Physiologische Aspekte der Energiebereitstellung im Eishockey

Transkript

1 Physiologische Aspekte der Energiebereitstellung im Eishockey Wissenschaftl. Koordination / Leistungsdiagnostik Zi heine@osp-rheinland.de

2 Physiologische Aspekte der Energiebereitstellung darum geht`s: Erholungsfähigkeit Ausdauer Schnelligkeit Grundlagenausdauer Glucose Saisonhöhepunkte Laktat -> Milchsäure CK Ermüdung Mehrere Spiele/Woche Fettstoffwechsel Regeneration Anaerobe Leistungsfähigkeit Häufige Wiederholung höchster Intensitäten BRAINSTORMING

3 Anforderungsprofil Spielsport Faktor x Technik Kondition Taktik EISHOCKEY BRAINSTORMING

4 Hierarchie / Verteilung der motorischen Hauptbeanspruchungsformen Kondition Ausdauer Kraft Beweglichkeit Koordination Schnelligkeit BRAINSTORMING

5 konditionelles Anforderungsprofil Eishockey Gibt es allgemein gültige Kriterien für die Bezeichung: das ist ein guter Eishockeyspieler? aktuelles konditionelles Anforderungsprofil ist abhängig von: Position - Torwart - Verteidiger - Stürmer Saisonphase - ändert sich in der Saison Niveau - Liga - Nationalmannschaft Reglement -Regelumstellungen

6 Konditionelles Anforderungsprofil Kraft Ausdauer Schnelligkeit Beweglickeit Koordination abhängig vom Spielertyp: abhängig vom Niveau: - Angreifer -Verteidiger -Nachwuchs - Liga - Nationalmannschaft

7 konkretes, kontionelles Anforderungsprofil Eishockey kurze intensive Antritte ~ 3 Minuten Bank / 3 bzw. 4 Reihen Überzahl - Unterzahl 3 Drittel mit je 20 Minuten = 60 Minuten Overtime? 2-3 Spiele pro Woche Play Off Weltmeisterschaften Sommerpause = off ice ~ 3 Monate

8 Overtime # Dauer d. OT Anzahl OT- Drittel Siegreiche Mannschaft Ergebnis Unterlegene Mannschaft Datum Siegtorschütze :16 6 Kölner Haie 5:4 Adler Mannheim Mär Philip Gogulla 2. 57:47 3 Iserlohn Roosters 3:2 Frankfurt Lions Mär Michael Wolf 3. 50:00 3 Kölner Haie 4:3 EHC München Mär Philip Gogulla 4. 48:09 3 Hannover Scorpions 3:2 Nürnberg Ice Tigers Mär David Wolf 5. 45:54 3 Adler Mannheim 3:2 Grizzly Adams Wolfsburg Mär Matthias Plachta 6. 31:44 2 DEG Metro Stars 2:1 Hannover Scorpions Mär Brandon Reid 7. 29:36 2 Grizzly Adams Wolfsburg 5:4 Nürnberg Ice Tigers Mär Norm Milley 8. 26:39 2 Grizzly Adams Wolfsburg 2:1 Krefeld Pinguine Apr Kai Hospelt 9. 25:28 2 Nürnberg Ice Tigers 3:2 Grizzlys Wolfsburg Apr Patrick Reimer :00 2 DEG Metro Stars 5:4 Krefeld Pinguine Mär Adam Courchaine Seit dem 22. März 2008 ist die DEL-Partie zwischen den Kölner Haien und den Adler Mannheim das längste, in Europa ausgetragene Spiel der Eishockey-Geschichte und zugleich die zweitlängste überhaupt. Philip Gogulla erzielte den Siegtreffer nach 168:16 Minuten im neunten Drittel der Begegnung. Mit Pausen und Unterbrechungen dauerte die Partie etwas über sechseinhalb Stunden

9 konkretes, kontionelles Anforderungsprofil Eishockey Richtungswechsel Zweikämpfe Schüsse Mitlaufen Gesamtstrecke 5 7km

10 Physiologische Aspekte der Energiebereitstellung Konditionelle physiologische Anforderungen einer Spielsportart Wettkampf- =? = Trainingsbelastung spielentscheidende, physiologische Aspekte BRAINSTORMING

11 Energiebereitstellung Möglichkeiten aerob / anaerob Glykolyse (anaerob) Sauerstoffaufnahme ( aerob /VO2-max) Fettstoffwechsel Kohlenhydratstoffwechsel

12 Aspekt der Ausdauer im Eishockey BRAINSTORMING

13 Vielfältigkeit der Ausdauer = lang andauernde, niedrige Intensität vs. kurze, höchste Intensität

14 Was ist Ausdauer? Definition: (Hollmann & Strüder 2009) Ausdauer ist charakterisiert durch die Fähigkeit, eine gegebene Leistung über einen möglichst langen Zeitraum urchhalten zu können. Somit ist Ausdauer identisch mit Ermüdungs-Widerstandsfähigkeit. Bedeutung der Ausdauer für Spielsportarten: ERHOLUNGSFÄHIGKEIT: physiologisch: neuronal / psychologisch: - akut direkt nach einer hochaktiven Aktion (verzögert für die Pausen) - Konzentration - vor der Trainingsbelastung (langfristig, über die Saison) BRAINSTORMING

15 Sportarten mit hohem Ausdaueranteil Triathlon Leichtathletik Laufdisziplinen ab x m!!!!!! 10000m Weltrekord: 26,17 min = 15,77 sek /100m = 6,36 m/s Radsport (Bahn vs. Straße Strasse) Rudern Wintersportarten (Eisschnellauf, Skilanglauf ) Moderner Fünfkampf Spielsportarten (Handball, Hockey, Eishockey ) Kampfsportarten (Boxen, Judo, Taekwondo, Fechten) BRAINSTORMING

16 Wie trainiere ich in einer Spielsportart spezifische Ausdauer? Orientierung am reinen Ausdauersport: spezifisch an der Sportart: -Marathonläufer -Langstreckler -Radsportler -Belastungsstruktur - wieviel % mit welcher Intensität -aktive Pausenzeiten dynamischer Wechsel - Leistungsdiagnostik / Physiologische Messungen BRAINSTORMING

17 Grundlagenausdauer GA1=? Jeder braucht Grundlagenausdauer! Wie wird sie trainiert? Wie trainiert ein Spielsportler Grundlagenausdauer? Wie viel Grundlagenausdauer braucht ein Eishockeyspieler? Ist die Grundlagenausdauer messbar? BRAINSTORMING

18 Einfluss auf die Ausdauerleistungsfähigkeit Maximale Sauerstoffaufnahme [VO 2max ] MESSUNG: Gerätetechnisch aufwendig Protokoll der Messung beeinflusst Ergebnis (!) Sportartspezifische Messung zwingend notwendig Abhängig von der Motivation Normale Schwankung Biorhythmus Circadiane Rhythmik ENERGIEBEREITSTELLUNG

19 Einfluss auf die Ausdauerleistungsfähigkeit Maximale Sauerstoffaufnahme [VO 2max ] Normalwerte: Frauen 2400mL 40mL/kg Männer 3400mL 43mL/kg absolute vs. relative VO 2max Sportler: 4000mL 65mL/kg 5000mL 75mL/kg allgemein: Ruhebedarf: 300ml. VO 2 (ml/min) pro Watt Leistung 12mL Belastung (100 watt): 1,5L O 2 /min ENERGIEBEREITSTELLUNG

20 Einfluss auf die Ausdauerleistungsfähigkeit Der Weg des O 2 : ENERGIEBEREITSTELLUNG

21 VO 2max Mineralbrunnen (Fördermenge, Leistung der Abfüllanlage) AMV (Lungenvolumen) Anzahl der LKW Erythrozyten Geschwindigkeit der LKW (wie schnell können die fahren?) Herz (HMV) Anzahl der Straßen Kapillarisierung (der Muskulatur) Gabelstabler beim Abladen (wie viele können wie schnell die Kisten in das Lager bringen?) Myoglobin Anzahl der Flaschen in der Wasserkiste (wie viele kann man beim Kauf auf einmal tragen???) Mitochondrienzahl /-größe 34 ATP mögliche Aufnahmemengevon Sportler (wieviel kann er trinken ohne das ihm übel wird?) aerobe Enzymatik (Zitronensäurezyklus, Atmungskette) ENERGIEBEREITSTELLUNG

22 Einfluss auf die Ausdauerleistungsfähigkeit Muskulatur AVDO 2 (arterio-venöse O 2 Differenz) ENERGIEBEREITSTELLUNG

23 Einfluss auf die Ausdauerleistungsfähigkeit Wesentliche Merkmale der Muskelfasertypen: Fasertyp ST FasernTypI FT Fasern TypIIa TypIIx Kontraktionsdauer 80ms 40ms 20ms Kraftentwicklung gering groß sehr groß Ermüdung ermüdungsresistent ermüdbar schnelle Ermüd. Leitungsgeschw 2,5m/s 4m/s 5,5m/s ATPase Aktivität 4 nmmolp/min ca. 7 ca.9 Motoneurone klein groß groß Mot. Endplatte klein größer groß Reizschwelle niedrig höher hoch Mitochondrien sehr viele viele wenig Myoglobin sehr viel mäßig wenig Kapillare sehr viele viele wenig Phosphatbesatz wenig viel sehr viel Energiegewinnung Fett / KH viel KH sehr viel KH Enzymbesatz aerober Stoffwechsel aerob/anaerob anaerob ENERGIEBEREITSTELLUNG

24 Einfluss auf die Ausdauerleistungsfähigkeit Muskelfasertypen: ENERGIEBEREITSTELLUNG

25 Einfluss auf die Ausdauerleistungsfähigkeit Muskelfasertypen: ENERGIEBEREITSTELLUNG

26 Energiestoffwechsel Energiestoffwechsel = Energie wechselt die Stoffe zur ATP-Resynthese ATP ADP + P Energie wird frei ADP + P ATP Energie wird benötigt ENERGIEBEREITSTELLUNG

27 ATP = universeller Energieträger ENERGIEBEREITSTELLUNG

28 Muskelanatomie ENERGIEBEREITSTELLUNG

29 Energiebereitstellung Kapazität der energiereichen Phosphate Situation in der Muskelzelle ENERGIEBEREITSTELLUNG

30 ATP- Resynthese entscheidende Frage: Wie / wieviel ATP wird resynthetisiert damit die hohe Leistung immer wieder abgerufen werden kann? Zeitaspekt: Menge an benötigtem O 2 Zeit Kohlenhydrate C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6 CO H 2 O Fett 2 C 51 H 98 O O CO H 2 O ENERGIEBEREITSTELLUNG

31 ATP - Resynthese 1. Anaerob alaktazid Creatinphosphat + Adenosinphosphat Creatin + Adenosintriphosphat (KrP) (ADP) Creatinkinase (Kr) (ATP) (CK) 2. Anaerob laktazid Glucose (Glykogen) Phosphofruktokinase (PFK) Laktat + ATP 3. Aerob Glucose (Glykogen) + O 2 (C 6 H 12 O 6 ) CO 2 + H 2 O + ATP freie Fettsäuren + O 2 CO 2 + H 2 O + ATP (C 51 H 98 O 6 ) ENERGIEBEREITSTELLUNG

32 ATP - Resynthese 2 ATP 34 ATP Wildmann et al. 2010

33 Zeitlicher Verlauf der Energiebereitstellung ENERGIEBEREITSTELLUNG

34 intrazelluläre Zusammanhänge (am Bsp. 400m) Muskelfasertypen: ENERGIEBEREITSTELLUNG

35 ATP - Resynthese Laktazider Prozess = anaerobe Glykolyse Glucose (Glykogen) Phosphofruktokinase (PFK) Laktat + ATP Anaerob laktazid ENERGIEBEREITSTELLUNG

36 Laktat...nicht nur ein Stoffwechselzwischenprodukt anaerob Laktat-Pyruvat - Oxidation Mitochondrium (Zitronensäurezyklus) aerob ENERGIEBEREITSTELLUNG

37 Zeitlicher Verlauf der Energiebereitstellung ph CRp La VO2 La/s ENERGIEBEREITSTELLUNG Mader 94

38 Laktat...nicht nur ein Stoffwechselzwischenprodukt (=Pyruvat) ENERGIEBEREITSTELLUNG

39 Muskelfasertypen: ENERGIEBEREITSTELLUNG

40 Laktat MonoCarboxylateTransporter (MCT) ENERGIEBEREITSTELLUNG

41 Mitochondrien Kraftwerke der Zelle ENERGIEBEREITSTELLUNG

42 Mitochondrien Kraftwerke der Zelle ENERGIEBEREITSTELLUNG

43 Laktat...nicht nur ein Stoffwechselzwischenprodukt traditionellen Sichtweise von Laktat : Vasodilatiation in den Gefäßen Sympathikusregulation Neuronale Aktivierung Atmungskettenantrieb Kollagensynthese (Wundheilung!) schädlich hemmend Zellbiologische Wirkung Laktattransport Monocarboxylase MCT1 und MCT4 Membrantransporte 70%, Rest Diffusion trainierbares System Energielieferant ENERGIEBEREITSTELLUNG

44 Laktat Energielieferant ( Herzmuskelzellen) ENERGIEBEREITSTELLUNG

45 Laktat Praxis: Laktat/Zeit - Aspekt 100m Lauf: - 10sec maximler Wert: ~ 12mmol (gemessen in ~ 8min) - Bildungsrate: 1,2mmol / sec ( Bildungsrate = 1,2) 400m Lauf: - 44sec maximaler Wert: ~ 22mmol (gemessen in ~6min) - Bildungsrate: 22/44 = 0,5mmol/sec ( Bildungsrate = 0,5) Verbesserung der Bildungsrate Verbesserung anderer Stoffwechselwege (z.b. VO 2max ) ENERGIEBEREITSTELLUNG

46 ADP = Mitochondrienaktivator Wackerhage: hohe ADP Konzentration erhöhte Enzym-Aktivität in den Mitochondrien Bsp. Intervalltraining mit - höchster Intensität - langen Pausen - hohen Umfängen 50 x 50m ENERGIEBEREITSTELLUNG

47 Lactate clearance Muskelfasertypen: ENERGIEBEREITSTELLUNG

48 ATP - Resynthese Laktazider Prozess = anaerobe Glykolyse Glucose (Glykogen) Phosphofruktokinase (PFK) Laktat + ATP Anaerob laktazid ENERGIEBEREITSTELLUNG

49 Laktatleistungskurven LEISTUNGSDIAGNOSTIK

50 Feldtest auf der Laufbahn 400 m - Laufbahn 250 m 200 m 150 m 300 m Laktatabnahme HF-Messung 100 m 350 m Start LEISTUNGSDIAGNOSTIK 50 m Startgeschwindigkeit: 1.5 m/s Tempoerhöhung: 0.5 m/s Pausenlänge: 30 s Stufenlänge: > 5 min

51 Schwellenleistungen unterschieldicher Sportarten LEISTUNGSDIAGNOSTIK

52 Trainingsbereiche LEISTUNGSDIAGNOSTIK

53 Ausgangsbedingungen Muskelfasertypen: LEISTUNGSDIAGNOSTIK

54 mögliche Fehlerquellen Fehlinterpretation Überinterpretation Praktische Fehler bei der Durchführung der Diagnostik - Belastungsdauer - Pausendauer - Abnahmetechnik LEISTUNGSDIAGNOSTIK

55 Laktatakkumulation Muskelfasertypen: LEISTUNGSDIAGNOSTIK

56 Laktatausschwemmung aus der Muskulatur LEISTUNGSDIAGNOSTIK

57 V O 2 m a x (% ) L A (m m o l /l) VO 2 vs. Laktat ,0 0,5 Muskelfasertypen: Schem. Darstellung von VO2 und Laktat im laktaziden Bereich unterhalb VO2max Sättigungsbereich der VO2 bei normaler A. 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 1,5 2,5 3,5 4,5 aerober Bereich / laktazider Bereich aerob-anaerobe Schwelle 5,5 6,0 W/kg VO2, untrainie rt LA, untrainiert LEISTUNGSDIAGNOSTIK

58 V O 2 m a x (% ) L A (m m o l /l) VO 2 vs. Laktat ,0 0,5 Muskelfasertypen: Schem. Darstellung von VO2 und Laktat im laktaziden Bereich unterhalb VO2max Sättigungsbereich der VO2 bei guter Ausdauer Sättigungsbereich der VO2 bei normaler A. 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 1,5 2,5 3,5 4,5 aerober Bereich / laktazider Bereich aerob-anaerobe Schwelle 5,5 6,0 W/kg VO2, untrainie rt LA, untrainiert VO2, trainie rt LA trainie rt LEISTUNGSDIAGNOSTIK

59 V O 2 m a x (% ) L A (m m o l /l) VO 2 vs. Laktat ,0 0,5 Muskelfasertypen: Schem. Darstellung von VO2 und Laktat im laktaziden Bereich unterhalb VO2max Sättigungsbereich der VO2 bei guter Ausdauer Sättigungsbereich der VO2 bei normaler A. 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 1,5 2,5 3,5 4,5 aerober Bereich / laktazider Bereich aerob-anaerobe Schwelle 5,5 6,0 W/kg VO2, untrainie rt LA, untrainiert VO2, trainie rt LA trainie rt LEISTUNGSDIAGNOSTIK

60 Muskelfasertypen: LEISTUNGSDIAGNOSTIK

61 Messung der VO 2 LEISTUNGSDIAGNOSTIK

62 Muskelfasertypen: LEISTUNGSDIAGNOSTIK

63 Respiratorischer Quotient RQ = CO 2 (Abgabe) O 2 (Aufnahme) RQ = 0,7 reine Fettoxidation RQ ~ 0,82 unter Ruhebedingungen RQ = 1,0 reine Kohlenhydratoxidation LEISTUNGSDIAGNOSTIK

64 Respiratorischer Quotient RQ = 6 CO 2 6 O 2 = 1,0 reine Glucoseoxidation C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO H 2 O RQ = 102 CO O 2 = 0,7 reine Fettoxidation (Tripalmitin) 2 C 51 H 98 O O CO H 2 O LEISTUNGSDIAGNOSTIK

65 Muskelfasertypen: LEISTUNGSDIAGNOSTIK

66 RQ vs. Laktat RQ Muskelfasertypen: RQ- und Laktatverhalten Proband: Guhrauer RQ La La % % 56% 3 mmol/l Ruhe Belastung (Watt) 0 LEISTUNGSDIAGNOSTIK

67 Mögliche Fragestellungen WIEVIEL Ausdauer braucht die Spielsportart? WELCHE Ausdauer braucht die Spielsportart? Wie trainiere ich diese?

68 Training der Ausdauer: 1. DAUERMETHODE 2. INTERVALLMETHODE Konkrete Beispiele:

69 z.b. Sommertraining Off Ice Sprints: 20X50m 4 Serien mit 5 Sprints Pausendauer zwischen den Sprints: 60 sec Serienpause 3-5 Minuten Ins and Outs 400m Bahn 50m Sprint (In) 100m locker (Out) Nach 5 Sprints: Serienpause 5-7 Serien

70 VO2- max Training 20 Sekunden mit 95% Sprint 10 Sekunden Pause 20 Sekunden mit 95%... 7 Wiederholungen Serienpause 3-5 Minuten 6 Serien

71 Training der Laktat Tolleranz 400m Läufe maximal: 4-6 Stück Training der maximalen Laktatbildungsrate 5-10 Sekunden Sprints Lange Pausen Training der ATP Speicher 2-5 Sekunden Lange Pausen

72 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit