Beurteilung der Leistungs - Pferdeheilkunde Equine Medicine

JasminGysinet al. 193
Pferdeheilkunde
3 (1987)a (uli) 193-200
Zusammenfassung
Beurteilung der Leistungskapazität und Festlegung
der Trainingsintensität
bei Sportpferden
mittels Pulsfrequenzaufzeichnungenund
PIasm alaktatbestimmun gen
J. Gysin, R. Isler und Ä. Straub
Klinik für Nutztiere und Pferde der Universität Bern
(Leiter: Prof. Dr. H. Gerber)
Einleitung
Seit geraumerZeit wird versucht,an Hand verschiedenster
Parameterdie Beurteilung der Leisrungsfahigkeitdes Pferdes wissenschaftlich zrt objektivieren, nicht zuletzr auch,
um die Trainierbarkeit dieserAthleten zu optimieren.
Die wichtigsten Kriterien zur Beurteilungder Ausdauerleistung wollen wir geradezu Beginn mit Literaturangaben
kurz erwähnen: kardiovaskuläre LJntersuchungen(Ebrlein
et al., 1970 und 1973; Isler er al., 1982; Marsland, 1968;
Milne et al., 1977),Blutuntersuchungen inklusive Plasmalaktatmessungen(v. Engelhardt et al., 1973; Gabel et al.,
1982; Grosskopf und aan Rensburg 1982; Grosskopfer al.,
L982; Gysin, 1983; Krzywanek, 1973; Milne er al., t976;
Pfanndorf et al., 1980;Straub er al., 1984),Blutvolumenbestimmungen (Persson,t967 und 1968),respiratorischeUntersuchungen (Hörnicke et al., 1982 Hoppeler et al., 1986)
und Muskeluntersuchungen(Hoppeleret al., t982; Straub et
al., 1982und 1984; \Yilson et al., 1984).
(Jnserer Ansicht nach sind die für den Praktiker am einfachstenzu erfassendenund wichtigsten Kenngrößen zvr
Beurteilung der Ausdauerleistungsfähigkeitdie Pulsfrequenzauf.zeichnungen
unter Belastung mit anschließender
Plasmalaktatbestim mung.
Andere LJntersuchungen,wie z. B. die Messung der Vita
maxima (VOrmax), das wohl zuverlässigste
Bruttokriterium zur Beurteilung der kardiopulmonalen und muskulären Ausdauerleistungsfähigkeit,
sind für den Praktiker heute und in naher Zukunft zu aufwendig und zu kostspielig.
Der Grund, weshalb wir vor allem von Ausdauerleistungskapazität sprechen,liegt darin, daß kurz dauerndeAnstrengungen,wie z. B. Spring-,Sprint- oder Rennleistungen,nur
in beschränktem Maße auf die Energiebereitstellungvia
Sauerstoff angewiesensind; die Energie wird vorwiegend
aus den Adenosintriphosphat- und Kreatinphosphatspeichern der Muskelzellen und aus der anaerobenGiykolyse
bezogen.Die dabei eingegangene
Or-Schuld kann im An-
Zur wissenschaftlichobjekriven Beurteilung der Leistungsfahigkeit
und Trainierbarkeit von Sportpferden schlagenwir für den Praktiker als einfach zu erfassendeKenngrößen die Pulsfrequenzaufzeichnungen während der Belastungund anschließendenPlasmalaktatbestimmung vor. Als Leistungskennwertefür Ausdauerleistungermitteln wir an Hand eines Mehrstufenbelastungstestsmit konstanter
und folgender Plasmalaktatbestimmung
Pulsfrequenzaufzeichnung
die V150 einerseitsund V2 respektive V4 andererseits.An Hand dieser Kennwerte kann die Trainingsintensitätfestgelegtwerden. Um
Tagesformschwankungender Pferde mit zu berücksichtigen, schlagen wir vor, nicht mit fixierten Geschwindigkeiten,sondern mit
Pulsfrequenzüberwachungzu traini eren. Zur Beurteilung kurz dauernder Maximalbeiastungenund zur Bestimmung der Leistungsintensität im Renntraining eignet sich erfahrungsgemäßder Kennwert
v200.
