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

INHALTSVERZEICHNIS

0 Einleitung

A Theoretischer Teil
1 Studien zum Vergleich von NW, W, PW und J
2 Belastung und Beanspruchung
2.1 Objektive Beanspruchungsparameter
2.1.1 Sauerstoffaufnahme (VO2)
2.1.2 Energieumsatz (EU)
2.1.3 Herzfrequenz (HF)
2.1.4 Arterieller Blutdruck (BD)
2.1.5 Laktat
2.2 Subjektives Belastungsempfinden (RPE)
3 Technikleitbilder
3.1 Nordic Walking (NW)
3.2 Walking (W) und Powerwalking (PW)
3.3 Jogging (J)
4 Konsequenzen für die vorliegende Untersuchung
4.1 Fragestellung und Hypothesen
4.2 Begründung des methodischen Vorgehens
4.2.1 Auswahl der Stichprobe
4.2.2 Auswahl des Zusatzgewichtes für das PW
4.2.3 Belastungstest
4.2.4 Techniktraining
4.2.5 Aufwärmen
4.2.6 Belastungsphasen

B Methodisches Vorgehen
1 Untersuchungsplan
2 Untersuchungsvorbereitung
2.1 Probandenrekrutierung
2.2 Informationsveranstaltung
2.3 Fragebögen und Formalia
2.3.1 Aufklärung zur Studie
2.3.2 Gesundheitsfragebogen
2.3.3 Einwilligungserklärung
2.3.4 Fragebogen zum aktuellen Gesundheitszustand
2.4 Techniktraining
3 Untersuchungsinstrumentarien
3.1 Spirometriesystem
3.2 Herzfrequenzmessgerät
3.3 Blutdruckmessgerät
3.4 Laktatmessung
3.5 RPE-Skala
3.6 Versuchsaufbau der Hauptuntersuchung
3.7 Conconi Timer
3.8 Nordic Walking Stöcke
3.9 Gewichtsmanschetten
3.10 Technikanalyseprotokoll
4 Datenerhebung
4.1 Submaximaler Belastungstest
4.2 Hauptuntersuchung
5 Datenauswertung
5.1 Datenbehandlung
5.2 Parameterberechnung
5.2.1 Rel.VO2max
5.2.2 Rel.VO2 und %rel.VO2max
5.2.3 Energieumsatz
5.2.4 HFmax und %HFmax
5.3 Statistische Verfahren

C Darstellung und Diskussion der Ergebnisse
1 Zusammensetzung der Stichprobe
2 Relative Sauerstoffaufnahme, Energieumsatz und Herzfrequenz
2.1 Relative Sauerstoffaufnahme (rel.VO2)
2.2 Energieumsatz (EU)
2.3 Herzfrequenz (HF)
2.4 Versuchsplan 1
2.4.1 Ergebnisse der Einzelvergleiche
2.4.2 Hypothesenbesprechung
2.4.3 Diskussion der Ergebnisse
2.5 Versuchsplan 2
2.5.1 Ergebnisse der Einzelvergleiche
2.5.2 Hypothesenbesprechung
2.5.3 Diskussion der Ergebnisse
3 Arterieller Blutdruck (BD)
3.1 Systolischer Blutdruck
3.2 Diastolischer Blutdruck
3.3 Versuchsplan 1
3.3.1 Ergebnisse der Einzelvergleiche
3.3.2 Hypothesenbesprechung
3.3.3 Diskussion der Ergebnisse
3.4 Versuchsplan 2
3.4.1 Ergebnisse der Einzelvergleiche
3.4.2 Hypothesenbesprechung
3.4.3 Diskussion der Ergebnisse
4 Laktatproduktion
4.1 Versuchsplan 1
4.1.1 Ergebnisse der Einzelvergleiche
4.1.2 Hypothesenbesprechung
4.1.3 Diskussion der Ergebnisse
4.2 Versuchsplan 2
4.2.1 Ergebnisse der Einzelvergleiche
4.2.2 Hypothesenbesprechung
4.2.3 Diskussion der Ergebnisse
5 Subjektives Belastungsempfinden (RPE)
5.1 Versuchsplan 1
5.1.1 Ergebnisse der Einzelvergleiche
5.1.2 Hypothesenbesprechung
5.1.3 Diskussion der Ergebnisse
5.2 Versuchsplan 2
5.2.1 Ergebnisse der Einzelvergleiche
5.2.2 Hypothesenbesprechung
5.2.3 Diskussion der Ergebnisse
6 Prozentual in Anspruch genommener Anteil der rel.VO2max und HFmax
6.1 Darstellung und Diskussion der Ergebnisse der %rel.VO2max
6.2 Darstellung und Diskussion der Ergebnisse der %HFmax

D Zusammenfassung und Ausblick
1 Abschließende Betrachtung
2 Methodenkritik und Ausblick

E Literatur

F Anhang
1 Informationsblatt
2 Aufklärung zur Studie
3 Gesundheitsfragebogen
4 Einwilligungserklärung
5 Fragebogen zum aktuellen Gesundheitszustand
6 Stundenverlaufspläne Techniktraining
7 RPE-Skala
8 Technikanalyseprotokolle
9 Kalorisches Äquivalent
10 Ergänzende Tabellen zur Interferenzstatistik
11 Auswertungsroutinen (VBA® Makros)

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

ABBILDUNGSVERZEICHNIS

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

TABELLENVERZEICHNIS

Tab. A.1-1 Studien zum Vergleich objektiver und subjektiver Be- 7

anspruchungsparameter von Nordic Walking und Wal- king unter Laborbedingungen (Teil 1) (NW=Nordic Walking, W=Walking, HF=Herzfrequenz, VO2=Sauerstoffaufnahme, RPE=Subjektives Belas- tungsempfinden, RQ=Respiratorischer Quotient)

Tab. A.1-2 Studien zum Vergleich objektiver und subjektiver Be- 8

anspruchungsparameter von Nordic Walking und Wal- king unter Laborbedingungen (Teil 2) (NW=Nordic Walking, W=Walking, HF=Herzfrequenz, VO2=Sauerstoffaufnahme, RPE=Subjektives Belas- tungsempfinden, RQ=Respiratorischer Quotient)

Tab. A.1-3 Studien zum Vergleich objektiver und subjektiver Be- 12

anspruchungsparameter von Nordic Walking und Wal- king im Feld (Teil 1) (NW=Nordic Walking, W=Walking, HF=Herzfrequenz, VO2=Sauerstoffaufnahme, RPE=Subjektives Belas- tungsempfinden, RQ=Respiratorischer Quotient)

Tab. A.1-4 Studien zum Vergleich objektiver und subjektiver Be- 13

anspruchungsparameter von Nordic Walking und Wal- king im Feld (Teil 2) (NW=Nordic Walking, W=Walking, HF=Herzfrequenz, VO2=Sauerstoffaufnahme, RPE=Subjektives Belas- tungsempfinden, RQ=Respiratorischer Quotient)

Tab. A.2-1 Kardiorespiratorische Klassifizierung der Fitness an- 22

hand der relativen maximalen Sauerstoffaufnahme [ml·kg-1·min-1] (nach McArdle, Katch, & Katch, 2001, p. 163)

Tab. B.4-1 Exemplarischer Ablauf einer Hauptuntersuchung mit 61

kontinuierlicher Messung der Atemgase und HF

Tab. C.1-1 Stichprobencharakteristik 75

-1 -1

Tab. C.2-1 Statistische Kennwerte der rel.VO2 [ml·kg

-min

] bei 77

NW, W und PW bei 5,4 km·h-1 und 6,1 km·h-1

-1 -1

Tab. C.2-2 Statistische Kennwerte der rel.VO2 [ml·kg

-min

] bei 77

NW, W, PW und J bei 6,8 km·h-1 und 7,5 km·h-1

Tab. C.2-3 Ergebnisse der zweifaktoriellen univariaten Varianzana- 78

lyse mit Messwiederholung für die rel.VO2 (Versuchsplan 1)

Tab. C.2-4 Ergebnisse der zweifaktoriellen univariaten Varianzana- 78

lyse mit Messwiederholung für die rel.VO2 (Versuchsplan 2)

Tab. C.2-5 Statistische Kennwerte des Energieumsatzes [kcal·min-1] bei NW, W und PW bei 5,4 km·h-1 und 6,1 km·h-1

Tab. C.2-6 Statistische Kennwerte des Energieumsatzes [kcal·min-1] bei NW, W, PW und J bei 6,8 km·h-1 und 7,5 km·h-1

Tab. C.2-7 Ergebnisse der zweifaktoriellen univariaten Varianzana- lyse mit Messwiederholung für den Energieumsatz (Versuchsplan 1)

Tab. C.2-8 Ergebnisse der zweifaktoriellen univariaten Varianzana- lyse mit Messwiederholung für den Energieumsatz (Versuchsplan 2)

Tab. C.2-9 Statistische Kennwerte der HF [S·min-1] bei NW, W und PW bei 5,4 km·h-1 und 6,1 km·h-1

Tab. C.2-10 Statistische Kennwerte der HF [S·min-1] bei NW, W, PW und J bei 6,8 km·h-1 und 7,5 km·h-1

Tab. C.2-11 Ergebnisse der zweifaktoriellen univariaten Varianzana- lyse mit Messwiederholung für die HF (Versuchsplan 1)

Tab. C.2-12 Ergebnisse der zweifaktoriellen univariaten Varianzana- lyse mit Messwiederholung für die HF (Versuchsplan 2)

Tab. C.2-13 Hypothesenbetrachtung für die rel.VO2, den EU und die HF bei NW vs. W

Tab. C.2-14 Hypothesenbetrachtung für die rel.VO2, den EU und die HF bei NW vs. PW

Tab. C.2-15 Hypothesenbetrachtung für die rel.VO2, den EU und die HF bei PW vs. W

Tab. C.2-16 Hypothesenbetrachtung für die rel.VO2, den EU und die HF bei J vs. NW, J vs. W und J vs. PW

Tab. C.3-1 Statistische Kennwerte des systolischen Blutdrucks [mmHg] bei NW, W und PW bei 5,4 km·h-1 und 6,1 km·h-1

Tab. C.3-2 Statistische Kennwerte des systolischen Blutdrucks [mmHg] bei NW, W, PW und J bei 6,8 km·h-1 und 7,5 km·h-1

Tab. C.3-3 Ergebnisse der zweifaktoriellen univariaten Varianzana- lyse mit Messwiederholung für den systolischen Blut- druck (Versuchsplan 1)

Tab. C.3-4 Ergebnisse der zweifaktoriellen univariaten Varianzana- lyse mit Messwiederholung für den systolischen Blut- druck (Versuchsplan 2)

Tab. C.3-5 Statistische Kennwerte des diastolischen Blutdrucks [mmHg] bei NW, W und PW bei 5,4 km·h-1 und 6,1 km·h-1

Tab. C.3-6 Statistische Kennwerte des diastolischen Blutdrucks [mmHg] bei NW, W, PW und J bei 6,8 km·h-1 und 7,5 km·h-1

Tab. C.3-7 Ergebnisse der zweifaktoriellen univariaten Varianzana- lyse mit Messwiederholung für den diastolischen Blut- druck (Versuchsplan 1)

Tab. C.3-8 Ergebnisse der zweifaktoriellen univariaten Varianzana- lyse mit Messwiederholung für den diastolischen Blut- druck (Versuchsplan 2)

Tab. C.3-9 Hypothesenbetrachtung für den systolischen und dias- tolischen Blutdruck bei NW vs. W und NW vs. PW

Tab. C.3-10 Hypothesenbetrachtung für den systolischen und dias- tolischen Blutdruck bei PW vs. W

Tab. C.3-11 Hypothesenbetrachtung für den systolischen und dias- tolischen Blutdruck bei J vs. NW, J vs. W bzw. J vs. PW

Tab. C.4-1 Statistische Kennwerte der Laktatproduktion [mmol/l] bei NW, W und PW bei 5,4 km·h-1 und 6,1 km·h-1

Tab. C.4-2 Statistische Kennwerte der Laktatproduktion [mmol/l] bei NW, W,PW und bei 6,8 km·h-1 und 7,5 km·h-1

Tab. C.4-3 Ergebnisse der zweifaktoriellen univariaten Varianzana- lyse mit Messwiederholung für die Laktatproduktion (Versuchsplan 1)

Tab. C.4-4 Ergebnisse der zweifaktoriellen univariaten Varianzana- lyse mit Messwiederholung für die Laktatproduktion (Versuchsplan 2)

Tab. C.4-5 Hypothesenbetrachtung für die Laktatproduktion bei NW vs. W, NW vs. PW bzw. PW vs. W

Tab. C.4-6 Hypothesenbetrachtung für die Laktatproduktion bei J vs. NW, J vs. W bzw. J vs. PW

Tab. C.5-1 Statistische Kennwerte der RPE-Skala bei NW, W und PW bei 5,4 km·h-1 und 6,1 km·h-1

Tab. C.5-2 Statistische Kennwerte der RPE-Skala bei NW, W, PW und J bei 6,8 km·h-1 und 7,5 km·h-1

Tab. C.5-3 Ergebnisse der zweifaktoriellen univariaten Varianzana- lyse mit Messwiederholung für die RPE-Skala Versuchsplan 1)

Tab. C.5-4 Ergebnisse der zweifaktoriellen univariaten Varianzana- lyse mit Messwiederholung für die RPE-Skala (Versuchsplan 2)

Tab. C.5-5 Hypothesenbetrachtung für das subjektive Belastungs- empfinden bei NW vs. W, NW vs. PW bzw. PW vs. W

Tab. C.5-6 Hypothesenbetrachtung für das subjektive Belastungs- empfinden bei J vs. NW, J vs. W bzw. J vs. PW

Tab. C.6-1 Statistische Kennwerte der %rel.VO2max bei NW, W und PW bei 5,4 km·h-1 und 6,1 km·h-1

Tab. C.6-2 Statistische Kennwerte der %rel.VO2max bei NW, W, PW und J bei 6,8 km·h-1 und 7,5 km·h-1

Tab. C.6-3 Statistische Kennwerte der %HFmax bei NW, W und PW bei 5,4 km·h-1 und 6,1 km·h-1

Tab. C.6-4 Statistische Kennwerte der %HFmax bei NW, W, PW und J bei 6,8 km·h-1 und 7,5 km·h-1

Tab. D.1-1 Gesamtüberblick der Ergebnisse (Fragestellung 1, Teil 1)

Tab. D.1-2 Gesamtüberblick der Ergebnisse (Fragestellung 1, Teil 2)

Tab. D.1-3 Gesamtüberblick der Ergebnisse (Fragestellung 2, Teil 1)

Tab. D.1-4 Gesamtüberblick der Ergebnisse (Fragestellung 2, Teil 2)

0 Einleitung

Die positiven Wirkungen von Ausdauertraining auf das Herz-Kreislauf- und Stoff- wechselsystem sind hinreichend nachgewiesen und unbestritten (Berg, Halle, Baum- stark, Frey, & Keul, 1991; Helmrich, Ragland, & Paffenbarger, 1994; Hollmann & Hettinger, 1990; Marées, 2003; Rost, 2005). Die resultierende kardiovaskuläre Prä- vention 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 älte- re 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 Beanspru- chung 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 Trainingsbeanspru- chung reflektierenden objektiven Faktoren sind leistungsphysiologische Parameter

wie u. a. die Herzfrequenz (HF), die Sauerstoffaufnahme (VO2), der Energiever- brauch, 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 erfolg- reiches und risikoarmes Ausdauertraining im Gesundheitssport vollkommen ausrei- chend. Halle (1999) empfiehlt die tägliche Durchführung körperlicher Aktivität von 30 Minuten bei moderater Intensität im Rahmen einer Intervention bei Insulinresis- tenz.

