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07. Juli 2022

Schlaf, Erholung und Belastungsparameter tracken

Im Gespräch mit Emily Capodilupo

Mittlerweile gibt es viele Wearables, mit denen man gesundheitsrelevante Daten dokumentieren kann. Wichtig dabei ist, dass die Geräte wissenschaftlich überprüft werden und verlässliche Daten sammeln. Ein 24/7-Fitness- und Gesundheitscoach wurde diesbezüglich bereits in einigen Studien untersucht. Wir haben bei der Neurobiologin und Forschungsleiterin Emily Capodilupo nachgefragt.

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Der 24/7-Fitness- und Gesundheitscoach wird als ein sehr fortschrittliches Gerät beworben. Was sind denn die besonderen Eigenschaften?

Das sind verschiedene Dinge. Der 24/7-Fitness- und Gesundheitscoach WHOOP 4.0 sammelt zu jeder Tages- und Nachtzeit Daten zu Schlaf, Erholung und Belastung – und das sehr präzise und mit langer Akkuleistung. Das Gerät kann kabellos wieder aufgeladen werden, sodass die Nutzung rund um die Uhr gewährleistet werden kann. Es stehen somit 24/7-Daten zur Verfügung, da man das Band zum Beispiel nicht zum Aufladen ablegen muss. Nutzende bekommen so ein sehr detailliertes und vollständiges Feedback zu ihren persönlichen Daten und können über die integrierten Coaching-Elemente die Leistungsfähigkeit optimieren.

Das Gerät misst viele relevante Parameter, dazu gehören Ruheherzfrequenz, Herzratenvariabilität (Herzfrequenzvariabilität), Atemfrequenz, Blutsauerstoffsättigung, Hauttemperatur sowie Schlafphasen, -leistung und -qualität. Wie bei anderen Geräten auch, können Nutzende Trainingsaktivitäten dokumentieren und die alltägliche Anstrengung in der zugehörigen App ablesen. Unser Tracker zeigt den Nutzenden aber sehr individuell an, wie der Körper auf Belastungen und Workouts reagiert. Daraus resultieren dann auch persönliche Empfehlungen für die Leistungssteigerung. Das funktioniert bei Sportlern genauso wie bei Menschen mit Erkrankungen.

Da der Tracker rund um die Uhr getragen werden soll, bekommt man einen Einblick, wie sich der eigene Lebensstil auf Gesundheit, Regenerationsfähigkeit und Leistung auswirkt. Über den Erholungswert lässt sich dann feststellen, wann der Körper leistungsfähig ist und wann Ruhephasen eingeplant werden sollten.

Ganz neu ist das Menstrual Cycle Coaching – hier haben Frauen die Möglichkeit ihren Zyklus zu überwachen und aus den Daten unter anderem Trainings- und Schlafempfehlungen abzuleiten.

Welche Studien wurden bisher mit dem 24/7-Fitness- und Gesundheitscoach durchgeführt? Was ist noch geplant?

Zur Validität des Trackers gibt es mittlerweile mehrere Studien – zur Messung von Herzfrequenz und -variabilität (1) sowie der Schlafparameter (2). Es wurde dabei jeweils die Übereinstimmung der Daten von unserem Gerät mit denen des Goldstandards überprüft.

Außerdem gibt es eine aktuelle wissenschaftliche Auswertung zum Einfluss von Ovarialhormonen auf die Modulation der Erholungsparameter (3) sowie eine Untersuchung, die zeigen konnte, dass sich der Tracker positiv auf die Schlafqualität von Gesunden auswirken kann (4).

Laufende Studien beschäftigen sich unter anderem mit physiologischen Fragestellungen und Themen im Zusammenhang mit der Reproduktionsgesundheit.

Wie misst das Gerät den Grundumsatz in Ruhe? Welche Parameter gehen in die Berechnung ein?

Die Berechnung basiert primär auf der Herzfrequenz und wird durch weitere physiologische Daten kontextualisiert. Dazu gehört unter anderem auch der Body Mass Index. Ziel dabei ist es, die Magermasse des Körpers abzuschätzen, denn das ist eine relevante Grundlage für den Kalorienverbrauch in Ruhe.

Was ist über mögliche Messungenauigkeiten bekannt, zum Beispiel bei Sportarten beziehungsweise Alltagsaufgaben mit viel Armaktivität?

Der Tracker misst sehr genau, auch bei Armaktivitäten, die ja sowohl beim Sport als auch im Alltag sehr häufig sind. Die Genauigkeit wurde auch in den genannten Studien untersucht. Voraussetzung ist natürlich, dass das Band fest genug am Handgelenk angebracht ist. Das müssen Nutzende überprüfen, denn wenn das Gerät zu locker getragen wird, sind die Daten natürlich nicht genau. Das ist bei allen Wearables so.

