Institut für Sportdiagnostik

Wettkampf- und Trainingssteuerung von Marathonläuferinnen und -läufern mittels leistungsdiagnostischer Felduntersuchungen

Föhrenbach, R., Mader, A., Liesen, H., Heck, H., Vellage, E. und Hollmann, W.

Einleitung

Viele Sportler und Trainer erwarten von einer leistungsdiagnostisch orientierten Untersuchung auch Aussagen darüber, mit welcher Intensität bzw. Geschwindigkeit im Training gelaufen werden soll, um z.B. die aerobe Kapazität optimal zu entwickeln.

Verschiedene Laborstufentestverfahren mit differenter Abstufung, Stufendauer und Winkeleinstellung führen aufgrund der zeitabhängigen Laktatbildung und -akkumulation zu deutlichen Differenzen an der aerob-anaeroben Schwelle (4 mmol/l Laktat).

Sofern Ergebnisse aus vergleichenden Labor-Felduntersuchungen nicht vorliegen, sind präzise Hinweise für eine erfolgversprechende Trainingsgestaltung in Frage gestellt, zumal auch der beim Laufen im Gelände zusätzlich durch den Windwiderstand mit der 3. Potenz der Windgeschwindigkeit wachsende Energiebedarf meist unberücksichtigt bleibt.

Insbesonders im hohen Geschwindigkeitsbereich von Spitzenläufern nimmt die Differenz der Laborlaufgeschwindigkeit gegenüber der Feldlaufgeschwindigkeit auf gegebenen Laktatkonzentrationen zu.

Die optimale Belastungsintensität zur Entwicklung des oxidativen Enzymsystems befindet sich in einem relativ schmalen Bereich - eine mittlere Trainingsdauerlaufgeschwindigkeit, die zu einer um 1 mmol/l Laktat höheren bzw. niedrigeren Laufgeschwindigkeit führt, vermag die aerobe Entwicklung im ersten Fall zu verhindern bzw. im zweiten Fall deutlich zu verbessern.

Nachfolgend soll die Verfahrensweise der Trainingssteuerung mittels Feldstufentest - hier am Beispiel „Marathonlauf“ - vorgestellt werden.

Methodik

Die aerobe Leistungsfähigkeit von 9 männlichen und 12 weiblichen Spitzenmarathonläufern:

Männer Frauen
Marathonbestzeit 2:10 - 2:50 Std. 2:28 - 2:51 Std.
Alter 26,3 (±3,2) Jahre 24,6 (±4,5) Jahre
Gewicht 61,8 (±6,8) kg 50,5 (±4,9) kg
Größe 175,5 (±7,79) cm 163,0 (±4,9) cm

wurde anhand der Laktat-Laufgeschwindigkeitsbeziehung bei Blutlaktatkonzentrationen von 2,5, 3,0 und 4,0 mmol/l im Feldstufentest ermittelt.

Die Lauftests fanden auf einem ebenen, flachen und zur Hälfte aus Asphalt bestehenden Rundkurs von 2323 m Länge statt, der bei ansteigender Geschwindigkeit 4 - 6 x durchlaufen wurde. Die Belastungsdauer variierte somit in Abhängigkeit von der Ausdauerleistungsfähigkeit für die einzelnen Runden zwischen 7 - 12 min., bzw. 45 - 55 min. für den gesamten Test.

Die Kontrolle der Laufgeschwindigkeit erfolgte über Markierungen, die alle 500 m angebracht waren. Als Anfangsbelastung wurde jeweils eine um ca. 20-30 s/1000m geringere Geschwindigkeit als die langsamste Trainingsdauerlaufgeschwindigkeit gewählt, um sicher unter rein aeroben Energieverhältnissen zu belasten. Die stufenförmige Geschwindigkeitserhöhung für jede Runde betrug jeweils 15-20 s/1000m, wobei die abschliessende Belastungsintensität höher als die individuelle durchschnittliche Marathonzeit gewählt wurde, um sowohl die aerob-anaerobe Schwelle als Referenzpunkt als auch Belastungsintensitäten, die zum Tempolauftraining in Frage kommen, zu erfassen.

Alle untersuchten Probanden verfügten aufgrund eines mehrjährigen, täglichen Trainings über ein ausgeprägtes Tempogefühl, so daß die jeweils gewählte Laufgeschwindigkeit hinreichend genau eingehalten werden konnte.

Nach jeder Runde erfolgte eine Blutabnahme aus dem mit Finalgon forte hyperämisierten Ohrläppchen. Die Pause betrug 30-45 sec. Die Laktatbestimmung erfolgte enzymatisch mittels des Testbesteck Nr. 124842 der Fa. Boehringer nach der von Mader modifizierten Methode von Gutmann und Wahlefeld.

