< PreviousBewegungsmedizin – Nr. 11 / Dezember 2021 Fitness-Guide Erfolgreiche Umsetzung der SFGV-Tools Die Anzahl der SFGV-Mitglieder, die sich dem Fitness-Guide anschliessen, steigt von Monat zu Monat. An dieser Stelle kommentieren einige unserer Mitglieder ihre Entscheidung. « Das «Fitness-Center Hombrechtikon» ist ein klassisches KMU-Fitnesscenter mit zugehöriger Karateschule. Ein kleines Team von Mitarbeitenden kümmert sich um unsere Kundinnen und Kunden, und auch der Chef ist tagtäglich an der Front anzutreffen. Wir haben uns in erster Linie für den Fitness-Guide entschie- den, um unserer Kundschaft die personellen Qualitäten unseres Fitnesscenters transparent präsentieren zu können. Unsere 3 Sterne signalisieren einen gutbürgerlichen Betrieb ohne Schnickschnack. Bei unseren Klienten steht nicht das Sixpack im Mittelpunkt, sondern die Gesundheit! Roland Dietziker, Verein Fitness-Center Hombrechtikon Neuhofweg 10, 8634 Hombrechtikon, Telefon: 055 244 26 96, Fax: 055 244 26 96 fitness-hombrechtikon.ch, info@fitness-hombrechtikon.ch, Fitness-Guide-zertifiziert (3 Sterne) 20 »Es gibt immer mehr Menschen, die feststellen, dass ein regelmäs- siges Kraft-Ausdauer-Training in Kombination mit einer ausge- wogenen Ernährung und körperlichen Erholung der gesündeste Weg für ein starkes Immunsystem ist. Zusammen mit dem Fitness-Guide unterstützen wir unsere Mitglieder beim Erreichen ihrer Ziele. 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Die Wahl der richtigen Trainingsintensität ist der Schlüssel zum erfolgreichen Ausdauertraining. Im gesundheitsorientierten Training spielt die aerobe Schwelle eine wichtige Rolle. 22Bewegungsmedizin – Nr. 11 / Dezember 2021 1. Einleitung Neben dem häufig zitierten Begriff der anaeroben Schwelle (AnS) , findet jener der aeroben Schwelle (AeS) ungleich weniger Beachtung, wenn über Aus- dauertraining und dessen Steuerung diskutiert wird. Aus leistungsphysiolo- gischer Sicht ist die trainingsbedingte Verschiebung der anaeroben Schwelle sicherlich von zentraler Bedeutung, weil eine solche nach rechts und allen- falls nach unten auf die gewünschte Verbesserung von aerober Kapazität und/oder aerober Leistungsfähigkeit hinweist. Die aerobe Schwelle scheint weniger «spektakulär», weil daraus das Dauerleistungsvermögen nicht direkt abgeleitet werden kann. Im Kontext von Aspekten des Energiestoffwech- sels und dessen Energiebereitstel- lungs prozessen hat die AeS eine gros- se gesundheitswirksame Bedeutung. 2. Diskussionsgrundlage Weil viszerales Fett richtigerweise als Risikofaktor für nicht- übertragbare (Zivilisations)Krankheiten angesehen werden muss und ein erhöhter Anteil an subkutanem Speicherfett mit dem heutigen Lifestyle nicht kompatibel scheint, werden Trai- ningsziele im gesundheitsorientierten Training häufig an eine Reduktion des Fettanteils geknüpft. Das Stichwort «Fettver- brennung» hat dadurch einen hohen Stellenwert erhalten. Um das Ziel Fettverbrennung auch wirklich zu erreichen, ist das Wissen um die metabolischen Mechanismen hilfreich. Grund- sätzlich ist der Fettstoffwechsel (Lipolyse) für den Organismus ein aufwändiger und aus energetischer Sicht wenig ergiebiger biochemischer Prozess. Die ATP-Bildungsrate ist im Verhältnis zu den andern Energiebereitstellungsprozessen mit 0,4 mmol/min deutlich geringer bzw. langsamer und bedingt eine hohe Sauer- stoffutilisation. Diese wiederum ist indirekt von der maximalen Sauerstoffaufnahmefähigkeit (VO 2 max.