Aufgabe XII: UMSATZ und LEISTUNGSPHYSIOLOGIE (Indirekte Kalorimetrie und Ergometrie)

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1 Name: Praktikumsleiter/~in: Matrikel: Datum: Unterschrift/Stempel: Aufgabe XII: UMSATZ und LEISTUNGSPHYSIOLOGIE (Indirekte Kalorimetrie und Ergometrie) HINWEIS: Zum Versuchsteil B "Ergometrie" sind in den Praktikumsgruppen spätestens am Vortag des Versuches geeignete Versuchspersonen festzulegen, die zum Praktikum entsprechende Kleidung mitbringen (kurze Hose, Hemd, Sportschuhe). Versuchsteil A Indirekte Kalorimetrie - Umsatzbestimmung mit dem geschlossenen Spirometer 1. Aufgabenstellung Für je eine herzkreislaufgesunde Versuchsperson aus jeder Praktikumsgruppe sollen der Ruheumsatz und der Arbeitsumsatz während stationärer Ergometerarbeit bestimmt werden. 2. Durchführung und Auswertung 2.1. Grundlagen Die Zusammensetzung der verbrannten Nahrungsstoffe bestimmt den respiratorischen Quotienten RQ, der das Verhältnis von CO 2 -Produktion zum O 2 -Verbrauch angibt: CO2 - Produktion CO V 2 - Abgabe CO2 RQ = = = O - Verbrauch O - Aufnahme V 2 2 O2 Bei Beginn einer körperlichen Belastung steigen der Muskelstoffwechsel, der O 2 -Verbrauch und damit die O 2 -Aufnahme an. Bei nichtermüdender Arbeit und konstanter Leistung, wird erst nach wenigen Minuten ein Gleichgewichtszustand der O 2 -Aufnahme erreicht. Deshalb werden Arbeitsumsatzmessungen erst nach einer Vorperiode bei gleichbleibender körperlicher Belastung vorgenommen Ruheumsatzbestimmung mit dem geschlossenen Spirometer (Volugraph 2000) Versuchsdurchführung und Auswertung Da im Praktikum für die Versuchspersonen keine Grundumsatzbedingungen gegeben sind, bestimmen wir nur den Ruheumsatz. Wer möchte, kann allerdings seinen durchschnittlichen Grundumsatz anhand von Größe, Gewicht, Alter und Geschlecht berechnen lassen ( Vor Beginn der Registrierung wird die Schreibvorrichtung kontrolliert (evtl. Wechsel des Schreibstiftes und Einlegen einer neuen Diagrammpapierrolle). Danach wird der CO 2 -Absorber auf ordnungsgemäße Füllung mit Atemkalk kontrolliert und die Spirometerglocke mit Sauerstoff gefüllt. Der Proband sitzt entspannt auf einem Stuhl, der Patientenhahn wird auf Zimmerluft eingestellt und die Nasenklemme aufgesetzt. Der Proband atmet zunächst ca. 2-3 min, um sich an die Versuchsbedingungen zu gewöhnen. Nach einer normalen Exspiration wird der Patientenhahn auf Spirometeratmung umgestellt und das Gerät wird eingeschaltet (Papiervorschubgeschwindigkeit 30 mm/min). Der Proband atmet normal weiter. Nach ca. 2 min wird der Patientenhahn wieder auf Atmung über Zimmerluft umgestellt und der Versuch kurz unterbrochen. Anschließend setzt sich der Proband auf das Ergometer und die Messung der Sauerstoffaufnahme wird wiederholt. Durch die Haltearbeit der Muskulatur steigt dabei der Umsatz. Das mittlere Absinken der Spirometerglocke gibt direkt das Volumen des aufgenommenen O 2 an, wobei außerdem aus dem Spirogramm das Atemzugvolumen (AZV), die Atemfrequenz (AF) und das Atemminutenvolumen (AMV) berechnet werden können. Zur Kontrolle, ob normale Ruheatmung eingehalten wurde, ist das Atemäquivalent (AÄ) zu berechnen. (1)

2 Abbildung 1: Messung der O 2 -Aufnahme im geschlossenen spirometrischen System (Thews, Vaupel Vegetative Physiologie (5. Auflage, 2005), S. 303). Hinweis: Der "Volugraph 2000" enthält kein Wasser. Bestimmung von Atemfrequenz, Atemzugvolumen und Atemminutenvolumen Zur Bestimmung der Atemfrequenz wird die Anzahl der Atemzüge durch die Versuchszeit geteilt (3 cm Länge 1 min). Das Atemzugvolumen wird über die Höhe der Zacken im Spirogramm berechnet (1 cm Höhe 0,5 l). Das Atemminutenvolumen ist das Produkt aus Atemzugvolumen und Atemfrequenz. Bestimmung der Sauerstoffaufnahme Durch die unteren Umkehrpunkte des Spirogramms wird eine Regressionsgerade (Mittelwertsgerade) gezogen. Vom Anfangspunkt der Geraden (Versuchsbeginn) wird eine waagerechte Linie gezogen (Zeitachse) und der senkrechte Abstand dieser Linie zur Regressionsgerade bei Versuchsende bestimmt. Dieser Abstand wird in das Volumen V O2, ATPS umgerechnet (2 cm Höhe 1 l)., ATPS Dieses Sauerstoffvolumen muss noch unter Berücksichtigung von Spirometertemperatur (T in K) und Luftdruck (1 mbar = 1 hpa) auf physikalische Standardbedingungen (V O2, STPD ) umgerechnet werden. p 273 K V O, STPD = VO, ATPS ,25 hpa T Die Sauerstoffaufnahme (V O2 ) errechnen sich mit Hilfe der Versuchszeit (t): V = O V 2 O2, STPD / t Berechnung des Energiebedarfs (Ruheumsatz RU) Der RQ kann nicht berechnet werden, da das abgeatmete CO 2 nicht gemessen wurde. Unter Annahme eines kalorischen Äquivalents von 20,2 kj beim Umsatz von 1 l O 2 (gemischte Kost) soll der Energiebedarf (RU) für 1 min und für 24 Stunden (= 1d) berechnet werden. 2

3 Berechnung des Atemäquivalents für Sauerstoff Das Atemäquivalent gibt das Verhältnis von Ventilation und Sauerstoffaufnahme an. AÄ = V E /V O2 = AMV/V O2 Es ist ein Maß für die Ökonomie der Atmung. In Ruhe liegt der Wert bei ca. 30. Höhere Werte entstehen beispielsweise durch Hyperventilation bei Nervosität. Leichte körperliche Belastung (z. B. Haltearbeit beim Sitzen auf dem Ergometer) führt zu Erhöhung von Lungenperfusion und alveolärer Ventilation. Die Atmung wird ökonomischer und das AÄ kann auf Werte bis unter 20 sinken Arbeitsumsatzbestimmung - Versuchsdurchführung und Auswertung Vor Beginn der Registrierung Schreibvorrichtung kontrollieren, CO 2 -Absorber auf ordnungsgemäße Füllung mit Atemkalk kontrollieren und die Spirometerglocke mit O 2 füllen! Eine herzkreislaufgesunde Versuchsperson nimmt auf dem Ergometer Platz, dessen Bremskraft auf eine Leistung von ca. 50 W (bei kräftigen männlichen Probanden auf ca. 100 W) eingestellt wird. Der Proband fährt zunächst ca. 5 min ohne Mundstück (Vorperiode). Dann nimmt er das Mundstück des Patientenhahns in den Mund, während die Atmung noch auf Außenluft eingestellt ist (Gewöhnungsphase). Anschließend wird der Patientenhahn umgestellt, während der Proband normal weiteratmet. Nun atmet er reinen Sauerstoff aus dem Spirometer. Am Spirometer wird die Registrierung gestartet (Papiergeschwindigkeit 30 mm/min) und für ca. 2 min die Atemtätigkeit registriert. Anschließend wird der Patientenhahn wieder auf Atmung über Zimmerluft umgestellt und der Versuch beendet. Bestimmung der Atemgrößen Aus dem Spirogramm sind analog zum Versuchsteil Ruheumsatz folgende Atemgrößen während körperlicher Belastung zu bestimmen: Atemfrequenz, Atemzugvolumen und Atemminutenvolumen. Bestimmung des Arbeitsumsatzes AU Während konstanter körperlicher Belastung verläuft die Registrierkurve steiler (größere O 2 -Aufnahme) als während des Ruheumsatzes. Die O 2 -Aufnahme aus der Spirometerglocke wird analog zur Auswertung im 1. Versuchsteil aus dem mittleren Anstieg der Registrierkurve ermittelt. Über das kalorische Äquivalent (20,2 kj / l O 2 ) soll der gesteigerte Energiebedarf (Arbeitsumsatz AU) wieder für 1 min und für 24 Stunden (= 1d) berechnet werden. Berechnung des Atemäquivalents für Sauerstoff Aus AMV und O 2 -Aufnahme wird das AÄ bei körperlicher Belastung berechnet. Mit zunehmender Leistung steigt die Ventilation zunächst proportional zu O 2 -Aufnahme und das AÄ ändert sich kaum. Erschöpfende Belastung führt zur Laktatazidose, die zu einer überproportionalen Stimulation der Ventilation führt, wodurch das AÄ bei maximaler Leistung auf Werte über 35 ansteigen kann. Ruhe Ruhe (Ergometer) Arbeit (.Watt) Versuchszeit [min] Gesamtzahl der Atemzüge Atemfrequenz [min 1 ] Atemzugvolumen [l] Atemminutenvolumen [l/min] Aufgenommener O 2, ATPS [l] Aufgenommener O 2, STPD [l] Sauerstoffaufnahme [l/min] Energiebedarf [kj/min] RU = RU Erg = AU= Energiebedarf [kj/d] RU = RU Erg = AU= 3

4 Atemäquivalent Bestimmung von Brutto- und Nettowirkungsgrad Der Bruttowirkungsgrad errechnet sich aus dem Quotienten von äußerer Arbeit und Gesamtumsatz bei einer Tätigkeit. Der Gesamtumsatz ist gleich der Summe aus Ruheenergieumsatz (REE, resting energy expenditure) plus aktivitätsabhängigem Energieumsatz (PAEE, physical activity energy expenditure). Der Gesamtumsatz entspricht dabei dem im Praktikum gemessenen AU in [kj/min]. Um die äußere Arbeit ebenfalls in [kj/min] angeben zu können, muss die am Ergometer eingestellte Leistung in [W] bzw. [J/s] noch mit 0,06 multipliziert werden. äußere Arbeit LeistungErg 0,06 Bruttowirkungsgrad = 100 % = 100 % = Gesamtumsatz (REE + PAEE) AU[kJ/min] Der Nettowirkungsgrad vernachlässigt REE bzw. RU, er errechnet sich aus dem Quotienten von äußerer Arbeit und aktivitätsabhängigem Energieumsatz (PAEE). PAEE wird auch als Leistungszuwachs (LZ) bezeichnet. Bei größeren Leistungen ist der Nettowirkungsgrad nur geringfügig größer als der Bruttowirkungsgrad, da der Leistungszuwachs LZ dann ein Vielfaches von RU ist; LZ entspricht dann annähernd dem Gesamtumsatz. Nimmt man an, dass REE gleich dem im Praktikum gemessenen RU Erg ist, errechnet sich LZ aus der Differenz von AU minus RU Erg. Nettowirkungsgrad = äußere Arbeit PAEE 100 % = Leistung Erg 0,06 Nettowirkungsgrad = 100 % = AU - RU [kj/min] Erg äußere Arbeit Leistungszuwachs (LZ) 100 % 4

5 Versuchsteil B Ergometrie In diesem Versuchsteil soll Kapillarblut entnommen und analysiert werden. Es wird darum gebeten, dass nur diejenigen Studenten/-innen aktiv an diesem Versuchsteil (Kapillarblutentnahme und -analyse) teilnehmen, die über einen ausreichenden Impfschutz gegen Hepatitis-B verfügen. Auf die Möglichkeit einer kostenlosen Schutzimpfung gegen Hepatitis-B am Universitätsklinikum Jena sowie auf die Homepage des Betriebsärztlichen Dienstes wird hiermit verwiesen ( 1. Aufgabenstellung Beobachtung der Kreislaufreaktion auf physische Belastung Bestimmung der körperlichen Leistungsfähigkeit mit der Methode der "physical working capacity" (PWC 170 ) Ermittlung der Ausdauergrenze mittels Bestimmung der Blut-Laktatkonzentrationen bei Belastung 2. Grundlagen der Leistungsphysiologie und Ergometrie Um die Leistungsfähigkeit des Herz-Kreislauf-Systems näher zu charakterisieren, werden seit längerer Zeit ergometrische Tests durchgeführt. Dabei existieren zwei große Anwendungsgebiete der Ergometrie: die klinische Funktionsdiagnostik sowie die Trainingswissenschaft und Sportmedizin. Besonders haben sich dabei zwei Verfahren bewährt (Abb. 2): 1. Die Bestimmung der "physical working capacity" (PWC 170 ) nach Wahlund (Abb. 2A) Als PWC 170 wird die Leistung (in Watt) verstanden, bei der eine Herzschlagfrequenz von 170/min erreicht wird. Je nach Untersuchungsziel können auch andere PWC-Werte berechnet werden, z. B.: - bei Kindern mit hoher maximaler Herzfrequenz die PWC 200, - bei älteren Menschen bzw. Kranken mit geringerer maximal erreichbarer Herzfrequenz die PWC 130. Da die ergometrische Leistungsfähigkeit u. a. vom Körpergewicht (KG) abhängig ist, wird zur besseren Vergleichbarkeit der Werte die relative PWC (PWC/KG [W/kg]) berechnet. 2. Die Ermittlung der Laktatkonzentration im Blut in Abhängigkeit von der Belastung (Abb. 2B) Die Blut-Laktatkonzentration in Abhängigkeit von der Belastung gibt wichtige Aufschlüsse über den Trainingszustand eines Athleten. Bei höheren Belastungen kommt es infolge eines Sauerstoffdefizits und einer Überforderung der aeroben Stoffwechselprozesse zur verstärkten Anreicherung von Laktat, da das partiell akkumulierte Pyruvat nur unvollständig über den Citratzyklus und die Atmungskette verstoffwechselt werden kann. In der Trainingswissenschaft geht man heute davon aus, dass eine fast ausschließlich aerobe Energiebereitstellung bis zu einer Blut-Laktatkonzentration von 2 mm erfolgt. Bis zu diesem Wert sind Dauerleistungen möglich, man bezeichnet diese Grenze auch als Dauerleistungsgrenze. Bis 4 mm Laktat im Blut sind trotz der partiellen anaeroben Energiegewinnung Ausdauerleistungen im Stundenbereich möglich, diese Grenze wird deshalb als Ausdauergrenze bezeichnet. Bei höheren Belastungen gewinnt die anaerobe Energiegewinnung prozentual deutlich an Bedeutung, es kommt schließlich zur verstärkten Anreicherung von Laktat und schließlich zur physischen Ermüdung. Training führt zu einer Verschiebung der Laktatkurve in Richtung größerer Leistung, d. h. der trainierte Organismus erreicht die Ausdauergrenze erst bei höheren Belastungen. Seine aerobe Stoffwechselkapazität ist verbessert und er wird resistenter gegen physische Ermüdung. Die bei einer Blut- Laktatkonzentration von 4 mm erbrachte Leistung gibt wichtige Aufschlüsse über den Trainingserfolg. Bei Untrainierten liegt diese Schwelle bei ca W, Berufsradfahrer erreichen > 400 W. 5

6 Bei der Interpretation der Messwerte ist stets zu bedenken, dass gleiche physikalische Leistungen unterschiedliche biologische Leistungen erfordern, da der Wirkungsgrad biologischer Leistungen von den mechanischen Eigenschaften des Ergometers sowie zahlreichen endogenen und exogenen Faktoren bestimmt wird, z. B. von - Drehzahl, Kurbelhöhe und -länge, - der interindividuell verschiedenen Bewegungsökonomie, - konstitutionellen Faktoren, Alter und Geschlecht, - der augenblicklichen physischen und psychischen Kondition, die vom Trainings- bzw. Gesundheitszustand, den Lebens- und Trainingsverhältnissen, der Ernährung u. a. bedingt wird, - Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck u.a. Wetter- und Klimafaktoren, - Tages- und Jahreszeit. A PWC 170 B Laktatkurve Herzfrequenz (min -1 ) Proband 1 Proband Proband 2 Proband 1 Proband W : 72 kg = 225 W : 80 kg = ca. 110 W bei 2 mm 1,4 W/kg 2,8 W/kg ca. 160 W bei 4 mm Abbildung 2: Herzfrequenz und Laktatkonzentration in Abhängigkeit von der Leistung Normalwerte für die PWC 170 Leistung (W) Männer: 2,3-3,0 W/kg Frauen: 2,2-2,4 W/kg Leistung (W) Äußere Arbeit und Leistung: 1 Joule ist die Arbeit, die verrichtet wird, wenn sich der Angriffspunkt der Kraft N in Richtung der Kraft um 1 m verschiebt. 1 J = 1 Nm. 1 Watt ist die Leistung eines gleichmäßig ablaufenden Vorganges, bei dem in 1 Sekunde die Arbeit von 1 Joule verrichtet wird. 1 W = 1 J/s Laktatkonzentration (mm) Proband 1 Proband 2 Proband 2 ca. 15 W bei 2 mm ca. 80 W bei 4 mm 3. Versuchsvorbereitung Von der Versuchsperson (bitte am Vortag festlegen s. o.) wird eine körperliche Belastung gefordert, wie sie bei jungen Erwachsenen alltäglich auftreten kann (Radfahren, schnelles Treppensteigen, Freizeitsport). Als Versuchsperson ist geeignet, wer alle Tauglichkeitsfragen im Fragebogen (siehe letzte Seite) mit "Nein" beantworten kann und die Kriterien der Voruntersuchung am Praktikumstag erfüllt. Die Versuchsperson sollte geeignete Kleidung mitbringen (kurze Hose, T-Shirt). 6

7 4. Durchführung 1. Die Laktatteststreifen müssen ca. 20 min vor der ersten Messung aus dem Kühlschrank entnommen werden. Zum Protokollieren der Messwerte soll Tabelle 1 verwendet werden. 2. Ausfüllen und Unterschreiben des Fragebogens zur Tauglichkeit (siehe S. 12) sowie Feststellen der aktuellen Tauglichkeit (Diagnostische Voruntersuchung). 3. Der Proband setzt sich auf das Ergometer (aufrechte Sitzhaltung; gegebenenfalls Anpassung der Sattelhöhe an die Größe der Versuchsperson: Fußflächen rechtwinklig auf die Pedale aufsetzen lassen, die Kniewinkel bei unterer Pedalstellung müssen ca. 170 betragen). 4. Anbringen der EKG-Elektroden auf dem Rücken der Versuchsperson. 5. Der Proband bleibt 5 min auf dem Ergometer ruhig sitzen; ein Ohrläppchen wird gründlich desinfiziert, Reste vom Desinfektionsmittel müssen entfernt werden; Blutdruck und Herzfrequenz (HF) werden entsprechend Tabelle 1 gemessen und protokolliert. Während dieser Ruhephase von 5 min erfolgt lediglich einmal die Messung der Laktatkonzentration. Hierbei wird wie folgt vorgegangen: - Untersuchungshandschuhe anziehen - einen Teststreifen in das Laktatmessgerät einführen (Lactate Scout - Messgerät), (der am Gerät angezeigte Code muss mit dem Code auf der Verpackung der Teststreifen übereinstimmen), - Stechhilfe vorbereiten, am desinfizierten Ohrläppchen ansetzen und betätigen, - den ersten Blutstropfen gründlich mit einem Tupfer abwischen, da dieser zu ungenauen Messwerten führt, - das Messgerät mit dem Teststreifen an das Ohrläppchen heranführen und den zweiten Blutstropfen aufbringen, - das Gerät zeigt den Messwert nach wenigen Sekunden an. 6. Der eigentliche leistungsphysiologische Versuch wird als Stufentest durchgeführt: Die Belastung beginnt unmittelbar nach der Ruhephase (5 min) bei 75 W und wird jeweils um 25 W gesteigert. Die Zeit pro Belastungsstufe beträgt 4 min. Die Drehzahl sollte dabei in etwa bei 60 min -1 gehalten werden. Die Herzfrequenz wird ständig über den Pulsmesser und das EKG-Gerät kontrolliert (siehe Abbruchkriterien). Der Proband sollte unbedingt ohne Unterbrechung die geforderte Leistung erbringen, ein kurzzeitiges Ausruhen auch während der Messungen verfälscht die Werte. Während des Tests ist der Proband ständig zu beobachten. Als Abbruchkriterien gelten: a) subjektiv: - Herzschmerzen, Herzstolpern - Beklemmung, Übelkeit, Schwindelgefühl b) objektiv: - zunehmende Blässe, kalter Schweiß - Herzfrequenz über 180/min, Blutdruckanstieg über 200/110 mmhg - EKG: ST-Strecken-Senkung bzw. -Hebung, T-Negativierung oder Diphasigkeit, Arrhythmien, Extrasystolen - Blutdruckabfall oder Blutdruckanstieg je Belastungsstufe < 5 mmhg 7. Ca. 30 sec vor Ende der jeweiligen Belastungsstufe werden - die Herzfrequenz (EKG-Gerät, A. radialis, Pulsmesser am Ohrläppchen) - der Blutdruck - das EKG - die Laktatkonzentration und - die Körpertemperatur gemessen und protokolliert. 8. Die Testbelastung darf nicht höher sein als bei einer alltäglich möglichen sportlichen Tätigkeit. Der Versuch soll nicht als sportlicher Wettkampf verstanden werden (keine Extrembelastung) und kann normalerweise bei 150 W beendet werden. Trainierte Probanden können unter Beachtung der 7

8 Abbruchkriterien höhere Belastungen testen. Direkt im Anschluss an den Leistungstest soll die Versuchsperson für weitere 3-5 Minuten bei 50 W weitertreten (Cool-Down). 5. Auswertung 5.1. Tragen Sie die Blutdruckwerte in das folgende Diagramm ein. Interpretieren Sie die Entwicklung von systolischem und diastolischem Blutdruck. Blutdruck [mmhg] systolischer und diastolischer Blutdruck Leistung [Watt] Interpretation: 8

9 5.2. Tragen Sie die Herzfrequenzwerte in das folgende Diagramm ein. Bestimmen Sie die relative PWC PWC 170 Herzfrequenz [min-1] Leistung [Watt] PWC 170 = KG = relative PWC 170 = 5.3. Tragen Sie die Laktatwerte in das folgende Diagramm ein. Ermitteln Sie die Ausdauergrenze (Leistung bei 4 mm Laktat) Laktatkurve Laktatkonzentration [mm] Ausdauergrenze: Leistung [Watt] 9

10 5.4. Welche Veränderungen sind im EKG unter Belastung festzustellen und wie interpretieren Sie diese? Welche Folge hat das für die verschiedenen Phasen der Herzaktion? 6. Schwerpunkte zur Vorbereitung auf das Praktikum Stoffwechsel/Energiehaushalt - Energiebilanz, physikalischer und physiologischer Brennwert, Berechnung für Nahrungsmittel - Umsatzgrößen: Grundumsatz (GU), Ruheumsatz, Ruheenergieumsatz (REE), Arbeitsumsatz, aktivitätsabhängiger Energieverbrauch (PAEE), Freizeitumsatz - Grundumsatz: Messbedingungen, Alters- und Geschlechtsabhängigkeit - Faktoren, die den GU erhöhen bzw. erniedrigen - direkte/indirekte Kalorimetrie, kalorisches Äquivalent, Energieumsatzberechnung - Respiratorischer Quotient: Einfluss von Nährstofftyp, Hunger, Kohlenhydratmast, Hyperventilation - PAL-Wert - Brutto- und Nettowirkungsgrad Leistungsphysiologie - Unterscheidung ermüdende/nichtermüdende Arbeit - aerobe und anaerobe Mechanismen der Energiebereitstellung - Anteil einzelner Nährstoffe am Energieumsatz bei dynamischer Arbeit - Dauerleistungsgrenze, Ausdauergrenze, anaerobe Schwelle - Muskelfasertypen - Umstellungsreaktionen des Körpers bei Arbeit: Herzfrequenz, Schlagvolumen, Herzminutenvolumen, TPR, Blutdruck, Organdurchblutung, Atmung, hormonelle Umstellung, Thermoregulation, Sauerstoffaufnahme - Atemantrieb bei Arbeit/Sport, Atemäquivalent - Blutparameter bei Arbeit: art. po 2, art. pco 2, Laktat, Säure-Basen-Status, arteriovenöse Sauerstoffdifferenz, Hämatokrit, Belastungsleukozytose, Elektrolyte (v. a. K + ) - Verbesserung der Ausdauerleistung durch Training: Effekte auf Muskulatur, Herz, Kreislauf - Krafttraining: 2 Phasen der Kraftzunahme - leistungsbegrenzende Faktoren/Ermüdung, Muskelkater - Leistungstest: Schnellkrafttests, Maximalkrafttests, Laktatkurve, max. Sauerstoffaufnahme, PWC Einflüsse auf die Laktatkurve: Laktatproduktion und -abbau - Warum verschiebt sich bei Ausdauertrainierten die Laktatkurve nach rechts? - Dopingsubstanzen und deren Wirkung (v.a. Stimulantien, Anabolika, Diuretika, Peptidhormone) 10

11 Tabelle 1. Messwerte zum leistungsphysiologischen Stufentest Zeitpunkt (min) Belastungsstufe (W) Herzfrequenz (min -1 ) Blutdruck (mmhg) Laktatwert (mm) Temperatur ( C) 1 3 Ruhe xxxxxxxxx xxxxxxxxx 5 xxxxxxxxx xxxxxxxxx 9 4 min bei 75 W 13 4 min bei 100 W 17 4 min bei 125 W 21 4 min bei 150 W 25 4 min bei 175 W 29 4 min bei 200 W 33 4 min bei 225 W 37 4 min bei 250 W 41 4 min bei 275 W 3-5 Cool-Down bei 50 W xxxxxxxxx xxxxxxxxx 11

12 Tauglichkeit und Einverständniserklärung der Versuchsperson Name: Geburtsdatum: Praktikumsgruppe: 1. Fragebogen zur Tauglichkeit (Zutreffendes bitte ankreuzen): Ja Nein Besteht bei Ihnen zurzeit eine Schwangerschaft? Leiden Sie häufig unter Kopfschmerzen? Haben Sie häufig Infektionen der oberen Atemwege? (Grippe, Erkältung etc.) Leiden Sie an einer Herz-Kreislauf-Erkrankung? (Herzinsuffizienz, Herzrhythmusstörung etc.) Sind bei Ihren Eltern, Großeltern oder Geschwistern erbliche Herzerkrankungen bekannt? Gab es in Ihrer Familie plötzliche kardiologische oder ungeklärte Todesfälle vor dem 50. Lebensjahr? Haben Sie jemals Herzrasen oder unregelmäßige Herzschläge während sportlicher Betätigung bei sich bemerkt? Waren Sie in den letzten Jahren einmal ohnmächtig? Leiden Sie häufig unter Schwindel und Gleichgewichtsstörungen? Besteht eine andere chronische Erkrankung? Nehmen Sie regelmäßig Medikamente ein? (außer orale Kontrazeptiva) Fühlten Sie sich in den letzten 3 Wochen in Ihrer Leistungsfähigkeit eingeschränkt? Hatten Sie gestern oder heute eine außergewöhnliche Belastung? 2. Diagnostische Voruntersuchung Teilnahmebedingungen (siehe Klammern) müssen alle erfüllt sein. Blutdruck rechts (90/60 mmhg RR 160/100 mmhg): Blutdruck links (siehe "rechts", Abweichung zu "rechts" < 15 mmhg): Ruhepulsfrequenz (< 100 min 1 ): Körpertemperatur (< 38 C): 3. Bestätigung und Einverständniserklärung Ich bestätige hiermit, die Fragen wahrheitsgemäß beantwortet zu haben. Ich bin damit einverstanden, mich als Proband für den Versuch zur Verfügung zu stellen. Ort, Datum Unterschrift 12