Evaluation of Performance Capacity and Definition of Training
Load Using Heartrate and Plasmalactate-Measurements
To enable the practitioner to objectively evaluate performance-capacity and trainability of horseswe proposethe following easilyobtained parameters:Heart rate during work followed by plasmalactate measurements.New and practical equipment allow for continual monitoring of heart rate during work. To obtain performanceparametersthe horse is subjectedto a multiple-step-test.Test results
enablethe definition of performance-parameters:V150 (velocity at a
constant heartrate of 150 bpm) and V4 respectively Y2 (velocity at
4 mmol resp. 2 mmol lactate/l plasma)for endurancecapacity. V200
(velocity at 200 bpm) is recommended to evaluatestayertype performances.The puls frequency velocity curve levelsout in this region.
Vhen determening training intensity we recommend the use of
heart rate measuredat V4 and V2, rather than V4 and V2 alone,and
to monitor the heart rate while training. Thus a horsesvarying daily
form can be resoected.
schluß an die erbrachteLeistung kompensiert werden. Die
wissenschaftlicheBeurteilung dieser Art von Energiebereitstellungwird zusätzlicherschwert,weil auch die Toleranz des Körpers gegenüber Stoffwechselprodukten, wie
z. B. dem Laktat, einem Metaboliten aus der anaeroben
Glykolyse, nicht objektiv erfaßbarist.
für die
Es ist bekannt, daß die Sauerstoffaufnahmekapazirät
bei Muskelarbeit von mehr als 2 MiEnergiebereitstellung
nuten Dauer in zunehmendemMaße eine Rolle spielt (Houald, 1974).Bei länger dauernden Leistungen ist der Körper also in zunehmendemMaße auf diejenigenOrgane angewiesen,die Sauerstoffaufnehmen(Ventilation/Perfusion
der Lunge, Diffusion der Blutgase),transportieren (Herzminutenvolumen, Blutvolumen, Hämoglobinkonzentration) und in Energie umsetzen (Oxydationskapazitätder
Muskelzelle).Die Kapazität dieserOrgane kann heutzutage
mit wissenschaftiichenTests überprüft werden. Mit anderen Worten heißt das:Je stärker eine Leistungserbringung
von der oxydativen Energiegewinnungabhängt,um so besser kann sie wissenschaftlichobiektiv erfaßt werden.
Einfache Beurteilungsmö glichkeit
der Ausdauerleistungsfähigkeit beim Sportpferd
Grundsätzlich muß erwähnt werden, daß die Leistungsfähigkeit nicht nur unter den verschiedenenLeistungstypen
(Sprinter, Steher, Distanzpferd) stark variiert, sondern
3
Pferdeheilkunde
'194
Beuneilung
der Leistungskapazität
auch individuell innerhalb der Leistungsgruppengroße
Unterschiedebestehen.Aus diesemGrund sollte auch jedes
Pferd einzeln gerestetwerden, und man muß sich dabei
stetsim klaren sein, daß die gemessenen
\ü'erte nicht absoluten, sondernimmer nur vergleichendenCharakter haben
und für die wissenschaftlicheBeurteilung der Leistungskapazität nur bei wiederhoiten Messungenvon Bedeurung
sein können.
\üie bereits erwähnt, erachten wir Pulsfrequenz-und Plasmalaktatmessungenunrer verschiedenenBelastungenals
die beiden wichtigsten Kenngrößen zur Beurteilung der
Ausdauerleistungskapazität.Kontinuierliche Pulsfrequenzmessungenunrer Belastungkönnen heutzutagemit einfach
zu handhabenden Meßsystemen durchgeführt werden
(Abb. 1). Dabei kann die Pulsfrequenzdirekt vom Reiter
von einer Uhr mit Digitalanzeige abgelesenwerden, sie
kann aber auch gespeichertund im Anschluß an den Test
abgerufen und aufgezeichnet werden (Hippocard PEH
200@*).
Abb.1: DiePulsfrequenz
wirddurchSensoren
und
am Pferderfaßt
telemetrisch
getragene
auf die am Handgelenk
Uhr ubermittelt.
Sie
kanndigital
abgelesen
undgespeichert
werden,
Es ist bekannt, daß Laufgeschwindigkeitund Pulsfrequenz
in einer linearen Beziehung zueinander stehen (Ebrlein er
al.,
.t9ZO).Dies gilt für den submaximalen Belastungsbereich. Im individuellen maximalen Belastungsbereichbeginnt sich die Gerade aber abzuflachen.Erfahrungswerre
zeigen, daß dieser Knick im Bereich von 2OOHerzschlägenlMin. auftritt (Abb. 2). Die Erholungspulsfrequ
enz har
wegen der Umwelteinflüsse und Abhängigkeit vom Charakter des Pferdes für den Tierarzt nrr bedingt diagnostischen Wert und dürfte nur bei wiederholten Messungen
nach standardisierterBeiastung in vertraurer Umgebung
nutzvoll sein.
Neben der kontinuierlichen Pulsfrequenzauf.zeichnung
während der Belastungunter Feldbedingungen
haben wir
weiter die Möglichkeit, nach Beendigungder Belastungdie
Plasmalaktatkonzentrationzv bestimmen. In der Regel
entnehmen wir die Blutproben 3 Minuten nach Beendigung der Belastung.Bis zu einem gewissenGrad kann an
'rBioengineeringIsler AG, Postfachg16,CH-8034 Zirich
Pferdeheilkunde
3
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Abb.2: Lineare
Abhängigkeit
von Pulsfrequenz
und Laufgeschwindigkeit
imsubmaximalen
Belastungsbereich
(dunkel:
Bereict'L
derDauerleistungsgrenzeV4)
undAbflachung
derGeraden
immaximalen
Belastungsbereich
um V200(hell)
Hand diesesParametersdie aktuelle Stoffwechsellageder
arbeitendenMuskulatur beurteilt werden. Bei niedriger Belastungsintensitätund genügendemSauerstoffangeboterfolgt die Energiegewinnungvorwiegend aerob, einerseits
über die Glykogenolyseund Glykolyse, wobei dasPyruvaf
in den Citratzyklus eingeschleustwird, und andererseits
über die B-Oxydation freier Fettsäuren.Mit steigenderBelastungsintensitätnimmt die anaerobe Glykolyse überhand, da das Sauerstoffangebotoder die oxydative Kapazität der Muskelzellenicht ausreicht,um dasPyruvat in den
Citratzyklus abzuziehen.Dabei wird Laktat, das Endprodukt aus der anaeroben Glykolyse im Körper, akkumuliert. Zwischen Leistungsintensität(Geschwindigkeit)und
Plasmalaktatbesteht eine exponentielle Beziehung (Abb.
3), im sehr hohen Belastungsbereich
steigtdasPlasmalaktat
also massivan. Die gemessenen
Plasmalaktatkonzentrationen hängen jedoch nicht nur von der Produktion in der
Muskelzelleab, sondernauch von der Reutilisationund der
Perfusionder Muskelzelle.
Um den individuellen Zusammenhang zwischen Laufgeschwindigkeitund Pulsfrequenzeinerseitsund PlasmaIaktat andererseitsim submaximalenBelastungsbereich
zu
eruieren, muß iedes Pferd einzeln bei mindesrens3 Geschwindigkeitengetesrerwerden. Dabei sollte bei jeder Be-
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4Oo
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6('0
ZO<t
AOO
9OO
\/
m/min
Abb.3: Exponentielle
BeziehungzwischenPlasmalaktat
und Laufgeschwindigkeit.
Raster:Der Ubergangsbereich
von vorwiegend
aeroberzu vorwiegendanaeroberEnergiebereitstellung
istgleichzeitig
der Bereichder Dauerleistungsgrenze.
J a s m i nG v s i ne t a l . 1 9 5
lastungsstufeeine Steady-state-Pulsfrequenz
erreicht werden (Vorschlag: 400 m/Min., 500 m/Min., 600 m/Min.).
Die Laktatbestimmung erfolgt jeweils 3 Minuten nach jeder Belastungsstufe.Aus den ermittelten Geschwindigkeiten, Pulsfrequenzenund Plasmalaktatkonzentrationen
können wir nun eine Pulsfrequenz-Geschwindigkeitsgerade und eine Plasmalaktat-Geschwindigkeitskurve
aufzeichnen (Abb. a).J. öfter wir diesenTest durchführen, selbstverständlichimmer unter möglichst identischenBedingungen, um so genauerwerden die Kurven und um so besser
reproduzierbar werden die im foigenden beschriebenen
Leistungskennwerte.
V15g - Bewertungsskala
_1o sehr gut
-9
_8
_7
soo
3 . STUFEI{EELASTUI'CSTEAT
PF/
min.
Laktat
mmol/l
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500
flz
600
V m/min
vrso
m/ mi n
Abb.5: V1SO-Bewertungsskala
mitNotengebung
fur den Einstufenbelastungstest.
lichen Teil über die anaerobeGlykolyse erfolgt und tiefere
Belastungsintensitäten
normalerweisenicht dem Trainingsziel entsprechen.In diesemBereich beginnt die Abflachung
der Pulsfrequenzgeschwindigkeitsgeraden.
Um den Anfangspunkt der Abflachung zu finden, können diesePferde
pro Distanzeinheit(r.8.200 m) progredient höher belastet
werden (für Galopper z. B. 400 bis 900 m/Min.). Der Pulsfrequenzverlaufwird während dieserBelastungkontinuierlich aufgezeichnet.
Der Abknickungsbereichiiegt dann bei
ca.200Schlägen/Min.Bei Trabern und Galoppern bedient
man sich deshalb des LeistungskennwertesV200 (G.schwindigkeit bei konstanter Pulsfreqvenzvon 200 SchlagenlMin.).
!9r.
Die Kurve, die wir ausden Geschwindigkeitenund Plasmalaktatkonzentrationen erhalten, zeigt einen exponentiellen
Verlauf. Dieser läßt uns erkennen, daß die Beurteilung im
submaximalenund maximalenBelastungsbereich
schwierig
Der LeistungskennwertV150 (Geschwindigkeit bei konwird, da bereits minimale Geschwindigkeitsabweichungen
stanter Pulsfrequenzvon 150 Schlägenpro Minute), der
massive Plasmalaktatunterschiedezur Folge haben. Im
von ?. Engelhardtet al. (1973)zur Beurteilung der aeroben
Kapazität vorgeschlagenwurde, eignet sich gut für Pferde,
Üb.rgrttgsbereich von flachem zu steilem Kurvenanstieg
wo die
liegt die Geschwindigkeitder Dauerleistungsgrenze,
die in niedrigenGeschwindigkeiten,dafür aber länger belaanaerobeEnergiebereitstellungüberhandnimmt (Abb. 3).
stet werden, aber auch zur Beurteilung der GrundkondiSie wird wie beim Menschen auf 4 mmol Laktat/I Plasma
tion von Pferden.
festgesetztund ergibt einen neuen Kennwert: Va (GeDa dieser Kennwert immer noch im linearen Abhängigschwindigkeit bei 4 mmol Laktat/I Plasma).\Wie schon bei
keitsbereich liegt, hat der Reiter respektive Tierarzt die
der Bestimmungder V150 läßt sich auch hier, natürlich imMöglichkeit, dasPferd nur mit einer Belastungsstufe
zu temer auf Kosten der Genauigkeit wegen der individuellen
sten. Dabei sollte eine Steady-state-Belastung
erzielt werAbweichungen, das Testprozederevereinfachen.Das Pferd
den, bei der während mindestens3 Minuten Dauer eine
konstantePulsfrequenzvon 150Schlägen/Min.aufgezeich- wird einmal belastet,wobei während mindestens3 Minunet werden kann. An Hand bestehenderVl5O-Bewertungs- ten Dauer eine konstante Geschwindigkeit erzielt werden
skalen(Abb. 5) kann dem Pferd eine Leistungsnotegegeben sollte. 3 Minuten nach Beendigungder Belastungwird die
Plasmalaktatkonzentrationgemessen.Durch Extrapolaund so der Trainingseffekt während einer Trainingsperiode
Laktatwertes kann nun der V4-Wert
tion des gemessenen
verfolgt werden. Man muß sich aber bewußt sein, daß mit
annäherndbestimmt werden. Auch hier existierenfür dieder Vereinfachung diesesTestverfahrenseine Ungenauigkeit in Kauf genommen werden muß, da bei der Steigung sen Kennwerr Notenskalen (Abb. 6). Bei Pferden,die ausgesprocheneAusdauerleistungenzu erbringen haben, eigder Pulsfrequenzgeschwindigkeitsgeraden
geringgradigeinnet sich erfahrungsgemäßder Leistungskennwert V2 (Gedividuelle Unterschiedeauftreten können.
schwindigkeit bei 2 mmol Laktar/I Plasma) besserals V4,
Leistungskennwertefür Pferde,die nur über kurze Distanz
da bei diesen Athleten kaum Belastungsintensitätenerrespektive kurze Dauer Maximalleistungen zu erbringen
wesenthaben,müssenim annäherndmaximalenBelastungsbereich reicht werden können, die den Plasmalaktatspiegel
lich über die Dauerieistungsgrenze
ansteigenlassen.
eruiert werden, da ihre Energiebereitstellungzum wesentV150,V4 undV2.
Abb.4: Lerstungskennwerte
P ferdehei l k unde3
1 96
der Leistungskapazität
Beurteilung
gemessenenPulsfrequenz vor. Die Festlegung der V4 reLaktat
ipektive V2 allein scheint uns gefährlich, da die TrainingsV4- Bewertungsskala
mmol/l
belastungdurch eine vorgegebeneGeschwindigkeit fixiert
8
7
ist und so TagesformschwankungendesPferdesnicht mehr
6
berücksichtigtwerden können (Abb. 7). solche treren vor
5.5
5allem bei jungen Pferden auf, die sich in einem Aufbautrai4
ning befinden. \rird bei schlechter Tagesform trotzdem
3A
3
mit der festgelegtenGeschwindigkeit trainiert, kann das
Pferd leicht überfordert werden und unnötig schaden neh2
men. Trainiert man hingegen mit festgelegtenPulsfrequenzen, so wird die Trainingsbelastung(V) bei schlechter Tagesform niedriger.sein als bei ausgezeichneterTagesform.
Das Risiko von überbeanspruchungkann wesenrlichverringert werden, andererseitskann auch ein Training mit zu
mit NotengebungfÜrden EinstufenbelaAbb. 6: V4-Bewertungsskala
nieärigen Belastungsintensitätenohne Trainingseffekt verstungstest.
miedenwerden.Deshalbglaubenwir, daß ein Training mit
Festlegung der Trainingsintensität und -überwachung
Pulsfrequenzüberwachungwesentlich schonenderund effi'Wie bereitserwähnt, haben die im vorangehendenKapitel
zienteräurchgeführt werden kann als ein Training mit festsongelegtenGeschwindigkeiten.Dasselbegilt natürlich auch
besprochenenLeistungskennwertenicht absoluten,
gunur
bei
dern nur vergleichendenCharakter und dürfen
ter Reproduzierbarkeit der Resultate zur Beurteilung der
Leistungskapazität und F estlegung der Trainin gsintensität
,r.r*.r,ä.t werden. Leistungstestssollten also möglichst
unter identischenBedingungenwiederholt werden, ansonsten kann dasTestergebnisverfälschtund Trainingsintensitäten können falsch festgelegtwerden.
'weitere Grundvorausserzungen ztrr obiektiven Beurteilung der Leistungsfähigkeitund Trainierbarkeit einesPfereine
d.tiind natürlich auch ein guter Gesundheitszustand,
angepaßteErnährung, die Berücksichtigung der Psychedes
pferäes, der Konstitution und des momenranen KondiBelastungsmit Pulsfrequenzüberwachung.
Abb. 8: Intervalltraining
(,
(------)
tionszustandes.Je besser der Konditionszustand, um so
pulsfrequenz
), Belastungsgeschwindigkeit
kleiner wird der prozentuale Leistungszuwachs.
Zur Festlegung der Trainingsintensität zur Verbesserung
ftir die Überwachung des Renntrainings, wo z. B. als Traider aerobrÄ K^p^rität eines Pferdes schlagenwir die ErV4
ningsintensität eine Pulsfrequenz von 200 Schlägen/Min.
und
V2
bei
mittlung derY2 und V4 zusammenmit der
gewählt werden kann (V200).
Di. G.rt"ltung des Trainingsaufbausbezüglich Trainingsm/
frequenz und -dauer hängt vom momentanen Konditions/mrn
z.rsiand des Pferdes und dem Trainingsziel ab. Das Pferd
650
sollte aber nicht häufiger als ein- bis zweimal wöchentlich
einem Einstufen- oder Intervalltraining (Abb. 8) unterzoLeistungstestsstellendagen werden. Die vorgeschlagenen
Trainingsintensität und
der
bei Hilfsmittel zur Festlegung
Beurteilung des Leistungszuwachsesdar. Bezüglich der Be190
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Abb. 7: 3monatiges
Trainingvon drei Junghengsten
mit TrainingsintensitätV4. Einmalwöchentlich
wurdendie Pferdemit Einstufenbelastunggetestetund durch Extrapolation
des gemessenenLaktatwertes
während einer .Militarygeländedie neueV4 ermittelt.Dabeitratenbei einemHengst(I) zweimalsehr
Abb. 9: Pulsfrequenzaufzeichnung
prufung.
deutlicheFormschwankungen
auf (dunkleBereiche).
3
Pferdeheilkunde
JasmlnGysinet al
lastbarkeit des einzelnen pferdes spielt immer noch die
Feinfühligkeit des guten Trainers und Reiters und seine
Kenntnis deseinzelnenIndividuums einewesentlicheRolle.
Am Ende der Trainingsperiode sollte die Leistungskapazität des Pferdesdie am.\wettkampftag gefordertei.iriurrg
um 10 bis 20 Prozent übersteigen,lenaih Alter und Erfah]
-die
renheit des Pferdes,da durch
ungewohnte umgebung
am.wettkampfort, durch Geländeunebenheiten(andere
Bodenverhältnisse),
durch Hindernisse usw. die zu erbringen{: I,eistungschwierigerwird als zu Hause im gewohn_
ten Trainingsgelände(Abb. g). Die Möglichkeit, d'enpuls_
frequenzverlaufim wettkampf selbst
bestätigt uns schließlich,ob eine optimale^ifzuzrichr.r,
Trainingsdosierung
gewählt wurde.
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o*t*a, september 22nd-24th, Ig4- Ig 2.
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Pferdeheilkunde
3
200
Beurteilungder Leistungskapazität
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COPD wird allgemein als eine Erkrankung definiert, die
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P{erdeheilkunde
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Dr. Jasmin Gysin
Klinik für Nutztiere und Pferde
Universität Bern
Bremgartenstrafle109a
CH-3012 Bern
Im broncholären Epithel gehören die Clara-Zel\enzu den
wesentlichenFunktionsträgern,deren Hauptaufgabein der
Syntheseder serösenMukusanteile und des pulmonalen
Surfactantsysremsbesteht. Auf Grun d intrazytoplasmatischer Enzymsystemewird diesem Zel\ryp auch eine wesentlicheentgiftendeWirkung für die gesamteLunge zugeschrieben.
In der Anfangsphaseder COPD sind nur geringgradige
Veränderungenfeststellbar,die sich in einem Verlust an
Granula und einer Vermehrung des glatten endoplasmatischen Retikulums sowie ersten Degenerationserscheinungen äußern. Später sind verstärkt Myelinfiguren und Ansammlungenvon feingranuläremMaterial zu beobachten.
Bei hochgradigerCOPD fällt auf, daß im broncholären
Epithel, das dabei mehrschichtig wird, die Clara-Zel\en
zum großen Teil durch Becherzellenersetzt werden, wodurch die Viskosität des Schleimesin den Bronchioli ansteigt.Daneben sind die typischen Anzeichen einer Atemwegsobstruktion durch intraluminale Sekretansammlungen, peribroncholäreEntzündungsinfiltratesowie Lymphfollikelbildungenund Fibrosierungender BronchioL zu sehen.
Diesein den auch nicht entzündlich verändertenBronchioli festzustellenden
Fehldifferenzierungenund Degenerationen der Clara-Zellen sind durch die Destabilisierung des
mukoziliaren Gleichgewichtsftir die funktionelle Obstruktionen der Bronchien und vor allem der Bronchioli verantwortlich zu machen.
P. Stanger