Anaerobe Schwelle

Einleitung

Sportliche Leistung bedarf immer einer Bereitstellung von Energie (ATP). Die anaerobe Schwelle markiert den Punkt, an dem der Körper seine Energiegewinnung nicht mehr aus dem Sauerstofftransport durch das Blut decken kann. Dies ist zu Beginn sportlicher Leistung, wie auch bei höheren Belastungen der Fall.
Wird die anaerobe Schwelle überschritten, erfolgt die Energiegewinnung aus dem anaerob- laktaziden Stoffwechsel. Siehe 2. unter Energiegewinnung.
Die anaerobe Schwelle spielt besonders im Leistungssport eine entscheidende Rolle, da an diesem Punkt besonders effektiv trainiert werden kann. Des weiteren stellt die anaerobe Schwelle ein Leistungsparameter dar, der durch die Laktatkurve bestimmt werden kann. Dieses Leistungsbeurteilung geriet jedoch an Grenzen (siehe unten).

Anerobe Schwelle als Laktatschwelle

Die anaerobe Schwelle kann nicht nur durch den Energiegewinn ohne Sauerstoff bestimmt werden, sondern auch anhand des anhäufenden Laktats. An der anaeroben Schwelle herrscht ein maximales laktat- steady- state (maxlass). Dies bedeutet, dass sich die Anhäufung und die Elimination des Laktats in einem maximalen Gleichgewicht befinden. Jede Erhöhung der Belastung führt zu einem exponentiellen Anstieg des Laktatspiegels.

Energiegewinnung

Bei der Energiegewinnung stehen dem menschlichen Körper vier unterschiedliche Möglichkeiten zur Verfügung.

1. anaerob alaktazid: Bei dieser Form der Energiegewinnung werden Kreatinphosphate (KrP) gespalten. Die Energie steht unmittelbar zur Verfügung, ist aber schnell verbraucht (Sprint).

2. anaerob laktatzid: Hierbei werden Kohlenhydrate (Glukose) ohne Verbrauch von Sauerstoff in der Glykolyse verwertet. Es fällt Laktat an, dass heißt, der Muskel übersäuert. Diese Form der Energiegewinnung ist bei maximalen Läufen im Bereich 400- 800 Meter vorrangig.

3. aerob glykolytisch: Hierbei werden Kohlenhydrate (Zucker) unter verbrauch von Sauerstoff in der Glykolyse verwertet. Beim zügigen Dauerlauf ist dies der Fall.

4. aerob lypolytisch: Bei dieser Energiegewinnung werden freie Fettsäuren unter Verbrauch von Sauerstoff oxidiert. Besonders bei langsamen Dauerlauf.

Individuelle anaerobe Schwelle

Laktatkurve

Es waren MADER et al. 1976, die erstmals die anaerobe Schwelle bei einem fixen Wert von 4 mmolL/L festlegten. Allerdings handelt es sich dabei lediglich um einen Richtwert, der nicht auf alle Sportler übertragen werden kann. Jeder Sportler besitzt eine individuelle anaerobe Schwelle. Um diese Schwelle zu bestimmen, haben Sportwissenschaftler in den vergangenen Jahrzehnten zahlreiche Publikationen veröffentlicht. Siehe Laktatschwellenkonzeptionen.

Grenzen der Schwellenkonzeption

Durch unterschiedliche Schwellenkonzepte, kommen auch unterschiedliche Laktatwerte an der anaeroben Schwelle zustande. Es wurde bisher kein Schwellenkonzept wissenschaftlich bewiesen und kein Konzept besitzt somit keine Gültigkeit. Rückschlüsse auf die Leistungsfähigkeit einzelner Sportler sind somit nicht wirklich gegeben.

Physiologische Einflüsse auf die anaerobe Schwelle

Die anaerobe Schwelle, beziehungsweise die Laktatkurve unterliegen zahlreicher intraindividueller Schwankungen. So ist die anaerobe Schwelle abhängig von der Tagesform und Tageszeit. Diese sollten bei einem Laktattest immer berücksichtigt werden.
Des weiteren spielt die Ernährung eine entscheidende Rolle bei der Entstehung von Laktat. Laktat bildet sich durch Synthese von Kohlenhydraten. Sind diese nicht vorhanden, fällt weniger Laktat an. Dies würde für eine verbesserte Leistungsfähigkeit sprechen, jedoch nicht stimmen.
Die Vorbelastung ist ebenfalls ein entscheidendes Kriterium für die Bildung von Laktat. Am Testtag sollte vorher keine Belastung stattfinden. Der Tag vor einem Laktattest nur mit leichter Belastung.

Puls

Der Erhöhter PulsPuls oder auch die Herzfrequenz kann mit verschiedenen Formeln berechnet werden. Eine Formel, die die maximale Herzfrequenz oder den Maximalpuls sehr einfach berechnet, aber dafür die individuelle Komponente außen vor lässt ist die Formel: „180 minus Lebensalter“ oder „220 minus Lebensalter, davon 70 Prozent“. Eine kompliziertere Formel, aber dafür genauer ist die KARVONEN-Formel. Dazu benötigt man den Ruhepuls, den Maixmalpuls und den Trainingsfaktor. Extensives Ausdauertraining wird mit dem 0,6 (60%) berechnet und intensives Ausdauertraining mit 0,8 (80%). Die Formel lautet: „maximale Herzfrequenz - Ruhepuls * Faktor + Ruhepuls“.

Der Pulsschlag bei der anaeroben Schwelle liegt bei ca. 85 bis 95 Prozent seines Maximalwerts. In dieser Zone reicht der eingeatmete Sauerstoff nicht mehr aus die benötigte Energie im Körper zu verbrennen und der Muskel beginnt zu übersäuern. Der Pulsschlag an der anaeroben Schwelle ist stark individuell und hängt zusätzlich noch vom Fitnesszustand und von der Sportart ab. Läufer haben zum Beispiel einen höheren Muskeleinsatz als Radfahrer und daher auch einen etwas höheren Puls im anaeroben Bereich. Kommt man bei einem Training in den anaeroben Bereich, dann sieht man dies auch an der Puls- oder Belastungskurve, die dann einen Knick aufweist. Dies bedeutet, dass der Puls nicht mehr im gleichen Maß wie die Leistung steigen kann. Bei der Pulskurve zeigt sich eine so genannte Abflachung.

Beispielweise kann man für den Puls um die anaerobe Schwelle mit 174 Schlägen beziffern. Durch Training wird der Pulsschlag an der anaeroben Schwelle nicht sinken, sondern der Körper arbeitet mit der Zeit ökonomischer, man wird schneller bei gleichem Pulsschlag.

Laktat

Mittels Laktattests oder Ergospirometrie lässt sich die anaerobe Schwelle ermitteln.

In Ruhe weist jeder Mensch eine Laktatkonzentration von 1 bis 1,8 mmol/l im Blut auf. Dieser Grundwert kommt durch ständige Organ- und Muskeltätigkeit zustande. Steigt nun die Belastung für den Körper, werden mehr Muskeln aktiviert und die Laktatkonzentration steigt auf zwischen 2 und 4 mmol/l Laktat im Blut. Dies ist der aerob-anaerobe Übergangsbereich. Je höher die Belastung, desto schwieriger ist es für den Körper die Energie auf Sauerstoffgrundlage bereitzustellen. Der Körper gerät in ein Sauerstoffdefizit und die Energie wird auf anaerob-laktazidem Weg bereitgestellt. Es wird Laktat in den Muskeln gebildet und in die Blutbahn geleitet. Die anaerobe Schwelle liegt bei ca. 4 mmol/l und zeigt die Fähigkeit eines Sportlers den Anstieg der Laktatkonzentration im Körper so lange es geht aufzuschieben und hinauszuzögern. Ist die Belastung höher, dann steigt der Laktatwert weiter nach oben und die Laktatkonzentration steigt immer weiter. Der Körper ist nicht mehr in der Lage das Laktat schneller abzubauen als es angehäuft wird. An der anaeroben Schwelle sieht man wie beim Puls auch in der Laktatkurve einen Knick. Von da an steigt der Laktatwert antiproportional zur Belastung sehr stark an. Die anaerobe Schwelle wird daher auch als obere Grenze für ein Laktatgleichgewicht bezeichnet. Dieser Zustand wird auch steady-state genannt, wo die Sauerstoffaufnahme nicht mehr ausreicht, um den gesamten Energiebedarf zu decken.

