Ausdauer und Ausdauertraining PDF

Die Themen der nächsten Einheit: Ausdauer und Ausdauertraining (AT) Zusammenhang der Laktat-Leistungskurve mit Trainingsbereichen und –methoden Systemische Anpassungen nach Ausdauertraining – VO2max, Herz-Kreislauf System © Gruber, Un...

Die Themen der nächsten Einheit: Ausdauer und Ausdauertraining (AT) Zusammenhang der Laktat-Leistungskurve mit Trainingsbereichen und –methoden Systemische Anpassungen nach Ausdauertraining – VO2max, Herz-Kreislauf System © Gruber, Universität Konstanz  Ausdauer Runnersworld.de daylife.com Ironman.com custompublish.com Letour.fr © Gruber, Universität Konstanz Ausdauer - Begriffsbestimmungen Ausdauer ist die Fähigkeit „eine bestimmte Leistung über einen möglichst langen Zeitraum aufrechterhalten zu können“ (nach Martin et al. 1993, 173). „eine bestimmte muskuläre Leistung langdauernd zu erbringen, also ermüdungswiderstandsfähig zu sein“ (nach Hollmann/Hettinger 2000). „eine definierte Intensität aufrechtzuerhalten bzw. Verluste gering zu halten und sich nach einer Belastung schnell zu erholen“ (nach Hohmann et al. 2002, 51). © Gruber, Universität Konstanz Ausdauer ist die Fähigkeit... 1. eine Leistung ohne Ermüdungs- Leistung anzeichen über einen möglichst langen Zeitraum erbringen zu können. Zeit 2. trotz deutlich eintretender Ermüdungs- erscheinungen die Leistung bis hin zur Leistung individuellen Beanspruchungsgrenze fortsetzen zu können. (Ermüdungswiderstandsfähigkeit) Zeit 3. sich in Phasen verminderter Bean- spruchung oder in Belastungspausen Leistung schnell zu regenerieren. (Wiederherstellungsfähigkeit) (vgl. Kayser, Sportwiss. Lex. 1992) Zeit © Gruber, Universität Konstanz Einteilung der Ausdauer Strukturierungs- Erscheinungsform Charakterisierung kriterium Vorrangige Aerobe Ausdauer < 2 mmol/l Blutlaktat Energiebereitstellung Aerob- anaerobe 2- 6 mmol/l Blutlaktat Ausdauer Anaerob- aerobe 6- 10 mmol/l Blutlaktat Ausdauer Anaerobe Ausdauer > 10 mmol/l Blutlaktat Zeitdauer der Kurzzeitausdauer 35 s- 2 min (Wettkampf-)Belastung Mittelzeitausdauer 2- 10 min Langzeitausdauer I 10- 30 min Langzeitausdauer II 30- 90 min Langzeitausdauer III 90- 360 min Langzeitausdauer IV 360 min- 48 h (vgl. Güllich & Krüger, 2013: 462) © Gruber, Universität Konstanz  Wettkampf- Zusammenhang Laktat-Leistungskurve – spezifische Ausdauer Trainingsbereiche Anaerobe (WSA) Schwelle Entwicklungs- 12 bereich (EB) Grundlagen- 10 Aerobe ausdauer- Schwelle bereich 2 (GA 2) Laktat [mmol/l] 8 Regeneration- Kompensationsbereich Grundlagen- (REKOM) und ausdauer- 6 Grundlagenausdauer- bereich 1-2 bereich 1 (GA1) (GA 1-2) 4 2 0 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 Leistung [Watt] © Gruber, Universität Konstanz Zusammenhang Laktat-Leistungskurve – Intensive Trainingsmethoden Intervallmethode Anaerobe Schwelle Wiederholungs- methode 12 Wettkampf- methode 10 Aerobe Schwelle Extensive Intervallmethode Laktat [mmol/l] 8 6 Intensive Dauermethode 4 Extensive Dauermethode 2 0 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 Leistung [Watt] © Gruber, Universität Konstanz  Trainingsbereiche – Beanspruchungsintensität Trainingsbereiche TB 1 TB 2 TB 3 TB 4 TB 5 Bezeichnungen REKOM GA 1 GA 1 – 2 GA 2 WSA Subjektive Sehr locker Locker Anstrengend Sehr Maximal Beanspruchung anstrengend anstrengend RPE* (Borg-Skala) 8- 9 10- 12 13- 14 15- 17 18- 20 % HFmax untrainiert < 55 55- 65 65- 75 75- 85 > 85 trainiert < 65 65- 75 75- 85 85- 90 > 90 Laktat untrainiert < 2,0 2,0- 2,5 2,5- 3,5 3,5- 6,0 > 6,0 [mmol/l] trainiert < 1,0 1- 1,5 1,5- 2,5 2,5- 6,0 > 6,0 % VO2max untrainiert < 55 55- 65 65- 75 75- 85 > 85 trainiert < 65 65- 75 75- 85 85- 90 > 90 *RPE: Rating of Perceived Exertion (vgl. Güllich & Krüger, 2013: 462) © Gruber, Universität Konstanz Regenerations- bzw. Kompensationstraining (REKOM) Ziel: Unterstützung der Regeneration, Kompensation nach hochintensiven TE mit spezifischer Reizsetzung Methode: Extensive Dauermethode Dauermethode (extensiv) Intensität: Energiegewinnung ausschließlich aerob (s. Tab. Trainingsbereiche) Umfang: Gering (z. B. 30 min laufen, 60 min Rad fahren) Pausen: keine Belastung: Gleichmäßig (oder geringfügig variabel) © Gruber, Universität Konstanz Grundlagenausdauertraining 1 (GA 1) Ziel: Entwicklung und Stabilisierung der Grundlagenausdauerfähigkeit und Vorbereitung der Verträglichkeit für intensive Belastungen Methode: extensive Dauermethode Dauermethode (extensiv) Intensität: Energiegewinnung ausschließlich aerob (s. Tab. Trainingsbereiche) Umfang: Hoch bis sehr hoch (z. B. 1h – 4h Laufen, 4 – 12 h Rad fahren) Pausen: keine Belastung: Gleichmäßig oder geringfügig variabel © Gruber, Universität Konstanz Grundlagenausdauertraining 1 - 2 (GA 1 - 2) Ziel: Weiterentwicklung der Grundlagenausdauerfähigkeit auf höherem Intensitätsniveau Methode: Intensive Dauermethode Dauermethode (intensiv): Intensität: An und oberhalb der aeroben Schwelle, teilweise im aerob- anaeroben Übergangsbereich aber unterhalb IAS (s. Tab. Trainingsbereiche) Umfang: Gering bis mittel (z. B. 30 min – 2 h Laufen, 1 – 4 h Rad fahren) Pausen: keine Belastung: Gleichmäßig, größere Variabilität ist möglich © Gruber, Universität Konstanz Grundlagenausdauertraining 2 (GA 2) Ziel: Weiterentwicklung der Grundlagenausdauerfähigkeit auf höherem Intensitätsniveau und Vorbereitung der Wettkampfgeschwindigkeit Methode: Dauermethode intensiv, Extensive Intervallmethode Intensität: Um IAS Intervallmethode (extensiv): Intensität: Um IAS (s. Tab. Trainingsbereiche) Umfang: 6 – 20 Wiederholungen, 45 – 90 min, ein bis mehrere Sätze Dauer: 2 – 6 min Pausen: mehrminütige Pausen bzw. Phasen mit geringer Intensität (unvollständige Erholung speziell für die Satzpausen) Belastung: intermittierend (systematisch geplanter Wechsel von Belastungs- und Erholungsphasen innerhalb einer Trainingseinheit) © Gruber, Universität Konstanz Intervallmethode (extensiv) Abb.: Weineck (2000) © Gruber, Universität Konstanz Wettkampfspezifische Ausdauer (WSA) Ziel: Entwicklung der Wettkampfausdauer Methode: Intensive Intervallmethode, Wiederholungsmethode, Wettkampfmethode Intensität: oberhalb IAS, Wettkampftempo © Gruber, Universität Konstanz Intervallmethode (intensiv, „HIT“) Intensität: oberhalb IAS (s. Tab. Trainingsbereiche) Umfang: 3 – 6 Wiederholungen, 3 – 6 Serien, 30 - 45 min Dauer: 20 – 30 s Pausen: ein bis mehrminütige Pausen (unvollständige Erholung) Belastung: intermittierend (systematisch geplanter Wechsel von Belastungs- und unvollständigen Erholungsphasen innerhalb einer Trainingseinheit) Serie 1 Serienpause Serie 2 Abb.: Weineck (2000) © Gruber, Universität Konstanz Intervallmethode (intensiv, „HIT“) - Belastungsparameter adapted from Buchheit 2005 © Gruber, Universität Konstanz Intervallmethode („HIIT“ vs. CON) Bacon 2013 © Gruber, Universität Konstanz Intervallmethode („HIIT“ vs. MICT, work matched) Matsuo 2014 © Gruber, Universität Konstanz  Intervallmethode („HIIT“ vs. MICT)– real life Ten weeks of HIIT or MICT in 90 sedentary subjects Training time / week: HIIT 55-65 min, MICT 130-150 min Adherence: HIT 83%, MICT 61% HIT: -0.8kg MICT: -1kg HIT: -5% MICT: -3% HIT: +11% MICT: +7% © Gruber, Universität Konstanz Wiederholungsmethode Belastung: intermittierend (systematisch geplanter Wechsel von Belastungs- und Erholungsphasen innerhalb einer Trainingseinheit), wettkampfähnlich Intensität: hoch bis sehr hoch (in der Nähe der Wettkampfleistung) Dauer: Wettkampfdauer, evtl. Über- oder Unterlänge Umfang: 2 - 6 Wiederholungen Pausen: länger (nahezu vollständige oder vollständige Erholung) Abb.: Weineck (2000) © Gruber, Universität Konstanz Wettkampfmethode Belastung: kontinuierlich Intensität: maximal Dauer: Orientiert sich am Hauptwettkampf Pausen: keine  dient der Entwicklung und Überprüfung wettkampfspezifischer Ausdauerfähigkeiten © Gruber, Universität Konstanz Methoden des Ausdauertrainings im Überblick Wiederholungsmethode 10 intensive Laktat (mmol/l) 8 Intervallmethode 6 extensive Intervallmethode 4 intensive Dauermethode 2 extensive Dauermethode 0 1 2 4 12 Zeit (h) (vgl. Güllich & Krüger, 2013 © Gruber, Universität Konstanz Ausdauertraining – Anpassungen zur Steigerung der aeroben Leistungsfähigkeit Training Anpassungen VO2 = Schlagvolumen x Herzfrequenz x arterio-venöse O2 Differenz (vgl. Wilmore, Costill & Kenney, 2008, pp. 222 f.) © Gruber, Universität Konstanz Ausdauertraining – Anpassungen zur Steigerung der aeroben Leistungsfähigkeit Training Anpassungen Atmung Herzkreislauf System Muskel Aufnahme von O2 und Durchblutung zu und Transport & Nutzung Abgabe von CO2 vom Muskel von Sauerstoff (vgl. Wilmore, Costill & Kenney, 2008, pp. 222 f.) © Gruber, Universität Konstanz Laktat Leistungskurve – Unterschiede zwischen Ausdauertrainierten und Untrainierten Trainiert 12 Untrainiert 10 8 Laktat (mmol/l) 6 IASkon IAStrain 4 2 0 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Laufgeschwindigkeit Laufband (km/h) (Wilmore, Costill & Kenney, 2008, pp. 236 f.) © Gruber, Universität Konstanz Anpassung an Ausdauertraining Trainiert 12 Untrainiert Rechtsverschiebung der 10 Laktat-Leistungskurve = Erhöhung der aeroben 8 Laktat (mmol/l) Leistungsfähigkeit 6 Steigerung der IASpre IASpost Energiebereitstellung 4 für Glycogen-, 2 Glucose- und Fettoxidation 0 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 O2 Laufgeschwindigkeit Laufband (km/h) (Wilmore, Costill & Kenney, 2008, pp. 236 f.) © Gruber, Universität Konstanz Laktat-Leistungskurve – biologische Anpassung Verbesserung Anaerobe anaerober Verbesserung Schwelle aerober Glykogenstoff- 12 Glykogenstoff- wechsel wechsel Laktatelimination 10 Verbesserung Glykogenspeicher Laktattoleranz Fettstoffwechsel Anzahl Mitochondrien Laktat [mmol/l] 8 Kapillarisierung Aerobe / anaerobe Anzahl Enzyme 6 Mitochondrien Laktatelimination 4 Anzahl/Aktivität Aerobe aerober Enzyme Schwelle 2 0 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 Leistung [Watt] © Gruber, Universität Konstanz Maximale Sauerstoffaufnahekapazität - Anpassung an Ausdauertraining Probanden VO2 rest VO2 max (ml∙kg-1∙min-1) (ml∙kg-1∙min-1) Untrainiert ≈ 3.5 30-40 Trainiert ≈ 3.5 50-60 Ausdauersportler ≈ 3.5 up to 94 (Wilmore, Costill & Kenney, 2008, pp. 239/241) © Gruber, Universität Konstanz Maximale Sauerstoffaufnahmekapazität - Anpassung an Ausdauertraining (McArdle, Katch & Katch, 2010, p. 234) © Gruber, Universität Konstanz Maximale Sauerstoffaufnahekapazität - Anpassung an Ausdauertraining (nach Wilmore, Costill & Kenney, 2008, p. 108) © Gruber, Universität Konstanz Respiratorischer Quotient - Anpassung an Ausdauertraining Respiratorischer Quotient (RQ): = CO2 Abgabe : O2 Verbrauch lässt Rückschlüsse auf die Energiequelle zu (Kohlenhydrate/Fette) RQ % kcal %kcal Kohlenhydrate Fette Anpassung 0.70 0 100 RQ nimmt bei submaximalen 0.80 33 67 Intensitäten ab 0.85 50 50 0.90 67 33 1.00 100 0 Modified from Wilmore et al., 2008, p.103) (Wilmore, Costill & Kenney, 2008, p. 237) © Gruber, Universität Konstanz Atmungssystem - Lunge Sauerstoffaufnahme in Ruhe:  0.3 L O2/min (Alveolen)  18 L O2/Stunde  432 L O2/Tag Max. Ventilation: 100 L/min, bis zu 200L/min https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1493050 lifeandscience.de (Wilmore, Costill & Kenney, 2008, pp. 105/176 f.) © Gruber, Universität Konstanz Atmungssystem – Ventilation Modulation mit steigender Belastung Start Training Stop L/min 140 120 schwer 100 80 moderat 60 40 leicht 20 0 min -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 (Modified from Wilmore, Costill & Kenney, 2008, p. 176) © Gruber, Universität Konstanz  Atmungssystem – Sauerstoffaufnahme Modulation mit steigender Belastung (l/min) (mmol/l) 4 8 300 W 250 O2-Aunahme 3 6 200 Laktat 2 4 150 100 1 2 50 0 1 2 3 4 5 Rest 100 200 300 min Watt (Modified from Wilmore, Costill & Kenney, 2008, p. 107) © Gruber, Universität Konstanz Atmungssystem – Anpassung Ventilation Die Ventilation bei Ausdauertrainierten ist in Ruhe unverändert während submaximaler Belastung erniedrigt (20-30%) bei maximaler Belastung erhöht (bei Trainierten: 130 bis 150 l/min, bis zu 200 l/min) erhöhtes Atemzugvolumen & erhöhte Atemfrequenz Keine größeren strukturellen Veränderungen der Lunge! Bei Hochleistungssportlern kann es zu Anpassungen der rechten Herzkammer kommen. Steigerung des rechtsventrikulären Herzminutenvolumens) © Gruber, Universität Konstanz  Atmungssystem – Anpassung Pulmonale Diffusion Pulmonale Diffussion ≙ Gasaustausch (Alveolen) Unverändert in Ruhe & bei submaximaler Belastung Während maximaler Belastung: o Gesteigerter pulmonaler Blutfluss o Erhöhte Alveolarperfusion (Durchblutung)  mehr Blut in die Lunge & mehr Alveolen involviert  Erhöhte pulmonale Diffusion (nach Wilmore, Costill & Kenney, 2008, p. 233) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Blutvolumen und -zusammensetzung Blutvolumen: 4-5 L (Frauen), 5-6 L (Männer) 55 - 60% Plasma mormo.org 40 – 45% Blutzellen (Erythrozyten 99%) Leukozyten & Thrombozyten) Hämatokrit (Hct, Hk): Definition: Anteil der Erythrozyten am Volumen des Blutes Normal: 42 – 50 % bei Männern, 37 – 45 % bei Frauen Optimal (Fluidmechanik): 40% (UCI & IAAF – Kritischer Wert bei Dopingkontrolle: Männer 50%, Frauen 47%) (nach Wilmore, Costill & Kenney, 2008, pp. 139 f.) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Blutvolumen und -zusammensetzung Kurzfristige Anpassung: Erhöhte Anzahl an Plasma-Proteinen  osmotischer Druck  es wird vermehrt Flüssigkeit in den Gefäßen resorbiert  Blutplasmavolumen steigt  Hämatokrit sinkt Langfristige Anpassung: Erhöhung der Anzahl an roten Blutzellen Hämatokrit steigt wieder an, geht in der Regel aber nicht über den Ausgangswert hinaus (Wilmore, Costill & Kenney, 2008, pp. 231 f.) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Blutvolumen und -zusammensetzung Gesamtes Blutvolumen: 5L 5.7 L Hämatokrit: 44% 42% Von Electron Microscopy Facility at The National Cancer Institute at Frederick (NCI-Frederick) 3.3 Plasma 2.8 Rote Blutzellen 2.2 2.4 Messmethode Hämatokrit: Blutabnahme, Zentrifugation und Volumenbestimmung (Wilmore, Costill & Kenney, 2008, pp. 231 f.) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Blutvolumen und -zusammensetzung http://www.sportunterricht.de/lksport/blut1.html © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Blutvolumen und -zusammensetzung, Messmethoden Kohlenmonoxid-Rückatmungsmethode: Einatmen von geringen Mengen CO  CO bindet komplett an Hämoglobin & wird dadurch schnell im Körper verteilt  CO-Hb messbar mit einen Tropfen Blut vom Ohr  Blutvolumen kann berechnet werden Bloodtec.de (Schmidt & Prommer, 2005, The optimised CO-rebreathing method: a new tool to determine total haemoglobin mass routinely) Nichtradioaktive-Substanztrackingverfahren: ▪ Fluoreszenzmarkierung  Fluorescein bindet an Erythrozyten ▪ Indocyaningrünmarkierung  Im Plasma gelöst (Orth VH, Rehm M, Haller M, Thiel M, Finsterer U., 2001, The measurement of blood volume – state of the art) © Gruber, Universität Konstanz  Herz-Kreislauf System – Blutfluss und –Verteilung Blutfluss Geregelt nach unmittelbaren Bedürfnissen Als Regelgröße dient Energiebedarf (ATP-Gehalt Zelle) Gefäßweitstellung (Vasodilatation) und Gefäßengstellung (Vasokonstriktion) Hauptsächlich über das vegetative Nervensystem verursacht Blutverteilung planet-wissen.de (Wilmore, Costill & Kenney, 2008, pp. 136 f.) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Blutfluss und –Verteilung bei ansteigender Belastung % des HMV (Modified from Wilmore, Costil & Kenney, 2008, p. 170) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Blutfluss und –Verteilung bei ansteigender Belastung HMV (L/min) (Modified from Wilmore, Costil & Kenney, 2008, p. 170) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Blutfluss und –Verteilung Anpassung an Training Anpassungen im aerob trainierten Muskel Vergrößerung des Kapillarnetzes Beschleunigte intramuskuläre Blutverteilung in bereits existierenden Kapillaren Schnelleres Umleiten des Blutes von inaktivem Gewebe in Arbeitsmuskulatur Zunahme von relativem als auch absolutem Blutvolumen in der aktiven Skelettmuskulatur (Wilmore, Costill & Kenney, 2008, pp. 224 ff.) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – arterio-venöse Sauerstoffdifferenz O2 (ml/100ml Blut) Sauerstoffumsatz (L/min) (Modified from Wilmore, Costill & Kenney, 2008, p. 172) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – arterio-venöse Sauerstoffdifferenz Proband*in (a-v) O2 diff. Ruhe (a-v) O2 diff. max (ml/100ml) (ml/100ml) Untrainiert ≈ 6.0 14.5 (a-v)O2diff Trainiert ≈ 6.0 15.0 Leistungssportler*in ≈ 6.0 16.0 (Modified from Wilmore, Costill & Kenney, 2008, p. 239) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Blutfluss und –Verteilung Messmethoden NIRS (Nahinfrarotspektroskopie) LED Lichtquelle (700 – 900nm) - Molekülschwingung z.B. Fingerpulsoxymeter Oxygeniertes Hämoglobin absorbiert / streut Licht, nur ein Teil des Lichts kommt zum Empfänger zurück. medgadget.com (vgl. Maud & Foster, 2006, pp.171 ff.) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Herzvolumen Sportherz, Athletenherz Gesteigerte Herzmasse/ und –volumen (Herzhypertrophie) Größeres links-ventrikulär enddiastolisches Volumen in Ruhe und sportlicher Belastung Trainingsanpassung (physiologisch, nicht pathologisch) www.vg.no (McArdle, Katch & Katch, 2010, p. 460) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Herzvolumen Anpassung an Training Kontrolle Ausdauer Kraft Hypertrophe Kardiomyopathie End- 49.6 53.7 52.1 45.0 diastolischer Durchmesser (mm) Posteriore 8.8 10.3 11.0 14.0 Wanddicke (mm) Relative 0.36 bis 0.43 bis 0.45 0.72 Wanddicke Relative Wanddicke: (RWT = 2 x PWTd / LVIDd ; PWTd = Posteriore Wanddicke während Diastole; LVIDd = Linksventrikulärer innerer Durchmesser während Diastole (modifiziert nach Smith & Fernhall, 2011, p. 164) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Herzvolumen Anpassung an Training 400 Left ventricular mass (g) 350 300 250 200 150 100 Male 50 Female 0 (Modified from McArdle, Katch & Katch, 2010, p. 462) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Herzvolumen Anpassung an Training LVID – left ventricular internal diameter MWT – mean wall thickness (LV) LVM – left ventricular mass (Modified from Wilmore, Costill & Kenney, 2008, p. 225) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Herzvolumen Messmethoden dotmed.com Echokardiographie: Von Patrick J. Lynch, medical illustrator - Patrick J. Lynch, medical illustrator, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1493003 evk-herne.de (Wilmore, Costil & Kenney, 2008, p.227) (Scharhag, Schneider, Urhausen, Rochette, Kramann & Kindermann, 2002, pp. 1856-63) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Herzvolumen mvdaily.com Messmethoden Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT):  Auswertung der LV und RV Masse und des Volumens (Scharhag, Schneider, Urhausen, Rochette, Kramann & Kindermann, 2002, pp. 1856-63) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Schlagvolumen In Ruhe: End-diastolisches Volumen (EDV) ≈ 100ml End-systolisches Volumen (ESV) ≈ 40ml EF 65.57% SV = EDV - ESV Frank-Starling SV unter Belastung: Mechanismus Untrainiert: 60-70 ml  110-130 ml Hochtrainiert: 80-110 ml  160-200 ml (Wilmore, Costill & Kenney, 2008, pp. 132 /164) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Schlagvolumen Anpassung an Training Pretraining Posttraining 175 150 125 ml/Schlag 100 75 50 25 0 0 5 10 15 20 25 Laufband Geschwindigkeit (km/h) (Modified from Wilmore, Costill & Kenney, 2008, p. 226) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Schlagvolumen Anpassung an Training Proband*in SVrest (ml/Schlag) SVmax (ml/Schlag) untrainiert 50-70 80-110 trainiert 70-90 110-150 Leistungssportler*in 90-110 150 - >220 (nach Wilmore, Costill & Kenney, 2008, p. 226) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Herzleistung / Herzminutenvolumen (Q) QRuhe ≈ 5 l/min Qmax ≈ 20 l/min (untrainierte Personen) ≈ 40 l/min (Elite-Ausdauerathleten) Q = HR x SV ltkcdn.net (Wilmore, Costill & Kenney, 2008, p. 167) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Herzleistung / Herzminutenvolumen Anpassung an Training Pretraining Posttraining 35 30 25 l/min 20 15 10 5 0 0 5 10 15 20 25 Laufbandgeschwindigkeit (km/h) (nach Wilmore, Costill & Kenney, 2008, p. 230) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Herzleistung / Herzminutenvolumen Anpassung an Training Proband*in Qrest (L/min) Qmax (L/min) Untrainiert ≈ 4.5 20-25 Trainiert ≈ 4.5 25-30 Leistungssportler*in ≈ 4.5 bis 40 (nach Wilmore, Costill & Kenney, 2008, p.239; McArdle, Katch & Katch, 2008, p. 457; Smith & Fernhall, 2011, p.165) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Herzfrequenz (HF) Ruhe Herzfrequenz (f (Alter, Größe, Belastung,Fitness): Durschnittlich: 50 – 100 Schläge / min Hochausdauertrainiert bis zu 28 – 35 Schläge / min Maximale Herzfrequenz: Bis zu 250 Schläge / min (Kinder) Abschätzung HFmax = ▪ (220-Alter) ▪ 208 – (0.7 x Alter) mediazzz.com (Wilmore, Costill & Kenney, 2008, p. 163) © Gruber, Universität Konstanz  Herz-Kreislauf System – Trainingsbedingte Anpassungen der Herzfrequenz Pretraining Posttraining 200 175 150 Schläge / min 125 100 75 0 0 5 10 15 20 25 Laufband Geschwindigkeit (km/h) (geändert nach Wilmore, Costill & Kenney, 2008, p. 226) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Trainingsbedingte Anpassungen der Herzfrequenz Pretraining Posttraining 200 175 150 Schläge / min 125 100 75 0 0 Watt (geändert nach Wilmore, Costill & Kenney, 2008, p. 226) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Trainingsbedingte Anpassungen der Herzfrequenz Pretraining Posttraining 250 Exercise Recovery 200 (Schläge / min) 150 100 50 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Zeit (min) (nach Wilmore, Costill & Kenney, 2008, p. 228) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Messmethoden der ahajournals.org Herzfrequenz Elektrokardiogram (EKG): Messung der Herzfrequenz Diagnose möglicher Herz-Kreislauf Schäden Drei grundlegende Komponenten: - P Welle (Vorhofkontraktion) R - QRS-Komplex (Kontraktion der Herzkammern) - T Welle (Entspannung der Herzkammern) T P Q S Nach Smith & Fernhall, 2011, pp. 59 ff. ;Wilmore, Costill & Kenney, 2008, p. 130) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Messmethoden der Herzfrequenz Polar.fi Herzschlagfrequenz- Messgerät mit Brustgurt: einfachste Form der Herzschlagmessung Brustgurt mit 2 Ableitelektroden Polar.fi Ermittelt wird die mittlere Herzschlagfrequenz über 5s Suunto.com Garmin.com Herzschlagfrequenz und Änderungen der Herzschlagfrequenz können präzise gemessen werden © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Herzfrequenzvariabilität Gemessen wird der zeitliche Abstand zwischen den Herzschlägen (QRS- Komplex) in Ruhe Reduzierte Herzfrequenzvariabilität  größerer parasympathischen Einfluss (Ermüdung, Stress , Infekt,...) Polar (OwnZone®), Garmin, Suunto,..., Apps Atmung beeinflusst die Herzfrequenz und Herzfrequenzvariabilität (Maud & Fernhall, 2006, p. 39 ff.) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Blutdruck systolisch / diastolisch generiert vom Herzen / peripherer Widerstand systolisch diastolisch (mmHg) (mmHg) Normwerte 110–139 und 60–89 Hypertonie Grad 1 140–159 oder 90–99 Hypertonie Grad 2 160–179 oder 100–109 Modified from cdc.gov Hypertonie Grad 3 ≥ 180 oder ≥ 110 MAD (Mittlerer arterieller Druck) = Herzminutenvolumen * peripherer Widerstand = 2/3 Bddiast. + 1/3 Bdsyst. (vgl. McArdle, Katch & Katch, 2010, p. 309) © Gruber, Universität Konstanz  Herz-Kreislauf System – Modulationen bei ansteigender Leistung Blutdruckänderung in Armen und Beinen beim Radfahren Arme, systolisch 190 Arme, diastolisch Blutdruck (mmHG) 160 Beine, systolisch Beine, 130 diastolisch 100 70 0 30 50 70 90 110 % VO2max (Modified from Wilmore, Costill & Kenney, 2008, p. 169) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Modulationen bei unterschiedlichen sportlichen Aktivitäten 300 275 250 Blutdruck (mmHG) 225 200 175 150 100 75 50 0 Ruhe Aerobe Beidarmiger Beidbeinige Aktivität Bizepscurl Beinpresse (hohes Gewicht) (hohes Gewicht) (Modified from McArdle, Katch & Katch, 2010, p. 318) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Anpassungen nach Ausdauertraining – systolischer BD Pretraining Posttraining 200 180 SBD (mmHg) 160 140 120 Ruhe 25 50 75 100 % VO2max (nach Smith & Fernhall, 2011, p. 169) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Anpassungen nach Ausdauertraining – diastolischer BD Pretraining Posttraining 90 DBD (mmHg) 70 50 Ruhe 25 50 75 100 % VO2max (nach Smith & Fernhall, 2011, p. 169) © Gruber, Universität Konstanz Herz-Kreislauf System – Anpassungen nach Ausdauertraining – Messmethode toogezer.com oregonstate.edu Prinzip der auskultatorischen Blutdruckmessung anhand der Korotkow-Geräusche © Gruber, Universität Konstanz Das Wichtigste der letzten Einheit in Kürze: Nach Ausdauertraining erhöht sich die maximale Sauerstoffaufnahmekapazität. Nach Ausdauertraining erhöht sich die maximale Ventilation und die maximale pulmonale Diffusion. Nach Ausdauertraining ist das Blutvolumen erhöht und der Hämatokrit erniedrigt. Nach Ausdauertraining ist der Blutfluss in die aktive Skelettmuskulatur und die arterio-venösen Sauerstoffdifferenz erhöht. Nach Ausdauertraining ist das linksventrikuläre Herzvolumen und –masse (Sportherz) und in der Folge das Schlagvolumen und die Herzleistung erhöht, außerdem ist die Herzfrequenz bei maximaler Leistung leicht und in Ruhe deutlich erniedrigt. Nach Ausdauertraining ist der systolische und diastolische Blutdruck bei gleicher Herzleistung erniedrigt. © Gruber, Universität Konstanz  Lessons learnt Ich kann den Begriff Ausdauer definieren und kenne Strukturierungsgrundlagen und Einteilungsmöglichkeiten. Ich kenne die Bereiche und Methoden des Ausdauertrainings und kann diese mit Laktatleistungsschwellen in Verbindung setzen. Ich kenne die zentralen systemischem, respiratorischen und kardiovaskulären Anpassungen an Ausdauertraining. Ich kenne die Zusammenhänge wichtiger biologischer Anpassungen sowohl mit sportlicher Leistungsfähigkeit als auch mit Gesundheit. Ich kenne Messmethoden zur Überprüfung biologischer Anpassung an Ausdauertraining. 15 © Gruber, Universität Konstanz