Im Fitnesssport reden alle von der VO2max – doch was genau verstehen wir darunter und wie lässt sich die VO2max verbessern?
Kann die VO2max auch mit einem Krafttraining erhöht werden? Diese und weitere Fragen werden im folgenden Artikel besprochen.
Was ist die VO2max?
Die maximale Sauerstoffaufnahme, abgekürzt mit VO2max wird als Bruttokriterium der Ausdauerleistungsfähigkeit bezeichnet. Es ist die wichtigste Kenngröße für die Beurteilung der aeroben Leistungsfähigkeit oder Ausdauerfitness. Die VO2max wird in Litern/Minute angegeben. Sie beträgt bei Untrainierten ca. 3-3,5 l/min und bei Ausdauertrainierten ca. 5-6 l/min. Zum individuellen Vergleich der Ausdauerleistungsfähigkeit ist sie, aufgrund des starken Einflusses des Körpergewichts nur bedingt geeignet. Zur besseren Vergleichbarkeit erfolgt eine Normierung auf das Körpergewicht. Man spricht von relativer maximaler Sauerstoffaufnahme (ml/min/kg). Die VO2max ist in jedem Alter gut trainierbar. Talentierte Ausdauersportler können ihre VO2max im Vergleich zu Untrainierten annährend verdoppeln. Aber auch weniger Talentierte können die VO2max deutlich steigern. Mit welchen Methoden die VO2max am effektivsten trainiert werden kann und welche Bedeutung dem Krafttraining dabei zukommt, wird in der nächsten Ausgabe der Athletik behandelt.
Welche physiologischen Größen bestimmen die VO2max?
Die Lunge hingegen kann zur Verbesserung der maximalen Sauerstoffaufnahme wenig beitragen. Sie ist fast gar nicht trainierbar. Eine gute Lungenfunktion muss dennoch vorhanden sein und die Lunge darf nicht geschädigt (Raucherlunge) oder in ihrer Funktionsweise eingeschränkt belastbar sein (z.B. durch Asthma). Gut trainierbar ist unser Herz (Sportherz) und das Herzkreislaufsystem und damit das Herzminutenvolumen. Das maximale Herzminutenvolumen (HMV) ist das Produkt aus Herzfrequenz und Schlagvolumen, also die Menge an Blut, die in einer Minute durch den Kreislauf gepumpt wird. Ein Krafttraining, insbesondere ein intensives Kraftausdauertraining mit schneller Bewegungsausführung kann zur Erhöhung des Schlagvolumens und somit des HMV beitragen. Ein hohes HMV erhöht den Sauerstofftransport zu den Muskeln und bestimmt damit wesentlich die maximale Sauerstoffaufnahme, vorausgesetzt es gibt viele Mitochondrien an der Muskelzelle und für den Sauerstoff ist genügend Hämoglobin zum Transport vorhanden.
Voraussetzungen für eine hohe maximale Sauerstoffaufnahme (VO2max):
- Hohe Anzahl an Mitochondrien
- Hohe Dichte der Kapillarisierung
- Hoher Hämoglobingehalt
- Hohes Herzminutenvolumen
- Gute Funktionsfähigkeit der Lunge
Einfluss von Alter und Training auf die VO2max
Ab einem Lebensalter von ca. 30 Jahre sinkt mit zunehmendem Alter die maximale Sauerstoffaufnahme um etwa 10 % pro Jahrzehnt, sofern dieser Prozess nicht durch ein Ausdauer- und Kraftausdauertraining aufgehalten wird. In der Abbildung 1 sind die Verläufe der VO2max für den Altersdurchschnitt der Untrainierten und die von sehr hoch trainierten Läufern aufgezeigt. Danach wird ersichtlich, welche Anpassungsreserve sich durch ein Ausdauertraining in jedem Alter gegeben. Wer beispielweise bis zum Alter von 40 oder 50 Jahren sportlich nicht aktiv war, also seine Freizeit mehr oder weniger ohne Sport verbracht hat, kann seine VO2max in den folgenden Jahren dennoch deutlich über den Altersdurchschnitt erhöhen. Dies erkannte der kürzlich im Alter von 97 Jahren verstorbene, weltberühmte Kölner Sportmediziner Professor Wildor Hollmann bereits vor Jahrzehnten und prägte den vielzitierten Spruch: „20 Jahre lang 40 Jahre jung bleiben“. Diese Erkenntnis bestätigt sich auch in der Praxis. Eine umfassende Auswertung der Laufzeiten von Marathonläuferinnen und -läufern von Kollege Leyk ergab, dass sich in der Altersspanne von 20-55 Jahren keine Unterschiede in der Laufzeit der Jüngeren zu den Älteren zeigen. Ein erheblicher Teil der Seniorenläufer*innen waren sogar schneller als jüngere Läufer*innen.