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

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 metabo- lischen 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 Wal- kingtraining bei 80% der maximalen Gehgeschwindigkeit problemlos 60% der ma- ximalen 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 ausrei- chend Trainingsreize ausgelöst werden (Duncan, Gordon, & Scott, 1991; Rippe, Ward, Porcari, & Freedson, 1988; Schwarz, Andres, Urhausen, Schwarz, & Kinder- mann, 1999). Aufgrund einer geringeren Überlastungsgefahr beim Walking gegen- über 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 Geschwindigkeits- erhöhungen erzielt. Hier stellt die Bewegungstechnik jedoch nach oben hin einen limitierenden Faktor dar. Tempi über 8 km·h-1 führen sowohl zu technischen Schwie- rigkeiten 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 km·h-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,

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; Zaran- dona, Nelson, Conlee, & Fisher, 1986).

In der jüngeren Vergangenheit ist eine weitere Walkingvariante, das aus einer Trai- ningsmethode 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 Stock- einsatz 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, & Grüne- berg, 2006; Schwirtz, Hartmann, & Schlömmer, 2006).

Der wissenschaftliche Vergleich objektiver und subjektiver Beanspruchungsparame- ter bei NW vs. W bzw. NW vs. J zeigt jedoch nur für einige der untersuchten Para- meter 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, Hendrick- son, Walter, Terry, & Walsko, 1997; Rodgers, VanHeest, & Schachter, 1995; Rudack, Ahrens, Thorwesten, & Völker, 2005; Schiebel, Heitkamp, Thoma, Hipp, & Horst- mann, 2003; Walter, Porcari, Brice, & Terry, 1996; Wüpper, Schulte, Geese, & Hill- mer-Vogel, 2005). Neben den heterogenen Aussagen bezüglich der untersuchten Fragestellung sind die angeführten Studien aufgrund unterschiedlicher Testdesigns

(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 gesundheitspräven- tiven Benefits von NW vs. W notwendig (vgl. Kap. A 1, A 4) als auch die Erweite- rung dieser vergleichenden Betrachtung um die Sportarten PW und J von wissen- schaftlichem 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 Diskrepan- zen beizutragen sowie neue Erkenntnisse zum Vergleich des objektiven und subjek- tiven Beanspruchungsprofils von NW vs. PW bzw. J zu liefern.

Teil A beschreibt den literarischen Gegenstandsbereich, die theoretischen Grundla- gen, wie die erhobenen Beanspruchungsparameter und zugrunde liegenden Technik- leitbilder von NW, W, PW und J, abgeleitete Konsequenzen hinsichtlich der metho- dischen Durchführung sowie die konkrete Fragestellung und die formulierten Hypo- thesen für die vorliegende Studie. Sportwissenschaftliches Grundlagenwissen in Hin- blick auf Ausdauer bzw. Ausdauertraining und deren Auswirkungen auf den mensch- lichen Organismus sowie sportphysiologischer Grundlagen werden weitgehend vor- ausgesetzt 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, Informationsver- anstaltung, Fragebögen sowie Techniktraining) als auch die Handhabung der ver- wendeten Messgeräte beschrieben. Die beiden letzten Abschnitte beinhalten die Dar- stellung 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 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, Stundenverlaufsplä- ne des Techniktrainings, RPE-Skala (Borg, 1998), Technikanalyseprotokolle, ergän- zende Tabellen zur Interferenzstatistik, Auswertungsroutinen (Microsoft VBA® Ma- kros) etc.

A Theoretischer Teil

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

Die gewachsene Popularität des Nordic Walkings zog Aussagen über die gesund- heitspräventive Wirkung dieser Walkingvariante auf das Herz-Kreislauf- und Stoff- wechselsystem 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 ge- genüber Walking. Aufgrund einer deutlichen Heterogenität der durchgeführten Stu- dien hinsichtlich der untersuchten Sportarten sowie der Untersuchungsmethodik erfolgt eine Einteilung in Labor- und Felduntersuchungen zum Vergleich der leis- tungsphysiologischen Parameter speziell von Nordic Walking und Walking. Studien zur vergleichenden Betrachtung von Walking, Powerwalking und/oder Jogging wer- den gesondert abgehandelt. Insbesondere werden die erhobenen Parameter, Hinwei- se zur qualitativen Technikausführung bzw. einer vorhergehenden Technikschulung sowie die Ergebnisse dargestellt.

Die unter Laborbedingungen auf einem Laufband durchgeführten aktuellen Untersu- chungen zur vergleichenden Betrachtung kardiopulmonaler und metabolischer Bean- spruchungen 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.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

In den aufgezeigten Studien (Tab. A.1-1 und A.1-2) wurden zur Betrachtung der re- sultierenden Effekte auf das Herz-Kreislauf- bzw. Stoffwechselsystem leistungsphy- siologische Parameter wie die Herzfrequenz (HF), die Sauerstoffaufnahme (VO2), 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 stufenför-

miges Belastungsschema zu Grunde. Dennoch zeigen sich sowohl im Untersu- chungsdesign als auch in den ermittelten Ergebnissen Unterschiede.

In zwei Studien (Porcari, Hendrickson, Walter, Terry, & Walsko, 1997; Rodgers, VanHeest, & Schachter, 1995) wurde vor Untersuchungsbeginn ein leistungsdiagnos- tischer 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, wäh- rend andere Autoren eine Intensitätssteigerung über die Geschwindigkeit provozier- ten (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, Bri- ce, & Terry, 1996). Sowohl die Testdauer als auch die methodische Durchführung hinsichtlich einer Testung der beiden Sportarten direkt hintereinander oder an sepa- raten Tagen variieren deutlich.

Beim Nordic Walking zeigen sich gegenüber dem Walking weitgehend einheitliche Ergebnisse der Laboruntersuchungen bezüglich einer signifikant höheren HF und VO2 sowie eines höheren Energieverbrauchs. Jedoch unterscheiden sich hierbei die ermittelten höheren Werte für NW bezüglich der VO2 (+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 signi- fikanter Anstieg der HF aufgezeigt bzw. konnten nur marginal höhere HF-Werte für NW gemessen werden.

Die höheren gemessenen Werte der VO2 und des Energieverbrauchs beim NW wer- den 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 Rü- ckenmuskeln (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 gestei- gerte 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 Lak- tatspiegel beim NW durch eine gesteigerte Möglichkeit der Verstoffwechselung des anfallenden Laktats beim Einsatz vermehrter Muskelmasse. Auch Schiebel, Heit- kamp, 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 beschriebe- ne höhere Belastungsempfinden der weiblichen Versuchspersonen in Relation zu den Männern wird durch eine geringere Kraft der Oberkörpermuskulatur der weiblichen

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 genann- ten Studien nicht direkt miteinander vergleichbar. Von hoher Bedeutung für die Be- urteilung der Ergebnisse ist u. a. eine korrekte Technikausführung in beiden Bewe- gungsformen. Insbesondere ist ein großer Fokus auf einen kraftvollen und dynami- schen Stockeinsatz beim Nordic Walking zu legen. Zur Sicherstellung einwandfreier Technikausführungen aller Probanden ist vor Untersuchungsbeginn z. B. ein mehr- wöchiges Techniktraining notwendig. Die Autoren der dargestellten Studien spre- chen diesbezüglich nur andeutungsweise von Technikinstruktionen oder Einführun- gen 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 be- trachten. Unterschiedliche Bodenbeschaffenheiten sowie Steigungsänderungen des Laufbandes führen zu Technikveränderungen und können die Ergebnisse beeinflus- sen. 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 ermittel- ten Werte auf die resultierenden Effekte der vorwiegend im Feld ausgeführten Sport- arten 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 Untersu- chung im Feld aussagekräftiger. Die Tabellen A.1-3 und A.1-4 geben einen zusam- menfassenden Überblick der durchgeführten Felduntersuchungen zum Vergleich der kardiopulmonalen und metabolischen Beanspruchung bei NW und W. Hervorgeho- bene Passagen zeigen ergebnisseitige Differenzen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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 Unter- suchungsbeginn ein Belastungstest durchgeführt.

Die Belastungscharakteristik der einzelnen Untersuchungen differiert im Hinblick auf die Geschwindigkeitssteuerung erheblich. Während einigen Studien ein stufenförmi- ges Belastungsschema mit definierter Geschwindigkeitssteigerung zu Grunde liegt (Harwig, 2004; Rudack, Ahrens, Thorwesten, & Völker, 2005), erfolgte in den ande- ren 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 unter- schiedlichen Tagen weichen voneinander ab.

Ergebnisseitig zeigten alle Felduntersuchungen bei NW eine signifikant höhere Herz- frequenz und Sauerstoffaufnahme mit entsprechend höherem Energieverbrauch, wobei der Zuwachs der VO2 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, VO2 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 m·s-1 (8,64 km·h-1) für die Bewegungsausführung beim NW relativ hohe Tempi zu Grunde. Auf der höchsten Geschwindigkeitsstufe wurden auch beim Jogging niedri- gere 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 Be- anspruchung bei NW auf den aktiven Stockeinsatz zurück. Morss, Church, Earnest und Jordan (2001) erklären die große Spannweite der VO2-Erhöhung durch

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 VO2-Werte bei intensivem Stockeinsatz, worauf die Spannweite der Ergebnisse zurückgeführt wird.

Diskrepanzen zeigen sich besonders im Laktatverhalten und subjektiven Belastungs- empfinden. 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, Ear- nest, & Jordan, 2001; Rudack, Ahrens, Thorwesten, & Völker, 2005) oder keine ein- heitliche 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 Ge- währleistung korrekter Bewegungsausführungen gesprochen werden. Entweder wur- de eine Beherrschung der Technik durch subjektiv angegebene Nordic Walking Er- fahrung vorausgesetzt (Church, Earnest, & Morss, 2002; Harwig, 2004; Rudack, Ah- rens, Thorwesten, & Völker, 2005) oder es erfolgte vor Testbeginn eine Technikein- weisung (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 Ver- gleichbarkeit 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 Stoffwech- selsystem sind die Ergebnisse kritisch zu betrachten. Voraussetzung für einen objek- tiven Vergleich kardiopulmonaler und metabolischer Beanspruchung zwischen ver- schiedenen Bewegungsformen ist, neben einer größtmöglichen Nähe zu den Sportar- ten, eine Ausführung in gleichen und technisch gut realisierbaren Geschwindigkeiten (vgl. Kap. A 4.2.6).

Studien zum Vergleich der kardiopulmonalen und metabolischen Beanspruchung bei Walking und Jogging verdeutlichen den speziellen Aspekt der geschwindigkeitsab- hängigen 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 hö- heren 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 Bewegungsge- schwindigkeiten 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 km·h-1, Freizeitsportler ab 8 km·h-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 Sicht- weise mit Herzpatienten. Die Autoren empfehlen, aufgrund höherer Beanspruchun- gen 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 un- terschiedlicher 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 km·h-1 wird das Gehen gegenüber dem Jogging unökonomischer, so dass eine kor- rekte 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

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 Wal- king, 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. Handgelenks- gewichten (Powerwalking = PW) zeigen insgesamt eine einheitliche Erhöhung der untersuchten Parameter. Mehrfach ist eine Steigerung der HF, der VO2, des Energie- verbrauchs, des Blutdrucks sowie des subjektiven Belastungsempfindens zu ver-

zeichnen. Die Ausprägung dieser Steigerung differiert aufgrund der eingesetzten Ge- wichte, 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 untrai- nierten als auch trainierten Männern nachgewiesen werden. Der erhöhte metaboli- sche 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, Pottei- ger, Bray, & Tuttle, 1994; Thompson, Goodroe, Johnson, & Lamberth, 1991). Ana- log fanden Auble, Schwartz und Robertson (1987) sowie Zarandona, Nelson, Conlee und Fisher (1986) signifikant höhere Herzfrequenzen beim Walking mit Zusatzge- wichten. Insgesamt ist der Grad der Beanspruchungszunahme von der Höhe des eingesetzten Gewichtes abhängig.

Lediglich Owens, al-Ahmed und Moffatt (1989) fanden keine statistisch bedeutsa- men Unterschiede beim Walking mit und ohne Handgewichten bezüglich der Sauer- stoffaufnahme, Herzfrequenz und des respiratorischen Quotienten. Diese Diskre- panz kann auf Unterschiede des Alters und Ausdauerleistungszustands der Ver- suchspersonen sowie auf Variationen des Armschwunges bzw. -einsatzes zurückge- führt werden.

Im Gegensatz zum Vergleich von NW und W, wurde der Blutdruck in den verglei- chenden Untersuchungen von PW und W häufig erfasst. Signifikant höhere Blut- druckwerte 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) fan- den beim Powerwalking mit konstanter, selbst gewählter Geschwindigkeit einen An- stieg sowohl des systolischen als auch des diastolischen Wertes. Eine weitere Unter- suchungsbedingung - Powerwalking bei konstanter Herzfrequenz - zeigte einen An- stieg des diastolischen Blutdrucks bei der Benutzung von 1,36 kg und 2,27 kg Han- teln, während der systolische Blutdruck nur beim Einsatz von 2,27 kg schweren Han- teln 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 erwarte- ten bzw. tolerierbaren Rahmen für die Normalwerte einer gesunden Durchschnitts- bevölkerung 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 gesteiger- ten 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 Zusatz- gewichte 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.

2 Belastung und Beanspruchung

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

Die Trainingsbelastung stellt eine wichtige Größe in der sportlichen Trainingssteue- rung dar. Sie ist definiert durch die „Gesamtheit der auf den Organismus einwirken- den Belastungsreize“ (vgl. Zintl & Eisenhut, 2001, S. 14) und wird in der Trainings- lehre 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 Trainingsbeanspru- chung hängt vom Trainingszustand ab und spiegelt sich in der Veränderung physio- logischer sowie biochemischer Faktoren wider. Die Trainingsbeanspruchung stellt somit die unmittelbare Reaktion des Organismus auf die realisierten Trainingsbelas- tungen dar. Messbare objektive leistungsphysiologische Parameter zur Erfassung der

Trainingsbeanspruchung sind u. a. die HF, die VO2, der Energieverbrauch, die Lak- tatkinetik sowie der Blutdruck (Borg, 2004; Kayser, 2003; Rohmert, 1984; Ulmer, 1985; Völker, Rudack, & Urhausen, 2006). „Ein weiteres Maß für die Beanspru- chungsintensität ist das individuelle Empfinden und Einschätzen einer Anstrengung und Belastung“ (Borg, 2004, S. A1016). Zur Erhebung der subjektiven Beanspru- chung 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 Trainingspra- xis werden zur Steuerung der Belastungsintensität z. B. neben der Fortbewegungsge- schwindigkeit auch Beanspruchungsparameter wie u. a. die Herzfrequenz oder Blut- laktatwerte herangezogen (vgl. Zintl & Eisenhut, 2001, S. 15). Auch Intensitätsemp- fehlungen 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

Folgenden werden die untersuchten objektiven Parameter sowie das subjektive Belas- tungsempfinden kurz dargestellt.

