Einfluss der Höhe des Wohnorts auf die Vitalkapazität bei Kindern in Graubünden

 

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Gianin Cathomas, 2004 | Flims Dorf, GR

 

Bedingt durch den Luftdruck nimmt der Sauerstoffgehalt mit der Höhe über Meer rasant ab. Studien aus Argentinien und China zeigen, dass die Höhe der Wohnlage einen Einfluss auf das Lungenvolumen beziehungsweise die Vitalkapazität hat. Das Ziel der Arbeit war herauszufinden, ob die Vitalkapazität bei Kindern in Graubünden abhängig von der Höhenlage ihres Wohnorts ist. Dafür wurden die forced vital capacity (FVC) Werte von 68 Kindern aus 5 verschiedenen Gemeinden im Kanton Graubünden mit Hilfe eines Spirometers erfasst und ausgewertet. Zusätzlich wurden die Grösse, das Gewicht und die sportliche Aktivität der Kinder aufgenommen. Es darf angenommen werden, dass der Ort einen Einfluss auf die FVC hat. Wie gross und wie stark sich dieser Einfluss bemerkbar macht, konnte mit dieser Studie nicht geklärt werden. Die Resultate dieser Studie sollten kritisch hinterfragt werden.

Fragestellung

Hat die Höhenlage des Wohnortes einen Einfluss auf die Vitalkapazität (gemessen als FVC) bei Kindern in Graubünden?

Methodik

Es wurden Daten von insgesamt 69 Kindern, davon 38 Knaben (M) und 31 Mädchen (W), im Alter von 9-10 Jahren, im Kanton Graubünden gesammelt. Die Kinder stammten aus den Gemeinden Zizers (561 m.ü.M., 945 hPa), Chur (595 m.ü.M., 940 hPa), Flims (1081 m.ü.M., 885 hPa), Davos (1560 m.ü.M., 833 hPa) und Samedan (1720 m.ü.M., 817 hPa). Es wurden folgende Daten erhoben: FVC, Körpergrösse, Körpergewicht und die sportliche Aktivität in 4 Kategorien. Mit Hilfe des Statistikprogramms R wurden die Berechnungen und die Graphiken erstellt. Mittels Boxplots, Streudiagrammen, sowie einer multiplen linearen Regression (MLR), wurden die Daten ausgewertet.

Ergebnisse

Es konnte eine Korrelation zwischen der FVC und der Grösse (r(M) = 0.59 mit p < 0.001, r(W) = 0.73 mit p < 0.001) sowie des Gewichts (r(M) = 0.38 mit p = 0.018, r(W) = 0.68 mit p < 0.001) festgestellt werden. Zwischen der FVC und der sportlichen Aktivität beträgt die Korrelation (r(M) = 0.16 mit p = 0.359, r(W) = -0.33 mit p = 0.074). Die Boxplots weisen auf eine erhebliche Differenz bezüglich der FVC an den verschiedenen Orten, bei substanzieller Streuung innerhalb der Wohnorte, hin. Mit Hilfe der MLR kann der Höheneinfluss auf die FVC, unter Berücksichtigung der restlichen Faktoren, geschätzt werden. Die der MLR entnommenen FVC Schätzungen für die Orte unterscheiden sich signifikant (F = 2.749, p = 0.037), jedoch sind diese Unterschiede nicht monoton mit der Höhe assoziiert.

Diskussion

Es konnte trotz kleiner Teilnehmerzahl eine Korrelation zwischen der Grösse, bzw. dem Gewicht und der FVC, festgestellt werden. Bei der sportlichen Aktivität ist dies nicht der Fall. Jedoch könnte die methodische Herangehensweise zur Erhebung der sportlichen Aktivität hierbei eine Rolle gespielt haben, da sie gegebenenfalls nicht optimal war. Die MLR ergibt, dass die mittlere FVC der Kinder an den verschiedenen Orten, unter Berücksichtigung der anderen Einflussfaktoren, nicht gleich ist. Dieses Ergebnis kommt aber wahrscheinlich vor allem durch die sich stark von den anderen unterscheidenden Orte Zizers und Chur zustande und nicht durch den erhofften Trend in den gemessenen Daten. Durch die hohen FVC Werte in Zizers könnte sogar eine abnehmende Tendenz der FVC Werte mit der Höhe festgestellt werden. Aufgrund der sehr limitierten Fallzahl ist dieses Ergebnis aber mit Vorsicht zu betrachten und würde bei erhöhten Fallzahlen sehr wahrscheinlich anders ausfallen.

Schlussfolgerungen

In Anbetracht der vorhandenen Literatur müsste sich bei dieser Studie der Unterschied im unteren einstelligen Prozentbereich bewegen. Da dieser Unterschied sehr klein ist, überwiegt der Einfluss von Grösse, Gewicht und dem Geschlecht deutlich. Hinzu kommt, dass das MLR Modell tendenziell overfitted ist, das heisst es gibt zu viele erklärende Variablen auf zu wenige Testpersonen. Das führt dazu, das zufällige Schlüsse aus den gemessenen Daten hervortreten können. Für eine definitive Aussage wäre eine erweiterte Studie mit mehr Kindern, sowie Kindern, welche nicht nur gleich alt, sondern auch nahezu gleich gross und schwer sind, nötig.

 

 

Würdigung durch den Experten

Dr. Daniel Wiedemeier

Herr Cathomas hat sich in seiner Arbeit mit einem ebenso interessanten wie auch im Schweizer Kontext noch erstaunlich wenig erforschten Thema auseinandergesetzt. Dabei hat er unter grosser Eigeninitiative eine passende Studie entworfen, sorgfältig die Messungen durchgeführt und die Daten im Anschluss mit statistischen Mitteln mehrdimensional analysiert. Seine Resultate und Schlüsse überzeugen durch hohe Transparenz wie auch kritisches Denken. Eine tolle wissenschaftliche Arbeit, die so üblicherweise von fortgeschrittenen Medizinern durchgeführt wird.

Prädikat:

sehr gut

Sonderpreis «Forschung auf dem Jungfraujoch» gestiftet vom Paul Scherrer Institut

 

 

 

Bündner Kantonsschule, Chur
Lehrerin: Riccarda Cottiati