Die VO_{2 max} ist der Schlüssel wenn’s um die persönliche Leistungsfähigkeit geht, denn die aerobe Kapazität ist keine unveränderbare Grenze. Durch strukturierte Trainingsplanung mit hochintensiven Intervallen lässt sich die VO_{2 max} deutlich steigern und dadurch länger auf einem hohen Leistungsniveau fahren. Warum die VO_{2 max} ein wichtiger Indikator ist und wie Du sie optimal trainierst, erfährst Du in unserem Beitrag …

Die maximale aerobe Kapazität, kurz VO_{2 max} ist der Wert der maximalen Menge an Sauerstoff, die der Körper während maximaler Ausbelastung effektiv in einer Minute umsetzen kann. Und zwar nicht die Menge der eingeatmeten Luft, sondern die während des aeroben Stoffwechsels in deinen Muskeln ankommt. Ausgegeben wird der VO_{2 max} -Wert in Milliliter Sauerstoff pro Minute, ml/min.

Die aerobe Kapazität kann in einem Labor wie an der TU München über eine Leistungsdiagnostik auf dem Fahrrad oder auf dem Laufband ermittelt werden. Auf dem Ergometer werden durch Spiroergometrie die Atemgase mithilfe analysiert und weitere Leistungsfaktoren wie Herzfrequenz (kontinuierliches EKG), Trittfrequenz und tatsächlich erbrachte Leistung (P) gemessen.

DIE MESSUNG DER VO_{2 max} IM LABOR

Durch die Atmung in eine Atemmaske während konstant ansteigender Belastungsintensität werden Veränderungen der Atemrate (RR), der Atemintensität sowie des Atemvolumens (V) der eingeatmeten Sauerstoffmenge (O₂) und ausgeatmeten Kohlendioxidmenge (CO₂) pro Minute gemessen. Das Belastungsprotokoll erfolgt mittels eines Rampentests nach Scharhag-Rosenberger (et al., 2011) mit einer Einstiegsleistung von 25 W/min und gleichmäßigen Belastungsteigerung von 25 W/min.

Im Ergebnis erhält man anhand der Wasserman-9-Felder-Grafik neben den ventilatorischen Schwellen (VT_1,2) und vielen Werten und Kurven, die VO_{2 max} und vor allem wertvolle Erkenntnisse über das Zustandekommen der Leistung im Belastungsverlauf und die Art der Energiegewinnung, kurzum der Fettverbrennung und Kohlenhydratverbrennung.

DIE ANAEROBE ENERGIEGEWINNUNG

Während sportlicher Aktivität verbraucht dein Körper viel Energie für sämtliche Stoffwechselprozesse. Die meiste Energie wird für die Muskelarbeit gebraucht. Mit zunehmender Dauer und Intensität des Trainings verbrauchen die Muskeln immer mehr Sauerstoff für den aeroben Stoffwechsel. Adenosintriphosphat (ATP) ist der Energieträger für jegliche Form der Muskelarbeit.

Es gibt einen kleinen ATP-Speicher in den Muskelzellen, um den Mitochondrien auch ohne Sauerstoff schnell zur Verfügung zu stehen, sobald der Muskel aktiviert werden muss. Die Mitochondrien sind die Kraftwerke der Muskelzellen für die Energiegewinnung. Dort wird dann aus ATP durch Abspaltung eines Phosphats das ADP (Adenosindiphosphat) eine Menge Energie produziert. 30-40% werden für die Muskelkontraktion genutzt, das meiste aber, nämlich 60-70% ist Wärme.

Der vorgehaltene Energiespeicher reicht allerdings nur für einige Sekunden. Für länger andauernde Aktivitäten braucht die Muskelzelle kontinuierlich Nachschub für die Neubildung von ATP und für Resynthase von ADP zu ATP. Dafür stehen im Körper verschiedene Energiequellen zur Verfügung.

DIE AEROBE ENERGIEGEWINNUNG

Grob erklärt, läuft die Energiegewinnung am Anfang jeder intensiven sportlichen Aktivität anaerob, weil das Herzkreislaufsystem die Muskulatur nicht so schnell mit Sauerstoff versorgen kann. Nach und nach springen weitere Systeme der Energiegewinnung an, allerdings nur, wenn die Aktivität länger dauert. Dafür nutzt der Körper neben der ATP-Synthese unter anderem die Kreatinkinase und die anaerobe Glykolyse. Sobald der Sauerstoff in der Muskulatur ankommt, können die aerobe Glykolyse und die Lypolyse starten, die Energiegewinnung durch Kohlenhydrat- und durch Fettverbrennung. An dem Punkt kommt die VO_{2 max} und vor allem auch die Ernährung vor, während und nachdem Training ins Spiel. Alle Systeme der muskulären Energiegewinnung laufen mehr oder weniger gleichzeitig ab, abhängig von der Dauer und Intensität der Belastung.

Bei konstant hoher oder zunehmender Belastungsintensität kann das Herz-Kreislauf-System den Sauerstoffbedarf nicht weiterhin decken. Es kommt dadurch zu verstärkter anaerober Energiegewinnung, die ausschließlich durch Kohlenhydrate und nicht mehr durch die Fettverbrennung abgedeckt wird. Allerdings sind die Kohlenhydratspeicher begrenzt, die Fettreserven dagegen im Grund unendlich, und es entsteht Laktat während der anaeroben Glykolyse. In der Folge kann man entweder die Intensität deutlich drosseln oder es kommt zum Leistungsabbruch.

VO_{2 max} – WICHTIGSTER INDIKATOR DER LEISTUNGSFÄHIGKEIT

Der eigene Sauerstoffbedarf pro Minute ist also der entscheidende Faktor für die persönliche Leistungsfähigkeit während intensiver Ausdauerbelastungen. Verbesserst Du deine maximale aerobe Kapazität, die VO_{2 max}, durch gezieltes Training, so kannst Du mehr Sauerstoff in der Minute aufnehmen und die Dauer und Intensität deiner aeroben Leistungsfähigkeit wesentlich verbessern. Das bringt einige weitere positive Effekte für die Energiebereitstellung und deinen gesamten Stoffwechsel.

POSITIVE EFFEKTE DER VO_{2 max}

Wir können anhand der VO_{2 max} einerseits die absolute aerobe Kapazität und somit den gesamten Sauerstoffverbrauch in Litern pro Minute (l/min) messen. Ausserdem können wir auch die relative aerobe Kapazität messen. Der gesamte O₂-Verbrauch in Bezug auf das Körpergewicht wird dann in Milliliter pro Kilogramm pro Minute (ml/kg/min) ausgegeben. Gerade im Radsport spielt die relative VO_{2 max} eine große Rolle für die Messung der Leistungsentwicklung in Bezug zum FTP in Watt/kg. Im Durchschnitt liegt die relative VO_{2 max} untrainierter Frauen zwischen 30 und 35 ml/kg/min und Männer 40-45 ml/kg/min. Werte ab 40 ml/kg/min (Frau) und 50 ml/kg/min gelten als stark überdurchschnittlich aus medizinischer Sicht. Eine VO_{2 max} ab 50 ml/kg/min bei den Frauen und ab 60 ml/kg/min bei den Männern ist Mindestvoraussetzung für den Amateurbereich. Die Stars im Profiradsport liegen allerdings jenseits der 80 ml/kg/min.

TRAINIERBARKEIT DER VO²_max

Zwar haben Alter, Geschlecht und Genetik einen bedeutenden Einfluss auf die VO_{2 max}, dennoch kann die aerobe Kapazität nachweislich durch strukturiertes Ausdauertraining um bis zu 25 % verbessert werden. Es gibt aber noch weitere Faktoren, die Einfluss auf die VO²_max und die Effizienz der Energiegewinnung haben. Ein besonders Großer ist die Energiebereitstellung. Ohne ausreichenden Nachschub an Nährstoffen für die ATP-Synthase hat der Sauerstoff auch nichts zu verbrennen. Eine adäquate hochwertige Ernährung ist für das Training und den Trainingseffekt ebenso bedeutend wie für den Wettkampf.

Die VO_{2 max} ist aber nicht das Maß aller Dinge. So könnte ein Radsportler zwar eine niedrige aerobe Kapazität haben, aber diese wegen eines besseren FTP-Werts besser nutzen. Er hat also mehr Leistungspotenzial und kann seine aerobe Kapazität prozentual besser nutzen. Gegenüber seinen Konkurrenten mit einer höheren VO_{2 max} aber weniger Potenzial kann er schneller oder länger auf einem hohen Leistungsniveau fahren. Das bringt vor allem am Berg besondere Vorteile, wo das Körpergewicht ein limitierender Faktor sein kann.

Es braucht darum immer mehrere Fähigkeiten, um sein Leistungspotenzial maximal nutzen zu können. Der Vorteil eines gut strukturierten VO_{2 max}-Trainings ist, dass es viele dieser Fähigkeiten, die sich positiv auf die optimale Nutzung der Leistungsfähigkeit auswirken, gleich mitverbessert. So steigert VO_{2 max}-Training unter anderem auch den FTP-Wert sowie die mentale Stärke oder die Widerstandsfähigkeit eines Sportlers.

FAZIT

Ohne der ausreichenden Mengen Sauerstoff geht im Ausdauersport kaum etwas. Je höher die aerobe Kapazität, um so besser funktioniert die Energiegewinnung. Eine Verbesserung der VO_{2 max} durch gezielte Trainingsmaßnahmen führt nachweislich zu einer Leistungssteigerung und Verbesserung vieler weiterer Faktoren.

Du möchtest deine VO_{2 max} nachhaltig trainieren und endlich mehr Druck auf dem Rad. Wir unterstützen Dich mit unserem sportwissenschaftlichen Know-How und mehr als 30 Jahren intensive Erfahrung im Leistungssport.

Erfahre im zweiten Teil, wie Du die VO_{2 max} verbessern kannst und welche Faktoren sich ungünstig auf die aerobe Kapazität auswirken.

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Dr. Kurt A. Moosburger (1994): Die Muskuläre Energiebereitstellung im Sport. In: Sportmagazin Jan. 1995.

Ein gut strukturiertes Training mit Intervallen und einer smarten Ernährung steigern nachweislich die VO2max. Die maximale aerobe Kapazität ist ein wichtiger Parameter der persönlichen Ausdauerleistungsfähigkeit. Eine höhere VO2max verbessert viele weitere Stoffwechselprozesse im Körper wie die Energiegewinnung und den Energieverbrauch. Das bedeutet somit ebenso einen besseren Fettstoffwechsel und damit niedrigeren Kohlenhydratverbrauch. Ein wesentlicher Vorteil in Rennen über längere Distanzen. Es braucht weniger Verpflegung. Im zweiten Teil unserer Serie erfährst Du, wie Du die VO2max optimal trainieren und Fehler vermeiden kannst.

Die Sauerstoffaufnahme steuert alle wichtigen Stoffwechselprozesse der Energiegewinnung. Ohne ausreichend verfügbaren Sauerstoff kann aus Fett und Kohlenhydraten dauerhafte keine Energie für Muskelarbeit erzeugt werden. Durch die Ermittlung der maximalen aeroben Kapazität erfahren wir, wie gut das funktioniert: Je höher der VO2max-Wert, desto besser. Gemessen wir das durch Spiroergometrie in Milliliter (Sauerstoff) pro Minute. Es geht dabei allerdings nicht um die maximal aufgenommen Sauerstoffmenge der Lunge durch die Atmung. Vielmehr geht es um die Menge an Sauerstoff, die das Herz-Kreislauf-System letztendlich aus der Lunge aufnehmen kann und dann auch in den Zellen ankommt.

Vor allem hochintensive Intervalle im Beriech 90-95% HFmax oder Sweetspottraining kombiniert mit einer smarten Ernährung wirken sich besonders günstig auf die Entwicklung der maximalen aeroben Kapazität aus. Dennoch sollte der Anteil des Tempotrainings mit 90-100% VO2max nur 10-20% des gesamten Trainingsumfangs betragen. 90-80% sind dem aeroben Fettstoffwechseltraining zu widmen. Ohne einer guten Grundlagenausdauer und Teil einer insgesamt strukturierten und individuell angepassten Trainingsplanung zu sein, sollte hochintensives Schnelligkeitstraining jedoch nicht durchgeführt werden.

Starke Argumente dafür, diesen Weg konsequent zu gehen. Wird das Training jedoch wieder vernachlässigt, kehrt die maximale aerobe Kapazität in einigen Monaten wieder fast auf den Ausgangswert zurück. Allerdings können sich auch nur Kleinigkeiten auf eine positive Entwicklung der VO2max auswirken oder diese hemmen.

WELCHE FAKTOREN BEEINFLUSSEN DIE VO2MAX POSITIV?

Für eine Verbesserung der VO2max ist eine gut funktionierende Zusammenarbeit aller am Energiestoffwechsel beteiligten Organe wichtig: der Muskulatur, des Zentralnervensystems und Herz-Kreislauf-System sowie der Lunge und Sauerstofftransportkapazität des Blutes.

Das Blut ist als Transportmittel des Sauerstoffs ein bedeutender Faktor. Es ist dafür verantwortlich, wie viel Sauerstoff in welcher Zeit die Muskeln erreicht. Die Schlüsselfunktion dabei sind der Mineralstoff Eisen und die Eiweißverbindung Hämoglobin. Sie sind in den roten Blutkörperchen enthalten, geben ihnen die Farbe und binden den Sauerstoff für den Transport von der Lunge zu den Verbrauchern.

Eine eisen- und eiweißreiche Ernährung ist im Ausdauersport darum essenziell. Eisen ist besonders in grünen Gemüsesorten enthalten wie Kohl oder Beete. Optimale Proteinversorger sind Fisch, Geflügel, manche Hülsenfrüchte und Nüsse. Je natürlicher und unverarbeiteter umso hochwertiger, denn die Makronährstoffe alle liefern viele weitere wichtige Mineralstoffe und Spurenelemente für sämtliche Stoffwechselprozesse. Je mehr rote Blutkörperchen das Blut enthält, desto größer ist seine Kapazität, Sauerstoff zu transportieren und den aeroben Stoffwechsel aufrechtzuerhalten.

Ein zweiter Faktor ist die Blutmenge, die mit jedem Herzschlag bewegt durch die Blutgefäße gepumpt wird. Sie hat einen Einfluss auf die Transportkapazität. Je mehr Blut in Bewegung ist, umso mehr Sauerstoff kann es schneller von der Lunge zur Muskulatur transportieren und Kohlendioxid abtransportieren. Von Vorteil ist somit auch ein hohes Herzminutenvolumen. Es ist die Menge an Blut, die das Herz pro Minute durch den Blutkreislauf pumpen kann. Sie kann über eine gut abgestimmte Ernährung und durch fokussiertes Ausdauertraining erhöht werden.

Für einen schnelleren Transport des Sauerstoffs ist auch eine hohe Fließgeschwindigkeit des Blutes vorteilhaft. Das kann durch eine optimale Flüssigkeitsaufnahme und ein richtiges Trinkverhalten ermöglicht werden. Neben eines schnellen Sauerstofftransports und einer besseren Energieversorgung ist das auch für die Gesundheit nachhaltiger. Ein leichterer Blutfluss durch einen höheren Wasseranteil im Blut vermeidet Bluthochdruck. Herz und Gefäße werden weniger belastet und es kann mehr Blut schneller und müheloser während intensiver Anstrengung durch den Körper gepumpt werden. Plötzliche ansteigende körperliche Belastung können zudem leichter durch eine Regulierung der Herzfrequenz ausgeglichen werden.

Der letzte Faktor ist natürlich eine gute Leistungsfähigkeit der Muskulatur. Eine strukturierte Trainingsplanung verbessert das Verhältnis der verschiedenen Muskeltypen, deren Kapillarisierung und die Rekrutierung der Mitochondrien. Die Fähigkeit der Mitochondrien, den Sauerstoff effizient zu nutzen, um Energie zu erzeugen, kann durch eine optimal angepasste Trainingsmethodik und eine smart abgestimmte Ernährung gesteigert werden. Vor allem das Fettstoffwechseltraining mit protein- und fettreicher Ernährung kombiniert, steigert die Effizienz der Zellkraftwerke und erhöht auch deren Anzahl. Das führt zu einer deutlichen Verbesserung der aeroben Kapazität und des Energiestoffwechsels der Muskelzellen.

Das Resultat ist eine messbar bessere Grundlagenausdauer, die Voraussetzung für mehr Leistung. Nutzen untrainierte Menschen lediglich 65 % des Fettstoffwechsels zur Energiegewinnung, können richtig trainierte Personen Werte von 87 % und mehr erreichen. Der dadurch geringere Verbrauch an Kohlenhydraten bei gleichzeitig höherer Leistungsfähigkeit und langsamerer Entleerung der Speicher ist gravierend.

FAZIT

Neben einer gut strukturierten Trainingsplanung steckt besonders in der Ernährung großes Potenzial für die Verbesserung der maximalen aeroben Kapazität. Wohl dosiertes, hochintensives Intervalltraining und eine angepasste Verpflegung im Alltag und Training wirken sich besonders positiv auf die VO2max aus. Es ist deshalb entscheidend, sämtliche am Stoffwechsel der Ausdauerleistungsfähigkeit beteiligten Faktoren für ein effektives Training und den bestmöglichen Erfolg einzubeziehen. Kleinigkeiten können der Unterschied ausmachen.

Erfahre im dritten Teil, wie Du die VO_2max optimal trainieren und mehr aus deinem Training rausholen kannst.

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Dr. Kurt A. Moosburger (1994): Die Muskuläre Energiebereitstellung im Sport. In: Sportmagazin Jan. 1995.