Anhand der Messwerte wurden die Laktat-Geschwindigkeitskurven mittels Kurvenlineal zeichnerisch oder durch Berechnung eines Polynoms 3. Grades rechnerisch ermittelt. Die Beziehung zwischen Feldtest- und Marathonlaufgeschwindigkeit wurde mit der linearen Korrelation und Regression berechnet.

Ergebnisse

Diagramm der Laktat-Laufgeschwindigkeits-Beziehung (4,0 mmol/l) Diagramm der Laktat-Laufgeschwindigkeits-Beziehung (2,5 mmol/l)

Abbildung 1a, 1b Beziehungen zwischen im Feldstufentest (4-6 x 2323m) bei Blutlaktatkonzentrationen von 4,0 (a) und 2,5 (b) mmol/l ermittelter Laufgeschwindigkeiten und der aktuellen Marathonlaufbestzeit von Läuferinnen und Läufern.
In Abbildung 1b ist die Regressionsgerade nahezu identisch mit der Linie gleicher Geschwindigkeiten.

Belastungsvorgehen anhand des Feldstufentests

Abbildung 2 Möglichkeit des Belastungsvorgehens anhand der im aeroben Feldstufentest (6 x 2323m) unter sportartspezifischen Bedingungen ermittelten Laktat-Laufgeschwindigkeitsbeziehung unter Zuordnung bekannter Bezeichnungen aus der Trainingslehre.

V(m/s) Marathon
(n=12) Frauen (n=9) Männer (n=21) F. und M.
V(m/s) LA 4 y = 0,861 + 0,766 x y = -0,635 + 1,09 x y = -0,282 + 1,02 x
r = 0,86*** r = 0,98*** r = 0,96***
V(m/s) LA 3 y = 0,92 + 0,77 x y = -0,476 + 1,09 x y = -0,31 + 1,05 x
r = 0,86*** r = 0,98*** r = 0,96***
V(m/s) LA 2,5 y = 0,949 + 0775 y = -0,295 + 1,07 x y = 0,29 + 1,06
r = 0,87*** r = 0,98*** r = 0,96***

Tabelle 1 Beziehung (Regressionsgleichungen und -koeffizenten) zwischen der im Feldstufentest bei Laktatkonzentrationen von 2,5, 3,0 und 4,0 mmol/l ermittelten Laufgeschwindigkeit V(m/s) LA 4, 3, 2,5 und der aktuellen Marathonlaufbestzeit V(m/s) weiblicher (n = 12) und männlicher (n = 9) Marathonläufer.

n Geschlecht V(m/s) M V(m/s) LA 4 V(m/s) LA 3 V(m/s) LA 2,5 Delta V(m/s)
xs xs xs xs xs
9 Männer 4,860,38 5,020,34 4,880,35 4,790,35 0,220,04
12 Frauen 4,340,2 4,540,2 4,440,22 4,360,22 0,180,03
21 F. und M. 4,560,39 4,750,37 4,630,36 4,540,35 0,1990,045

Tabelle 2 Marathonlaufgeschwindigkeit (V m/s M), Laufgeschwindigkeiten im Feldstufentest bei Blutlaktatkonzentrationen von 2,5, 3,0 und 4,0 mmol/l (V m/s LA 2,5 - 4,0), sowie die Laufgeschwindigkeiten entsprechend einem Laktatkonzentrationsanstieg von 2 auf 3 mmol/l (delta V m/s), (Mittelwert und Streubreiten).

Proband Laufzeit
(Std:Min:Sec)
max. Laktat
(mmol/l)
1 2:40:31 5,29
2 2:49:29 3,94
3 2:50:55 2,96
 
4 2:23:06 2,46
5 2:25:33 4,55
6 2:37:00 3,29
7 2:38:40 2,66
8 2:30:00 3,15
 
x   3,53
±s   0,91

Tabelle 3 Maximale Blutlaktatkonzentrationen von Marathonläuferinnen (Pb. 1-3) und -läufern (Pb. 4-8) nach den deutschen Marathonmeisterschaften 1984 in Kandel.

Im Feldstufentest wurde die zu Blutlaktatkonzentrationen von 2,5, 3,0 und 4,0 mmol/l (V(m/s) LA 2,5 - 4,0) führende Laufgeschwindigkeit von 21 Marathonläuferinnen und -läufern mit der dem Untersuchungszeitpunkt am nächsten liegenden Marathonlaufzeit (V(m/s) Marathon) korreliert.

