Herzfrequenzvariabilität

Dauer – Intensität – Erholung

Erstellen Sie mithilfe der Herzfrequenzvariabilität eine "Dauer-Intensität-Erholungslinie" um Ihre Leistungsfähigkeit zu verbessern.

Dieser Beitrag beschreibt den Einsatz der Herzfrequenzvariabilität (HRV) zur Verbesserung der sportlichen Leistung und zur Bewertung der Qualität von Ruhe- und Erholungsphasen. Er erklärt auch, wie man solche Konzepte zu einer „Dauer-Intensität-Erholungslinie“ verbinden kann, um die körperliche Anpassung an die Ausdauerleistung zu optimieren und ein Übertraining zu vermeiden.

Messungen der Herzintervalle belegen eindeutig, dass die Herzfrequenz nicht konstant ist und sich von Herzschlag zu Herzschlag verändert. Dies nennt man Herzfrequenzvariabilität (HRV = heart rate variability). In der Ruhephase schwankte dieses Herzschlagintervall mit dem Atemzyklus – es beschleunigt sich während des Einatmens und verlangsamt sich mit dem Ausatmen.

Die Messung der HRV zur Überwachung von Trainingseinheiten und Erholungsphasen schließt die Analyse der Herzschlagvariationen ein. Durch die präzise Messung der Zeitintervalle zwischen den Herzschlägen können dank der festgestellten Abweichungen, die psychologischen und physiologischen Belastungen und die Ermüdung des Körpers während des Trainings gemessen werden. Allgemein ausgedrückt: Je entspannter und weniger erschöpft (ohne Ermüdungserscheinungen) ein Körper ist, desto variabler ist die Zeit zwischen 2 Herzschlägen. Ein körperliches Training ohne ausreichende Erholung kann zu einer signifikanten kardiovaskulären Ermüdung führen, die mittels der HRV nachgewiesen werden kann.(1) Des Weiteren gibt es Belege, die darauf hindeuten, dass die HRV, wenn man sie über Nacht aufzeichnet, sich als geeigneteres Instrument zur Bewertung angestauter Ermüdung erweist als die Herzfrequenz in Ruheposition. Die HRV kann folglich ein wertvolles Instrument für die Optimierung individueller Trainingspläne sein.(1,2)

 

Was ist die Dauer-Intensitäts-Erholungslinie?

Die Wirksamkeit eines Trainings im Hinblick auf die körperliche Anpassung, kardiovaskuläre Ermüdung und damit verbunden auf das Bedürfnis nach Ruhe und Erholung hängt von der Dauer und der Intensität ab. Ein hochintensives Training ist naturbedingt von kurzer Dauer und ein weniger intensives Training dauert in der Regel länger. Dies führt zu dem Konzept der „Dauer-Intensität-Erholungslinie“.

Die Dauer-Intensität-Erholungslinie ist ein sportlerspezifisches „Z“-Diagramm, das die Dauer (in Minuten) mit der Intensität (Herzfrequenz und Prozentanteil von VO2max) und der kardiovaskulären Ermüdung (anhand einer numerischen Erholungsskala) verbindet. Diese Ermüdung wird anhand eines sportspezifischen maximalen Fitnesstests eines einzelnen Sportlers berechnet, dem die HRVTechnologie zugrunde liegt.

Abbildung 1

Skala der Dauer-Effektivitätsstufen (Erholungszeit hängt von der auf jeder Stufe investierten Zeit ab)

Skala Erholungszeit in Stunden/Tagen
1-2 3 Stunden bis zu 1 Tag
2-3 1 bis 2 Tage
3-4 1 bis 4 Tage
4-5 2 bis 7 Tage
5 7 Tage +

(Stufe 5 stellt eine "Überlastungsgrenze" dar, die zu einer signifikanten kardiovaskulären Ermüdung führt. Aber bitte beachten Sie, dass eine Überlastungsgrenze dann vorliegt, wenn eine Trainingseinheit über die beabsichtigte Dauer-Effektivitäts-Stufe für ein Training hinausgeht)

Die Dauer-Intensitäts-Erholungslinie ist ein flexibles Instrument, mit dessen Hilfe man versucht, die folgenden Fragen zu beantworten: Wie lange sollte ich trainieren? Wie hart sollte ich trainieren, und wie viel Zeit brauche ich für die Erholung? Hält man die Dauer-Intensität-Erholungslinie für ein Training nicht ein, beschleunigt man damit eine etwaige kardiovaskuläre Ermüdung, verlängert die benötigten Ruhe- und Erholungsphasen und erhöht das Risiko eines Übertrainings und einer verminderten Leistung.

Wenn man mit der Dauer-Intensitäts-Erholungslinie arbeitet, ist es erforderlich, den psychologischen Zustand eines Sportlers zusammen mit den Umweltbedingungen, wie z. B. Hitze, Kälte, Feuchtigkeit, etc., einzukalkulieren und zu berücksichtigen. Psychologischer Stress wirkt sich erheblich auf die kardiovaskuläre Ermüdung aus, und der Stress normaler täglicher Aktivitäten nimmt einen größeren Einfluss auf das Training und die Wettkampfleistungen, als gegenwärtig anerkannt wird.

Es scheint offensichtlich, dass die Effektivität eines jeden Trainingsplans von der Dauer, der Intensität und der Erholung abhängt – aber ist das wirklich so? Eine der wichtigsten Fragen ist die, wie viel Zeit ein Sportler für einen bestimmten Intensitätsgrad verwenden kann, bevor das Training zu einer größeren kardiovaskulären Ermüdung führt als beabsichtigt und damit die Wirkung des Trainings vermindert und die erforderliche Erholungsphase zwischen den Trainingseinheiten verlängert.

Nehmen wir einmal an, ein Sportler trainiere 45 Minuten mit der Intensität X. Sind Trainingseffekt und Erholung gleich, wenn der Sportler bei gleicher Intensität 60, 75 oder 90 Minuten trainiert? Natürlich nicht, aber viele glauben es dennoch. Einige der Missverständnisse sind auf die Auswertung und Anwendung von Standardtests zurückzuführen, die Grenzwerte für Trainingsbereiche festlegen, die mit der Herzfrequenz, dem Tempo und den Laktosewerten verbunden sind. Tests, die für sich genommen in Ordnung sind, aber bei der Übertragung etwas in Schieflage geraten.

Diese Tests führen weder die kardiovaskuläre Ermüdung auf, die sich mit der Zeit aufbaut, noch die effektive Dauer-Intensitäts-Erholung für eine bestimmte Trainingseinheit auch nicht wie jede nachfolgende Trainingseinheit angepasst werden sollte, um eine ausreichende Erholung zu gewährleisten.

 

Die Begriffe im Überblick

Das Konzept von Dauer-Intensitäts-Erholung schließt die Begriffe „Dauereffektivität“, „Überlastungsgrenzen“ und „Kollapspunkt“ ein:

 

- Dauereffektivität bezeichnet die erforderliche Erholungszeit in Stunden oder Tagen nach einer Trainingseinheit, bei der die kardiovaskuläre Ermüdung signifikant erhöht wird und die eine längere Erholungsphase oder eine geringere Dauer-Intensität- Erholungs-Einheit zur Kompensation erfordert. Die Dauereffektivitätsstufen werden in einer Skala von 1–5 angegeben, wobei jede Stufe in Zehner unterteilt ist. Die Werte für jede Stufe sind vom jeweiligen Sportler abhängig und werden von Testdaten, unter Verwendung der HRV, abgeleitet.

- Überlastungsgrenze meint den Grenzwert, bei dem eine schwere kardiovaskuläre Ermüdung einsetzt, z. B. Übertraining, maximale Ausdauerbelastungen oder den Punkt, an dem eine geplante Trainingseinheit ihre beabsichtigte Dauereffektivität überschreitet. Hierbei ist eine längere Ruhe- und Erholungsphase erforderlich.

- Kollapspunkt bezeichnet die körperliche Leistungsgrenze. An diesem Punkt angelangt, kann der Körper keine Leistung mehr erbringen (z. B. die „Wand“ beim Marathonlauf), wobei diese Grenze insbesondere mit dem Ausdauertraining in Verbindung gebracht wird.

 

Umsetzung in der Praxis

Der Ausgangspunkt zur Erklärung der Dauer-Intensitäts- Erholungslinie ist eine Analyse des traditionellen Ansatzes und im Anschluss ein Vergleich mit der Dauer-Intensitäts-Erholungslinie für einen bestimmten Sportler.

Eine standardmäßige aerobe Rudertrainingseinheit besteht aus 3 x 6000 m (90 Sekunden Pause zwischen den Intervallen) bei 18 Schlägen pro Minute auf einer Standardrudermaschine Concept 2. Bisher nahm man an, diese Trainingseinheit könne über die gesamte Strecke von 2000 m bei einer bestimmten Leistungsrate oder bei einer Herzfrequenz gerudert werden, die durch einen herkömmlichen Ruderstufentest festgestellt wird, der mit einer Laktoseanzeige verbunden ist. Lassen Sie uns einen realer Sportler nehmen:

Diese Einheit kann mit einem Tempo (Min:Sek.) pro 500 m gerudert werden, was 60 % der Leistung einer maximalen Belastung für 2000 m entspricht, bei Blutlaktatwerten von 2–4 mmols und einer Erholungsphase von bis zu 24 Stunden.

Intervall Schlagzahl max. HF (Schläge/Min) Laktat (mmol) Tempo/500 m
1 18 165 1.87 2.02.1
2 18 174 3.62 2.02.1
3 18 181 6.82 2.01.1

Wie sieht dies nun auf einer Dauer-Intensitäts- Erholungslinie aus, und wie hoch ist die Dauereffektivität?

Dauer (Min.)
0 2 15 40 60 76
Intensität (HF)
- 146 156 170 175 181 (Durchschnitt 163)
Erholung (Grad der Dauereffektivität*)
0 2 3 3.9 4.5 5+

*durch einen Test des Sportlers ermittelt

 

Entwicklung des Trainings im Fokus

Nach 15 Minuten hatte die Trainingseinheit bereits die Dauer-Effektivitäts-Stufe 3 erreicht. Am Ende von Intervall 2 der Trainingseinheit war die Belastungsgrenze für diese Einheit erreicht (Stufe 3,9) und stieg im Verlauf von Intervall 3 auf Stufe 5 an. Die für die Erholung erforderliche Zeit waren Tage, und dies bei einer Trainingseinheit, bei der man von einer Erholungsphase von lediglich 24 Stunden ausging!

Obwohl nicht alle längeren, weniger intensiven Trainingseinheiten durch kürzere, hoch intensive Trainingseinheiten ersetzt werden sollten, war diese Einheit über 30 Minuten länger als erforderlich, um den beabsichtigten Trainingseffekt zu erzielen. Zudem war sie extrem ermüdend.

Unter Verwendung der Dauer-Intensitäts-Erholungslinie muss das Training unseres Sportlers auf 3 x 6000 m bei 18 Schlägen geändert und auf eine Herzfrequenz von 133–165 begrenzt werden. Die berechnete Dauer-Intensitäts-Erholungslinie (nach Test) würde für diesen Sportler wie folgt aussehen:

Dauer (Min.)
0 60 90 75 60 30
Intensität (HF)
- 111-123 124-136 137-155 156-174 175-198
Erholung (Grad der Dauereffektivität)
0 1-1.9 2-2.9 3-3.9 4-4.9 5+

Unter Einsatz einer Dauer-Intensitäts-Erholungslinie und der Stufeneinteilung für die Dauereffektivität hätte eine Trainingseinheit von 3 x 6000 m von diesem Sportler innerhalb einer HF-Rate von 133– 165 gerudert werden müssen, um den beabsichtigten physiologischen Trainingseffekt zu erzielen (Dauereffektivität von 3–3,9).

Abbildungen 2 und 3 zeigen, was tatsächlich passierte und wie die Daten hätten aussehen müssen, wenn man die Dauer-Intensitäts-Erholungslinie zur Einstellung der Trainingsintensität benutzt hätte.

Abbildung 2 + 3

Um die oberste Linie der Dauer-Intensitäts- Erholungslinie zu illustrieren, können wir uns ein anderes Standardrudertraining namens 30R20 anschauen: 30 Minuten bei 20 Schlägen pro Minute bei maximaler Belastung (hohe Wattzahlen/Tempo), auch bekannt als Leistungs-/Ausdauertraining (siehe Tabelle 1). Diese Trainingseinheit liegt auf der Dauer-Intensitäts-Erholungslinie bei zwischen 15 und bis zu 35 Minuten, abhängig von der Kondition des Ruderers.

Tabelle 1

Die Herzfrequenz steigt rasch an, erreicht in den letzten paar Minuten das Maximum, und trotz der kurzen Dauer liegt die Dauer-Effektivitäts-Stufe zwischen 4 und 5. Dies erfordert einen Ruhetag, gefolgt von einem Erholungstraining mit langer Dauer/geringer Intensität auf der Dauereffektivitätsstufe 2–3, um einem Profiruderer eine 3-tägige Erholungsphase zu geben.

 

Anwendung bei Ausdauersportarten

Es ist möglich, die erforderliche Trainingsintensität für lange Strecken, wie z. B. Marathon, Triathlon (olympische und Ironman-Distanzen), lange Radoder Schwimmenstrecken oder jede andere Ausdauersportart zu berechnen.

Für einen Rudermarathon über die klassische Distanz von knapp über 26 Meilen beträgt die berechnete maximale Herzfrequenz, die benötigt wird, um eine optimale Leistung sicherzustellen, 4– 4,9 auf der Dauer-Effektivitäts-Skala. Dies ist nur der Ausgangspunkt, denn wie an den Dauer-Intensität- Erholungslinien in diesem Artikel zu erkennen, ist auf der Dauereffektivitätsstufe von 4–4,9 eine optimale Dauer für Trainingszwecke von bis zu 60 Minuten gewährleistet.

Es ist deutlich, dass das Rudern der gesamten Marathonstrecke bei einer gleich bleibenden Herzfrequenz in der Dauer-Intensitäts-Erholungsspanne von 4–4,9 und bei einem Leistungsverhältnis zur Optimierung der Leistung bald an die Überlastungsgrenze stößt (Stufe 5). Es ist möglich, eine erhebliche Zeitspanne auf Stufe 5 zu bleiben; allerdings gilt: Je länger der Sportler auf Stufe 5 bleibt, desto mehr Zeit braucht er für die anschließende Erholungsphase (aufgrund exzessiver kardiovaskulärer Ermüdung), und desto näher kommt er einem körperlichen Zusammenbruch (Kollaps).

Der unten gezeigte Rudermarathon (siehe Abb. 4) wurde von einem britischen Team in 2 Stunden, 42 Minuten und 7,3 Sekunden absolviert – mit einer Wattleistung von 233W und einem Tempo von 1:54.5 auf 500 m. Die getestete Dauer-Effektivitäts- Herzfrequenz bei Stufe 4,9 lag bei 150 Schlägen/ Minute.

Abbildung 4

Wenn man sich die Daten betrachtet, erkennt man, dass die kardiovaskuläre Ermüdung mit der Zeit zunahm, obwohl die Herzfrequenz und das Tempo gleich blieben. Dies ist eine offensichtliche Tatsache, die aber von Sportlern und Trainern häufig übersehen wird. Der hier gezeigte Sportler war für nahezu 2 Stunden auf Stufe 5, und die Erholung wird nicht nach Tagen, sondern erst nach Wochen erreicht sein!

Dauer (Min.)
20 40 60 80 100 120 140 161
Herzfrequenz (Schläge/Min)
149 150 148 147 150 152 154 158
Dauer-Effektivitäts-Stufe
3,8 4,8 5 + 5 + 5 + 5 + 5 + 5 +

 

Optimalen Trainingserfolg und optimale Erholung

Mittels des Dauer-Intensitäts-Erholungs-Ansatzes können die Trainingseinheiten strukturiert werden, um einen optimalen Trainingserfolg und eine optimale Erholung zu gewährleisten. 1. Ziel ist das Erreichen eines gleichmäßigen Trainings, indem man die Dauereffektivität auf die Herzfrequenz abstimmt, Abweichungen auf ein Minimum beschränkt und eine korrekte Erholung zwischen den Trainingseinheiten sicherstellt. Es ist wichtig, auf eine ansteigende Dauereffektivität im Verlauf der Trainingseinheiten zu achten, da diese auf mangelhafte Erholung, Krankheit oder den Beginn eines Übertrainings hinweisen kann.

Sobald die Gleichmäßigkeit hergestellt ist, kann eine Verbesserung an der abnehmenden Dauereffektivität für ähnliche Trainingseinheiten abgelesen werden. Wird eine gleich bleibend abnehmende Dauereffektivität mit der Zeit festgestellt, sollte ein erneuter Test gemacht werden, um eine neue Linie zu bestimmen. Damit kann die Verbesserung bei zukünftigen Trainingseinheiten gefestigt werden.

 

Zusammenfassung

Dies ist ein recht technisches Thema, lassen Sie uns daher die wichtigsten Punkte zusammenfassen: Die Dauer-Intensitäts-Erholungslinie ist ein sportlerspezifisches „Z“-Diagramm, das die Dauer (in Minuten) mit der Intensität (Herzfrequenz und Prozentanteil von VO2max) und der kardiovaskulären Ermüdung (anhand einer numerischen Erholungsskala) verbindet. Außerdem ist sie ein flexibles Instrument, mit dessen Hilfe man versucht die folgenden Fragen zu beantworten: „Wie lange sollte ich trainieren? – Wie hart sollte ich trainieren? – Wie lange brauche ich zur Erholung?“

Die Dauer-Effektivitäts-Stufen für eine bestimmte Herzfrequenz hängen vom jeweiligen Sportler ab und werden durch Tests unter Verwendung von HRV-Daten ermittelt. Sie sind besonders wertvoll, da diese Stufen die benötigte Erholungsphase in Stunden oder Tagen anzeigen. Die Überlastungsgrenze bezeichnet den Punkt, an dem eine schwere kardiovaskuläre Ermüdung einsetzt, während der Kollapspunkt die physiologische Leistungsgrenze benennt.

Die Daten der Dauer-Intensitäts-Erholungslinie zeigen, dass eine kürze Trainingseinheit bei hoher Intensität zum selben Ergebnis führen kann wie eine lange Trainingseinheit bei geringerer Intensität. Selbst wenn die Herzfrequenz und das Tempo gleich bleiben, steigt die kardiovaskuläre Ermüdung, je länger die Übung dauert. Mit dem Konzept Dauer- Intensitäts-Erholung sind regelmäßige Tests verbunden, um Anzeichen eines Übertrainings oder einer Erkrankung frühzeitig zu erkennen.

 

Eddie Fletcher MSc ist Sport- und Trainings- Physiologe sowie Trainer, der sich auf Ausdauersportarten spezialisiert hat

Weiterführende Artikel:

Herzfrequenzvariabilität und kardiovaskuläre Ermüdung

Herzfrequenzvariabiltätsmessung und Übertraining

Quellenangaben

1. Med Sci Sports Exerc. 2001; 33 (7): 1120-1125.

2. Med Sci Sports Exerc. 2000; 32 (10): 1729-1736.

Die Trainingseinheit unseres Sportlers lag bis zum Ende des 1. Intervalls (2 mmol Laktat) am unteren Limit des beabsichtigten Trainingseffekts. Sie überschritt nach 40 Minuten die Erholungs-/ Dauer-Effektivitäts- Stufe 3–3,9 (da eine Erholung innerhalb von 24 Stunden gewünscht war) und die Laktatwerte.

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