Der Tracker bewertet die Erholung in den Kategorien grün, gelb und rot. Wie wird diese Einteilung vorgenommen?

Wir teilen die Erholung auf einer Skala von Null bis 100 Prozent in die drei Bereiche hoch, mittel und gering ein. Grundsätzlich gilt: Je höher der Wert, desto besser die Erholung. Der Wert wird auf Basis verschiedener Parameter berechnet. Dazu gehören insbesondere Herzfrequenz in Ruhe, Herzfrequenzvariabilität, Atemfrequenz und verschiedene Schlafparameter. Das Gerät kennt nach der ersten Messphase die persönlichen Normwerte für die einzelnen Anwendenden und teilt auf Basis dieser Verlaufsinformationen und der aktuell vorliegenden Tagesdaten die Erholung in Prozent ein. Dabei ist es wichtig, die gesamte Skala zu betrachten. Ob die Erholung mit 73 oder 74 Prozent angegeben wird, ist unerheblich. Entscheidend ist die Abstufung in die drei Hauptbereiche.

Die Angaben informieren letztendlich darüber, wie bereit der Organismus ist, einen neue Trainingsreiz adäquat zu verarbeiten. Wenn der Tracker anzeigt, dass der Körper nicht erholt genug für eine neue Belastung ist (rote Zone), führt ein Training in dieser Phase auch nicht zu einer Verbesserung der Fitness. Im Optimalfall trainieren die Nutzenden in den grünen Zeitphasen – dann sind die zu erwartenden Trainingseffekte am größten.

Du hast vorhin erwähnt, eine neue Möglichkeit ist der Einsatz des sogenannten Menstrual Cycle Coachings. Welches sind die aktuellsten Forschungsergebnisse dazu?

Ja, dazu haben wir letztes Jahr ein Paper publiziert (3). Wir wissen, dass Ovarialhormone die Parameter der Erholung beeinflussen. Wir haben in unserer retrospektiven Studie 362.852 Tagesdaten von unserem Tracker ausgewertet. Diese repräsentierten 13.535 Menstruationszyklen von 4.594 Frauen. Wir wollten wissen, ob es Zusammenhänge oder Unterschiede zwischen endogenen beziehungsweise exogenen Hormonen und der Funktion des autonomen Nervensystems gibt.

Eine sehr wichtigste Erkenntnis aus diesen Daten ist, dass Indizes von geringer Erholung und hoher Stressbelastung mit der Lutealphase des natürlichen Menstruationszyklus zusammenhängen. Die kardiovaskuläre Erholung ist in der Follikelphase höher. Zudem modulieren exogene Hormone (Pille) die Erholungsparameter anders, als der natürliche Zyklus – hier sind die Parameter für eine gute Stressanpassung über alle Phasen der Pilleneinnahme reduziert.

Das sind wichtige Erkenntnisse, die künftig auch für die Trainingssteuerung bei Athletinnen genutzt werden können. Der Einfluss der Ovarialhormone wird bislang nicht berücksichtigt. Das wäre aber wichtig – vor allem sollten auch die Unterschiede zwischen endogenen und exogenen Hormonen mehr Beachtung finden.

Unser Tracker kann nun auf Basis der Zyklusdaten, der jeweiligen Phase und dem Erholungszustand die Trainingsempfehlungen modulieren. So lassen sich gegebenenfalls Verletzungen und Übertraining besser vermeiden.

Die Fragen stellte Dr. Tanja Boßmann (pt)

Emily Capodilupo Emily Capodilupo

Sie ist Neurobiologin und hat an der Harvard University studiert. Von 2010 bis 2013 war sie Forschungsassistentin in der Abteilung für Schlafmedizin, Analyse und Modellierung am Brigham and Women’s Hospital. Seit 2013 ist Emily Capodilupo Senior Vice President, Data Science and Research bei WHOOP und verantwortlich für die Forschung. WhoopGER@mcsaatchi.de

Literatur

1 Bellenger CR, et al. 2021. Wrist-based photoplethysmography assessment of heart rate and heart rate variability: validation of WHOOP. Sensors 21: 3571

2 Miller DJ, et al. 2021. Validation study of a commercial wearable device to automatically detect and estimate sleep. Biosensors 11, 185

3 Sims ST, et al. 2021. Patterns of endogenous and exogenous ovarian hormone modulation on recovery metrics across the menstrual cycle. BMJ Open Sport & Exercise Medicine 7: e001047

4 Berryhill S, et al. 2020. Effect of wearables on sleep in health individuals: a randomized crossover trial and validation study. J. Clin. Sleep Med. 16, 5: 775-783