Für die untersuchten Parameter ließ sich jeweils eine hoch signifikante Verbundenheit ermitteln (r = 0,96). Die Regressionsgerade ist nahezu identisch mit der Linie gleicher Geschwindigkeiten für die Beziehung der Feldtestgeschwindigkeit bei 2,5 mmol/l Laktat und der Marathongeschwindigkeit (Abbildung 1a, 1b; Tabelle 1). Die auf das Geschlecht bezogenen Korrelationsberechnungen ergaben sowohl für die weiblichen (r = 0,86 - 0,87) als auch die männlichen Probanden (r = 0,98) hochsignifikante Beziehungen.

Bis auf 4 Ausnahmen wiesen die Probanden mit der höheren Laufgeschwindigkeit im Feldtest auf gegebenen Laktatkonzentrationen auch die bessere Marathonzeit auf. Die mittlere von den Frauen im Marathonlauf erzielte Laufzeit betrug 4,34 ± 0,2 m/s und weist gegenüber der bei 2,5 mmol/l Laktat im Feldstufentest erhobenen mittleren Laufgeschwindigkeit von 4,36 ± 0,22 m/s den geringsten Unterschied auf (Tabelle 2).

Die mittlere von den Männern im Marathonlauf erzielte Laufzeit betrug 4,86 ± 0,38 m/s und weist zu der mittleren Testlaufgeschwindigkeit bei 3 mmol/L Laktat mit 4,88 ± 0,35 m/s die geringste Differenz auf (Tabelle 2). Im Feldstufentest wurde ferner die individuelle Laufgeschwindigkeit ermittelt, die einem Laktatkonzentrationsanstieg von 2 auf 3 mmol/l (V(m/s) entsprach. Sie betrug für die untersuchten Läufer und Läuferinnen 0,22 ± 0,04 m/s bzw. 0,18 ± 0,03 m/s. Im Rang wurden bei den Männern Werte von 0,16 - 0,28 m/s, bei den Frauen 0,13 - 0,25 m/s registriert. Bezogen auf das Gesamtkollektiv ließ sich ein Mittelwert von 0,199 ± 0,045 m/s errechnen (Tabelle 2). Die Trainingsanalyse von 6 Marathonläuferinnen ergab, daß die Dauerlaufgeschwindigkeiten im Mittel unter niedrigen Blutlaktatwerten von 1,07 - 1,22 mmol/l, entsprechend einer mittleren Laufgeschwindigkeit von 3,65 - 3,96 m/s stattfanden. Nach den deutschen Marathonmeisterschaften in Kandel (1984) konnten von drei Läuferinnen und 5 Läufern maximale Laktatkonzentrationen von im Mittel 3,53 ± 0,91 mmol/l erhoben werden (Tabelle 3).

Im Rang lagen die Werte bei den Läuferinnen zwischen 2,96 - 5,29 bzw 2,46 - 4,55 mmol/l Laktat bei den untersuchten Läufern.

Diskussion

Es besteht eine hohe Übereinstimmung der Feldtestlaufgeschwindigkeit bei einer Laktatkonzentration von 2,5 mmol/l mit der durchschnittlichen Marathonlaufzeit für die untersuchten Spitzenläuferinnen und -läufer (Abbildung 1b). In Ergänzung mit den nach dem Marathonlauf ermittelten Laktatwerten, die in Übereinstimmung mit anderen Untersuchern stehen, wird eine gute Prognose der Wettkampfleistung möglich. Eine hieraus ableitbare optimale Geschwindigkeitsaufteilung hilft insbesonders in der Anfangsphase eines Rennens solche Laufgeschwindigkeiten zu vermeiden, die zu einer deutlichen Laktatproduktion und einem damit verbundenen geringen Energiedefizit führen, welches in der Endphase eines Marathonlaufs entscheidenden Einfluss auf die Gesamtleistung haben kann.

Im Zusammenhang mit den Ergebnissen aus der Trainingsanalyse, aus denen hervorgeht, daß im wesentlichen unter geringster laktazider Belastung um 1 mmol/l entsprechend 80-86% zur Testlaufgeschwindigkeit bei 2,5 mmol/l Laktat trainiert wird, ergibt sich ein abgerundetes Spektrum von Trainings- und Wettkampfbelastungen.

Die wesentlichen Trainingslaufintensitäten für den Marathon- und Langstreckenbereich lassen sich anhand entsprechender Laktat-Laufgeschwindigkeitsbereiche und mit gängigen Bezeichnungen aus der Trainingslehre versehen wie folgt darstellen (Abbildung 2):

1.

Als 100%-Intensität im Marathon- und Langstreckentraining kann unter den beschriebenen methodischen Bedingungen von einer Laktatkonzentration von 2,5 ± 0,5 mmol/l ausgegangen werden. Dieser unter hoher disziplinspezifischer Stoffwechselleistung von 75-90% VO2 max zuzuordnende Intensitätsbereich wird in der Regel mit Tempodauerlauf bezeichnet. Er kommt überwiegend in der 4 - 6 Wochen vor einem Marathonlauf beginnenden Intensivierungsphase zum Einsatz und wird durch Läufe von anfangs 3 - 5 km, 10, 15 km bis hin zu Vorbereitungswettkämpfen über 10 - 25 km zur Entwicklung der marathonspezifischen Ausdauerleistungsfähigkeit systematisch durch Steigerung der Belastungsdauer entwickelt.

Im Mittel ließ sich für eine Laktatkonzentrationszunahme von 2 auf 3 mmol/l eine entsprechende Geschwindigkeitsdifferenz von 0,2 m/s errechnen. Für den hoch ausdauertrainierten Athleten kommt es bei einem hohen Anteil der laktatfreien VO2 (80 - 90 %) an der VO2 max in einem Bereich einer höheren Leistung gegenüber einer nicht ausdauertrainierten Person zu einem steileren Laktatanstieg, da die Zunahme der VO2 nur vergleichweise in geringem Umfang die Laktatbildung ersetzen kann.

Die Laktatbildungsrate nimmt also gegenüber einer gering oder nicht ausdauertrainierten Person in einem höheren Ausmaß zu.

2.

Der wesentliche Kilometerumfang (150 - 250 km/Woche) im 3 - 4 Monate dauernden Vorbereitungstraining im Hinblick auf den Marathonlauf findet jedoch unter niedrigerer metabolischer Belastung von 1 - 2 mmol/l Laktat in Kombination der Bereiche für den intensiven, kurzen Dauerlauf (10 - 20 km) bei 90 - 97 % und für den extensiven langen Dauerlauf (bis 40 km) bei 80 - 90 % statt. Dem zuletzt genannten Intensitätsbereich dürfte dabei die größte Bedeutung zukommen, da er einerseits mit den empirisch bestimmten Daten aus der Trainingsanalyse als auch mit Simulationsberechnungen übereinstimmt, wonach hier mit einer maximalen VO2-proportionalen Laktatelimination zu rechnen ist. Dieser Bereich läßt sich mit dem minimalen Laktatäquivalent vergleichen.

Die Energiebereitstellung erfolgt im wesentlichen über die Oxidation der Fettsäuren, da sowohl die Laktatproduktion als auch der Laktat- und Pyruvatspiegel niedrig ist. Für die Trainingsbereiche J2 und J3 ließen sich entsprechende Geschwindigkeiten von 0,3 bzw. 0,45 m/s ermitteln. Hieran schließt sich der regenerative Dauerlaufbereich mit niedrigeren Laufgeschwindigkeiten als 80 % an.

3.

Die marathonspezifische Laufgeschwindigkeit kann ferner in Abhängigkeit von der individuellen Möglichkeit der Inanspruchnahme des laktaziden Anteils an der Energiebereitstellung zwischen 3 - 8 mmol/l Laktat durch Fahrtspiel, Tempo- und Wiederholungsläufe mit einer Dauer von 3 - 10 min (ca. 1000 - 3000 m) anhand des oberen Verlaufs der Laktatleistungskurve entwickelt werden. Die Laufgeschwindigkeiten liegen dann nochmal ca. 0,4 - 0,5 m/sec über der bei 2,5 mmol/l Laktat im Test ermittelten Geschwindigkeit. Unter der Voraussetzung, daß sich Trainings- und Testumgebung im Profil annähernd gleichen, lassen sich anhand des beschriebenen Felduntersuchungsverfahrens unterschiedliche metabolische Zustände mit relativ guter Präzision in Abhängigkeit von der Dauer und der Intensität geplanter Trainingseinheiten direkt über die Laufgeschwindigkeit steuern.

Neben dem höheren Informationsgehalt zur Trainingssteuerung liegt gegenüber der Laboruntersuchung der Vorteil vor, daß pro Zeiteinheit von einem Untersucher doppelt bis dreimal so viel Probanden untersucht werden können. Als Nachteil muss die Abhängigkeit äußerer Einflüsse auf die Möglichkeit der Untersuchungsdurchführung sowie die geringere Anzahl der zu erhebenden Parameter angesehen werden.

Literatur

  1. Berg A., Stippig J., Keul J., Huber G.

    Zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit und Belastbarkeit von Patienten mit coronarer Herzkrankheit. Dtsch Z Sportmed 31:199—205 (1980).

  2. Costill D., Fox LEL

    Energetics of marathon running. Med Sci Sports 1(2):81—86 (1969).

  3. Costill D., Branam G., Eddy D., Sparks K.

    Determinants of marathon running succes. Int Z angew Physiol 29:249—254 (1971).

  4. Literatur beim Verfasser.