Leistungsfähigkeit entsteht aus dem Zusammenspiel von Herz, Kreislauf, Blut, Atmung, Muskulatur und Stoffwechsel. Die folgenden Größen helfen, dieses Zusammenspiel einzuordnen.
Herzfunktion
- Herzfrequenz (HF): Zahl der Herzschläge pro Minute.
- Schlagvolumen (SV): Blutvolumen, das ein Ventrikel pro Herzschlag auswirft.
- Herzzeitvolumen (HZV): Blutvolumen pro Minute; HZV = HF × SV. In Ruhe beträgt es bei Erwachsenen ungefähr 5 l/min.
- Ejektionsfraktion (EF): Anteil des enddiastolischen Volumens, der pro Schlag ausgeworfen wird. Sie beschreibt nicht unmittelbar das absolute Schlagvolumen oder die Ausdauerleistung.
Sauerstofftransport: Fick-Prinzip
Die Sauerstoffaufnahme ergibt sich aus Herzzeitvolumen und arteriovenöser Sauerstoffdifferenz:
VO₂ = HZV × (CaO₂ − CvO₂)
Zentrale Faktoren wie Schlagvolumen, Blutvolumen und Hämoglobin bestimmen die Sauerstoffzufuhr. Periphere Faktoren wie Kapillarisierung, Mitochondriendichte und Sauerstoffextraktion bestimmen, wie gut die Muskulatur das Angebot nutzt.
VO₂max
Die VO₂max ist die höchste messbare Sauerstoffaufnahme bei maximaler Belastung. Sie beschreibt die maximale aerobe Leistungsfähigkeit, aber nicht allein die Wettkampfleistung.
- Absolute VO₂max: l/min.
- Relative VO₂max: ml/kg/min; hilfreich für Sportarten, in denen das Körpergewicht bewegt wird.
- Performance: wird zusätzlich durch den nutzbaren Anteil der VO₂max an der Schwelle und durch Bewegungsökonomie beziehungsweise Effizienz bestimmt.
RQ und RER
- Respiratorischer Quotient (RQ): Verhältnis der CO₂-Produktion zur O₂-Nutzung auf Zellebene. Näherungsweise etwa 0,7 bei überwiegender Fett- und 1,0 bei überwiegender Kohlenhydratoxidation.
- Respiratory Exchange Ratio (RER): Verhältnis von abgegebenem CO₂ zu aufgenommenem O₂ an der Lunge. Unter hoher Belastung kann RER durch zusätzliche CO₂-Abatmung infolge der Bikarbonatpufferung über 1,0 steigen.
- RQ und RER sind unter stabilen Bedingungen ähnlich, bei intensiver Belastung aber nicht gleichzusetzen.
Sauerstoffausschöpfung
Die arteriovenöse Sauerstoffdifferenz zeigt, wie viel Sauerstoff das Gewebe dem Blut entzieht. Sie nimmt in der arbeitenden Muskulatur unter Belastung deutlich zu. Der Sauerstoffverbrauch eines Organs ergibt sich aus dessen Blutfluss multipliziert mit der lokalen arteriovenösen Sauerstoffdifferenz.
Merksatz
VO₂max beschreibt die Motorgröße; Schwellenleistung und Ökonomie entscheiden mit darüber, wie viel davon im Wettkampf nutzbar ist.
Quellen
- American College of Sports Medicine: ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription.
- Wasserman et al.: Principles of Exercise Testing and Interpretation.
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