Grundlagen der Ausdauerfähigkeiten & -training PDF

Grundlagen der Ausdauerfähigkeiten & -training Prof. PhD Patrick Ragert Abteilung Bewegungsneurowissenschaft Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Ausdauer Prof. Patr...

Grundlagen der Ausdauerfähigkeiten & -training Prof. PhD Patrick Ragert Abteilung Bewegungsneurowissenschaft Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Ausdauer Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Ausdauer: Definition Ausdauer „Ausdauer ist die Fähigkeit, eine bestimmte Leistung über einen möglichst langen Zeitraum aufrechterhalten zu können“ (Martin, Carl, Lehnertz 1993) „Unter Ausdauer wird allgemein die psycho-physische Ermüdungs- widerstandsfähigkeit (plus rasche Erholungsfähigkeit) des Sportlers verstanden“ (Weineck 1993 sowie Gross, Zintl 1994) Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Motive und Ziele des Ausdauertrainings Ausdauer und Ausdauertraining? Wichtige Rolle in vielen Bereichen: § Gesundheit Ziel: Ausbildung der allgemeinen bzw. Grundlagenausdauer § Prävention z.B. Wandertouren, Nordic Walking, Joggen etc. § Fitness § Sportliche Höchstleistung Ziel: wettkampfspezifische (spezielle) Ausdauerfähigkeit -> basiert immer auf Grundlagenausdauer Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig  Wie kann man den Grad der Ermüdung überprüfen?! Man unterscheidet folgende Indikatoren: Energetische Informationelle Indikatoren Indikatoren Ø Hautverfärbung Ø Verschlechterung der Bewegungs- (Röte oder Blässe bei extremer koordination (Qualität) Belastung) Ø Konzentrationsabnahme Ø Schweißbildung Ø EEG Veränderungen Ø Herzfrequenz Ø Veränderung der Stimmungslage Ø Laktat Konzentration Ø Etc. Ø Hauttemperatur, Blutzuckerspiegel Ø Etc. Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Ausdauer und Ermüdung Ermüdungsprozesse sind Folge der verstärkten Inanspruchnahme der Funktionssysteme Arten der Ermüdung Art Funktionssystem Beispiel Mental-kognitiv ZNS Schachspieler mental ZNS Ausdauersportler (Monotonie) sensorisch Analysatoren Sportschütze energetisch (körperlich) Muskel Kraftsportler Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Wovon hängt die Ausdauerleistung ab? Bedingungen von Ausdauerleistungen ü Technikökonomie ü Muskelfaserspektrum (Anteil von ST-FT Muskelfasern) ü Intra- und intermuskuläre Koordination ü Energiestoffwechsel bzw. Energieversorgung ü Sauerstoffaufnahme (VO2 max. nur bedingt trainierbar!) ü Optimales Körpergewicht ü Wille zum Durchhalten ü Anlagegebedingte Ausdauerfähigkeit (z.B. genetische Faktoren) Niveau der Ausdauerfähigkeit ist anlage- und trainingsbedingt! Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Strukturierung der Ausdauer Terminologie der Ausdauer Ausdauer wird im Wesentlichen durch 6 Einteilungskriterien strukturiert: (nach Grosser, Strischka 1998) 1. Umfang der beanspruchten Muskulatur: Lokale und allgemeine Ausdauer (Lokale Ausdauer < 15% der Gesamtmuskulatur; allgemeine Ausdauer > 15%) 2. Art der vorrangigen Energiebereitstellung: Aerobe und anaerobe Ausdauer (aerobe Ausdauer: < 2mmol/l Blutlaktat, anaerobe Ausdauer: >10mmol/l, nächste Folie!) 3. Arbeitsweise der Skelettmuskulatur: Statische und dynamische Ausdauer (statische: Isometrische Muskelkontraktion, dynamische: konzentrische (überwindend) Muskelkontraktion) 4. Zeit der Beanspruchung bei Belastung: Kurz-, Mittel- und Langzeitausdauer (Kurzzeit: bis 2 min, Mittelzeit: 2-10 min, Langzeitausdauer: ab 10 min, lässt sich aber noch weiter differenzieren! diese Beispiel gelten nur für wettkampfspezifische Ausdauer) 5. Zusammenhang mit konditionellen Fähigkeiten: Kraft-, Schnellkraft-, Schnelligkeits-/ Sprintausdauer 6. Bedeutung für das sportartspezifische Leistungsvermögen: Grundlagen- und spezielle Ausdauer: (Grundlagenausdauer: unspez. Ausdauer in Bezug auf Herz-Kreislauf System) ↓auf die Sportart Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Aerobe und anaerobe Ausdauer Unter dem Aspekt der muskulären Energiebereitstellung unterteilt man in: Aerobe Ausdauer Anaerobe Ausdauer Wie kann man die Art der Energiebereitstellung messen? LAKTAT im Blut (Milchsäure) Steht Sauerstoff in ausreichender Menge zur oxydativen Verbrennung der Energieträger (z.B. Glucose) zur Verfügung, spricht man von aerober Ausdauer. Kann über lange Zeit erbracht werden! (da anfallendes Laktat abgepuffert/ abgebaut wird) Ist die Sauerstoffzufuhr auf Grund hoher Belastungsintensität unzureichend, wird die Energie unter dem Eingehen einer Sauerstoffschuld bereitgestellt. In diesem Fall spricht man von anaerober Ausdauer. Laktat kann nicht vollständig abgebaut werden. (= Laktat-Konzentration steigt, Fortsetzung der Leistung bei dauernder Belastung unmöglich! =laktazider Übersäuerung) In der Sportpraxis kommt es meist zu einem kombinierten Auftreten beider Formen. Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Unterschiedliche Trainingsanpassungen bei aerober und anaerober Ausdauer Abb. aus DLV-Rategeber Richtig Laufen – Aber wie? Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Wie lässt sich die optimale Intensität für Aerobe/ Anaerobe Energiebereitstellung bestimmen? Kenngrößen der Energiebereitstellung Aerobe Energiebereitstellung Anaerobe Energiebereitstellung Kenngröße Kenngröße Herzfrequenz Laktat Anhand von Blutlaktat und Herz- Frequenz lassen sich die Stoff- wechselbereiche voneinander trennen Abb. aus DLV-Rategeber Richtig Laufen – Aber wie? Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig “Energie“: Wo kommt sie her? Woher bekommt der Muskel (Körper) Energie?! Nahrung § Kohlehydrate (Glucose (aus Blut), Glycogen=Vielfachzucker aus Leber, Muskulatur)) § Fette (Subkutan, Intramuskulär) § Eiweiße (Proteine), kann der Körper nicht speichern Nicht die gesamte Energie wird sofort benötigt sondern zwischengespeichert! Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Energiebereitstellung in der Muskelzelle Unmittelbare Energiebereitstellung: Adenosin-Tri-Phosphat (ATP) Abspaltung des Phosphatrests (Freigesetzte Energie beträgt ca.30 kJ pro Mol ATP) ATP Vorrat reicht für ca. 3-4 max. Muskelkontraktionen oder 2 Sekunden „Volllast“ ! Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Energiebereitstellung in der Muskelzelle: Weiterer Energiespeicher Neben ATP ist das Kreatinphosphat (KP) der zweite Energiespeicher Wichtig für ATP-Resynthese Reaktion (ATP-Hydrolyse/ Resynthese) läuft ohne Zufuhr von Sauerstoff und es wird keine Milchsäure gebildet! Vorrat an Kreatinphosphat hält bei Maximalbelastung ca. 5-7 Sekunden Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Wichtige Arten der Energiebereitstellung I Art der Bereitstellung Beschreibung Anaerob alaktazid - via ATP und KP - ohne Sauerstoff bsp zu- - keine Bildung von Milchsäure & 100m sprint. ordnen (Laktat) - kurze, explosive Belastungen (max. 2 - 20 s) Anaerob laktazid - aus dem Abbau von Glucose/Glykogen - unter Sauerstoffmangel - unter Bildung von Laktat - bei intensiven Belastungen bis 2 min Aerob (alaktazid) - aus der vollständigen Verbrennung der Makronährstoffe (Kohlenhydrate, Fette, evtl. auch Proteine) 10km - unter Sauerstoffverbrauch - keine Bildung von Milchsäure lauf (Laktat) - langandauernde, mäßige Belastungen (> 30 min) Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Zeitverläufe der Energiegewinnung in der Muskelzelle z.B. Wurf/ 400m- 1500m- 5000m- Sprung Lauf Lauf Lauf/Marathon etc. (KZA) (MZA) (LZA) KZA=Kurzzeitausdauer (%) MZA=Mittelzeitausdauer LZA=Langzeitausdauer (Abb. aus Schmidt, Handbuch für Radsport, 6. Auflage, 2013) Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Diagnostik der Ausdauerfähigkeit (ausgesuchte Beispiele) Der Cooper-Test =Feldtest ohne Erhebung von physiologischen Messgrößen Test für Grundlagenausdauer 12 minütiger Lauf mit max. Anstrengung und möglichst konstanter Laufgeschwindigkeit Parameter: zurückgelegte Laufstrecke (innerhalb der Zeitvorgabe) Kritik/ Problematik: Von Sportler beeinflussbar (z.B. Leistungsmotivation) Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Cooper Test: Normwerte Abb. Aus Güllich, Krüger, Sport-Das Lehrbuch für das Sportstudium, 2013 Vergleich: Weltrekord über 5000 Meter (Kenenisa Bekele) liegt bei 12:37,55 min. Das entspricht rund 4753 Meter in 12 Minuten! Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Diagnostik der Ausdauerfähigkeit (ausgesuchte Beispiele) Der Conconi-Test Einfaches Stufentestverfahren (z.B. Laufband) Durchführung: Schrittweise Erhöhung von Belastungsstufen, kontinuierliche Messung der Herzfrequenz z.B. 0.5 km/h pro 200 m Ø Bestimmung der anaeroben Schwelle (Abbruch der linearen Beziehung von Leistung Leistung und Herzfrequenz), wird auf 100% gesetzt (Ist-Zustand) https://de.wikipedia.org/wiki/Conconi-Test ABER: Bei einigen Sportlern ist der Deflexionspunkt nicht nachweisbar! Daher wird der Conconi-Test bei Leistungssportlern nicht empfohlen! Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Diagnostik der Ausdauerfähigkeit (ausgesuchte Beispiele) Laktatstufentest Laktatkonzentration während und nach Belastung ist eine Standardmethode in der trainingswissenschaftlichen Leistungsdiagnostik Rechtsverschiebung der Kurve bedeutet besseres Ausdauerleistungsvermögen (bei Längsschnittuntersuchungen) a= wenig ausdauertrainiert b= hoch ausdauertrainiert Abb. aus de.wikipedia.org Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Diagnostik der Ausdauerfähigkeit (ausgesuchte Beispiele) Laktatverhalten im Laufbandstufentest von Läuferinnen unterschiedlicher Disziplinen (Sprint – Marathon) Stoffwechsel Leistung Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig  Ausdauertraining Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Trainingsmethoden „Trainingsmethoden sind planmäßige Verfahren zur Vermittlung, Gestaltung und Ausweitung von Inhalten in einem zielgerichteten Trainingsvollzug“ (Martin u.a. 1999) Man unterscheidet generell drei Grundmethoden (am Beispiel des Konditionstrainings) Ø Dauermethoden Ø Intervallmethoden Ø Wiederholungsmethoden Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Trainingsmethoden: Dauermethode Dauermethode: länger anhaltende Belastung im Bereich der aeroben Schwelle ohne Unterbrechung mit (a) konstanter oder (b) wechselnder Intensität (=Wechselmethode) Dauer bis zu mehreren Wechselmethode Stunden möglich Effekte: Grundlagenausdauer, Kraftausdauer, erhöhte Belastungsfähigkeit, Ökonomisierung im aerob-anaeroben Funktionsbereich etc. Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Trainingsmethoden: Intervallmethode Intervallmethode: Wechsel zwischen relativ kurzen Belastungs- Entlastungsphasen, Intervalle nur zur unvollständigen Erholung! Extensive Intervallmethode: mittlere Intensität, Belastungsdauer z.B. 10 min Intensive Intervallmethode: hohe Intensität Belastungsdauer z.B. 60 s (Pausen hier länger) Effekte: Grundlagenausdauer, Kraftausdauer, erhöhte Mobilisierungsfähigkeit, Herzvolumenvergrößerung, verbesserte Kapillarisierung, etc. Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Trainingsmethoden: Wiederholungsmethode Wiederholungsmethode: Wechsel zwischen sehr intensiven, relativ kurzen Belastungsphasen und lang andauernden Erholungsphasen Ähnelt der Intervallmethode ABER hier nahezu max. Ermüdung! Effekte: Wettkampfspezifische Ausdauer, Schnellkraftausdauer, Leistungsfähigkeit, Mobilisierungs- und Durchhaltefähigkeit Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Trainingsbereiche Zielgerichtete Entwicklung der Ausdauerfähigkeit erfolgt in definierten Trainingsbereichen Man unterscheidet zwischen folgenden Trainingsbereichen: ² Regenerations- und Kompensationstraining (REKOM) ² Grundlagenausdauertraining 1 (GA 1) ² Grundlagenausdauertraining 1-2 (GA 1-2) ² Grundlagenausdauertraining 2 (GA 2) ² Wettkampfspezifisches Ausdauertraining (WSA) Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Strukturierung von Trainingsbereichen Regenerations- und Kompensationstraining (REKOM) Ziel: Unterstützung der Wiederherstellung, Beschleunigung der Regeneration (keine überschwelligen Trainingsreize!), keine Leistungsverbesserung! Methode: Dauermethode Intensität: niedrig Umfang: gering (z.B. bis zu 30 min laufen), keine überschwelligen Trainingsreize gesetzt! Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Strukturierung von Trainingsbereichen Grundlagenausdauertraining 1 (GA 1) Ziel: Entwicklung/ Stabilisierung der Grundlagenausdauerfähigkeit und Vorbereitung der Verträglichkeit für intensive Belastung (hier: Training des aeroben Stoffwechsels) Methode: Dauermethode Intensität: gering (Anstrengungsempfindung: etwas anstrengend) Umfang: z.B. 30-120 min laufen, aerobe Stoffwechsel wird trainiert! Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Strukturierung von Trainingsbereichen Grundlagenausdauertraining 1-2 (GA 1-2) Ziel: Weiterentwicklung der Grundlagenausdauerfähigkeit auf höherem Intensitätsniveau Systematischer Wechsel von Belastungsintensitäten! Methode: Fahrtspielmethode „Fartlek Methode“ (Dauermethode mit Intensitätswechsel) Intensität: mittel (Anstrengungsempfindung: anstrengend) Umfang: gering bis mittel (z.B. 30-45 min (schnelles) laufen, 1-2 h Rad fahren) Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Strukturierung von Trainingsbereichen Grundlagenausdauertraining 2 (GA 2) Ziel: Vorbereitung auf Wettkampfgeschwindigkeit (aerob-anaerober Übergangsbereich) Methode: Intervallmethode, Fahrtspielmethode, Dauermethode, Wechselmethode Intensität: hoch (Anstrengungsempfindung: sehr anstrengend) Umfang: z.B. 5 x 1000 m laufen, 5 x 3 km Rad fahren, aerober und anaerober Stoff- wechsel wird trainiert! Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Strukturierung von Trainingsbereichen Wettkampfspezifisches Ausdauertraining (WSA) =spielt ausschließlich im Wettkampf, Leistungssport eine Rolle Ziel: Entwicklung der Sprint-, Schnelligkeits-, Schnellkraft- und Wettkampfausdauer (Training meist im anaeroben Stoffwechsel) Methode: intensive Intervallmethode, Wettkampfmethode (=Dauermethode mit maximaler Intensität!), Wiederholungsmethode: (z.B. Unterdistanz mit Wettkampfgeschwindigkeit bzw. Überdistanz unter Wettkampfgeschwindigkeit) Intensität: sehr hoch, Grenzbereich (Anstrengungsempfindung: sehr, sehr anstrengend) Umfang: gering (z.B. 10 x 200 m Laufen, 10 x 1 min Rad fahren), meist dominant im anaeroben Stoffwechsel Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Wie lange sollte trainiert werden?! Abhängig von der Leistungsfähigkeit des Sportlers! Zusammenfassung der unterschiedlichen Trainingsarten: Lediglich Richtwerte für Breitensport am Beispiel Laufen! vgl. Hottenrott 1995, Neumann & Hottenrott 2002, Zintl & Eisenhut 2004 Merke Ausdauertraining erst ab 30 min effektiv! Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Mit welcher Herzfrequenz und Laktatwerten sollte trainiert werden? Abhängig von der Leistungsfähigkeit des Sportlers! Zusammenfassung der unterschiedlichen Trainingsarten: Lediglich Richtwerte am Beispiel Laufen! HF im Training hängt vom Alter ab! (Bei alten Menschen eher geringere HF) Laktat < 2 mmol/l 2-4 mmol/l >4 mmol/l vgl. Hottenrott 1995, Neumann & Hottenrott 2002, Zintl & Eisenhut 2004 Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Altersabhängigkeit Trainingsbereiche abgeleitet von der max. Herzfrequenz am Beispiel eines 20- und 50 jährigen Läufers Wie bestimmt man diese Richtwerte? (HFmax) Frauen: HFmax= 226 - Lebensalter Bestimmung der Männer: HFmax=223 - 0,9 x Lebensalter HF mit Pulsuhr! (vgl. Spanaus 2002) Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Bestimmung der Trainingsherzfrequenz für sportartspezifische Grundlagenausdauer THZ (Trainingsherzfrequenz) = HFmax x 0,7 x LFi x TZi X GFi x SPi (nach Neumann/Hottenrott 2008) Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Trainings-/ Belastungssteuerung bei leistungsorientierten Sportlern Mögliche Rahmenbedingungen für leistungsorientierte Sportler Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Beispiel eines Trainingsplans für fortgeschrittene Läufer Abb. aus DLV-Rategeber Richtig Laufen – Aber wie? Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Positive gesundheitliche Effekte von Ausdauertraining Nach Friedrich W., Fit im Schulsport, Spitta Verlag 2010 Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Positive Effekte von Ausdauertraining auf die Knochendichte: Meta-Analysen Postmenopausale Frauen Kontrollen n=227, Intervention n=226 Δ Lendenwirkbelsäule, Δ Oberschenkelhals Prämenopausale Frauen Kontrollen n=252, Intervention n=269 Δ Knochendichte Oberschenkelhals Trainingsintervention 0.6-2 Jahre Protektiver Effekt von Ausdauertraining auf Knochendichte bis ins hohe Alter möglich! Trainingsintervention 0.5-2 Jahre Kelley GA et al., Int J Endocrinol 2013; Martyn-St James M et al., Osteoporos 2006 Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig  Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! [email protected] Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig