Anaerobe Leistungsfähigkeit eines Mountainbikers

Schriftliche Hausarbeit im Hauptstudium

Clemens Zörner

Essen, September 2007

Lehramt Sport

Theorie und Praxis des Ausdauertrainings

SS 2007

Universität Duisburg - Essen, Standort Essen

Fachbereich 3, Bildungswissenschaften

Sport- und Bewegungswissenschaften / Biomechanik

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Inhaltsverzeichnis

I. ZUSAMMENFASSUNG

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1. EINLEITUNG

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2. ENERGIEBEREITSTELLUNG

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2.1 ENERGIEUMSETZUNG

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2.2 ATP

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2.3 FORMEN DER ENERGIEBEREITSTELLUNG

4

2.3.1 SPALTUNG KREATINPHOSPHAT

5

2.3.2 AEROBE ZERLEGUNG DER FETTSÄUREN

5

2.3.3 AEROBE ZERLEGUNG DER ZUCKERMOLEKÜLE

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2.3.4 ANAEROBE ZERLEGUNG DER ZUCKERMOLEKÜLE

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3. STUDIEN ZUM THEMA MOUNTAINBIKING

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3.1 DIE SPORTART MOUNTAINBIKING

11

3.2 STUDIE I: ,,DER POWER INDEX: EINE NEUE PERSPEKTIVE IN DER
LEISTUNGSDIAGNOSTIK DES MOUNTAINBIKINGS" (BARON, 2004)

12

3.2.1 AUFBAU DER STUDIE

12

3.2.2 ZIELE UND HYPOTHESEN DER STUDIE

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3.2.3 AEROBER TEST

13

3.2.4 ANAEROBER TEST

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3.2.5 ERGEBNISSE

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3.2.6 KRITIK

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3.3 STUDIE II: ,,WELCHE ANFORDERUNGEN WERDEN AN EINEN MOUNTAINBIKER
GESTELLT? UNTERSUCHUNGEN IN EINEM WELTCUPRENNEN" (HILLEBRECHT ET AL., 1997)

16

3.3.1 MESSMETHODIK

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3.3.2 ERGEBNISSE

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3.4 STUDIE III: ,,BELASTUNG UND BEANSPRUCHUNG IN MOUNTAINBIKE-CROSS-COUNTRY-
WETTKÄMPFEN" (STAPELFELDT ET AL., 2002)

19

3.4.1 MESSMETHODIK

20

3.4.2 ERGEBNISSE

20

4. VERGLEICH UND FAZIT

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LITERATURVERZEICHNIS

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ANHANG 1

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ANHANG 2

25

1

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I. Zusammenfassung

In dieser Ausarbeitung geht es um die anaerobe Leistungsfähigkeit eines

Mountainbikers. Zunächst werden die Energiebereitstellung bzw. die Formen der

Energiebereitstellung behandelt.

Radsport im Allgemeinen ist, abgesehen von Sprintwettbewerben auf der Bahn, eine

klassische Ausdauersportart. Entscheidend ist die aerobe Ausdauer, dessen Training den

größten Anteil einnimmt. Bei Straßenrennen wird trotz teilweise sehr hoher

Geschwindigkeiten die meiste Zeit im aeroben Bereich gefahren.

Die Sportart Mountainbiking hebt sich in den Anforderungen an den Sportler etwas

davon ab. Im olympischen Cross-Country Rennen, welches über ca. 2 Std. ausgetragen

wird, ist der Anteil des Rennens, den man im anaeroben Bereich bestreiten muss, im

Verhältnis zur Gesamtdauer wesentlich größer als im Straßenrennen.

Dies wurde eindeutig ist der Studie von Hillebrecht et al. (Welche Anforderungen

werden an einen Mountainbiker gestellt?, 1998) festgestellt. ,,Eine sehr gut ausgeprägte

anaerobe Kapazität (alaktazid, laktazid) und eine verbesserte Erholungsfähigkeit

(Laktatelimination, Phosphatresynthese, aerobe Kapazität) könnten insbesondere in

Abschnitten mit derartigen wechselnden Belastungen Leistungsdifferenzierungen

bewirken" (Hillebrecht et al., S.16 1998). Besonders die Streckenteile beim

Mountainbike-Rennen, die sich durch schnell wechselnde Anstiege und Abfahrten

auszeichnen, fordern dem Athleten eine hohe anaerobe Ausdauer- und Kraftfähigkeit

ab, da kurze explosive Antritte nötig sind, um Gegner zu distanzieren.

Die Anforderungen, die eine Sportart an den Athleten stellt, müssen in einem weiteren

Schritt Eingang in die Leistungsdiagnostik und Trainingsplanung finden. Dafür hat

Baron (2004) mit dem Power-Index eine gute Basis geschaffen. Es wird nicht nur die

aerobe Ausdauerleistungsfähigkeit gemessen, sondern auch die anaerobe. Durch den

Index wird ermittelt, wie diese beiden Fähigkeiten im Verhältnis stehen und folglich,

wie das zukünftige Training eines Athleten aussehen muss, um die Leistungsfähigkeit

optimal auszubauen.

Anaerobe Belastungen führen nicht immer gleich schnell zur allbekannten

"Übersäuerung". Es gibt im menschlichen Körper Puffersysteme, die die Übersäuerung

hinauszögern und die Milchsäure kann in weniger beanspruchten Muskeln wieder

abgebaut werden.

Ein MTB Profi sollte eine hohe Laktattoleranz aufweisen, um möglichst schnell die

Anstiege bewältigen zu können und gleichzeitig eine gute Erholungsfähigkeit, so dass

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das entstandene Laktat in Bergabfahrten wieder (teilweise) abgebaut werden kann.

Durch dieses Zusammenspiel erklärt sich der große Anteil im Rennen, in dem die

Fahrer in der Lage sind, im anaeroben Bereich zu fahren.

1. Einleitung

In der folgenden Ausarbeitung geht es um die physiologischen Anforderungen der

Sportart Mountainbiking und Verfahren zur sportartspezifischen Leistungsdiagnostik.

Dazu sollen drei Studien beschrieben und analysiert werden. Zum einen geht es um den

Power-Index, der durch zwei Testverfahren die aerobe und die anaerobe

Leistungsfähigkeit eines Athleten misst und anschließend in eine Beziehung setzt, um

für das folgende Training Empfehlungen zu geben. Zum anderen wird eine Feldstudie

vorgestellt, die beim Mountainbike (MTB) World Cup Rennen in St. Wendel erstellt

wurde. Die dritte Studie ist eine Folgestudie und führt weiter aus, welche

physiologischen Anforderungen ein MTB Cross-Country Rennen an die Athleten stellt.

Dafür wurden elf Spitzensportler(innen) eine ganze Saison begleitet.

Die Ergebnisse der Studien sollen verglichen und auf einander bezogen werden.

Zur Vertiefung des Themas beginnt diese Hausarbeit mit der Darstellung der

Energiebereitstellung des Körpers. Die verschiedenen Formen werden aufgeführt und

die Erkenntnisse können anschließend mit in die Analyse der Studien einbezogen

werden.

2. Energiebereitstellung

2.1 Energieumsetzung

Damit der Körper Arbeit verrichten kann, gemeint ist in diesem Zusammenhang vor

allem Muskelarbeit, muss er über Energie verfügen. Vereinfacht gesagt, nimmt der

Körper chemische Energie auf und wandelt sie u.a. in mechanische Energie um. Die

chemische Energie wird durch Fette, Eiweiße und Kohlenhydrate aufgenommen. Im

Körper werden diese energiereichen Molekularverbindungen zerlegt. Dabei entsteht

Energie, die in den Wärmehaushalt fließt oder in energiereiche chemische

Verbindungen gespeichert wird. Die wichtigste energiereiche Verbindung in unserem

Körper ist das ATP.

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2.2 ATP

Das Adenosin-Triphosphat ist der Energielieferant für die Muskelkontraktion. Durch

die Abspaltung des letzten Phosphatrestes wird Energie freigesetzt. Diese freigesetzte

Energie ermöglicht das Kippen der Myosinköpfchen, was wiederum für die Kontraktion

des Muskels verantwortlich ist.

Abb. 1: ATP Molekül1

ATP ist die einzige Energiequelle des Muskels. Der ATP Vorrat, der im Muskel

vorhanden ist, reicht für ca. 3-4 Muskelkontraktionen. In der Literatur wird dies mit

unterschiedlicher Zeitdauer angegeben. Nach Markworth (2004) reicht der Vorrat für 1-

2 Sekunden, nach Kessel (1998) nur 1 Sekunde und Weineck (2002) spricht von einem

Sekundenbruchteil. ATP kann vom Muskel nicht aus dem Blut oder aus anderem

Gewebe entnommen werden. Deshalb muss der Muskel das verbrauchte ATP selber

resythetisieren. Das heißt, dass dem ADP, welches als Produkt durch die Abspaltung

eines Phosphatrestes entstanden ist, wieder ein Phosphatrest angelagert werden muss.

Die Resynthese des ATP nennt man Phosphorylierung.

2.3 Formen der Energiebereitstellung

Die Energie für die Resynthese von ATP kann durch die Spaltung von Kreatinphosphat

gewonnen werden oder durch die Zerlegung von Nährstoffen. Für die Resynthese von

ATP ist der Eiweißstoffwechsel zu vernachlässigen. Im Vordergrund stehen die aerobe

Zerlegung der Fettsäuren und die aerobe, wie auch anaerobe Zerlegung der

Zuckermoleküle.

Ort der Resynthese sind die Mitochondrien, die Markworth auch als ,,Kraftwerke der

Zelle" (Markworth, S.239, 2004) bezeichnet.

1 http://www.ustboniface.mb.ca/cusb/abernier/biologie/Module1/Images/atp.jpg, 26.05.07

4

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2.3.1 Spaltung Kreatinphosphat

Die Spaltung des Kreatinphosphats (KP) verläuft anaerob-alaktazid. Das heißt, dass

kein Laktat produziert wird und kein Sauerstoff für diesen Vorgang nötig ist.

Die Konzentration von KP in der Muskulatur ist nach Kessel (1998) drei- bis sechsmal

so hoch, wie die des ATP.

Der Phosphatrest des KP kann schnell auf das ADP übertragen werden, wodurch ATP

wieder resynthetisiert wird.

Abb. 2: Spaltung

Kreatinphosphat2

Die Abspaltung erfolgt mit Hilfe des Enzyms Kreatinkinase. Neben dem ATP entsteht

als Produkt noch Kreatin, welches später wieder unter Verbrauch von ATP zu KP

resynthetisiert werden kann. Dies geschieht jeweils in den Erholungsphasen bzw. in

Phasen niedriger Belastung.

Nach Markworth (2004) reicht der KP-Vorrat für ca. 3-9 Sekunden intensiver

Muskelarbeit aus. Jede längere Belastung muss also über die Zerlegung von Nährstoffen

bewerkstelligt werden.

Somit ist die Spaltung von KP der schnellste Weg für die Muskelzelle, um an ATP zu

kommen, aber zeitlich sehr begrenzt.

2.3.2 Aerobe Zerlegung der Fettsäuren

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Die Muskelzelle kann selber Fett speichern und oder dem Blut Fettsäuren entnehmen.

Der Abbau von Fettsäuren erfolgt in drei Enzymsystemen4 in den Mitochondrien. Diese

Enzymsysteme nennt man -Oxidation, Zitronensäurezyklus und Atmungskette.

Die Fettsäure wird in der Zelle zunächst unter Verbrauch von zwei ATP enzymatisch

aktiviert und kann so, als aktivierte Fettsäure in die Mitochondrien übertreten.

Im Prozess der -Oxidation wird die aktivierte Fettsäure zerlegt. Eine Fettsäure besteht

aus einem Grundgerüst von mehreren Kohlenstoffatomen.

2 Markworth, 2004, S. 237

3 Schaubild: siehe Anlage 1

4 Exkurs Enzyme: ~ bezeichnet man allgemein als die Katalysatoren einer Zelle. Sie treiben in diesem

Zusammenhang die Abspaltung oder die Anlagerung des Phosphatrestes an. Die vom Enzym umgesetzten

chemischen Stoffe nennt man Substrate.

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