Danksagungen i

DANKSAGUNGEN

An dieser Stelle möchte ich allen Personen, die mich im Rahmen der Untersuchungsphase sowie bei der Erstellung der vorliegenden Arbeit unterstützt haben, meinen persönlichen Dank aussprechen.

Zuallererst möchte ich mich bei den Probandinnen und Probanden bedanken, die bereits im Vorfeld unermüdlich am vorbereitenden Techniktraining teilgenommen haben. Besonders hat mir ihre Geduld, Aufmunterung und Zuspruch an den Untersuchungswochenenden geholfen - Verpflegung eingeschlossen. Vielen Dank!

Mein Dank gilt weiterhin dem Deutschen Institut für Ausdauer- und Breitensport (difabs) für die finanzielle Unterstützung. Ohne diese finanziellen Mittel wäre die Durchführung der Studie nicht möglich gewesen. Für die Bereitstellung der Nordic Walking Stöcke danke ich Herrn Hohmann von der Firma Karhu Deutschland, Petri Eklund. Die verwendeten Blutdruckmessgeräte wurden dankenswerterweise von der Medizinischen Poliklinik der Universität Bonn bereitgestellt.

Bei Markus Siepmann und Thomas Bindig (Cortex Biophysik GmbH) möchte ich mich für die im wahrsten Sinne des Wortes unermüdliche Unterstützung in allen technischen Fragen des Spirometriesystems besonders bedanken. Jens Benscheidt sei in diesem Zusammenhang als Retter in der Not gedankt. Nicht unerwähnt bleiben darf die nicht selbstverständliche Auskunftsbereitschaft von Dr. Henker (Cortex Biophysik GmbH) bei Fragen zu den softwareseitigen Berechnungsverfahren und die Unterstützung von Herrn Schuchna (Cortex Biophysik GmbH) bei der Kalibration des Gerätes.

Herrn Prof. Dr. H. Mechling danke ich für seine pragmatische und klar strukturierte Betreuung sowie für die Bereitstellung von Institutsmitteln für die - mal mehr, mal weniger - kostenintensiven Verbrauchsmaterialien.

Für die statistische und mathematische Beratung möchte ich mich besonders bei Dr. Michael Brach und Dr. Sabine Eichberg bedanken. Peter Preuß und Jens Felder danke ich für die sehr zeitaufwendige Unterstützung bei der Untersuchungsdurchfüh- rung.

Danksagungen ii

Für die kritische Durchsicht der Arbeit möchte ich Helmar Winkel, Claudia Schäfle und Jens Felder danken. Ihre Anmerkungen haben sehr zur Lesbarkeit der Arbeit beigetragen.

Abschließend möchte ich mich bei Peter Preuß für die Bereitstellung seines VW LT 28 als „Messstation in jeder Wetterlage“ sowie für seine motivierende und geduldige Unterstützung in vielerlei Hinsicht bedanken.

Abstract iii

ABSTRACT

Manuela Motschall

Nordic Walking, Walking, Powerwalking und Jogging. Vergleichende Betrachtung der kardiopulmonalen und metabolischen Beanspruchung sowie des subjektiven Belastungsempfindens.

Ausdauertraining stellt durch positive Wirkungen auf das Herz-Kreislauf- bzw. Stoffwechselsystem und die resultierende kardiovaskuläre Prävention einen wichtigen Bestandteil des Gesundheits- und Alterssports dar. Das klassische Walking ist als Präventionssport für ein kardiovaskuläres Gesundheitstraining anerkannt und wird besonders für Sporteinsteiger bzw. -wiedereinsteiger, Senioren und Risikogruppen empfohlen. In der Literatur existiert eine Bandbreite an Variationen von Walkingtechniken sowie Modifikationen wie etwa das Walking mit Zusatzgewichten (Powerwalking) zur geschwindigkeitsunabhängigen Intensitätssteigerung. Im Zuge der gewachsenen Popularität des Nordic Walkings werden in der populärwissenschaftlichen Literatur im Vergleich zum klassischen Walking vorwiegend Vorteile und positivere Effekte des Nordic Walkings auf das Herz-Kreislauf-System und den Bewegungsapparat postuliert.

Der wissenschaftliche Vergleich leistungsphysiologischer Parameter und des subjektiven Belastungsempfindens bei Nordic Walking vs. Walking weist sowohl homogene als auch heterogene Aussagen für die untersuchten Parameter auf. Darüber hinaus lassen unterschiedliche Untersuchungsdesigns keine objektive Vergleichbarkeit dieser durchgeführten Studien zu.

Ziel der vorliegenden Querschnittsuntersuchung war die vergleichende Betrachtung kardiopulmonaler und metabolischer Beanspruchung (Sauerstoffaufnahme, Energieumsatz, Herzfrequenz, Blutdruck, Laktat) sowie des subjektiven Belastungsempfindens bei Nordic Walking, Walking, Powerwalking und Jogging. Alle Sportarten wurden mit einem intrasubjektiven Untersuchungsdesign in bewegungsspezifischen und technisch gut realisierbaren Geschwindigkeiten im Feld absolviert.

Abstract iv

An der Untersuchung nahmen 32 gesunde Personen (21 Frauen (Alter 46,4±6,0 Jahre, Größe 167,9±5,5 cm, Gewicht 65±8,3 kg) und 11 Männer (Alter 47,8±6,6 Jahre, Größe 178,1±5,6 cm, Gewicht 78,2±9,5 kg)) mit Joggingerfahrung teil.

Vor Beginn der Hauptuntersuchung absolvierten alle Versuchspersonen einen submaximalen Belastungstest mit kontinuierlicher Messung der Atemgase und der Herzfrequenz. Diese Voruntersuchung diente der Bestimmung der relativen maximalen Sauerstoffaufnahme. Zur Sicherstellung einer guten Technikausführung in allen Sportarten mit besonderem Fokus auf Nordic Walking und Powerwalking, wurde vor Beginn der Testphase mit allen Versuchspersonen ein vierwöchiges Techniktraining durchgeführt. Jeder Proband absolvierte dafür zwei Mal pro Woche eine 90minütige Trainingseinheit.

In der Hauptuntersuchung leistete jede Versuchsperson zur Erhebung der objektiven Beanspruchungsparameter und des subjektiven Belastungsempfindens jede Sportart an separaten Tagen in randomisierter Reihenfolge. Zur Berücksichtigung biorhythmischer Leistungsschwankungen wurden alle Untersuchungen individuell für jeden Probanden zur gleichen Tageszeit (±2 Stunden) durchgeführt. Mittels eines portablen Spirometriesystems (MetaMax 3B ^® , Cortex) waren die kontinuierliche Messung der Atemgase und die Aufzeichnung der Herzfrequenz während der gesamten Untersuchungszeit möglich. Jede Untersuchung beinhaltete ein standardisiertes Aufwärmprogramm in normaler Gehgeschwindigkeit (5,4 kmmh ^-1 ) ohne spezielle Technikinstruktion und vier Belastungsphasen in verschiedenen Geschwindigkeiten (5,4; 6,1; 6,8; 7,5 kmh ^-1 für Nordic Walking, Walking, Powerwalking und 6,8; 7,5; 9,0; 10,5 kmmh ^-1 für Jogging) à fünf Minuten um Steady State Bedingungen zu erreichen. Arterieller Blutdruck, arterielles Blutlaktat und subjektives Belastungsempfinden wurden nach jeder Belastungsstufe erhoben.

Für die statistische Datenanalyse kam eine einfaktorielle univariate Varianzanalyse mit Messwiederholung zum Einsatz. Die Überprüfung der a priori aufgestellten Unterschiedshypothesen erfolgte mittels geschätzter Randmittel des varianzanalytischen Verfahrens.

Nordic Walking bewirkt gegenüber dem klassischen Walking und Powerwalking in gleichen Geschwindigkeiten eine höhere kardiopulmonale und metabolische Beanspruchung sowie ein höheres subjektives Belastungsempfinden. Die Ergebnisse die- ser Untersuchung liegen mit Erhöhungen der relativen Sauerstoffaufnahme sowie

Abstract v

des Energieumsatzes zwischen 8% und 11% beim Nordic Walking deutlich unter den in der Literatur beschriebenen Unterschieden zwischen Nordic Walking und Walking. Für den Vergleich von Powerwalking und Walking konnten insgesamt nur marginale Erhöhungen des objektiven Beanspruchungsprofils bei Powerwalking beobachtet werden. Statistisch bedeutsame Unterschiede des arteriellen Blutdrucks zeigten sich beim Vergleich der walkingspezifischen Bewegungsformen ausschließlich zwischen Powerwalking und Walking. Jogging führt unterhalb von 8 kmmh ^-1 im Vergleich zu Walking und Powerwalking zu einer höheren kardiopulmonalen und metabolischen Beanspruchung bei jedoch geringerem subjektiven Belastungsempfinden. Lediglich Nordic Walking übersteigt bei 7,5 kmh ^-1 die Beanspruchung des Joggings.

Die vom ACSM für ein gesundheitspräventiv wirksames Ausdauertraining vorgegebene Intensität von mindestens 50% der maximalen Sauerstoffaufnahme wird von einem mittelgut trainierten Probandenkollektiv bei Nordic Walking, Walking und Powerwalking in langsamen Geschwindigkeiten nicht erreicht. Erst in höheren Tempi von 6,8 bzw. 7,5 kmmh ^-1 wird das o. g. Kriterium erfüllt. Eine weitere Intensitäts-vorgabe des ACSM fordert eine 55% bzw. 65%-90% Beanspruchung der maximalen Herzfrequenz. Dieses Kriterium wird in allen Sportarten zwar schon in den langsamen Geschwindigkeiten erreicht, jedoch liegt hier die Beanspruchung an der unteren Grenze der empfohlenen Intensität und ist als sehr gering einzuschätzen. Insgesamt kann vermutet werden, dass leistungsfähigere Sportler bei Nordic Walking, Walking oder Powerwalking in moderaten Geschwindigkeiten unterfordert sind und ein Training mindestens in Geschwindigkeiten oberhalb von 6,8 bzw. 7,5 kmmh ^-1 ausgeführt werden müsste. Für leistungsschwächere Personen ist anzunehmen, dass auch langsamere Geschwindigkeiten in den walkingspezifischen Bewegungsformen zu einem adäquaten Trainingsreiz führen. In hohen Geschwindigkeiten könnten für diese Personengruppe sogar Überlastungen vermutet werden.

Weiteres wissenschaftliches Interesse und Forschungspotenzial ist für eine vergleichende Betrachtung des objektiven und subjektiven Beanspruchungsprofils der vier Sportarten bei unterschiedlich leistungsfähigen Personen und bei qualitativ unterschiedlichen Technikausführungen sowie in Interventionsstudien zu NW und W oder auch J gegeben.

Inhaltsverzeichnis vi

INHALTSVERZEICHNIS   

0  Einleitung  1

A  Theoretischer Teil  6

1  Studien zum Vergleich von NW, W, PW und J  6

2  Belastung und Beanspruchung.  19

2.1  Objektive Beanspruchungsparameter.  20

2.1.1  Sauerstoffaufnahme (VO 2 )  20

2.1.2  Energieumsatz (EU)  22

2.1.3  Herzfrequenz (HF)  24

2.1.4  Arterieller Blutdruck (BD)  25

2.1.5  Laktat  27

2.2  Subjektives Belastungsempfinden (RPE)  28

3  Technikleitbilder  29

3.1  Nordic Walking (NW)  30

3.2  Walking (W) und Powerwalking (PW)  32

3.3  Jogging (J)  33

4  Konsequenzen für die vorliegende Untersuchung.  33

4.1  Fragestellung und Hypothesen.  36

4.2  Begründung des methodischen Vorgehens  40

4.2.1  Auswahl der Stichprobe  42

4.2.2  Auswahl des Zusatzgewichtes für das PW  42

4.2.3  Belastungstest.  43

4.2.4  Techniktraining  43

4.2.5  Aufwärmen  44

4.2.6  Belastungsphasen  44

B  Methodisches Vorgehen.  47

1  Untersuchungsplan  47

2  Untersuchungsvorbereitung.  47

2.1  Probandenrekrutierung.  47

2.2  Informationsveranstaltung.  48

2.3  Fragebögen und Formalia  48

2.3.1  Aufklärung zur Studie  48

2.3.2  Gesundheitsfragebogen.  49

2.3.3  Einwilligungserklärung  49

2.3.4  Fragebogen zum aktuellen Gesundheitszustand  49

2.4  Techniktraining  49

Inhaltsverzeichnis vii

3  Untersuchungsinstrumentarien  50

3.1  Spirometriesystem  50

3.2  Herzfrequenzmessgerät  52

3.3  Blutdruckmessgerät.  52

3.4  Laktatmessung  53

3.5  RPE-Skala.  55

3.6  Versuchsaufbau der Hauptuntersuchung  55

3.7  Conconi Timer.  56

3.8  Nordic Walking Stöcke.  57

3.9  Gewichtsmanschetten.  57

3.10  Technikanalyseprotokoll  57

4  Datenerhebung.  58

4.1  Submaximaler Belastungstest.  58

4.2  Hauptuntersuchung.  60

5  Datenauswertung  62

5.1  Datenbehandlung  62

5.2  Parameterberechnung  64

5.2.1  Rel.VO 2max  64

5.2.2  Rel.VO 2 und rel.VO 2max  65

5.2.3  Energieumsatz.  65

5.2.4  HFmax und HFmax.  65

5.3  Statistische Verfahren  66

C  Darstellung und Diskussion der Ergebnisse  72

1  Zusammensetzung der Stichprobe  74

2  Relative Sauerstoffaufnahme, Energieumsatz und  

Herzfrequenz.   76

2.1  Relative Sauerstoffaufnahme (rel.VO 2 )  76

2.2  Energieumsatz (EU)  79

2.3  Herzfrequenz (HF)  82

2.4  Versuchsplan 1.  85

2.4.1  Ergebnisse der Einzelvergleiche.  85

2.4.2  Hypothesenbesprechung  89

2.4.3  Diskussion der Ergebnisse  91

2.5  Versuchsplan 2.  96

2.5.1  Ergebnisse der Einzelvergleiche.  96

2.5.2  Hypothesenbesprechung  99

2.5.3  Diskussion der Ergebnisse  100

3  Arterieller Blutdruck (BD)  102

3.1  Systolischer Blutdruck  102

3.2  Diastolischer Blutdruck  106

Inhaltsverzeichnis viii

3.3  Versuchsplan 1.  109

3.3.1  Ergebnisse der Einzelvergleiche.  109

3.3.2  Hypothesenbesprechung  111

3.3.3  Diskussion der Ergebnisse  112

3.4  Versuchsplan 2.  115

3.4.1  Ergebnisse der Einzelvergleiche.  115

3.4.2  Hypothesenbesprechung  117

3.4.3  Diskussion der Ergebnisse  117

4  Laktatproduktion  119

4.1  Versuchsplan 1.  122

4.1.1  Ergebnisse der Einzelvergleiche.  122

4.1.2  Hypothesenbesprechung  123

4.1.3  Diskussion der Ergebnisse  124

4.2  Versuchsplan 2.  126

4.2.1  Ergebnisse der Einzelvergleiche.  126

4.2.2  Hypothesenbesprechung  127

4.2.3  Diskussion der Ergebnisse  128

5  Subjektives Belastungsempfinden (RPE)  129

5.1  Versuchsplan 1.  132

5.1.1  Ergebnisse der Einzelvergleiche.  132

5.1.2  Hypothesenbesprechung  133

5.1.3  Diskussion der Ergebnisse  134

5.2  Versuchsplan 2.  135

5.2.1  Ergebnisse der Einzelvergleiche.  135

5.2.2  Hypothesenbesprechung  136

5.2.3  Diskussion der Ergebnisse  137

6  Prozentual in Anspruch genommener Anteil der rel.VO  2max

und  HF max  137

6.1  Darstellung und Diskussion der Ergebnisse der rel.VO 2max  138

6.2  Darstellung und Diskussion der Ergebnisse der HF max  143

D  Zusammenfassung und Ausblick  147

1  Abschließende Betrachtung  147

2  Methodenkritik und Ausblick  157

E  Literatur  161

F  Anhang.  168

1  Informationsblatt.  168

2  Aufklärung zur Studie  170

Inhaltsverzeichnis ix

3  Gesundheitsfragebogen  171

4  Einwilligungserklärung.  175

5  Fragebogen zum aktuellen Gesundheitszustand.  176

6  Stundenverlaufspläne Techniktraining  178

7  RPE-Skala  182

8  Technikanalyseprotokolle  183

9  Kalorisches Äquivalent.  185

10  Ergänzende Tabellen zur Interferenzstatistik  186

11  Auswertungsroutinen (VBA Makros)  195

Abkürzungsverzeichnis x

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

%rel.VO 2max ..............prozentualer Anteil der relativen maximalen Sauerstoffaufnahme %HF max ................................................. prozentualer Anteil der maximalen Herzfrequenz

Abb. ..........................................................................................................................Abbildung ACSM........................................................................American College of Sports Medicine AHA ..........................................................................................American Heart Association ALM .........................................................................................Allgemeines Lineares Modell Aufl. ............................................................................................................................... Auflage Bd....................................................................................................................................... Band BD........................................................................................................... Arterieller Blutdruck BMI...............................................................................................................Body Mass Index bzw................................................................................................................. beziehungsweise d. h. ..............................................................................................................................das heißt DNV............................................................................Deutscher Nordic Walking Verband CO 2 ..................................................................................................................... Kohlendioxid et al..................................................................................................................................... et alii ed..................................................................................................................................... edition Ed., Eds........................................................................................................................... Editor EU..................................................................................................................... Energieumsatz HF....................................................................................................................... Herzfrequenz HF max ................................................................................................ maximale Herzfrequenz Hrsg. ..................................................................................................................... Herausgeber J ...................................................................................................................................... Jogging Kap. ................................................................................................................................Kapitel kcal.........................................................................................................................Kilokalorien kg............................................................................................................................. Kilogramm kJ ................................................................................................................................. Kilojoule llmin ^-1 ............................................................................................................. Liter pro Minute Max ............................................................................................................................Maximum MD...............................................................................................................Mittlere Differenz MET .............................................................................................. Metabolisches Äquivalent Min............................................................................................................................. Minimum min.................................................................................................................................. Minute