2.1 Objektive Beanspruchungsparameter

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

2.1.1 Sauerstoffaufnahme (VO2)

Durch die Atmung wird der von den Organen aus dem Blut entnommene Sauer- stoffbedarf ergänzt und das gebildete Kohlendioxid abgeatmet. Die VO2 bezeichnet diejenige Menge an Sauerstoff, die der Organismus innerhalb einer Minute im Rah- men der Energiebereitstellung in den Geweben umsetzt (vgl. Marées, 2003, S. 232). Sie wird als absolute Größe in Litern pro Minute [l·min-1] bzw. Millilitern pro Minute [ml·min-1] oder bezogen auf das Körpergewicht [kg] als relative Sauerstoffaufnahme -1 -1 (rel.VO2) in ml·kg -min angegeben.

Der Sauerstoffbedarf des Organismus erhöht sich bei dynamischer Belastung. Daraus resultierend steigt die VO2 mit zunehmender Intensität an. Die VO2 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 VO2 wird weniger von der Leis- tungsfähigkeit des Atmungssystems als von der des Herz-Kreislauf-Systems limitiert (s. VO2max).

Maximale Sauerstoffaufnahme (VO2max)

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

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 VO2max, trotzdem ist die Trainierbar- keit 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 VO2max jenseits des 30. Lebensjahres relativ schnell ab, wobei der Leistungsrückgang bis zum 60. Lebensjahr bei Frauen weniger steil ver- läuft als bei Männern. Regelmäßiges Training kann konstante Werte bis ca. zum

50. Lebensjahr bewirken (Zintl & Eisenhut, 2001).

Die VO2max wird als Bruttokriterium der Leistungsfähigkeit von Atmung, Herz- Kreislauf sowie Stoffwechsel bezeichnet und ist das am häufigsten verwendete Krite- rium zur Beurteilung der aeroben Kapazität. Da mehrere Faktoren des kardiopulmo- nalen Systems sowie der Metabolismus im Skelettmuskel die aerobe Leistungsfähig- keit mit bestimmen, sollte die VO2max alleine für eine aktuelle Leistungsdiagnostik nur bedingt benutzt werden. Einer grundlegenden Leistungsbeurteilung kann sie durch- aus dienen (vgl. Martin, Carl, & Lehnertz, 2001, S. 181-182; Meyer, Lucia, Earnest, & Kindermann, 2005, S43). -1

Die absolute VO2max wird in Litern pro Minute [l·min ] angegeben. Die Werte für männliche Normalpersonen in der 3. Lebensdekade liegen bei 3 l·min-1, für weibliche Personen bei 2,2 l·min-1. Bei Hochausdauertrainierten können Werte von 6 l·min-1 bei Männern bzw. 4 l·min-1 bei Frauen gemessen werden.

Um eine bessere interindividuelle Vergleichbarkeit zu gewährleisten, wird die VO2max bezogen auf das Körpergewicht als relative Größe (rel.VO2max) in Millilitern pro kg Körpergewicht pro Minute [ml·kg-1·min-1] angegeben. Zur Beurteilung der Ausdauer- leistungsfähigkeit anhand der rel.VO2max 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.VO2max.

Tab. A.2-1: Kardiorespiratorische Klassifizierung der Fitness anhand der relativen maxima- len Sauerstoffaufnahme [ml·kg -1 ·min -1 ] (nach McArdle, Katch, & Katch, 2001, p. 163)

Kardiorespiratorische Klassifizierung der Fitness

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Prozentual in Anspruch genommene rel.VO2max (%rel.VO2max)

Die %rel.VO2max lässt auf den individuellen Auslastungsgrad des Herz-Kreislauf- Systems schließen (Reim, 2001) und wird in der Sportmedizin zur Ableitung trai- ningswirksamer Intensitätsbereiche für ein gesundheitsorientiertes Ausdauertraining genutzt (American College of Sports Medicine, 1998b; Fletcher et al., 1996, vgl. Kap. 0).

2.1.2 Energieumsatz (EU)

„All energy-releasing reactions in the body ultimately depend on oxygen use” (McArdle, Katch, & Katch, 2001, p. 176). Anhand der gemessenen VO2 kann sowohl in Ruhe als auch unter körperlicher Belastung der Energieverbrauch berechnet wer- den. Der Energieverbrauch ist dementsprechend von der VO2 und folglich u. a. auch vom Körpergewicht sowie von der Belastungsintensität abhängig¹ (vgl. Kap. A 2.1.1).

Zur Bestimmung des Energieumsatzes können zwei verschiedene Methoden ange- wendet werden: die direkte und die indirekte Kalorimetrie. Im Vergleich zur direkten Kalorimetrie hat sich die indirekte Kalorimetrie aufgrund des weniger apparativen und kostenintensiven Aufwands in der Praxis durchgesetzt. Da diese Methode auch in der vorliegenden Arbeit zur Anwendung kam, wird an dieser Stelle auf eine inhalt- liche Darstellung der direkten Kalorimetrie verzichtet.

Die Methode der indirekten Kalorimetrie beruht auf einer stöchiometrischen Bezie- hung zwischen dem Verbrauch von Sauerstoff (O2), der Bildung von Kohlendioxid (CO2), der Menge der jeweils oxidierten Nährstoffe und der dabei frei werdenden Energie. Aufgrund dieser Beziehung ist aus der Menge von verbrauchtem O2 und gebildetem CO2 die Berechnung der umgesetzten Energiemenge möglich. Für die Ermittlung des Energieumsatzes ist zusätzlich die Kenntnis des kalorischen Äquiva- lentes des O2 notwendig. Das kalorische Äquivalent bezeichnet diejenige Energie- menge in Kilojoule [kJ], die bei der Oxidation des betreffenden Nährstoffes mit ei- nem Liter O2 freigesetzt wird. Es ergibt sich ein kalorisches Äquivalent des O2 für Glukose von 21,1 kJ (ca. 5,05 kcal), für Fett von 19,6 kJ (ca. 4,69 kcal) sowie für Ei- weiß von 18,8 kJ (ca. 4,45 kcal) pro Liter O2 (vgl. Marées, 2003, S. 382).

Eine gemischte Nahrung aus Kohlenhydraten, Fett und Eiweiß setzt zur Ermittlung des Energieumsatzes auch das Mengenverhältnis dieser Nährstoffe voraus. Unter Vernachlässigung des Eiweißanteils² kann das Verhältnis von Kohlenhydraten und Fett durch den respiratorischen Quotienten (RQ) erfasst werden. Der RQ gibt als dimensionslose Größe die Relation des pro Zeiteinheit abgegebenen Kohlendioxid- volumens (VCO2) zum aufgenommenen Sauerstoffvolumen (VO2) an:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Während bei reiner Fettoxidation ein RQ von 0,7 ermittelt wird, ergibt sich für die reine Kohlenhydratverbrennung ein RQ von 1,0 (s. dazu Marées, 2003, S. 382; McArdle, Katch, & Katch, 2001, pp. 182-183). Jedem RQ-Wert kann ein kalorisches Äquivalent zugeordnet werden (s. Kap. F 9). Dementsprechend muss für die Be- rechnung des Energieumsatzes anhand des RQ und des kalorischen Äquivalentes bei körperlicher Belastung sowohl der O2-Verbrauch als auch die CO2-Abgabe ermittelt werden. Die Messung der Atemgase ist mittels Spirometrie möglich (vgl. Kap. B 3.1).