*), bzw. der prozentualen Nutzung des Sauerstoffs abhängig. Das Training in definierten Intensitätsbereichen wird allge- mein durch entsprechende Pulsober- bzw. Untergrenzen vorgege- ben. Dazu werden häufig Berechnungsformeln genutzt (220- Alter, 180-Alter, 170-½ Alter, 75 % Hf max., (HFmax. - Ruhe-HF) x (Faktor + Ruhe-HF) u. a. m.). Es muss hier nicht betont werden, dass solche Formeln zur Berechnung von Trainingsintensitäten aufgrund der individuell sehr unterschiedlichen konstitutionellen und konditio- nellen Voraussetzungen nur als Orientierungshilfen angesehen werden können. Ohne das Bestimmen der IAeS (individuelle aerobe Schwel- le) und IAnS (individuelle anaerobe Schwelle) kann ein individuel- les Training nicht mit hinreichender Genauigkeit konzipiert wer- den. Weil die beiden Schwellenwerte als markante Fixpunkte auf der Laktatleistungskurve identifizierbar sind, ist grundsätzlich ein Laktat-Stufentest erforderlich. Bekanntermassen stellt die für die Bestimmung der Laktatkonzentrationen erforderliche Blutent- nahme eine juristische Grauzone dar, was die Anwendung im nicht medizinischen Bereich bedingt problematisch macht. 3. Merkmale der Laktat-Leistungskurve Weil der aeroben Schwelle eine sogenannte Ventilationsschwelle 1 (VS1) und der anaeroben Schwelle eine Ventilationsschwelle 2 (VS2) gleichgesetzt wird, können ausser den stufenabhängigen Laktatkonzentrationen auch ventilatorische Parameter (Atem- frequenz, Atemtiefe, Atemzugvolumen, Atemminutenvolumen, subjektive Angaben zur Anstrengung und Dyspnoe) leistungs- diagnostisch genutzt werden (vgl. Spiroergometrie). Mit der vorliegenden Arbeit schlage ich ein Testprotokoll vor, welches nicht-invasiv, also ohne Blutentnahme, als alternati- ve Möglichkeit zum Laktat-Stufentest diskutiert werden soll. Im Gegensatz zur AeS und AnS, welche metabolische An- passungen bzw. Änderungen definieren, sind die ventilatorischen Schwellen 1 und 2 die respiratorische Antwort auf diese meta- bolischen Änderungen. Die VS1 zeigt den Übergang vom aeroben zum gemischt aerob-anaeroben Energiestoffwechsel an. Der in- folge Leistungssteigerung erhöhte Sauerstoffverbrauch wird bis zur VS1 primär durch eine Erhöhung des Atemzugvolumens und sekundär durch eine moderate Erhöhung von Atem- und Herz- frequenz erreicht. Im nachfolgenden Mischbereich erfolgt infolge kontinuierlichen Anstieges der Laktatkonzentration die simultane Laktatpufferung in Muskulatur, Blut und Leber bis zur VS2 Urs Geiger, PTScFH, CAS CADM, CAS Sportphysio therapie, Berufsschullehrer HWS Huber Widemann Schule, Basel, langjäh- riger Berufsbildner, Praktikumslehrperson DZ, ETH Zürich, Buchautor * VO 2 = Volumen O 2 23Bewegungsmedizin – Nr. 11 / Dezember 2021 AeS →← IAS ← VS2VS1 → Berufsbild: Aus- und Weiterbildung / Bewegungs- und Gesundheitsförderung durch weitere lineare Steigerung der Herzfrequenz und der Ven- tilation als Ausdruck der aktiv verstärkten CO 2 -Abgabe im Ver- hältnis zur O 2 -Aufnahme (vgl. Abb.1). 4. Die Atmung (Ventilation) in Kürze Die Atmung ist ein durch das vegetative Nervensystem reflekto- risch gesteuerter Mechanismus, der nur in relativ engen Grenzen willkürlich beeinflusst werden kann. Die Neuronen für die Atem- regulation liegen in der Medulla oblongata und im Halsmark, in engster Nachbarschaft zum Herz-Kreislauf-Zentrum. Der Atem- rhythmus wird durch mechanisch und chemisch vermittelte Re- flexe modifiziert: 1. Die Mechanorezeptoren des Bronchialbaumes lösen den Lungendehnungsreflex aus; die mit der Inspiration ver- bundene Dehnung begrenzt die Inspiration und leitet die Exspiration ein. 2. Zentrale und periphere Chemorezeptoren messen die Partialdrücke pO 2 und pCO 2 und den mit dem pCO 2 in Wechselbeziehung stehenden pH-Wert; steigt der pCO 2 von 40 mmHg auf ca. 60–70 mmHg an, dann erhöht sich das AMV (Atemminutenvolumen) reflektorisch um das 10- bis 15-fache. Unter ansteigender Belastung erhöht sich mit zunehmen- der Sauerstoffaufnahme auch die Abgabe von Kohlendioxid. Das Volumenverhältnis dieser beiden Atemgase wird durch den respi- ratorischen Quotienten (RQ) ausgedrückt: RQ = VCO 2 */ VO 2 Weil bis zur VS1 der zunehmende Energiebedarf durch die Mehraufnahme von Sauerstoff der aeroben Energiebereitstellung abgesichert werden kann, kommt es noch zu keinem nennens- werten Anstieg des RQ [→ grösser werdender Nenner (VO 2 ) bei weitgehend konstantem Zähler (VCO 2 )]. Ein Anstieg des RQ (> 0,7) ist als respiratorische Antwort auf einen erstmals erfolgenden Anstieg des Laktats bzw. eine Zu- nahme des VCO 2 zu verstehen und kann der Leistung an der ae- roben Schwelle gleichgesetzt werden. Weil sich die metaboli- schen Änderungen an der aeroben und anaeroben Schwelle während eines Belastungstests mit zeitgleichen respiratorischen Anpassungen an der entsprechenden VS1 und VS2 decken, kön- nen Parameter der Ventilation alternativ zu den Laktatschwellen identifiziert werden (vgl. Tab.1). Ventilation Laktat Belastungsintensität Abb. 1: Vergleichende Darstellung der AeS bzw. AnS in Abhängigkeit von der Laktatkonzentration und die entsprechenden ventilatorischen Schwellen VS1 und VS2 als respiratorische Antwort auf die metabolischen Änderun- gen. Nach Überschreiten des Laktat-Steady-State an der VS2 erfolgt be- kanntlich ein exponentieller Anstieg der Laktatkonzentration als Ausdruck einer metabolischen Azidose, welche zu einer überproportionalen Steige- rung der Ventilation führt. * VCO 2 = Volumen CO 2 24Bewegungsmedizin – Nr. 11 / Dezember 2021 Tab. 1: übersichtsmässige Aufzählung respiratorischer Parameter, gesundheits- und sportrelevanter Faktoren, welche der Zone des aeroben Bereichs (bis zur ventilatorischen Schwelle 1) und der Zone des aerob-anaeroben Übergangsbereichs (bis zur ventilatorischen Schwelle 2) zugeordnet werden. (AMV: Atem-Minuten-Volumen; AML: Atemmittellage; Apnoe: Atemnot; HMV: Herz-Minuten-Volumen; Maxlass: maximaler Laktat-Steady-State; oxidativer Burst: Freisetzung von reaktiven Sauerstoffspezies durch neutrophile Granulozyten und Makrophagen bei der Phagozytose → Auflösung und Unschädlich- machung von Fremdstoffen) Ventilatorische Schwelle 1 (aerobe Schwelle)Ventilatorische Schwelle 2 (anaerobe Schwelle) Energetischer Zustand optimaler aerober EnergienutzungEnergetischer Zustand gesteigerter Glykolyse mit Anstieg der Laktatproduktion Stabile aerobe Stoffwechsellage Gemischt aerob-anaerobe Stoffwechsellage Sauerstoffäquivalent (AMV/O 2 -Aufnahme) beginnt anzusteigenKohlendioxidäquivalent (AMV/CO 2 -Abgabe) beginnt anzusteigen 70–80 % der maximalen Herzfrequenz 85–95 % der maximalen Herzfrequenz Subjektives Belastungsempfinden (n. Borg) 11–13Subjektives Belastungsempfinden (n. Borg) 15–17 Blutlaktatkonzentration steigt erstmalig anMaxlass ist erreicht VO2 rel. beträgt ca. 45–55 ml/kg/minVO 2 rel. beträgt ca. 55–65 ml/kg/min Sauerstoff-Steady-State (→ geringe Sauerstoffschuld)Kein Sauerstoff-Steady-State (hohe Sauerstoffschuld) Mittlere Beanspruchung der aeroben Kapazität ( → 60–75 % der VO 2 max.) Submaximale Beanspruchung der aeroben Kapazität ( → 75–80 % der VO 2 max.) Respiratorische Parameter (semiobjektiv) Atemzugvolumen moderat erhöht (von 1.0 l auf 2,5 l)Bereich des linearen Bezugs zwischen Herzfrequenz (Hf) und Sauerstoffaufnahme (VO 2 ) Atemfrequenz moderat erhöht (von 16 auf ± 26) (noch keine inspiratorische Erhöhung der AML) Inspiration und Exspiration vertieft AMV deutlich erhöht (von 16 l auf 65 l) Noch kein subjektives Empfinden von Apnoe Flacher, nicht linearer Anstieg der HerzfrequenzRelativ steiler, linearer Anstieg der Herzfrequenz Erhöhung des Schlagvolumen (SV) bis VerdoppelungKeine Erhöhung des SV mehr möglich Gesundheitsrelevante Faktoren Katabole Wirkung von Cortisol wird durch «Abbau» eliminiertAusschüttung von Cortisol, abhängig von Intensität und Belastungsdauer(!) Protektive Wirkung (Ruhepuls , Herzratenvariabilität u. a.) Sympathikotonie (Ausschüttung von Corticosteroide → Immunsuppression) Erhöhung des Anteils der Fettoxidation an der Energieproduktion (trainingsbedingt bis 60 %) Geringe Erhöhung des fettoxidierenden Anteils an der Gesamtenergieproduktion Stärkung des Immunsystems (primär unspezifische Abwehr ) effiziente Phagozytose von Zelldetritus und Elimination von Stoffwechselendprodukten Starke Beanspruchung des Immunsystems (Open-Window-Phänomen) Freisetzung von freien Radikalen (→ Oxidativer Burst) Effizienzsteigerung der Enzyme der aeroben Energiebereitstellung (u. a. Citratsynthase) Effizienzsteigerung der Enzyme der anaeroben Energiebereitstellung (u. a. Phosphofructokinase) Die Steuerung der involvierten Organsysteme wie HKL-System, VNS, humorales System) geschieht noch weitgehend mit isolierter Autoregulation Die Steuerung der involvierten Organsysteme erfordert eine übergeordnete Steuerung durch das autonome Nervensystem (→ Hypothalamus u. a. m.) Sportrelevante Faktoren Quantitative Verbesserung der maximalen Sauerstoffaufnahme (VO 2 max)Gemäss Fragestellung nicht Gegenstand der Untersuchung Allgemeine körperliche Leistungsfähigkeit erhalten oder wieder herstellen In Nichtausdauersportarten eine stabile Grundlage für das Training anderer konditioneller und koordinativer Fähigkeiten schaffen Die Belastungsverträglichkeit in Training und Wettkampf erhöhen Die Regeneration nach kurzen maximalen und submaximalen Belastungen sowie nach umfangreichen Gesamtbelastungen beschleunigen Die psychische Belastung besser verträglich machen Grosse Übertragbarkeit (→ positiver Transfer) auf andere Sportdisziplinen 25Bewegungsmedizin – Nr. 11 / Dezember 2021 26 5. Test zur Bestimmung der aeroben Schwelle Der Test zur Bestimmung der aeroben Schwelle ist als Stufentest konzipiert und wird auf einem vorzugsweise drehzahlunabhängi- gen Fahrradergometer durchgeführt. Damit die heterochronen Verzögerungen der kardiopulmo- nalen, vegetativen und metabolischen Anpassungen in diesem sensiblen aeroben Belastungsbereich erfasst werden können, ist die Dauer der Belastungsstufen bewusst auf 10 Minuten ausge- Berufsbild: Aus- und Weiterbildung / Bewegungs- und Gesundheitsförderung Tab. 2: Protokoll für Ausdauertrainierte zur Bestimmung der aeroben Schwelle (AeS) mittels submaximalem Stufentest auf dem Fahrradergometer Hinweis: Dass die vorgeschlagene Dauer der jeweiligen Belastungsstufen unüblich lang ist, leitet sich daraus ab, dass die gewünschte Utilisation der FFS sehr stark vom Genotyp einerseits und anderseits vom epigenetisch beeinflussten Phänotyp und dem (aeroben) Trainingszustand abhängt. Bei kürzerer Stufendauer dürfte daher die Wahrscheinlichkeit deutlich geringer werden, dass der gewünschte Energiestoffwechsel ausschliesslich aerob erfolgt. StufenStufendauer / Gesamtzeit Belastung (Watt) Trainierte Belastung (Watt) Untrainierte Herzfrequenz (bpm) Borg (8–20) Atemfrequenz Atemzüge pro Minute Subjektive respira- torische Parameter (vgl. Tab.3) U/min (65–85+) eigene Zusatz- bemerkungen □ m□ f□ m□ ffakult. 0 2 min ruhig sitzend 0000 – – Atmung allgemein I-VII Atmung spezifisch A-K – – 110 min60505040 2 10 min / 20 min 75707060 3 10 min / 30 min 100959080 4 10 min / 40 min 125120110100 5 10 min / 50 min 150145130120 6 10 min / 60 min 175170150140Bewegungsmedizin – Nr. 11 / Dezember 2021 27 dehnt; damit bleibt auch genügend Zeit, alle Daten ohne Zeit- druck ruhig zu erfassen und die feinen respiratorischen Verände- rungen ausreichend differenziert wahrnehmen zu können. Für den Test ist deshalb ein Zeitbedarf von einer Stunde einzuplanen. Wenn aus organisatorischen oder anderen Gründen das vorge- schlagene Zeitprotokoll nicht eingehalten werden kann, dann las- sen sich die Stufen um maximal vier Minuten kürzen, was im Protokoll einzutragen ist. Vorbereitungen 1. Sitzhöhe richtig einstellen und Fussschlaufen optimal vorbereiten 2. Pulsgurt befeuchten und korrekt anlegen 3. Trinkflasche mit Wasser in Halterung stellen 4. Testprotokoll auf stabiler (mobiler) Schreibunterlage fixieren und Schreibstift beilegen 5. Auswertungstabelle und Borg-Skala in Sichtweite anbringen 6. Sorge dafür, dass keine Ablenkung durch andere Trainierende oder Musik besteht (deine Konzentra- tion auf die Vorgänge im Körper und das Erspüren der kleinen Veränderungen von Atmung und Belastungsempfinden sind entscheidend). 7. Test mit Stoppuhr starten und nach jeder Stufe alle Messdaten im Protokoll eintragen 8. Werte deinen Test nach den subjektiven respiratorischen Daten (I-VI bzw. A-K) und dem subjektiven Belastungs- empfinden (8-12/13) aus und bestimme dementsprechend deinen Pulswert bzw. deine Leistung (Watt) für die IAES (individuelle aerobe Schwelle). Wer nur «nach Gefühl» trainiert, wird häufig in den lockeren Einheiten zu intensiv und in den intensiven Einheiten zu locker traineren.Bewegungsmedizin – Nr. 11 / Dezember 2021 Berufsbild: Aus- und Weiterbildung / Bewegungs- und Gesundheitsförderung 6. Gesundheitsrelevantes Trainingswissen der Grundlagen- ausdauer Bereich 1 – Bezogen auf den Gesamtenergiebedarf beträgt im regenerativen Bereich der lipolytische Anteil ~ 84 % und der aerob glykolytische Anteil ~ 16 %; im Bereich der Grund lagenausdauer beträgt der lipolytische Anteil noch ~ 75 %, während der aerob glykolytische Anteil leicht steigt auf 25 %. – Mit zunehmender Beanspruchung des aeroben Stoffwech- sels (vgl. GLA1) wird der Speicher an intramuskulären Fett- säuren geleert; als Folge davon