Crossfit- oder Intervalltraining. Womit kann die aerobe Leistungsfähigkeit effizienter trainiert werden?

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung und Problemstellung

2 Zielsetzung
2.1 Zielsetzung der Bachelor- Thesis

3 Gegenwärtiger Kenntnisstand
3.1 Einführung in das Thema Ausdauer
3.1.1 Die allgemeine aerobe Ausdauer
3.1.2 Die anaerob- alaktazide Energiebereitstellung
3.1.3 Die anaerob- laktazide Energiegewinnung aus Kohlenhydraten
3.2 CrossFit
3.2.1 Trainingseffekte und Inhalt des CrossFit Trainings
3.2.2 CrossFit- Wissenschaftlicher Forschungsstand
3.3 Intervalltraining
3.3.1 Intervalltraining- allgemeine Daten
3.3.2 Stoffwechselvorgänge bei der intensiven Intervallmethode
3.3.3 Anpassungserscheinungen bei der intensiven Intervallmethode
3.4 Maßnahmen zur Verkürzung der Regenerationszeit
3.4.1 Die extensive Dauermethode zur Regeneration
3.5 Vitalparameter
3.5.1 Herz und Herzfrequenz allgemein
3.5.1.1 Auswirkungen von Training auf das Herz- Kreislauf- Systems
3.5.2 Die maximale Sauerstoffaufnahme - VO2max
3.5.2.1 Leistungsbegrenzende Faktoren der maximalen Sauerstoffaufnahme
3.5.2.2 Die Verbesserung der VO2max durch ein ausdauerorientiertes Training
3.5.3 Blutdruck und Blutdruckregulation
3.6 Weitere Anpassungen
3.6.1 Die Zusammensetzung des Blutes
3.6.2 Adaption des arteriellen Gefäßsystems
3.6.3 Kapillarisierung
3.6.4 Das Vier- Stufen- Modell der Anpassung nach Hottenrott & Neumann
3.7 Einfluss des Trainings auf die Muskulatur
3.7.1 Muskeldurchblutung und Muskelkapillarisierung
3.7.2 Muskelstoffwechsel
3.8 Coopertest

4 Methodik

5 Ergebnisse
5.1 Abnehmende Dauer des Trainings
5.2 Vergleich der Start und Endwerte CrossFit Männer
5.3 Vergleich der Start und Endwerte CrossFit Frauen
5.4 Vergleich der Start und Endwerte Intervall Männer
5.5 Vergleich der Start und Endwerte Intervall Frauen
5.6 Vergleich der Start und Endmessungen beider Gruppen

6 Diskussion

7 Zusammenfassung
7.1 Effektivität der beiden Trainingsformen
7.2 Schlussfolgerung

8 Literaturverzeichnis

9 Abbildungs-, Tabellen-, Abkürzungsverzeichnis
9.1 Abbildungsverzeichnis
9.2 Tabellenverzeichnis
9.3 Abkürzungsverzeichnis

Anhang

Anhang 1: Übungsverzeichnis

Anhang 2: Abbildungsverzeichnis

1 Einleitung und Problemstellung

„Dieser Trend ist nicht zu stoppen! Weltweit trainieren Sportler derzeit bereits in mehr als 11.000 CrossFit- Boxen. […] Keine Frage: Functional Training ist das Workout der Zukunft“ (Schönegge, 2015, S.24)!

Bereits 4000 v. Chr. benutzten wandernde Zirkusartisten in Asien sogenannte Rundhanteln. Im frühen 19. Jahrhundert entstehen funktionelle Bewegungsabläufe mit dem eigenen Körpergewicht im Bereich des Turnens. Im Jahr 1980 entwickelt Susanne Klein- Vogelbach die Funktionelle Bewegungslehre (FBL), die auch unter dem Namen Functional Kinetics bekannt ist. Der amerikanische Turner und Fitnesstrainer Greg Glassman eröffnet 1995 das erste CrossFit Studio in Santa Cruz. 1996 erstellt Mark Verstegen (US Fußballtrainer) neue funktionelle Konzepte und veröffentlicht sie in seinem Buch „Core Performance“. Jürgen Klinsmann adaptiert daraufhin im Jahr 2004 Verstegen´s Methoden für das Training der deutschen Nationalmannschaft. Die „wilden Seile“ auch bekannt als „Battle Robes“ werden in Deutschland 2010 populär. Zwei Jahre später entsteht das Freeletics- Konzept (Schönegge, 2015, S. 26f.).

Das Intervalltraining wurde um 1900 entwickelt. 1939 erwirbt der Kurzstreckenläufer (400m und 800m) Rudolf Harbig bedeutende Erfolge durch das Training nach der Intervallmethode (Kindermann, 2013, S.318). In den 1940er Jahren beginnt sein Trainer Woldemar Gerschler mit der wissenschaftlichen und systematischen Entwicklung des Intervalltrainings, woraufhin in den 1950er Jahren das Intervalltraining im Ausdauersport immer populärer wird (Schnabel et. al., 2011, S. 353). 1950 erzielt Emil Zatopek zahlreiche Erfolge im 5.000m Lauf, 10.000m Lauf und Marathon, welche auf das Intervalltraining zurückzuführen sind (Kindermann, 2013, S. 318). Anfang 1980 kommt es zu einem Wandel und die Dauermethode verdrängt die Intervallmethode aus dem Training der Läufer. Ende der 1990er Jahren kommt es zum Einzug des HIT- Trainings in den Leistungssport. HIT bzw. HIIT ist eine Form der Intervallmethode, welche dadurch wiederentdeckt wurde (Kindermann, 2013, S.318). Beide Bezeichnungen werden im Sprachgebrauch als hochintensives Intervall- Training (High Intensity Interval Training) gleichermaßen verstanden. Es gibt zahlreiche Studien zum Thema Intervalltraining und Hit Training und dessen Trainingserfolge, die damit erzielt werden. Auch über CrossFit gibt es einzelne Studien, die meist im amerikanischen Raum durchgeführt wurden.

Jedoch gibt es zu diesem Zeitpunkt keine Studie, die beide Trainingsformen miteinander vergleicht und darstellt, welche Trainingsform effizienter ist, bzw. ob es überhaupt einen Unterschied beider Trainingsformen gibt.

Ein ausdauerorientierter Sportler hat im Vergleich zu einem Untrainierten später einsetzende Ermüdungserscheinungen bei gleichen,ausdauerorientierten Belastungen. Denn „unter Ausdauer wird allgemein die psycho-physische Ermüdungswiderstandsfähigkeit des Sportlers verstanden. Dabei beinhaltet die psychische Ausdauer die Fähigkeit des Sportlers, einem Reiz, der zum Abbruch einer Belastung auffordert, möglichst lange widerstehen zu können, die physische Ausdauer die Ermüdungswiderstandsfähigkeit des gesamten Organismus bzw. einzelner Teilsysteme“(Weineck, 2010a, S.229). Der Sportler kann größere Umfänge und Intensitäten tolerieren, wodurch er höhere Trainingsreize setzen kann. Er ist in der Lage, anfallende Ermüdungsstoffe schneller zu eliminieren und abzubauen, wodurch sich seine Regenerationszeit verkürzt.

Welches Training ist effizienter im Hinblick auf die aerobe Ausdauerleistungsfähigkeit? CrossFit oder intensives Intervalltraining? Womit lassen sich Ruhepuls und Blutdruck senken? Mit welcher Trainingsform lässt sich die maximale Sauerstoffaufnahme effizienter verbessern? Ist CrossFit nur ein Trend, oder wirklich ein effektives Training, das man als „Workout der Zukunft“ bezeichnen kann? Oder ist das gängige Intervalltraining, das seit Anfang des 20. Jahrhunderts betrieben und weltweit von den meisten Sportlern praktiziert wird, die effizientere Trainingsmethode?

CrossFit- im Vergleich zu Intervalltraining:

Womit kann die aerobe Ausdauerleistungsfähigkeit effizienter trainiert werden?

Diese Fragestellung wird mithilfe eines sechswöchigen Trainingsprogramms empirisch untersucht.

In der Bachelor- Thesis soll ein systematischer Überblick zum Thema CrossFit und Intervalltraining erfolgen. Der Schwerpunkt der Forschung stellt die Frage dar, womit die aerobe Ausdauerleistungsfähigkeit effizienter trainiert werden kann.

Die Thesis ist hierzu wie folgt aufgebaut: Im zweiten Kapitel wird die Zielsetzung der Arbeit und die dazu betrachteten Parameter dargestellt. Im dritten Abschnitt wird der gegenwertige Kenntnisstand genau betrachtet und anhand bereits veröffentlichten Studien manifestiert. Worauf im vierten Kapitel die Methodik und Vorgehensweise der Studie erläutert werden. Die daraus resultierenden Ergebnisse werden anhand von Tabellen und Abbildungen im fünften Kapitel genau beschrieben. Im sechsten Kapitel werden der Vorgang der Studie, wie auch die Ergebnisse diskutiert und im siebten Kapitel das Fazit dargestellt. Im Anhang befinden sich die CrossFit Übungen, die in der Studie von den Probanden durchgeführt wurden, welche ebenfalls mithilfe von Abbildungen, Text und Tabellen anschaulich dargestellt werden. Im Anschluss sind die genauen Messergebnisse der einzelnen Gruppen und Geschlechter vorzufinden.

2 Zielsetzung

2.1 Zielsetzung der Bachelor- Thesis

Ziel der Bachelor- Thesis ist es, herauszufinden, mit welcher Trainingsform effizienter die aerobe Ausdauerleistungsfähigkeit trainiert wird. Anhand der Start und Endmessung soll erkannt werden, welche Gruppe sich nach der Trainingsperiode mehr verbessert. Die Werte Ruhepuls, VO2max, Blutdruck und erreichte Meter im Coopertest werden Aufschluss darüber geben, wessen Herzkreislaufsystem sich anpasst, aber auch wessen psychisches und physisches Durchhaltevermögen gesteigert wird. Inwiefern sich die Werte der Gruppen verändern, spiegeln die prozentualen, sowie in Zahlen ausgedrückten Veränderungsangaben wider.

Anhand der Trainingsergebnisse können für die Praxis weitere Trainingsempfehlungen abgeleitet und somit das Training eines Ausdauersportlers optimiert werden. Das Training wird vielseitiger und abwechslungsreicher gestaltet, wodurch der Spaß am Training garantiert wird und immer neue Trainingsreize auf den Organismus des Sportlers treffen.

3 Gegenwärtiger Kenntnisstand

3.1 Einführung in das Thema Ausdauer

„Unter Ausdauer wird allgemein die psycho- physische Ermüdungswiderstandsfähigkeit des Sportlers verstanden. Die psychische Ausdauer beinhaltet die Fähigkeit des Sportlers, einem Reiz, der zum Abbruch einer Belastung auffordert, möglichst lange Widerstehen zu können. Die physische Ausdauer beinhaltet die Ermüdungswiderstandsfähigkeit des gesamten Organismus beziehungsweise einzelner Teilsysteme“ (Weineck, 2010a, S. 229).

Je nach Anteil an beteiligter Muskulatur unterscheidet man zwischen allgemeiner und lokaler Ausdauer. Wenn mehr als 1/7 der Muskulatur an der Bewegung beteiligt sind, so spricht Gaisl (1979, S. 240) von einer allgemeinen Ausdauer. Sie wird hauptsächlich durch das Herz- Kreislauf-/ Atmungssystem (VO2max) und der Sauerstoffausnutzung limitiert (Gaisl, 1979, S. 240). Die lokale Ausdauer wird durch die anaerobe Kapazität, Schnell-, Schnelligkeits-, und Schnellkraft, sowie durch die neuromuskuläre Koordination bestimmt. Zudem wird zwischen einer allgemeinen und speziellen Ausdauer unterschieden. Die allgemeine Ausdauer wird als Sportartunabhängige- auch als Grundlagenausdauer bezeichnet. Die spezielle Ausdauer wird als sportartspezifische Form gesehen (Weineck, 2010b, S.319; Weineck, 2010a, S. 229). Unter Betrachtung der muskulären Energiebereitstellung unterscheidet man die aerobe und anaerobe Ausdauer. „Bei der aeroben Ausdauer steht ausreichend Sauerstoff zur oxidativen Verbrennung der Energieträger zur Verfügung, bei der anaeroben Ausdauer ist die Sauerstoffzufuhr aufgrund der hohen Belastungsintensität […] zur oxidativen Verbrennung unzureichend, die Energie wird anoxidativ (über die Kohlenhydrat- und Phosphatverbrennung) bereitgestellt“

(Weineck, 2010b, S. 320). Je nach zeitlicher Dauer und dementsprechend angepasster Intensität, wird in der allgemeinen Ausdauer zwischen der Kurzzeit-, Mittelzeit- und Langzeitausdauer unterschieden. Tab. 1 gibt weitere Informationen über die jeweilige Dauer, sowie die hauptsächliche Energiebereitstellung der jeweiligen Ausdauerform.

Tab. 1: Bereiche der Ausdauer unterteilt nach zeitlicher Dauer (nach Zintl& Eisenhut, 2001)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

3.1.1 Die allgemeine aerobe Ausdauer

„Das Training der allgemeinen aeroben Ausdauer (allgemeines Ausdauertraining) hat ein breites Wirkungsspektrum. Die Belastungsreize erhalten und verbessern die Funktionsfähigkeit vieler Organe und Organsysteme“ (Friedmann, 2009, S. 24).

Dabei findet das Training zur Verbesserung der aeroben Ausdauer überwiegend im aeroben Bereich statt. „Die Belastungsintensität liegt unter der anaeroben Schwelle. Die Energiegewinnung ist vorwiegend aerob. Die aufgenommene Sauerstoffmenge reicht aus, um die benötigte Energiemenge bereitzustellen“ (Friedmann, 2009, S. 23). Für eine trainingswirksame Belastung sollten mindestens 1/7 der Gesamtmuskulatur eingesetzt werden.

Nach Friedmann (2009, S.21) ist die aerobe Schwelle auf 2 mmol/l festgelegt. Bei den Ausdauerbelastungen, bei denen der Laktatspiegel unter 2 mmol/l ist, findet die Energiegewinnung ausschließlich aerob statt. Dabei liegt der Anteil an Fettsäuren zur Energiegewinnung etwa bei 50% (Training des Fettstoffwechsels). Steigt der Laktatspiegel, so kann zusätzliche Energie nur über den anaerob- laktaziden Stoffwechsel bereitgestellt werden. Der aerob- anaerobe Übergangsbereich liegt zwischen der aeroben und anaeroben Schwelle. Mit steigender Belastungsintensität nimmt die anaerob- laktazide Energiegewinnung zu, dennoch bleiben Laktatbildung und Laktatabbau im Gleichgewicht, sodass bei konstanter Belastung der Laktatspiegel gleich bleibt. Nach Friedmann (2009, S. 22) liegt die anaerobe Schwelle bei 4 mmol/l. An dieser Schwelle liegt ein maximales Laktatgleichgewicht vor, sodass Laktatbildung und Laktatabbau gerade so noch im Gleichgewicht stehen. Um den Energiebedarf zu decken, reicht die aufgenommene Sauerstoffmenge noch aus. Wird die Belastungsintensität höher, erfordert dies eine Verstärkung der anaerob- laktaziden Energiegewinnung. Auch bei konstanter Belastungsintensität steigt nun der Laktatspiegel stetig an, was zur schnelleren Ermüdung durch Laktatanhäufung, sowie Übersäuerung und schlussendlich zum Abbruch der Belastung führt. Die Übergänge zwischen der steigenden Belastungssituation sind fließend. „Die Anteile der einzelnen Energiebereitstellungswege an der Gesamtenergiebereitstellung [ändern sich] kontinuierlich mit der Belastungsintensität“ (Friedmann, 2009, S. 22).

„Hier wird deutlich, wie wichtig eine gut funktionierende aerobe Energiegewinnung (Grundlagenausdauer) für die Erholungsfähigkeit nach intensiven Belastungen ist (Friedmann, 2009, S. 19).

Die einzelnen Wege der Energiebereitstellung laufen immer parallel in der Muskelzelle ab. Durch die Belastungsintensität wird der jeweilige Anteil an der Energiebereitstellung bestimmt (Friedmann, 2009, S. 20). Je besser die aerobe Energiebereitstellung, desto länger hält eine Person eine ansteigende Geschwindigkeit durch, da die Laktatproduktion länger im aeroben Bereich bleibt und langsamer ansteigt, als bei einer untrainierten Person. Eine bessere aerobe Ausdauerleistungsfähigkeit führt somit zu einer Senkung der Laktatkurve bei gleicher Belastung und somit zu einem längeren Durchhaltevermögen bei einer effizienteren Energiebereitstellung.

3.1.2 Die anaerob- alaktazide Energiebereitstellung

Jede Muskelzelle des menschlichen Körpers besitzt einen geringen Vorrat an energiereichen Phosphaten, vor allem Kreatinphosphat (KP). Durch die Spaltung dieser Phosphate wird Adenosintriphosphat (ATP) ohne Sauerstoff (anaerob) hergestellt. Es handelt sich um eine alaktazide Energiegewinnung und somit wird kein Laktat (Milchsäure) gebildet. Der ATP Verbrauch in der Muskelzelle und die Gewinnung des ATPs halten sich im Gleichgewicht. Nach etwa 7 Sekunden ist der Kreatinphosphat Speicher völlig entleert, wodurch beispielsweise nach dem Start eines 200m Intervalls die Energiegewinnung aus Kohlenhydraten aktiviert wird (Friedmann, 2009, S.19).