Zu berücksichtigen ist dabei, dass der RQ (Ruhewert = ca. 0,83) während körperli- cher Aktivität den von der Belastungsintensität abhängigen systematischen Schwan- kungen unterliegt. Für valide Rückschlüsse auf den Energieverbrauch bei körperli- cher Belastung auf Berechnungsgrundlage des RQ ist das Erreichen von Steady State Bedingungen (vgl. Kap. A 4.2.6) im submaximalen Intensitätsbereich notwendig. Im maximalen Belastungsbereich übersteigt der RQ aufgrund der nicht-metabolischen CO2-Entstehung bei vermehrter Laktatbildung (vgl. Kap. A 2.1.5) und einer einsetzenden Hyperventilation den substratbezogenen höchsten Wert von 1,0. Auch die

Ernährung beeinflusst den RQ. Während im Hungerzustand Werte unter 0,7 gemes- sen werden, führt eine so genannte „Kohlenhydratmast“ zu Werten über 1,0. Insgesamt sind intensive bzw. umfangreiche Ausdauerbelastungen am Vortag der Belastungsmessung zu vermeiden und es sollte sowohl am Vor- als auch am Belas- tungstag auf eine ausgewogene sowie kohlenhydratreiche Kost geachtet werden (Meyer, 2003).

Als Einheit des Energieumsatzes wird in Europa Kilojoule [kJ] bzw. Kilokalorien [kcal] pro Zeiteinheit, in den USA meist MET (metabolisches Äquivalent) angegeben. Hierbei entspricht 1 kcal in etwa 4,18 kJ und 1 MET einer Sauerstoffaufnahme von 3,5 ml·kg-1·min-1.

2.1.3 Herzfrequenz (HF)

Die Herzfrequenz ist die Anzahl der Herzschläge pro Minute [S·min-1] und als Puls messbar. In Ruhe weisen gesunde Normalpersonen eine HF von 60-80 S·min-1 auf, bei Hochleistungsausdauertrainierten können durch ein vergrößertes Schlagvolumen des Herzens Ruhepulse von ca. 30 S·min-1 gemessen werden (vgl. Marées, 2003, S. 251). Die Ruheherzfrequenz wird langfristig durch Ausdauertraining gesenkt und als Indikator für die Ausdauerleistungsfähigkeit bezeichnet (vgl. Heck, 1990, S. 80).

Bei dynamischer Arbeit steigt die Ruheherzfrequenz mit zunehmender Intensität an, es sind Anstiege bis auf das 3,5fache des Ruhewertes möglich. Je größer die Bean- spruchung, desto größer ist die Zunahme gegenüber dem Ausgangswert. Die HF spiegelt den Anstrengungsgrad des Sportlers unter Belastung wider und ist somit ein Maß für die Beanspruchung (vgl. Ulmer, 1985, S. 607). Grundsätzlich ist die HF abhängig von Lebensalter, Geschlecht, Trainingszustand, Gesundheit, Herzgröße, Tageszeit etc.

Maximale Herzfrequenz (HFmax)

Die HFmax entspricht der bei Ausbelastung gemessenen Herzschlagzahl [S·min

-1] und nimmt linear mit dem Lebensalter ab. Sie kann im Mittel durch folgende Formel be- rechnet werden (vgl. Heck, 1990, S. 79):

HFmax

J[S · min-1 ]] = 220 - Lebensalter [in Jahren]

(A 2.2)

Prozentual in Anspruch genommene HFmax (%HFmax)

Zur Einschätzung der Höhe einer Herz-Kreislaufbelastung ist die %HFmax ein geeig- neter Parameter (Reim, 2001; Swain, Abernathy, Smith, Lee, & Bunn, 1994). In der Sportmedizin wird über diese Größe eine trainingswirksame Belastungsintensität für ein gesundheitspräventives Ausdauertraining abgeleitet (vgl. Kap. 0).

2.1.4 Arterieller Blutdruck (BD)

Der Blutdruck ist der in Blutgefäßen und Herzkammern herrschende Druck. Der arterielle Blutdruck wird an einer peripheren Arterie gemessen und in mmHg ange- geben. Er bewirkt die Blutzirkulation und wird durch die Blutdruckregelung gesteu- ert.

Bei gesunden Erwachsenen liegen die Normalwerte für den systolischen Druck (messbar während der Herzsystole) bei 120 mmHg und für den diastolischen Druck (messbar während der Herzdiastole) bei 80 mmHg. Es zeigt sich eine relativ große Spannweite sowohl für den systolischen Wert (100-140 mmHg) als auch für den dias- tolischen Wert (60-90 mmHg). Eine arterielle Hypertonie (Bluthochdruck) besteht ab einem systolischen Blutdruck von 140 mmHg und ab einem diastolischen Blutdruck von 90 mmHg. Bei einem systolischen Wert unter 100 mmHg wird von einer Hypo- tonie (niedrigem Blutdruck) gesprochen.

Die Höhe des individuellen Blutdrucks ist von Alter, Geschlecht, Herzleistung, Ge- fäßwiderstand sowie genetischen und Umwelteinflüssen abhängig. Bis zu einem Le- bensalter von 50 Jahren liegen die Blutdruckwerte bei Frauen durchschnittlich niedri- ger, ab 50 Jahre hingegen etwas höher als bei gleichaltrigen Männern (vgl. Witzleb, 1985, S. 482).

Der Blutdruck ist eine wichtige kardiovaskuläre Kenngröße, die die kardiale Leis- tungsfähigkeit beeinflusst (vgl. Weisser & Okonek, 2003, S. 115). Während der systo- lische Blutdruck über die gesamte Lebensdauer kontinuierlich ansteigt, erhöht sich der diastolische Blutdruck bis ca. zum 50. Lebensjahr und fällt danach sogar leicht ab. Die daraus resultierende erhöhte Blutdruckamplitude ist Ausdruck einer im Alter häufig reduzierten Gefäßelastizität. Aufgrund dieser Dehnbarkeitsverluste der Gefä- ße im Altersgang liegt der Blutdruck in Ruhe höher und steigt unter Belastung stärker an als bei jüngeren Personen unter vergleichbarer Belastung. So kann beim älteren Menschen der arterielle Blutdruck in Ruhe kaum erhöht sein, jedoch schon bei gerin- gen bis mittelschweren Belastungen die altersentsprechenden Normwerte überschrei- ten. Diese behandlungsbedürftige Form des Altershochdrucks sollte frühzeitig er- kannt werden (Marées, 2003). Nach Weisser und Okonek (2003) muss aufgrund epi- demiologischer Schätzungen davon ausgegangen werden, dass bis zu 50% der über 60-Jährigen an einer Altershypertonie leiden.

Grundsätzlich ist ein kontinuierlich erhöhter systolischer Blutdruckwert ein Belas- tungsfaktor für das Herz. Exzessive Blutdruckanstiege unter Belastung sind gerade bei Hypertonikern zu beobachten (vgl. Weisser & Okonek, 2003, S. 115). Bei Belas- tungen mit 100 Watt (z. B. Fahrradfahren) und systolischen Blutdruckwerten über 200 mmHg wird von einer Belastungshypertonie gesprochen. Eine sportliche Aktivi- tät mit Blutdruckwerten von über 220 bis 230 mmHg sollte abgebrochen werden (vgl. Weisser & Okonek, 2003, S. 120).