steigt die Konzentra tion der Plasmafettsäuren, dies als die erwünschte Folge der Mobilisation aus dem Fettgewebe, namentlich am Stamm. – Mit zunehmender Belastungsdauer nimmt der intramus- kuläre FS-Speicher ab und derjenige im Blut zu als er- wünschte Folge der Mobilisation aus dem Fettgewebe. Subjektive respiratorische ParameterSubjektives Belastungsempfinden Atmung allgemeinAtmung spezifischAtemfrequenznach BorgPhysiologische Zonen I «oberflächlich»keine wesentliche Erhöhung 17 → 20 ( ± 3) … gegen Ende leichtes Schwitzen 8 extrem leichtZone 1(a) Aerober Bereich Aktive Regeneration Gesundheit/Ausgleich II sehr ruhig8 III ruhigA kaum vertieft8 B wenig vertieft8-9 C etwas vertieft9 sehr leicht IV unbewusstD relativ tief9-10 ziemlich leicht Zone 1(b) Aerober Bereich Grundlagenausdauer Bereich 1 Extensive Ausdauer V kontrollierbarE tiefkontinuierliche Erhöhung mit progressivem Charakter ( ~ 20 → 30) … gegen Ende starkes Schwitzen 11 noch leicht VI bewusst noch kontrollierbar F volle Atemtiefe11 G Ausatmung etwas aktiv11-12 H Ein- und Ausatmung aktiv12 nicht mehr so leicht VII Nasenatmung noch knapp möglich K Ein- und Ausatmung deutlich aktiv 12 (<13!) etwas anstrengend Aerobe Schwelle Ventilationsschwelle 1 Sauerstoff-Steady-State Tab. 3: Auswertungstabelle für das Testprotokoll zur Bestimmung der IAeS (blau: Bereich der aktiven Regeneration; orange: Bereich der Grundlagenausdauer 1; rot: Bereich der Ventilationsschwelle 1) (Alle Angaben sind Orientierungshilfen und können individuell leicht von den genannten Zahlen abweichen.) 28Bewegungsmedizin – Nr. 11 / Dezember 2021 29 ANZEIGE – Im Intensitätsbereich von weniger als 50 % der VO 2 max. kommt es zu einer optimalen Utilisation der intramusku- lären Fettsäuren. – Mit einer Verbesserung der aeroben Kapazität kann die VO 2 max. besser genutzt werden (von 60 % bis 90 %); die höchste Verbrennungsrate von FS wird bei 85 % der VO 2 max. erreicht. – Weil der Anfall von [ADP] und [Pi] gering bleibt, wird die Phosphofruktokinase (PFK) gehemmt und damit die Glykolyse blockiert, die mitochondriale Atmung (Oxidation) aber stimuliert. – Das energetische System befindet sich im Sauerstoff- Steady-State, das anfänglich geringe Sauerstoffdefizit erhöht sich während der Belastung nicht weiter, sodass die ebenfalls geringe Sauerstoffschuld nach Abbruch leicht abgetragen werden kann. Literatur Knechtle, B. Limitierende Faktoren der Fettverbrennung (2006). Schw. Zeitschrift für Sportmedizin 54 (2), 51-56 Laube, W. Sensomotorisches System (2009). Thieme Petersen, O. (2000). Burn Fett statt Burnout (2000). smart books, Kilchberg (Schweiz) Rossetto, M. Einfach Laufen (2003). A & O des Wissens Van Duijn, E. Hören Sie auf Ihr Herz (1995). Druckerei Frey AG, Andelfingen (Schweiz) Villiger, B. Ausdauer Theorie und Praxis (1991). Thieme Vogt, M. P hysiologische Trainingsintensitätszonen (2005). Fachdokumentation Fachgruppe Ausdauer Swiss Olympic Zintl, F. Ausdauertraining Grundlagen, Methoden, Trainingssteuerung (1988). blv Sportwissen – An der aeroben Schwelle wird bei Untrainierten ein Laktat von 2,5-3,5 mmol/l und bei Trainierten von ~ 1 mmol/l gemessen. – In der Trainingszone 1 (aerober Bereich) werden ~ 60–70 % (Zone 1a) bzw. 70–80 % (Zone 1b) der HF max. erreicht. Der bewusste Einsatz verschiedener Intensitäten bringt Abwechslung ins Ausdauertraining. 29Next >