Durch Studien und Untersuchungen konnte ermittelt werden, dass die anaerobe Schwelle auch aus der Laktatkonzentration sowie einer Atemgasanalyse ermittelt werden kann. Durch die höhere Laktatproduktion oberhalb der anaeroben Schwelle, ändert sich die Zusammensetzung der Energiegewinnung und dadurch auch die Zusammensetzung der Atemgase, die ausgeatmet werden. Die anaerobe Schwelle wird aus diesem Grund auch als Laktat-Schwelle bezeichnet, da an dieser Schwelle Anhäufung und Abbau nicht mehr im Gleichgewicht sind. Da diese Laktatschwelle nicht für alle gleich ist, sondern von Konstitution, Ernährung und Fitnesszustand abhängt, spricht man auch von einer IANS, individuellen-anaeroben Schwelle. Man sollte also bei der Laktatschwelle / anaeroben Schwelle nicht von 4 mmol/l ausgehen, sondern den Wert je nach Zustand zwischen 2,5 und 4,2 mmol/l ansetzen. Außerdem kann man die Schwelle durch Training und Ernährung verändern.

Laktatwert bestimmen

Um einen effektiven Trainingsplan zu erstellen, sollte man seine anaerobe Schwelle oder auch Laktatschwelle kennen bzw. sie vorher ermitteln. Die anaerobe Schwelle lässt sich nur durch Messungen ermitteln. Mit Laktattests, Ergospirometrie und anderen Verfahren lässt sich diese Schwelle ermitteln. Die anaerobe Schwelle lässt sich durch einen stufenweisen Belastungstest verbunden mit Blutproben ermitteln. Eine Variante dieser Ermittlung ist der CONCONI-Test, der auch einer der bekanntesten ist. Durch Aufzeichnung der Ergebnisse in einer Testkurve wird die Bestimmung der individuellen anaeroben Schwelle noch deutlicher. Ein starker Anstieg der Laktatkurve zeigt, dass der Organismus den steady-state nicht aufrechterhalten konnte und sich immer mehr Laktat bildet als abgebaut werden kann.

Zur genauen Bestimmung der Blutlaktatkonzentration wird im arteriellen Blut des Ohrläppchens mit Hilfe von Blutentnahme die Laktatkonzentration in Ruhe und bei bestimmten Belastungsstufen ermittelt. Der Conconi-Test wird zum Beispiel auf dem Laufbandergometer durchgeführt. Dabei wird die Laufgeschwindigkeit schrittweise erhöht. Man beginnt beispielsweise mit einem Einstiegstempo von 2 oder 4 km/h und behält diese Geschwindigkeit genau zwei Minuten bei. Anschließend wird zum ersten Mal eine Laktatprobe genommen und 30 Sekunden pausiert. Anschließend erfolgt die Erhöhung um 2 km/h auf die nächst höhere Stufe (6 km/h).

Nach jeder Stufe wird eine Blutprobe entnommen und auf die nächst höhere Stufe geschaltet. Diese Prozedur wird so lange durchgeführt bis der Proband völlig erschöpft ist und die Untersuchung abgebrochen werden muss. Anhand der nachfolgenden Auswertung der Blutproben kann man ein Diagramm ermitteln, auf dem deutlich wird, ab wann der Körper die anaerobe Energiegewinnung startet, weil das Sauerstoffdefizit ansonsten zu groß wird. In der Darstellung erkennt man die individuelle anaerobe Schwelle an einem Knick in der Laktatkurve. Dieser Knick zeigt den Punkt, ab dem der Körper es nicht mehr schafft das Laktat schnell genug abzubauen. Von da an wird der Laktatwert im Blut immer weiter steigen, bis der Sportler erschöpft und die Laktatkonzentration in Muskeln und Blut zu hoch ist. Der Punkt, ab dem die Laktatkurve nur noch stetig steigt, wird als individuelle anaerobe Schwelle bezeichnet. Sie ist bei jedem Menschen unterschiedlich und wird von Trainingszustand, Alter, Ernährung und körperlichen Voraussetzungen beeinflusst.

Man kann die anaerobe Schwelle durch Training verändern und dafür sorgen, dass der Körper ökonomischer arbeitet und dadurch leistungsfähiger wird.

Laktatwert verbessern

Ein Schwellentraining sorgt dafür, dass sich die anaerobe Leistungsfähigkeit verbessert.

Die anaerobe Schwelle, die auch als Laktatschwelle bezeichnet wird, beschreibt die höchstmögliche Belastungsintensität, die ein Sportler noch unter Erreichung des Gleichgewichts zwischen Laktatauf- und Laktatabbau erbringen kann. Je besser die konditionelle Verfassung des Körpers ist, desto länger kann die Laktatproduktion ausgeglichen werden. Um die Leistungsfähigkeit dahingehend zu verbessern, dass man länger unterhalb der anaeroben Schwelle Leistungen erbringen kann, kann die Laktatschwelle durch Training erhöht werden.

Dazu ist es wichtig, dass man während des Trainings unterhalb der Laktatschwelle arbeitet. Die Überwachung der Herzfrequenz und die Berechnung des Trainingspulses helfen dabei die individuelle anaerobe Schwelle zu ermitteln.

Vor allem Intervalltraining eignet sich hervorragend dazu die iANS (individuelle anaerobe Schwelle) zu trainieren. Die Kombination aus Ausdauertraining im aeroben Bereich und intensivem Intervalltraining (Training der maximalen Herzfrequenz) ist sehr effektiv. Wichtig ist, dass der Großteil des Trainings im aeroben Bereich bleibt. Beispielhaft sind hier einige Trainingsübungen, die vorgestellt werden; 5 Mal 750 Meter mit 3 Minuten Pause oder 4 Mal 1000 Meter mit 3 bis 4 Minuten Pause. Möchte man sich an keine bestimmte Strecke halten, kann man auch 4 bis 5 Mal 5 Minuten laufen und zwischendurch 4 Minuten Pause einlegen oder 5 mal 4 Minuten mit 4 Minuten Pause einlegen. Diese Beispiele beziehen sich auf das Intervalltraining mit nahezu maximaler Herzfrequenz. Dazu sollte ein großer Block Ausdauertraining hinzugefügt werden, bei dem die Intensität so gewählt ist, dass man knapp unter der anaeroben Schwelle bleibt.

Das so genannte Schwellentraining sorgt dafür, dass sich die anaerobe Leistungsfähigkeit bei gleichzeitiger Reduktion der Laktatentwicklung verbessert. Ein Sportler kann bei gleicher Pulsbelastung somit höhere Geschwindigkeiten realisieren, ohne die anaerobe Schwelle zu überschreiten. Schwellentraining ist allerdings nicht unbedingt für Anfänger geeignet. Man sollte vorher etwas Erfahrung im Bereich des Ausdauertrainings im Laufsport gesammelt haben, bevor man zu einem Schwellentraining übergeht.

Um zu gewährleisten, dass man beim Ausdauertraining wirklich unterhalb der anaeroben Schwelle bleibt, bietet sich eine Pulsuhr für das Handgelenk mit Brustgurt an. Wenn vorher Trainingspuls und Puls bei der iANS berechnet wurden, kann man aufgrund der Pulsuhr sein Training steuern.

Autor: Tobias Kasprak      |     Letzte Änderung: 09.09.2016
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