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Alex Hutchinsons Lauflabor Was ist entscheidend für die maximale Sauerstoffaufnahme?

Um ausreichend Sauerstoff zu den Muskeln zu befördern, sind die Beine genauso wichtig wie das Herz.

Mo Farah WM 2015 10.000 m +
Foto: photorun.net

Die Asse über die 10.000-m-Distanz - wie hier Mo Farah - haben eine ganz besonders hohe VO2max.

Mit VO2max wird ein Gradmesser für die aerobe Fitness bezeichnet, der die maximale Sauerstoffaufnahme der Muskeln bei maximaler Leistung beschreibt. Das ist besonders für die Gesundheit ein äußerst wichtiger Wert. Sie ist ein hervorragender Prädiktor für die Lebenserwartung. Kürzlich legte die American Heart Association nahe, dass die VO2max als ein neues „Vitalzeichen“ angesehen und von Ärzten regelmäßig überprüft werden sollte.

Was also ist für die VO2max entscheidend? Intuitiv denkt man sofort an die Lungen und das Herz. Und das Herz ist auch ohne Zweifel wichtig. Wenn man trainiert, wird das Herz größer und stärker. So ist es dann in der Lage mit jeder Kontraktion mehr sauerstoffreiches Blut in die entferntesten Bereiche des Körpers zu pumpen. Aber auch der Blutstrom durch die Adern und Venen ist ein wichtiger Faktor, ebenso wie die Diffusion von Sauerstoff in die Muskeln durch winzige Kapillaren.

Ein Vortrag der American College of Sports Medicine Konferenz im letzten Monat beschäftigte sich mit diesem Thema, um zu verstehen, warum die VO2max mit dem Alter abnimmt. Werden unsere Herzen schlichtweg schwächer? Oder werden wir im Alter einfach weniger fähig, Sauerstoff zu transportieren und zu nutzen?

Ein Forscherteam der University of Utah unter der Leitung von Jayson Gifford verglich eine junge (durchschnittlich 26 Jahre) und eine alte (durchschnittlich 75 Jahre) Probandengruppe miteinander. Dabei ist wichtig zu wissen, dass die Probanden zwar untrainiert waren, aber dennoch die physische Aktivität und der BMI berücksichtigt wurden, sodass die Unterschiede nicht einfach nur das Ergebnis von körperlicher Inaktivität sein konnten.

Sie absolvierten zwei Maximaltests. Ein Ganzkörpertest lotete durch Fahrradfahren die Grenzen der einzelnen Teile des Körpersystems aus, während ein Lokal-Test schlicht aus dem wiederholten Strecken eines Beins bestand. Er beanspruchte nicht das Herz, da für ihn nur wenige Muskeln gebraucht werden. Deshalb ist dieser Test die beste Art, um festzustellen, ob auch Kapazitätsengpässe in den Beinmuskeln vorliegen.

Die VO2max nimmt im Alter ab

Wie erwartet, hatten die älteren Teilnehmer eine um 38 Prozent niedrigere Ganzkörper-VO2max als die jüngeren. Interessanterweise hatten sie auch eine um 27 Prozent niedrigere Einzelbein-VO2max, was bedeutet, dass die peripheren Faktoren wie Blutkreislauf und Blutdiffusion auch abgenommen hatten.

Aber eine Eigenschaft nahm nicht ab: die Fähigkeit der Muskeln, Sauerstoff zu nutzen. Mithilfe von Muskelbiopsien, berechneten die Wissenschaftler die VO2max der Mitochondrien in den Beinmuskeln der Probanden. Schließlich kamen sie bei beiden Gruppen zum selben Ergebnis. Dieses Resultat, meint Gifford, legt nahe, dass die Verarbeitungskapazität der Muskeln primär durch körperliche Aktivität als durch das Alter bestimmt wird.

Diese Einsicht deckt sich mit den Ergebnissen eines ähnlichen Experiments, welches Gifford und seine Kollegen letztes Jahr veröffentlichten. In der Studie verglichen sie trainierte und untrainierte Probanden miteinander und fanden heraus, dass die Mitochondrien die Leistung der untrainierten Gruppe limitierten. Das war aber nicht der Fall in der trainierten Gruppe. Die Mitochondrien waren bei ihnen noch nicht einmal dann voll ausgelastet, als der restliche Körper auf maximaler Leistung arbeitete.

In der Theorie scheint diese überschüssige Mitochondrienkapazität wie eine Verschwendung oder gar eine Verletzung des Prinzips der „Symmorphose“, die besagt, dass „die Größen der Systemteile zum allgemeinen funktionellen Bedarf passen müssen.“ Aus dieser Sicht gibt es keinen einzigen „Engpass“, der die VO2max bestimmt. Eigentlich haben aber alle Einzelteile dieser Abfolge von Prozessen, also das Herz, die Kapillaren, die Mitochondrien, genau die richtige Größe und gemeinsam legen sie die VO2max fest.

Warum also entwickeln Ausdauerathleten überflüssige Mitochondrienkapazitäten? Den Autoren zufolge „ist es zu bezweifeln, dass dieser Überschuss keinen Nutzen hat.“ Sie diskutieren u.a. die Idee, dass das überschüssige Produktionsvermögen der Mitochondrien das Verbrennen von Fett unterstützt, was beim Ausdauersport helfen würde, ohne sich auf die VO2max auszuwirken. Es gibt außerdem einige Indizien dafür, dass es den oxidativen Stress mildert und Zellschäden reduziert.

Aber was bedeutet das alles? Die generelle Aussage ist ziemlich offensichtlich. Man sollte weiterhin wie ein Ausdauerathlet trainieren, um die altersbedingte Reduktion der VO2max, zumindest teilweise aufzuhalten. Dadurch bleibt das gesamte Funktionssystem fit, nicht nur das Herz.

Es ist interessant einmal zu überlegen, was diese Ergebnisse möglicherweise für das Training bedeuten könnten. Falls das Kapillarsystem, also die kleinen feinen Adern, welche das Blut im Muskel verteilen, ein im Alter zunehmender Kapazitätsengpass ist, gibt es dann eine Trainingsweise, die genau diese Problematik anspricht?

Ein vielfältiges Trainingsprogramm ist sinnvoll

Einige Beweise sprechen dafür, dass die Reaktionsmuster eines Kapillarsystems, die durch Intervall- und regelmäßiges Ausdauertraining induziert werden, immer unterschiedlich und auf den spezifischen Anspruch der jeweiligen Trainingsform abgestimmt sind. Dies unterstützt das Konzept eines vielfältigen Trainingsprogramms gegenüber einem täglich immer gleichen Training.

Schließlich darf man jedoch die praktischen Trainingseinsichten aus einer solchen Studie nicht zu sehr anpreisen. Gifford weist darauf hin, dass das Erkennen der Faktoren, die zum altersbedingten Rückgang der VO2max führen, eventuell helfen kann, ein gezieltes Training oder eine medikamentöse Therapie zu entwickeln. Aber in erster Linie ist es einfach toll, ein tieferes Verständnis für die Arbeitsweisen des Körpers zu erlangen und ein neues Wort wie Symmorphose gelernt zu haben.
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Autor: Alex Hutchinson 02.08.2017
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