Leistungsdiagnostik und Schwellenmodelle

Radsport ist eine Ausdauerindividualsportart, bei der das persönliche Leistungslevel entscheidend ist. Da die Trainingssteuerung und -gestaltung im Radsport von der individuellen Leistungsfähigkeit abhängt, hat die Sportwissenschaft in den vergangenen 40 Jahren versucht, die Leistungsfähigkeit von Radsportlern zu beschreiben und zu erklären. Im Zuge dessen wurden viele verschiedene Modelle entwickelt. Am weitesten verbreitet sind die sogenannten „Schwellenmodelle“, die eine „maximale Arbeitsleistung beschreiben, bei der ein Parameter (z.B. Herzfrequenz, Sauerstoffaufnahme oder Laktatbildung) in einem stabilen Bereich ist und eine Erhöhung der Arbeitsleistung zu einer kontinuierlichen Steigerung des Schwellenparameters führen würde“ (Heck, 1990). Die zur Bestimmung einer „Leistungsschwelle“ im Radsport meistgenutzten Parameter sind die Analyse der Atemgase zur Bestimmung der Sauerstoffaufnahme und die Laktatbildung, die durch die Entnahme von Kapillarblut bestimmt wird. Seit den frühen 1970er Jahren ist es möglich, die Laktatkonzentration schnell und sicher anhand sehr kleiner Kapillarblutproben zu messen. Durch diese technische Entwicklung wurde die Laktatkonzentration in der Bestimmung und Vorhersage leistungsbestimmender Parameter immer wichtiger.
Da die Atemgasanalyse zur Bestimmung von Trainingsbereichen für den Radsport ein enormes Fehlerpotential aufweist und es bis heute noch nicht gelungen ist, schlüssige und praxisnahe Analysesysteme hierfür zu entwickeln, konzentrieren wir uns auf die Analyse von Laktatproben.

Der Laktatstufentest

Durch ihre Schlüsselrolle im Übergang zwischen glykolytischem zu oxidativem Metabolismus spielt die Laktatmessung eine zentrale Rolle in modernen leistungsdiagnostischen Untersuchungen (Dickhuth, 2000). Hierbei liegt die Laktatbildung in Ruhe etwa bei 0,5 bis 1,5 mmol/Liter Blut und kann während sportlichen Höchstleistungen auf bis zu 20 mmol/Liter ansteigen (Neumann et. al 1999). Diverse Faktoren können die Laktatbildung stark beeinflussen und somit die Vorhersagegenauigkeit einer Leistungsdiagnostik beeinträchtigen. Diese Parameter müssen deswegen beobachtet und kontrolliert werden, um eine Verfälschung der Testergebnisse zu vermeiden. Ein Faktor, der dabei eine große Rolle spielt, ist das Testprotokoll. Es beschreibt Einstiegsleistung, Stufendauer und Stufenhöhe beim Laktatstufentest. Entscheidend für die Vergleichbarkeit von Leistungstests ist, immer das gleiche Protokoll durchzuführen. Ein einzig richtiges Modell existiert allerdings nicht, es gibt verschiedene Wege, um zu einem schlüssigen Ergebnis zu gelangen.
Für alle Testprotokolle ist von entscheidender Bedeutung, dass der Sportler möglichst erholt und mit aufgefüllten Glykogenspeichern den Test beginnt, um eine genaue Testauswertung zu ermöglichen. Des Weiteren sollte die Raumtemperatur während der Leistungsdiagnostik nicht sehr hoch sein und der Raum über eine gute Belüftung verfügen.
Der Ablauf eines Laktatstufenstests ist immer recht ähnlich. Begonnen wird mit einer geringen Leistung von 50 bis 100 Watt, da hier noch keine gesteigerte Laktatbildung zu erwarten ist. Dann wird die Leistung stufenweise erhöht, wobei Stufenlänge und Stufenhöhe Auswirkungen auf die Messgenauigkeit der Diagnostik haben und das dahinterliegende Auswertungsprotokoll bestimmen. Sehr wichtig ist, dass Testprotokoll und Auswertungsprotokoll zusammenpassen, denn nur dann sind vernünftige Messergebnisse für die Leistungsdiagnostik zu erwarten.
Zeitfahr- und Feldtests
Neben den im Labor durchgeführten Laktattests können die Trainingsbereiche auch sehr genau anhand von Feldtests bestimmt werden. Hierbei handelt es sich um Zeitfahrtests, die je nach Disziplin entweder mit dem Mountainbike im Gelände oder mit dem Rennrad auf der Straße durchgeführt werden. Sie ermöglichen näherungsweise die Bestimmung der anaeroben Schwelle und sind die einfachste Form der Leistungsdiagnostik. Die Zeitfahren sollten auf einer „gleichmäßigen“ Strecke absolviert werden, die über die gesamte Länge eine möglichst konstante Steigung aufweist. So wird es dem Fahrer ermöglicht, eine gleichmäßige Dauerleistung zu absolvieren. Während des Zeitfahrens wird die Herzfrequenz aufgezeichnet, deren Mittelwert, dividiert durch einen entsprechenden Prozentsatz, einen Näherungswert für die anaerobe Schwelle ergibt. Diese Methode kann sowohl im Training als auch als Wettkampf durchgeführt werden.
Sehr viel genauer ist ein solcher Test, wenn die Leistung mit einem Powermeter aufgezeichnet wird. Hier haben sich Zeitfahren im Flachen oder am Berg mit einer Dauer von etwa 20 Minuten als sehr genaues Maß für die Dauerleistungsfähigkeit erwiesen. Dabei liegt die Faustformel zugrunde, dass die maximale Durchschnittsleistung oder Dauerleistungsfähigkeit über 20 Minuten (DLF-20) etwa 110 Prozent der maximalen Dauerleistungsfähigkeit über 60 Minuten (DLF-60) entspricht. Diesen Zusammenhang konnten wir über Jahre im Vergleich von Laktatstufentests und Zeitfahrleistungen oder Feldtests beobachten. Im Jahr 2009 wurde dieser Zusammenhang wissenschaftlich untersucht und konnte durch statistische Analysen von Feld-Leistungsdaten und Labordiagnostikwerten bei über 30 hochtrainierten Radsportlern nachgewiesen werden (vgl. Bontenackels, 2009).
Somit ergibt sich die Möglichkeit, die eigene Dauerleistungsfähigkeit selbst zu überprüfen. Aus eigener Erfahrung ist eine Kombination aus Labor- und Feldtests während der Saison am effektivsten, denn im Winter fällt der Feldtest oft deutlich schwerer als der Labortest. Im Sommer ist meist das Gegenteil festzustellen.

Schwellenkonzepte – ein Überblick

Die Praxisrelevanz der Leistungsdiagnostik ist für den Sportler enorm wichtig, will er doch wissen, nach welchen Trainingsbereichen (Watt oder Herzfrequenz) er sein Training steuern muss. Die im Labor ermittelten Werte müssen also die in der Praxis bestehenden Gegebenheiten widerspiegeln, damit man realistisch umsetzbare Trainingsbereiche erhält. Um die Praxisrelevanz verschiedener Auswertungsmodelle und Belastungsprotokolle (Stufenhöhe und Stufendauer) in der Laktatleistungsdiagnostik zu klären, wurden Vergleiche mit dem sogenannten maximalen Laktat-Steady-State (maxLass) durchgeführt. Beim maxLass ist „eine Dauerleistung bis zu einer Stunde Dauer gerade noch möglich, ohne dass der Laktatwert weiter ansteigt“ (Schmidt, 2007). Bei diesen vergleichenden Untersuchungen zeigte sich, dass verschiedene Schwellenkonzepte, je nach Trainingsstand und Testprotokoll (Anfangsbelastung, Stufenhöhe, Stufendauer), das maxLass teilweise über- oder unterschätzen (GREEN et al., 1983; HECK, 1990b; STOCKHAUSEN et al., 1997). Zur besseren Übersicht haben wir eine chronologische Zusammenfassung der relevantesten Laktatschwellenmodelle in Form einer Tabelle beigefügt.

TABELLE

Das Schwellenkonzept nach Lörcks
Wir verwenden in der täglichen Praxis ein abgewandeltes Modell der individuellen anaeroben Schwelle nach Dickhuth. Diese Abwandlung hat sich aus Beobachtungen und Vergleichen von Labor- und Wettkampfleistungsdaten vieler unserer Sportler ergeben.

Nach der Methode von Dickhuht (1991) wird die individuelle anaerobe Schwelle (IAS) bestimmt, indem bei steigender Wattleistung ein Wert von 1,5 Millimol pro Liter auf das niedrigste Laktatäquivalent addiert wird. Das niedrigste Laktatäquivalent wird auch als „Lactate threshold“ (LT) bezeichnet. Das LT beschreibt den beginnenden Laktatanstieg bei stufenförmig ansteigender Belastung. Der mit 1,5 Millimol pro Liter addierte Punkt auf der Laktatleistungskurve gibt die Belastung an, die der IAS entspricht. Die IAS beschreibt die maximale Intensität einer Dauerleistung – nicht den Laktatwert, der nach einer Dauerbelastung gemessen werden kann.
Durch unsere Beobachtungen haben wir festgestellt, dass mit dieser Methode der praxisrelevante Wert der Dauerleistungsfähigkeit über 60 Minuten (DLF-60) unterschätzt wird. Dieser ist aber ausschlaggebend für die Bestimmung der Trainingsbereiche und muss somit so genau wie möglich bestimmt werden. Daher haben wir das Modell durch statistische Analysen unserer Daten angepasst und den Wert von 1,5 auf 1,8 mmol/l heraufgesetzt. Somit konnten wir eine mit 98,8 Prozent sehr hohe Übereinstimmung zwischen der im Labor ermittelten individuellen anaeroben Schwelle und der im Feldtest ermittelten Leistung erzielen.

Die „Schwelle“ ist ein vieldiskutiertes Thema im Radsport. Dabei ist in den meisten Fällen nicht entscheidend, ob ein Modell besser als das andere ist, sondern, ob es richtig eingesetzt wird. Oftmals werden hier verschiedene Definitionen und Ansätze durcheinandergeworfen und dann nicht richtig angewandt.

Schaut man sich gerade ältere Untersuchungen an und analysiert die Ergebnisse neu, wird man auch heute keine groben Fehler finden. Die Ergebnisse spiegeln die Messwerte zum Teil recht großer Probandengruppen wider, und richtig gerechnet wurde auch. Bei genauerem Hinsehen fällt jedoch auf, dass die Probandengruppen oftmals aus Untrainierten oder sehr schwach trainierten Teilnehmern bestand. Dass sich diese Ergebnisse dann schlecht auf Leistungssportler übertragen lassen, scheint dann doch wieder einleuchtend.
Über die Zeit wurden daher immer neue Modelle entwickelt, die sich immer spezifischer mit der Leistung des einzelnen Sportlers befassten und diese auch immer besser darstellen konnten.

So ist über die Jahre auch unser Schwellenmodell entstanden um das Training im Radsport zu verbessern. Wir haben uns intensiv mit den bestehenden Methoden und deren Ergebnisse auseinandergesetzt, sie in der Praxis überprüft und angepasst. Mit dem Modell, die anaerobe Schwelle einer maximalen Dauerleistung über 60 Minuten gleichzusetzen (DLF-60), wurde gleichzeitig auch die Definition der Trainingsbereiche, der Aufbau unserer Trainingspläne, kurz, die gesamte Methodik dahingehend modifiziert, dem Sportler ein praxisnahes Gesamtkonzept zur optimalen Leistungssteigerung bieten zu können.
Letzten Endes verhält es sich mit „der Schwelle“ wie mit einem Werkzeug. Es kommt darauf an, ob es korrekt und sinnvoll eingesetzt wird, will heißen: Die Ergebnisse unserer Analysen helfen dem Sportler nur dann weiter, wenn sie richtig interpretiert und genutzt werden.

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