3.1.3 Die anaerob- laktazide Energiegewinnung aus Kohlenhydraten

Grundsätzlich sind zwei verschiedene Arten von Kohlenhydraten im Körper vorhanden. Glykogen wird in der Leber und in der Muskelzelle gespeichert. Glucose ist in gelöster Form im Zell- und Blutplasma vorhanden. Das Glykogen muss zunächst in Glucosemoleküle zerlegt werden, denn nur Glucose kann zur ATP Gewinnung in der Muskulatur verwendet werden. Die Zufuhr von Glucose geschieht regulatorisch durch die Leber, oder durch das Verdauungssystem in das Blut. Dieses transportiert die Glucose zur Muskelzelle, wo es zur ATP Herstellung genutzt wird und neue Energie liefert. Pro Zeiteinheit kann die Muskelzelle aus dem Glykogenspeicher anaerob doppelt so viel Energie gewinnen als aerob. Allerdings wird als Endprodukt Laktat (Milchsäure) gebildet. Dadurch kommt es zur Übersäuerung des Blutes und der Muskelzelle, wodurch sich die Enzymaktivität und die ATP Bildung verlangsamen. Die Übersäuerung ist beim Intervalltraining in den Waden und Oberschenkeln deutlich spürbar, wodurch nach den Intervallen die Trabpause eingeschaltet wird. Der Abbau des Laktats im Herzmuskel, im Blut und in der Muskulatur verläuft jedoch relativ langsam, wodurch sich das Laktat in der Trabpause nur leicht verringert. Der Abbau des Laktats ist nur über die aerobe Energiegewinnung mit Sauerstoff möglich. Pro 15 Minuten senkt sich der Laktatspiegel um die Hälfte (Friedmann, 2009, S. 19).

3.2 CrossFit

3.2.1 Trainingseffekte und Inhalt des CrossFit Trainings

Ziel des CrossFit Programms ist es, eine allgemeine, breite und integrative Fitness zu entwickeln, die einen Athleten auf jede körperliche Tätigkeit vorbereitet. „CrossFit forge a broad, general, and inclusive fitness that will be best prepare trainees for any physical contingency” (Glassman, 2010). CrossFit dient der Verbesserung der Leistung, der Maximierung der inter- und intramuskulären Koordination, sowie der Gewichtsreduktion (Glassman, 2010).

Nach Glassman (2010) unterliegt CrossFit drei unterschiedlichen Standards. Der erste Standard sind die zehn allgemeinen körperlichen Fähigkeiten, die beim CrossFit trainiert werden. Diese sind die kardiovaskuläre/ aerobe Ausdauer, Durchhaltevermögen, Kraft, Flexibilität, Leistung, Schnelligkeit, Koordination, Beweglichkeit, Balance und Genauigkeit. Der zweite Standard beinhaltet, dass Fitness die Fähigkeit ist, physische Aufgaben auf gutem Niveau durchzuführen. Der dritte Standard ist die Fähigkeit des Athleten, beim Durchführen verschiedener CrossFit Übungen, in den drei Stoffwechselwegen ausreichend Energie bereitstellen zu können. Diese sind der Glucose-, Phosphat- und aerobe Stoffwechsel (Glassman, 2010). Alle drei Stoffwechselwege werden beim CrossFit Training, je nach Dauer und Intensität genutzt und vom Organismus angepasst. CrossFit „encourages new skill development, generates unique stressors, crosses modes, incorporates quality movements, and hits all three metabolic pathways” (Glassman, 2010).

Ein Athlet ist nur so fit, wie die Ausprägung seines Stoffwechsels. Um die aerobe Fitness zu verbessern, muss der Athlet regelmäßig abwechslungsreiche und funktionelle Bewegungen in hoher Intensität absolvieren.

CrossFit ist eine Mischung aus Ausdauer, Gewichtheben, Zirkeltraining und Gymnastik.

Laut Glassman (2010) verbessert sich der Stoffwechsel und die Ausdauer durch Sportarten, wie Fahrradfahren, Rudern, Joggen, Schwimmen, Inliner- und Ski fahren. Diese Aktivitäten soll man in unterschiedlicher Intensität (aerob/ anaerob), sowie in unterschiedlichem Umfang trainieren. Gymnastik beinhaltet alle Übungen, die mit dem eigenen Körpergewicht gegen die Schwerkraft absolviert werden (Liegestütze, Dips). Unter Gewichtheben versteht Glassman (2010) das olympische Gewichtheben, das aus Reißen und Stoßen besteht (Kreuzheben, Umsetzen- Stoßen, Kniebeuge, Schulterdrücken). Somit besteht CrossFit aus funktionellen Übungen, die den Rupf stabilisieren und die Extremitäten trainieren. Es sind sichere Übungen, wenn die Technik korrekt ausgeführt wird.

Dabei beinhaltet das Training üblicherweise ein Warm-up, Techniktraining und ein „Workout ofthe day“ (WOD). Die Dauer des reinen Trainings beträgt 5- 20 Minuten. Beim Training in Kleingruppen wird der Wettbewerb untereinander, Kameradschaft und Spaß am Sport vermittelt.

3.2.2 CrossFit- Wissenschaftlicher Forschungsstand

Über CrossFit gibt es nur wenige Untersuchungen, die noch nicht wiederholt wurden. Jedoch zeigen diese Studien, wie CrossFit die maximale Sauerstoffaufnahme, die aerobe und anaerobe Kapazität, sowie den Stoffwechsel verbessern. Ebenso zeigen sich Veränderungen in der Körperzusammensetzung der Versuchspersonen, sowie ein Zuwachs an Muskulatur. Ebenfalls wurde auch die Verletzungsgefahr untersucht.

“The sustained high power output associated with HIPT (high intensity power training) might serve as a stimulus for positive adaptations regarding maximal aerobic capacity and body composition” (Smith et al, 2013).

Smith et al. (2013) führen eine Studie mit 23 Männern und 20 Frauen durch, welche 10 Wochen lang 5 mal pro Woche CrossFit absolvieren und sich nach der Paleo Diät ernähren. Ziel dieser Studie ist es, die Effekte von CrossFit in Bezug auf die aerobe Fitness und die Körperzusammensetzung zu untersuchen. Nach 10 wöchiger Absolvierung des Trainings- und Ernährungsprogrammes erhalten Sie folgende Ergebnisse:

Tab. 2: Ergebnisse der Studie(Smith et al.)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die VO2max verbessert sich bei den Männern um 9,0% und bei den Frauen um 9,6%. Dabei verbessert sie sich bei Männern von 43.10 ± 1.40 zu 48.96 ± 1.42 ml/ kg/ minund bei Frauen von ursprünglich 35.98 ± 1.60 zu 40.22 ± 1.62 ml/ kg/ minnach einem 10 wöchigen Training. Das Körpergewicht hat sich bei beiden Geschlechtern verringert, folglich auch der BMI. Der Fettanteil hat sich enorm reduziert. Ebenfalls wurde Muskulatur aufgebaut.

Schlussfolgernd zu deren Studie verbessert CrossFit die Ausdauerleistungsfähigkeit, kräftigt die Muskulatur und führt zur Reduktion des Fettgewebes. „CrossFit is a very effective method to improve cardiovascular endurance, independent of current fitness level. CrossFit is very effective in improving body composition and therefore in improving your figure in a healthy manner. CrossFit increases muscle mass as well. However it is less effective than training programs aimed specifically at increasing muscle mass” (Smith et al, 2013). Nach Smith et al (2013) kann CrossFit als Zusatz zum Ausdauertraining unter geringem Zeitaufwand genutzt werden.

Je schneller man das CrossFit Programm absolviert, desto mehr Kalorien verbrennt man pro Minute. Männer verbrennen beim CrossFit Training durchschnittlich 20,5 kcal/ min, Frauen verbrennen 12,3 kcal/ min (Porcari et al, 2013). Die CrossFit Absolventen haben eine Herzfrequenz von 90% in der ersten CrossFit Runde, während die CrossFit Industrie eine Herzfrequenz von 64-90% der maximalen Herzfrequenz empfiehlt (Porcari et al., 2013).

Mit einer Gruppe von Soldaten erstellten Paine, Uptgraft und Wylie (2010) eine CrossFit Studie, in der die Soldaten mithilfe von 4 unterschiedlichen CrossFit Programmen trainieren. „The purpose of this study is to test the efficacy of the CrossFit fitness program and methodology to increase the physical fitness of U.S. Army Soldiers” (Paine et al., 2010, p.1). Als Verbesserung der körperlichen Fitness bezeichnen die Autoren eine Verbesserung des Phosphat-, Glucose-, und aerobe Stoffwechsels. Es werden 14 Soldaten ausgewählt (9 Männer, 5 Frauen), welche in 4 Gruppen aufgeteilt werden. Gruppe 1 absolviert das

Army Physical Training (Maximale Wiederholungen Liegestütze in 2min, 10min Pause, Maximale Wiederholungen Sit Ups in 2min, 10min Pause, 2 Meilen Rennen) als Kontrollgruppe, die anderen Gruppen sind nach den CrossFit WOD´s benannt:

„Fran“ (4 Runden: 21- 15- 9 Wiederholungen Thrusters und Klimmzüge), „Fight gone bad“ (3 Runden: 1min Medizinball gegen die Wand werfen, 1 min Sumo deadlift high pull, 1 min box jumps, 1min Liegestütze, 1 min Rudern) und „CrossFit total“(1 Wiederholung mit Maximalgewicht: Schulterdrücken, Tiefkniebeuge, Kreuzheben).

„ [The authors chose those CrossFit Programs, because of] their diversity from one another and their collective ability to test the athletes’ performance across different metabolic pathways and modalities” (Paine, et al., 2010).

Die Teilnehmer trainieren 5mal pro Woche. Nach 6 Wochen Training kommen Paine et al. zu folgendem Ergebnis. Die Teilnehmer verbesserten sich um 3,71% bis 41,92% bezogen auf die Trainingsleistung verglichen mit der ersten Trainingseinheit. Überdurchschnittliche Teilnehmer verbesserten ihre Trainingskapazität dennoch signifikant. Es sind keine Verschlechterungen vorzufinden. Ein Teilnehmer der Studie ist einer der fittesten Athleten der Welt, dennoch verbessert er sich signifikant (Verbesserung der Gesamtarbeitskapazität um 28,23%). „[We] believe that the CrossFit program’s prescription of high- intensity combined with constant variance is one of the primary reasons that the above-average participants in the study experienced gains in work capacity” (Paine, et al., 2010). Ebenfalls bestätigen Paine et al., dass die hohe Verbesserung der Leistung aus der unterschiedlichen Fitness der Teilnehmer resultiert. Sie seien zwar von der Wirkung von CrossFit überzeugt, jedoch führe jede neue Form der Bewegung im High Intensity Trainingsbereich zu Verbesserungen, ungeachtet, welches Trainingsprogramm man verwende.

Heinrich et al. (2012) erstellen eine Vergleichsstudie zwischen zwei Trainingsformen: Dem Army Physical Readiness Training (APRT) und der Mission Essential Fitness (MEF). Das Army Physical Readiness Training ist eine Trainingsform, nach der die US Army häufig trainiert, um die Leistung hinsichtlich des „Army Physical Fitness Tests“ (APFT) zu verbessern. Dieser Test zeigt die Ausdauer und das muskuläre Durchhaltevermögen der Armee. Das APRT Trainingsprogramm ist eine Trainingsform, durch welche die Beweglichkeit, Kraft und Ausdauer (Durchhaltevermögen) trainiert werden (Heinrich et al, 2012). Es wird 5mal pro Woche absolviert und beinhaltet ein Aufwärmprogramm, ein 50 minütiges Training und Abwärmen. Das Training besteht aus einem funktionellen Zirkeltraining in hoher Intensität. Das Mission Essential Fitness (MEF) Trainingsprogramm hat die Schwächen des APRT verbessert und beinhaltet funktionelle Mehrgelenksübungen, die in unterschiedlicher Geschwindigkeit als Zirkel absolviert werden (Heinrich et al, 2012). Trainiert werden damit Kraft, Ausdauer, Schnelligkeit und Beweglichkeit. Verwendet werden Hilfsgeräte, wie Hanteln, Reifen, Bänder, Medizinbälle. Hierbei verwenden die Autoren die gleiche Methode, wie beim CrossFit Training, wodurch die MEF mit CrossFit vergleichbar ist.

67 Soldaten wurden nach dem Zufallsprinzip in die zwei Gruppen eingeteilt. Sie trainieren 2mal pro Woche in einem Zeitraum von 8 Wochen. Getestet werden die Soldaten vor und nach den 8 Wochen mit dem Army Physical Fitnes Test (So viele Liegestütze wie möglich in einer Minute, so viele Sit Ups wie möglich in einer Minute, Eineinhalb Meilen Lauf, Zwei Meilen Lauf) und dem Feld Test (Kasch 3 Minuten Step Test, Bankdrücken, Flexibilität und Beweglichkeit). Gemessen wird auch die Körperzusammensetzung, sowie Ruhepuls und Blutdruck.

Nach 8 Wochen Training verbessern sich die Soldaten, die nach der Mission Essential Fitness trainiert haben signifikant bei der Anzahl der durchgeführten Liegestütze, bei der Zeit im Zwei Meilen Rennen, beim Step Test, Bankdrücken und der Flexibilität im Vergleich zur APRT Gruppe (Heinrich et al., 2012). Zusätzlich verbessert das MEF Training die allgemeine Fitness, Kraft, aerobe Ausdauer, Kraftausdauer und Beweglichkeit (Heinrich et al., 2012). Diese Ergebnisse resultieren nach einer relativ geringen Anzahl an Trainingseinheiten. Das Ergebnis unterstützt die Durchführung funktioneller Bewegungen im hochintensiven Bereich.

Jedoch nicht nur für das Militär, auch für „Normalpersonen“ soll CrossFit eine effiziente Wirkung erzielen. „All individuals across a broad facet of fitness levels and abilities, from Olympic athletes to hometown grandparents, have the need to increase power output and can benefit from CrossFit methodologies” (Glassman, 2010).

Jeffery (2012) von der National Academy of Sports Medicine vergleicht CrossFit mit den empfohlenen Richtlinien des American College of Sports Medicine (ACSM) im Hinblick auf die Verbesserung der aeroben und anaeroben Ausdauerfähigkeit der Teilnehmer. Das ACSM empfiehlt als Richtlinie ein Ausdauertraining mit einer Häufigkeit von 3-5mal pro Woche und einem Umfang von mindestens 30 Minuten, sowie ein Krafttrainingsprogramm 2-3mal pro Woche, in das alle großen Muskelkruppen involviert werden. Die CrossFit Gruppe trainiert 3-4mal pro Woche in einem CrossFit Studio für 4 Monate.

47 Freiwillige nehmen an der Studie teil, davon trainieren 18 (15 Männer, 3 Frauen) nach dem ACSM Programm und 19 (15 Männer, 4 Frauen) CrossFit.

Um die aerobe und anaerobe Ausdauer zu testen, werden verschiedene Tests durchgeführt (Margaria Kalamen Power Test, the Anaerobic Step Test, and Cooper 1.5-mile run).

Die männlichen Teilnehmer der CrossFit Gruppe waren lediglich im Margaria Kalamen Power Test signifikant besser, als die ACSM Gruppe. Ebenfalls schneiden die Frauen der CrossFit Gruppe im Margaria Kalamen Power Test besser ab, als die der ACSM Gruppe, ebenso sind Männer und Frauen der CrossFit Gruppe im Anaerobic Step Test besser als die ACSM Gruppe, jedoch nicht signifikant (Jeffery, 2012). Obwohl eine geringere Anzahl an Frauen teilgenommen hat, sind die Frauen der CrossFit Gruppe beim Cooper 1,5- mile run etwas schneller (nicht signifikant), als die der ACSM Gruppe. Auch wenn die Werte nicht signifikant unterschiedlich sind, ergibt sich dennoch ein Trend, dass CrossFit effizienter die aerobe und anaerobe Ausdauer trainiert. „CrossFit is one of the first programs to incorporate overall fitness of high anaerobic capacity along with aerobic capacity” (Jeffery, 2012).

Ebenso führt auch Patel (2008) eine Vergleichsstudie zwischen CrossFit und dem ACSM Training im Hinblick auf die Glukose Werte und Körperzusammensetzung bei übergewichtigen, inaktiven Personen durch. An der Studie nehmen 23 Personen teil, die nach dem Zufallsprinzip in die Versuchsgruppen eingeteilt werden. 12 (7 Männer, 5 Frauen) sind in der CrossFit Gruppe, 11 (3 Männer, 8 Frauen) sind in der ACSM Gruppe. Die ACSM Gruppe trainiert 8 Wochen lang 3mal pro Woche 50 Minuten Ausdauer im aeroben Bereich und 2mal pro Woche 20 Minuten Krafttraining. Die CrossFit Gruppe trainiert 3mal pro Woche bis zu 60 Minuten CrossFit. Somit 24 Trainingseinheiten.

Gemessen wurde vor und nach der Trainingsperiode der nüchterne Glukoseplasmaspiegel, der orale Glukosetoleranz Test, die maximale aerobe Kapazität (VO2max) und eine Reihe von Fitnesstests. Diese beinhalten „sit and reach“ (Beweglichkeitstest der Ischiocruralen Muskulatur), „standing broad jump“ (aus dem Stand so weit wie möglich Springen, zur Ermittlung der Sprungkraft), „vertical high jump“ (Hochsprung aus einer Kniebeuge heraus, Liegestütze, Sit ups, 40 Meter Sprint und „stork balance test“ (Einbeinstand, den freien Fuß auf Kniehöhe des Standbeins heran führen und das Knie zur Seite drehen).

Nach dem 8 wöchigen Training verbessern beide Gruppen ihre Kraft bei den Liegestützen. Bei den Sit Ups schneidet die CrossFit Gruppe besser ab. Nur die CrossFit Gruppe verbessert ihre VO2max. Es gibt keine Veränderung des Glucose Spiegels in beiden Gruppen (Patel, 2008).

Diese Ergebnisse unterstützen die Effektivität des CrossFits beim Aufbau der Muskulatur und der Verbesserung der aeroben Kapazität. Ebenfalls ist die Zeiteffizienz beim Durchführen des CrossFits sichtbar, da diese signifikant weniger trainiert haben (Patel, 2008).

Besitzt CrossFit ein höheres Risiko an Verletzungen am Bewegungsapparat als andere Sportarten? Hak, Hodzovic & Hickey (2013) führen die erste Studie zur Verletzungsgefahr bei CrossFit durch. Durch einen Online- Fragebogen, welcher Fragen über das Alter, Trainingsprogramm und die Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln enthält, wurde unter internationalen CrossFit Internet- Foren verschickt. Von 132 Befragten klagen 97 (73,5%) über nachhaltige Verletzungen während dem CrossFit Training. Über 186 Verletzungen wurden angegeben, davon sind 9 (7,0%) operiert worden. Die am Häufigsten angegebenen Verletzungen sind Schulter- und Wirbelsäulenverletzungen, ohne Rhabdomyolyse Fälle. Kalkuliert wurde demnach eine Verletzungsrate von 3 Verletzungen auf 1000 Stunden CrossFit Training. Folglich besitzt CrossFit eine vergleichbare Verletzungsrate wie olympisches Gewichtheben, Powerlifting und Gymnastik und ein geringeres Risiko, als Kontakt-, Mannschaftssportarten, beispielsweise Rugby.

3.3 Intervalltraining

3.3.1 Intervalltraining- allgemeine Daten

Das Intervalltraining wurde durch den tschechischen Athleten Emil Zatopek bekannt, der Anfang der 1950er Jahre bewusst nach Phasen hoher Belastung kurze Trabpausen nutzte, um sich zu erholen.

Die Intervallmethode zeichnet sich durch einen „systematischen Wechsel zwischen Belastung (Arbeitsintervall) und unvollständiger Erholung (sogenannte „lohnende Pause“) innerhalb einer Trainingseinheit“ (Kessel, 1998, S.125) aus. „Der erneute Arbeitsanstieg trifft also stets einen von der vorangegangenen Belastung noch nicht voll erholten Organismus, bezogen auf die O2- Aufnahme“ (Hollmann & Hettinger, 2000, S. 417).

Bei dieser Form des Ausdauertrainings können hohe Belastungsintensitäten realisiert werden. „Der Sinn des Intervallprinzips besteht darin, einen höheren Arbeitspulssummenwert, als im Dauerleistungstraining, zu erzielen“ (Mühlfriedel, 1994, S.106). Demzufolge treffen stärkere Belastungsreize auf den Organismus.

Meyer et al. (1991, S. 904) konnten nachweisen, dass trotz geringer Gesamtarbeit, das Intervalltraining im Vergleich zum Dauertraining einen höheren Leistungszuwachs bewirkt, da höhere, kurzzeitige Belastungsreize auf die zu trainierende Muskulatur treffen.

Außerdem stellt die Intervallmethode unterschiedliche Trainingsvariationen bereit. „Die Intervallmethode bietet infolge ihrer möglichen Variablen (Intensität, Dauer, Umfang, Pausengestaltung) zahlreiche Variationsmöglichkeiten“ (Geiger, 1988, S. 58).

Die Intervallmethode ist für Belastungen der Kurzzeit- (KZI) und der Mittelzeitintervalle (MZI) jedoch weniger für Langzeitintervalle (LZI) geeignet. „Viele Autoren orientieren sich bei der zeitlichen Zuordnung von Kurzzeit-, Mittelzeit-, und Langzeitintervallen immer noch an Harre´s Empfehlungen […]“ (Steinhöfer, 1993, S. 46). Die von Harre (1969, S. 161 & 1976, S. 156) vorgeschlagene Dauer für die KZI beträgt 15- 60sec, für die MZI 1-8min und für die LZI 8- 15min. Für das Intervalltraining sind Belastungslängen der Langzeitintervalle aufgrund ihrer Dauer eher unüblich. „Bei sehr langen Einzelbelastungen im Intervalltraining entspricht die erzielte Trainingswirkung verstärkt der des Dauertrainings“ (Steinhöfer, 1993, S. 46). Deshalb empfiehlt Steinhöfer (1993, S.46) als Obergrenze für Langzeitintervallbelastungen je nach Sportart maximal 5- 8min. Der typische Effekt des Wechsels von Arbeit zu Pause kann bei der Langzeitintervallmethode nach Harre (1969, S. 161 & 1976, S.156) nicht realisiert werden (Steinhöfer, 1993, S.46).

Das Intervalltraining wird auch als HIT Training bezeichnet. Beim hochintensiven Intervall- Training (HIT) im Lauf- oder Radsport handelt es sich um ein Training, bei welchem sich kurze Impulsabfolgen von hochintensiver Aktivität intermittierend mit Abfolgen der Erholung abwechseln (Gibala et al., 2012, S. 1077). Der Intensität zufolge würde dies einer intensiven Intervallmethode entsprechen (Schnabel et al., 2011, S.349).

In der Forschung hat man hierzu mittlerweile eine Definition festgelegt: HIT beschreibt eine mehrfach wiederholende Ausübung einer Belastung von 30 Sekunden bis zu mehreren Minuten bei hoher Intensität, die von einer Erholungsphase von 1- 5 min bei niedriger Intensität oder vollständiger Pause unterbrochen wird (Shiraev & Barclay, 2012, S.960). Beim HIT werden die intensiven Phasen über der aerob- anaeroben Schwelle durchgeführt, nahe dem Punkt der maximalen Sauerstoffaufnahme bis hin zur Ermüdung über mehreren Runden (Schoenfeld& Dawes, 2009, S.44). Die Erholungsphasen werden individuell je nach Länge der Anstrengungsphase angepasst (Gibala et al., 2012,S.1078). Vom HIT Training kann das Training mit Sprint- Intervallen (SIT) abgegrenzt werden. Hierbei werden bis zu 12 kurze Intervalle mit 10- 30 Sekunden bei maximaler Anstrengung durchgeführt (Sloth et al., 2013, S. 341). Demnach stellt die Belastungsdauer von 30 Sekunden genau die Grenze zwischen HIT und SIT dar. Darum wird SIT bisweilen auch als kurzes hochintensives Intervall- Training bezeichnet (Weston et al., 2014, S.1006).

Das Training nach der Intervallmethode fördert die Willenseigenschaften des Athleten. Durch den ständigen Wechsel zwischen Belastung und Entlastung gewöhnt er sich an das Renntempo trotz unangenehmer Empfindungen. „Zusätzlich dient das […] Intervalltraining zur Gewöhnung an ein geplantes Renntempo“ (Kessel, 1998, S.128), das der Athlet zur Erreichung der Wettkampfintensität benötigt. Diese wird im Intervalltraining simuliert.

Zudem verbessert das schnelle Lauftempo beim Intervalltraining die koordinative Fähigkeit des Sportlers. Durch das Einschränken unnötiger Bewegungen, kommt es zu einer Verbesserung des Laufstils, wodurch bei gleicher Belastung eine höhere Intensität erzielt werden kann. „Die motorischen Steuerprogramme werden so korrigiert, dass sie den Erfordernissen der Arbeitsmuskulatur entsprechen“ (Neumann & Berbalk, 1991, S.416).

3.3.2 Stoffwechselvorgänge bei der intensiven Intervallmethode

Durch die kurze, hohe Intensität beim intensiven Intervalltraining (15-60sec), steigen die Anzahl der Enzyme und der Glykogengehalt stark an. Somit erhöht sich die maximale Glykolyserate und die anaerobe Leistungskapazität verbessert sich. Laut Heck (1990a, S. 69) verfügt der Ausdauertrainierte über größere Glykogendepots in der Leber und der Muskulatur und eine leichtere Mobilisierbarkeit der Fettsäuren aus den Fettdepots.

Entscheidend bei der intensiven Intervallmethode ist die Energiebereitstellung über die anaerobe Glykolyse und den Phosphatabbau. Die Glykogendepots werden in hohem Maße von den wiederholten, intensiven Belastungen stark beansprucht.

Nach Heck & Schulz (2002, S.203) wird die laktazide Leistungsfähigkeit durch die maximale Glykolyserate bestimmt.

Durch die hohe Intensität steigt der ADP- und Phosphat Spiegel stark an und bewirkt die Freisetzung von Glukose zur schnellen Aktivierung von ATP. Dies führt zur starken Zunahme der anaeroben Glykolyse und somit zur Veränderung des intramuskulären Milieus, durch die Bildung von Laktat und schließlich zur metabolischen Begrenzung der Arbeit. Schließlich nimmt die muskuläre Ermüdung zu. Laut Berg (1993, S.281) nimmt die Blutlaktatkonzentration bis auf einen maximalen Wert von 10-20mmol/ l zu. „Höchste Laktatkonzentrationen [gelten] als Ausdruck hoher glykolytischer Energiebereitstellung und Säuretoleranz “ (Grosser et al., 1986, S. 136).

Ausschlaggebend für eine effiziente Laktatmobilisation sind trainingsbedingte Veränderungen in den nervalen Ansteuerungsmustern und die Steigerung der Aktivität der glykolytischen Enzyme der schnell kontrahierenden Muskelfasern (Neumann & Schüler, 1989, S. 186). Durch den hohen dynamischen Krafteinsatzund hoher Kontraktionsgeschwindigkeit werden beim Intervalltraining (wie auch beim CrossFit) die schnell kontrahierenden FT- Fasern beansprucht. Das darin gebildete Laktat oxidiert in den Pausen. Es wird energetisch verwertet oder zu Glukose resynthetisiert (de Marée, 2002, S. 315f.). Nach Beendigung eines intensiven Intervalltrainings sind große Mengen an Laktat vorhanden. Diese werden in der Erholungsphase eliminiert. Obwohl überwiegend die anaerobe Stoffwechsellage eine Kapazitätserhöhung durch die hohe Trainingsintensität erfährt, werden in der Erholungsphase überwiegend die aeroben Stoffwechselvorgänge beansprucht. „Thus, even with passive rest periods, maximal intensity intermittent exercise stimulates both aerobic and anaerobic energy metabolism“(Balsom et al., 1992, S.528).

Eine weitere Anpassungserscheinung ist die gesteigerte Leistungsfähigkeit des Herzens beim Durchführen der intensiven Intervallmethode. Das Schlagvolumen vergrößert sich, also die Blutmenge, die während der Systole von beiden Herzkammern ausgeworfen wird. „Die Schlagvolumenvergrößerung wird- bei gleicher diastolischer Kammerfüllung- durch einen verstärkten systolischen Auswurf bewirkt. Allerdings werden die höchsten Schlagvolumina nicht während einer Belastung, sondern kurz danach erreicht“ (Lehnerz, 1989, S. 40). Weil der venöse Rückstrom nach einer intensiven Belastung bei schneller Herzfrequenzabnahme noch sehr hoch ist, wird somit das Schlagvolumen gesteigert und an die hohe Belastung angepasst.

Des Weiteren steigt das Herzminutenvolumen, also die Blutmenge, die in einer Minute ausgeworfen wird. Das Herzminutenvolumen ist das Produkt aus Schlagvolumen und der Herzfrequenz.

3.3.3 Anpassungserscheinungen bei der intensiven Intervallmethode

Das Ziel der intensiven Intervallmethode liegt in der Erweiterung und Entwicklung der anaeroben Kapazität. „Trainiert wird bei einer genügend hohen Reizdauer hauptsächlich die allgemeine anaerobe dynamische Ausdauer in Form von Schnelligkeitsausdauer“ (de Marée, 2002, S.316). Neben der Reizdauer müssen auch entsprechend hohe Intensitäten (80- 90% Hf max) gewährleistet sein, um die Kapazität der glykolytischen Enzyme zu vergrößern.

„Die laktazide Kapazität ist im Wesentlichen limitiert durch die maximal tolerierbare Azidose. Maximale Blutlaktatwerte liegen bei ca. 15- 20mmol/l, bei speziell trainierten Personen, z.B. 400-m- Läufern, auch bis zu 25mmol/ l“ (Heck, 1990b, S.51). Je besser der Trainingszustand, umso mehr Laktat wird toleriert. Die intensive Intervallmethode steigert die Fähigkeit, trotz steigender Laktatkonzentration und steigendem Säuregrad in der Muskulatur, eine hohe Laufgeschwindigkeit beizubehalten. Das schließt einerseits physisch gesehen die Fähigkeit ein, trotz eintretender Störung der Homöostase, den Kontraktionsablauf des Muskels aufrechtzuerhalten und psychisch gesehen, trotz schwerer werdenden Beinen der Belastung Stand zu halten. Zudem führt das intensive Intervalltraining zur Verbesserung der kurzfristigen Erholungsfähigkeit.

Außerdem führt das Intervalltraining im intensiven Bereich zur Hypertrophie der FT- Fasern, sowie zur Beanspruchung des Kohlenhydratstoffwechsels, da die Intensität über der anaeroben Schwelle liegt. Nach Zintl & Eisenhut (2001, S. 123) kommt es neben der Verbesserung der Schnelligkeit auch zum Training der Kraftausdauer. Außerdem verbessert sich die Bewegungstechnik, wodurch das Laufen in der Wettkampfgeschwindigkeit trainiert und der Laufstil ökonomisiert wird.

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