Maximale Sauerstoffaufnahme
Bestimmung und Berechnung der VO2max
Spiroergometrie
Für die Bestimmung der VO2max gibt es mehrere Möglichkeiten. Goldstandard ist die direkte Messung des Gasaustausches während einer Spiroergometrie. Dies setzt eine maximale Ausbelastung voraus. Individuell wird die höchste VO2max dabei in der Ausdauersportart erreicht, in der man besonders gut trainiert ist. Wird die VO2max im Laufen bestimmt, dann wird in der Regel ein Rampen- oder Stufentest auf dem Laufband durchgeführt, d.h. die Geschwindigkeit erhöht sich in kurzen Zeitabständen bis zur vollständigen Ausbelastung. Diese Bestimmungsmethode ist nur in einem sportmedizinischen Labor möglich und ist mit erheblichen Kosten verbunden. Alternativ kann die maximale Sauerstoffaufnahme durch indirekte Methoden und Formeln annäherungsweise ermittelt werden..
“Do it yourself” Möglichkeiten die VO2max eigenständig ohne Leistungsdiagnostik zu berechnen
Cooper-Test
Beim Cooper-Test wird die Laufdistanz ermittelt, die innerhalb einer Dauer von zwölf Minuten bei maximaler Anstrengung zurückgelegt werden kann. Für diesen Test ist eine Laufbahn oder ein flacher Kurs auf Asphalt sehr gut geeignet. Aus der zurückgelegten Strecke kann die maximale Sauerstoffaufnahme mit folgender Formel eigenständig berechnet werden. VO2max = Zurückgelegte Strecke minus 505 geteilt durch 45.
Fitness Test
Eine gute Schätzmethode für die VO2max bietet der Fitness Test von Polar. Hierfür ist kein schweißtreibender Lauf erforderlich. Der Test basiert auf einer 5minütigen entspannten Messung von Ruhe-Herzfrequenz und Herzfrequenzvariabilität im Liegen sowie den persönlichen Angaben zu Geschlecht, Alter, Körpergröße, Gewicht und der Selbsteinschätzung des körperlichen Aktivitätsniveaus (Trainingspensum). Diese Daten werden vorher in die Trainings-Uhr eingegeben.
Fitness Test von Polar
Formeln:
Im Internet stehen unterschiedliche Rechner zur Kalkulation der VO2max zur Verfügung. Dabei erfolgen die Berechnungen meist auf den Angaben von Alter, Gewicht und Bestzeit. Teilweise werden noch Angaben zur Ruhe-Herzfrequenz, maximalen Herzfrequenz, durchschnittlichen Herzfrequenz und Laufgeschwindigkeit abgefragt. Können keine Leistungsdaten oder körperbezogenen Daten in die Rechner eingegeben werden, dann kann die VO2max nur sehr grob abgeschätzt werden.
Bewertung der eigenen VO2max
Anhand der beiden Tabellen können Frauen und Männer ihre VO2max im Vergleich Altersvergleich bewerten. Liegt der eigene Wer unter dem Altersdurchschnitt dann sollte dringend mit einem Ausdauer- und Krafttraining begonnen werden. Der Einstieg kann über sich wechselnde Geh- und Laufphasen auf dem Laufband oder in der Natur erfolgen. Dabei wäre eine Belastungsdauer von mindestens 30 Minuten erforderlich. Wird das Programm 3-4 x in der Woche durchgeführt, wird die Ausdauer schnell auf ein höheres Niveau ansteigen. Liegt der eigene Wert bereits deutlich über dem Durchschnitt, z.B. in der Kategorie gut oder sehr gut, dann ist ein gut geplantes Ausdauer- und Krafttraining mit höherem Umfang erforderlich, um die Werte weiter zu verbessern.
Klassifizierung der Ausdauerleistungsfähigkeit anhand der maximalen Sauerstoffaufnahme
VO2max für Frauen
VO2max für Männer
Ein Artikel von Prof. Dr. Kuno Hottenrott