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Wenn man sich mit sportmedizinischer Leistungsdiagnostik beschäftigt, stößt man auf viele Fachwörter, die an dieser Stelle für den interessierten Sportler erklärt werden:
aerobe Leistung :
Diejenige Leistung, bei der die über die Atmung aufgenommene Sauerstoffaufnahme ausreicht, um die benötigte Energie im Arbeitsmuskel zu decken.
aerob-anaerobe Schwelle (anaerobe Schwelle) :
Die bei einer Dauerbelastung im Blut feststellbare Laktatkonzentration von 4mmol/l wird als Schwelle eines stoffwechselphysiologischen Parameters bezeichnet. Bei dieser Belastungsintensität stellt sich gerade noch ein Steady-State (gleich bleibender Zustand) verschiedener Parameter ein: z.B. Blutlaktatkonzentration, Herzfrequenz, Sauerstoffaufnahme, Ventilation, Atemfrequenz, etc.). Jede höhere Belastung führt zu einem kontinuierlichen Anstieg des Schwellenparameters (Prof. Heck, 1990 Bochum).
Wissenschaftlicher Vater der aerob-anaeroben Schwellendiagnostik: Prof. Mader, 1976 Köln.
Allgemeine Ausdauer (Grundlagenausdauer)
Dauerleistungsmethoden, die in rein aerober Stoffwechsellage vom Sportler durchgeführt werden. Das Spektrum reicht vom regenerativen, extensiven, intensiven Dauerbelastungen, Intervallbelastungen bis hin zu Maximalbelastungen. In dieser Folge nimmt der Kohlenhydratanteil an der Energiebereitstellung systematisch zu.
Ausdauerleistungsfähigkeit :
Die Fähigkeit, eine gegebene Leistung über einen möglichst langen Zeitraum durchzuhalten (Ermüdungswiderstandsfähigkeit).
Ausdauertraining:
Training großer Muskelgruppen von >1/6 bis 1/7 der Gesamtmuskulatur bei niedriger Intensität, z.B.: Laufen, Schwimmen, Radfahren, Rudern, Skilanglauf, Inline, etc. Bei solchem regelmäßig und über einen längeren Zeitraum durchgeführten Training unter überwiegender Energiebereitstellung durch die Fette kommt es erwiesenermaßen zu den gesundheitlich wertvollen Anpassungserscheinungen am Herz-Kreislaufsystem, am Skelettmuskel, am Immun- und vegetativen Nervensystem.
Energiebereitstellung :
Je nach Belastungsdauer und -intensität (Sekunden bis Stunden) erfolgen 3 Resynthesewege des Adenosintriphosphats (ATP) mit unterschiedlichem Anteil:
• anaerob alaktazid (über Kreatinphosphat)
• anaerob laktazid (über die Glukose)
• aerob (über den Zitratzyklus und die Atmungskette in den Mitochondrien)
Fettstoffwechseltraining :
Milde Trainingsbelastungen nach der Dauermethode, die bei niedrigen Blutlaktatkonzentrationen und >40% der maximalen Sauerstoffaufnahme mehr als 50% der benötigten Energie über die Verwertung der freien Fettsäuren liefern
Feldtest :
Diagnostik der Ausdauerleistungsfähigkeit unter sportartspezifischen Bedingungen (Laufbahn) im Feld.
Die Präzision der Felduntersuchung erlaubt z.B. im Marathonlauf eine Prognose der Laufleistung. Entsprechende Angaben sind auch im Triathlon/Radbereich möglich.
Genetische Disposition :
Sportler in Ausdauerdisziplinen besitzen einen höheren Anteil an ST-Muskelfasern, (slow-twitch = langsam zuckende aber ausdauernde Muskelfasern), während Kurzleister (Sprinter) umgekehrt eine Dominanz der FT-Muskelfasern, (fast-twitch = schnell zuckende Fasern mit hoher Leistung/Zeiteinheit, aber wenig ausdauernd) aufweisen. Die Extreme müssen bei der Beurteilung des Laktatverhaltens aus theoretischer Sicht und der sportpraktischen Umsetzung berücksichtigt werden.
