VO2max, aerobes vs anaerobes Training - einfach erklärt!

    Mit einer Leistungsdiagnostik kannst Du Deinen idealen Trainingsbereich ermitteln. Kardiologe Prof. Dr. med Axel Preßler klärt auf, was es mit dem VO2max und der aeroben Schwelle auf sich hat und wie Du die diese Werte für ein optimales Training nutzen kannst.
    Die Werte einer Leistungsdiagnostik zeigen Dir wie Du Dein Training effektiv gestalten kannst.

    Die Leistungsdiagnostik dient der Analyse des individuellen Energiestoffwechsels der Muskulatur und des Pulsverhaltens während steigender Belastung. Ziel ist die Ermittlung der Pulse und Geschwindigkeiten, mit denen die Läufer*innen den Stoffwechsel anschließend beim Training gezielt ansprechen und stärken können, je nach Trainingsziel. Wesentlicher Vorteil der Leistungsdiagnostik ist, dass sie diese Werte direkt misst und sie nicht einfach nur pauschal aus z.B. Altersformeln und Prozentwerten der maximalen Herzfrequenz (HFmax) berechnet werden – damit steigt die Genauigkeit der Stoffwechselbereiche, und das Training lässt sich optimal an den eigenen, individuellen Zustand und an die angestrebten Ziele und Distanzen anpassen.

    Der aerobe und anaerobe Stoffwechsel

    Die Muskulatur gewinnt die zur Bewegung nötige Energie im Wesentlichen aus zwei biochemischen Systemen – dem aeroben und dem anaeroben Stoffwechsel. Ersterer findet in den Mitochondrien statt, den kleinen „Kraftwerken“ unserer Muskelzellen, welche der Energiegewinnung dienen. Benötigt wird dazu aber stets ausreichend Sauerstoff (= aerob), mit dessen Hilfe dann aus Fettsäuren und Kohlenhydraten Energieträger produziert werden. Bei diesen wiederum handelt es sich um Adenosintriphosphat (ATP), welches zur Bewegung unserer Muskulatur essenziell ist.

    Das aerobe System ist grundsätzlich sehr ergiebig, liefert also insgesamt relativ viele Energieträger pro Reaktionsschritt. Allerdings dauern die dafür erforderlichen biochemischen Reaktionen relativ lang. Zudem muss der erforderliche Sauerstoff stets über Atmung und Kreislauf erst in die Muskeln transportiert werden, da er dort nicht gespeichert ist. Das gelingt demnach vorwiegend bei langsameren Pulsen und Geschwindigkeiten, dient also der Ausdauer bzw. der Grundlagenkondition.

    Für Mittel- bis Langdistanz-Läufer*innen ist dies der wichtigste Bereich, und durch gezieltes Training im aeroben Stoffwechsel baut die Muskulatur diesen durch Bildung weiterer aerober Fasern und Erhöhung der Mitochondrienzahl auch stetig weiter aus, so dass man mit der Zeit auch schnellere Geschwindigkeiten im Ausdauerbereich laufen kann.

    Bei höheren Geschwindigkeiten reicht die Sauerstoffversorgung des Muskels je nach Ausdauer irgendwann nicht mehr aus, auch wenn wir stetig schneller atmen – die Muskulatur braucht also ein Ersatzsystem, um noch weiter ATP und damit Energie liefern zu können. Dies gelingt mit dem anaeroben Stoffwechsel, der gänzlich ohne Sauerstoff (=anaerob) auskommt, allerdings jetzt nur noch Kohlenhydrate als Energielieferanten nutzen kann. Dies findet außerhalb der Mitochondrien statt.

    Der Körper wechselt je nach Trainingsintensität von aerob auf den anaeroben Stoffwechsel.

    Im anaeroben Bereich wird tatsächlich sehr schnell und direkt Energie geliefert, allerdings pro Reaktionsschritt nicht sehr viel, so dass diese Energie auch rasch wieder verbraucht wird. Dies ist also der Bereich, den man für kurze Distanzen, Sprints oder Tempointervalle benötigt. Bei diesem System entsteht aus Kohlenhydraten im Rahmen der Energieproduktion das „berühmte“ Laktat (Milchsäure). Dieses kann von der Muskulatur nur sehr langsam abgebaut werden, was bei mittleren Geschwindigkeiten noch recht gut gelingt; in hohen Tempobereichen sammelt sich das Laktat aber stetig an. Reicht die Zeit für den Laktatabbau nicht mehr, kommt es zu einer Überlastung des Muskels mit Laktat und wir müssen wegen „Übersäuerung“ aufhören (bzw. wieder in langsamere Geschwindigkeiten wechseln). In der Atmung macht sich das übrigens durch einen verstärkten Ausstoß von Kohlendioxid bemerkbar, welcher in der Spiroergometrie quasi als „Laktat der Atmung“ gemessen wird.

    Mit Hilfe der Laktatmessung können ideale Trainingsbereiche defniert werden.

    Der Bereich, an dem gerade so viel Laktat produziert wie abgebaut wird, ist die anaerobe Schwelle. Dieser Bereich ist für Läufer*innen deshalb so interessant, da man hier in einer Art Leistungsoptimum ist – zumindest eine Zeit lang vermeidet man also eine Übersäuerung, verschenkt aber auch keine Geschwindigkeit nach unten. Diese anaerobe Schwelle lässt sich sehr präzise mit der Leistungsdiagnostik bestimmen und stellt einen häufigen Grund dar, eine solche durchführen zu lassen.

