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CP-Konzept

 

Schwellenkonzepte 
6 Schwellenkonzepte

Die meisten Mediziner und Testinstitute sehen im Bereich Herz-Kreislauf für die Ausdauersportler den Schlüssel zum Erfolg. Die meisten Diskussionen und das grösste Unsicherheitspotential in der Leistungsdiagnose bildet die sogenannten Schwellen.

Ich möchte dazu die relevanten Punkte einmal zusammentragen und am Schluss versuchen eine Bilanz zu ziehen und damit hoffentlich Klarheit in dieses Gebiet zu bringen.

Wenn von dem Schwellenpuls, Laktatbalancepunkt, der ANS oder den HF steady state , Laktat steaty state  usw. gesprochen wird, verstehen alle etwas anderes. Aber trotzdem werden diese Begriffe vermixt und in der Praxis für planerische Aussagen in allen Bereichen verwendet.

 

Wenn durch einen klaren Wert die momentane körperliche Leistungsfähigkeit ermittelt werden kann, wäre dies für die Planung wichtig, denn damit können Aussagen für die differenzierte Periodisierung gemacht werden. Dieser Wert wird als Schwellenpuls oder aerob-anaerobe Schwelle (ANS) bezeichnet. Dieser Wert bezeichnet grob gesagt den Punkt, an dem ein Sportler über längere Zeit Sport treiben kann, bis die Energiereserven, welche für diese Leistung notwendig ist nahezu aufgebraucht sind. Eine weitere Erklärung ist der Sauerstoffverbrauch. Unterhalb des Schwellenpulses können die Leistungen aerob also mit Hilfe von Sauerstoff erfolgen, oberhalb der Schwelle geht der Sportler eine Sauerstoffschuld ein.

 Das Sauerstoff-defizit steady state und die Sauerstoffschuld 

  

Die grüne Fläche symbolisiert der zusätzliche Sauerstoffverbrauch durch die Belastung.  Die maximale Sauerstoffaufnahme begrenzt die Arbeitsleistung pro Zeiteinheit.

Eine weitere Besonderheit der besagten Schwelle ist die unterschiedliche Energieversorgung. Während unterhalb der Schwelle vorwiegend Fette als Energieträger dienen, ist dies oberhalb der Schwelle vorwiegend Zucker.

Genaue Beziehungen dieses Sachverhaltes lesen sie im Kapitel Sportbiologie nach.

Als wichtigster Punkt, um überhaupt später Vergleiche in betracht zu ziehen, werden alle Tests jeweils unter Standardbedingungen angenommen. In der Schweiz verwenden die meisten J+S Radsporttrainer diese Standardbedingungen. Das bedeutet konkret:

Die Umgebungstemperatur ist immer ca. 19°C ± 2°C 

Die Luftfeuchtigkeit beträgt immer ca. 40% - 70%

Die Körpertemperatur des Athleten wird immer vor und nach dem Test kontrolliert.

Die Körpertemperaturen vor dem Test müssen zwischen 35°C und 37.5°C betragen.

Die Schwelle kann nun mit unterschiedlichsten Methoden ermittelt werden. 

Die Ursprüngliche Methode ist die Bestimmung mittels kontrollierter Sauerstoffaufnahme. Dies kann mit einem Spirometer kontrolliert werden. Ein Spirometer ist ein Gerät zur Messung ein- und ausgeatmeten Luftvolumens sowie des dabei aufgenommenen Sauerstoff-Volumens. Weiter kann das Kolendioxyd-Volumen bestimmt werden. Bei der aeroben Oxidation der Nährstoffe besteht eine mengenmässige Beziehung zwischen verbrauchtem Sauerstoff und dem gebildeten CO2 einerseits sowie der Menge verbrauchter Nährstoffe und dabei frei werdender Energie andererseits. [43]

Wichtigster Parameter bei dieser Messung ist die maximale Sauerstoffaufnahmefähigkeit. Vo2max. Je höher diese liegt, desto besser ist der Athlet in Bezug zur Ausdauer trainiert. Dabei gibt es ein Zusammenhang zwischen Herzfrequenz und Sauerstoffaufnahme.  Weitere Messwerte sind das Atemzugvolumen und die Atemfrequenz. Der Quotient aus Atemminutenvolumen in L/min und der O2 Aufnahme ebenfalls in L/min ergibt das Atemäquivalent welches für die Effizienz der der Atmung aussagewert besitzt. Als Aerobe Schwelle wird nun jener energetische Zustand bezeichnet, bei dem eine optimale aerobe Energienutzung vorliegt [40]
Dieser Punkt liegt im Minimum der Laktatäquivalenzkurve und stimmt mit der aeroben Schwelle von Wassermann [41] überein.  

Die Laktatäquivalenzkurve ist die kurve aus dem Quotienten aus Laktat und Vo2max/kg 

Eine weitere Methode zur Bestimmung der ANS ist die Messung der Laktatkonzentration im arteriellen Blut. Hier bestimmen wir aber den aerob-anaeroben Übergangsbereich. Energetisch bedeutet dies, durch den Mehrbedarf  an Energie und die gesteigerte Glykolyse kommt es zu einem Anstieg der Laktatproduktion in der Muskelzelle. Durch die Sekretion des Laktates ins Blut kann dieses mittels Blutentnahme bestimmt werden. Der gesuchte Übergangsbereich liegt bei der Stelle wo das Laktat durch die Oxidation und Verteilung in den Kompartimenten in gleichem Masse wider aus dem Kreislauf verschwindet und sich somit ein Gleichgewicht einstellt. Dieser Bereich bezeichne ich als Laktat- Steady-State (LSS).  In der Literatur wird das "maximale Laktat Steady State" (MLSS) wie folgt beschrieben: Das MLSS ist die Belastung, bei der sich gerade noch ein Gleichgewicht zwischen muskulärer Laktatproduktion und Laktatabbaurate des gesamten Organismus einstellt und damit die Laktatkonzentration konstant bleibt [45]  

Die Frage ob das LSS wegen der Sauerstoffaufnahmekinetik nur mit einem Stufenleistungstest mit einem vorgegebenen Leistungsanstieg, wie dies in der Laktat-Leistungskurve gegeben ist bestimmt werden kann, oder ob eine alternative Methode wie dies im FACT [49] Test beschrieben ist ebenfalls einen gültigen Wert ermittelt.  

Die bekannteste Schwelle ist das von Mader 1976 [48]  vorgelegte aerob-anaerobe Schwellenkonzept, das als fixe Schwelle auf 4 mmol/l Blut festgelegt ist.  Dieser Wert ist aber wie heute bekannt ist von verschiedenen Parameter abhängig.

Die erste individuelle aerobe Laktatschwelle wurde von Keul 1979 vorgestellt. Keul setzt den Laktatwert als 3-Fach polinomfunktion der Geschwindigkeit aus und bestimmt die individuellen Schwelle an dem Punkt wo die Steigung der Laktatkurve den Wert 1.26 beträgt.  
Kindermann hat ebenfalls eine individuelle variable Schwelle zur besseren Leistungssteuerung empfohlen. Diese kann zum Beispiel mittels ähnlicher Tangentenmethode wie nach Keul bestimmt werden. Weitere Methoden sind in Laktatkinetik, individuelle Laufgeschwindigkeit von B. Marti vorgestellt. [42]  

In der letzten Zeit sind eine ganze Anzahl Einwände gegen die Laktat-Leistungsdiagnostik vorgebracht worden. Die Laktatkonzentration im Muskel kann erheblich vom Blutwert differenzieren. Weiter ist die Entnahmestelle für Peripherieblut nicht unerheblich. Unterschiedliche Testvorschriften führen zu unterschiedlichen Ergebnissen. Eine Glykogenverarmung im Muskel täuscht einen guten Ausdauerleistungszustand durch späteren Laktatanstieg vor. Gerade im Radsport sind durch die Untersuchungsmöglichkeiten mit Leistungsmessung zu Ergebnissen gelangt, welche eine Laktat-diagnose in Frage stellen. 

 Wenn aus einem Strassenrennen, oder eines längeren Trainings die Regulationskurve aufgezeichnet wird, stellt man fest, dass bei gleichem Puls nicht immer die gleiche Leistung resultiert. Dieses Phänomen ist auch im Bereich Laktatkonzentration zu beobachten. Das bedeutet, die Übergänge der Energiebereitstellung sind nicht an klare Werte gebunden und müssen daher mit Hilfe eben dieser Regulationskurven neu definiert werden.

