Schwellenkonzepte der anaeroben Laktatschwelle in Ausdauersportarten

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Leistungsphysiologische und sportmedizinische Grundlagen
2.1 Energiebereitstellung in der Muskelzelle
2.2 Anaerob-laktazide Energiebereitstellung
2.3 Laktatbildung

3 Schwellenkonzepte
3.1 Allgemeine Definition der Schwelle
3.2 Frühere Schwellenkonzepte
3.3 Schwellenkonzepte auf der Basis der Laktatmessung
3.3.1 Aerob-anaerobe Schwelle nach Mader (1976)
3.3.2 Schwellenkonzept nach Kindermann (1978)
3.3.3 Schwellenkonzept nach Keul (1979)
3.3.4 Individuelle anaerobe Schwelle nach Stegmann und Kindermann (1981)
3.3.5 Das Simon’sche Schwellenkonzept
3.3.6 Bestimmungsverfahren der +1,5-mmol/l-Methode nach Dickhuth (1991)

4 Anwendbarkeit der Laktatmessungen in der Leistungsdiagnostik für die Trainingsgestaltung und Trainingssteuerung

5 Hinweis zu weiteren Literaturstudien

Anhang

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1 Einleitung

Die Leistungsdiagnostik spielt in der Sportmedizin schon seit vielen Jahren eine große Rolle. Untersuchungsgegenstand sind hier überwiegend Hochleistungssportler, die Ausdauersportarten betreiben. Beispiele wären der Radsport oder speziell in der Leichtathletik die Langstreckenläufer.

Seit Jahren und Jahrzehnten wird versucht mit verschiedenen theoretischen Ansätzen Ausdauerleistungsgrenzen festzulegen, die den unterschiedlichen Intensitätsformen, die während einer körperlichen Belastung auftreten, gerecht werden.
Diese mehr oder weniger aussagekräftigen Konzepte werden benutzt, um die zukünftige Trainingsgestaltung der Sportler zu determinieren und ihnen Hinweise über die zu erreichenden Trainingsintensitäten zu geben. Nicht nur Herzfrequenz, sondern auch Laktatwerte und Laufgeschwindigkeiten dienen hier als Referenzen eines ,,optimal" gesteuerten Trainingsprozesses.

Im folgenden wird auf einige Schwellenkonzepte und deren Wirkungsweisen eingegangen, und versucht, einen groben Überblick über die vielfältigen Interpretationsmöglichkeiten und Theorien zu geben.

2 Leistungsphysiologische und sportmedizinische Grundlagen

2.1 Energiebereitstellung in der Muskelzelle

Zum Leben benötigt ein Organismus Energie, die ihm kontinuierlich bereitgestellt werden muss. Das Adenosintriphosphat, im weiteren Verlauf ATP genannt, ist diese energiereiche Substanz für alle Zellen des Körpers. Das ATP setzt sich zusammen aus Adenin, einem Zuckermolekül Ribose und drei energiereichen Phosphatgruppen (s. Abbildung 1).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Ausschnitt aus der Strukturformel des ATP (In: Dickhuth 2000, 174)

Bei der Abspaltung einer Phosphatgruppe vom ATP wird Energie freigesetzt, welche den Zellen sofort zur Verfügung gestellt wird. Dieser Prozess wird hydrolytische Reaktion genannt, da er unter Mithilfe von Wasser stattfindet. Aus dem ATP entsteht Adenosindiphosphat, i. w. V. auch als ADP bezeichnet (vgl. Dickhuth 2000, 174). Die daraus freiwerdende Energie wird zum Kontraktionsvorgang der Muskelzelle verwendet. Dies reicht für maximal ein bis drei Muskelkontraktionen. Alle anderen energieliefernden Prozesse dienen dem ständigen Wiederaufbau (Resynthese) von ATP, diese werden in der Abbildung 2 verdeutlicht (vgl. Grosser/Zintl 1994, 126).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2: Vereinfachte Darstellung der Energienachschub-Reaktionen für die ATP-Resynthese mit Schlüsselenzymen (In: Grosser/Zintl 1994, 127)

Die Resynthetisierung kann aerob oder anaerob stattfinden. Die anaerobe Energiebereitstellung unterteilt man in anaerob-alaktazide Prozesse (Kreatinphosphatspaltung) und anaerob-laktazide Prozesse (anaerobe Glykolyse).

Die anaerob-laktazide Energiebereitstellung erreicht nach 30-40 Sekunden ihr Maximum und wird bei leichter körperlicher Arbeit nach etwa 60 Sekunden vom aeroben Glukoseabbau abgelöst. Bei schwerer körperlicher Arbeit läuft der anaerobe Abbau von Glukose zu Milchsäure neben dem aeroben Glukoseabbau weiter. Bis zu einer Dauer von einer Minute bis zwei Minuten dominieren dann die anaeroben laktaziden Prozesse und die dabei anfallenden Zwischen- und Endprodukte das Stoffwechselgeschehen. Bei etwa zwei Minuten intensiver körperlicher Arbeit liefert die anaerobe Glykolyse 50 Prozent der benötigten Energie. Mit zunehmender Arbeitsdauer gewinnt der aerobe Stoffwechsel an Bedeutung. Bei sehr langen Ausdauerbelastung, beispielsweise beim Marathonlauf, ist die anaerobe Glykolyse noch mit etwa ein Prozent an der Energiebereitstellung beteiligt, die restlichen 99 Prozent der benötigten Energie werden über die aerobe Verstoffwechselung von Glukose und Fetten gedeckt (H.-J. Haas, in: F. van den Berg 2000, 534).

Um die verschiedenen Schwellenkonzepte zu verstehen, wird auf die anaerobe Glykolyse im Vorfeld näher eingegangen.

2.2 Anaerob-laktazide Energiebereitstellung

Bei dieser Form der Energiebereitstellung werden Kohlenhydrate (Glykogen, Glukose, Fructose) ohne Sauerstoffverwendung über zahlreiche Zwischenschritte bis zum Pyruvat und schließlich zum Laktat verstoffwechselt (vgl. Villiger 1991, 31).

Die Glykolyse läuft im Zytoplasma der Zelle ab, da nur dort die notwendigen Enzyme vorhanden sind und aufgrund der phosphorylisierten Zwischen-produkte, die das Zytosol in solch einer Form nicht verlassen können (vgl. Dickhuth 2000, 176).

Das im Muskel gespeicherte Glykogen wird über Glukose-6-phosphat und der Brenztraubensäure (Pyruvat) zu Milchsäure abgebaut. Aus Muskelglykogen werden pro Mol Glukoserest 3 Mol ATP gewonnen. Wenn Glukose erst aus der Blutbahn aufgenommen werden muss, wird dazu auch Energie in Form von ATP verbraucht. Somit bleibt ein Nettogewinn von 2 Mol ATP pro Mol Glukoserest (H.-J. Haas, in: F. van den Berg 2000, 534).

2.3 Laktatbildung

Die Laktatbildung findet nicht nur statt, wenn der Muskel unter Sauerstoffmangel arbeitet, sondern auch in Ruhe. Hierbei können Ruhelaktatwerte von 0,8-1,5 mmol/l im arteriellen Blut des Ohrläppchens oder der Fingerkuppe gemessen werden. Dies sind typische Entnahmeorte.

Laktat wird immer gebildet und fortlaufend eliminiert. Schon bei geringen Belastungen, zum Beispiel bei Walking, gemütliches Radfahren oder langsames Jogging kommt es zu einer Erhöhung der Blut-Laktatkonzentration. Bei intensiveren Belastungen zwischen 10 Sekunden und 30 Minuten steigt der Blut-Laktatspiegel als Ausdruck eines verstärkten anaeroben Glykogenabbaus weiter an. Es wurden schon Maximalwerte von 25 mmol/l Laktat gemessen, so zum Beispiel bei einem 400 m-Lauf (40 – 60 Sekunden Belastung). Aber auch bei Sportarten wie Ringen, die einen hohen Anteil an Haltearbeit erfordern, wurden ähnliche Werte festgestellt (H.-J. Haas, in: F. van den Berg 2000, 535).

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