Untersuchung des Einflusses von Laktat auf die maximale Sprintleistung mit Hilfe eines modifizierten Feldstufentests

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

1. Kurzfassung

2. Einleitung

3. Ausdauertestverfahren
3.1 Aktuelle Testmodelle
3.1.1 Laufbandstufentest
3.1.2 Feldstufentest
3.1.3 Shuttle Tests
3.1.4 Bangsbo Ausdauertest
3.1.5 Hoff Test
3.1.6 BEAST 90
3.2 Validität der Ausdauertestverfahren für Fußballer
3.2.1 Allgemeine Testvalidität
3.2.2 Eigenschaften des Fußballs
3.2.3 Traditionelle Testung vs. sportartspezifische Testung
3.3 Ziel der Testung
3.4 Messparameter
3.4.1 Herzfrequenzmessung
3.4.2 Spirometrie
3.4.3 Laktatmessung

4. Laktat
4.1 Laktat als leistungslimitierender Faktor?
4.2 Aktuelle Ergebnisse und neue Sichtweise
4.2.1 Treibstoff Laktat
4.2.2 Eigenschaften des Laktattransports
4.2.3 Laktatstoffwechsel und Training
4.2.4 Laktattransport bei Kurzzeitbelastungen
4.3 Brücke zur sportlichen Praxis

5. Versuchsaufbau
5.1 Probanden
5.2 Ablauf der Testung
5.3 Messungen
5.4 Statistik
5.5 Ergebnisse

6. Diskussion
6.1 Methodenkritik
6.2 FTm - Eine traditionelle, valide Alternative
6.3 Der Einfluss von Laktat auf die maximale Sprintleistung

7. Zusammenfassung/Ausblick

8. Literatur

9. Anhang

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Maße des Bangsbo Ausdauertests (CHAMARI und Mitarbeiter 2004)

Abb. 2: Darstellung des Bewegungsablaufs im Bangsbo Ausdauertest, ständiger Wechsel von 15 s Rennen und 10 s leichtem Joggen, in dieser Reihenfolge: vorwärts, rückwärts, vorwärts, Slalom, vorwärts, seitwärts rechts, seitwärts links (CHAMARI und Mitarbeiter 2004)

Abb. 3: Maße und Darstellung des Bewegungsablaufs im Hoff Test, in dieser Reihenfolge: vorwärts, Slalom, Hürden, ZickZack, rückwärts (CHAMARI und Mitarbeiter 2004)

Abb. 4: Maße und Ablauf des BEAST90: Laufen mit unterschiedlichen Intensitäten, unterbrochen durch Schüsse, Sprünge und passive Pausen (WILLIAMS J, ABT G, KILDING A 2009)

Abb. 5: Schema für den Laktatmetabolismus im Skelettmuskel. Dargestellt sind die detaillierten biochemischen Reaktionen in einer Muskelzelle bei Kontraktion (VAN HALL 2010)

Abb. 6: Verhältnis von Laktat-abhängigem und Laktat-unabhängigem Abtransport bei steigender Belastung (JUEL und Mitarbeiter 1990): Zusammenhang zwischen H+ Abgabe in mmol/min und Belastungsintensität in Watt

Abb. 7: Der Effekt von 20 mmol/l Laktat auf isotonische Kontraktionen im isolierten Rattenmuskel (m. soleus). A) Muskelverkürzung während einer repräsentativen isotonischen Kontraktion. Die durchgezogene Linie zeigt die maximale Verkürzungsgeschwindigkeit während der elektrischen Stimulation an. B) Durchschnittliche maximale Verkürzungsgeschwindigkeit des Muskels bei normalem (7,4) und bei gepuffertem (6,9) pH Wert mit 20 mmol/l Laktat. Die Daten zeigen Mittelwerte von etwa 18 - 20 Kontraktionen bei 8 Muskeln an (NIELSEN und PAOLI 2007)

Abb. 8: Zyklisches Modell der Einflußfaktoren auf die Leistung nach MATSUURA (2006). I) Leistung im ersten Sprint II) Leistung ab dem zweiten Sprint bei wiederholt ausgeführten Sprints. Das efferente Signal basiert von nun an zu einem gewissen Teil auf dem aktuellen Metaboliten Status

Abb. 9: Graphische Darstellung des modifizierten Feldstufentests (FTm). Eine Runde besteht aus 400 m. Die roten Balken markieren die Geschwindigkeits-Kontrollpunkte alle 50m. Die Blutentnahme fand direkt an der Start/Ziel Linie statt. Das Lichtschrankensystem über 30m ist blau gekennzeichnet.

Abb. 10: Signifikante Unterschiede in Ruhe (p=0,03) und bei 10 km/h (p=0,02) der absoluten Laktatwerte im Testvergleich der Gruppe AS.

Abb. 11: Signifikante Unterschiede in Ruhe (p=0,04) sowie bei 8 km/h (p<0,01) und bei 10 km/h (p=0,02) der absoluten Laktatwerte im Testvergleich der Gruppe FS.

Abb. 12: Signifikanter Unterschied bei 10 km/h (p<0,01) der absoluten Laktatwerte im Testvergleich der Gruppe BAY. 12 km/h Stufe für FTm nicht vorhanden.

Abb. 13: Kein signifikanter Unterschied der Laktatwerte von einer Stufe zur nächsten im Testvergleich bei AS

Abb. 14: Kein signifikanter Unterschied der Laktatwerte von einer Stufe zur nächsten im Testvergleich bei FS

Abb. 15: Signifikante Unterschiede bei 10 km/h - Ruhe (p=0,03) der Laktatwerte von einer Stufe zur nächsten im Testvergleich bei BAY. Stufen 12 - 10 km/h und 14 - 12 km/h nicht vorhanden.

Abb. 16: Gruppenübergreifend signifikante Unterschiede zwischen Ruhe- sprintzeit und Sprintbestzeit gemittelt aus allen Stufen über 30 m: AS (p=0,21), BAY (p=0,004), FS (p=0,001) und SS (p=0,008)

Abb. 17: Sprintzeiten mit den zugehörigen Laktatstufenwerten (BAY). Die Punkte setzen sich aus den entsprechenden Werten der jeweiligen Stufe, beginnend mit Ruhe, zusammen.

Abb. 18: Sprintzeiten mit den zugehörigen Laktatstufenwerten (FS)

Abb. 19: Sprintzeiten mit den zugehörigen Laktatstufenwerten (AS)

Abb. 20: Sprintzeiten mit den zugehörigen Laktatstufenwerten (SS)

Abb. 21: Negativer Zusammenhang der Laktatwerte und Sprintzeiten in Ruhe (r=-0,66; p=0,05), bei 10 km/h (r=-0,81; p<0,01) und bei 12 km/h (r=-0,71; p=0,03)

Abb. 22: Negativer Zusammenhang der Laktatwerte und Sprintzeiten in Ruhe (r=-0,66; p=0,05), bei 10 km/h (r=-0,81; p<0,01) und bei 12 km/h (r=-0,71; p=0,03)

Abb. 23: Negativer Zusammenhang der Laktatwerte und Sprintzeiten in Ruhe (r=-0,66; p=0,05), bei 10 km/h (r=-0,81; p<0,01) und bei 12 km/h (r=-0,71; p=0,03)

Abb. 24: Gruppenübergreifend kein Zusammenhang zwischen den maximalen Laktatwerten und den Laktatwerten zur Sprintbestzeit. Grün=Bayern, rot=Ausdauersportler, lila=Sportstudenten, blau=Fußballseminar

Tabellenverzeichnis

Tab. 1: Sammlung diverser Studien zum Laktattransportverhalten bei sportlicher Belastung mit untrainierten und trainierten Probanden

Tab. 2: Mittelwerte (MW) der absoluten Laktatwerte der Gruppen zur jeweiligen Stufe im Testvergleich. n=Anzahl der Probanden

Tab. 3: MW der Differenzen der Laktatwerte von einer Stufe zur nächsten der Gruppen im Testvergleich

Tab. 4: Sprintbestzeiten (tbest) der Teilstrecken über den gesamten Testverlauf im Gruppenmittelwert inklusive Standardabweichung (SD), Minima (Min) und Maxima (Max)

Tab. 5: n gibt die Anzahl an Probanden an, die in der jeweiligen Stufe ihre Sprintbestzeit erreichten

Tab. 6: Pro und Contra Auflistung von Laktatdiagnostik und Spirometrie, nähere Erläuterungen dazu im Text

1. Abstract/ Kurzfassung

Der Imagewandel des Laktats wird seit geraumer Zeit diskutiert. Die Übertragung des Wissens um mögliche positive Effekte auf die maximale Sprintleistung und ihre Integration in die Fußballleistungsdiagnostik ist Hintergrund dieser Arbeit. Mit diesem Ziel durchliefen vier Sportlergruppen den derzeit gängigen Feldstufentest und eine modifizierte Version mit integriertem 30m-Sprint an zwei unterschiedlichen Terminen. Laktatverhalten und die 30m-Zeit, sowie die Teilstrecken über 5 und 10 m, wurden erfasst. Die Differenzen der Laktatwerte von einer Stufe zur nächsten unterschieden sich nicht im Testvergleich. Die Sprintbestzeiten wurden gruppenübergreifend bei erhöhter Laktatansammlung im Blut (> 4 mmol/l) erreicht. Die 30m-Sprintbestzeiten der einzelnen Gruppen unterschieden sich signifikant von den Sprintzeiten in Ruhe. Es ist daher denkbar, dass das Laktat als Signalmolekül, z.B. über die vermehrte Rekrutierung von Typ II Muskelfasern, diesen Effekt bewirkt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass es sportartspezifische und individuelle Unterschiede in der Trainierbarkeit des Laktatsystems gibt. Letzten Endes kann den Fußballtrainern mit dem modifizierten Feldstufentest ein praxisnahes, ökonomisches und valides Testwerkzeug an die Hand gegeben werden, das sowohl Ausdauerleistungsfähigkeit als auch diverse Schnelligkeitskomponenten erfasst.

2. Einleitung

Fußball in Deutschland erlebt seit einigen Jahren einen Umbruch: Mit Traditionen wird gebrochen und modernen Einflüssen aus aller Welt werden auch hier Chancen eingeräumt. Höhepunkt dieses Fortschrittes war der 1. Wissenschaftskongress des Deutschen Fußball Bundes (DFB) am 14. und 15. Januar 2010 in Frankfurt am Main. Ein wichtiger Punkt dort war die Diskussion um die Wahl der Leistungsdiagnostik im Athletikbereich. In einer fußballverrückten Gesellschaft wie der deutschen ist diese Frage neben den professionellen Clubs auch für die niederklassigen Vereine von Bedeutung. Denn die individuelle Trainingssteuerung basierend auf einer effizienten Leistungsdiagnostik ist die Grundlage für den Werdegang eines jeden Spielers.

Eine etablierte und viel untersuchte Form der Ausdauerdiagnostik ist der Feldstufentest. Zur Feststellung der Leistungsfähigkeit wird hier das Laktatverhalten analysiert. Noch bis vor zwanzig Jahren war dieser körpereigene Stoff hauptsächlich mit negativen Vorurteilen behaftet. Neuere Untersuchungen beschäftigten sich eingehender mit den Details des Laktatstoffwechsels und die Entdeckung und Erforschung der Monocarboxylattransporter brachte neue Erkenntnisse zu diesem sportmedizinisch interessanten Thema.

Übersichtsarbeiten wie die von PHILP, MACDONALD und WATT (2005) revidieren nun die alte Sichtweise und bringen das Laktat sogar positiv mit hochintensiven Kurzzeitbelastungen in Verbindung.

Durch moderne Methoden in der Spielanalyse konnte festgestellt werden, dass neben einer gut ausgeprägten Grundlagenausdauer besonders die maximalen Sprintaktionen über kurze Distanz spielentscheidend sind. Mit diesem Wissen wurde der bis dato gängige Feldstufentest für die folgende Studie modifiziert und durch eben diese Sprintelemente ergänzt. Im Sinne der derzeitigen Diskussion um fußballspezifische Testverfahren könnten so Ausdauer- und Schnelligkeitskomponenten zusammen in einem Test relativ sportartspezifisch getestet werden.

In der vorliegenden Arbeit werden nun zwei Aspekte untersucht und diskutiert:

1. Die Vergleichbarkeit eines modifizierten Feldstufentests mit dem derzeitig gängigen Feldstufentest ohne 30m-Sprint und die mögliche Anwendung dieses Verfahrens in der Fußball-Leistungsdiagnostik.
2. Der Einfluss von steigender Laktatakkumulation auf die maximale Sprintleistung über 30 m im Rahmen des modifizierten Feldstufentests.

3. Ausdauertestverfahren

3.1 Aktuelle Testmodelle

Zurzeit wird im Fußball eine Vielzahl an Ausdauertests diskutiert. MARÉES (2003) unterteilt diese Verfahren zur Bestimmung der aeroben Ausdauerleistungsfähigkeit in Labor- und Feldtests. Es sind Unterschiede in der Zielstellung, den Möglichkeiten und natürlich auch den Grenzen der einzelnen Tests vorhanden.

Zudem stehen traditionelle, standardisierte Modelle neueren sportartspezifischeren Methoden gegenüber. MEYER und FAUDE (2006) stellten bereits fest, dass „neuerdings vermehrt der Wunsch nach einer weiter reichenden Fußballspezifik, wie sie unter Laborbedingungen nicht herzustellen ist“, existiert. In der folgenden Übersicht werden in dieser Reihenfolge vom „Alten“ zum „Neuen“ Laufbandergometrie, Feldstufentest, die Gruppe der Shuttle Tests, der Bangsbo Ausdauertest, Hoff Test und ein Spielsimulationstest vorgestellt.

3.1.1 Laufbandstufentest

Der Laufbandstufentest wird bei Fußballern bis zur Ausbelastung durchgeführt. Die Belastung, Geschwindigkeit oder Steigung erhöht sich stufenweise bis zum Abbruch. Der Laufbandstufentest gehört zur Gruppe der Labortests und ist daher sehr gut standardisiert. Einzelne Modelle unterscheiden sich in der Anfangsbelastung sowie in Stufendauer und Stufenerhöhung. Messungen einzelner physiologischer Faktoren wie Laktatspiegel, Blutgase und Herzfrequenz können simultan durchgeführt werden. In dieser Hinsicht ist der Laufbandstufentest bis heute der Goldstandard der Ausdauertestverfahren. „ The most accurate method for measuring VO2max ( Anm. des Autors: Maximale Sauerstoffaufnahme) , the lactate threshold and running economy in soccer players is treadmill testing, which is straightforward if there is access to relatively expensive equipment and trained staff.” (HOFF 2005). Diese Abhängigkeit von Material und Personal deutet bereits eine gewisse Exklusivität des Verfahrens an.

Das Laufbandergometer muss hinsichtlich der Laufgeschwindigkeit über eine Änderung der Steigung (1 - 2 %) auf die Realbedingungen kalibriert werden, um die objektiven Testdaten aus dem Labortest auf die „natürliche“ Trainingsumgebung übertragen zu können (DICKHUTH und Mitarbeiter 2007). In guten Testcentern lassen sich Temperatur und Luftfeuchtigkeit regulieren. Dadurch, dass nur eine Person auf einmal pro Laufband getestet werden kann, bringt diese Form der Diagnostik einen bedeutenden Zeitaufwand mit sich. Die Testung einer kompletten Fußballmannschaft nimmt somit in etwa zwei Tage in Anspruch.

