Die aerob-anaerobe Schwelle einfach erklärt!

Die aerob-anaerobe Schwelle bezeichnet den Belastungsbereich, in dem der Energiestoffwechsel im Körper gerade noch aerob (mit Sauerstoff) und nicht aerob (ohne Sauerstoff) abläuft. Es ist die größtmögliche Belastungsintensität, die über einen längeren Zeitraum (30 bis 90 Minuten) aufrechterhalten werden kann. Jede höhere Belastung im anaeroben Bereich führt zu einer Anreicherung von Laktat (und H+-Ionen), was wiederum zu einem Leistungsabfall führt. Diese simple Aussage basiert auf komplexen Stoffwechselvorgängen, die wir uns im Folgenden einmal etwas genauer anschauen. Außerdem erklären wir, warum die aerob-anaerobe Schwelle wichtig ist, wie sie ermittelt wird und mit welchem Training sie verbessert werden kann.

Was bedeuten aerob und anaerob?

Für jede Kontraktion benötigen unsere Muskeln Energie, welche aus einer chemischen Reaktion entsteht. Wer in Biologie aufgepasst hat, wird sicherlich schon mal von Adenosintriphosphat (ATP) gehört haben, was im Grunde der einzige Brennstoff der Muskelzellen ist. Problem: Da der Körper nur genug ATP vorhält, wie er in ein bis drei Sekunden benötigt, muss ATP ständig resynthesiert werden. Und diese Resynthese (Energiegewinnung) erfolgt durch eine Oxidation von Fetten und Kohlenhydraten.

Wie der Begriff Oxidation bereits vermuten lässt, funktioniert die Energiegewinnung im Körper mithilfe von Sauerstoff. Bei geringer Belastung erfolgt die Oxidation hauptsächlich mit Fetten, doch bei zunehmender Belastung wird der Kohlenhydratanteil (Glykogen) am Stoffwechsel immer größer.

So oder so: Je schneller wir laufen, desto mehr ATP und entsprechend auch Sauerstoff wird benötigt. Um mehr Sauerstoff aufzunehmen, atmen wir schneller und tiefer, wenn wir uns richtig anstrengen. Doch irgendwann gibt es eine Schwelle, an der wir über Lunge und Blutkreislauf nicht so viel Sauerstoff aufnehmen können, wie wir eigentlich benötigen. Der Bereich unterhalb dieser Schwelle wird als aerob (mit Sauerstoff), der darüber als anaerob (ohne Sauerstoff) beschrieben.

• Aerober Bereich: ohne SauerstoffschuldIm aeroben Bereich kann man mehr Sauerstoff aufnehmen, als man gleichzeitig benötigt. In diesem Belastungsbereich kommt man nicht in eine Sauerstoffschuld. Beispiele für aerobe Belastungen sind alle Arten von Dauerläufen sowie Tempodauerläufe und längere Rennen (Halbmarathon, Marathon).

• Anaerober Bereich: mit SauerstoffschuldIm anaeroben Bereich kann man über Lunge und Blutkreislauf nicht so viel Sauerstoff aufnehmen, wie für die Belastungsintensität nötig wäre. Man geht eine Sauerstoffschuld ein und kommt außer Atem. Beispiele für anaerobe Belastungen sind intensive Intervalltrainings, Fahrtspiele, Sprints und kürzere Rennen (5 und 10 Kilometer).

Bei der anaeroben Energiegewinnung nutzt der Körper hauptsächlich Kohlenhydrate, da er sie deutlich schneller umwandeln kann als Fette. Als Neben- beziehungsweise Abfallprodukt dieses anaeroben Energiestoffwechsels entsteht mit zunehmender Belastung Laktat (Milchsäure) – anfangs, bei geringer Belastung, noch wenig und irgendwann, mit steigender Anstrengung, immer mehr. Und durch den exponentiellen Anstieg kann das Laktat irgendwann nicht mehr in dem Maße abgebaut werden, wie es durch den Energiestoffwechsel anfällt. Unsere Beine fangen an zu „brennen“, werden schwer und wir können die Leistung nicht mehr aufrechterhalten.

Dass das Laktat zu einer Übersäuerung der Muskulatur führt, ist indes ein weitverbreiteter Mythos. Vielmehr liegt es an den H+-Ionen, die genau wie das Laktat beim anaeroben Stoffwechsel entstehen und mit zunehmender Belastung zu einem Abfall des pH-Wertes führen. Ein niedriger pH-Wert wirkt sich wiederum auf ein Enzym (PFK) aus, wodurch die Glykolyse, die Energiegewinnung aus den Kohlenhydraten, gehemmt wird. Wir können also ganz schlicht und einfach unsere Muskulatur nicht mit ausreichend Energie versorgen.

Was ist die aerob-anaerobe Schwelle?

Die aerob-anaerobe Schwelle bezeichnet den Belastungsbereich, in dem das Sauerstoffangebot und der Sauerstoffverbrauch in den Körperzellen gerade noch ausgeglichen ist, und bei der Laktatbildung und Laktatabbau im Gleichgewicht stehen – es also nicht zu einem weiteren Anstieg der Laktatkonzentration kommt.

Andere Bezeichnungen oder Kurzformen für die aerob-anaerobe Schwelle sind anaerobe Schwelle, individuelle anaerobe Schwelle (iANS), Laktatschwelle oder einfach bloß Schwelle. Man sollte die aerob-anaerobe Schwelle allerdings nicht mit der aeroben Schwelle verwechseln. Letztere bezeichnet die Belastungsintensität, bei der erstmals ein Anstieg der Laktatkonzentration (meist 2 mmol/l (Millimol pro Liter)) im Vergleich zum Ruhewert (1-2 mmol/l) gemessen wird. Oft ist auch von LT1 und LT2 die Rede. Mit LT1 (Lactate Threshold 1) ist eben jener erste Anstieg gemeint, während LT2 die aerob-anaerobe Schwelle definiert.

Ganz wichtig: Die eine Schwelle gibt es nicht

Es gibt rund 30 verschiedene Laktatschwellenkonzepte, die die aerob-anaerobe Schwelle unterschiedlich interpretieren. Der Deutsche Leichtathletikverband sieht die Schwelle bei 3 mmol/l Laktat, beziehungsweise testet seine Athletinnen und Athleten auf die Geschwindigkeit (V) bei einem Laktatwert (L) von 3. Daher ist oft die Rede von der VL3. Andere Modelle sehen die Schwelle bei 4 mmol/l oder bei einem bestimmten Winkel, in dem die Laktatkurve (siehe Abbildung oben) ansteigt. Ebenfalls gilt es zu beachten, dass die Begrifflichkeiten oft miteinander vermischt und durcheinandergebracht werden. Nicht alle Konzepte sind geeignet, um die wahre aerob-anaerobe Schwelle präzise zu bestimmen. Logisch: Die Belastung bei 3 mmol/l ist geringer als die bei 4 mmol/l – entsprechend ist die Dauerleistungsfähigkeit, die die Schwelle ja repräsentieren soll, bei 3 mmol/l eine andere als bei 4 mmol/l. Diese Schwellenkonzepte sind letztlich nur Modelle, mit verschiedenen Vor- und Nachteilen. Was man wissen sollte: Jeder Mensch hat einen anderen Laktatwert, bei dem die wahre individuelle Schwelle liegt. Es spielen so viele Faktoren eine Rolle, dass bei dem einen 2,8 mmol/l stimmt, bei einer anderen aber 3,8 mmol/l.

Genauer ist daher das sogenannte maximale Laktat-Steady-State (maxLaSS), welches als die höchste Belastung definiert wird, bei der über einen Zeitraum von 20 Minuten die Laktatkonzentration nicht um mehr als 0,05 mmol/l steigt. Laktataufbau und Laktatabbau stehen hier wirklich im Gleichgewicht. Das maxLaSS zu ermitteln, bedarf jedoch eines enormen Testaufwandes, da vor dem eigentlichen maxLaSS-Test mittels mehrerer Stufentests die vermutete Intensität ermittelt werden muss. Denn verändert sich die Laktatkonzentration beim Test um mehr als die genannten 0,05 mmol/l, muss der Test mit einer anderen Intensität wiederholt werden – durch die hohe Belastung braucht es zwischen den Tests mehrere Tage, damit sich der Körper erholen kann. Da es in der Praxis drei, vier oder fünf Durchgänge dauern kann, das maxLaSS zu erreichen, wird die Schwelle in der Regel anders ermittelt (siehe unten).

Was ist eine gute aerob-anaerobe Schwelle?

Einen allgemeingültigen Wert für eine gute aerob-anaerobe Schwelle gibt es nicht. Vielmehr geht es darum, die individuelle Leistungsfähigkeit an der Schwelle zu erhöhen. Dies kann im Falle von Läuferinnen und Läufern zwei Dinge bedeuten:

1. Höhere Geschwindigkeit: die Geschwindigkeit an der Schwelle erhöhen
2. Längere Dauerleistungsfähigkeit: möglichst lange an der Schwelle laufen

Wie schnell und wie lange man im Bereich der aerob-anaeroben Schwelle laufen kann, hängt vom individuellen Trainingszustand ab – trainierte Ausdauerathletinnen und -athleten könnten deutlich länger an ihrer Schwelle laufen als weniger trainierte. In der Regel geht man von 30 bis 90 Minuten aus, die man an der anaeroben Schwelle laufen kann. Eine deutliche Überschreitung der entsprechenden Belastung/Intensität, wie etwa beim Sprinten, kann man nur weniger als eine Minute durchhalten. Eine weniger krasse Überschreitung der aerob-anaeroben Schwelle, wie es beim 5- oder 10-Kilometer-Lauf üblich ist, kann man entsprechend länger abpuffern. Sehr gut trainierte Personen können sogar einen Halbmarathon an oder sehr nah an ihrer Schwelle laufen – sie haben eine hohe Laktattoleranz.

Warum sollte ich als Läufer meine aerob-anaerobe Schwelle kennen – und wie kann ich mein Schwellentempo ermitteln?

Wer die eigene aerob-anaerobe Schwelle kennt, kann sie verbessern (mehr dazu weiter unten). Außerdem lassen sich anhand der Schwelle weitere Trainingsbereiche zur Trainingssteuerung ableiten. Zudem kann eine regelmäßige Ermittlung der Schwelle die eigene Fitness und deren Fortschritt widerspiegeln.

Der sicherste Weg, um herauszufinden, wo die eigene aerob-anaerobe Schwelle liegt, ist eine professionelle Leistungs- beziehungsweise Laktatdiagnostik im Labor. Meist absolviert man dabei einen Stufentest, bei dem allmählich (alle 2 bis 3 Minuten oder alle 2, 3 oder gar 4 Kilometer) das Tempo erhöht und nach jeder Stufe Laktat gemessen wird. Der Punkt, an dem aus einem langsamen, aber stetigen Anstieg des Laktatwerts plötzlich ein signifikanter wird, markiert die aerob-anaerobe Schwelle. Hier noch mal der Hinweis, dass es verschiedene Modelle zur Ermittlung der Schwelle gibt, weshalb es ratsam ist, solch eine Leistungsdiagnostik stets im selben Institut oder mindestens mit demselben Testprotokoll durchzuführen, um reproduzierbare und vor allem vergleichbare Werte zu erhalten.

Es gibt auch Möglichkeiten, sich die aufwendige (und teure) Leistungsdiagnostik zu ersparen und sein individuelles Schwellentempo selbst zu bestimmen. Diese Möglichkeiten sind zwar nicht ganz so exakt und aussagekräftig, haben sich aber als durchaus praktikabel erwiesen. Das persönliche Schwellentempo ist das, bei dem alle im Folgenden genannten Variablen in größtmöglichem Einklang stehen.

• Berechnung der aerob-anaeroben Schwelle nach HerzfrequenzDie Laktatschwelle liegt ungefähr bei 85 bis 90 Prozent der maximalen Herzfrequenz. Die Herzfrequenz der aerob-anaeroben Schwelle lässt sich zudem aus der maximalen Herzfrequenz (HFmax) mit der folgenden Faustformel berechnen:HFmax an der aerob-anaeroben Schwelle = 0,94 x HFmax - 7Beispiel: Bei einer maximalen Herzfrequenz von 200 Schlägen pro Minute liegt die Herzfrequenz der anaeroben Schwelle also etwa bei 0,94 x 200 - 7 = 181 Schlägen pro Minute. Für diese Methode ist es notwendig, zunächst die maximale Herzfrequenz zu bestimmen. Wie das geht, verraten wir hier.
• Bestimmung der aerob-anaeroben Schwelle nach GefühlDas Schwellentempo ist das höchstmögliche Tempo, mit dem man etwa eine Stunde lang laufen kann, ohne in Atemnot zu geraten oder Geschwindigkeitseinbrüche zu erleiden. Subjektiv lässt es sich mit den Worten „hart, aber fair“, „angenehm hart“ oder „angenehm anstrengend“ beschreiben. Hierbei ist zu beachten, dass für diese „Bestimmung“ eine gute Fitness Voraussetzung ist.
• Bestimmung der aerob-anaeroben Schwelle anhand der AtmungBei einem lockeren Dauerlauftempo atmet man in der Regel über drei Schritte ein und über drei Schritte aus. Bei einem ansprechenden Tempodauerlauftempo atmet man normalerweise über zwei Schritte ein und über einen Schritt aus. Kommt man in eine Atmung, bei der man auf einen Schritt ein- und auf den nächsten ausatmen muss, ist die Intensität vermutlich zu hoch – man rennt oberhalb der Schwelle.
• Ermittlung der aerob-anaeroben Schwelle mit einer UhrViele Sportuhren und Smartwatches werten die individuellen Trainingsdaten aus und prognostizieren mithilfe von Algorithmen alle möglichen Fitnesswerte. Neben Wettkampfprognosen und der VO₂max gehören oftmals auch die verschiedenen Trainingszonen und damit auch die Schwelle dazu. Einige Uhren bieten auch geführte Testprotokolle, die man absolvieren kann, um eine Einschätzung der individuellen aerob-anaeroben Schwelle zu erhalten. Wichtig ist, dass die Algorithmen genaue Daten (Geschwindigkeit und Herzfrequenz) benötigen, um möglichst genaue Berechnungen durchzuführen. Wer sich auf die Prognosen der Uhr verlassen möchte, sollte daher stets einen Pulsgurt benutzen, der genauere Herzfrequenzwerte ermittelt als die optischen Sensoren, die standardmäßig in den Uhren stecken.

Wie verbessere ich meine aerob-anaerobe Schwelle?

Von einer Verbesserung der aerob-anaerobe Schwellen sprechen wir, wenn wir in der Lage sind, ein höheres Tempo ohne einen zu starken Anstieg von Laktat zu erreichen. Als Läuferin oder Läufer möchte man, dass die Laktatschwelle sich auf eine schnellere Pace (beispielsweise 4:50 statt 5:00 min/km) verschiebt. Um das zu erreichen, muss man entweder weniger Sauerstoff verbrauchen oder mehr Sauerstoff aufnehmen. In der Praxis wird sich durch die komplexen körperlichen Zusammenhänge, die als Anpassung auf einen Trainingsprozess resultieren (verbesserte Laufökonomie, optimierter Stoffwechsel, besseres Last-Kraftverhältnis), nie nur eine der beiden Variablen verschieben, sondern stets beide.

Alles Wissenswerte rund um die VO2max

Folgende Trainingseinheiten sind ideal, um die aerob-anaerobe Schwelle zu trainieren:

• Kurzes IntervalltrainingUm die Sauerstoffaufnahmefähigkeit (VO₂max) zu erhöhen, eignen sich neben langen Läufen bei geringerer Intensität vor allem schnell, kurze Belastungen. Die klassische VO₂max-Einheit ist ein hartes Intervalltraining mit zwei- bis vierminütigen Belastungen und ebenso langer Pause. Beispiel: 8 x 800 Meter schnell, 3 Minuten Trabpause oder 12 x 2 Minuten schnell, 2 Minuten langsam. Hierbei trainiert man oberhalb der aerob-anaeroben Schwelle. Wichtig ist, dass dabei kumuliert 15 bis 30 Minuten Belastungszeit zusammenkommen und die Intensität sehr hoch ist. Man sollte dabei im Bereich von rund 90 bis 95 Prozent der maximalen Herzfrequenz laufen. Das ist richtig hart! Auf einer Belastungsskala von 1 (auf der Couch liegen) bis 10 (ins Ziel sprinten) sollte man im Bereich 9 oder 10 laufen.

So funktioniert das Training an der Schwelle

• Langes IntervalltrainingNeben der Sauerstoffaufnahmefähigkeit sollte man zusätzlich auch trainieren, länger an der Schwelle beziehungsweise knapp unterhalb der Schwelle zu laufen. Hierfür eignen sich vor allem längere Intervalleinheiten, bei denen mehrere Wiederholungen (zwischen 5 und 15 Minuten) im entsprechenden Belastungsbereich absolviert werden. Hier sollte die kumulierte Belastungszeit zwischen 30 und 60 Minuten betragen. Beispielhafte Einheiten sind 6 x 5 Minuten, 2 Minuten Pause oder 4 x 3 Kilometer, 3 Minuten Pause. Wichtig ist, die Wiederholungen nicht so schnell wie möglich zu absolvieren, sondern möglichst im Bereich der Schwelle zu bleiben. Auf der Belastungsskala entspricht das ungefähr einer 7 bis 8 von 10. Profis messen bei solchen Einheiten an der Schwelle regelmäßig Laktat, um sicherzustellen, nicht zu schnell zu sein, sondern im idealen Belastungsbereich zu laufen. Starke Verbreitung unter den weltbesten Athletinnen und Athleten findet inzwischen auch das Doppel-Schwellentraining (Double Threshold), bei dem an einem Tag zwei Schwelleneinheiten absolviert werden. Die Aufteilung eines recht hohen Trainingsumfangs im Bereich der Schwelle auf zwei Einheiten hat den Vorteil, dass jede einzelne Einheit nicht zu stark ermüdend ist. Dennoch ist die Belastung nicht zu unterschätzen und nur für sehr erfahrene und austrainierte Leistungssportler ratsam.
• TempodauerläufeWährend es bei Intervalltrainings um den steten Wechsel aus Be- und Entlastung geht, wird der Tempodauerlauf an einem Stück absolviert. Zwischen 20 und 60 Minuten beziehungsweise 5 bis 20 Kilometer sollte im Bereich der Schwelle trainiert werden. Je trainierter man ist, desto länger sollte man in der Lage sein, das Tempo recht entspannt durchzuhalten.Das Tempo beträgt dabei rund 85 bis 88 Prozent der maximalen Herzfrequenz oder einer 7 von 10 auf der Belastungsskala – dass es zum Ende hin etwas härter wird, ist vollkommen normal. Tipp: Man können den Tempodauerlauf auch aufteilen und anstatt von 10 Kilometern am Stück zweimal 5 Kilometer mit 1 Kilometer aktiver Laufpause absolvieren.

• Höhentraining und HitzetrainingAuch durch Höhentraining und Hitzetraining verbessern viele Spitzensportler und -sportlerinnen ihren aerob-anaeroben Schwellenwert. Das Training unter Einwirkung von Höhe oder Hitze fördert die Bildung roter Blutkörperchen (Erythrozyten), wodurch mehr Sauerstoff zur Muskulatur transportiert werden kann, was wiederum zu einer Verzögerung der Laktatbildung führt.

Wie häufig und intensiv man solche Schwellentrainings durchführen sollte, hängt von dem individuellen Leistungsniveau, der Trainingsphase und dem Wochenumfang ab. Allgemein lassen sich zur groben Orientierung folgende Empfehlungen geben:

• Laufeinsteigerinnen und Einsteiger sollten zunächst eine solide Grundlagenausdauer aufbauen, bevor sie mit intensiverem Training starten. Wer nach und nach seinen Laufumfang steigert, sorgt dafür, dass der Körper höhere Belastungen besser verkraftet. Wer mindestens drei Monate läuft und 60 Minuten am Stück schafft, kann einmal pro Woche 15 bis 30 Minuten im Bereich der Schwelle laufen. Ideal wäre hier ein Intervalltraining mit vergleichsweise langen Belastungen (3 x 5 Minuten) und geringer Intensität.
• Freizeitläuferinnen und -läufer können ein- bis zweimal in der Woche an der Schwelle trainieren. Hier empfiehlt es sich, ein kürzeres oder längeres Intervalltraining mit einem Tempodauerlauf zu kombinieren. Je nach Fitnesszustand und Lauferfahrung sollte die Belastungsdauer im Bereich der Schwelle bei 45 bis 60 Minuten pro Woche liegen.
• Leistungsläuferinnen und -läufer sollten im Idealfall zweimal pro Woche ihre Schwelle trainieren, um weitere Anpassungsprozesse zu erreichen. Auch hier ist es wichtig, die Intervalltrainings oder Tempodauerläufe zunächst nicht schneller, sondern länger zu gestalten – Trainingsumfang geht vor Trainingsintensität. Die Gesamtbelastungsdauer an der Schwelle beträgt rund 60 bis 90 Minuten pro Woche.

Welche Rolle spielt die Ernährung beim Schwellentraining?

Da bei der Belastungsintensität im Bereich der Schwelle ein Großteil (über 80 Prozent) der Energie aus der Oxidation von schnell verfügbaren Kohlenhydraten gewonnen wird, ist es wichtig, dass der Körper gut mit Kohlenhydraten versorgt ist. Nüchtern- und Schwellentraining vertragen sich nicht. Sollte man unzureichend mit Kohlenhydraten – und generell Kalorien – versorgt ein Schwellentraining absolvieren, hat das mehrere Nachteile:

• Das Training fällt schwerer, da nicht ausreichend Energie zur Verfügung steht. Im schlimmsten Fall muss das Training sogar abgebrochen werden. Das kann die Trainingswirkung herabsetzen.
• Die Regeneration dauert deutlich länger.
• Das Immunsystem wird geschwächt.
• Ein Kalorien- und Energiedefizit kann (vor allem bei Frauen) den Hormonhaushalt durcheinanderbringen und unter anderem das Risiko für Ermüdungsbrüche erhöhen.

Energie-Gels zum Laufen im Test

Hier sind die wichtigen Ernährungstipps, damit das Schwellentraining gelingt:

• Vor dem Training (2 bis 3 Stunden vorher) empfiehlt es sich, eine kohlenhydratreiche, leicht verdauliche Mahlzeit (Haferflocken, Banane, Brot) zu essen, um mit vollen Glykogenspeichern ins Training zu starten.
• Während des Trainings sollte ebenfalls auf eine Zufuhr von Kohlenhydraten geachtet werden. Bei längeren Trainingseinheiten und/oder hoher Intensität ist es ratsam, Gels oder Energiegetränke zu sich zu nehmen. Dabei sind Kohlenhydratmengen von 60 bis etwa 90 Gramm pro Stunde ratsam. Da es für Wettkämpfe sowieso ratsam ist, den Magen-Darm-Trakt an die Aufnahme von Kohlenhydraten zu gewöhnen, sind Schwelleneinheiten ideal dafür.
• Nach dem Training gilt es die Speicher wieder aufzufüllen, um die Regeneration einzuleiten. Am besten ist es, innerhalb von 30 bis maximal 60 Minuten eine Mahlzeit mit Kohlenhydraten und Proteinen zu sich zu nehmen. Auch das Trinken sollte man nicht vergessen.

Podcast: Darum sind Kohlenhydrate beim Ausdauersport so wichtig

Fazit: Das Training an der Schwelle fördert die Leistungsfähigkeit

Die aerob-anaerobe Schwelle ist jene Belastungsintensität, bei der sich Laktatproduktion und -abbau in den Muskeln gerade noch die Waage halten. Je höher das Tempo an dieser Schwelle, desto schneller kann man laufen, ohne zu „übersäuern“. Daher bezeichnet man sie auch als Dauerleistungsgrenze. Die Laktatschwelle sagt daher enorm viel über die individuelle Leistungsfähigkeit von Läuferinnen und Läufern sowie allgemein im Ausdauersport aus. Die Schwelle durch gezieltes Training in schnellere Belastungsbereiche zu verschieben sowie die Fähigkeit zu erlangen, länger an der Schwelle laufen zu können, führt auf allen Distanzen von 1.500 Metern bis zum Ultramarathon zu besseren Leistungen.