Eine dynamische Belastung führt in Abhängigkeit von der Leistung zu einer Ände- rung des arteriellen Blutdrucks. Während der systolische Blutdruck fast proportional mit der Leistung ansteigt, verändert sich der diastolische Wert nur geringfügig - oft fällt dieser ab. Dynamische Belastungen bedingen ebenfalls eine Absenkung des pe- ripheren Widerstandes durch eine Weitstellung der Gefäße im arbeitenden Bereich. Deshalb können aerobe Ausdauerbelastungen ohne größeren Krafteinsatz - wie z. B. Laufen - bei geringer Blutdrucksteigerung und damit geringer Gefährdung ausgeführt werden (vgl. Rost, 2005, S. 63). Grundsätzlich wirkt sich ein Ausdauerprogramm langfristig positiv auf den Blutdruck aus.

Bei statischen Belastungen kann durch Kompression der Blutgefäße der periphere Widerstand nicht abfallen, woraus eine deutliche Blutdruckerhöhung resultiert. Iso- metrische Muskelkontraktionen mit höheren Kraftbelastungen sind aufgrund des altersbedingt starreren Gefäßsystems für ältere Menschen nicht geeignet (vgl. Marées, 2003, S. 530).

2.1.5 Laktat

Laktat ist das Salz der Milchsäure und das (temporäre) Endprodukt des anaeroben laktaziden Stoffwechsels (anaerobe Glykolyse)³. Diese Form der Energiebereitstel- lung wird immer dann im Organismus genutzt, wenn der momentane Energiebedarf größer ist als die Energiebereitstellung auf rein aeroben (mit der Verwertung von O2) Wege leisten kann. Im submaximalen Belastungsbereich ist die Laktatkinetik durch gleichzeitige Produktion und Elimination gekennzeichnet. Mit steigender Belastung nehmen Laktatbildung und -abbau solange zu, bis eine Intensität erreicht wird, bei der die Bildung gerade noch der Elimination entspricht (maximales Laktat-Steady- State = anaerobe Schwelle). Jede höhere Belastung bewirkt einen kontinuierlichen

Anstieg der Laktatkonzentration in der arbeitenden Muskulatur sowie nachfolgend im Blut und führt zu einer Übersäuerung der Muskulatur (Azidose), so dass die Be- lastung reduziert oder abgebrochen werden muss.

Die Laktatkonzentration im Blut beträgt in Ruhe ca. 1 mmol/l Blut und kann durch maximal absolvierte 400-m- und 800-m-Läufe im Hochleistungsbereich auf ca. 25 mmol/l Blut ansteigen. Untrainierte erreichen bei Ausbelastung Werte von 7-8 mmol/l. Die gemessene Blutlaktatkonzentration resultiert aus der Laktatproduk- tion in der Muskulatur und gleichzeitig erfolgender Laktatelimination, z.B. durch den Herzmuskel.

Zur Erfassung präziser Messwerte wäre eine gemischt-venöse bzw. lungenarterielle Blutentnahme ideal, da sich in diesen Bereichen die Laktatmenge aus dem gesamten Körper zu einer relevanten Konzentration mischt (Röcker & Dickhuth, 2001). Je- doch kann eine solche Blutentnahme aus praktischen Gründen im Sport nicht durchgeführt werden. Eine repräsentative Stelle mit hoher Angleichung der Laktat- konzentration an die gemischt-venösen bzw. arteriellen Verhältnisse ist das Ohrläpp- chen. Daher erfolgt in der sportpraktischen Laktatdiagnostik die Abnahme von Ka- pillarblut an dieser Körperstelle (vgl. Kap. B 3.4). Da die Laktatproduktion in der Muskelzelle nicht zeitgleich der Blutlaktatkonzentration entspricht, ist mindestens eine 3minütige Belastungsdauer zum Erreichen eines Konzentrationsgleichgewichtes notwendig (Röcker & Dickhuth, 2001).

Der Laktatspiegel bleibt ca. 2-3 Minuten konstant; je geringer die Laktaterhöhung war, desto stärker ist der Abfall. Die Abbaurate des Laktats im Blut beträgt bei einer leichten Nachbelastung der Skelettmuskulatur bis zu 0,5 mmol/l pro Minute. Wenn die Muskelzellen nach der Laktatbildung nicht aktiv bleiben, wird das Laktat wesent- lich langsamer beseitigt. Die Geschwindigkeit des Laktatabbaus hängt ebenfalls vom Trainingszustand ab. Je niedriger der Leistungszustand ist, desto mehr Zeit wird zur Elimination des Laktats benötigt.

Die arterielle Blutlaktatkonzentration gilt als leicht messbare Kenngröße für den An- teil des anaerob-laktaziden Energiestoffwechsels an der Energiebereitstellung bei vorgegebener Belastungsintensität (Marées, 2003). In der Leistungsdiagnostik wird die Blutlaktatkonzentration zur Bestimmung der anaeroben Schwelle und zur Trai- ningssteuerung genutzt. Im Freizeit- und Gesundheitssport kann ein Laktattest (mit gleichzeitiger Herzfrequenzmessung) auch ohne Durchführung eines Stufentests Aufschluss über den Beanspruchungsgrad der Testperson geben und eine Trainings- empfehlung zulassen; z.B. Fettstoffwechseltraining bei 2 mmol/l, Herz-Kreislauf- Training bei 3 mmol/l Laktat. Auf diese Weise können im gesundheitspräventiven Bereich - mit dem Ziel aerober submaximaler Intensitäten - Trainingsüberlastungen vermieden werden.

Da die intrazellulären Glykogenspeicher für die Laktatbildung eine wichtige Rolle spielen, sollten diese am Tag vor der Laktatdiagnostik immer in gleicher Weise mög- lichst optimal gefüllt werden. Bei geringen Glykogenvorräten kann nur entsprechend wenig Laktat gebildet werden, was zu einer Verfälschung der Ergebnisse führt. Auch zuvor absolvierte intensive bzw. umfangreiche Belastungen können die Laktatpro- duktion beeinflussen und sind 24 Stunden vorher zu vermeiden.

2.2 Subjektives Belastungsempfinden (RPE)

„Das Anstrengungsempfinden ist das subjektive Empfinden einer Versuchsperson oder eines Patienten darüber, wie schwer und anstrengend eine vorgegebene Leistung ist“ (Löllgen, 2004, S. 299). Es spiegelt das subjektive Empfinden auf die Reizintensi- tät einer physikalischen Leistung wider. Auch das subjektive Anstrengungsempfinden wird von Größe, Gewicht, Belastungsintensität sowie Trainings- und

Gesundheitszustand beeinflusst, jedoch nimmt diese individuelle Messgröße im Alter

- im Gegensatz zu anderen objektiven Beanspruchungsparametern - nicht ab.

Dieses Anstrengungsempfinden kann mit der RPE-Skala (RPE, „ratings of perceived exertion“) nach Borg (1998) erfasst werden. Es handelt sich hierbei um eine - auf psychophysikalischen und psychophysiologischen Prinzipien und Experimenten be- ruhende - numerische Skala mit einer Einteilung von 6-20 (s. Kap. F 7). Jedem zwei- ten Skalenwert ist ein Kriterium für das Anstrengungsempfinden von „sehr, sehr leicht“ bis „sehr, sehr anstrengend“ zugeordnet. Die RPE-Skala ist derart konzipiert, dass sie linear mit der Leistung ansteigt und damit eine lineare Beziehung zur Herz- frequenz entsteht. Somit kann anhand des RPE-Skalenwertes die altersspezifische HF unter dynamischer Belastung näherungsweise bestimmt werden (Borg, 2004). Zusätzlich bestehen enge Korrelationen des RPE-Wertes zu anderen physiologischen Parametern wie Laktatwerten, Sauerstoffaufnahme oder Atemfrequenz während kör- perlicher Belastung (Löllgen, 2004).

Die RPE-Skala zur Einschätzung des subjektiven Belastungsempfindens hat sich vielfach als zuverlässige Messgröße etabliert und zeichnet sich durch eine gute Re- produzierbarkeit sowie Validität aus (vgl. Borg, 1998, pp. 31-38). Sie ist sowohl für Labor- als auch Felduntersuchungen geeignet. Neben der Anwendung in klinischen oder sportwissenschaftlichen Studien sowie in Diagnostik, Therapie, Prävention und Rehabilitation, werden anhand des ermittelten Skalenwertes im gesundheitsorientier- ten Sportbereich Trainingsempfehlungen abgeleitet.

Im Rahmen des Gesundheitssports wird eine Intensität mit einem Anstrengungs- empfinden von „sehr leicht (9)“ bis „etwas anstrengender (13)“ empfohlen. In der Regel sollte beim Ausdauertraining ein Skalenwert von „14“ nicht überschritten wer- den (Borg, 2004; Löllgen, 2004).

3 Technikleitbilder

Den untersuchten Sportarten liegen spezielle Bewegungsmerkmale zu Grunde, die durch entsprechende Technikleitbilder definiert werden. Ein gemeinsames Bewe- gungsmerkmal der vier betrachteten Sportarten ist die diagonale Bewegungstechnik bzw. die Kreuzkoordination der Arme und Beine. Während den drei walkingspezifi- schen Bewegungsformen die gemeinsame Phasenstruktur des Gehens zu Grunde

liegt, beinhaltet das Jogging die Phasenstruktur des Laufens. Die Flugphase beim Jogging ist als besonderes Unterschiedsmerkmal zu NW, W oder PW zu nennen. Im Folgenden werden die wichtigen Bewegungsmerkmale der in dieser Untersuchung vermittelten Technikleitbilder beschrieben.

3.1 Nordic Walking (NW)

Die massive Vermarktung des Nordic Walkings hat vielfache und unterschiedliche Technikleitbilder der neuen Trendsportart hervorgebracht. Unterschiedliche Sport- verbände bzw. Autoren prägen ihr eigenes NW-Technikleitbild (Hölig, 2005; Regelin

& Mommert-Jauch, 2004; Roschinsky, 2004b; Wilhelm, Neureuther, & Mittermaier, 2006). Das Technikleitbild des Deutschen Nordic Walking Verbandes (DNV) ver- mittelt einen dynamischen und sportlichen Bewegungsablauf mit einem weiten Be- wegungsspielraum. Dieses kam in der vorliegenden Arbeit zur Anwendung und wur- de in Anlehnung an die 7-Step-Methode des DNV (Wilhelm, Neureuther, & Mitter- maier, 2006) vermittelt. Die Stocklänge sollte nach dem DNV maximal 2/3 der Kör- pergröße betragen und wurde in Anlehnung an die Formel „Körpergröße [m] · 0,66“ individuell angepasst.

Körperhaltung

- aufgerichteter Oberkörper,
- Schultern zurück, angehobener Brustkorb,
- Blick geradeaus,
- Schulterrotation (Rotation der Schulter- gegen die Beckenachse).

Armtechnik

- diagonaler Armschwung zur Beinbewegung,
- raumgreifende Bewegungen mit langem Arm in der Schwung- und Schub- phase,
- Greifen und nach vorne führen des Stockes in der Schwungphase (Vor- schwung)
- Hände in der vorderen Position tief (maximal auf Bauchnabelhöhe),
- flacher Stockaufsatz unter bis knapp hinter dem Körperschwerpunkt,
- durch Öffnen der Hand (Loslassen) Übertragung der Belastung in der Schubphase (Rückschwung) auf die Schlaufe,
- kraftvoller Stockeinsatz, „kontrolliertes Schieben“ unterhalb der Hüfte nah am Körper vorbei, Rückschwung weit über die Längsachse hinaus,
- Innenrotation des Armes,
- Ende der Schubphase mit dem „Halten“ der Spannung weit hinter dem Körper.

Schritttechnik

- paralleler Fußaufsatz mit der Ferse bei gebeugtem Knie,
- abrollen des Fußes über die Außenkante bis zu den Zehen,
- kräftiger Fußabdruck,
- aktive Fußarbeit.

Schrittlänge und -frequenz

- individuelles Merkmal, das beim NW im Wesentlichen durch die Armarbeit bestimmt wird,
- ein optimales Ausnutzen der Schubphase durch den Rumpf führt zu einer Schrittlänge, die in etwa der Stocklänge entspricht,
- die Schrittfrequenz erhöht sich mit dem Schritttempo,
- angepasste Schrittlänge zur vorgegebenen Geschwindigkeit. Abbildung A.3-1 gibt einen Überblick der wichtigsten Technikmerkmale.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. A.3-1: Technikleitbild Nordic Walking

3.2 Walking (W) und Powerwalking (PW)

Das Technikleitbild des Walkings ist in der Literatur weitgehend einheitlich definiert. Das Powerwalking ist eine intensivere Walking-Variante für fortgeschrittene Walker mit zu Grunde liegender Walking-Technik (Bös & Saam, 1997). Die Intensitätssteige- rung kann entweder durch einen modifizierten Armeinsatz oder Zusatzgewichte er- reicht werden.

Das Powerwalking wird in dieser Untersuchung durch die Verwendung von Handge- lenksmanschetten von 0,5 kg je Seite vom Walking unterschieden. Da beide Bewe- gungsformen durch ein identisches Technikleitbild gekennzeichnet sind, wird dieses für Walking und Powerwalking gemeinsam beschrieben.

Körperhaltung

- aufgerichteter Oberkörper,
- Schultern zurück, angehobener Brustkorb,
- Blick geradeaus.

Armtechnik

- angewinkelter Arm (90° im Ellbogen),
- diagonaler Armschwung zur Beinbewegung mit weitem Bewegungsumfang,
- entspannter und dynamischer Vorschwung, Hände schwingen mindestens bis auf Schulter- bzw. maximal bis auf Augenhöhe,
- aktiver Rückschwung, Hände schwingen über die Längsachse hinaus,
- Hände locker geschlossen oder leicht geöffnet.

Schritttechnik

- paralleler Fußaufsatz mit der Ferse bei gebeugtem Knie,
- Abrollen des Fußes über die Außenkante bis zu den Zehen,
- kräftiger Fußabdruck,
- aktive Fußarbeit.

Schrittlänge und -frequenz

- Schrittlänge als individuelles Merkmal,
- Schrittfrequenz erhöht sich mit dem Schritttempo,
- angepasste Schrittlänge zur vorgegebenen Geschwindigkeit.

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¹ Auf den Energiestoffwechsel, Arbeitsumsatz und Wirkungsgrad wird an dieser Stelle nicht einge- gangen. Zur inhaltlichen Vertiefung kann die Grundlagenliteratur herangezogen werden (Hollmann & Hettinger, 1990; Marées, 2003; McArdle, Katch, & Katch, 2001).

² Da der Energieumsatz bei körperlicher Belastung vorwiegend durch Kohlenhydrate und Fette ge- deckt wird, kann der Eiweißanteil am Gesamtumsatz vernachlässigt werden (vgl. Marées, 2003, S. 384; McArdle, Katch, & Katch, 2001, p. 183).

³ Die Grundlagen des Energiestoffwechsels werden vorausgesetzt. Zur Vertiefung wird auf weiter- führende Literatur verwiesen (Marées, 2003; Heck, 1990; Hollmann & Hettinger, 1990).