Spiroergometrie und Laktat-Leistungsdiagnostik: Blut, Schweiß und Daten
Die Laktat-Leistungsdiagnostik und die Spiroergometrie (Atemgasanalyse) sind die zwei dominierenden sportmedizinischen Labortests im Ausdauersport. Sie geben Aufschluss über die individuellen Schwellwerte bzw. Trainingsbereiche einer Athlet*in: Laktatschwelle, Individuelle aerob-anaerobe Schwelle, maximale Sauerstoffaufnahme, etc.
Was bringt mir eine Leistungsdiagnostik?
Die einfachste Form, die Ausdauerleistungsfähigkeit einer Athlet*in zu überprüfen, besteht in der Durchführung sogenannter „Feldtests“. Zu diesen sportpraktischen Testverfahren zählen im Laufsport u.a. der Cooper-Test, der Conconi-Test und der 5000m Lauf. Im Radsport hat sich der sog. FTP-Test zur Überprüfung der „Functional Threshold Power“ etabliert. Im Schwimmen werden z.B. Stufenprotokolle über 200m oder dreißigminütige Ausdauertests absolviert. Ruder*innen absolvieren 2000m auf dem Rudergerät. All diese Verfahren dienen der regelmäßigen Leistungsüberprüfung und -beurteilung.
Sportmedizinische Labortests, bei denen während der Belastung nicht nur der Puls, sondern auch die Laktatkonzentration im Blut und/oder die Atemgase gemessen werden, analysieren den Energiestoffwechsel einer Athlet*in unter Belastung. Davon können Grenzwerte zur individualisierten Trainingssteuerung sowie Stärken und Schwächen in den unterschiedlichen Belastungsbereichen (Grundlagenausdauer, wettkampfspezifische Ausdauer, etc.) abgeleitet werden.
Die aerobe Schwelle bzw. Laktatschwelle
Nach einer Leistungsdiagnostik weiß ein(e) Athlet*in, bei welcher Laufgeschwindigkeit und Herzfrequenz der Körper beginnt, Laktat auszuschütten (aerobe Schwelle bzw. Lactate Threshold „LT“). Ab dieser Geschwindigkeit läuft der Energiestoffwechsel also nicht mehr ausschließlich unter Nutzung von Sauerstoff ab. Unterhalb der LT könnte die Athlet*in die Belastung theoretisch beliebig lange aufrechterhalten. Der Trainingsbereich rund um die LT wird auch Grundlagenausdauer 1 (GA1) genannt und ist der Trainingsbereich, in dem der Großteil des Ausdauertrainings (60 bis 80%) stattfinden sollte.
Die individuelle aerob-anaerobe Schwelle (IANS)
Jenseits der Laktatschwelle nimmt der Anteil der anaeroben Energieumwandlung (d.h. ohne Sauerstoff) kontinuierlich zu, bis sich die Laktatanhäufung und der Abbau von Laktat genau die Waage halten. Dieser Punkt wird IANS bezeichnet, wir befinden uns hier an der individuellen aerob-anaerobe Schwelle. Tempodauerläufe werden im Bereich der IANS bzw. im Grundlagenausdauerbereich 2 (GA2) absolviert. Wenn du mehr zu den Themen aerob, anaerob und Laktat wissen willst, dann lies gern mal diesen Artikel.
Berechnung der IANS
Es existieren mehr als 20 unterschiedliche Verfahren, die IANS zu berechnen. Ich werde hier nicht auf alle detailliert eingehen, sondern nur einige der bekanntesten nennen. Eine sehr einfache Möglichkeit besteht darin, den in der Sportmedizin seit Mitte der 70er Jahre anerkannten Näherungswert von 4 mmol Laktat pro Liter Blut zu nutzen. Für Radsportler (die vorwiegend die Beine belasten) und hoch ausdauertrainierte Sportler wird häufig ein Näherungswert von nur 3 mmol/l herangezogen. Mitte der 80er Jahre wurde eine weitere Methode zur Kalkulation des Schwellwerts entwickelt, die von der Laktatschwelle (in diesem Fall auch "Basalwert" genannt) ausgeht. Die IANS wird ganz einfach durch Addition der sogenannten „Laktatkonstante“ von 1,5 mmol/l zur Laktatschwelle berechnet. Liegt die Laktatschwelle eines Athleten also beispielsweise bei 1,24 mmol/l, dann resultiert daraus eine IANS von 2,74 mmol/l. Weitere Verfahren wie z.B. die Dmax Methode betrachten Tangential- bzw. parallele Linien in der Laktatleistungskurve und leiten daraus die IANS ab.
Welche Formen der Leistungsdiagnostik gibt es?
Die Laktat-Leistungsdiagnostik und die Spiroergometrie (Atemgasanalyse) sind die zwei dominierenden sportmedizinischen Labortests im Ausdauersport. Sie geben durch ganz unterschiedliche Analyseverfahren Aufschluss über die individuellen Schwellwerte zwischen der rein aeroben, der gemischt aerob-anaeroben und der rein anaeroben Energiebereitstellung. Grundlage für die Ermittlung ist in jedem Fall die Durchführung eines Stufen- oder Rampentests.
Ablauf eines Stufentests
Wie der Name schon andeutet, absolviert die Athlet*in ein stufenförmiges Belastungsprotokoll auf einem geeichten Ergometer (Laufband, Rad- oder Ruderergometer, etc.). Das Belastungsprotokoll beginnt bei einer kaum wahrnehmbaren Belastung (beispielsweise Gehen mit 6 km/h oder Radfahren mit 60 Watt) und steigert sich bis hin zu einer (fast) maximalen Belastung, die die Athlet*in selbständig abbricht. Auf dem Laufband wird zum Beispiel aller 3 Minuten die Geschwindigkeit um 2 km/h erhöht, bis die Sportler*in das Tempo nicht mehr halten kann. Profisportler*innen wie z.B. Bundesligafußballer schaffen es, dieses Protokoll bis zu einer Geschwindigkeit von 24 km/h aufrecht zu erhalten! Am Ende jeder Belastungsstufe wird neben der Herzfrequenz die Laktatkonzentration im Kapillarblut und/oder das Verhältnis von eingeatmetem Sauerstoff zu ausgeatmetem Kohlenstoffdioxid ermittelt und dokumentiert.
Ablauf eines Rampentests
Die Belastung der Athlet*in wird beim Rampentest gleichmäßig erhöht. Beispielsweise wird die Leistungsfähigkeit von Bahnrad-Sprintern mit einem Rampentest ermittelt. Das Protokoll beginnt bei einer moderaten Belastung von 80 oder 100 Watt und wird mit jeder Sekunde um ein Watt erhöht. Das Protokoll wird bis zur individuellen Belastungsgrenze fortgeführt. Olympioniken sind in der Lage, diese sekündlich zunehmende Belastung bis jenseits der 600 Watt aufrecht zu erhalten!
Die Laktat-Leistungsdiagnostik
Die Laktat-Leistungsdiagnostik ist das am weitesten verbreitete sportmedizinische Verfahren zur Diagnostik der Ausdauerleistung. Sie wird seit Mitte der 1970er Jahre angewendet und heutzutage auch von vielen Hobbysportler*innen in Anspruch genommen. Im Rahmen eines Stufentests wird der Athlet*in am Ende jeder Belastungsstufe Kapillarblut minimal-invasiv aus dem Ohrläppchen entnommen. Die Analyse der Laktatkonzentration relativ zur Belastungsintensität der jeweiligen Stufe ergibt die individuellen Schwellwerte der Athlet*in.
Abbildung: Laktatleistungskurve eines erfahrenen Ausdauersportlers
Das Diagramm zeigt die Laktatleistungskurve eines Marathonläufers, der den 3-Minuten-Stufentest auf dem Laufband bei einer Geschwindigkeit von 20 km/h und einer Laktatkonzentration von 11,5 mmol/l abgebrochen hat. Die mittels Laktatkonstante errechnete IANS liegt bei 2,74 mmol Laktat pro Liter Blut und wurde bei einer Geschwindigkeit von 13,2 km/h bzw. 4:33 min/km und einem Puls von 176 S/min erreicht. Aus den gewonnenen Daten errechnet sich eine mögliche Bestleistung von 40:07 Minuten über 10 Kilometer bzw. 3:23:17 Stunden im Marathon.
Spiroergometrie
Der Begriff der Spiroergometrie leitet sich ab von „spiro“ (Atmung), „ergo“ (Arbeit) und „metrie“ (Messung). Durch Analyse des eingeatmeten Sauerstoffs O2 und des abgeatmeten Kohlenstoffdioxids CO2 wird auf den Energiestoffwechsel einer Sportler*in zurückgeschlossen, wobei Parameter wie z.B. das Atemäquivalent und der respiratorische Quotient berechnet werden. Die Athlet*in wird im Rahmen des Testprotokolls ausbelastet, was auch die direkte Bestimmung der maximalen Sauerstoffaufnahmefähigkeit VO2max der Sportler*in ermöglicht.
Eine Spiroergometrie wird ohne Blutabnahme und im Vergleich zur Laktatdiagnostik mit kürzeren Belastungsprotokollen gemessen. Die Handhabung der Messinstrumente ist bei angemessener Pflege und Kalibrierung vergleichsweise einfach, zudem kann der Test submaximal erfolgen. Dem stehen ein höherer materieller und personeller Aufwand gegenüber, weswegen die Spiroergometrie lange Zeit vorwiegend im Leistungssport angewendet wurde.
Strukturiertes Training mit einem Coach
Wenn du deine IANS in höhere Geschwindigkeitsbereiche verschieben und damit deine Ausdauerleistungsfähigkeit steigern willst, dann geht das nicht ohne einen konkreten Plan. Ein guter Coach strukturiert dir deinen Trainingsplan so, dass deine Leistungsfähigkeit sukzessive steigt - ohne dich zu überlasten oder dein berufliches und soziales Umfeld zu vernachlässigen.
Wenn du Lust bekommen hast, dich unter professioneller Anleitung sportlich weiterzuentwickeln, dann schreib‘ mir gern über das Kontaktformular. Ich freue mich, von dir zu hören!