    Es muss allerdings betont werden, dass es niemals ausschließlich nur aerobe oder anaerobe Belastungen gibt, beide Energiesysteme laufen stetig nebeneinander. Allerdings verschiebt sich bei einer ansteigenden Belastung wie bei der Leistungsdiagnostik der Energiebereich allmählich von anfangs noch hauptsächlich aerob über Mischbereiche bis später hauptsächlich anaerob, und dies lässt sich mit der Laktatmessung oder auch der Spiroergometrie sehr gut darstellen.

    Welche Informationen erhalte ich durch die Leistungsdiagnostik?

    Mit einer Leistungsdiagnostik lassen sich also die genannten Stoffwechselbereiche sehr präzise und vor allem auch individuell ermitteln. Die parallele Messung von Puls und Geschwindigkeit ermöglicht dann die Bestimmung der aeroben und anaeroben Trainingsbereiche, welche sich bei der Wettkampfvorbereitung je nach angestrebten Distanzen mit einer Pulsuhr kontrollieren lassen. Ein gezieltes Training kann somit entweder über die Herzfrequenz oder die „Pace“ erfolgen, also die 1000 m-Zeit, die im Laufbereich gerne alternativ zum Puls eingesetzt wird.

    Die in der Leistungsdiagnostik ermittelten Trainingsbereiche lassen sich sehr gut in Pulsuhren übertragen. Sie ersetzen dann die lediglich auf Basis der berechneten maximalen Herzfrequenz beruhenden und dadurch etwas ungenaueren Werkseinstellungen solcher Uhren. Ein maximaler Puls wird übrigens natürlich auch im Rahmen einer Leistungsdiagnostik gemessen, erfahrungsgemäß liegt dieser allerdings ca. 5 Schläge unterhalb der tatsächlichen Maximalfrequenz, eine Leistungsdiagnostik auf dem Laufband oder Fahrrad ist also kein klassischer HFmax-Test.

    VO2max - was hat es damit auf sich?

    Die maximale Sauerstoffaufnahme, bekannt als VO2max, wird durch die Spiroergometrie ermittelt.

    Auch mit der Spiroergometrie lassen sich die aeroben und anaeroben Stoffwechselbereiche und die anaerobe Schwelle bestimmen. Dabei steht die Aufnahme von Sauerstoff für die Leistungsfähigkeit des aeroben Systems, also für die Ausdauer, und die Ausatmung von Kohlendioxid für den anaeroben Stoffwechsel, also für die zunehmende Übersäuerung. Als vielleicht wichtigster oder zumindest bekanntester Wert ergibt sich aus der Spiroergometrie aber vor allem die maximale Sauerstoffaufnahme, bekannt als VO2max. Diese liefert wichtige Informationen über den allgemeinen Fitnesszustand und kann auch zur Trainingssteuerung eingesetzt werden. Die VO2max wird auch von vielen Pulsuhren angezeigt, allerdings nur anhand standardisierter Formeln berechnet und damit unter Umständen nicht exakt zutreffend.

    Laktatdiagnostik vs Spiroergometrie?

    Ob man nur eine Laktatdiagnostik oder nur eine Spiroergometrie oder beides gleichzeitig durchführen lässt, hängt neben technischen Fragestellungen, Erfahrung des Untersuchers und apparativen Verfügbarkeiten immer auch ein wenig von der individuellen Meinung ab. Die bei der Laktatdiagnostik üblichen Stufenprotokolle sind aber deutlich länger als bei einer reinen Spiroergometrie und bieten sich daher gerade im Langstreckenlauf eher an. Die Kombination beider Verfahren kann somit durch das Laktat verlässliche Trainingsbereiche und durch die Spiroergometrie vor allem die VO2max liefern

    TIPP

    Fettsäuren liefern absolut gesehen zwar sehr viel Energie, allerdings dauert dies recht lang, so dass man für Trainingseinheiten speziell in diesem Bereich sehr lange und langsame Einheiten umsetzen muss. Will man darüber abnehmen, was viele aufgrund des Namens ja mit dem Fettverbrennungsbereich verbinden, ist also ein sehr zeitintensives Training erforderlich. Der Energieverbrauch pro Zeit ist aus Kohlenhydraten bei anaerobem Training deutlich höher, allerdings kann man diese Bereiche nicht so lange durchhalten.

    Es ist also wie so oft – die Wahrheit (in diesem Fall zur Gewichtsreduktion durch Training) liegt in der Mitte oder zumindest in einem periodisierten Training, d.h. einem guten Mix aus Ausdauereinheiten und Intervallen.

    Unser Gastautor// Prof. Dr. med Axel Preßler

    Prof. Dr. med Preßler ist einer der renommiertesten Experten für Sportkardiologie in Europa. Der Facharzt für Innere Medizin und Kardiologie war bis zur Eröffnung seiner eigenen Praxis elf Jahre lang Oberarzt im Zentrum für Prävention und Sportmedizin der Technischen Universität München. Er hält regelmäßig Vorträge vor nationalem und internationalem Publikum und veröffentlicht wissenschaftliche Beiträge auf seinem Spezialgebiet Herz und Sport. Er joggt, fährt Mountainbike und schwimmt gerne.

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