Leistungsdiagnostik im Ausdauersport (Teil 2)

Was leistet die Spiroergometrie?

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Die Spiroergometrie oder Atemgasbestimmung ist eine Möglichkeit zur Leistungsdiagnostik.

Oftmals wird in der aktuellen Diskussion zur Leistungsdiagnostik im Ausdauersport die Aussagekraft der Laktatdiagnostik unterschätzt und die Spiroergometrie überschätzt. Wie so oft liegt auch bei diesem Thema die Wahrheit in der Mitte!

Lesen Sie auch den ersten Teil des Artikels: Leistungsdiagnostik im Ausdauersport

Eine Spiroergometrie leistet viel, unterliegt jedoch genau wie die Laktatkonzentration unterschiedlichen Einflussgrößen, so dass der unkritische Einsatz hier genau so viel Fehlerpotential enthält, wie die Laktatdiagnostik. Eine intelligente Leistungsdiagnostik ist oftmals abhängig vom eingesetzten Stufenmodell, der Erfahrung des Diagnostikers und der Interpretation der erhobenen Daten.

Die Spiroergometrie wird neben der Kardiologie und der Pneumologie auch in der Leistungsdiagnostik von ausdauertrainierten Sportlern eingesetzt. In der Trainingswissenschaft und der Sportmedizin geht es dabei zum einen um das objektive Darstellen der kardiopulmonalen Leistungsfähigkeit, zum anderen aber auch um das Ableiten von Trainingsbereichen.

 

Schwelle ist nicht gleich Schwelle!

Beim Ableiten der Trainingsbereiche im Ausdauertraining und beim Ermitteln der maximal möglichen Intensität über längere Zeiträume ist das Erkennen eines so genannten Steady States von Bedeutung. Dieser wird oftmals mit der individuellen anaeroben Schwelle (IAS) in der Laktatdiagnostik gleichgesetzt. Auch in der Spiroergometrie wird eine anaerobe Schwelle ermittelt, die jedoch nicht mit der IAS gleichgesetzt werden darf!(1) Vielmehr handelt es sich um unterschiedliche Bereiche im Stoffwechsel: Während die anaerobe Schwelle der Laktatdiagnostik einen Bereich im Muskelstoffwechsel beschreibt, bei dem sich Laktataufbau und Laktatabbau die Waage halten, beschreibt die anaerobe Schwelle in der Spirometrie eine veränderte Situation in der Atemökonomie. Im Bereich der anaeroben Schwelle der Spiroergometrie steigt bei gleichzeitig steigender Belastung auch das Atemäquivalent an. Das beschreibt, dass Ihr Körper nun bei steigender Belastung auch mehr Luft ventilieren muss, um 1 Liter Sauerstoff aufnehmen zu können. Die beiden Schwellen tragen zwar denselben Namen, beschreiben jedoch unterschiedliche Punkte im Belastungsstoffwechsel. Beim durchführen einer Spiroergometrie ohne Laktatmessung müssen die Trainingsbereiche somit unter anderen Voraussetzungen bestimmt werden als bei einer gemeinsamen Durchführung eines Stufentests mit Bestimmung der Laktatkinetik und dem Messen der Atemgase.

 

Suche nach der Schwelle

Abgesehen von der Frage, ob es „die“ Schwelle überhaupt geben kann, da die Übergänge der physiologischen Kenngrößen eher als fließender Übergang zu sehen sind, muss verwirren, dass es zahlreiche Schwellenmodelle gibt. Gerade der Laktatdiagnostik wird dies oftmals als „Nachteil“ zugeschrieben, wobei verkannt wird, dass Modelle zum Bestimmen einer Schwelle oftmals unter sportartspezifi schen Fragestellungen bzw. für bestimmte Stufentestverfahren entwickelt wurden. Das bloße Vorhandensein verschiedener Methoden zum Bestimmen einer Schwelle als Kritikpunkt heranzuführen ist somit unzulässig. Hinzu kommt, dass auch die anaerobe Schwelle in der Spiroergometrie mit verschiedenen Methoden bestimmt werden kann.

Neben dem bereits beschriebenen Verfahren zur Messung des Anstiegs des Atemäquivalents existiert eine weitere Methode: Bei der so genannten V-Slope-Methode wird eine Regressionsanalyse von Kohlendioxid- Abathmung (VCO2) zur Sauerstoffaufnahme (VO2) gerechnet, um den Bereich der überschießenden CO2-Produktion zu ermitteln. Dieser Anstieg im Kohlendioxidaustoß erfolgt durch das Abpuffern der Wasserstoffi onen (H+-Ionen), die durch das Abpuffern des sauren Milieus mithilfe von Bicarbonat entstehen.(1,2) Zudem kann in einer Spiroergometrie noch der Respiratorische Kompensationspunkt bestimmt werden, der durch das massiv ansteigende nicht metabolische Kohlendioxid entsteht. Hierbei zeigt sich, in welchem Bereich Ihr Stoffwechsel in einem sehr sauren Milieu stattfi ndet – dieser Bereich befi ndet sich oberhalb der IAS aus der Laktatmessung.

 

Bestimmen der Trainingsbereiche

Wenn es um das Festlegen der Zielzonen im Training geht, sollen die gängigen Messmethoden helfen, den Trainingsbereichen zuzuschreiben, wie die Energie im Schwerpunkt vom Körper bereitgestellt wird. Im Grundlagenbereich 1 (GA1) soll z. B. im Wesentlichen die aerobe Energiebereitstellung aus Fetten und Kohlenhydraten angesprochen werden, während im Grundlagenausdauerbereich 2 (GA2) zunehmend auch die anaerobe Energiebereitstellung eine Rolle spielt. Die zuvor beschriebenen Schwellen sollen nun helfen, die Trainingsbereiche voneinander abgrenzen zu können. Wichtig ist darauf zu achten, dass die Einteilung der Trainingsbereiche um die „Schwellen“ durchaus abhängig von der betriebenen Sportart und der Distanz ist. Somit muss für jeden Sportler, je nach Sportart und für die unterschiedlichen Disziplinen festgelegt werden, wie die Trainingsbereiche eingeteilt werden sollen. Es macht einen Unterschied, wie lange ein Langdistanztriathlet an der individuell ermittelten Schwelle seine Leistung aufrecht erhalten kann oder ein Triathlet, der auf der olympischen Distanz startet. Erfahrene Trainer und Diagnostiker arbeiten hier mit eigenen Konzepten.

 

Der Irrglaube, den Fettstoffwechsel messen zu können

Mittlerweile streben Anbieter von „Spirogermetriegeräten“ auf den Fitness- und Gesundheitsmarkt, mit dem Ziel, den Fettstoffwechsel unter Belastung messen zu können. Dabei zeichnen diese Geräte den Sauerstoffverbrauch und die CO2-Abatmung auf. Unter Anwendung der so genannten indirekten Kalorimetrie soll auf den Energieverbrauch und die Energiebereitstellung aus Fetten und Kohlenhydraten zurückgeschlossen werden. Gleichungen zur Glukoseoxidation bzw. zur β-Oxidation (Fettverbrennung) aus dem Verhältnis dieser beiden Größen, dem so genannten Respiratorischen Quotienten, sollen ermitteln, wie die Energiebereitstellung verteilt ist. Die verschiedenen existierenden Algorithmen liefern jedoch stark abweichende Ergebnisse.( 3) Grundsätzlich liefert das Messen von Sauerstoff und Kohlendioxid zur Ermittlung der Fettverbrennung bzw. Kohlenhydratverbrennung jedoch kaum verwertbare Daten. Grund dafür ist, dass bei zunehmendem Anteil der anaeroben Glykolyse – also dem Verbrennen von Kohlenhydraten ohne Sauerstoff – Kohlendioxid freigesetzt wird, das nicht aus dem Energiestoffwechsel stammt. Dieses nicht-metabolische CO2 wird aus den Bicarbonatpuffern freigesetzt und verwässert die Ergebnisse bereits im Bereich des ersten Laktatanstiegs. Ergebnisverfälschungen sind bereits bei niedrigen Intensitäten zu erwarten.

 

Showbusiness statt Wissenschaft

Das Ermitteln des Anteils Ihrer Fettverbrennung unter Belastung gleicht also eher geschicktem Marketing als seriöser Wissenschaft. Vor einem unkritischen Einsatz muss jedoch gewarnt werden. Nicht zuletzt wegen der genannten Einfl ussgrößen lassen sich auch Trainingsbereiche nicht über einen vermeintlich gemessenen Fettstoffwechsel ermitteln. Die mit solchen Systemen ermittelten Trainingsbereiche lassen sich oftmals nicht einmal im Ansatz auf die Trainingspraxis übertragen. Seien Sie als Sportler also vor falschen Propheten gewarnt, die unter dem Deckmantel seriöser Messmethoden wie der Spiromergometrie versuchen, Trainingsbereiche aus Fett- und Kohlenhydratstoffwechsel bestimmen zu können.

 

Fazit

Leistungsdiagnostische Messverfahren liefern vielfältige Erkenntnisse, wobei für umfassende Ergebnisse die Laktatmessung und die Spiroergmetrie kombiniert werden sollten. Die oftmals geäußerte Kritik am Laktatstufentest scheint eher auf kommerziellen Interessen zu beruhen, statt auf seriösen wissenschaftlichen Analysen. Achten Sie bei einer Spiroergometrie darauf, dass Ihnen die in der Atemgasmessung ermittelten Schwellen und die Laktatschwellen hinreichend erklärt werden. Ausdauersportler haben so die Möglichkeit, ihre Trainingsanpassungen zu überprüfen und ihr Training auf die Ergebnisse hin neu anzupassen. Pauschale Empfehlungen für die Auswertung basierend auf der Laktatdiagnostik oder der Spiroergometrie können jedoch nicht gegeben werden. Die Auswertung jedes einzelnen Sportlers erfordert Fingerspitzengefühl und Wissen um die physiologischen Prozesse im Körper! Gerade die Komplexität der energiebereitstellenden Systeme und deren beständige Interaktion zeigen, wie sensibel der menschliche Körper reagiert. Umso wichtiger ist es, dass Sie lernen Ergebnisse auch zu hinterfragen. Gerade die indirekte Kaloriemetrie, also das Darstellen von Fett- und Kohlenhydratverbrennung, ist wissenschaftlich nicht haltbar und muss in einer leistungsdiagnostischen Auswertung hinterfragt werden! Sowohl Laktatstufentest als auch Spiroergomerie unterliegen Einfl ussgrößen und Störvariablen. Sie sollten deshalb stets bei einem erfahrenen Sportwissenschaftler oder Sportmediziner durchgeführt werden. Im Vergleich beider Verfahren kann keines als „besser“ oder „überlegen“ eingestuft werden – die jeweilige Fragestellung entscheidet über die anzuwendende Methode!

 

Dennis Sandig 

 

Literaturangaben:

1. European Journal of Applied Physiology, 2003, Bd. 89, S. 281– 288.

2. Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin, 2011, Bd. 62 (1), S. 10–15.

3. International Journal of Sports Medicine, 2005, Bd. 26, S. 28–37.

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