Diese wissenschaftliche Arbeit untersucht die Ausdauerfähigkeit und die leistungsbestimmenden Faktoren im Sport, insbesondere wie das Herz-Kreislauf-System und der Muskelstoffwechsel auf verschiedene Belastungen reagieren.
Ziel ist es, die Funktion und Bedeutung dieser Systeme für spezifische sportliche Disziplinen zu analysieren und die physiologischen Anpassungen bei unterschiedlichen Trainingsintensitäten zu verstehen.
Die Ausdauerleistungsfähigkeit wird durch die aerobe und anaerobe Schwelle bestimmt. Sauerstoffdefizit entsteht zu Beginn der Belastung, während nach der Belastung eine erhöhte Sauerstoffaufnahme notwendig ist. Die Ausdauerfähigkeiten werden nach lokalen und allgemeinen, statischen und dynamischen, sowie aeroben und anaeroben Kriterien unterschieden. Das Ausdauertraining zielt auf die Verbesserung der Grundlagenausdauer und spezifischer Ausdauer ab. Wichtige Trainingsmethoden sind Dauermethoden, Intervallmethoden und Wiederholungsmethoden. Die Arbeit betont die Bedeutung der aeroben Kapazität und effizienten Sauerstoffausnutzung zur Steigerung der Ausdauer.
1 Anforderungen an den Muskelstoffwechsel und an das Herz-Kreislauf- System bei verschiedenen Belastungen
Die Anforderungen des Herz-Kreislauf-Systems und des Muskelstoffwechsels sind je nach der spezifischen Ausdauerfähigkeit verschieden:
Funktion und Bedeutung der einzelnen Teilsysteme für eine bestimmte Disziplin müssen bekannt sein
- Untersuchung bei verschiedenen Belastungsintensitäten
Messgrößen für Herz-Kreislauf-System: Atmung, Herzfrequenz und Sauerstoffaufnahme Funktion des Muskelstoffwechsels: Auskunft durch Laktatkonzentration im Blut
Untersuchungsergebnisse mit ansteigender Belastungsintensität:
Mittelstreckenläuferin/Tennisspielerin
Relative Sauerstoffaufnahme: bei beiden gleich
Herzfrequenz: bei Mittelstreckenläuferin geringer
Laktatspiegel: bei Mittelstreckenläuferin geringer
Erklärung:
- niedrigere Herzfrequenz aufgrund eines höheren Schlagvolumens des Herzens
- geringere Laktatbildung, weil die Stoffwechselvorgänge zur Energiegewinnung im Muskel den Sauerstoff besser nutzen
- bessere Durchblutung des Muskels (durch Kapillarisierung)
- höherer Gehalt an Enzymen (durch Erhöhung der Mitochondrienzahl) Fazit:
Wesentlich höhere Ausdauerfähigkeit der Mittelstreckenläuferin.
Bei gleicher Laufgeschwindigkeit ist eine Übersäuerung der Muskeln und damit die Ermüdung wesentlich geringer.
Die Ausdauerleistungsfähigkeit wird sowohl durch die
Sauerstoffaufnahmefähigkeit als auch durch die Sauerstoffausnutzung im Muskel (Kapillarisierung, aerobe Stoffwechselkapazität) bestimmt.
Eine enorme Leistungssteigerung in den Ausdauerdisziplinen ist im wesentlichen auf eine Verbesserung der aeroben Stoffwechselkapazität zurückzuführen (Sauerstoffaufnahmefähigkeit hat sich kaum verändert).
Die Ausdauerleistungsfähigkeit kann durch folgende Schwellenwerte charakterisiert werden:
Aerobe Schwelle:
- festgesetzt auf 2 mmol Laktat/l Blut, entspricht einer Belastungsintensität, deren Laktatspiegel diesen Wert gerade übersteigt
- ab jetzt kann benötigte Energie nur noch durch anearob-laktazide Stoffwechselvorgänge bereitgestellt werden
- Laktatspiegel beginnt zu steigen
- Belastungsintensität unterhalb der Schwelle: Energiegewinnung fast nur aerob
- Laktatspiegel bleibt in der Nähe des Ruhewertes
Aerob - anaerober Übergangsbereich:
- Bereich zwischen aerob und anaerober Schwelle
- Laktatbildung nimmt mit steigender Belastungsintensität zu, aber:
- Laktatbildung und Laktatabbau immer im Gleichgewicht
Anaerobe Schwelle:
- Liegt bei 4 mmol Laktat/l Blut
- Abhängig vom Trainingszustand
- Maximales Laktatgleichgewicht: Laktatbildung und Laktatabbau stehen gerade noch im Gleichgewicht (maximales steady state)
- Der Trainierte erreicht erst bei höheren Werten der Herzfrequenz und der Sauerstoffaufnahme dieses maximale Gleichgewicht
- Seine Laufgeschwindigkeit an der anaeroben Schwelle ist somit höher
Eine höhere Belastungsintensität führt zu einem starken Anstieg des Laktatspiegels.
Die Sauerstoffaufnahme reicht nicht mehr aus, den Gesamtenergiebedarf zu decken, es kommt zur schnellen Erschöpfung durch Übersäuerung.
Sauerstoffdefizit:
- entsteht zu Beginn jeder Belastung:
- der Körper kann den plötzlich auftretenden Sauerstoffbedarf nicht sofort decken, weil die Sauerstoffaufnahme nur langsam anläuft
- Vergrößerung des Defizits:
- Sauerstoffbedarf übersteigt Sauerstoffaufnahmefähigkeit
- Nach Beendigung der Belastung läuft die aerobe Energiegewinnung weiter
- Sauerstoffaufnahme größer als der Ruhebedarf
Sauerstoffschuld:
- Die Sauerstoffaufnahme nach Belastungsende über den Ruhebedarf hinaus
Nach der Belastung kommt es zu einer Sauerstoffmehraufnahme, diese dient der erhöhten Aktivität und folgenden Stoffwechselprozessen:
- Auffüllen der ATP/KP-Speicher (ca. 2 min)
- Auffüllen der Sauerstoffspeicher in Blut-(Hämoglobin) und Muskelzellen (Myoglobin)
- Abbau und Verwertung der Milchsäure (50% in etwa 15 min)
- Das angefallene Laktat muss in aerobe Abbauvorgänge eingeschleust oder unter Energieverbrauch wieder zu Glykogen aufgebaut werden
- Tätigkeit des Herzmuskels und der Atemmuskulatur sind erhöht
- Hormonspiegel und Körpertemperatur sind erhöht
Die Erholungsprozesse benötigen unterschiedlich lange Zeitspannen, die auch die verschiedenen Trainingsmethoden kennzeichnen.
- Verbesserung der Grundlagenausdauer: Erholungsprozesse werden beschleunigt
- Bei Sportarten mit wechselnden Belastungsintensitäten, spielt die Geschwindigkeit der Erholungsprozesse eine wichtige Rolle.
2 Abgrenzung der Ausdauerfähigkeiten
Die Ausdauerfähigkeiten werden anhand ihrer unterschiedlichen Anforderungen an den Stoffwechsel (Belastungsintensität) unterschieden um ein möglichst gezieltes Training durchführen zu können:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
3 Allgemeine aerobe Ausdauer (aerobe Kapazität)
- Belastungsintensität unter der anaeroben Schwelle Ø Energiegewinnung hauptsächlich aerob
- Die aufgenommene Sauerstoffmenge reicht aus, um die benötigte Energiemenge bereitzustellen (Sauerstoffgleichgewicht = steady state)
- Allgemein - dynamisch - aerobe Ausdauer (Hollmann)
- Messung der Ausprägung: Die Laufgeschwindigkeit, bei der die anaerobe Schwelle erreicht wird
Leistungsbestimmende Faktoren:
Maximale Sauerstoffaufnahme:
- je größer, desto mehr Sauerstoff für aerobe Energiegewinnung Erhöhung der Sauerstoffaufnahmefähigkeit:
- Zunahme des Schlagvolumens
- Zunahme der arterio-venösen Sauerstoffdifferenz
- Zunahme der Transportkapazität des Blutes
Sauerstoffausnutzung im Muskel:
- Je besser, desto mehr Energie kann auf aerobem Weg bereitgestellt werden Begrenzung durch:
- Anzahl der Blutkapillaren im Muskel
- Gehalt an Enzymen für den aeroben Stoffwechsel in den Muskelfasern
- Hoher Prozentsatz, mit dem die Sauerstoffaufnahmefähigkeit an der anaeroben Schwelle genutzt werden kann: gute Sauerstoffausnutzung
Größe der Glykogenspeicher:
- Leistungsbestimmend bei Belastungen an der anaeroben Schwelle und einer Dauer von über 40 min
- Allmähliche Speicherentleerung
- Langsamere Energiebereitstellung
Fettsäuren zur Energiegewinnung:
- Wenn geringe Belastungsintensitäten über 90 min dauern, reichen die Glykogenspeicher nicht aus
4 Allgemeine anaerobe Ausdauer (anaerobe Kapazität)
- Belastungsintensität über anaerober Schwelle
- Energiegewinnung: anaerob-alaktazid/laktazid
- Sauerstoffdefizit entsteht
Leistungsbestimmende Faktoren:
Größe der Phosphatspeicher:
- für die Energiebereitstellung bestimmend
(geringe Speicherkapazität) bei Belastung bis 20 sec
Großer Muskelglykogenspeicher:
- beschleunigte Glykolyse
- längere Arbeitszeit der Muskulatur trotz Übersäuerung
Enzymgehalt:
- für die Glykolyse in den Muskelfasern:
- ATP Bildung
Pufferkapazität des Blutes:
- Die Milchsäure die bei Belastungen bei über 20-30 sec auftritt, kann durch Puffersubstanzen hinausgezögert werden
Säuretoleranz:
Die Muskelarbeit wird aufrechterhalten, trotz
- Übersäuerung (physiologisch) und
- Schmerzgefühl (psychologisch)
- Wichtig für Belastungen über 40 sec. Kapillarisierung:
Gute Muskeldurchblutung zögert
- Ermüdung
- Übersäuerung des Muskels hinaus.
Anmerkung zu aerober und anaerober Ausdauer:
Für jede Sportart ist der Anteil an Kraft, Schnelligkeit und aerober, anaerober Energiegewinnung spezifisch:
Das Verhältnis ist abhängig von: Belastungsintensität und Belastungszeit Gezielte Maßnahmen durch: Ausdauer je nach Belastungszeit
- Spezielle Ausdauer (Gegenüberstellung der unabhängigen Grundlagenausdauer)
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
- Kurzzeitausdauer, Mittelzeitausdauer
- Langzeitausdauer, azyklische Spielausdauer
5 Grundlagenausdauer
- Ermüdungswiderstand bei Langzeitbelastungen
- Unter Einsatz großer Muskelgruppen (mehr als 1/7 d. Skelettmuskulatur)
- Belastungsintensität: Bis anaerobe Schwelle
- Energiegewinnung: ausschließlich aerob
Grundlagenausdauer = aerobe Ausdauer geringer bis mittlerer Intensität
Leistungsbestimmende Faktoren:
- Maximale Sauerstoffaufnahme
- Sauerstoffausnutzung
- Fähigkeit, Fettsäuren zur Energiegewinnung zu nutzen
Training der Grundlagenausdauer:
- Unabhängig von Übungsform (Kann mit jeder Sportart trainiert werden)
- Basis für das Training der speziellen Ausdauer
- Vorraussetzung für schnelle Erholungsfähigkeit
- Grundlegende Bedeutung für alle Sportarten
6 Spezielle Ausdauer
Kurzzeitausdauer (KZA, 25 sec - 2 min)
- Hoher Energiebedarf pro Zeiteinheit
- Energiegewinnung: hauptsächlich anaerob-laktazid
Kraft- und Schnelligkeitsfähigkeit = leistungsbestimmende Faktoren der Ausdauer
Belastungsintensität: weit über der anaeroben Schwelle
- Schnell ansteigender Laktatspiegel - Erschöpfung durch Übersäuerung
Beeinflussende Faktoren der Kurzzeitausdauer:
1.) Niveau von Maximalkraft, Schnellkraft und Aktionsschnelligkeit leistungsbestimmend (da hohe Belastungsintensität)
2.) Die leistungsbestimmenden Faktoren der anaeroben Kapazität sind wichtig (außer Phosphatspeicher), da pro Zeiteinheit sehr viel Energie bereitgestellt werden muss.
3.) Aerobe Kapazität gewinnt bei Belastungen über 90 sec an Bedeutung.
Mittelzeitausdauer (MZA, 2-10 min)
Energiegewinnung: Gleichenteils anaerob und aerob
Untergeordnete Rolle: Schnelligkeits- und Kraftfähigkeiten
Bei Laufstrecken zwischen 800 und 3000 Metern sind die aerobe und anaerobe Kapazität leistungsbestimmend.
Belastungszeit: zwischen 2 -10 Minuten
Leistungsbestimmende Faktoren der anaeroben und aeroben Kapazität:
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Langzeitausdauer (LZA, über 10 min)
Energiegewinnung: mit zunehmender Belastungszeit aerob
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Azyklische Spielausdauer:
Belastungsintensitäten: wechseln stark
Kraft- und Schnelligkeitsfähigkeiten: wichtig in Phasen mit hoher Intensität
Schnelle Erholung
der Grundlagenausdauer: wichtig für Phasen mit niedriger Intensität
- Komplexe Ausdauerfähigkeit
Grundlagenausdauer: wichtig je länger die Spielzeit für Erhaltung des Leistungsniveaus im Kraft- und Schnelligkeitsbereich
Kraft- und Schnelligkeitsausdauer: wichtig/bestimmend bei intensiver Belastung (zeitlich unter Kurzzeitausdauer)
Bedeutung der speziellen Ausdauerfähigkeiten
Kraft- und Schnelligkeitsausdauer = länger dauernde Kraft- und Schnelligkeitsbelastungen
Leistungsbestimmende Faktoren
1. Faktoren die Kraft und Schnelligkeit betreffend
2. anaerobe Energiegewinnung
- Überschneidung von Kurz- und Mittelzeitausdauer
Augrund dieser undeutlichen Überschneidung bezieht man sich auf Belastungssituationen bei denen Kraft- und Schnelligkeitsfähigkeiten wie die anaerobe Energiegewinnung dominieren:
1. Intensive Belastungen (zwischen 7 sec und 2 min)
2. Kraftausdauer, bei langsamen Bewegungsausführungen mit niedriger Frequenz (bis 6 min; Bsp.: Rudern, Schwimmen...)
Ausdauertraining
1 Trainingsziele:
- Grundlagenausdauer (Gesundheitssport)
- Grundlagenausdauer (als Basis für Leistungssport)
- Spezielle Ausdauer, die Sportart betreffend (KZA, MZA, LZA, Azyklische Spielausdauer)
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2 Trainingsmethoden
Unterschiede der Methoden: Reizintensität und Pausenlänge
Vorraussetzung für ein gezieltes Training der leistungsbestimmenden Faktoren:
Differenzierung der Belastungsintensitäten: %- Angabe der Laufgeschwindigkeit in bezug auf Maximalgeschwindigkeit
Einhaltung der Schwellenwertbereiche: Durch Kontrollieren der Herzfrequenz
Für eine optimale Trainingswirkung müssen die
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Dauermethoden
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Belastungsintensität:
- konstant
- unter anaerober Schwelle
- die benötigte Belastungsdauer wird nicht erreicht: Ermüdung
Tempowechselmethode
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Fahrtspiel: Prinzip:
- spielerische Variation der Intensität (niedrig bis maximal)
- Trainieren verschiedener Leistungsfaktoren
Beispiel: Lauf (hügelaufwärts, schnell, langsam), Sprint, Gehen (schnell, als Pause) Trainingswirkung:
- Verbesserung der aeroben Ausdauer
Intervallmethoden
Besonderheiten (Erholung): Allg.:
- Die Erholung verläuft logarithmisch: Im ersten Drittel der Erholungszeit erholt sich der Körper zu zwei Drittel
- Zwischen den einzelnen Belastungen wird keine vollständige Erholung abgewartet:
- Bei der unvollständigen Erholung wird nur das erste Drittel genutzt: lohnende Pause
Pausenlänge:
Häufig gestellte Fragen
Was sind die Anforderungen an den Muskelstoffwechsel und das Herz-Kreislauf-System bei unterschiedlichen Belastungen?
Die Anforderungen variieren je nach Ausdauerfähigkeit. Wichtig sind Kenntnisse über die Funktion der Teilsysteme für spezifische Disziplinen. Messgrößen sind Atmung, Herzfrequenz, Sauerstoffaufnahme (Herz-Kreislauf-System) und Laktatkonzentration (Muskelstoffwechsel). Bei steigender Belastung zeigen sich Unterschiede zwischen z.B. Mittelstreckenläuferinnen und Tennisspielerinnen hinsichtlich Herzfrequenz und Laktatspiegel.
Was ist die aerobe Schwelle?
Die aerobe Schwelle liegt bei ca. 2 mmol Laktat/l Blut. Oberhalb dieser Schwelle kann die benötigte Energie nur noch durch anaerob-laktazide Stoffwechselvorgänge bereitgestellt werden. Unterhalb wird die Energie fast ausschließlich aerob gewonnen, und der Laktatspiegel bleibt nahe dem Ruhewert.
Was ist der aerob-anaerobe Übergangsbereich?
Das ist der Bereich zwischen der aeroben und anaeroben Schwelle. Die Laktatbildung nimmt mit steigender Belastungsintensität zu, aber Laktatbildung und -abbau sind im Gleichgewicht.
Was ist die anaerobe Schwelle?
Sie liegt bei ca. 4 mmol Laktat/l Blut und ist vom Trainingszustand abhängig. Hier besteht das maximale Laktatgleichgewicht (maximales steady state), bei dem Laktatbildung und -abbau gerade noch im Gleichgewicht stehen. Trainierte Personen erreichen dieses Gleichgewicht erst bei höheren Herzfrequenz- und Sauerstoffaufnahmewerten.
Was ist das Sauerstoffdefizit?
Es entsteht zu Beginn jeder Belastung, da der Körper den plötzlich auftretenden Sauerstoffbedarf nicht sofort decken kann. Wenn der Sauerstoffbedarf die Sauerstoffaufnahmefähigkeit übersteigt, vergrößert sich das Defizit.
Was ist die Sauerstoffschuld?
Die Sauerstoffaufnahme nach Belastungsende über den Ruhebedarf hinaus. Sie dient der erhöhten Aktivität und verschiedenen Stoffwechselprozessen wie dem Auffüllen der ATP/KP-Speicher, Sauerstoffspeicher, Abbau und Verwertung der Milchsäure, Tätigkeit des Herzmuskels und der Atemmuskulatur sowie erhöhten Hormonspiegel und Körpertemperatur.
Wie werden Ausdauerfähigkeiten abgegrenzt?
Anhand der unterschiedlichen Anforderungen an den Stoffwechsel (Belastungsintensität), um ein gezieltes Training zu ermöglichen.
Was ist allgemeine aerobe Ausdauer (aerobe Kapazität)?
Die Belastungsintensität liegt unter der anaeroben Schwelle, und die Energiegewinnung erfolgt hauptsächlich aerob. Die aufgenommene Sauerstoffmenge reicht aus, um die benötigte Energiemenge bereitzustellen (Sauerstoffgleichgewicht = steady state). Leistungsbestimmende Faktoren sind die maximale Sauerstoffaufnahme und die Sauerstoffausnutzung im Muskel.
Was ist allgemeine anaerobe Ausdauer (anaerobe Kapazität)?
Die Belastungsintensität liegt über der anaeroben Schwelle, und die Energiegewinnung erfolgt anaerob-alaktazid/laktazid, wodurch ein Sauerstoffdefizit entsteht. Leistungsbestimmende Faktoren sind die Größe der Phosphatspeicher, ein großer Muskelglykogenspeicher, der Enzymgehalt für die Glykolyse, die Pufferkapazität des Blutes und die Säuretoleranz.
Was ist Grundlagenausdauer?
Ermüdungswiderstand bei Langzeitbelastungen unter Einsatz großer Muskelgruppen (mehr als 1/7 d. Skelettmuskulatur). Die Belastungsintensität liegt bis zur anaeroben Schwelle, und die Energiegewinnung erfolgt ausschließlich aerob. Leistungsbestimmende Faktoren sind die maximale Sauerstoffaufnahme, Sauerstoffausnutzung und die Fähigkeit, Fettsäuren zur Energiegewinnung zu nutzen.
Was ist spezielle Ausdauer?
Umfasst Kurzzeitausdauer (KZA), Mittelzeitausdauer (MZA) und Langzeitausdauer (LZA) sowie azyklische Spielausdauer. Jede Form hat ihre eigenen leistungsbestimmenden Faktoren und Energiesysteme.
Was sind die Trainingsmethoden zur Verbesserung der Ausdauer?
Dauermethoden, Tempowechselmethode (z.B. Fahrtspiel) und Intervallmethoden. Die Methoden unterscheiden sich in Reizintensität und Pausenlänge. Wichtig ist die Differenzierung der Belastungsintensitäten und die Einhaltung der Schwellenwertbereiche durch Kontrollieren der Herzfrequenz.
- Arbeit zitieren
- Steffen König (Autor:in), 2000, Grundelement der Sporttheorie, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/96880