 Bild aus [38]

Die Kurve zeigt auf der Abszisse die Leistung in Watt / kg und auf der Ordinate die Prozentuale Herzfrequenz zur maximalen Herzfrequenz.

Die Testdauer in diesem Beispiel betrug ca. 1 Stunde. Die Kurve beginnt mit der weissen Farbe und wechselt die Helligkeit bis Testenden zu Dunkelgrün. Es ist sichtbar, dass die Leistung zu beginn des Testes bei de gleichen Herzfrequenz deutlich höher ist als am Schluss. 

Der Conconi-Test hat deshalb Berühmtheit erlangt, weil er es schafft, die Schwelle zu ermitteln, ohne dass Atemgas oder Laktat gemessen werden müssen. Wenn man sich die Aussagegenauigkeit der Laktat - Methoden anschaut, darf man mit Recht behaupten der Conconitest sei in dieser Beziehung ebenbürtig.

Zum Schluss der Zusammenstellung möchte ich auf meine favorisierte Testmethode im Bereich Herz-Kreislauf zu sprechen kommen. Jede sinnvolle Trainingsplanung hat eine Zielsetzung. Die meisten Sportler haben Ihre Zielsetzung in den Wettkämpfen. Gerade im Strassenrennsport wird ein Aufbau häufig mit Wettkämpfen geplant. Was liegt demnach näher diese Wettkämpfe als Leistungsbestimmung zu verwenden. Wenn ich die Herzfrequenz eines Wettkampfes aufzeichne welcher nicht gerade als Plauschwettkampf absolviert wird und die Herzfrequenz als Häufigkeitsdiagramm aufzeichne, so kann ich die ANS mit grosser Genauigkeit festlegen.

Die Herzfrequenz als Häufigkeitskurve aufgezeichnet.

Leider stellen die Standardprogramme diese detaillierte Darstellung nicht zur Verfügung. Bei der grössten Häufigkeit der Herzfrequenz liegt im Allgemeinen die ANS hier in diesem Beispiel schätzen wir den Wert bei ca. bei 173 S/min

Beim gleichen Athleten eine Woche später. Hier würden wir die Schwelle bei 176 S/min schätzen.

Diese Ungenauigkeit liegt im Toleranzbereich und kann für die weitere Planung verwendet werden.

Wir halten noch einmal fest. Eine eindeutige ANS welche auf den Pulsschlag genau definiert werden kann gibt es nicht! Dieser Wert Variiert je nach Tageszeit der Belastung, Dauer der Belastung, Erholungszustand, Gesundheitszustand, Ernährung usw..

Bilanz dieser Punkte

Die Leistungsdiagnostik im Bereich Herz-Kreislauf wird heute von vielen Stellen mit den unterschiedlichsten Methoden angeboten. Eine qualitative Einordnung der Methoden ist nicht möglich. Ich bin aber der Meinung, dass prinzipiell mit jeder Methode sinnvolle Ergebnisse erzielt werden können. Die qualitativen Unterschiede der Stellen welche solche Tests anbieten sind aber erheblich. Nicht nur was die Ausführungsqualität anbelangt, sondern genau so was die Konsequenzen aus den ermittelten Resultaten anbelangt. Institute welche alle Testmöglichkeit anbietet und diese je nach Athletenbedürfnisse individuell empfehlen, zeugen von grösserer fachlicher Kompetenz, als solche, welche nur eine Methode anbieten und alle anderen Methoden als unzuverlässig oder gar schlecht bezeichnen.

Die Empfehlung welche Leistungsdiagnose zu welcher Zeit angeordnet wird sollte eigentlich der Trainer fällen. Dieser hat den Überblick und nimmt sich die Zeit, um die Gesamtentwicklung zu beurteilen. Leistungsdiagnostik ist in einer technischen Sportart wie sie der Radsport darstellt nicht nur auf das Herz-Kreislaufsystem begrenzt. Ich gehe sogar soweit zu behaupten, die Fehler welche im Bereich Herz Kreislauf und deren Leistungsdiagnose gemacht werden, sind unerheblich wenn im Bereich Bewegungstechnik richtig gearbeitet wird, und die Grundsätze der Periodisierung richtig angewendet werden.

 

 
 
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01.02.2008                          © Copyright 1995-2015  msporting.com. All rights reserved.