Abkürzungsverzeichnis xi

mllkg ^-1 min ^-1 ....................................................Milliliter pro kg Körpergewicht pro Minute mllmin ^-1 ...................................................................................................Milliliter pro Minute mmHg ........................................................................................Millimeter Quecksilbersäule mmol/l ........................................................................................................Millimol pro Liter MW ........................................................................................................................... Mittelwert n ................................................................................................................... Stichprobengröße NW ................................................................................................................. Nordic Walking O 2 ...............................................................................................................................Sauerstoff p. ......................................................................................................................................... page pp. ......................................................................................................................................pages PW ......................................................................................................................Powerwalking rel.VO 2 ...........................relative Sauerstoffaufnahme (bezogen auf das Körpergewicht) rel.VO 2max .............................................................................. maximale Sauerstoffaufnahme RPE ........................................................................................Ratings of perceived Exertion RQ .................................................................................................Respiratorischer Quotient s ............................................................................................................... Standardabweichung s. ..........................................................................................................................................siehe S........................................................................................................................................... Seite SSmin ^-1 ....................................................................................................... Schläge pro Minute Sig..................................................................................................................Signifikanzniveau Tab..................................................................................................................................Tabelle vgl...............................................................................................................................vergleiche VO 2 .......................................................................................................... Sauerstoffaufnahme vol .................................................................................................................................. volume vs. ..................................................................................................................................... versus W................................................................................................................................... Walking z. B........................................................................................................................ zum Beispiel

Abbildungsverzeichnis xii

ABBILDUNGSVERZEICHNIS

Abb. A.3-1 Technikleitbild Nordic Walking 31 Abb. B.1-1 Untersuchungsplan 47 MetaMax 3B ^® (Cortex) Abb. B.3-1 51 Abb. B.3-2 Versuchsaufbau der Hauptuntersuchung 56

Abb. B.4-1

Abb. C-1-1

Abb. C.2-1

Abb. C.2-2

Abb. C.2-3

Abb. C.2-4

Abb. C.2-5

Abb. C.2-6

Abb. C.3-1

Abbildungsverzeichnis xiii

Abb. C.3-2

Abb. C.3-3

Abb. C.3-4

Abb. C.4-1

Abb. C.4-2

Abb. C.5-1

Abb. C.5-2

Abb. C.6-1

Abb. C.6-2 Mittelwerte (MW) der %HF max bei NW, W, PW und J 143

Tabellenverzeichnis xiv

TABELLENVERZEICHNIS

Tab. A.1-1

Tab. A.1-2

Tab. A.1-3

Tab. A.1-4

Tab. A.2-1

Tab. B.4-1

Tab. C.1-1 Stichprobencharakteristik 75

Tab. C.2-1

Tab. C.2-2

Tab. C.2-3

Tab. C.2-4

Tabellenverzeichnis xv

Tab. C.2-5

Tab. C.2-6

Tab. C.2-7

Tab. C.2-8

Tab. C.2-9

Tab. C.2-10

Tab. C.2-11

Tab. C.2-12

Tab. C.2-13

Tab. C.2-14

Tab. C.2-15

Tab. C.2-16

Tab. C.3-1

Tab. C.3-2

Tab. C.3-3

Tab. C.3-4

Tabellenverzeichnis xvi

Tab. C.3-5

Tab. C.3-6

Tab. C.3-7

Tab. C.3-8

Tab. C.3-9

Tab. C.3-10

Tab. C.3-11

Tab. C.4-1

Tab. C.4-2

Tab. C.4-3

Tab. C.4-4

Tab. C.4-5

Tab. C.4-6

Tab. C.5-1

Tab. C.5-2

Tab. C.5-3

Tab. C.5-4

Tabellenverzeichnis xvii

Tab. C.5-5

Tab. C.5-6

Tab. C.6-1

Tab. C.6-2

Tab. C.6-3

Tab. C.6-4

Tab. D.1-1

Tab. D.1-2

Tab. D.1-3

Tab. D.1-4

0 Einleitung 1

0 Einleitung

Die positiven Wirkungen von Ausdauertraining auf das Herz-Kreislauf- und Stoffwechselsystem sind hinreichend nachgewiesen und unbestritten (Berg, Halle, Baumstark, Frey, & Keul, 1991; Helmrich, Ragland, & Paffenbarger, 1994; Hollmann & Hettinger, 1990; Marées, 2003; Rost, 2005). Die resultierende kardiovaskuläre Prävention bedingt den hohen Stellenwert des Ausdauersports sowohl im Rahmen ge-sundheitsorientierter Trainingsprogramme (vgl. Berg, 1998, S. 138; vgl. Martin, Carl, & Lehnertz, 2001, S. 173) als auch im Bereich spezieller Bewegungsangebote für ältere Menschen (vgl. American College of Sports Medicine, 1998a, pp. 993-994; vgl. Weisser & Okonek, 2003, S. 110).

Zur Gewährleistung einer gesundheitspräventiven Wirkung von Ausdauertraining ist das Maß der durch die Trainingsbelastung resultierenden körperlichen Beanspruchung ausschlaggebend. Während die Trainingsbelastung „(…) die Gesamtheit der auf den Sportler in der Trainingseinheit einwirkenden Belastungen, (…), bezeichnet“ (Carl, 2003, S. 608), stellt die Trainingsbeanspruchung die unmittelbare Auswirkung eben dieser Trainingsbelastung auf den Organismus dar. Die Trainingsbeanspruchung reflektierenden objektiven Faktoren sind leistungsphysiologische Parameter wie u. a. die Herzfrequenz (HF), die Sauerstoffaufnahme (VO 2 ), der Energieverbrauch, der Blutdruck und das Laktatverhalten (Borg, 2004; Kayser, 2003; Rohmert, 1984; Völker, Rudack, & Urhausen, 2006, vgl. Kap. A 2). Einen weiteren Indikator der Beanspruchung stellt das subjektive Belastungsempfinden dar (Borg, 1998).

Nach Bös und Schott (1997, S. 145) sind aerobe Belastungsintensitäten für ein erfolgreiches und risikoarmes Ausdauertraining im Gesundheitssport vollkommen ausreichend. Halle (1999) empfiehlt die tägliche Durchführung körperlicher Aktivität von 30 Minuten bei moderater Intensität im Rahmen einer Intervention bei Insulinresistenz.

Ein gesundheitspräventiv wirksames Ausdauertraining sollte nach Empfehlungen des American College of Sports Medicine (ACSM) (1998b, pp. 975-976; vgl. auch Pate et al., 1995) sowie der American Heart Association (AHA) (vgl. Fletcher et al., 1996, pp. 857-859) mit einer Trainingsintensität zwischen 55% bzw. 65%-90% der maximalen Herzfrequenz oder von mindestens 50% der maximalen Sauerstoffaufnahme für eine Dauer von 20-60 Minuten an 3-5 Tagen pro Woche durchgeführt werden. Ein Schwerpunkt liegt auf dem Einsatz großer Muskelgruppen bei zyklischen und über

0 Einleitung 2

einen längeren Zeitraum durchführbaren Aktivitäten im aeroben Bereich wie z. B. Walking, Jogging oder Fahrradfahren. Der zusätzlich angestrebte Energieverbrauch für einen optimalen Effekt sportlicher Aktivität in der kardiovaskulären und metabolischen Prävention beläuft sich auf 300-400 kcal pro Tag bzw. 2000-3000 kcal pro Woche (vgl. Drygas, Kostka, Jegier, & Kunski, 2000, p. 239; Rost, 2005; Weisser & Okonek, 2003).

Nach Weisser und Okonek (2003, S. 143) wird dieser Belastungsbereich in der Regel durch schnelles Walking (W) oder langsames Laufen erreicht. Schwarz, Schwarz, Urhausen und Kindermann (2002) bestätigen, dass Gesundheitssportler beim Walkingtraining bei 80% der maximalen Gehgeschwindigkeit problemlos 60% der maximalen Sauerstoffaufnahme bzw. 70% der maximalen Herzfrequenz erreichen.

Walking - als sportliche Variante des Gehens - wird in der Literatur als „sanfte“ Aus-dauertrainingsform bezeichnet, durch die aus gesundheitspräventiver Sicht ausreichend Trainingsreize ausgelöst werden (Duncan, Gordon, & Scott, 1991; Rippe, Ward, Porcari, & Freedson, 1988; Schwarz, Andres, Urhausen, Schwarz, & Kindermann, 1999). Aufgrund einer geringeren Überlastungsgefahr beim Walking gegenüber dem Jogging (J) wird es besonders für Sporteinsteiger bzw. -wiedereinsteiger, Senioren und Risikogruppen als „idealer Gesundheitssport“ propagiert (vgl. Bös & Schott, 1997, S. 153; Schwarz, Schwarz, Urhausen, & Kindermann, 2002). Neben der allgemeinen Anerkennung des Walkings als Präventionssport für ein kardiovaskuläres Gesundheitstraining (Schwarz, Röger, Urhausen, & Kindermann, 1998) zeichnet es sich durch eine gute Durchführbarkeit für einen Großteil der Bevölkerung aus und bedarf zudem wenig materiellen Aufwands (Bös & Schott, 1997).

Eine Steigerung der Trainingsintensität beim Walking wird durch Geschwindigkeitserhöhungen erzielt. Hier stellt die Bewegungstechnik jedoch nach oben hin einen limitierenden Faktor dar. Tempi über 8 kmh ^-1 führen sowohl zu technischen Schwierigkeiten als auch zu orthopädischen Beschwerden (Schwarz, Schwarz, Urhausen, & Kindermann, 2002). Bedingt durch einen unökonomischeren Bewegungsablauf des Gehens ab einer bestimmten Geschwindigkeit - zwischen 7,42 und 8 kmh ^-1 - erfolgt ganz natürlich der Übergang zum Laufen (Rotstein, Inbar, Berginsky, & Meckel, 2005).

Eine weitere, geschwindigkeitsunabhängige Intensitätssteigerung kann durch modifi- zierte Formen des klassischen Walkings, wie z. B. das Walken mit Zusatzgewichten,

0 Einleitung 3

das auch als Powerwalking (PW) bezeichnet wird, erreicht werden (Amos, Porcari, Bauer, & Wilson, 1992; Auble, Schwartz, & Robertson, 1987; Carroll, Otto, & Wy-gand, 1991; Evans, Potteiger, Bray, & Tuttle, 1994; Graves, Martin, Miltenberger, & Pollock, 1988; Graves, Pollock, Montain, Jackson, & O'Keefe, 1987; Makalous, Araujo, & Thomas, 1988; Thompson, Goodroe, Johnson, & Lamberth, 1991; Zarandona, Nelson, Conlee, & Fisher, 1986).

In der jüngeren Vergangenheit ist eine weitere Walkingvariante, das aus einer Trainingsmethode der Skilangläufer entstandene Nordic Walking (NW), in Deutschland zu einer Trendsportart geworden. In der populärwissenschaftlichen Literatur werden zunehmend die Vorteile und positiveren Effekte des Nordic Walkings gegenüber des Walkings auf das Herz-Kreislauf-System und den Bewegungsapparat sowie dessen bessere Eignung hinsichtlich einer gesundheitspräventiven Wirkung postuliert (Ebmeyer, 2005; Regelin & Mommert-Jauch, 2004; Roschinsky, 2004a, 2004b; Schmidt, Winski, & Helmkamp, 2005; Unbekannter Autor, 2005). Die Propagierung des Nordic Walkings richtet sich besonders an erwachsene Sporteinsteiger bzw. -wiedereinsteiger. Diese Sportart wird auch für Personen, denen z. B. das Joggen aufgrund ihrer Körperkonstitution nicht möglich ist, oder für die ältere Generation empfohlen. Die anfängliche These zur Entlastung der Kniegelenke durch den Stockeinsatz und damit der besonderen Eignung für Übergewichtige oder Menschen mit orthopädischen Problemen wird in neuerer Zeit jedoch zunehmend wissenschaftlich kritisch betrachtet (Hennig, Hagen, & Stieldorf, 2006; Jöllenbeck, Leyser, & Grüneberg, 2006; Schwirtz, Hartmann, & Schlömmer, 2006).

Der wissenschaftliche Vergleich objektiver und subjektiver Beanspruchungsparameter bei NW vs. W bzw. NW vs. J zeigt jedoch nur für einige der untersuchten Parameter homogene Aussagen. Insgesamt lässt die Literaturlage durchaus ergebnisseitige Diskrepanzen erkennen (Aigner, Ledl-Kurkowski, Hörl, & Salzmann, 2004; Church, Earnest, & Morss, 2002; Grützner, 2003; Harwig, 2004; Höltke et al., 2005; Höltke, Steuer, Schneider, Krakor, & Jakob, 2003; Jakob, 2001; Jordan, Olson, Earnest, Morss, & Church, 2001; Morss, Church, Earnest, & Jordan, 2001; Porcari, Hendrickson, Walter, Terry, & Walsko, 1997; Rodgers, VanHeest, & Schachter, 1995; Rudack, Ahrens, Thorwesten, & Völker, 2005; Schiebel, Heitkamp, Thoma, Hipp, & Horstmann, 2003; Walter, Porcari, Brice, & Terry, 1996; Wüpper, Schulte, Geese, & Hillmer-Vogel, 2005). Neben den heterogenen Aussagen bezüglich der untersuchten Fragestellung sind die angeführten Studien aufgrund unterschiedlicher Testdesigns

0 Einleitung 4

(Laufband vs. Feldbedingung, Durchführung der Sportarten in unterschiedlichen Tempi) nicht objektiv miteinander vergleichbar (vgl. Kap. A 1).

Insgesamt ist aufgrund der defizitären Literaturlage sowohl eine Überprüfung der vielfach aufgestellten Thesen und Mythen bezüglich des höheren gesundheitspräventiven Benefits von NW vs. W notwendig (vgl. Kap. A 1, A 4) als auch die Erweiterung dieser vergleichenden Betrachtung um die Sportarten PW und J von wissenschaftlichem Interesse.

In der vorliegenden Untersuchung wurden die kardiopulmonale und metabolische Beanspruchung sowie das subjektive Belastungsempfinden bei NW, W, PW und J im Feld anhand bewegungsspezifischer Tempi innerhalb einer Stichprobe erhoben. Ziel dieser Studie ist neben der Herausstellung etwaiger Unterschiede zwischen den Sportarten, durch objektive Ergebnisse zur Aufklärung der aufgezeigten Diskrepanzen beizutragen sowie neue Erkenntnisse zum Vergleich des objektiven und subjektiven Beanspruchungsprofils von NW vs. PW bzw. J zu liefern.

Teil A beschreibt den literarischen Gegenstandsbereich, die theoretischen Grundlagen, wie die erhobenen Beanspruchungsparameter und zugrunde liegenden Technikleitbilder von NW, W, PW und J, abgeleitete Konsequenzen hinsichtlich der methodischen Durchführung sowie die konkrete Fragestellung und die formulierten Hypothesen für die vorliegende Studie. Sportwissenschaftliches Grundlagenwissen in Hinblick auf Ausdauer bzw. Ausdauertraining und deren Auswirkungen auf den menschlichen Organismus sowie sportphysiologischer Grundlagen werden weitgehend vorausgesetzt und nicht speziell erläutert. An entsprechenden Stellen wird lediglich auf Grundlagenliteratur verwiesen.

Teil B beschreibt das methodische Vorgehen der durchgeführten Untersuchung. Beginnend mit dem Untersuchungsplan werden sowohl die für die Untersuchung notwendigen vorbereitenden Maßnahmen (Probandenrekrutierung, Informationsveranstaltung, Fragebögen sowie Techniktraining) als auch die Handhabung der verwendeten Messgeräte beschrieben. Die beiden letzten Abschnitte beinhalten die Darstellung der Datenerhebung und der Datenauswertung.

Die Darstellung und Diskussion der Ergebnisse erfolgt in Teil C. Zu Gunsten einer besseren Übersichtlichkeit ist dieses Kapitel nach Parametern untergliedert.

Teil D dient sowohl einer Zusammenfassung der Ergebnisse dieser Untersuchung als auch einer kritischen Betrachtung der Methode. Ferner werden resultierende sowie

0 Einleitung 5

weiterführende Fragen für Forschung und Wissenschaft hinsichtlich des bearbeiteten Themenkomplexes aufgezeigt.

Das Literaturverzeichnis bildet den abschließenden Abschnitt E.

Der Anhang F beinhaltet ergänzendes Material wie Fragebögen, Stundenverlaufspläne des Techniktrainings, RPE-Skala (Borg, 1998), Technikanalyseprotokolle, ergänzende Tabellen zur Interferenzstatistik, Auswertungsroutinen (Microsoft VBA ^® Ma- kros) etc.

A 1 Studien zum Vergleich von NW, W, PW, J 6

A Theoretischer Teil

1 Studien zum Vergleich von NW, W, PW und J

Die gewachsene Popularität des Nordic Walkings zog Aussagen über die gesundheitspräventive Wirkung dieser Walkingvariante auf das Herz-Kreislauf- und Stoffwechselsystem nach sich. In der populärwissenschaftlichen Literatur (Ebmeyer, 2005; Regelin & Mommert-Jauch, 2004; Roschinsky, 2004a, 2004b; Schmidt, Winski, & Helmkamp, 2005; Unbekannter Autor, 2005) wird dem Nordic Walking ein besserer gesundheitlicher Benefit zugesprochen als z. B. dem für die Gesundheitsprävention anerkannten klassischen Walking (vgl. Kap. A 0).

Die vorliegende wissenschaftliche Betrachtung gilt dem Vergleich kardiopulmonaler und metabolischer Beanspruchungsparameter vorwiegend von Nordic Walking gegenüber Walking. Aufgrund einer deutlichen Heterogenität der durchgeführten Studien hinsichtlich der untersuchten Sportarten sowie der Untersuchungsmethodik erfolgt eine Einteilung in Labor- und Felduntersuchungen zum Vergleich der leistungsphysiologischen Parameter speziell von Nordic Walking und Walking. Studien zur vergleichenden Betrachtung von Walking, Powerwalking und/oder Jogging werden gesondert abgehandelt. Insbesondere werden die erhobenen Parameter, Hinweise zur qualitativen Technikausführung bzw. einer vorhergehenden Technikschulung sowie die Ergebnisse dargestellt.

Die unter Laborbedingungen auf einem Laufband durchgeführten aktuellen Untersuchungen zur vergleichenden Betrachtung kardiopulmonaler und metabolischer Beanspruchungen von Nordic Walking vs. Walking sind in den Tabellen A.1-1 und A.1-2 zusammenfassend dargestellt. Hervorgehobene Passagen verdeutlichen die Unter- schiede in den Ergebnissen.

A 1 Studien zum Vergleich von NW, W, PW, J 7

Tab. A.1-1: Studien zum Vergleich objektiver und subjektiver Beanspruchungsparameter von Nordic Walking und Walking unter Laborbedingungen (Teil 1)

2 =Sauerstoffaufnahme, RPE=Subjektives Belastungsempfinden, RQ=Respiratorischer Quotient)

(NW=Nordic Walking, W=Walking, HF=Herzfrequenz, VO

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Tab. A.1-2: Studien zum Vergleich objektiver und subjektiver Beanspruchungsparameter von Nordic Walking und Walking unter Laborbedingungen (Teil 2)

2 =Sauerstoffaufnahme, RPE=Subjektives Belastungsempfinden, RQ=Respiratorischer Quotient)

(NW=Nordic Walking, W=Walking, HF=Herzfrequenz, VO

A 1 Studien zum Vergleich von NW, W, PW, J 9

In den aufgezeigten Studien (Tab. A.1-1 und A.1-2) wurden zur Betrachtung der resultierenden Effekte auf das Herz-Kreislauf- bzw. Stoffwechselsystem leistungsphysiologische Parameter wie die Herzfrequenz (HF), die Sauerstoffaufnahme (VO 2 ), die Laktatproduktion, der Energieverbrauch sowie das subjektive Belastungsempfinden (Ratings of perceived exertion = RPE) erhoben. Grundsätzlich liegt den meisten Studien für den Laufbandtest mit und ohne Nordic Walking-Stöcken ein stufenförmiges Belastungsschema zu Grunde. Dennoch zeigen sich sowohl im Untersuchungsdesign als auch in den ermittelten Ergebnissen Unterschiede.

In zwei Studien (Porcari, Hendrickson, Walter, Terry, & Walsko, 1997; Rodgers, VanHeest, & Schachter, 1995) wurde vor Untersuchungsbeginn ein leistungsdiagnostischer Belastungstest durchgeführt. Eine Beurteilung der Ausdauerleistungsfähigkeit der Versuchspersonen vor Beginn einer derartigen Untersuchung sollte sowohl zur Einordnung der Stichprobe als auch für die spätere Interpretation der Ergebnisse obligatorisch sein (vgl. dazu Kap. A 4.2.3).

Höltke et al. (2005), Höltke, Steuer, Schneider, Krakor und Jakob (2003), Schiebel, Heitkamp, Thoma, Hipp und Horstmann (2003) sowie Jakob (2001) steuerten die Belastungssteigerung im Stufentest über den Steigungswinkel des Laufbandes, während andere Autoren eine Intensitätssteigerung über die Geschwindigkeit provozierten (Aigner, Ledl-Kurkowski, Hörl, & Salzmann, 2004) bzw. Dauertests bei gleicher oder selbst gewählter Geschwindigkeit durchführten (Porcari, Hendrickson, Walter, Terry, & Walsko, 1997; Rodgers, VanHeest, & Schachter, 1995; Walter, Porcari, Brice, & Terry, 1996). Sowohl die Testdauer als auch die methodische Durchführung hinsichtlich einer Testung der beiden Sportarten direkt hintereinander oder an separaten Tagen variieren deutlich.

Beim Nordic Walking zeigen sich gegenüber dem Walking weitgehend einheitliche Ergebnisse der Laboruntersuchungen bezüglich einer signifikant höheren HF und VO 2 sowie eines höheren Energieverbrauchs. Jedoch unterscheiden sich hierbei die ermittelten höheren Werte für NW bezüglich der VO 2 (+2,4% bis +23%) und des resultierenden Energieverbrauchs sehr stark. In zwei Untersuchungen (Höltke et al., 2005; Höltke, Steuer, Schneider, Krakor, & Jakob, 2003) konnte hingegen kein signifikanter Anstieg der HF aufgezeigt bzw. konnten nur marginal höhere HF-Werte für NW gemessen werden.

A 1 Studien zum Vergleich von NW, W, PW, J 10

Die höheren gemessenen Werte der VO 2 und des Energieverbrauchs beim NW werden von den Autoren sowohl auf den zusätzlichen Arm- und Muskeleinsatz, bedingt durch die Nordic Walking-Stöcke (Höltke et al., 2005; Höltke, Steuer, Schneider, Krakor, & Jakob, 2003; Schiebel, Heitkamp, Thoma, Hipp, & Horstmann, 2003), als auch auf den größeren Armschwung aus der Schulter und die damit involvierten Rückenmuskeln (Porcari, Hendrickson, Walter, Terry, & Walsko, 1997; Rodgers, Van-Heest, & Schachter, 1995) sowie generell auf den größeren Bewegungsradius des Armeinsatzes (Walter, Porcari, Brice, & Terry, 1996) zurückgeführt. Auch die gesteigerte HF wird im Vergleich zum W mit dem Einsatz großer Muskelgruppen und durch eine statische Komponente der Oberkörpermuskulatur (Jakob, 2001) erklärt.

Laktatverhalten sowie subjektives Belastungsempfinden (RPE) werden durchgehend uneinheitlich beschrieben. Höltke et al. (2005), Höltke, Steuer, Schneider Krakor und Jakob (2003) und Jakob (2001) fanden niedrigere Laktatspiegel bei Nordic Walking, während Schiebel, Heitkamp, Thoma, Hipp und Horstmann (2003) sowie Aigner, Ledl-Kurkowski, Hörl und Salzmann (2004) keine Unterschiede im Laktatverhalten bzw. eine höhere Laktatproduktion bei Nordic Walking festgestellt haben.

Höltke, Steuer, Schneider, Krakor und Jakob (2003) begründen die niedrigeren Laktatspiegel beim NW durch eine gesteigerte Möglichkeit der Verstoffwechselung des anfallenden Laktats beim Einsatz vermehrter Muskelmasse. Auch Schiebel, Heitkamp, Thoma, Hipp und Horstmann (2003) erklären die geringere Laktatproduktion mit dem Einsatz größerer Muskelgruppen durch die Verwendung der Stöcke. Im Gegensatz dazu führen Aigner, Ledl-Kurkowski, Hörl und Salzmann (2004) die ge-fundene Erhöhung der Laktatwerte auf die zusätzlich aktivierte Muskelmasse durch den kraftvollen Stockeinsatz und die stärkere Beanspruchung der Schulter-Armmuskulatur beim NW zurück.

Das subjektive Belastungsempfinden wird im Vergleich zum Walking für Nordic Walking sowohl niedriger (Höltke et al., 2005; Jakob, 2001) als auch höher (Porcari, Hendrickson, Walter, Terry, & Walsko, 1997) bzw. ohne signifikanten Unterschied (Höltke, Steuer, Schneider, Krakor, & Jakob, 2003; Rodgers, VanHeest, & Schachter, 1995; Schiebel, Heitkamp, Thoma, Hipp, & Horstmann, 2003) angegeben.

Das von Porcari, Hendrickson, Walter Terry und Walsko (1997) bei NW beschriebene höhere Belastungsempfinden der weiblichen Versuchspersonen in Relation zu den Männern wird durch eine geringere Kraft der Oberkörpermuskulatur der weiblichen

A 1 Studien zum Vergleich von NW, W, PW, J 11

Probanden erklärt. Aigner, Ledl-Kurkowski, Hörl und Salzmann (2004) führen die nur mäßig höher empfundene Belastung bei NW gegenüber W auf unterschiedliche Dynamiken des Stockeinsatzes zurück.

Ergebnisse bezüglich des Blutdruckverhaltens zeigen bei Nordic Walking gegenüber dem Walking höhere systolische bzw. diastolische Werte (Walter, Porcari, Brice, & Terry, 1996). Im Vergleich zur Fahrradergometrie ist der Blutdruckanstieg beim NW jedoch signifikant niedriger (Weisser, 2005). Insgesamt ist das Blutdruckverhalten bei NW vs. W nicht hinreichend untersucht worden.

Aufgrund der zu Beginn aufgezeigten unterschiedlichen Testdesigns sind die genannten Studien nicht direkt miteinander vergleichbar. Von hoher Bedeutung für die Beurteilung der Ergebnisse ist u. a. eine korrekte Technikausführung in beiden Bewe-gungsformen. Insbesondere ist ein großer Fokus auf einen kraftvollen und dynamischen Stockeinsatz beim Nordic Walking zu legen. Zur Sicherstellung einwandfreier Technikausführungen aller Probanden ist vor Untersuchungsbeginn z. B. ein mehrwöchiges Techniktraining notwendig. Die Autoren der dargestellten Studien sprechen diesbezüglich nur andeutungsweise von Technikinstruktionen oder Einführungen vor jeweiligem Testbeginn bzw. machen dazu keine Angaben.

Grundsätzlich ist die Erfassung der unter Laborbedingungen getesteten Wirkungen von NW bzw. W auf das Herz-Kreislauf- und Stoffwechselsystem kritisch zu betrachten. Unterschiedliche Bodenbeschaffenheiten sowie Steigungsänderungen des Laufbandes führen zu Technikveränderungen und können die Ergebnisse beeinflussen. Besonders beim Nordic Walking ist ein technikkonformer Einsatz der Stöcke eine wichtige Voraussetzung für objektive Ergebnisse. Dieser ist jedoch nicht auf jedem Untergrund gewährleistet. Eine Übertragung der auf einem Laufband ermittelten Werte auf die resultierenden Effekte der vorwiegend im Feld ausgeführten Sportarten ist aus o. g. Gründen erschwert.

Für eine objektive Betrachtung physiologischer Auswirkungen von NW und W ist aufgrund der deutlich größeren Affinität zu den Bewegungsformen eine Untersuchung im Feld aussagekräftiger. Die Tabellen A.1-3 und A.1-4 geben einen zusammenfassenden Überblick der durchgeführten Felduntersuchungen zum Vergleich der kardiopulmonalen und metabolischen Beanspruchung bei NW und W. Hervorgeho- bene Passagen zeigen ergebnisseitige Differenzen.

A 1 Studien zum Vergleich von NW, W, PW, J 12

2 =Sauerstoffaufnahme, RPE=Subjektives Belastungsempfinden, RQ=Respiratorischer Quotient)

Tab. A.1-3: Studien zum Vergleich objektiver und subjektiver Beanspruchungsparameter von Nordic Walking und Walking im Feld (Teil 1)

(NW=Nordic Walking, W=Walking, HF=Herzfrequenz, VO

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2 =Sauerstoffaufnahme, RPE=Subjektives Belastungsempfinden, RQ=Respiratorischer Quotient)

Tab. A.1-4: Studien zum Vergleich objektiver und subjektiver Beanspruchungsparameter von Nordic Walking und Walking im Feld (Teil 2)

(NW=Nordic Walking, W=Walking, HF=Herzfrequenz, VO

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Die dargestellten Felduntersuchungen weisen eine Homogenität bezüglich der die kardiopulmonale und metabolische Beanspruchung widerspiegelnden Parameter auf. Unterschiede liegen sowohl im Untersuchungsdesign als auch in den Ergebnissen.

Ähnlich den Laboruntersuchungen wurde auch hier in nur zwei Studien (Church, Earnest, & Morss, 2002; Jordan, Olson, Earnest, Morss, & Church, 2001) vor Untersuchungsbeginn ein Belastungstest durchgeführt.

Die Belastungscharakteristik der einzelnen Untersuchungen differiert im Hinblick auf die Geschwindigkeitssteuerung erheblich. Während einigen Studien ein stufenförmiges Belastungsschema mit definierter Geschwindigkeitssteigerung zu Grunde liegt (Harwig, 2004; Rudack, Ahrens, Thorwesten, & Völker, 2005), erfolgte in den anderen Untersuchungen keine definierte Geschwindigkeitsvorgabe, so dass die Pbn die Tests in individuell gewählten Tempi absolvierten (Church, Earnest, & Morss, 2002; Jordan, Olson, Earnest, Morss, & Church, 2001; Morss, Church, Earnest, & Jordan, 2001; Wüpper, Schulte, Geese, & Hillmer-Vogel, 2005). Sowohl die Dauer als auch die Durchführung des Nordic Walking bzw. Walking Tests an einem oder an unterschiedlichen Tagen weichen voneinander ab.

Ergebnisseitig zeigten alle Felduntersuchungen bei NW eine signifikant höhere Herzfrequenz und Sauerstoffaufnahme mit entsprechend höherem Energieverbrauch, wobei der Zuwachs der VO 2 bzw. des Energieverbrauchs z. T. mit einer ernormen individuellen Spannweite von 4,8% bis 62,7% bzw. 10% bis 25% angegeben wird (Morss, Church, Earnest, & Jordan, 2001; Wüpper, Schulte, Geese, & Hillmer-Vogel, 2005). In einigen Studien wird dieses Verhalten von HF, VO 2 und Energieverbrauch mit der ausgeführten Geschwindigkeit in Verbindung gesetzt (Rudack, Ahrens, Thorwesten, & Völker, 2005; Wüpper, Schulte, Geese, & Hillmer-Vogel, 2005). Harwig (2004) betrachtete zusätzlich zum NW und W noch die Komponente des Joggings. Insgesamt liegen dieser Untersuchung mit Geschwindigkeiten von bis zu 2,4 ms ^-1 (8,64 kmh ^-1 ) für die Bewegungsausführung beim NW relativ hohe Tempi zu Grunde. Auf der höchsten Geschwindigkeitsstufe wurden auch beim Jogging niedrigere Werte gemessen als beim NW.

Rudack, Ahrens, Thorwesten und Völker (2005) sowie Jordan, Olson, Earnest, Morss und Church (2001) führen die höhere kardiopulmonale und metabolische Beanspruchung bei NW auf den aktiven Stockeinsatz zurück. Morss, Church, Earnest und Jordan (2001) erklären die große Spannweite der VO 2 -Erhöhung durch

A 1 Studien zum Vergleich von NW, W, PW, J 15

individuelle Differenzen in der Benutzungsintensität der Stöcke. Auch Church, Earnest und Morss (2002) beobachteten individuelle Unterschiede des Stockeinsatzes

- intensiv vs. weniger intensiv - und bestätigen höhere VO 2 -Werte bei intensivem Stockeinsatz, worauf die Spannweite der Ergebnisse zurückgeführt wird.

Diskrepanzen zeigen sich besonders im Laktatverhalten und subjektiven Belastungsempfinden. Das Laktatverhalten wird beim Nordic Walking sowohl höher (Harwig, 2004; Rudack, Ahrens, Thorwesten, & Völker, 2005) als auch ohne signifikanten Unterschied im Vergleich zum Walking angegeben (Grützner, 2003). Sehr heterogen sind auch die Ergebnisse bezüglich des subjektiven Belastungsempfindens, das beim NW höhere Werte (Grützner, 2003; Jordan, Olson, Earnest, Morss, & Church, 2001), keinen Unterschied (Church, Earnest, & Morss, 2002; Morss, Church, Earnest, & Jordan, 2001; Rudack, Ahrens, Thorwesten, & Völker, 2005) oder keine einheitliche Tendenz (Wüpper, Schulte, Geese, & Hillmer-Vogel, 2005) gegenüber dem Walking aufzeigt.

Wie bei den Laboruntersuchungen aufgezeigt, kann bei den Felduntersuchungen ebenfalls von einer Vernachlässigung einer mehrwöchigen Technikschulung zur Gewährleistung korrekter Bewegungsausführungen gesprochen werden. Entweder wurde eine Beherrschung der Technik durch subjektiv angegebene Nordic Walking Erfahrung vorausgesetzt (Church, Earnest, & Morss, 2002; Harwig, 2004; Rudack, Ahrens, Thorwesten, & Völker, 2005) oder es erfolgte vor Testbeginn eine Technikeinweisung (Grützner, 2003). Andere Autoren machen bezüglich der Kenntnisse bzw. Aneignung der bewegungsspezifischen Techniken keine Angaben (Jordan, Olson, Earnest, Morss, & Church, 2001; Morss, Church, Earnest, & Jordan, 2001).

Die unterschiedlichen methodischen Untersuchungsdesigns lassen keine direkte Vergleichbarkeit dieser Feldstudien untereinander zu. Besonders vor dem Hintergrund von Technikveränderungen speziell bei NW in unterschiedlichen Geschwindigkeiten

- wie selbst gewählte Tempi (Church, Earnest, & Morss, 2002; Wüpper, Schulte, Geese, & Hillmer-Vogel, 2005) oder höhere Geschwindigkeiten (Harwig, 2004) - und der daraus resultierenden ungleichen Effekte auf das Herz-Kreislauf- und Stoffwechselsystem sind die Ergebnisse kritisch zu betrachten. Voraussetzung für einen objektiven Vergleich kardiopulmonaler und metabolischer Beanspruchung zwischen verschiedenen Bewegungsformen ist, neben einer größtmöglichen Nähe zu den Sportarten, eine Ausführung in gleichen und technisch gut realisierbaren Geschwindigkeiten (vgl. Kap. A 4.2.6).