3.1.2 Feldstufentest

Der Feldstufentest wird zumeist auf einer 400m-Tartanbahn abgehalten. Den Teilnehmern wird eine Laufgeschwindigkeit, zum Beispiel anhand eines akustischen Signalgebers, vorgegeben, die sich ebenfalls (siehe Laufbandstufentest) mit jeder Stufe erhöht. Der Test wird bis zur Ausbelastung durchgeführt. In Ruhe, sowie nach jedem absolvierten Abschnitt und ebenso nach der Belastung wird der Laktatspiegel im Blut bestimmt und die Herzfrequenz abgelesen. In Bezug auf die Standardisierbarkeit müssen kleinere Abstriche gemacht werden: Umwelteinflüsse wie Außentemperatur, Sonne, Wind oder Bodenbeschaffenheit haben Auswirkungen auf die Ergebnisse und müssen festgehalten werden (CLASING 1994). Feldstufentests sind also nicht laborgebunden und benötigen weniger Materialien, als die aufwendigen Laufbanduntersuchungen. Mehrere Personen können gleichzeitig getestet werden. Eine gesamte Fußballmannschaft kann in etwa zwei bis drei Stunden abgearbeitet werden. Nach BISANZ und GERISCH (2008) ist der Feldstufentest somit immer noch das Testinstrumentarium erster Wahl, obwohl es mehrfach Kritik bezüglich der Fußballspezifität der erhobenen Daten gibt. Diese bezieht sich auf die konstante Geschwindigkeit der einzelnen Stufen, die so in einem Wettkampfspiel so nicht vorkommt.

3.1.3 Shuttle Tests

Verschiedene Modelle mit ähnlicher Belastungsstruktur können zur Gruppe der Shuttle Tests zusammengefasst werden: Der 20 Meter Multistage Shuttle Run 4 Test (MST), der Yo-Yo Intermittent Recovery Test (YIRT) und der Yo-Yo

Intermittent Endurance Test (YIET). Wie die Namen schon andeuten, haben alle drei Tests eine intermittierende Belastungsstruktur über eine abgemessene Strecke von 20m gemein. Dieses Abbremsen und Beschleunigen stellt grobe Bewegungsabläufe der Sportart Fußball dar. Werden die Begrenzungslinien zwei Mal nicht rechtzeitig erreicht, scheidet der Sportler aus. Obwohl der Test die Ausbelastung vorsieht, können die Teilnehmer jederzeit selbstständig abbrechen.

Die Motivation spielt bei allen drei Tests eine bedeutende Rolle. Um den Ausbelastungsgrad der Teilnehmer erfassen zu können, müssen zudem objektive Hilfsmittel (Laktat, maximale Herzfrequenz (Hfmax)) hinzu gezogen werden (MEYER und FAUDE, 2006). Für MST, YIRT und YIET wird weniger Material als für Laufbandgebundene Tests benötigt. Weitere Vorteile sind eine vergleichsweise kleine Fläche und die Möglichkeit mehrere Spieler gleichzeitig testen zu können. Eine Person reicht im Normalfall aus, um den Test zu leiten. Die Gesamtdauer beträgt zwischen zehn und 20 Minuten. Die Geschwindigkeit wird mittels akustischem Signalgeber vorgegeben und variiert im Verlauf der einzelnen Tests je nach dem entsprechenden Protokoll. Zusätzlich unterscheiden sie sich in Anfangsbelastung, Stufenerhöhung und Pausenlänge zwischen den 20m- Strecken. Im YIRT haben die Probanden nach 2x20 m jeweils zehn Sekunden Pause, in der sie joggend 2x5 m zurücklegen (KRUSTRUP und Mitarbeiter 2003). Der YIET, konzipiert für trainierte Fußballspieler, die im YIRT ohne Probleme Level 11 erreichen, verkürzt die Pausenzeit zwischen den Intervallen um die Hälfte. Die Anfangsgeschwindigkeit ist in diesem Protokoll am höchsten (AZIZ, TAN und TEH 2005). Der YIET wurde laut BANGSBO (1996) entwickelt, um die Fähigkeit des Fußballspielers „to repeatedly perform intervals over a prolonged period of time“ zu testen.

3.1.4 Bangsbo Ausdauertest

Der Test wurde von Bangsbo und Lindquist (1992) entwickelt, um die Ausdauerkapazität eines Fußballspielers zu erfassen. Zur Verdeutlichung des Testablaufs wird der Bangsbo-Test auf den nachfolgenden Abbildungen 1 und 2 schematisch dargestellt. Der Proband startet mit einem fünfzehnsekündigen, hochintensiven Laufintervall, um daraufhin zehn Sekunden leicht zu joggen. Diese Abfolge wiederholt sich auf dem 160 m langen Parcours für 16,5 Minuten. Das Verhältnis von niedriger zu intensiver Belastung beträgt also 1:1,5. Die zurückgelegte Strecke stellt das Testergebnis dar. Die Spieler werden angewiesen, in der vorgegebenen Zeit so weit wie möglich zu laufen. Während einer Runde findet ein Wechsel verschiedener fußballspezifischer Bewegungsabläufe statt: Fortbewegen vorwärts, rückwärts und beidseitig seitwärts. Der komplizierte Parcour muss von den Spielern vor dem eigentlichen Test zu Übungszwecken durchlaufen werden (BANGSBO 2003). Der Test bedarf weder vielen Materials noch Personals und mehrere Spieler können gleichzeitig getestet werden. Ein langes akkustisches Signal gibt den Anfang und das Ende des intensiven Intervalls wieder. In diesem Protokoll ist die Geschwindigkeit nicht vorgegeben und die Motivation des Spielers stellt somit einen nicht zu vernachlässigenden Faktor dar.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1 : Maße des Bangsbo Ausdauertests (CHAMARI und Mitarbeiter 2004)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2: Bewegungsabfolge des Bangsbo Ausdauertests (CHAMARI und Mitarbeiter 2004)

3.1.5 Hoff Test

Der Hoff Test ist ein sportartspezifischer Ausdauertest mit Ball. Er wurde zuerst in einer Studie von CHAMARI und Mitarbeitern (2004) vorgestellt. Der Fußballer dribbelt zunächst durch eine Slalomstrecke und hebt den Ball im Anschluss über drei Hürden. Nach einem Zick-Zack-Kurs muss sich der Spieler noch über eine kurze Distanz rückwärts fortbewegen, bevor der Parcours von neuem beginnt. Eine Runde hat eine Länge von 290 m. Ziel des Tests ist es, in zehn Minuten eine möglichst weite Strecke zurückzulegen. Der Hintergedanke von Jan Hoff bei der Entwicklung des Verfahrens war es, sowohl Profi- als auch Amateurvereinen einen einfachen Test ohne großen materiellen und personellen Aufwand zur Verfügung zu stellen. Die Testpersonen werden bei fünf und bei neun Minuten über die abgelaufene Zeit informiert. Fünf Spieler können gleichzeitig getestet werden, sofern sie im Minutenabstand das Startsignal erhalten. Um ein Gefühl für die Testgeschwindigkeit zu bekommen, wird ein Probedurchlauf am Tag davor empfohlen. Die Motivation der Spieler spielt bei diesem Protokoll auf Grund des fehlenden akustischen Signalgebers und der kontinuierlichen Belastung eine große Rolle. Laut den Entwicklern des Tests soll der Ball den Fußballern einen besonderen Ansporn bieten.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 3: Maße und Ablauf Hoff Test (CHAMARI und Mitarbeiter 2004)

