Unterschiedliche Auswirkungen der intensiven und extensiven Intervallmethode auf die Ausdauerleistungsfähigkeit


Magisterarbeit, 2003

154 Seiten, Note: 1,3


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Intervalltraining
2.1 Begriffsbestimmung
2.2 Grundsätze des Intervalltrainings
2.3 Physiologische Grundlagen
2.3.1 Herz-Kreislauf-Regulation
2.3.2 Verbesserung der VO2max
2.3.3 Strukturelle Adaptationen des arteriellen Gefäßsystems
2.3.4 Ökonomisierung der Stoffwechselprozesse
2.3.4.1 Verbesserung des Laktatabbauvermögens
2.3.4.2 Verbesserung der Schnelligkeitsausdauer
2.3.4.3 Erhöhung des Stehvermögens (Laktat- und Azidosetoleranz)
2.3.4.4 Schulung der Willenseigenschaften und der Koordination
2.4 Training nach der Intervallmethode
2.5 Intensives Intervalltraining
2.5.1 Physiologische Grundlagen
2.5.2 Trainingswirkungen
2.5.3 Trainingsziele
2.5.4 Trainingsmethoden:
2.6 Extensives Intervalltraining
2.6.1 Physiologische Grundlagen
2.6.2 Trainingswirkungen
2.6.3 Trainingsziele
2.6.4 Trainingsmethoden

3. Aerober und anaerober Stoffwechsel

4. Laktatdiagnostik
4.1 Laktat als leistungsdiagnostische Größe zur Bestimmung der Ausdauerleistungsfähigkeit an der IAS
4.2 Einfluss der Glykogenkonzentration auf das Laktatverhalten
4.3 Bedeutung des Laktatverhaltens für die Trainingssteuerung
4.4 Feldstufentest als leistungsdiagnostisches Verfahren

5. Hypothesen

6. Untersuchungsmethodik
6.1 Stichprobe
6.2 Untersuchungsdesign
6.3 Laktatbestimmung

7. Datenverarbeitung
7.1 Deskriptive Statistik
7.2 Inferenzstatistik:

8. Hypothesenprüfung

9. Diskussion
Feldstufentest
Training

10. Fazit

11. Zusammenfassung

12. Literaturverzeichnis

13. Anhang:
13.1 Abbildungsverzeichnis
13.2 Tabellenverzeichnis:
13.3 Abkürzungsverzeichnis:

1. Einleitung

„Unter Ausdauer wird allgemein die psycho-physische Ermüdungswiderstandsfähigkeit des Sportlers verstanden“ (Weineck, 1997, S. 141). Eine gut entwickelte Grundlagenausdauer ist in nahezu allen Sportarten leistungsbestimmend und hat Einfluss auf die Trainingseffizienz und somit auch auf die Wettkampfleistung.

Das wird auch in einer weiteren, detaillierteren Definition deutlich:

„A. [Ausdauer] ist im Sport 1. die Fähigkeit, eine gegebene Belastung ohne nennenswerte Ermüdungsanzeichen über einen möglichst langen Zeitraum aushalten zu können; 2. die Fähigkeit, trotz deutlich eintretender Ermüdungserscheinungen die sportliche Tätigkeit bis hin zur individuellen Beanspruchungsgrenze (Extremfall Erschöpfung) fortsetzen zu können; 3. die Fähigkeit, sich sowohl in Phasen verminderter Beanspruchung als auch in Pausen während des Wettkampfs oder Trainings und nach Abschluß derselben schnell zu regenerieren“ (Kayser in Röthig, 1992, S. 51).

Ist ein Athlet ausdauertrainiert, so wird die Ermüdung bei ihm durch sportliche Aktivität später einsetzen als beim Untrainierten. Er ist in der Lage, größere Umfänge und höhere Intensitäten zu tolerieren, so dass er qualitativ und quantitativ höhere Trainingsreize setzen kann.

Zudem verkürzt sich die Regenerationszeit des Ausdauertrainierten, da die infolge des Trainings anfallenden Ermüdungsstoffe schneller wieder eliminiert werden können.

Man unterscheidet in der Trainingslehre die folgenden vier grundlegenden Ausdauermethoden:

Dauermethode

Intervallmethode

Wiederholungsmethode

Wettkampfmethode

Bei der Entwicklung der Ausdauer wird ein Läufer zu Beginn des Trainings mit der Dauer- und weniger mit der Intervallmethode in niedrigen Intensitätsbereichen und hohen Umfängen trainieren, um so die Grundlagenausdauer zu verbessern, da sie die Basis für intensive Belastungen und eine schnelle Regeneration darstellt. In der weiteren Entwicklung verlagert sich das Training hin zu höheren Intensitäten und damit einhergehend geringeren Umfängen, wobei auch die weiteren Ausdauermethoden zum Einsatz kommen. „Eine hohe aerobe Kapazität stellt die unbedingt notwendige Voraussetzung für Spitzenleistungen im Mittel- und Langstreckenlauf dar“ (Kindermann et al., 1975, S. 67), so dass das Intervall- und Dauerlauftraining einen Großteil am Gesamttrainingsumfang einnehmen. „Wesentliche Trainingsmittel im Mittel- und Langstreckenlauf sind Tempoläufe (TL), Tempodauerläufe (TDL) und Dauerläufe (DL) verschiedener Intensität“ (Dickhuth et al., 1989a, S. 467).

Jede dieser vier Trainingsarten führt zu unterschiedlichen physiologischen Auswirkungen auf den Organismus des Sportlers. Dabei kommt es auf die Zielsetzung eines Athleten an, welche Trainingsmethode Vorrang vor anderen hat. Extensive Dauerläufe zeichnen sich durch geringe Intensitäten und hohe Umfänge aus und führen zu einer verstärkten Ausbildung der aeroben Kapazität. Daher kommt diese Methode bei vor allem Mittel-, aber auch Langstreckenläufern häufig zur Anwendung. Kurz- und Mittelstreckenathleten werden vermehrt auch Methoden zur Ausbildung der anaeroben Kapazität in den Trainingsprozess miteinbeziehen. Gerade für Mittelstreckenläufer stellt sich die Problematik, dass „die aerobe und anaerobe Kapazität wohl nicht gleichzeitig entwickelt werden können“ (Nieß et al., 1989, S. 458). In diesem Zusammenhang nimmt die Intervallmethode eine besondere Rolle ein, da sie, je nach Akzentuierung, gezielt den aeroben als auch den anaeroben Stoffwechsel beansprucht und zudem stark auf Veränderungen der Herzleistungsgrößen Einfluss nimmt.

Des weiteren wird zwischen Kurz-, Mittel- und Langzeitausdauer unterschieden. Unter Kurzzeitausdauer (KZA) sind Belastungen von ca. 40 Sekunden bis zwei Minuten zu verstehen. Sie werden überwiegend durch die anaerobe Energiegewinnung bestritten. Bei der Mittelzeitausdauer (MZA) nimmt die aerobe Energiebereitstellung zu. Die Belastungen haben eine Dauer von zwei bis ca. zehn Minuten. Anforderungen über diesen Zeitraum hinaus werden der Langzeitausdauer zugeschrieben, die vorwiegend durch die aerobe Energiegewinnung charakterisiert ist. Für die Ausbildung der KZA und der MZA ist die Intervallmethode besonders geeignet.

Eine weitere Differenzierung der Ausdauer bezieht sich auf die Art der Belastung (statisch oder dynamisch) und den Größenumfang der eingesetzten Muskulatur. Beim Laufen werden über 1/6 bzw. 1/7 der gesamten Skelettmuskulatur eingesetzt, so dass man diese Art der Belastung als allgemeine dynamische Ausdauer bezeichnet. Einen Überblick über die unterschiedlichen Formen der Ausdauer verschafft Abbildung I:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. I: Ausdauerformen (Hollmann und Hettinger, 2000, S. 263)

Das Ziel der vorliegenden empirischen Untersuchung liegt darin, die unterschiedlichen Auswirkungen eines Intervalltrainings mit intensiver und extensiver Ausprägung auf die Ausdauerleistungsfähigkeit des Sportlers nach einer zehnwöchigen Trainingsperiode zu untersuchen. Diese wurde anhand der Laktatleistungskurve (Llk) für jeden Probanden ermittelt. Sie ist umso stärker, je höher die Laufgeschwindigkeit zu bestimmten Laktatkonzentrationen, beispielsweise an der individuellen anaeroben Schwelle (IAS), ist.

Um die unterschiedlichen Auswirkungen der beiden Methoden auf den Organismus des Sportlers zu untersuchen, um daraus weitere Trainingsempfehlungen ableiten zu können, ist es interessant, beide Varianten getrennt voneinander zu betrachten.

Die Beurteilung des individuellen Leistungszustands erfolgt im Leistungs- als auch im Fitnesssport anhand der Leistungsdiagnostik im Labor. Hier können Messgrößen wie Herzfrequenz, Laktatkonzentration und Sauerstoffaufnahmevermögen ausgewertet werden, die eine methodische Steuerung der Trainingsbelastung zulassen.

2. Intervalltraining

2.1 Begriffsbestimmung

Das Intervalltraining ist durch den mehrfachen „systematischen Wechsel zwischen Belastung (Arbeitsintervall) und unvollständiger Erholung (sogenannte „lohnende Pause“) innerhalb einer Trainingseinheit“ (Kessel, 1998, S. 125) charakterisiert .

Bekannt wurde das Training nach der Intervallmethode durch den Tschechen Emil Zatopek Ende der 40er und Anfang der 50er Jahre, der bewusst nach Phasen hoher Belastung leichte Trabphasen einschaltete, die zur Erholung beitragen sollten.

„Der erneute Arbeitsanstieg trifft also stets einen von der vorangegangenen Belastung noch nicht voll erholten Organismus, bezogen auf die O2-Aufnahme“ (Hollmann und Hettinger, 2000, S. 417).

„Der Sinn des Intervallprinzips besteht darin, einen höheren Arbeitspulssummenwert als im Dauerleistungstraining zu erzielen“ (Mühlfriedel, 1994, S. 106), so dass ein großer Umfang mit hohen Intensitäten realisiert werden kann. Dementsprechend treffen bei dieser Trainingsform stärkere Reize auf den Organismus. Zudem ermöglicht sie verschiedene Trainingsvariationen: „Die Intervallmethode bietet infolge ihrer möglichen Variablen (Intensität, Dauer, Umfang, Pausengestaltung) zahlreiche Variationsmöglichkeiten“ (Geiger, 1988, S. 58).

Auch Meyer et al. (1991, S. 904) konnten in eigenen Untersuchungen nachweisen, dass Intervalltraining trotz geringerer Gesamtarbeit im Vergleich zum Dauertraining einen stärkeren Leistungszuwachs bewirkt. Als Ursache sehen die Autoren die kurzzeitigen, höheren Belastungsreize auf die zu trainierende Muskulatur an.

2.2 Grundsätze des Intervalltrainings

Ein Grundsatz für das Intervalltraining besteht darin, dass sich beanspruchte Systeme nicht wieder auf die Ausgangsbedingungen einstellen können. Ein erneuter Belastungsreiz soll auf einen noch nicht vollständig erholten Organismus treffen. Es wird bei der Intervallmethode also vermieden, dass sich Herz-Kreislaufgrößen und Stoffwechselvorgänge – im Gegensatz zur Wiederholungsmethode – wieder ihrem Ausgangsniveau anpassen.

Nach Belastungsende nimmt die Durchblutung der arbeitenden Muskulatur nur geringfügig ab. Die Folge ist, dass das in der Muskulatur angefallene Laktat in dieser Phase stärker oxidiert und somit besser eliminiert werden kann. Während der Pause und auch noch bei Wiederaufnahme der Arbeit sind die Muskelkapillaren geöffnet, so dass eine ausreichende Sauerstoffversorgung zu Arbeitsbeginn gewährleistet ist.

Bevor das Herzminutenvolumen als Produkt aus Herzfrequenz und Schlagvolumen wieder den Ruhebedingungen angepasst wird, erfolgt die nächste Belastung. Da sich das kardiopulmonale System aber noch in Arbeitseinstellung befindet, geht der Athlet nun ein geringeres O2-Defizit ein als bei der ersten Belastung, da bei Arbeitsbeginn noch ausreichend Sauerstoff zur Versorgung der Muskulatur über die aus der vorigen Belastung erweiterten Kapillaren zur Verfügung steht.

Die Intervallmethode ist besonders geeignet für Belastungen der Kurzzeit- (KZI) und Mittelzeitintervalle (MZI), weniger jedoch für Langzeitintervalle (LZI). „Viele Autoren orientieren sich bei der zeitlichen Zuordnung von Kurzzeit-, Mittelzeit- und Langzeitintervallen immer noch an Harres Empfehlungen [...]“ (Steinhöfer, 1993, S. 46). Die Dauer der Einzelbelastungen wird von Harre (1986) für die KZA zwischen 45 Sekunden und zwei Minuten, für die MZA zwischen zwei und elf Minuten und für die LZA bei einer Belastungsdauer ab elf Minuten festgelegt.

Für das Intervalltraining sind Belastungszeiten der LZA aufgrund der Dauer aber eher untypisch. „Bei sehr langen Einzelbelastungen im Intervalltraining entspricht die erzielte Trainingswirkung verstärkt der des Dauertrainings“ (Steinhöfer, 1993, S. 46). Der typische Effekt des Wechsels von Arbeit und Pause kann allerdings bei der Langzeitintervallmethode nicht mehr realisiert werden. Steinhöfer (1993, S. 46) gibt als Obergrenze für Langzeitintervallbelastungen je nach Sportart maximal 5 bis 8 min an.

Nach trainingsphysiologischen Gesichtspunkten unterscheidet man zwischen extensivem und intensivem Intervalltraining. Die extensive Methode beansprucht dabei vorwiegend die aerobe, die intensive Intervallarbeit hauptsächlich die anaerobe Kapazität. Die Trainingsintensität bei der Intervallmethode liegt stets im Bereich und oberhalb der individuellen anaeroben Schwelle. Die Belastungsstruktur kann dabei sowohl über die Dauer und die Intensität der Belastungsphasen, als auch über Dauer und Tätigkeit während der Erholungsphasen und die Anzahl der Wiederholungen bestimmt werden.

Nach Intervalltrainingseinheiten intensiver Natur „liegen sehr hohe Laktatwerte vor (>8-10 mmol/l)“ (Zintl und Eisenhut, 2001, S. 123). Aber auch bei der extensiven Intervallarbeit liegt die Belastungsintensität im submaximalen bis maximalen Bereich, entsprechend Laktatkonzentrationen an bzw. oberhalb der (individuellen) anaeroben Schwelle. Die Pause sollte aktiv gestaltet werden. So kann über die Muskelpumpe die für das große Schlagvolumen notwendige Blutmenge aus der Arbeitsmuskulatur zum Herzen zurückgepumpt werden. Bei inaktiver Pausengestaltung, die im Sitzen oder Stehen durchgeführt wird, würde die Blutmenge in den peripher weitgestellten Gefäßen der unteren Extremität versacken.

Typische Anpassungserscheinungen eines regelmäßig und über einen längeren Zeitraum durchgeführten Ausdauertrainings finden sich im Herz-Kreislaufsystem und in der belasteten Muskulatur. Während sich aus kardiozirkulatorischer Sicht eine Ökonomisierung der Herz-Kreislauf-Parameter einstellt, verbessert sich auf enzymatischer Ebene u.a. die Aktivierung oxidativer Enzyme und es kommt im Blut und in der Muskelzelle zu biochemischen Veränderungen, wie im folgenden näher erläutert wird.

