Die Bereits um 1924 wurde die Bezeichnung „maximale Sauerstoff-Aufnahme“ von Hill und seinen Kollegen geprägt.(1) Mit der maximalen O2-Aufnahme beschreibt man die größte Aufnahmemenge von Sauerstoff, die pro Minute bei dynamischer Arbeit möglichst aller großen Muskelgruppen aufgenommen werden kann.
Selbst das weitere Steigern der Intensität erhöht im Bereich der maximalen Sauerstoffaufnahme die Werte nicht weiter. Es wird vom so genannten „Levelling-off“ gesprochen.(1) Auf das Erreichen dieses Abflachen der Sauerstoffaufnahmekurve hat sowohl der Anteil der zum Einsatz kommenden Muskelmasse als auch das Belastungsprotokoll einen Einfluss. Zudem erreichen nur etwa 50 % der untersuchten Sportler ein „Levelling-off“. In Fällen, in denen kein Plateau erkennbar ist muss auf sekundäre Kriterien zurückgegriffen werden, um die Ausbelastung sicherzustellen. Herangezogen werden kann dann z. B. der Respiratorische Quotient, der das Verhältnis aus Sauerstoffaufnahme und Kohlendioxidabgabe darstellt. Dieser sollte im Bereich der Ausbelastung über einem Wert von 1,1 liegen.
Was sagt die maximale Sauerstoffaufnahme aus?
Aus sportmedizinischer Sicht ist die maximal erreichte Sauerstoffaufnahme von besonderer Bedeutung. Bei einer Spiroergometrie wird Ihre Sauerstoffaufnahme während einer ansteigenden Belastung mit Hilfe eines Spirometers erfasst. Sie beschreibt, wie viel Sauerstoff Ihr Körper unter Belastung aufnehmen kann. Die so genannte VO2max ist ein Maß für die maximale Energiebereitstellung des Organismus und bildet somit die maximale Verbrennungskapazität Ihres Körpers ab. Die maximale Sauerstoffaufnahme wird in einem anteigenden Belastungsprotokoll gemessen, wobei bei einem Rampentest, bei dem der Belastungsanstieg stufenlos erfolgt, höhere Werte gemessen werden als bei einem Stufenprotokoll, bei dem eine Belastungsstufe zwischen 3 und 5 Minuten gehalten werden muss. Da bei einer maximalen Ausbelastung die Energiebereitstellung über die anaerobe Glykolyse steigt, spiegelt die VO2max das Maximum an Energie wieder, das Ihr Körper aerob und anaerob erzeugen kann. Daher wird die maximale Sauerstoffaufnahme auch immer wieder als „Bruttokriterium“ der metabolischen Leistungsfähigkeit definiert. Mit dieser Begründung stellt die VO2max eine wichtige Messgröße in der Leistungsdiagnostik dar. Allerdings ist ihre Ausprägung nur zum Teil durch Ihr Training bestimmt. Der maximal erreichbare Wert ist auch von Ihren genetischen Voraussetzungen abhängig. Aus diesem Grund kann die maximale Sauerstoffaufnahme durchaus auch helfen, die Eignung eines Sportlers für ausdauerorientierte Sportarten zu bewerten.
Der kleine Unterschied
Die höchsten Werte der Sauerstoffaufnahme werden während einer Ausbelastung aus einem Ergometer kurz vor Ende eines Tests gemessen. Mittlere Maximalwerte für Männer um das 30. Lebensjahr liegen bei ca. 3,0 Liter pro Minute (l/min), bei Frauen bei ca. 2,0 l/min. Relativiert bedeutet dies, dass Männer maximale O2-Aufnahmewerte von ca. 35 bis 40 ml/min/kg erreichen,, während männliche Athleten in Ausdauersportarten bis zu 80 ml/min/kg erreichen können. Bei Frauen liegt die relative Sauerstoffaufnahme bei ca. 32 bis 38 ml/min/kg, während Weltklasseathletinnen in Ausdauersportarten Werte über 70 ml/min/kg erreichen können.(1) Wenn allerdings die VO2max auf die fettfreie Körpermasse bezogen wird, sind kaum Unterschiede zwischen Männern und Frauen nachweisbar.
Die Höhe der Werte ist abhängig von verschiedenen Faktoren!
Auf einem Fahrrad erhobene Werte liegen im Vergleich zu auf dem Laufband gemessenen Werten etwa 10 % niedriger. Dies liegt daran, dass auf dem Laufband größere Anteile Ihrer Muskelmasse im Einsatz sind. Eine weitere Schwierigkeit bei der Bestimmung der VO2max besteht in einem methodischen Problem. Soll durch einen Belastungstest die maximale Sauerstoffaufnahmefähigkeit bestimmt werden, ist ein Stufentest möglicherweise weniger geeignet. Stattdessen bieten sich Rampenprotokolle an, bei denen Sie als Sportler bis zu 15 Minuten ausbelastet werden. Hierzu wird der Widerstand wesentlich schneller erhöht.(1) So erreichen Sie einen höheren Ausbelastungsgrad und die Werte liegen über denen in einem Stufentest gemessenen. Das liegt daran, dass aufgrund der größeren Vorermüdung Maximalwerte nicht mehr erreicht werden. Allerdings existieren auch Meinungen, wonach das Protokoll der Ausbelastung unerheblich für das erreichen der Maximalwerte ist. Entscheidend soll vielmehr die sportartspezifische Belastungsform sein.(2) Weitere interne Faktoren beim Erreichen der maximalen Sauerstoffaufnahme sind:
– Herzminutenvolumen
– Kapillarisierung der Skelettmuskulatur
– die Blutverteilung
– Lungenatmung
– Motivation (Ausbelastung)
– Ernährungszustand
Welche Bedeutung hat die VO2max für Ihr Training?
Vereinzelt werden Trainingsbereiche noch in Form der prozentualen Verteilung der VO2max beschrieben. Die zugrundeliegende Vermutung, dass sich Herzfrequenz und Sauerstoffaufnahme linear zueinander verhalten, ist aber nicht belegt. Es gibt Untersuchungen die darauf hinweisen, dass die beiden Parameter eben nicht linear ansteigen. Zudem sollten Trainingsbereiche eher an den Veränderungen im Stoffwechsel festgemacht werden als an Maximalwerten! Weder die maximale Herzfrequenz noch die maximale Sauerstoffaufnahme sind geeignet, um Ihr Training zu steuern! Sportler und Trainer können allein aus der Kenntnis der VO2max somit kaum einen Nutzen ziehen.(2) Interessant ist es jedoch neben der klassischen Leistungsdiagnostik in Form eines Stufentests, in dem es darum geht die Trainingsbereiche anhand der Stoffwechselentwicklungen festzulegen, die VO2max als Parameter für die maximale Leistungsfähigkeit zu beobachten. Hierzu kann in zeitlicher Nähe zum Hauptwettkampf ein kurzer Rampentest durchgeführt werden, um die Form zu überprüfen und die maximale Leistungsentwicklung festzustellen. Aufgrund der Kürze von nur 15 Minuten stört ein solcher Test die Vorbereitung kaum. Ein solcher Test kann also helfen die Form eines Sportlers vor einem Ausdauerwettkampf zu überprüfen!
Fazit
Die Spiroergometrie ist ein interessantes Testverfahren, bei dem die maximale Sauerstoffaufnahme erfasst wird. Wenn es Ihnen um das Steuern Ihres Trainings geht, empfiehlt es sich einen solchen Test in Stufenform durchzuführen, so dass ergänzend eine Laktatmessung erfolgen kann. So entsteht ein differenziertes Abbild Ihres Stoffwechsels. Die maximale Sauerstoffaufnahme wird besser in Form eines Rampentests erfasst und dient der Überprüfung Ihrer maximalen Ausdauerleistungsfähigkeit. Zusätzlich können neben leistungsphysiologischen Fragen auch kardiologische und pneumologische Fragen untersucht werden.
Quellenangaben:
1. Hollmann, Strüder, Predel, Tagarakis (2006) Spiroergometrie. Stuttgart: Schattauer.
2. Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin
