Medizinische Grundlagen. F. Boldt Zentrum für Sportmedizin Sport-Gesundheitspark Berlin

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1 Medizinische Grundlagen Ausdauertraining F. Boldt Zentrum für Sportmedizin Sport-Gesundheitspark Berlin

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3 Spezifische Mortalität und Fitness Spez. Mort./10000 Personen Jahre (Männer) CVD CANCER ACCIDENT/external /3 4/5 Fitness-Kategorie

4 Ausdauer Ermüdungswiderstandsfähigkeit gegenüber langdauernden Belastungen

5 Ausdauer allgemeine Ausdauer lokale Ausdauer dynamische Ausdauer statische Ausdauer Kurzzeitausdauer Mittelzeitausdauer Langzeitausdauer

6 Lokale Muskelausdauer Ausdauer einer Muskelmasse, die kleiner ist als 1/7 bis 1/6 der gesamten Skelettmuskulatur Allgemeine Ausdauer Ausdauer einer Muskelmasse, von mehr als 1/7 bis 1/6 der Skelettmuskulatur

7 Ausdauer Kurzzeitausdauer: 3-10min (3000mLauf) Mittelzeitausdauer: 10-30min (10000m) Langzeitausdauer: >30min (Marathon)

8 Leistungsstruktur Ausdauer (nach Neumann) Funktionssystem Meßgröße KZA 35s-2min MZA >2-10min LZA I >10-35min LZA II >35-90min LZA III >90-360mi LZA IV >360min Hf/min %O2max kj/min Herz- Kreislauf O2- Aufnahme Energie- %aerob wandlung %anaerob (1) Energieverbrauch Glykogenabbau Lipolyse Glykolyse Proteolyse %Muskelglykogen FFS (mmol/l) Lactat (mmol/l) Alanin (nmol/l) ,50 0,50 0,80 1,0 2,0 2,

9 Ausdauer Lokale Muskelausdauer Allgemeine Muskelausdauer anaerob aerob anaerob aerob statisch dynamisch statisch dynamisch statisch dynamisch statisch dynamisch

10 Grundlagenausdauer Widerstandsfähigkeit gegenüber Ermüdung bei längerdauernden Belastungen mit vorwiegend aerober Stoffwechselbeanspruchung Merkmale Hohe aerobe Kapazität (O2max.) Hohe Ökonomie physiolog. Funktionen Herzfrequenz, Atmung,Stoffwechsel Hohe Bewegungsökonomie Hohe psychische Stabilität

11 Maximale Sauerstoffaufnahme Bruttokriterium der Ausdauerleistungsfähigkeit VO2: HMV x AVDO2 Lungenfunktion Herzfunktion,Blut Muskulatur: Kapillarisierung, Stoffwechsel Korreliert mit der Mitochondriendichte der Muskulatur

12 O2max (l/min) in Abhängigkeit von Alter und Trainingszustand 3,5 3 2,5 2 1,5 1 männlich weiblich AT 0, nach Hollmann

13 Maximale Sauerstoffaufnahme und Muskelfaserprofil

14 Spiroergometrie Komplexe Beurteilung der aeroben Leistungsfähigkeit Ausbelastung erforderlich Sensitivität im Hochleistungsbereich gering Hoher finanzieller und zeitlicher Aufwand Messung unter Feldbedingungen (?)

15 Aerobe Leistungsfähigkeit Indirekte Bestimmung Maximale ergometrische Leistung ( Watt) Nomogramm nach Astrand PWC 170/150/130 Bestimmung der anaeroben Schwelle

16 Verhalten kardiopulmonaler Parameter und von Lactat bei Untrainierten und bei Ausdauertrainierten in Ruhe und während Belastung (n. Rost)

17 Wirkung eines Ausdauertrainings auf das kardiopulmonale System Schlagfrequenz in Ruhe und bei submax.bel. Schlagvolumen Herzzeitvolumen bei gegebener Leistung Sauerstoffaufnahme bei gegeb. Leistung Maximale Schlagfrequenz Maximale Herzzeitvolumen Maximale Sauerstoffaufnahme Blutduck Myocardialer Sauerstoffbedarf

18 ml/min/100gherzgewicht Myocardialer Sauerstoffverbrauch HF/min Ausdauertrainiert Untrainiert

19 Sportherz Morphologische physiologische Anpassung an langjähriges intensives Ausdauertraining Exzentrische Hypertrophie mit normaler syst. Und diast. Funktion Durch normalen Freizeit-oder Gesundheitssport bildet sich kein Sportherz!

20 Metabolische Adaptationen durch Ausdauertraining Zunahme der Mitochondrienzahl und -größe erhöhte Aktivität oxidativer und anaerober Enzyme Vergrößerung der intramuskulären Glykogenmenge und Triglyceridspeicher Myoglobinvermehrung qualitative Beeinflussng der Stoffwechselvorgänge bei dosierter Arbeit

21 Anzahl der Kapillaren/mm im M.vastus lat.bei Normalpersonen(NP), Sportstudenten(SS) und Ausauertrainierten (AT) Kap./mm NP SS AT Schön,1978, aus Hollmann

22 Prozentualer Volumenanteil von Mitochondrien in den drei Fasertypen bei Normalpersonen (NP), Sportstudenten(SS) und Ausdauertrainierten(AT) 7 % NP SS AT 1 0 2b 2a 1 (Schön,1978, aus Hollmann)

23 Laktat - Leistungsbeziehung Fahrradergometrie Herzfreque enz [min] Laktat [m mmol/l] Herzfrequenz Herzfrequenz Herzfrequenz Laktat Laktat Laktat Leistung [Watt] 4 min Stufen 0

24 Kohlenhydrate Fette Fette Lactat Pyruvat Acetylcoenzym A CO2 Citratzyklus Zitratzyklus H Atmungskette H+O 2 O 2 ADP H 2 O+P * ATP

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26 Aerob/Anaerobe Schwellen Aerobe Schwelle= ventilatorische Schwelle = beginnender Lactatanstieg= ca.2mmol/l Anaerobe Schwelle= maximales Lactatsteadystate(MaxLass)= respiratorischer Kompensationspunkt = ca.4mmol/l

27 Aerobe Schwelle (2mmol/l) Aerob/Anaerober Übergangsbereich Anaerobe Schwelle (4mmol/l)

28 Anaerobe Schwellen

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30 Lactat 1) Parameter anaerober Muskelarbeit 2) Indirekter Hinweis auf aerobe muskuläre Leistungsfähigkeit(bei spez. Belastung!) 3) Hinweis auf Stoffwechselbeanspruchung (Substrat) 4) Keine Ausbelastung erforderlich 5) Reagiert auf Trainingsänderungen im Vergleich zu O2 empfindlicher 6) Trainingssteuerung

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32 Trainingsbereiche Aerober Stoffwechselbereich Gemischt aerober/anaerober Stoffwechselbereich Anaerober Soffwechselbereich

33 10 8 Laktat mmol/l aerober Übergang Belastung aerob-anaerobe Schwelle Dauer min Intensität % Trainingsmaßnahme extensives intensives Energetik

34 Trainingssteuerung Laufen ohne zu schnaufen Belastungsempfinden nach Borgskala Trainingspulsformeln OwnZone Bereich % maximale Sauerstoffaufnahme Lactat

35 Anstrengung und Laktat (Mittelwerte) 3,5 3 2,5 2,8 5 2,72 2,56 3,0 3 2,9 3 2,9 6 2,6 7 2,7 2 1,5 1 0,5 A nstrengung Laktat 0 Gesamt Läufer R adfahrer Skater

36 Trainingsherzfrequenz Baum-Hollmann: 180-Lebensalter Hellerstein HFR+60-70Schläge/min WHO HF bei 60-70% VO2max Baum 170-Lebensalter König HFR+0,7(HFmax-HFR) Weidener 70% HFmax Mellerowicz 70-90% HFmax Lagerström HFR+((220-Alter)-HFR)x0,65 Halhuber (HFmax HFR)x60%+HFR

37 Trainingspulsformeln für aerobes Ausdauertraining Hollmann TP:180-LA Karvonen RP+(Hfmax-RP)Intensität Hottenrott TP: Hfmax.x0,7xFLxTZ+GF Lagerström TP: RP+(220-2/3LA-RP)xFK

38 Altersabhängigkeit der maximalen Herzfrequenz HFmax: 220-Lebensalter

39 Herzfrequenzprofil von einem Marathonläufer ( 63 Jahre)

40 Stresshormone bei Älteren höher Groth, Hütler,Böning,Boldt,Strobel DZSportmed,

41 Herzratenvariabilität in Abhängigkeit von der Belastungsintensität

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