2.3 Physiologische Grundlagen

2.3.1 Herz-Kreislauf-Regulation

Ein Charakteristikum der Intervallmethode ist das Prinzip der „lohnenden Pause“. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass in den Beginn der Entlastungsphase der größte Teil der Erholung fällt. Nach Belastungsende kommt es zu einem relativ schnellen Abfall der Herzschlagfrequenz. Die Abnahme dieser Pulsfrequenz erfolgt logarithmisch und fällt mit zunehmender Zeit immer geringer aus. Bis zur vollständigen Erholung bis in den Ruhezustand müsste zu lange gewartet werden, so dass ein erneuter Belastungsreiz in Form einer neuen Intervallbelastung bei einer Herzfrequenz von 120-140 Schlägen pro Minute gesetzt wird.

Eine besondere Eigenschaft dieser Pausen und somit des Intervalltrainings besteht darin, dass in besonderem Maße Einfluss auf Herzleistungsgrößen genommen wird. Generell lassen sich Veränderungen der Herzleistungsgrößen durch ein ausdauerbetontes Training nachweisen. Es kommt vor, dass in diesem Zusammenhang von einem Leistungs- bzw. Sportherz gesprochen wird. Charakteristisch hierfür ist die überdurchschnittliche Leistungsfähigkeit, die durch eine Hypertrophie der Herzmuskelzellen und eine Dilatation der Herzhöhlen bedingt ist. Der Hypertrophiereiz entsteht nicht durch einen relativen Sauerstoffmangel, sondern durch die starke mechanische Spannungszunahme der Herzmuskelzellen bei hohen Trainingsbelastungen (nach Markworth, 1999, S. 176).

Die regulative Dilatation ermöglicht eine erhöhte Blutmenge in den Herzhöhlen. „Innerhalb weniger Schläge vermag das Sportherz durch entsprechende Steuerimpulse seinen effektiven Hubraum [..] erheblich zu steigern und anforderungsgemäß ein großes Schlagvolumen zur Erfüllung des Blutbedarfs der Körpergewebe (insbesondere der arbeitenden Muskulatur) zu fördern“ (Badtke, 1995, S. 168).

Bei der Herzmuskelhypertrophie kommt es zu einem „kompensatorischen Wachstum der bereits vorhanden Zellen“ (Badtke, 1995 S. 169). Es vergrößert sich also das Volumen der einzelnen Herzmuskelzellen.

Beim Intervalltraining werden diese Herzleistungsgrößen in besonderer Weise beansprucht. Die Ursache liegt im für das Intervalltraining charakteristischen Wechsel von Belastungs- und Entlastungsphasen, wobei die Herzfrequenz bei gleichzeitigem hohen Schlagvolumen rasch abfällt. „Interessanterweise werden die höchsten Schlagvolumina nicht während Belastung, sondern kurz danach erreicht. Sofort nach Belastungsende fällt die Herzfrequenz rasch ab und der venöse Rückstrom ist noch hoch“ (Graf und Rost, 2001, S. 18). Da in dieser Phase der systolische und diastolische Blutdruck schnell absinken, verändert sich die Arbeitsweise des Herzens von einer Druck- hin zur Volumenarbeit. Darin sieht man den Grund für die Herzhöhlendilatation.

Das große Schlagvolumen hat sein Optimum zu Beginn der Erholungsphase, also im Bereich der „lohnenden Pause“. „Dieses Schlagvolumenoptimum bildet [...] in der Erholungspause einen wirksamen formativen Reiz für die Vergrößerung des Herzens“ (Weineck, 1997, S. 175). Reindell et al. (1962, S. 69) konnten bereits nach 17 Tagen eine beträchtliche Herzvolumenvergrößerung an mit der Intervallmethode trainierenden Sportlern feststellen.

Allerdings muss mit Aussagen zur Herzhypertrophie kritisch umgegangen werden. In der Literatur findet man häufig Bemerkungen, dass regelmäßiges Ausdauertraining im Laufe der Zeit zur Ausbildung eines Sportherzens führt (Neumann, 1991, S. 67). Im Breitensport beispielsweise wird vorrangig mit der Dauermethode trainiert, so dass hier ein Sportherz mit seiner charakteristischen Myokardhypertrophie eher selten vorzufinden ist. Dass dazu entsprechende Umfänge aber auch Intensitäten realisiert werden müssen, wird selten vermerkt. „Ein vergrößertes Sportherz ist sehr viel seltener als allgemein angenommen wird. Beispielsweise müssen wöchentlich mindestens 60-70 km mit ausreichender Intensität gelaufen bzw. mindestens 5 Stunden Ausdauersport betrieben werden, um eventuell ein Sportherz zu entwickeln“ (Kindermann, 2000, S. 307). Nach Kindermann ist als untere Grenze für das Vorliegen eines Sportherzens ein relatives Herzvolumen von 13,0 ml/kg (für Männer) bzw. 12,0 ml/kg (für Frauen) anzusetzen. Man kann davon ausgehen, dass diese Voraussetzungen nicht immer erfüllt sind, wenn von einem Sportherzen geredet wird. Diese Aussagen lassen vermuten, dass die Intervallmethode weitaus schneller zu entsprechenden Anpassungen der Herzleistungsgrößen führen.

Entscheidend bei Adaptationen im Herz-Kreislaufsystem ist, welche Art von Trainingsreizen gesetzt wird. Dabei sind Umfang und Intensität des Trainings von entscheidender Bedeutung. „If dynamic training is carried out to a moderate amount [~ 3 hours per week] and intensity no increase in the heart size occurs, although an increase in the maximal efficiency and the work capacity takes place“ (Keul et al, 1982, p. 33).

Regelmäßiges Ausdauertraining erhöht demnach bei entsprechender Intensität und hohem Umfang die Leistungsfähigkeit des Herzens. „Zunächst kommt es zu funktionellen Anpassungen des Herz-Kreislauf-Systems [...], später folgen dimensionale Anpassungserscheinungen, z.B. im Sinne des sog. Sportherzens, größeren venösen und arteriellen Gefäßen etc.“ (Appell et al. in Rost, 2001, S. 422). Voraussetzung hierfür ist zunächst eine Zunahme des Schlagvolumens und später unter Umständen eine Zunahme der Herzgröße. „The kind of sport carried out has a large influence on the development of the heart size. [...] The more intensive the dynamic part of the training, the larger is the increase in the heart volume“ (Keul et al., 1982, p. 35).

Der Umfang intensiver Trainingsreize bestimmt daher in hohem Maße die eventuelle Zunahme der Herzgröße. „Damit sind funktionelle und morphologische Voraussetzungen gegeben, die eine Abnahme der Herzfrequenz (Hf) in Ruhe und unter Belastung ermöglichen“ (Engelhardt und Neumann, 1994, S. 39). Solche Adaptationen werden (Trainings-) Bradykardien genannt. „Bradykardien in Ruhe sind häufige Befunde bei ausdauertrainierten Sporttreibenden als Folge eines gesteigerten Vagotonus. Während körperlicher Belastung sind diese in aller Regel nicht mehr nachweisbar“ (Löllgen und Gerke, 2001, S. 180). „Unter einer Bradykardie versteht man eine Herzfrequenz unter 60/min [...]. Bei hochtrainierten Ausdauersportlern werden Bradykardien bis zu 30/min und weniger beobachtet“ (Löllgen und Gerke, 2001, S. 180).

Wie aus der folgenden Abbildung hervorgeht, spiegelt sich die Anpassung an ein Ausdauertraining in einer Rechtsverschiebung der Herzschlagfrequenz-Leistungskurve wider. Das Herz schlägt als Folge des Ausdauertrainings bei gleicher Leistung mit verminderter Frequenz. Bei Ausdauertrainierten findet man Herzminutenvolumina von bis zu 40 l/min, was der doppelten Menge des Untrainierten entspricht.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. II: Verhalten der Herzfrequenz während ansteigender Belastung beim Untrainierten und Trainierten (de Marées, 2002, S. 305)

Das Herzminutenvolumen setzt sich aus der Herzfrequenz und dem Schlagvolumen zusammen (HMV = HF x SV). Da die maximale Herzfrequenz allerdings eine biologisch determinierte Größe ist und sich durch Training nur sehr geringfügig verändern lässt, kann als Ursache einer Steigerung des HMV die Erhöhung des Schlagvolumens angesehen werden. „Das erhöhte Schlagvolumen resultiert beim Sportherzen aus einer infolge der Herzfrequenzabsenkung verlängerten systolischen Austreibungszeit“ (Huonker und Keul, 1991, S. 582). Ausdauertraining bewirkt demnach eine ökonomischere Arbeitsweise während Ruhe und auch während Belastung.

Neben der Erhöhung des Schlagvolumens ist die vegetative Tonusänderung für die geringere Herzfrequenz verantwortlich. Die Steuerung der Herztätigkeit und damit der Herzfrequenz unterliegt dem vegetativen Nervensystem. In Ruhe besteht eine Erhöhung des Vagotonus, während Belastung eine verminderte Sympathikotonus-Aktivität. Der Vagus wirkt dabei verlangsamend auf den Sinusknoten als Impulsgeber des Herzens (nach Heck, 1991a, S. 80).

„Der sympathische Antrieb wird entscheidend vom Bedarfsorgan selbst, der Muskulatur, bestimmt. Die bessere metabolische Situation des trainierten Skelettmuskels und seine stärkere Kapillarisierung erlaubt ihm, den Frequenzantrieb auf das Herz geringer zu halten“ (Rost und Hollmann, 1980, S. 6).

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Abb. III: Extra- und intrakardiale Anpassungsmechanismen der HF-Regulation durch Ausdauertraining (Dickhuth et al., 1991, S. 556)

Durch diesen Ökonomisierungsvorgang sinken die Blutspiegel der Katecholamine ab. Dadurch wird der sympathische Antrieb reduziert und die oben genannte Anpassungsreaktion tritt in Form einer verringerten Herzfrequenz bei gleichen Belastungen auf.

Diese Anpassungserscheinungen ergeben sich nach Reindell et al. (1984, S. 77) bereits durch wöchentlich mehrere leichte Ausdauerbelastungen und stellen sich nach mehreren Wochen bis Monaten ein. Die Herzgröße bleibt dabei, wie oben erwähnt, zunächst unverändert, aber die maximale Leistungsfähigkeit nimmt durch Erhöhung des Belastungsschlagvolumens zu. Man kann demnach relativ schnell mit Adaptationen im Bereich des Herz-Kreislauf-Systems rechnen.

Bei Belastungen im Bereich der IAS zeigt die Blutkonzentration der Katecholamine Adrenalin und Noradrenalin nur geringe Veränderungen. „Bereits ein Überschreiten der IAS um 5% führt zu einem überproportionalen Anstieg der Katecholamine als Ausdruck einer verstärkten sympathischen Aktivierung“ (Kindermann und Coen, 1998, S. 42).

Die Intervallmethode nimmt bei der Herz-Kreislaufregulation eine besondere Rolle ein, da sie in zweifacher Hinsicht auf die Herzleistungsgrößen einwirkt. Daher ist durch ein Intervalltraining eher mit Veränderungen der Herz-Kreislaufgrößen als nach einer Trainingsperiode nach anderen Ausdauerformen zu rechnen. Meyer et al. (1991, S. 903) konnten für mit der Intervallmethode Trainierende nach einer 3,5wöchigen Trainingsperiode mit 5 Einheiten pro Woche signifikant geringere Herzfrequenzen in Ruhe und bei submaximalen Belastungen finden. Zusätzlich konnte durch das Intervalltraining die maximale Leistung signifikant stärker als durch das Dauerleistungstraining gesteigert werden.

In der Belastungsphase kommt es zu einer gesteigerten Druckarbeit, und während der lohnenden Pausen zu einer vermehrten Volumenarbeit (s.o.). Der Ausdauertrainierte hat eine niedrigere Ruheherzfrequenz und zugleich ein entsprechend höheres Schlagvolumen als der Untrainierte. Bei Belastung erhöht sich die Herzfrequenz des Trainierten daher um ein vielfaches im Vergleich zum Untrainierten. Zugleich erhöht sich auch das Schlagvolumen auf ein konstantes Niveau, so dass daraus ein wesentlich höheres Herzminutenvolumen des Ausdauertrainierten gegenüber dem des Untrainierten entsteht. Dadurch kommt es zu einer erheblichen Erhöhung der Sauerstoffaufnahmefähigkeit, die wiederum die Ausdauerleistungsfähigkeit mitbestimmt.

Ein hohes Schlagvolumen ist einerseits Voraussetzung für eine ökonomische Herzarbeit beim Training im submaximalen Bereich und andererseits für ein hohes Maximum an Transportleistung bei Höchstbelastungen. Zudem erfolgt die Rückkehr der Herzfrequenz nach Belastungen in den Ruhezustand bei Trainierten schneller als bei Untrainierten.

2.3.2 Verbesserung der VO2max

Sportliche Leistungen erfordern eine erhöhte Sauerstoffaufnahmefähigkeit (VO2max) des Organismus. „Unter VO2max versteht man das Maß für die Sauerstoffzufuhr (Atmung), den Sauerstofftransport (Herz-Kreislauf) und die Sauerstoffverwertung (Muskelzelle) im Ausbelastungszustand des Organismus“ (Zintl und Eisenhut, 2001, S. 61f). Die VO2max stellt die maximale aerobe Leistungsfähigkeit dar und kann als direktes Maß für die aerobe Energiegewinnung angesehen werden.

„Für die Trainingssteuerung stellt sich die Ermittlung der VO2max allerdings problematisch dar, da sie einerseits kein praktikables Verfahren darstellt und es andererseits Parameter gibt (z.B. Laktatschwellen), die zumeist besser mit Wettkampfleistungen korrelieren“ (nach Meyer und Kindermann, 1999, S. 285).

Zur maximalen Sauerstoffaufnahme werden gezählt: äußere Atmung, Gasaustausch in der Lunge, Herzzeitvolumen, O2-Transport im Blut, belastungsgerechte Verteilung des HZV (einschließlich kollateraler Vasokonstriktion) sowie O2-Aufnahme in der Arbeitsmuskulatur (kurze Diffusionswege, metabolische Kapazität). „Einige dieser Teilbereiche können durch Training verändert werden (z.B. HZV, metabolische Leistung der Muskulatur), andere sind nicht oder kaum beeinflussbar (Gasaustausch)“ (Meyer und Kindermann, 1999, S. 285).

Die VO2max wird allerdings größtenteils durch die systemische O2-Transportkapazität bestimmt, also durch das Produkt aus Herzminutenvolumen und arteriellem O2-Gehalt (nach Dempsey et al., 2000, S. 318). Da zwischen dem Herzzeitvolumen und der maximalen Sauerstoffaufnahme eine hohe positive Korrelation (nach Hollmann und Hettinger, 2000, S. 315) besteht, kann die Größe des Schlagvolumens als leistungslimitierend und somit ausschlaggebend für die Höhe der maximalen Sauerstoffaufnahmefähigkeit angesehen werden, was auch von Hartley (1992, p. 78) bestätigt wird: „[...] maximal oxygen intake is largely limited by the maximal cardiac output“.

Durch Ausdauertraining und speziell durch Intervalltraining lassen sich weitere Anpassungen zur Verbesserung des Sauerstoffaufnahmevermögens erzielen. „Die Kapazität der O2-Aufnahme ist bei den Sportlern in den Ausdauersportarten am höchsten“ (Neumann und Schüler, 1989, S. 99). Dabei sind Unterschiede in der Sauerstoffaufnahmefähigkeit abhängig von den Trainingsinhalten. Dazu stellt de Marées (2002, S. 309) fest, dass sich die Fähigkeit zur oxidativen Energiebereitstellung (aerob) in beiden Muskelfaserarten vergrößert, besonders in den im Training am meisten beanspruchten Muskeln. Aber der Ausdauersportler weist im Vergleich zum Sprinter deutlich mehr „langsame“ Muskelfasern mit hoher oxidativer Kapazität und der Fähigkeit zur größeren maximalen Sauerstoffaufnahme auf.

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Abb. IV: Zunahme der maximalen Sauerstoffaufnahme (VO2max) unter Trainingseinfluss (Hollmann und Hettinger, 2000, S. 359)

Der Vorteil einer gesteigerten Sauerstoffaufnahmekapazität liegt darin begründet, dass die Laktatkonzentration erst bei höheren Intensitäten ansteigt. „If oxygen demand exceeds the individual’s maximal oxygen intake the deficit must be covered by anaerobic processes, with the consequence that muscle and blood proton (and lactate) concentrations increase“ (Åstrand, 1992, p.11).

Innerhalb des kardiopulmonalen Systems kommt dem Blut hinsichtlich seiner Sauerstofftransportkapazität – aber auch der Pufferung und Thermoregulation – eine wesentliche Aufgabe zu, da es die Höhe des venösen Rückstroms und somit das Schlagvolumen bestimmt.

Ausdauertrainierte weisen deutlich höhere Blutvolumina als Untrainierte auf. Die Zunahme betrifft nach Hollmann und Hettinger (2000, S. 81) sowohl die Erythrozytenmenge als auch vor allem das Plasmavolumen.

„Das höhere Blutvolumen der Ausdauersportler wird durch ein leicht überproportional höheres Plasmavolumen gegenüber dem Erythrozytenvolumen bewirkt, so dass bei ihnen eher eine Tendenz zu niedrigeren Hämoglobinkonzentrationen und Hämatokritwerten vorliegt“ (Schmidt, 1999, S. 342). Das erhöhte Plasmavolumen kommt durch eine Plasmavolumenüberkompensation zustande. Vorausgesetzt, dass die infolge einer Belastung eintretenden Flüssigkeitsverschiebungen/-verluste wieder kompensiert werden, wird innerhalb von einer Stunde das Ausgangsniveau wieder erreicht und sogar über mehrere Tage überschritten. Das Erythrozytenvolumen erhöht sich nach Schmidt (1999, S. 343) infolge körperlicher Belastung durch Erythrozytenabbau und -neubildung.

De Marées (2002, S. 335) sieht für den ausdauertrainierten Sportler durch die beschriebenen Befunde folgende Vorteile:

Steigerung der Sauerstofftransportkapazität durch das größere Gesamtvolumen an Erythrozyten und damit an Hämoglobin,

Thermoregulatorische Wirkung durch ein erhöhtes Plasmavolumen,

Geringere Blutviskosität durch eine niedrigere Erythrozyten-konzentration und somit geringeren Blutströmungswiderstand.

2.3.3 Strukturelle Adaptationen des arteriellen Gefäßsystems

„Die Adaptationen des kardiozirkulatorischen Systems hängen nicht nur vom Umfang und der Intensität des Trainings, sondern auch vom Ausmaß der ins Training einbezogenen Muskelgruppen und der Art der muskulären Belastungen (dynamisch/statisch) ab“ (Huonker und Keul, 1996, S. 227). Ist ein entsprechender Umfang von mindestens drei bis fünf Stunden wöchentlich gewährleistet, finden entsprechende strukturelle Adaptationen in den die belastete Muskulatur versorgenden regionalen Arterien mit einer Zunahme der inneren Querschnittflächen statt. Dabei werden nur die Arterien vom muskulären Typ, nicht jedoch vom elastischen Typ, systematisch in ihren funktionellen Wandeigenschaften beeinflusst (nach Huonker und Keul, 1996, S. 227f).

In einer eigenen Untersuchung kommen die Autoren zu dem Ergebnis, dass ein dynamisches, vorwiegend aerob durchgeführtes Training zu einer exzentrischen Form der Herzmuskelhypertrophie mit einem Anstieg des gewichtsrelativierten Herzvolumens von mehr als 30% gegenüber den Kontrollpersonen führt. Diese Herzvergrößerung hat eine physiologische Zunahme der diastolischen myokardialen Wanddicken zur Folge.

Die Autoren betonen, dass die „trainingsinduzierten Adaptationen am arteriellen Gefäßsystem nicht systematisch auftreten, sondern auf diejenigen arteriellen Gefäßabschnitte begrenzt sind, welche die regionale Blutversorgung der sportartspezifisch belasteten Muskelgruppen gewährleisten“ (Huonker und Keul, 1996, S. 234f). Es kommt zu unterschiedlichen Anpassungsreaktionen in den zentralen (elastischen) und peripheren (muskulären) Arterien.

Die biochemischen Veränderungen im Muskel durch ein aerob-dynamisches Training beziehen sich auf den Anstieg an Mitochondrien, deren Anzahl und Größe zunehmen. „Gleichzeitig erhöht sich die Aktivität der Enzyme (z.B. Succinatdehydrogenase, Zytochrom C) für die aerobe Energiegewinnung, die nur in den Mitochondrien stattfindet“ (de Marées, 2002, S. 308). Zusätzlich kommt es im ausdauertrainierten Muskel zu einer Vermehrung des sauerstoffbindenden Myoglobins und einer verminderten Glykogenolyse bei submaximaler Belastung.

2.3.4 Ökonomisierung der Stoffwechselprozesse

Die Muskulatur gewinnt die benötigte Energie über Verbrennung der energiereichen Substrate. „Diese Substrate können unmittelbar in der Muskelzelle in Form von Glykogen bzw. Triglyceridtropfen gespeichert vorliegen, oder sie werden auf dem Blutwege aus dem Glykogendepot der Leber bzw. des subkutanen Fettgewebes an die arbeitende Muskulatur herantransportiert“ (Weineck, 1997 S, 148). Handelt es sich um intensive Belastungen, kommt es zu einer schnellen Entleerung der Glykogenspeicher. Im weiteren Verlauf müssen die Arbeitsweise in ihrer Intensität eingeschränkt und die Energiebereitstellung vermehrt über die Fettverbrennung gesichert werden.

Der Ausdauersportler kann seine Energiespeicher durch die sukzessive Entleerung und Wiederauffüllung erhöhen. Dieses Phänomen wird Superkompensation genannt. Dabei wird das Eingangsniveau des Glykogendepots mit der Zeit immer höher liegen, so dass höhere Intensitäten über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten werden können.

Das Modell wurde 1977 von Jakowlew vorgestellt und beschreibt das Zeitverhalten der Wiederherstellungsprozesse nach vorausgegangener Belastung. Jakowlew (1977, S. 94) beschreibt die Superkompensation (überschießende Wiederherstellung) als eine Gesetzmäßigkeit, die darin besteht, „dass jedes biologische System, das aus dem für die funktionelle Ruhe charakteristischen dynamischen Gleichgewicht gebracht wurde, in diesen Gleichgewichtszustand zurückkehrt, wobei es eine Phase überschießender, das Ausgangsniveau übersteigender Wiederherstellung seines biochemischen und funktionellen Potentials durchläuft.“

Demnach kommt es nach einer Trainingseinheit zu einer Abnahme des Leistungsniveaus. Im weiteren Regenerationsverlauf hingegen wird die Leistungsfähigkeit vorübergehend erhöht. Dieses Stadium wird als Phase der Superkompensation bezeichnet und stellt den optimalen Zeitpunkt für den nächsten Trainingsreiz mit gleichgearteter Belastung dar.

Die Intervallmethode beansprucht durch ihre hohen intensiven Belastungen in starkem Maße den Kohlehydratstoffwechsel und ist daher eine bevorzugte Methode zur ausgeprägten Glykogenentleerung mit nachfolgender akzentuierter Superkompensation.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. V: Superkompensation (Zintl und Eisenhut, 2001, S. 25)

Der Effekt der Superkompensation bewirkt vor allem bei Ausdauersportlern höhere intramuskuläre Glykogenkonzentrationen: „[..] the size of intramuscular glycogen stores tends to be greater in well-trained individuals than in those who are not accustomed to endurance activity” (Shephard, 1992b, p. 217).

Wenn sich das Niveau der Glykogenspeicher infolge einer intensiven Belastung stark verringert, kann und muss auf die intrazellulären Fettspeicher zurückgegriffen werden. Aber auch bei lang andauernden Belastungen werden die Fettdepots zur Energiegewinnung genutzt.

„Neben erhöhten Glykogenspeichern werden [..] auch die intrazellulären – also unmittelbar verfügbaren – Fettspeicher vermehrt“ (Weineck, 1997, S. 150). Die Voraussetzung für eine höhere Ausdauerleistungsfähigkeit stellen demnach die zunehmenden Energiespeicher (Glykogen und FFS [Freie Fettsäuren]) dar.

Je besser demnach der Trainingszustand des Ausdauersportlers ist, desto mehr FFS können bei höherer Intensität noch freigesetzt, transportiert und vom Gewebe verbrannt werden. Der Vorteil besteht bei Verstoffwechselung der FFS in höheren Intensitätsbereichen darin, dass die Glykogenvorräte der Muskulatur und die Glykogendepots der Leber, die für intensivere Belastungen notwendig sind, geschont werden:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. VI: Unterschiede im Energieverbrauch zwischen Trainierten und Untrainierten bei max. Leistungsfähigkeit (Janssen, 1989, S. 17).

„Bei einer Belastungsdauer von etwa ein bis vier Minuten und hoher Belastungsintensität kommt es zu einer verstärkten Energiebereitstellung über die Glykolyse und damit zu einer ausgeprägten Verbesserung der anaeroben Kapazität“ (Weineck, 1997, S. 175). Die Energiegewinnung erfolgt auf laktazid anaerobem Wege, wodurch analog die anaerobe Kapazität verbessert wird. „Auf zellulärer Ebene steigen die Enzyme des anaeroben Stoffwechsels und der Glykogengehalt an“ (Heck, 1990a, S. 69). Daraufhin kommt es zu einer Verbesserung der anaeroben Leistungsfähigkeit durch Erhöhung der maximalen Glykolyserate.

Das wird hauptsächlich durch das Training mit der intensiven Intervallmethode erreicht. Länger andauernde Belastungen hingegen bewirken, dass die Belastungsintensität und damit einhergehend die glykolytische Energiegewinnung abnehmen. Dadurch wird zunehmend die aerobe Kapazität verbessert, was beim Intervalltraining eher der extensiven Methode entspricht. Hier wirkt die Sauerstoffversorgung limitierend.

„Der Austausch von O2, CO2 und Nährstoffen zwischen Blut und Muskelzelle findet im Betreich der Kapillaren statt“ (Heck, 1990a, S. 68). Durch Ausdauertraining im allgemeinen und dementsprechend auch durch Intervalltraining, besonders durch die extensive Methode, kommt es im Zuge der Erhöhung der Ausdauerleistungsfähigkeit zu Veränderungen in der Mikrozirkulation. „It is well known that the number of capillaries is higher in endurance athletes than in sedentary subjects and increases with endurance training and that these increases parallel the changes in oxidative metabolism” (Porter et al., 2002, p. 1451).

Das geschieht einerseits durch Neubildung von Kapillaren und andererseits durch Aktivierung ruhender Kapillaren, auch Kollateralbildung genannt (nach Jost, 1992, S. 17). Die Energiebereitstellung und -umwandlung in der Muskelzelle hängt vom Sauerstoff- und Substrattransport zum Muskel und von der Eliminierung der Stoffwechselendprodukte über die Kapillaren ab.

Unter „verbesserter Kapillarisierung“ des Muskels im Verlauf eines Ausdauertrainings können die Zunahme der Zahl der Kapillaren pro cm2 Muskelquerschnitt und eine größere Zahl bei Arbeit durchströmter Kapillaren, die in Ruhe nicht geöffnet sind, verstanden werden“ (de Marées, 2002, S. 307). Da sich der Querschnitt der Muskelfaser durch Ausdauertraining nicht bzw. nur geringfügig vergrößert, nimmt die Austauschfläche zwischen Kapillaren und Muskelfasern zu. Zusätzlich verkürzt sich innerhalb der Muskelzelle die Diffusionsstrecke zwischen der Kapillarwand und den Mitochondrien. Dadurch kann pro Zeiteinheit eine größere Menge Sauerstoff von den Kapillaren in die Muskelzelle diffundieren. Eine vermehrte Gefäßneubildung tritt nach Weineck (1997, S. 158f) vor allem dann ein, wenn über einen längeren Zeitraum von mindestens 30 Minuten mit konstant erhöhtem systolischen Blutdruck von 160mmHg gelaufen wird. Diese Voraussetzung zur verbesserten Kapillarisierung belegt, dass es durch ein Training mit der Dauermethode zu größeren Zuwächsen kommt als durch die Intervallmethode.

Doch auch die extensive Intervallmethode mit ihren höheren Intensitäten kann zu ähnlichen, wenn auch geringer ausfallenden Adaptationen führen. Dabei verbessert sich die Kapillarisierung bereits nach kurzer Zeit: „Skeletal muscle capillarization in humans is rapidly enhanced with endurance training, 2 months of training at high submaximal exercise intensities being sufficient to increase the total number of muscle capillaries by 50%“ (Henriksson, 1992a, p. 55). Auch Hollmann und Hettinger (2000, S. 269) sehen die Tatsache einer vergrößerten Kapillaroberfläche als Folge von Ausdauertraining wie auch die einer Vermehrung der Kapillarzahl als gesichert an.

Es muss allerdings einschränkend erwähnt werden, dass die Intervallmethode nicht in dem Umfang zur Kapillarisierung wie die Dauermethode beiträgt. Geiger (1988, S. 58) geht sogar davon aus, dass ein Intervalltraining praktisch keine Auswirkungen auf den Fettstoffwechsel und eine vermehrte Kapillarisierung hat.

Da jedoch vor allem die extensive Intervallmethode eine verbesserte Laktatkompensation (s.u.) bewirkt, muss sich die Kapillarisierung - als Voraussetzung einer vermehrten Muskeldurchblutung und somit eines besseren Abtransports der Stoffwechselendprodukte - durch die Intervallmethode erhöhen.

Neben der Kapillarisierung erhöht sich auch das Mitochondrienvolumen als Adaptationsprozess des Ausdauertrainings im Bereich des Muskelstoffwechsels (Maassen et al., 1992, S. 519). De Marées (2002, S. 359) konnte bei ausdauertrainierten Läufern in der trainierten Muskulatur einen um 50% höheren Anteil der Mitochondrien am Muskelvolumen im Vergleich zu Untrainierten nachweisen. Auch die Mitochondrienoberfläche war im Skelettmuskelgewebe der trainierten Personen um 40% größer.

Eine entscheidende Größe für den Stoffaustausch ist die Kapillaroberfläche, wie im folgenden gezeigt wird. Abb. VII verdeutlicht, dass Ausdauersportler über eine höhere Anzahl an Kapillaren verfügen als Normalpersonen:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. VII: Anzahl der Kapillaren im Vergleich zwischen Normalpersonen (I), Sportstudenten (II) und Ausdauertrainierten (III) (Hollmann und Hettinger, 2000, S. 270)

2.3.4.1 Verbesserung des Laktatabbauvermögens

Busse et al. (1987, S. 455) sehen als Ursache einer Laktatmehrproduktion entweder Sauerstoffmangel im arbeitenden Gewebe bzw. mangelnde Verfügbarkeit oxidativer Systeme an. Da die Intervallmethode sowohl eine Sauerstoffmehraufnahme als auch die Aktivierung oxidativer Enzyme bewirkt, führt sie im Laufe des Trainingsprozesses zu einem verbesserten Laktatabbauvermögen, da Kapillarisierung und Mehrdurchblutung der Arbeitsmuskulatur zu einer verbesserten Entsorgung der anfallenden Stoffwechselendprodukte wie CO2 und Laktat führen.

2.3.4.2 Verbesserung der Schnelligkeitsausdauer

Der Trainingseffekt des Intervalltrainings ist je nach Intensität in einer Verbesserung der Grundlagenausdauer bzw. der Schnelligkeitsausdauer zu sehen. Das Intervalltraining intensiver Prägung führt zu einer selektiven Beanspruchung und damit zur Hypertrophie der schnell kontrahierenden Fast-Twitch-Muskelfasern. Voraussetzung hierfür ist jedoch, dass Muskelspannungen oberhalb 20-25% der maximalen isometrischen Stärke erzielt werden, was nach Weineck (1997, S. 148) nur bei harter Tempoarbeit vorkommt. Bezogen auf die Sauerstoffaufnahme depletieren oberhalb einer Belastungsintensität von 90% zunächst die schnell kontrahierenden FT-Fasern.

Bei Belastungsintensitäten oberhalb der aerob-anaeroben Schwelle werden überwiegend die schnellen Muskelfasern mit dominierend laktazider Stoffwechselkapazität beansprucht. Dabei kommt es bei diesen intensiven Belastungen zu einem frühzeitigeren Laktatanstieg in den FT-Fasern. „This is most likely due to the higher glycogenolytic potential in muscles rich in FT fibers and the lower capillary density around this fiber type” (Sjödin and Jacobs, 1981, p. 25). Allerdings besteht in diesen Muskelfasern auch das Potenzial zur Steigerung der oxidativen Kapazität.

„Das Intervalltraining führt zur Erhöhung der Glykolysekapazität der schnellen Fasern und ebenfalls zur Steigerung der aeroben Kapazität in beiden Fasertypen“ (Hollmann und Hettinger, 2000, S. 423).

Zum gleichen Ergebnis kommen Henriksson und Reitmann (1976), die in einer Trainingsstudie zeigen konnten, „dass die oxydative Kapazität von Typ-I-Fasern mit Hilfe eines Ausdauertrainings gesteigert werden kann, während die Typ-II-Fasern auf ein anaerobes Training mit einer vergleichbaren Zunahme der Aktivität derselben oxydativen Enzyme reagieren“ (Howald, 1989, S. 20).

Sportspezifisch gesehen dient die Langzeitintervallmethode der Festigung der Grundlagenausdauer, während die Mittel- und vor allem die Kurzzeitintervallmethode mehr die Schnelligkeitsausdauer fördern. Dabei weisen die langsamen ST-Fasern einen hohen Myoglobingehalt auf, sind reich an Mitochondrien und somit an Enzymen des oxidativen Stoffwechsels. Die Energie wird überwiegend über den aeroben Stoffwechsel bereitgestellt. Die schnellen FT-Fasern hingegen verfügen nur über geringen Myoglobingehalt und sind reich an Enzymen der Glykolyse. Die Energie wird hauptsächlich anaerob bereitgestellt.

2.3.4.3 Erhöhung des Stehvermögens (Laktat- und Azidosetoleranz)

Durch Ausdauertraining und speziell durch Intervalltraining kann die Azidosetoleranz erhöht werden. Darunter versteht man das Vermögen, trotz Übersäuerung die Muskelkontraktion noch eine gewisse Zeit fortsetzen zu können. Bei anaeroben Trainingsbelastungen erhöht sich die Kapazität der glykolytischen Enzyme und die Fähigkeit, trotz hoher Übersäuerung noch Arbeit leisten zu können.

Infolge intensiver Belastungen sinkt der pH-Wert als Maß für die Wasserstoffionenkonzentration unter seinen Normwert. „Der pH-Wert des arteriellen menschlichen Blutes liegt im Bereich zwischen 7,37 und 7,43 mit einem Mittelwert bei 7,4 (bei 37°C)“ (Maassen, 1999, S. 362). Infolge einer solchen Azidose kann der pH-Wert auf 7,2 bis 7,1 herabsinken (nach de Marées, 2002, S. 339). Bei Intervallsprints sind sogar Werte von unter 6,9 gemessen worden (nach Maassen, 1999, S. 362).

Das Absinken dieses pH-Werts kann die Leistung begrenzen. „Das Ausmaß der pH-Wertsenkung ist abhängig von der Pufferkapazität der Gewebe (Maassen et al., 1987, S. 320). Die Säuren werden von einem Puffersystem im Blut gebunden und somit chemisch unwirksam gemacht, wodurch auch die Bedeutung des Bluts für intensive Ausdauerbelastungen deutlich wird. „Apart from its many other functions, the blood also acts as a buffer” (Åstrand and Rodahl, 1977, p. 136). Diese Pufferfunktion ermöglicht die Aufrechterhaltung der Homöostase.

Unter „Puffer“ versteht man Stoffe, die die Wirkung von Säuren und Basen auf den pH-Wert der Körperflüssigkeiten und des Gewebes abfangen können, bis ihre Kapazität aufgebraucht ist. Die Puffersysteme Plasmabikarbonat, Hämoglobin und Plasmaeiweiß stellen die Gesamtpufferkapazität dar. Durch Ausdauertraining werden vor allem der Plasmabikarbonatpuffer vergrößert und das Hämoglobin durch die Blutzunahme vermehrt. Dadurch wird das frühzeitige Absinken des pH-Werts verhindert und somit die Übersäuerung verzögert. Zur Verbesserung der Pufferkapazität im Skelettmuskel eignen sich Belastungen von 90 Sekunden bis zwei Minuten mit nahezu maximaler Intensität bei zwei bis sechs Wiederholungen. In diesem Zusammenhang spricht man auch von einer erhöhten Säuretoleranz. Damit ist das Vermögen gemeint, trotz einsetzender Übersäuerung, die mit einem Schmerzgefühl verbunden ist, die Muskelarbeit noch eine gewisse Zeit aufrechtzuerhalten. Man unterscheidet dabei den biochemischen Bereich, in dem Muskelkontraktionen trotz Homöostasestörung durchgeführt werden können und den psychischen Bereich, also das Aufrechterhalten der Muskelarbeit trotz eintretenden Schmerzgefühls.

Intensives Ausdauertraining mit hohen Laktatkonzentrationen, wie sie bei Mittelstreckenläufern in der Vorwettkampfphase vorkommen, führen nach Maassen et al. (1987, S. 322) zu einer höheren mittleren Pufferkapazität, während Ausdauertrainingsformen im Bereich der Grundlagenausdauer mit niedrigen Intensitäten zu einer Reduktion der intrazellulären Pufferkapazität führen. Eine solche Reduktion führt wiederum zu Einbußen in der laktaziden Energiebereitstellung. Daraus wird ersichtlich, dass es kaum möglich scheint, das vor allem im Mittelstreckenbereich angestrebte Ziel der simultanen Verbesserung der aeroben und anaeroben Kapazität zu verwirklichen.

2.3.4.4 Schulung der Willenseigenschaften und der Koordination

Ein Training nach der Intervallmethode fördert auch immer die Willenseigenschaften des Athleten. Er gewöhnt sich durch den ständigen Wechsel von Belastung und Entlastung an die erneute Arbeitsaufnahme trotz unangenehmer Empfindungen.

„Zusätzlich dient das [...] Intervalltraining zur Gewöhnung an ein geplantes Renntempo“ (Kessel, 1998, S. 128), da die Laufgeschwindigkeiten in Bereichen der Wettkampfintensität liegen. Diese können in Trainingseinheiten nach der Dauermethode kaum realisiert werden, da sie zur Überforderung des Athleten führen würden.

Das Intervalltraining mit seinen typisch hohen Laufgeschwindigkeiten bewirkt zusätzlich eine koordinative Schulung auf hohem Niveau. „Die motorischen Steuerprogramme werden so korrigiert, dass sie den Erfordernissen der Arbeitsmuskulatur entsprechen“ (Neumann und Berbalk, 1991, S. 416). Innerhalb kurzer Zeit kommt es zu einer Ökonomisierung des Laufstils bei hohen (Wettkampf-)Geschwindigkeiten, indem unnötige Bewegungen eingeschränkt werden, wodurch der Sportler bei gleicher Belastung eine höhere Leistung erbringen kann.

2.4 Training nach der Intervallmethode

Grundsätzlich kann man ein Intervalltraining immer individuell gestalten. Aufgrund der Variationsmöglichkeiten in den Bereichen Intervalllänge, Pausendauer und Arbeitsintensität bieten sich dem Läufer vielfältige Möglichkeiten. Welche Adaptationen sich im Organismus des Athleten ergeben, hängt von der Wahl der Trainingsinhalte, aber vor allem auch vom Ausgangsniveau ab. Ausdauertrainierte werden ihre Leistung nicht in so starkem Umfang wie Untrainierte steigern können. Bei entsprechender Reizsetzung mit Kraft- und Schnelligkeitskomponenten wird sich ein Intervalltrainingsprogramm jedoch auch bei den leistungsstärkeren Athleten in einer höheren Ausdauerfähigkeit niederschlagen.

„Eine Verbesserung der Ausdauerleistungsfähigkeit darf in erster Linie bei erfahrenen Sportlern erwartet werden, falls ein Intervalltraining [..] deutlich oberhalb der aeroben Schwelle durchgeführt wird“ (Lehmann et al., 1991, S. 48). Die folgende Abbildung veranschaulicht, welche Bedeutung demnach auch Kraft und Schnelligkeit im Training der MZA besitzen:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. VIII: Kraft und Schnelligkeit im Bezug zur Ausdauer (Jonath et al., 1995, S. 193)

Für das intensive Intervalltraining im Bereich der Mittelzeitausdauer werden entsprechend höhere Intensitäten und geringere Umfänge als für die extensiven Intervalle vorliegen. Dabei steigen die Enzyme des anaeroben Stoffwechsels und der Glykogengehalt an. Die Folge ist eine erhöhte anaerobe Leistungskapazität durch Erhöhung der maximalen Glykolyserate. Für die extensive Intervallarbeit ergeben sich analog geringere Intensitäten und höhere Umfänge, die auf eine Verbesserung vor allem der aeroben Leistungskapazität zielen. Das Resultat ist eine Vermehrung des Myoglobins, der Mitochondrien, der mitochiondrialen Enzyme des Krebszyklus und der Atmungskette und zusätzlich der Enzyme des Fettsäureabbaus (ß-Oxidation).

Dadurch verfügt der Ausdauertrainierte nach Heck (1990a, S. 69) über größere Glykogendepots in Muskel und Leber und eine leichtere Mobilisierbarkeit der Fettsäuren aus den Fettdepots.

Auf die konkreten trainingsspezifischen Methoden des Intervalltrainings und deren physiologischen Grundlagen wird in den folgenden Kapiteln näher eingegangen.

2.5 Intensives Intervalltraining

Charakteristisch für ein intensives Intervalltraining sind ein relativ geringer Belastungsumfang und eine hohe -intensität. Bei dieser Trainingsmethode wird vorwiegend in Bereichen des anaeroben Stoffwechsels trainiert.

Die ADP und Pi - Spiegel steigen unkontrolliert an und verursachen eine überschießende Freisetzung von Glukose mit zunehmender Aktivierung der anaeroben Glykolyse. Diese führt zur Veränderung des intramuskulären Milieus und schließlich zur metabolischen Begrenzung der Arbeit. Daraufhin nimmt die muskuläre Ermüdung zu. Die „Blutlaktatkonzentrationen steigen kumulierend bis auf maximale Werte an (Blutlaktatspiegel ca. 10-20 mmol/l)“ (Berg, 1993, S. 281).

2.5.1 Physiologische Grundlagen

Aufgrund der hohen Intensitäten kommt es bei der intensiven Intervallmethode hauptsächlich zur Ausbildung der Kurzzeit- (KZA) und Mittelzeitausdauer (MZA). Größere Umfänge könnten vom Athleten auch nicht mehr maximal im Sinne der intensiven Intervallmethode durchlaufen werden.

Entscheidend ist bei der intensiven Intervallmethode die Energiebereitstellung über den Phosphatabbau und die anaerobe Glykolyse, die mit der Bildung von Laktat einhergeht.

Die wiederholten intensiven Belastungen beanspruchen demnach die Glykogendepots in erhöhtem Maße. „Die laktazide Leistungsfähigkeit wird begrenzt durch die maximale Glykolyserate“ (Heck und Schulz, 2002, S. 203).

Auf kürzeren Langlaufstrecken bzw. im Mittelstreckenbereich spielt die Azidosetoleranz eine Rolle (nach Röcker et al., 1994c, S. 297). Dementsprechend fallen auch beim Training mit der intensiven Intervallarbeit und entsprechenden Beanspruchungen der anaeroben Kapazität große Säuremengen an. Wie bereits erwähnt, führen diese hohen Säuremengen zu einer höheren Pufferkapazität. Intensive Belastungen im Bereich von 90 sek. scheinen besonders geeignet, um zu einer gesteigerten Azidosetoleranz, auf biochemischer als auch auf psychologischer Ebene, zu führen.

Als gesichert gilt die Aussage, dass durch Ausdauertraining die maximale Sauerstoffaufnahmefähigkeit verbessert werden kann. Es bestehen allerdings unterschiedliche Meinungen darüber, ob durch das intensive oder das extensive Intervalltraining größere Leistungsverbesserungen zu erzielen sind.

Die maximale Sauerstoffaufnahme hängt von mehreren internen und externen Faktoren ab. Weineck (1997, S. 176) zum Beispiel bezieht sich auf Untersuchungen von Fox et al. von 1972 und stellt fest, dass ein Training mit der intensiven Intervallmethode die höchsten Zunahmeraten und damit den höchsten Leistungszuwachs an maximaler Sauerstoffaufnahmefähigkeit erbringt. Zintl und Eisenhut (2001, S. 122) schreiben andererseits der extensiven Intervallmethode unter Ausnutzung des aerob-anaeroben Stoffwechsels eine Erweiterung der VO2max zu, nicht jedoch der intensiven Intervallarbeit. Zur Klärung des Widerspruchs müssen die unterschiedlichen Ansätze beachtet werden.

Entscheidend ist, dass die maximale Sauerstoffaufnahmefähigkeit einerseits vom Herzminutenvolumen (HMV) und andererseits von der maximalen arteriovenösen O2-Differenz (avDO2) abhängt. Das HMV ist das Produkt von Herzfrequenz und Schlagvolumen (HF x SV), so dass sich „VO2max = VSmax * Hfmax * avDO2max“ (de Marées, 2002, S. 651) für die maximale Sauerstoffaufnahmefähigkeit ergibt.

Die intensive Intervallmethode führt zu einer stärkeren Verbesserung des HMV, da im Vergleich zur extensiven Variante höhere Belastungen einen höheren venösen Rückstrom bedingen, der wiederum einen verstärkten systolischen Auswurf und somit ein größeres Schlagvolumen zur Folge hat: „As end-diastolic volume increases, the stroke volumes increases. End-diastolic volume is determined by the pressures in the venous system[…]” (Hartley, 1992, p. 75). Zu entsprechend vergleichbaren Ergebnissen kamen Hawley et al. (1997, S. 327). Die Autoren untersuchten die Auswirkungen zwischengeschalteter intensiver Intervalle auf die Leistungsfähigkeit von Radfahrern. „After 4-6 interval training sessions (2-3 weeks), peak power output was typically increased by an average of 15-20 W [...]. The significant increase (5%) in peak power output measured in these cyclists after high-intensity interval training is consistent with a corresponding increase in their VO2 peak.”

[...]

Ende der Leseprobe aus 154 Seiten

Details

Titel
Unterschiedliche Auswirkungen der intensiven und extensiven Intervallmethode auf die Ausdauerleistungsfähigkeit
Hochschule
Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main  (Institut für Sportwissenschaften)
Note
1,3
Autor
Jahr
2003
Seiten
154
Katalognummer
V37757
ISBN (eBook)
9783638370189
ISBN (Buch)
9783656068709
Dateigröße
2798 KB
Sprache
Deutsch
Anmerkungen
Verglichen werden extensive und intensive Intervallmethode im Ausdauersport - Laufen - und deren unterschiedlichen Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit, dargestellt anhand der Veränderungen der Herzfrequenz- und Laktatleistungskurven.
Schlagworte
Unterschiedliche, Auswirkungen, Intervallmethode, Ausdauerleistungsfähigkeit
Arbeit zitieren
Carsten Müller (Autor), 2003, Unterschiedliche Auswirkungen der intensiven und extensiven Intervallmethode auf die Ausdauerleistungsfähigkeit, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/37757

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