A 1 Studien zum Vergleich von NW, W, PW, J 16

Studien zum Vergleich der kardiopulmonalen und metabolischen Beanspruchung bei Walking und Jogging verdeutlichen den speziellen Aspekt der geschwindigkeitsabhängigen Beeinflussung der Ergebnisse. Greiwe und Kohrt (2000) untersuchten den Energieverbrauch von Walking versus Jogging und ermittelten signifikant höhere Werte im Jogging bei Belastungen, die sowohl Geh- als auch Laufgeschwindigkeiten aufwiesen. Der Energieverbrauch beim Walking übersteigt den des Joggings bei höheren Geschwindigkeiten aufgrund unökonomischer Technikausführung (vgl. Kap. A 4.2.6). Weitere Studien zum Vergleich leistungsphysiologischer Parameter beim Walking und Jogging zeigten generell eine Erhöhung der genannten Parameter beim Laufen in bewegungsspezifischen Geschwindigkeiten (Heyward, 2002; Howley & Glover, 1974; Miller & Stamford, 1987). Ein direkter Vergleich dieser auf dem Lauf-band durchgeführten Untersuchungen ist aufgrund unterschiedlicher Bewegungsgeschwindigkeiten nicht möglich.

Eine niedrigere kardiozirkulatorische und metabolische Beanspruchung sowie ein geringeres subjektives Belastungsempfinden beim Walking vs. Jogging konnten Schwarz, Schwarz, Urhausen, Ebersohl und Kindermann (2001) im Feld belegen. Dennoch wurde bei Walking in höheren Geschwindigkeiten (Gesundheitssportler ab 7 kmmh ^-1 , Freizeitsportler ab 8 kmh ^-1 ) ein trainingseffektiver Bereich oberhalb von 65% der maximalen Herzfrequenz von allen Versuchspersonen erreicht.

Schwarz, Röger, Urhausen und Kindermann (1998) untersuchten das kardiovaskuläre Beanspruchungsprofil von Walking und Jogging aus gesundheitspräventiver Sichtweise mit Herzpatienten. Die Autoren empfehlen, aufgrund höherer Beanspruchungen beim Jogging und damit einhergehender Überlastungsgefahren, im Rahmen von Ausdauertrainingsprogrammen in der ambulanten Rehabilitation von Herzpatienten das Walking dem Jogging vorzuziehen.

Vor der Entwicklung des NW zu einer Trendsportart wurden die Auswirkungen unterschiedlicher Walkingvarianten auf das Herz-Kreislauf- und Stoffwechselsystem untersucht. Bei einer geschwindigkeitsabhängigen Intensitätssteigerung stellt beim Walking die Bewegungstechnik einen limitierenden Faktor dar. Bei Tempi über 8 kmmh ^-1 wird das Gehen gegenüber dem Jogging unökonomischer, so dass eine korrekte Walkingtechnik nicht mehr aufrechterhalten werden kann (vgl. Kap. 0; A 4.2.6). Alternativ kann eine geschwindigkeitsunabhängige Intensitätssteigerung beim Walking durch das Einsetzen von Zusatzgewichten erreicht werden. Die Steige- rung metabolischer und hämodynamischer Prozesse durch die Benutzung von

A 1 Studien zum Vergleich von NW, W, PW, J 17

Handgewichten (Auble, Schwartz, & Robertson, 1987; Carroll, Otto, & Wygand, 1991; Graves, Martin, Miltenberger, & Pollock, 1988; Graves, Pollock, Montain, Jackson, & O'Keefe, 1987; Makalous, Araujo, & Thomas, 1988; Thompson, Goodroe, Johnson, & Lamberth, 1991; Zarandona, Nelson, Conlee, & Fisher, 1986) sowie Hangelenksgewichten (Amos, Porcari, Bauer, & Wilson, 1992; Graves, Martin, Miltenberger, & Pollock, 1988; Sagiv et al., 1991) bei Ausdauersportarten - wie Walking, Aerobic Dance oder Fahrradfahren - ist vielfach nachgewiesen worden.

Die zahlreichen wissenschaftlichen Studien zum Vergleich der kardiopulmonalen und metabolischen Beanspruchung von Walking ohne und mit Hand- bzw. Handgelenksgewichten (Powerwalking = PW) zeigen insgesamt eine einheitliche Erhöhung der untersuchten Parameter. Mehrfach ist eine Steigerung der HF, der VO 2 , des Energieverbrauchs, des Blutdrucks sowie des subjektiven Belastungsempfindens zu verzeichnen. Die Ausprägung dieser Steigerung differiert aufgrund der eingesetzten Gewichte, der Ausführung des Armschwunges sowie des Alters und Trainingszustands der Versuchspersonen (Evans, Potteiger, Bray, & Tuttle, 1994).

Mit Zusatzgewichten von 0,45 kg (Makalous, Araujo, & Thomas, 1988), 1,14 kg (Amos, Porcari, Bauer, & Wilson, 1992), 1,36 kg (Graves, Pollock, Montain, Jackson, & O'Keefe, 1987) sowie 2,27 kg (Zarandona, Nelson, Conlee, & Fisher, 1986) konnte eine erhöhte metabolische Beanspruchung beim Walking sowohl bei älteren untrainierten als auch trainierten Männern nachgewiesen werden. Der erhöhte metabolische Bedarf durch den zusätzlichen Einsatz von Gewichten beim Walking wird in der Literatur mit einer gesteigerten Rekrutierung motorischer Einheiten bzw. einer größeren benötigten Muskelmasse zum Halten der Gewichte erklärt (Evans, Potteiger, Bray, & Tuttle, 1994; Thompson, Goodroe, Johnson, & Lamberth, 1991). Analog fanden Auble, Schwartz und Robertson (1987) sowie Zarandona, Nelson, Conlee und Fisher (1986) signifikant höhere Herzfrequenzen beim Walking mit Zusatzgewichten. Insgesamt ist der Grad der Beanspruchungszunahme von der Höhe des eingesetzten Gewichtes abhängig.

Lediglich Owens, al-Ahmed und Moffatt (1989) fanden keine statistisch bedeutsamen Unterschiede beim Walking mit und ohne Handgewichten bezüglich der Sauerstoffaufnahme, Herzfrequenz und des respiratorischen Quotienten. Diese Diskrepanz kann auf Unterschiede des Alters und Ausdauerleistungszustands der Versuchspersonen sowie auf Variationen des Armschwunges bzw. -einsatzes zurückge- führt werden.

A 1 Studien zum Vergleich von NW, W, PW, J 18

Im Gegensatz zum Vergleich von NW und W, wurde der Blutdruck in den vergleichenden Untersuchungen von PW und W häufig erfasst. Signifikant höhere Blutdruckwerte wurden beim Walking mit 1,14 kg Gewichtsmanschetten bei älteren Männern mit kardialer Erkrankung (Amos, Porcari, Bauer, & Wilson, 1992) sowie mit 1,36 kg Hanteln bei jungen untrainierten Männern (Graves, Pollock, Montain, Jackson, & O'Keefe, 1987) gemessen. Evans, Potteiger, Bray und Tuttle (1994) fanden beim Powerwalking mit konstanter, selbst gewählter Geschwindigkeit einen Anstieg sowohl des systolischen als auch des diastolischen Wertes. Eine weitere Untersuchungsbedingung - Powerwalking bei konstanter Herzfrequenz - zeigte einen Anstieg des diastolischen Blutdrucks bei der Benutzung von 1,36 kg und 2,27 kg Hanteln, während der systolische Blutdruck nur beim Einsatz von 2,27 kg schweren Hanteln signifikant höhere Werte zeigte.

In einigen Untersuchungen wurden für das Walking mit Gewichten übermäßig hohe Blutdruckwerte bei einzelnen Versuchspersonen beschrieben (Amos, Porcari, Bauer, & Wilson, 1992; Graves, Pollock, Montain, Jackson, & O'Keefe, 1987). Auch wenn die in der Mehrzahl der Studien gemessenen Blutdrucksteigerungen in einem erwarteten bzw. tolerierbaren Rahmen für die Normalwerte einer gesunden Durchschnittsbevölkerung liegen, kann es in Ausnahmefällen zu grenzwertig hohen Anstiegen kommen. Folglich könnte das Walking mit Zusatzgewichten für bestimmte Personen bzw. bei Hypertoniepatienten oder Herz-Kreislauf-Erkrankten kontraindiziert sein (Evans, Potteiger, Bray, & Tuttle, 1994, vgl. Kap. A 2.1.4).

Die Erhöhung des Blutdrucks beim Walking mit Gewichten wird in einer gesteigerten Muskelspannung und einem Anstieg des peripheren Widerstandes begründet (Evans, Potteiger, Bray, & Tuttle, 1994; Graves, Pollock, Montain, Jackson, & O'Keefe, 1987).

Insgesamt muss auch bei der Betrachtung der Studien zu W und PW berücksichtigt werden, dass sowohl die methodischen Designs, die Höhe der eingesetzten Zusatzgewichte als auch Alter und Ausdauerleistungszustand der untersuchten Personen differieren, wodurch keine objektive Vergleichbarkeit dieser Studien gewährleistet ist.

Die sich aus der Literaturbesprechung für die vorliegende Arbeit ergebenden Konse- quenzen werden in Kapitel 4 ausführlich dargestellt.

A 2 Belastung und Beanspruchung 19

2 Belastung und Beanspruchung

Nach dem Belastungs-Beanspruchungskonzept der Arbeitsphysiologie sind die Begriffe Belastung (=Anforderung), Leistung und Beanspruchung zu unterscheiden (Ulmer, 1985).

Die Trainingsbelastung stellt eine wichtige Größe in der sportlichen Trainingssteuerung dar. Sie ist definiert durch die „Gesamtheit der auf den Organismus einwirkenden Belastungsreize“ (vgl. Zintl & Eisenhut, 2001, S. 14) und wird in der Trainingslehre durch qualitative sowie quantitative Beschreibungsgrößen charakterisiert. Die Leistung stellt das Ergebnis der Realisierung der angeforderten Bewegungsaufgabe dar. Die durch die Trainingsbelastung resultierenden Reize bewirken biologische Reaktionen der Organsysteme. Das Ausmaß dieser so genannten Trainingsbeanspruchung hängt vom Trainingszustand ab und spiegelt sich in der Veränderung physiologischer sowie biochemischer Faktoren wider. Die Trainingsbeanspruchung stellt somit die unmittelbare Reaktion des Organismus auf die realisierten Trainingsbelastungen dar. Messbare objektive leistungsphysiologische Parameter zur Erfassung der Trainingsbeanspruchung sind u. a. die HF, die VO 2 , der Energieverbrauch, die Laktatkinetik sowie der Blutdruck (Borg, 2004; Kayser, 2003; Rohmert, 1984; Ulmer, 1985; Völker, Rudack, & Urhausen, 2006). „Ein weiteres Maß für die Beanspruchungsintensität ist das individuelle Empfinden und Einschätzen einer Anstrengung und Belastung“ (Borg, 2004, S. A1016). Zur Erhebung der subjektiven Beanspruchung können definierte Skalen herangezogen werden (RPE-Skala nach Borg, 1998).

Die Wirksamkeit eines Belastungsreizes sowie der resultierenden funktionellen und morphologischen Adaptationen ist u. a. auch von der durch die Belastungsintensität hervorgerufenen Beanspruchung abhängig. In der ausdauerorientierten Trainingspraxis werden zur Steuerung der Belastungsintensität z. B. neben der Fortbewegungsgeschwindigkeit auch Beanspruchungsparameter wie u. a. die Herzfrequenz oder Blutlaktatwerte herangezogen (vgl. Zintl & Eisenhut, 2001, S. 15). Auch Intensitätsempfehlungen für ein gesundheitspräventiv wirksames Ausdauertraining werden von kardiopulmonalen und metabolischen Beanspruchungsparametern abgeleitet (American College of Sports Medicine, 1998b, vgl. Kap. 0).

In der durchgeführten Studie ist die Trainingsbelastung durch die einzelnen Sportar- ten, die unterschiedlichen Geschwindigkeiten sowie die Belastungsdauer definiert. Im

A 2 Belastung und Beanspruchung 20

Folgenden werden die untersuchten objektiven Parameter sowie das subjektive Belastungsempfinden kurz dargestellt.

2.1 Objektive Beanspruchungsparameter

Das kardiopulmonale System bedingt das abgestimmte Zusammenwirken von Atem-und Herz-Kreislauf-System zur Gewährleistung der Sauerstoffversorgung des Organismus (Reim, 2001). Objektive Beanspruchungsparameter des kardiopulmonalen Systems sind u. a. die Sauerstoffaufnahme, die Herzfrequenz und der arterielle Blutdruck. Zu den die metabolische Beanspruchung reflektierenden objektiven Faktoren gehören u. a. der anhand der Sauerstoffaufnahme berechnete Energieverbrauch und die Laktatkinetik.

2.1.1 Sauerstoffaufnahme (VO 2 )

Durch die Atmung wird der von den Organen aus dem Blut entnommene Sauerstoffbedarf ergänzt und das gebildete Kohlendioxid abgeatmet. Die VO 2 bezeichnet diejenige Menge an Sauerstoff, die der Organismus innerhalb einer Minute im Rahmen der Energiebereitstellung in den Geweben umsetzt (vgl. Marées, 2003, S. 232). Sie wird als absolute Größe in Litern pro Minute [llmin ^-1 ] bzw. Millilitern pro Minute [mllmin ^-1 ] oder bezogen auf das Körpergewicht [kg] als relative Sauerstoffaufnahme (rel.VO 2 ) in mllkg ^-1 min ^-1 angegeben.

Der Sauerstoffbedarf des Organismus erhöht sich bei dynamischer Belastung. Daraus resultierend steigt die VO 2 mit zunehmender Intensität an. Die VO 2 ist z. B. beim Gehen und Laufen abhängig vom Körpergewicht, von der Gehgeschwindigkeit und der Wegoberfläche, von Umgebungsfaktoren (Wind, Temperatur etc.) sowie von der Bewegungskoordination. Sie wird als Maß für den Beanspruchungsgrad des Sportlers herangezogen und gilt als Kenngröße des Energiestoffwechsels (vgl. Marées, 2003, S. 442; vgl. Ulmer, 1985, S. 607). Die Zunahme der VO 2 wird weniger von der Leistungsfähigkeit des Atmungssystems als von der des Herz-Kreislauf-Systems limitiert (s. VO 2max ).

Maximale Sauerstoffaufnahme (VO 2max )

Die maximale Sauerstoffaufnahme bezeichnet „diejenige Sauerstoffmenge, die maximal bei schwerer dynamischer Arbeit großer Muskelgruppen pro Minute aufgenommen werden kann“ (Hollmann, 2003a, S. 459). Sie wird sowohl von dem Leis- tungsvermögen des Herzens (Herzminutenvolumen) als auch von der peripheren

A 2 Belastung und Beanspruchung 21

Sauerstoffausschöpfung (arterio-venöse Sauerstoffdifferenz) beeinflusst und ist von Sportart, Geschlecht, Gewicht sowie von der genetischen Disposition abhängig (vgl. Heck, 1990, S. 123; vgl. Marées, 2003, S. 299).

Ausdauertraining führt zu einer Erhöhung der VO 2max , trotzdem ist die Trainierbarkeit relativ gering. Trainingsbedingte Zunahmen bis zu 25% sind möglich, nach mehrjährigem Training kann eine Steigerung bis zu 40% erreicht werden. Bei Nicht-sporttreibenden nimmt die VO 2max jenseits des 30. Lebensjahres relativ schnell ab, wobei der Leistungsrückgang bis zum 60. Lebensjahr bei Frauen weniger steil verläuft als bei Männern. Regelmäßiges Training kann konstante Werte bis ca. zum 50. Lebensjahr bewirken (Zintl & Eisenhut, 2001).

Die VO 2max wird als Bruttokriterium der Leistungsfähigkeit von Atmung, Herz-Kreislauf sowie Stoffwechsel bezeichnet und ist das am häufigsten verwendete Kriterium zur Beurteilung der aeroben Kapazität. Da mehrere Faktoren des kardiopulmonalen Systems sowie der Metabolismus im Skelettmuskel die aerobe Leistungsfähigkeit mit bestimmen, sollte die VO 2max alleine für eine aktuelle Leistungsdiagnostik nur bedingt benutzt werden. Einer grundlegenden Leistungsbeurteilung kann sie durchaus dienen (vgl. Martin, Carl, & Lehnertz, 2001, S. 181-182; Meyer, Lucia, Earnest, & Kindermann, 2005, S43).

Die absolute VO 2max wird in Litern pro Minute [llmin ^-1 ] angegeben. Die Werte für männliche Normalpersonen in der 3. Lebensdekade liegen bei 3 lmin ^-1 , für weibliche Personen bei 2,2 llmin ^-1 . Bei Hochausdauertrainierten können Werte von 6 llmin ^-1 bei Männern bzw. 4 llmin ^-1 bei Frauen gemessen werden.

Um eine bessere interindividuelle Vergleichbarkeit zu gewährleisten, wird die VO ^2max bezogen auf das Körpergewicht als relative Größe (rel.VO 2max ) in Millilitern pro kg Körpergewicht pro Minute [mllkg ^-1 min ^-1 ] angegeben. Zur Beurteilung der Ausdauerleistungsfähigkeit anhand der rel.VO 2max können Normtabellen herangezogen werden (vgl. Heyward, 2002, p. 50; McArdle, Katch, & Katch, 2001, p. 163; Schardt, 2005, S. 151). Tabelle A.2-1 zeigt eine geschlechtsspezifische, kardiorespiratorische Klassi- fikation der Fitness anhand der rel.VO 2max .