regeneration – mehr Herzfrequenzvariabilität

Dass die Herzfrequenz steigt, wenn man sich anstrengt, ist klar. Doch auch die zeitlichen Schwankungen der Herzrhythmus, die Herzfrequenzvariabilität, geben interessante Auskünfte über den physischen Zustand des Körpers.

„Im Schlaf ist die Variabilität der Herzfrequenz normalerweise deutlich erhöht, als Zeichen der regulatorischen Fitness und somit auch der Regeneration im Schlaf“, sagt Prof. Eugenijus Kaniusas, der die Forschungsgruppe „Biomedical Sensing“ leitet und das Projekt wissenschaftlich begleitet hat. „Ein großer Unterschied in der Herzfrequenzvariabilität zwischen Schlafphasen und Wachphasen deutet darauf hin, dass sich der Körper während des Schlafs gut regeneriert.“ In guten Phasen kann die Variabilität im Schlaf doppelt so groß sein wie in Wachphasen, wenn der Schlaf nicht besonders erholsam ist, liegt sie manchmal nur bei 110% des Wachphasen-Niveaus.

Drei Stunden rudern, drei Stunden schlafen

Ciara Burns und die übrigen Mitglieder des Ruderteams lebten während ihrer Ozeanüberquerung in einem sehr ungewöhnlichen Schlaf-Wach-Rhythmus: Rund um die Uhr war immer eine Hälfte des Teams mit Rudern beschäftigt, die andere schlief. Und alle drei Stunden wechselte man sich ab. „Dieser rasche Wechsel von Schlaf- und Wachphasen hatte sich schon vorher bei anderen Atlantiküberquerungen als sinnvoll herausgestellt“, sagt Ciara Burns. „Geplant war ursprünglich, alle zwei Stunden zu wechseln, wir einigten uns dann aber rasch auf einen drei-Stunden-Rhythmus.“

Die spannende Frage ist nun: Wie kommt der Körper mit der Kombination aus physischer Extrembelastung und unnatürlichem Schlafrhythmus zurecht? Ciara Burns zeichnete nicht nur mit elektronischen Spezialgeräten ihre Herzfrequenz auf, sie dokumentierte auch Tag für Tag ihr subjektives Wohlbefinden anhand eines an TU Wien vorbereiteten Fragebogens.

Gefühltes Tief und gemessenes Tief

„Es gab drei Phasen, in denen es besonders herausfordernd war“, berichtet Ciara Burns. „Zu Beginn natürlich, wenn man sich an die Anstrengung und den neuen Rhythmus erst gewöhnen muss. Dann etwa in der Mitte der Reise, als mir bewusst wurde, wie groß der Atlantik in Wahrheit ist, und wie lange die zweite Hälfte noch dauern wird. Zu dieser Zeit war auch wetterbedingt das Rudern besonders mühsam, weil es praktisch windstill war. Und ganz am Ende war es dann noch einmal schwierig, als das Ziel zwar schon nah, aber noch nicht so wirklich greifbar war.“

Die Analysen zeigen: Das subjektive Empfinden stimmt mit den physiologischen Messdaten nicht exakt überein. „Offenbar hat das subjektive Gefühl mehr mit der Änderung der Regenerationsfähigkeit zu tun als mit der Regenerationsfähigkeit selbst“, sagt Eugenijus Kaniusas. Ciara Burns fühlte sich eher schlecht, wenn sich die Daten verschlechterten – aber nicht unbedingt in den Phasen, in denen die Daten am schlechtesten waren. Solche Messungen sollen in Zukunft dabei helfen, Extrembelastungen auf körperverträglichere Weise zu planen und die Tiefs im Befinden zu mildern.

Professor Eugenijus Kaniusas
© TU Wien

Über den/die Forscher*In

Professor Eugenijus Kaniusas studierte an der TU Wien und ist seit 2007 Professor an dieser Universität. Er ist Studiendekan an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik. Kaniusas forscht im Bereich Biomedical Electronics, zu den Forschungsergebnissen gibt es zahlreiche Publikationen. Seine Forschungsarbeiten wurden mehrfach ausgezeichnet, 2017 gewann er den Wirtschaftskammerpreis für eine Technologie, die Schmerzen lindern und Durchblutung fördern kann.