Anaerobe Schwelle

Die "Anaerobe Schwelle" beschreibt jene Leistung, oberhalb derer die oxidative Energieproduktion von anaeroben Mechanismen unterstützt wird. Diese Belastungsintensität wird von einem Anstieg von Laktat und des Verhältnisses von Laktat/Pyruvat im Körper begleitet.
(K. Wasserman et al. 1964, 1986; Beaver et al. 1985)

Definition

K. Wasserman prägte Mitte des letzten Jahrhunderts den Begriff "Anaerobe Schwelle". Zu jener Zeit erfolgte die Bestimmung per Atemgasanalyse. Der wesentliche Vorteil der Methode war, dass die Probanden (z.B. schwer kranke Patienten) für eine Leistungsmessung nicht mehr maximal körperlich ausbelastet werden mussten.

Laktat zur Bestimmung der "Anaeroben Schwelle"

Die physiologische Begründung für die Verwendung von Laktat zur Bestimmung der "Anaerobic Threshold" nach Wasserman liegt in der Tatsache, dass sich dieser Moment direkt aus dem Anstieg der Laktatkonzentration bei körperlicher Belastung herleiten lässt:

Kohlendioxid und Laktat
Lactate threshold nach Wasserman et al. Die Anaerobe Schwelle nach der oben genannten Definition von Wasserman et al. wird bei ansteigender Belastungsintensität aus der Atemgasanalyse am Beginn des Anstiegs einer zusätzlichen Kohlendioxidproduktion ermittelt (roter Pfeil/linkes Panel). Diese "Excess"-CO2-Produktion ist eine direkte Folge der ansteigenden Laktatkonzentration und der darauffolgenden Bicarbonatpufferung, aus welcher Kohlendioxid freigesetzt wird (mittleres und rechtes Panel). Die Anaerobe Schwelle nach Wasserman kann also als "Lactate Threshold" oder LT direkt aus dem Verlauf der Laktatkonzentration bei Belastung ermittelt werden (Wasserman et al. 1986; Beaver et al. 1985, Roecker et al. 2000).

Sportwissenschaftliche Trainingssteuerung mit Laktat

Erst zu einem späteren Zeitpunkt wurde der Einsatz der Laktatmessung auf die sportwissenschaftliche Trainingssteuerung erweitert. Diese Entwicklung wurde maßgeblich durch die Kölner Arbeitsgruppe um Alois Mader, Wildor Hollmann und Hermann Heck geprägt. Durch neue Methoden zur Messung der Blutlaktatkonzentration wurde die metabolische Trainingssteuerung deutlich vereinfacht.

Aus dieser Zeit stammt allerdings auch eine gewisse Verwirrung was den Begriff "Anaerobe Schwelle" angeht: das Konzept nach Wasserman benennt durchaus nicht denselben Referenzpunkt wie spätere Messgrößen, die sich an der Laktatkonzentration bei höheren Belastungsintensitäten orientieren.

Fix oder individuell?

Zudem erwies sich die Verwendung einer vorbestimmten, "fixen" Laktatkonzentration (z.B. einer Leistung bei vorgegebenen 4 mmol/l Laktatkonzentration) als Ankerpunkt für Trainingsempfehlungen als weniger verlässlich - vor allem, weil bereits die Laktatkonzentration in körperlicher Ruhe einer sehr starken Streuung unterliegt. In der Konsequenz wurden Konzepte für so genannte "Individuelle Anaerobe Schwellen (IAS)" entwickelt. Insbesondere Arbeiten aus den Arbeitskreisen von Wilfried Kindermann oder Joseph Keul waren hierfür meinungsbildend.

Inzwischen wird die IAS aus Messung der Laktatkonzentration mehrheitlich als Ankerpunkt für Empfehlungen im Ausdauertraining verwendet und ist international gut etabliert. Eine Vielzahl von wissenschaftlichen Studien bezieht sich auf diese Größe. Wesentlicher Fakt ist hierbei, dass sich mit der "IAS" die sportpraktische Leistungsfähigkeit gut diagnostizieren lässt. Zurückblickend lässt sich sagen, dass zwar die Bezeichnung "Schwelle" unglücklich ist, als Referenzpunkt für die Leistungsdiagnostik hat diese Größe aber durchaus weiterhin ihre Berechtigung.

Was leistet die Ergonizer?

Zur Berechnung der "IAS" muss die ansteigende Blutlaktatkonzentration im Belastungstest in Form einer so genannten "Laktatleistungskurve" dargestellt werden. Die manuelle Erstellung und optische Auswertung der Grafik wäre dabei nicht nur mühsam, sondern vor allem auch fehleranfällig. Verschiedene Untersucher setzen naturgemäß unterschiedliche subjektive Kriterien für die Interpolation und Auswertung des Kurvenverlaufes an. Die grafische Form dieser Kurve muss zudem gegen eventuelle Messwertschwankungen robust sein, den tatsächlichen Anstieg der Laktatkonzentration jedoch möglichst exakt wiedergeben. Ein Kernaspekt unserer Software liegt daher in der grafisch-mathematischen Interpolation von Laktatkurven bei Belastung.

Unsere Software optimiert Laktatkurven in einem parametrisierten Splineverfahren, welches auf der Grundlage vieler Tausend Vergleichsuntersuchungen optimiert wurde.

Wir setzen zudem ein Konzept zur Berechnung der "IAS" aus dem Anstieg der Laktatkonzentration ein, welches die bereits in Ruhe variable Laktatkonzentration berücksichtigt. In Ergonizer sind zudem Rechenverfahren implementiert, welche eine sehr zuverlässige Ermittlung der Wasserman-Schwelle (LT) ermöglichen.

Die implementierte Methode

Bestimmung der "IAS"
Individuelle Anaerobe Schwelle IAS Die so genannte "Individuelle Anaerobe Schwelle" wird aus dem Nettoanstieg der Laktatkonzentration ermittelt. LT ist die "Lactate Threshold", welche den Beginn des Anstiegs der Blutlaktatkonzentration markiert und somit der "Anaerobic Threshold" nach Wasserman entspricht. Die IAS liegt dann bei einer Leistung mit einem Nettoanstieg der Laktatkonzentration von zum Beispiel 1,5 mmol/L oberhalb der Laktatkonzentration der LT.


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