Herzfrequenz (HF) :
In Abhängigkeit vom Energiebedarf im Arbeitsmuskel wird bei körperlicher Anstrengung über eine HF-Steigerung mehr Sauerstoff zum Muskel transportiert, so dass fortgesetzte Kontraktionen möglich sind.
Herzfrequenz beeinflussende Faktoren :
Die HF wird in ihrer Höhe neben der belastungsbedingten Beschleunigung durch eine Vielzahl von internen und externen Faktoren beeinflusst.
• Interne Faktoren : Lebensalter, Geschlecht, Genetik, Trainingszustand, Allgemeine Verfassung, etc.
• Externe Faktoren : Klima, Temperatur, Arbeitsintensität, Belastungsdauer, Körperposition, Psyche, etc.
Herzfrequenzgesteuerte Leistungstests :
Testverfahren z.B. PWC, Conconi-Test/Varianten etc. oder 180/200 minus Lebensalter, die nur die Herzfrequenz der Lauf oder Radgeschwindigkeit zuordnen und Angaben zur Trainingsintensität machen wollen, sind ungenau, bzw. nichtwissenschaftlich, weil sie die aerob-anaerobe Schwelle , bzw. aerobe Stoffwechselbereiche und ihre Differenzierung nicht angeben können (vgl. Heck, H. et al.: Bestimmbarkeit, Objektivität und Validität der Conconi-Schwelle auf dem Fahrradergometer Dtsch. Z. Sportmed. 40, 1989)
Herzfrequenz-Formeln
Egal welche zur Berechnung einer Trainingsherzfrequenz, z.B. für die Durchführung eines Fettstoffwechseltrainings sind ungenau. Da der Energiebedarf der entscheidende Faktor für die Pulsfrequenzeinstellung ist, muss die Trainingsherzfrequenz systematisch auf den Stoffwechsel, d.h. mit der Laktatkonzentration "kalibriert" werden.
Herzfrequenz-Trainingssteuerung :
Im Gegensatz zu Angaben in der Werbung von Herstellern der HF -Meßsysteme lässt sich mit keiner Formel, welche nur die HF berücksichtigt, ein genaues Ausdauertraining auf Grund der o.a. Variablen steuern. Wesentlich stabiler erweist sich die Laktat -Leistungs-Beziehung.
Individuelle aerob-anaerobe Schwelle (Vgl. Übersicht in Heck, 1990) :
Derzeit existieren über 16 Verfahren, die versuchen, das individuelle maximale Laktat-steady-state zu ermitteln. Aufgrund der unterschiedlichen Belastungsmethodik und der unterschiedlichen mathematischen Verfahren (die den komplexen physiologischen Verhältnissen nicht gerecht werden können) kommen alle Verfahren zu unterschiedlichen Ergebnissen, so dass nur die Schlussfolgerung gezogen werden kann: Sie stimmen alle nicht.
Kohlenhydrate (Glykogen) :
Die Glykogenmenge begrenzt vor allem im Muskel die energieliefernde Situation, die je nach Dauer und Umfang der Trainings- oder Wettkampfbelastung bei zunehmender Entleerung zur Ermüdung mit reduzierter muskulärer Leistung führt. Wird zum Beispiel im Marathonlauf eine zu hohe Anfangsgeschwindigkeit gewählt, kommt es bereits nach 25-35 km zu einem deutlichen Verlust an Glykogen, so das nur noch geringe Laufgeschwindigkeiten unter zunehmender Verwendung der freien Fettsäuren (zu deren Oxidation eine höhere Sauerstoffaufnahme benötigt wird) möglich sind. Ähnliche Probleme resultieren beim Radsport (Hungerast), wenn zu wenig, zu spät oder überhaupt keine Kohlenhydrate in fester oder flüssiger Form im Training oder Wettkampf konsumiert werden.
