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Spiroergometrie

Warum Spiroergometrie?
Folgende Fragestellungen lassen sich damit beantworten:

  • Wo stehe ich?
  • Was sind meine Defizite/Talente?
  • Wo liegen meine Trainingsbereiche (Herzfrequenz/Watt)?
  • Wie m_ssen meine Trainingsinhalte aussehen?

Die Spiroergometrie ist ein kontinuierliches Messverfahren zur Messung der Zusammensetzung der Atemgase. Da der menschliche "Motor" ein Verbrennungsmotor ist, erlaubt die Gasanalyse die Untersuchung des Energiestoffwechsels. Die Messung erfolgt w_hrend eines Stufentests auf dem Ergometer. Dazu atmet der Proband durch eine Maske. Die Spiroergometrie kann nach _berschreiten der ANS abgebrochen werden, da die Schwelle live zu erkennen ist, oder bis zur Abbruchleistung fortgesetzt werden. Eine Belastung bis zum Abbruch bringt zus_tzlich VO2max-Werte und Hinweise auf Ihre Laktattoleranz.


Bild 1: Kontinuierliche Messung der O2 und CO2-Konzentration, des Volumenstroms und der Atemfrequenz. Schwellenbestimmung durch Knickpunkte in der O2 und CO2-Konzentration der ausgeatmeten Luft.



Die Leistungsdiagnostik liefert jenseits der Schwellenbestimmung weitere Aussagen _ber:

  • Erm_dungsgrad
  • Qualit_t des Energiestoffwechsels
  • Muskul_re Situation
  • Atemeffizienz

Zusammen mit der Laktatmessung entsteht so ein umfassendes Bild des Sportlers und damit die Grundlage f_r eine gute Trainingssteuerung. Eins muss dabei klar sein: Die Leistungsdiagnostik kann nur den Status Quo erfassen. Ein Nutzen f_r die Zukunft entsteht erst durch die angepasste Trainingsplanung.

Tech-Talk - Parameter der Leistungsdiagnostik und ihre Aussagef_higkeit

Herzfrequenz

Die Aussagekraft des Parameters Herzfrequenz bez_glich der individuellen Leistungsf_higkeit ist sehr gering. Dieser Parameter sollte vorrangig zur Steuerung der individuellen Trainingsintensit_t herangezogen werden.

Leistung

Die Leistung (Watt) ist ein ehrliches Ma_ zur Bestimmung der tats_chlichen Leistungsf_higkeit und der beste Parameter zur Steuerung der individuellen Trainingsintensit_t. Im Hochleistungsbereich ist die Trainingssteuerung nach Leistung l_ngst das Ma_ der Dinge. Auch Hobby-Sportler k_nnen Ihr Training damit noch effizienter gestalten.

Laktat

Die Dynamik des Energiestoffwechsels verbietet eine Beurteilung der Leistungsf_higkeit auf der Basis eines einzelnen Parameters. Jedoch wird in letzter Zeit dem Parameter Laktat als Zwischen- bzw. Endprodukt eines Teils des Energiestoffwechsels ein nicht nachvollziehbarer Stellenwert beigemessen.

Abh_ngig von unterschiedlichen Faktoren wie z.B. Pufferkapazit_t der Muskulatur gegen_ber anfallender _bers_uerung, Ern_hrungszustand, Muskelfaserzusammensetzung u.a. ergibt sich eine individuelle Dynamik der Laktatproduktion und des Laktatabbaus. W_hrend eine schnellkr_ftige Muskulatur aufgrund ihrer Enzymbeschaffenheit h_here Laktatwerte toleriert, produziert eine ausdauernde Muskelfaser nur sehr wenig Laktat. Differenzierte Aussagen _ber die individuelle Leistungsf_higkeit werden dadurch schon relativiert.

Die physiologischen Grundlagen stellen jedoch nur einen Gesichtspunkt der Laktat-Diskussion dar. Gravierende Probleme ergeben sich bei der mathematischen Bewertung der Laktatleistungskurve. Nach welchem mathematischen Verfahren werden die unterschiedlichen Laktatwerte in einer Kurve dargestellt? Errechnet sich die Kurve nach der e-Funktion oder einem Polynom? Untersuchungen zeigen durch Verwendung unterschiedlicher Rechenmodelle Abweichungen bis zu 10% der Leistungsf_higkeit an der sogenannten 4 mmol/l - Laktatschwelle. Des _fteren wird die Dynamik des Laktatverlaufes _berhaupt nicht ber_cksichtigt und die einzelnen Werte werden linear verbunden.

Ein weiteres Argument gegen die ausschlie_liche Verwendung der Laktat-Kurve als leistungsbestimmenden Parameter ist die Tatsache, dass mittlerweile _ber 10 unterschiedliche Schwellen-Konzepte "auf dem Markt" sind. Das Ziel dieser Schwellenmodelle ist die Bestimmung einer Pulsfrequenz, bei der im aeroben Energiestoffwechsel _ber einen l_ngeren Zeitraum gearbeitet werden kann. Bei der Verwendung unterschiedlicher computergest_tzter Laktat-Auswerte-Software und unterschiedlicher Laktatschwellen- Konzepte ergeben sich jedoch unterschiedliche Ergebnisse. Welche Trainingspulsfrequenzen gelten nun f_r den einzelnen Sportler? Abweichungen der Pulsangaben von _ber 10 % sind dabei normal. Das bedeutet, als Trainingsempfehlung f_r ein Training im aeroben Bereich kann die Pulsfrequenz 150/min oder 135/min bestimmt werden. Wer selbst pulsfrequenzorientiert trainiert kann einsch_tzen, wie ungenau diese Angaben sind.

Respiratorischer Quotient RQ

Der RQ ist der Quotient aus abgegebenem Kohlendioxid und aufgenommenem Sauerstoff. Damit l__t sich der Bereich herauslesen, in dem der Organismus gr__tenteils mit Sauerstoff arbeitet. Liegt der Wert unter 1 wird mehr Sauerstoff aufgenommen als CO2 abgegeben. Liegt der Wert _ber 1, wird mehr CO2 abgegeben als Sauerstoff aufgenommen. Mit diesem Wert l__t sich unter anderem bestimmen, aus welchem Stoffwechsel die Energie f_r die Muskelkontraktion gewonnen wird. In einem Bereich zwischen R ist 0,75 und 0,80 wird die Energie vorrangig aus dem aeroben Fettstoffwechsel gewonnen. Bei Werten _ber 1 ist der anaerobe Energiestoffwechsel dominant.

F_r Radfahrer ist vor allem spannend, wie hoch der Fettverbrennungsanteil in welchem Trainingsbereich ist. F_r lange Wettk_mpfe ist es unerl_sslich die Fettverbrennung auf ein m_glichst hohes Niveau zu bringen, um die begrenzten Kohlenhydratvorr_te zu schonen. Deshalb trainieren sogar Sprinter vorwiegend im GA1-Bereich um so die Voraussetzungen zu schaffen, _berhaupt den Zielsprint zu erleben.

RQ QuotientEnergieKcal/LiterO2%KcalKohlenhydrate%KcalFett (%)
0.714.690100
0.754.7415.684.4
0.804.8033.466.6
0.854.8650.749.3
0.904.9267.532.5
0.954.9984.016.0
1.005.051000
Tabelle 1: Anteil der Fettverbrennung bei unterschiedlichen RQs.


Bild 2: Die Abbildung zeigt einen auff_lligen Verlauf des RQ im intensiveren Bereich (mit Kreis gekennzeichnet). Man kann davon ausgehen, da_ die vorangegangenen Belastungen f_r den Sportler zu hoch waren und ein Regenerationstraining in den kommenden Wochen notwendig ist.

Atem_quivalent und Atemfrequenz

Das Sauerstoff-Atem_quivalent ist ein Kriterium f_r die pro 1 Liter O2-Aufnahme notwendige Ventilation. Je mehr Volumen Luft notwendig ist, um 1000 ml O2 aufzunehmen, desto mehr mu_ man atmen, wobei man hier seine Grenzen relativ schnell erreicht und den Organismus folglich nicht mehr mit genug O2 versorgen kann. Ein Wert zwischen 22 und 24 ist im Normbereich, Werte darunter zeigen eine _konomische Atmung, Werte dar_ber deuten auf eine un_konomische Atmung hin. In einem engen Zusammenhang damit steht die Atemfrequenz.


Bild 3: Die Abbildung zeigt einen optimalen Verlauf des Sauerstoff-Atem_quivalentes (blau) und der Atemfrequenz (gr_n). Die Werte des Atem_quivalentes liegen im unteren Normbereich und zeigen eine _konomische Atmung. Die Atemfrequenz ist ebenfalls sehr niedrig. Man kann von einer entspannten Atmung ausgehen.

CO2-Konzentration beim Ausatmen (FECO2) und O2-Konzentration beim Ausatmen (FEO2)

Diese beiden Parameter sind zur Bestimmung des aerob/anaeroben _bergangs notwendig. Der Anstieg der FEO2 (blau) und der Abfall der FECO2 (rot) zeigen den Zeitpunkt des Beginns der anaeroben Phase. Unabh_ngig vom Laktat k_nnen die unterschiedlichen Trainingsbereiche bestimmt werden.


Bild 4: Die Analyse ergibt die individuelle Anaerobe Schwelle ganz unabh_ngig von der Laktatmessung durch markante Knickpunkte in den O2 und CO2 Kurven.

Anomalien im Verlauf von FECO2 und FEO2 m_ssen interpretiert und in Trainingsanpassungen umgesetzt werden.


Bild 5: Die Abbildung zeigt einen zweiphasigen Abfall bzw. Anstieg der Atemgaskonzentrationen. Bei der Betrachtung des metabolischen Parameters Laktat kann man erkennen, da_ die Muskulatur sehr sensibel auf Belastung reagiert, da es beim ersten Abfall der FECO2 zum ersten Laktatanstieg kommt und erst beim zweiten Abfall der FECO2 ein nachhaltiger Anstieg der Laktatkonzentration zu erkennen ist. Durch ein kraftbetontes Training sind diese Leistungsreserven zu kompensieren.

Trainingsanpassung

Aufgrund der gewonnen Informationen kann der 2PEAK-Trainer Feinanpassungen an Ihrem Trainingsplan vornehmen, die f_r Ihr Training global wirksam werden:


Bild 6: "Mischpult" zur individuellen Anpassung der Trainingsparameter.

Trainingsvolumen und Intensit_t bleiben dar_ber hinaus variabel und passen sich Ihrer Situation an

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