3.1.6 BEAST 90

Der BEAST 90 (Ball Sport Endurance and Sprint Test) stellt die aufwendigste Form der Ausdauertestung für Fußballer dar. Sowohl zeitlicher als auch räumlicher und personeller Bedarf übersteigen die anderen Protokolle. Er kann zur Kontrolle der Effizienz von Ernährungs- und Trainingsinterventionen verwendet werden. Das Protokoll besteht aus zwei Runden, die einen Zirkel über 380 m darstellen. Die Spieler gehen, joggen vorwärts und rückwärts, sprinten, springen und schießen den Ball auf ein zehn Meter entferntes Ziel. Lichtschranken messen die 12m- und 20m-Sprintzeiten. Die Explosivkraft der Beine wird beim beidbeinigen Sprung über eine elektronische Kontaktmatte ermittelt. Die Rundenzeiten werden per Stoppuhr genommen. Nach jeder zweiten Runde bekommt der Spieler sechs Bälle auf den starken Fuß vorgelegt, die an einem festen Torwart (starrer Gegenstand in der Mitte des Tores platziert) vorbeigeschossen werden sollen. Es gibt Punkte verteilt nach Präzision und Erfolg des Abschlusses. Dieses Zirkelkontinuum findet über 2 x 45 Minuten mit einer fünfzehnminütigen „Halbzeitpause“ statt. Auf Grund der Komplexität des Ablaufs müssen ein paar Probedurchläufe vor der eigentlichen Testung stattfinden (WILLIAMS J, ABT G, KILDING A 2009).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 4: Maße und Ablauf des BEAST90 (WILLIAMS J, ABT G, KILDING A 2009)

Wie bereits erwähnt übertrifft der Materialaufwand des BEAST 90 den der anderen Tests bei weitem. Im Gegenzug werden natürlich vergleichsweise viele fußballspezifische Elemente gemessen. Zudem erfasst dieses Protokoll, wie der Name schon sagt, nicht nur die Ausdauer, sondern zum Beispiel auch die Entwicklung von Schnelligkeit und Schusspräzision über den Zeitraum eines Fußballspiels.

Die Geschwindigkeiten beim Gehen, Laufen und Sprinten werden hier nicht wie in anderen Tests in Prozenten der VO2max, sondern in Prozent der maximalen Geschwindigkeit angegeben. WILLIAMS J, ABT G, KILDING A (2009) geben hierfür folgende Begründung an: „ To measure a change in physical performance, players must be freely able to alter their running speed, which in turn will alter the distance covered, for their ‘‘ fitness ’’ or ‘‘ fatigue ’’ to be quantitatively measured ”. Dadurch kommt dem Aspekt der Motivation erneut eine größere Bedeutung zu.

3.2 Validität der Ausdauertestverfahren für Fußballer

Wie aus dem ersten Kapitel ersichtlich wird, haben sich viele Wissenschaftler und Trainer die letzten Jahre über auf die Suche nach neuen fußballspezifischen Ausdauertestverfahren gemacht. Der Gedanke der Validität des Sports, also des Fußballs und seinen Eigenschaften gerecht zu werden, wird derzeit immer wieder thematisiert und kritisch diskutiert. REIMAN und MANSKE (2009) erklärten:

„ Validity of specific tests is often a concern because validity is based on an established “ gold standard ” test of the given specific parameter, which is often difficult to achieve in the area of human performance ”.

3.2.1 Allgemeine Testvalidität

Die Validität (Gültigkeit) ist laut BORTZ und DÖRING (2006) das wichtigste Testgütekriterium. Sie erklärt, ob ein Test das misst, was er messen soll beziehungsweise was er zu messen vorgibt. Die Erfassung und Überprüfung dieses Merkmals sind allerdings viel diffiziler als bei Objektivität und Reliabilität; besonders in den Spielsportarten. Es wird unterschieden zwischen Inhaltsvalidität, Kriteriumsvalidität und Konstruktvalidität. Auf die Eigenschaften dieser drei einzugehen, ginge weit über das Thema der vorliegenden Arbeit hinaus. Eine mögliche allgemeine Formulierung zu diesen Kriterien kann jedoch wie folgt lauten: Die Validität orientiert sich entweder an einem oder noch besser, mehreren vordefinierten Außenkriterien (z.B. der VO2max von Ausdauersportlern) oder an einer beziehungsweise mehreren vom zu messenden Zielkonstrukt ableitbaren Hypothesen (z.B. „eine Fußballmannschaft mit einer überdurchschnittlichen VO2max wird einen besseren Tabellenplatz erreichen, als eine Mannschaft mit geringeren Werten“). Die Außenkriterien müssen festgelegt werden, man muss sich im Vorhinein darauf einigen. Die Hypothese basiert auf Ergebnissen vorhergehender empirischer Untersuchungen. Die direkte Validität stützt sich auf wissenschaftlich fundierte Korrelationen, während die logische Validität im Ausdauertestverfahren im Fußball z.B. gleiche Bewegungsmuster beziehungsweise Bewegungsabläufe sucht.

3.2.2 Eigenschaften des Fußballs

Mit Hilfe modernster Technik kann das Spiel heutzutage bis ins kleinste Detail analysiert werden. Um einen sportartspezifischen Test zu entwickeln, muss man sich zunächst der Charakteristika der jeweiligen Sportart bewusst werden. STOLEN und Mitarbeiter (2005) sprechen von 10 - 12 km, die ein Spieler während den 90 Minuten Spielzeit zurücklegt. Es findet durchschnittlich alle 90 Sekunden ein Sprint statt, was 1 -11% der Gesamtlaufleistung im Spiel ausmacht. Die mittlere Intensität, mit der sich die Spieler fortbewegen, kommt der anaeroben Schwelle nahe und beträgt 80 - 90 % der Hfmax. Es findet kontinuierlich ein Wechsel von Laktatanstieg und -abbau statt. Genaue und valide Daten zur Messung der Sauerstoffaufnahme während eines Fußballspiels sind laut STOLEN und Mitarbeiter (2005) bisher noch nicht erfasst. Der aerobe Metabolismus dominiert über die meiste Zeit (98 %) in diesem Sport. Für die spielentscheidenden Szenen wird die Energie anaerob (2 %) bereitgestellt (BANGSBO 1994).

Basierend auf der physiologischen und anatomischen Belastungsstruktur stehen diverse Außenkriterien für die Konstruktion valider Ausdauertestverfahren zur Verfügung. Abgeleitet aus den Daten, erhoben während Fußballspielen, werden häufig VO2max, zurückgelegte Strecke und Hfmax im Protokoll verglichen. Die Zusammenhänge im Fußball werden beim jeweiligen Test erklärt.

3.2.3 Traditionelle Testung vs. Sportartspezifische Testung

Die Leistungsdiagnostik auf dem Laufband im Labor ist, wie bereits zuvor im Zitat von HOFF (2005) beschrieben, die genaueste Methode um die maximale Sauerstoffaufnahme, Laktatschwellen und Laufökonomie zu messen. Durch die Messung dieser einzelnen physiologischen Parameter können Trainingsempfehlungen für die Praxis gegeben werden. HOFF schreibt, dass eine signifikante Korrelation zwischen der VO2max und der zurückgelegten Strecke im Spiel besteht. In weiteren Studien wird eine Korrelation zwischen der VO2max und der Ligaplatzierung (WISLOFF, HELGERUD und HOFF 1998) und der Anzahl an absolvierten Sprints beziehungsweise Zweikämpfen (SMAROS 1980) nachgewiesen. BANGSBO und LINDQUIST (1992) sehen im Gegensatz dazu Blutlaktat und VO2max nicht als geeignete Parameter zur Erfassung der Ausdauerleistungsfähigkeit von Fußballern an, da diese durch die intensiven Phasen (ab 15 km/h aufwärts) repräsentiert werden soll. WEINECK sieht den Vorteil der Laboruntersuchungen in der guten Standardisierbarkeit. Der Nachteil sei die fehlende Sportartspezifität und die nur Teilkomponenten der Leistungsfähigkeit erfassende Diagnostik. Das sture Geradeauslaufen auf dem Ergometer gebe nicht den Charakter der Bewegungsabläufe eines Fußballspiels wieder.

Der Feldstufentest fällt ebenfalls in die Kategorie der klassischen Ausdauererhebungsverfahren. Ablauf und Auswertung sind an die Labordiagnostik angepasst (vorgegebene Stufenzeiten, Belastungssteigung etc.) und haben dadurch ebenfalls ein hohes Maß an Standardisierbarkeit. Auch hier können Vorgaben für die Umstellung oder Anpassung des laufspezifischen Trainings verschrieben werden. Das Laufen im Freien kommt dem Fortbewegen im Fußball näher als in der Laufbandtestung. Die abgeleiteten Laktatschwellen und Herzfrequenzvorgaben werden laut MEYER und FAUDE (2006) auf Grund der optimierten Sportartnähe als besonders präzise erachtet. Trotzdem wird dieser Feldtest immer wieder mit der Frage konfrontiert, ob die konstante Belastung der einzelnen Stufen fußballspezifisch genug ist. Der Test lässt ganz klar die Sprintelemente vermissen. Über diese logische Validität hinaus, haben BANGSBO und LINDQUIST (1992), als bisher einzige Studie, die Korrelationen um die Laktatschwelle (bei 3 mmol/l) betrachtet. Diese weise einen Zusammenhang zur Gesamtlaufleistung im Spiel auf, jedoch eine geringere Korrelation zur Strecke unter hochintensiver Belastung (> 15 km/h).

Der Multistage Shuttle Run Test bedient sich dem Außenkriterium VO2max. RAMSBOTTOM und Mitarbeiter (1988) fanden heraus, dass das erzielte Ergebnis 11 im MST die Werte der VO2max mit einer geschätzten Standardabweichung von 3,5 ml/kgxmin vorhersagen kann. Sie kann mit Hilfe eines Nomogramms in Bezug zur zurückgelegten Strecke abgelesen werden. BANGSBO (1994) und diverse andere Autoren spannten den Bogen zum Fußball, als eine signifikante Korrelation zwischen diesem physiologischen Parameter und der zurückgelegten Distanz in einem Fußballspiel nachgewiesen wurde. Mit seinen ständigen Richtungswechseln nach jedem 20m-Shuttle werden sportartspezifische Bewegungsmuster imitiert. Der MST differenziert laut LEMMINK und Mitarbeitern (2004) jedoch nicht zwischen verschiedenen Klassen der Spieler (z.B. Amateur oder Profi).

Im Fußball ist die Belastungsstruktur nicht konstant, sondern intermittierend. Auf diesem Gedanken bauen der Yo-Yo Intermittent Recovery und der Yo-Yo Intermittent Endurance Test auf. Die Protokolle untersuchen die Fähigkeit des Spielers, wiederkehrende intensive Aktionen auszuführen und sich davon zu erholen. Der Anteil hochintensiver Handlungen soll eine präzise Darstellung für die körperliche Leistungsfähigkeit im Fußball sein (BANGSBO 1992). AZIZ, TAN und TEH (2005) bestätigen, dass der Yo-Yo Intermittent Endurance Test eine fußballspezifischere Alternative zum MST darstellt und die VO2max nicht genau die Ausdauerleistungsfähigkeit dieser Sportart wiedergibt. Eine andere Studie kam zu dem Schluss: „ The determination of VO2max in soccer players using treadmill exercise tests seems to be a more accurate method in comparison with field Yo- Yo tests “ (METAXAS und Mitarbeiter 2005). KRUSTRUP und Mitarbeiter (2003) stellten eine signifikante Beziehung zwischen dem Yo-Yo Testergebnis und intensiven Belastungen (> 15 km/h), sowie der zurückgelegten Distanz in einem Fußballspiel fest. In einem Leserbrief beklagten KINDERMANN und MEYER (2003) allerdings die Heterogenität der Ergebnisse der Testpersonen. Mit einer Spannbreite von 600 m bis hin zu 2230 m variierte auch die Testdauer von 5.1 Minuten beim schwächsten Teilnehmer bis 18.6 Minuten beim besten Probanden. Dabei kann davon ausgegangen werden, dass die schwächsten Testpersonen nichts mit der Sportart Fußball gemein hatten.

In einer neueren Studie fassen BANGSBO, IAIA und KRUSTRUP (2008) diverse Korrelationen des Yo-Yo Intermittent Recovery Tests zusammen: Professionelle Fußballer, sowohl Frauen als auch Männer, schnitten besser ab als unterklassige Spieler, das Ergebnis (die zurückgelegte Strecke) zeigte sich positionsabhängig, wobei die Mittelfeldspieler die längsten Strecken zurücklegten. Außerdem konnten Verbesserungen beziehungsweise Verschlechterungen der Ausdauerleistungsfähigkeit über eine Saison hinweg beobachtet werden.

Die Belastungsstruktur des Bangsbo Ausdauertests reproduziert die fußballspezifischen Bewegungen noch eine Stufe besser als die bisher genannten Protokolle; vorwärts, seitwärts und rückwärts, sowie intensive und Erholungsphasen wechseln sich ab. Die zurückgelegte Strecke dient als Kriterium der Ausdauerleistungsfähigkeit. BANGSBO (2003) fand einen Zusammenhang zwischen dem Ergebnis des Tests und der längsten zurückgelegten Strecke desselben Spielers während diverser Matches. Es scheint, je besser man hier abschneidet, eine desto größere Distanz kann im Spiel zurückgelegt werden. In einer Studie von CHAMARI und Mitarbeitern (2004) wurde festgestellt, dass dieser Ausdauertest keine gute Schätzung zur VO2max darstellt.

KEMI und Mitarbeiter (2003) verwendeten den Hoff Test, um fußballspezifisch mit Hilfe eines tragbaren Spirometriegerätes die maximale Sauerstoffaufnahme zu ermitteln. Diese lag im Vergleich, ebenso wie die Hfmax, sehr eng mit den Werten eines standardisierten Laufbandprotokolls beisammen. Hoff begründet diese Korrelation folgendermaßen: „ It has been shown that an inclined treadmill recruits a larger muscle mass and a slower cadence which allows the individual to reach the true VO2max compared to running on a flat treadmill ( … ) it is anticipated that the additional oxygen demand during ball dribbling in soccer like movements compensates for the extra load of the inclined treadmill … “ Gleichzeitig wurde in derselben Studie gezeigt, dass der Test nicht standardisiert genug ist, um anaerobe Schwelle und Arbeitsökonomie festzustellen. Es besteht zudem eine signifikante Korrelation zwischen dem Hoff Test und der Leistung im MST (NASSIS und Mitarbeiter 2009). Dabei muss allerdings darauf hingewiesen werden, dass es sich bei den Probanden in dieser Untersuchung um semi- professionelle Fußballspieler (2., 3. und 4. Division in Griechenland) handelte. Es bleibt die Frage, ob die VO2max ein ausreichender Indikator für die Ausdauerleistungsfähigkeit im Spiel ist.

Der BEAST 90 wurde entwickelt, um das Aktivitätsprofil und die physischen Anforderungen eines typischen Wettkampffußballspiels zu simulieren; Stehen, Gehen, Laufen, Rennen, Sprinten und Aktionen mit dem Ball sind eingebaut. WILLIAMS, ABT und KILDING (2009) untersuchten in ihrer Studie die Validität des BEAST 90: Die zurückgelegte Gesamtstrecke während der 90 Minuten fand sich mit knapp über acht Kilometern am unteren Ende der Durchschnittswerte eines Spieles wieder. Distanzen unter hochintensiver Belastung und Sprintdistanzen standen im Vergleich ziemlich gut da. Das Verhältnis der einzelnen Belastungsstufen (z. B. moderat zu hochintensiv) war nicht ganz stimmig, könnte aber laut den Autoren durch eine minimale zeitliche Anpassung der Pausenlänge ausgeglichen werden. Die Herzfrequenzwerte während dem BEAST unterstreichen, dass eine dem Fußballmatch ähnliche physiologische Belastung vorliegen könnte. Das Testprotokoll enthält zwei Halbzeiten; wie in einem realen Fußballspiel nahm die (Sprint-)Leistung der Probanden im Verlauf der zweiten 45 Minuten ab. Die Probanden waren Amateurspieler (VO2max=48ml×min-¹ ×kg-¹ ) mit vier Stunden Teamtraining pro Woche.

3.3 Ziel der Testung

Die Diskussion über die Validität der Ausdauertestverfahren wird anhalten, ebenso wie die Suche nach DEM sportartspezifischen Untersuchungsprotokoll. Dabei darf nicht vergessen werden, dass der Tests zuerst durch das Ziel ausgewählt werden sollte. Was und vor allem warum möchte ich analysieren? BANGSBO (2006) hat die verschiedenen Gründe einen Athleten zu testen folgendermaßen zusammengefasst:

- Um den Effekt eines Trainingsprogramms zu überprüfen.
- Um die Athleten zu mehr Training zu motivieren.
- Um einem Athleten eine objektive Rückmeldung zu geben.
- Um einem Athleten Sinn und Zweck des Trainings deutlich zu machen.
- Um herauszufinden, ob ein Athlet bereit für einen Wettkampf ist.
- Um den Fortschritt eines Athleten während und nach einer Rehabilitationsphase zu ermitteln.
- Um kurz- und langfristige Trainingsprogramme zu planen.
- Um die Schwächen eines Athleten zu identifizieren.

Diese Motive können weiter zu zwei Kriterien zusammengefasst werden: In einem Szenario möchte der Trainer den Leistungsstand des Sportlers feststellen, in dem anderen sollen Erkenntnisse für Planung, Gestaltung beziehungsweise Evaluation des Trainings ermittelt werden. Für Letzteres müssen standardisierte Testverfahren herangezogen werden. Der Goldstandard hierfür ist der Test auf dem Laufband im Labor. Die isolierte beziehungsweise trennbare Erfassung physiologischer Parameter ist eine Voraussetzung für Vergleich und Beurteilung einzelner Werte. Für MARÉES (2003) gilt bei der Leistungsdiagnostik, die limitierenden Indikatoren zu erfassen, die eine hohe Korrelation zur maximalen Energieflußrate aufweisen und daher die Ausdauerleistungsfähigkeit im Leistungstest zu messen erlauben. Fußballspezifische komplexe Feldtests zielen dabei eher auf das Gesamtbild dieser Komponenten in einem wettkampfähnlichen Setting ab (MEYER und FAUDE 2006). Dadurch ist es nur schwer oder gar nicht möglich, die jeweilig abgebildete Kombination von Fertigkeiten und Fähigkeiten aufzuteilen und separat zu analysieren.

3.4 Messparameter

Die Ausdauerleistungsfähigkeit setzt sich aus vielen verschiedenen Komponenten zusammen. Über ihre Ausprägung entscheidet das Zusammenspiel diverser physiologischer Parameter. Die meisten derzeitigen Testverfahren (traditionell und sportartspezifisch) und auch Trainingsprogramme orientieren sich entweder an der Herzfrequenz, der VO2max, an der Laktatakkumulation oder an einer Kombination dieser Größen. Die Vielseitigkeit der einzelnen Einflussgrößen muss bei der Testkonstruktion und der Evaluation des Trainings berücksichtigt werden. Daher macht es auch Sinn, sich die Eigenschaften und die Vor- und Nachteile dieser drei Messparameter genauer anzusehen. Besonders die Messverfahren und deren Praktikabilität im Feldtest werden im Folgenden genauer analysiert.

3.4.1 Herzfrequenzmessung

Die Herzfrequenz ist laut TOMASITS und HABER (2008) die am einfachsten zu registrierende physiologische Antwort auf Belastungsreize. Sie stellt ein objektives Kriterium der Intensität der Belastung dar. Auch GATTERER (2007) schreibt, dass sie der einzige Parameter ist, der allgemeine Akzeptanz in der Beurteilung der physiologischen Beanspruchung während eines Fußballspiels besitzt. Ihr Maximalwert ist ein Anzeichen für die Ausbelastung eines Spielers. Dennoch wird sie von unterschiedlichsten Faktoren wie Temperatur, Flüssigkeitshaushalt, Länge der Belastung, Koffeineinnahme etc. beeinflusst. Die Erfassung der Herzfrequenz während eines Ausdauertestverfahrens ist nicht besonders aufwendig. Man benötigt einen Pulsmesser (z.B. Pulsgurt) und einen Empfänger (z.B. Pulsuhr) pro Person. Neue Technologien haben es möglich gemacht, die Live-Werte mehrerer Spieler beziehungsweise einer ganzen Mannschaft per Laptop auch über weitere Distanzen aufzeichnen und überwachen zu können. Der Verlauf kann im Anschluss über Diagramme nachvollzogen werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Erfassen der Herzfrequenz mit geringem Material- und Personalaufwand erfolgen kann. Mit Hilfe eines Referenztests im Labor gibt die Herzfrequenz, erhoben während fußballerischer Belastung, eine korrekte Einschätzung der physiologischen Anforderungen des Spiels wieder (ESPOSITO und Mitarbeiter 2004).

3.4.2 Spirometrie

Die spiroergometrische Untersuchung im Labor hat sich inzwischen bei vielen Profifußballvereinen etabliert. Ein Spirometer misst abgegebene und aufgenommene Gasmengen. Dieses Verfahren lässt sich unter anderem gut zur Ermittlung der (maximalen) Sauerstoffaufnahme heranziehen. Metabolische Vorgänge, wie der Energieumsatz bei körperlicher Arbeit, können ebenfalls bestimmt werden. Zudem gibt die Methode Informationen über den Muskelstoffwechsel mit hoher zeitlicher Auflösung wieder (MEYER und FAUDE 2006). Lange Zeit war die Spirometrie im Labor mit einem hohen personellen und materiellen Aufwand verbunden und vergleichsweise stellt sie auch heute noch die teuerste Form der Diagnostik dar. Neben den stationären Systemen wurden nun in den letzten Jahren tragbare Messgeräte entwickelt. Dem Proband wird dabei ein Gurtsystem, bestehend aus Elektronik, O2 und CO2 Analysator, Drucksensoren und Herzfrequenzanschluss (Beispiel der Firma COSMED; http://www.cosmed.it/index.php?option=com_content&view=article&id=249&Itemid =174&lang=en) angelegt. Eine Turbine im Aufsatz der Maske misst Atemfluss und Volumen. MACFARLANE (2001) kommt in einer Übersicht zu dem Ergebnis, dass die neuen tragbaren Spirometer den Athleten durch ihr minimales Gewicht in seiner üblichen sportlichen Bewegung nicht behindern. Die herangezogenen Untersuchungsdesigns waren dabei hauptsächlich auf Ausdauersportler (Läufer und Radfahrer) zugeschnitten, sodass eine Übertragung auf Fußballer nicht unproblematisch ist. HOLLMANN und Mitarbeiter (2006) sprechen von einer „im Wesentlichen genügenden Genauigkeit“ sportartspezifischer Atemgaswerte. Eine Studie von GATTERER (2007) kam zu dem Ergebnis, dass das Messen der VO2 mittels portabler telemetrischer Spirometrie grundsätzlich möglich ist. Er schränkt aber ein, dass es zu Schwierigkeiten in der Datenerhebung auf Grund der Dynamik des Spiels kommen könnte. Probanden waren hier nur zwei Amateurspieler einer italienischen 8. Liga. Die Übertragung auf Profis könnte schwer fallen. Die Repräsentativität zweier Versuchspersonen ist fraglich.

Laut MEYER und Mitarbeitern (2005) findet bei einer Testung mit einem tragbaren Spirometer eine Einschränkung in den fußballerischen Bewegungsabläufen statt. Kopfbälle sind nicht möglich. Zweikämpfe müssen „behutsam“ angegangen werden. Vor allem aber ist das Verletzungsrisiko durch Tragen der Maske während eines Spiels mit Gegnerkontakt nicht mit dem Nutzen vereinbar.

3.4.3 Laktatmessung

Dem Laktat wird seit über 30 Jahren im Rahmen der Leistungsdiagnostik eine große Rolle zugesprochen. Moderne Verfahren benötigen nur eine minimale Blutentnahme (20 µl), üblicherweise aus dem hyperämisierten Ohrläppchen, zur Ermittlung des Blutlaktatwertes. Dadurch kann diese Form der Diagnostik auch unter Feldbedingungen einfach durchgeführt werden. Ein mögliches Verfahren der Auswertung ist die enzymatisch-amperometrische Methode mittels eines Biosensors (Beispiel Firma EKF http://www.sopachem.com/Glucose-Lactate- Analyzers.268.0.html). Mehrere Personen können gleichzeitig getestet werden. Material- und Kostenaufwand halten sich ebenfalls in Grenzen. Zur Interpretation der Laktatleistungskurve gibt es unterschiedliche Schwellenkonzepte verschiedener Autoren (MADER, DICKHUTH, STEGMANN, usw.). Die genaue Beschreibung der einzelnen Methoden und ihres Hintergrunds würde den Rahmen dieser Arbeit übersteigen. Generell basieren diese Methoden auf der Beobachtung einer plötzlichen Veränderung im Laktatlevel bei einem bestimmten Punkt während der Belastung. Von diesem Schwellenphänomen werden daraufhin die Trainingsempfehlungen für den einzelnen Spieler abgeleitet (BENTLEY, NEWELL und BISHOP 2007). Der interessierte Leser sei hier auf das Sammelwerk von CLASING, WEICKER und BÖNING (1994) verwiesen. MARÈES (2003) führt an, dass eine adäquate Interpretation sportspielbezogener Laktatwerte (einschließlich der Ableitung von Konsequenzen für die Trainingspraxis) nur unter gleichzeitiger Einbeziehung der Ergebnisse einer differenzierten Spielanalyse erfolgen kann. KINDERMANN (2004) sieht das Konzept der Schwelle, ermittelt über das Laktatverhalten, als „ zuverl ä ssigen und praktikablen Parameter in der Leistungsdiagnostik und Trainingssteuerung “. In Bezug auf Veränderungen der Ausdauerleistungsfähigkeit besteht eine große Sensitivität. Nichtsdestotrotz sollen laktatorientierte Trainingsempfehlungen auf Grund von interindividuellen Streuungen unter speziellen sportbezogenen Feldbedingungen geprüft werden. Eine neue Studie von DASILVA, GUGLIELMO und BISHOP (2010) stellte fest, dass bei sehr gut trainierten (Spieler der besten Teams des Landes), jungen (18 ± 1 Jahr) Fußballern die „Geschwindigkeit zum Zeitpunkt der beginnenden Laktatansammlung“ eine signifikante Korrelation zur den Variablen der Fähigkeit, wiederholt Sprints auszuführen, aufwies. Die VO2max zeigte hier nur einen moderaten Zusammenhang. MEYER und FAUDE (2006) bemängeln die generell schwierige Qualitätskontrolle der Laktatbestimmung im Feldtest.

4. Laktat

Während eines Fußballspiels kommt es durch die kurzzeitigen, hochintensiven Belastungen, wie zum Beispiel beim Sprinten, zu vereinzelt erhöhten Blutlaktatwerten. Bangsbo (2003) stellt fest, dass die Energiebereitstellung über Laktat in dieser Spielsportart eine große Rolle spielt. Dieses Anion der Milchsäure hat in den letzten zwanzig Jahren einen Imagewandel erlebt und das Interesse an seinen Eigenschaften hält an. Frühere Vorstellungen, wie zum Beispiel

- Laktat als Abfallprodukt,
- Laktat verantwortlich für die muskuläre Ermüdung,
- Laktat als Hauptfaktor bei Azidose-induzierten Muskelverletzungen,
- und ein Zustandekommen von Laktat nur unter hypoxischen Bedingungen

sind beim heutigen Stand der Forschung nicht mehr aufrechtzuerhalten. Auch in Deutschland befassen sich die Sportwissenschaftler nun seit einigen Jahren mit diesem Thema und versuchen den Bogen zwischen Theorie und Praxis zu spannen. Die neuen Erkenntnisse lassen völlig neue Sichtweisen für Leistungsdiagnostik und Trainingssteuerung im Bezug auf dieses Stoffwechselprodukt zu.

4.1 Laktat als leistungslimitierender Faktor?

BÖNING schrieb 1994: „ nicht bekannt ist, ob und wie die Laktatkonzentration die Leistungsf ä higkeit begrenzt “ . Seit den neunziger Jahren steht das Laktat unter „neuen“ Gesichtspunkten im Mittelpunkt der Forschung. Davor wurde in Expertenkreisen - und wird heutzutage noch in der landläufigen Meinung - im Zusammenhang mit Erschöpfung, Ermüdung oder Belastungsabbruch im Sport die Ursache auf eine hohe Laktatansammlung in Muskel und Blut zurückgeführt. Neuere wissenschaftliche Erkenntnisse deuten daraufhin, dass dieses, seit Jahrzehnten bestehende Konstrukt, überholt ist.

Beispielhaft für die junge Forschung auf diesem Gebiet fanden SAHLIN und Mitarbeiter (1976) eine bestechende lineare graphische Beziehung zwischen Laktat, Pyruvat und pH Werten, auch bei unterschiedlichen Trainingsintensitäten. Diverse andere Studien wiesen ebenfalls nach, dass die Laktatkonzentration zum Zeitpunkt der willentlichen Erschöpfung am höchsten ist. Dem Laktat als Abfallprodukt wurde zu dieser Zeit eine Ursache-Wirkung-Beziehung, wie es ROBERGS, GHIASVAND und PARKER (2004) beschreiben, bei der sportlichen Ermüdung zugeschrieben. Die traditionelle Sichtweise ging davon aus, dass Milchsäure (diese dissoziiert unter physiologischen Gegebenheiten in 99% zu Laktat und H+ (positiv geladenes Ion des Wasserstoffs)) unter hypoxischen Bedingungen entsteht und über verschiedene Mechanismen eine sogenannte Muskelazidose (pH-Wert-Reduktion) hervorruft. Die gleichzeitig gesteigerte H+ Ionenkonzentration sollte durch Verminderung der Querbrückenbindung, Verminderung der maximalen Verkürzungsgeschwindigkeit, Störung der myofibrillären ATPase (Adenosintriphosphatase), Hemmung der Glykolyserate und Reduzierung der Ca² +(Kalzium)-Rückaufnahme zur Ermüdung führen (GLADDEN 2004). Vor den 90er Jahren versuchten mehr Studien, diese Theorie zu bestätigen als sie zu widerlegen.

Seit ein paar Jahren gibt es in dieser Richtung neue Denkansätze. Inzwischen weiß man, dass Laktat und H+ zusammen, im Verhältnis 1:1, über denselben Transporter im Körper zwischen Zellen und Geweben verteilt werden (JUEL 1997). Auf die Rolle dieser Transporter-Familie wird im späteren Verlauf der Arbeit genauer eingegangen. An dieser Stelle erklärt diese Tatsache das zuvor erwähnte Korrelationsargument der damaligen Studien. Die Ursache-Wirkungs-Beziehung kann jedoch nicht aufrechterhalten werden. Bei genauerer Betrachtung finden sich Unstimmigkeiten in den Studiendesigns, welche die traditionelle Vorstellung „belegten“. Der sinkende pH Wert wurde häufig an Amphibien (z.B. Fröschen) untersucht. Die erregten Muskelfasern erzeugen schneller Laktat und H+, sodass bei gleichem Stimulus die Azidose bei diesen Lebewesen ausgeprägter ist als bei den Säugetieren. Durch bestimmte Experimentbedingungen war der künstlich erzeugte pH-Wert zudem meist niedriger als es während normaler Belastung möglich wäre. Unter realen Voraussetzungen fällt diese physiologische Größe selten unter 6,7, da entweder die Dauer zu kurz oder die Intensität zu niedrig ist. Eine schwere Azidose kommt bei maximaler Belastung über 1 - 10 Minuten vor (CAIRNS 2006). Frühere Studien wurden bei Temperaturen um 10 - 20 Grad durchgeführt, um die Stabilität des Präparats zu gewährleisten. Dies stellte sich als weiteres Defizit heraus. Spätere Untersuchungen zeigten, dass eine Azidose für sich alleine bei physiologischen Temperaturen keine schwere Ermüdung hervorrufen kann. Neben anderen Arbeiten erklärten BRUTON, LÄNNERGREN und WESTERBLAD (1998): “Our results show that at 28 ° C hydrogen ions per se do not impair the ability of isolated mouse muscle fibers to produce force when subjected to repetitive tetanic stimulation at short intervals”. Nach weiterer Forschung bestätigte sich, dass die Querbrückenbindungen in Säugetieren bei physiologischen Temperaturen nicht durch eine Azidose beeinträchtigt werden (WESTERBLAD, ALLEN, LÄNNERGEN 2002). Fast gleichzeitig stellten POSTERINO und Mitarbeiter (2001) keine bedeutende Hemmung der physiologischen Ca² +-Ausschüttung durch Laktat per se im Skelettmuskel fest. Auch hemmt eine muskuläre Azidose die Glykolyserate im Skelettmuskel nicht (BANGSBO und Mitarbeiter 1996). Neben diesen Ergebnissen zeigte GLADDEN (2004), basierend auf einer Methode nach KOWALCHUK (1988), dass Laktat bei weitem nicht der einzige Faktor ist, der zu pH-Wert-Veränderungen führt.

Diese Forschungsarbeiten beweisen, dass Laktat nicht, wie früher angenommen, die Hauptrolle bei der muskulären Ermüdung spielt. Logischerweise bedingen viele Faktoren dieses Phänomen. Die konkrete Ursache der muskulären Ermüdung ist bisher noch unbekannt. Diskutiert werden in diesem Zusammenhang die Reduktion des verfügbaren Kreatinphosphats, die Anhäufung von anorganischem Phosphat, eine erschwerte Auslösung muskulärer Aktionspotentiale durch extrazelluläre Kaliumerhöhung und eine Entkoppelung der Kalziumfreisetzung aus dem sarkoplasmatischen Retikulum (MAIRBÄURL 2002, FITTS 2004). WESTERBLAD (2002) spricht von einem indirekten Einfluss der Milchsäure: Durch die Aktivierung von Nervenfasern der Gruppen 3 und 4 soll ein unangenehmes Gefühl im Zuge der Ermüdung entstehen. Dies entspricht jedoch wieder der traditionellen Meinung von Trainern und Sportlern, dass Laktat durch Schmerzen zum Belastungsabbruch führt. PHILP (2005) hingegen schließt aus diesen neuesten Untersuchungen, dass Laktat eher dazu beiträgt, extremste Belastungen im Körper wahrzunehmen. Durch dieses Signal kann der Körper die Intensität herunterfahren oder das Training beenden, bevor Muskel- oder Organschäden auftreten. Diese Vorstellung, des Laktats als Signalmolekül, deckt sich mit vielen Studien, die sich mit der neuen Sichtweise des Laktats beschäftigt haben.

4.2 Aktuelle Ergebnisse und neue Sichtweisen

In den letzten Jahren brachten Studien viele bisher unentdeckte Eigenschaften des Laktats ans Licht: Mit dem Nachweis der Laktat-Transporter im Körper wird es nun als aktives Signalmolekül gesehen, das ein wichtiges Zwischenprodukt im Prozess von Wundheilung und Wundregeneration darstellt Vermittler in zahlreichen metabolischen Prozessen ist den Körper vor Überlastung warnt als Treibstoff verwendet wird.

Beginnend mit dem letzten Punkt wird in den nächsten Kapiteln dem Imagewandel des Laktats nachgegangen.

4.2.1 Treibstoff Laktat

Dass Laktat als Energiequelle dient, ist schon seit längerer Zeit bekannt. Dieser Aspekt wurde jedoch durch den negativen Ruf des Moleküls eher stiefmütterlich behandelt. Sowohl in der Gesundheitsforschung als auch im Leistungssport kann von dem Wissen über „Treibstoff Laktat“ profitiert werden. Das Laktat als Produkt der anaeroben Glykolyse wird vom Körper kontinuierlich unter aeroben Bedingungen verwendet. Laut MAREES (2003) werden bei einer Belastung von 40 - 75 % der maximalen Sauerstoffaufnahme 70 - 90 % des gebildeten Laktats im menschlichen Muskel als Brennstoff verwendet. Die aktive Muskulatur verbraucht dabei mit etwa 50 % den Löwenanteil. Der Herzmuskel und die inaktive Skelettmuskulatur beteiligen sich jeweils mit circa 15 %. Generell steigt die Laktataufnahme im Herzmuskel unter Belastung an. Bei großer Anstrengung (> 3- 4 mmol) wird Laktat zum primären Energielieferanten und kann für bis zu 60 % des oxidativen Stoffwechsels verantwortlich sein (STANLEY 1991). Desweiteren tragen andere Organe, wie Niere, Gehirn, Magen oder Lunge zum Laktatumsatz im Körper bei (VAN HALL 2010). In seinem Statement „ Lactate - Link between glycolytic and oxidative metabolism ” beschreibt BROOKS (2007) die Verteilung der Energiebereitstellung. Er spricht davon, dass 70 - 75 % des Laktats unter Belastung oxidiert werden. Der restliche Anteil wird für die Glukoneogenese herangezogen. Weitere Untersuchungen (BROOKS 2009) mit Biomarkern und Blutproben an Menschen kommen zu dem Ergebnis, dass Laktat, sowohl in Ruhe als auch unter Belastung, ständig gebildet und umgesetzt wird. Bei 50 - 75 % der VO2max werden 75 - 80 % oxidiert. Dieses Anstrengungsniveau entspricht z.B. den ruhigeren Phasen eines Fußballspiels.

Laktat wird also im arbeitenden Skelettmuskel gebildet und dort, sowie in benachbarten und weiter entfernten Geweben im Körper, auch verbraucht. Es findet ein Austausch zwischen einzelnen Zellen und Zellverbänden statt (siehe Kapitel „Eigenschaften des Laktattransports“). Bezüglich Laktataufnahme und - Abgabe haben Typ I und Typ II Muskelfasern unterschiedliche Eigenschaften. PAGLIASSOTTI (1990) führten dazu eine Studie an präparierten Muskeln von Kaninchen durch:

[...]