Labordiagnostik :
Die Labordiagnostik bietet ideale Untersuchungsbedingungen. Hierfür sorgen identische Belastungsgeräte und die Möglichkeit, konstante klimatische Bedingungen zu schaffen. Wenn der Untersucher immer die gleiche Belastungsmethodik wählt, können gut die Testergebnisse im Längsschnitt verglichen und zur Trainingssteuerung verwendet werden. 5-8 minütige Stufendauer, 0,3 - 0,4m/s (1,1 - 1,4 km/h) Abstufung, konstante 1,5%-ige Laufbandsteigerung führen zu einer guten Schwellendiagnostik und ermöglichen die saubere Kalibrierung der Herzfrequenz für das Training. Gleiches gilt für die Radergometrie.
Laktat :
Laktat ist das saure Endprodukt des anaeroben Stoffwechsels. Das am häufigsten angewandte analytisch chem. Verfahren ist die Umwandlung von Laktat in Pyruvat über die Bildung von NADH 2. Mit steigender Belastung, z.B. im Stufentest nimmt die Laktatbildung und -elimination (= Beseitigung) zu. Früher oder später wird eine Belastungsintensität erzielt, bei der die Bildung gerade noch der Elimination entspricht (maximales Laktat-steady-state). Es wird auch in Ruhe immer Laktat gebildet und eliminiert. Der Ruhewert kann (auch ernährungsbedingt) zwischen 0.7 – 2,0 mmol/l betragen und liefert keine Aussagen für das Laktatverhalten unter Belastung. Bei höherer O2-Aufnahme auf den ersten submaximalen Belastungsstufen wird Laktat verstärkt oxidiert/eliminiert, so dass hier sehr oft niedrigere Werte als in Ruhe gefunden werden. Es ist deshalb falsch und unphysiologisch den Ruhewert von den Belastungswerten zu subtrahieren.
Sauerstoffaufnahme (VO2 max: maximale Sauerstoffaufnahme) :
Das Bruttokriterium der aeroben Leistungsfähigkeit und bis Mitte der 70-iger Jahre die am häufigsten untersuchte Größe in der Sportmedizin. Die Grenze der VO2 max. hinsichtlich ihrer Aussagekraft zur Beurteilung der Ausdauerleistungsfähigkeit unter dem Aspekt der Leistungsprognose und als Parameter zu Trainingssteuerung wurde zunehmend erkannt. Während sich die in internationalen Veröffentlichungen mitgeteilten max. Sauerstoffaufnahmewerte bei Spitzenathleten verschiedenenr Ausdauerdisziplinen nicht mehr unterschieden, ließen sich bei gering oder nicht differenter VO2 max. weitere trainingsbedingte Unterschiede im Bereich des Muskelstoffwechsels ( Laktatverhalten , Enzyme) nachweisen. Unter diesem Aspekt kommt der Laktatdiagnostik die höhere Bedeutung in der Sportmedizin zu, besonders unter Berücksichtigung der grossen Meßfehlermöglichkeit, der Leistungsbeeinträchtigung des mit Atemmaske versehenen Läufers (Heck 1990) sowie der o.a. Punkte.
Stoffwechseloptimierte Lauf-, Rad- oder Schwimmgeschwindigkeit :
Verschiedene Trainingsmethoden und -geschwindigkeiten mit ihrer speziellen Zielstellung z.B. Entwicklung der Grundlagenausdauer oder der wettkampfspezifischen Ausdauer werden definierten Laktatkonzentrationen mit bekannter Trainingswirkung zugeordnet.
Untersuchungsverfahren (objektive) :
Bei maximaler, stufenförmig ansteigender Belastung (0.2 - 0.4 m/s - Abstufung mit möglichst langer Stufendauer > 5 min.) unter Einbezug der Laktat- und Herzfrequenzregistrierung und unter sportartspezifischen Bedingungen werden die zuverlässigsten Ergebnisse sowohl für Fragestellungen zur Leistungsdiagnostik (z.B. im Jahres/Mehrjahresvergleich) als auch für die laktatoptimierte Trainingssteuerung erhoben.
Wissenschaftliche Gütekriterien :
• Objektivität: Verschiedene Untersucher kommen zu dem gleichen Testergebnis, welches unabhängig von subjektiven Einflüssen des Untersuchers ist.
• Validität: Die Genauigkeit, mit der ein Test dasjenige Merkmal mist, das er messen soll.
• Reliabilität: Grad an Genauigkeit, mit der ein Erhebungsinstrument ein Merkmal misst.
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