Der Mythos der Laktatschwelle entlarvt

Viele der heute verwendeten Protokolle für physiologische Tests basieren auf wissenschaftlich unzulänglichen Erkenntnissen und berücksichtigen nicht die verfügbaren Belege, die grundlegende Fehler in den Protokollen selbst aufgezeigt haben. Die fortwährende Verbreitung des Mythos einer Laktatschwelle ist nur ein Beispiel dafür.

Dr. Andrew Sellars, Mitbegründer von VO2 Master .

Laktat spielt keine negative Rolle

Die weit verbreitete Ansicht, dass Laktat ein negatives Nebenprodukt der Glykolyse ist und sowohl zu Ermüdung als auch zu Muskelschmerzen führt, wird zwar bereits seit den 1970er Jahren in Frage gestellt, hat aber nach wie vor einen festen Platz in den Köpfen vieler Sportler und Trainer. Forscher wie L.B. Gladden und R.A. Robergs haben im „Journal of Physiology“ Übersichtsartikel veröffentlicht, in denen sie die These untermauern, dass Laktat als Puffer gegen physiologische Azidose und als wertvolle Energiequelle für arbeitende Muskeln fungiert. Dennoch wird in den populären Medien nach wie vor regelmäßig von „Laktatbrennen“ und „Laktatazidose“ gesprochen, wenn Sportler bei hoher Intensität ins Straucheln geraten.

In seiner Forschungsarbeit stellt Gladden fest: „Laktat kann nicht länger als der übliche Verdächtige für Stoffwechsel-‚Verbrechen‘ angesehen werden, sondern spielt vielmehr eine zentrale Rolle im zellulären, regionalen und gesamtkörperlichen Stoffwechsel^.“i

Früher ging man davon aus, dass Laktat – ein Molekül, das beim Glukosestoffwechsel entsteht – ein unerwünschtes Nebenprodukt von hochintensivem Training sei. Es wurde als eine der Hauptursachen für Muskelschmerzen und Ermüdung angesehen. Es gibt jedoch keine stichhaltigen Belege dafür, dass Laktat im Körper eine negative Rolle spielt. Vielmehr ist Laktat, das in seiner Struktur einem verkürzten Glukosemolekül ähnelt, eine leistungsstarke Energiequelle für arbeitende Muskeln, wird vom Gehirn als Energiequelle genutzt und ist ein notwendiger Zwischenschritt beim Auffüllen der Glykogenspeicher in der Leber. Wenn man bedenkt, dass Laktat der Hälfte eines Glukosemoleküls entspricht und eine Energiequelle für bestimmte Prozesse im Körper darstellt, kann es unmöglich weiterhin als negatives Nebenprodukt betrachtet werden. Vielmehr sollte die Anreicherung von Laktat lediglich als Indikator dafür dienen, dass der Prozess der Glykolyse – der Abbau von Glukose zur Energiegewinnung – genutzt wird, um die für hochintensives Training erforderliche Energie bereitzustellen. Auch wenn hohe Laktatwerte mit Ermüdung und möglicherweise Muskelkater einhergehen, ist das Laktat selbst nicht die Ursache.ⁱⁱ

Die wissenschaftlichen Hintergründe der Laktatbildung

Einfach ausgedrückt lässt sich die Laktatbildung so erklären: Je mehr Zucker abgebaut wird, desto höher steigt der Laktatspiegel. Wenn Sie einen Standard-Stufentest durchführen, erreichen Sie irgendwann eine Stufe, an der Ihr Laktatspiegel ansteigt. In der Vergangenheit zeigte sich bei der Durchführung dieses Stufentests und der Messung des Laktatspiegels alle drei Minuten, dass ab einem bestimmten Wert Ermüdung einsetzte und die Probanden nicht mehr in der Lage waren, mit derselben Intensität zu trainieren. Das Konzept der Laktatschwelle lässt sich relativ leicht widerlegen, indem man die Ergebnisse eines Sportlers bei zwei Stufentests mit unterschiedlichen Stufenlängen vergleicht; beispielsweise drei Minuten für den ersten und vier Minuten für den zweiten. Durch die Messung des Laktatspiegels am Ende jeder Stufe wird ein Beobachter feststellen, dass sich unterschiedliche Kurven ergeben. Wir würden daher argumentieren, dass, wenn man die Kurve allein durch eine Änderung der Dauer der Testintervalle manipulieren kann, keiner der beiden Stufentests gültig ist, um Rückschlüsse auf Trainingsintensitäten zu ziehen oder Vorhersagen über die Fähigkeit eines Athleten zu treffen, eine bestimmte Anstrengung aufrechtzuerhalten.

Laktat entsteht aus dem Pyruvat, das als Produkt der Glykolyse gebildet wird. Die Glykolyse verläuft wie folgt:

Glukose + 2 NAD + 2 ADP + 2 Pi → 2 Pyruvat + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP +_{2 H₂O}

Die obige Gleichung zeigt deutlich, dass NAD+ für den Ablauf der Glykolyse erforderlich ist. Damit die Glykolyse-Reaktion weiterlaufen kann, muss das gebildete NADH wieder in NAD+ zurückgewandelt werden, damit die Reaktion weiterhin Energie für die Zelle produzieren kann. Sie verdeutlicht zudem, dass bei der Energiegewinnung aus Glukose H+-Ionen entstehen, die zur „Säurebildung“ in der Zelle beitragen. An dieser Stelle kommt Laktat ins Spiel. Ein Enzym namens Laktatdehydrogenase (LDH) ist in der Lage, Pyruvat in Laktat umzuwandeln und gleichzeitig das verbrauchte NADH wieder in das für die Glykolyse erforderliche NAD+ zurückzuverwandeln.

Pyruvat + H+ + NADH → Laktat + NAD+

Anhand dieser Reaktion lässt sich deutlich erkennen, wie Laktat tatsächlich den durch die Glykolyse entstehenden Säuregehalt puffert. Bei physiologischem pH-Wert wirkt Laktat als Puffer für Wasserstoffionen und trägt NICHT zum Säuregehalt bei. Dies wird in Abbildung 1.0 unten veranschaulicht.

Es zeigte sich eindeutig, dass die Protonenfreisetzung aus den Muskeln größer war als die Laktatfreisetzung, wobei sich dieser Unterschied mit steigender Trainingsintensität vergrößerte und bei Erschöpfung die Protonenfreisetzung fast doppelt so hoch war wie die Laktatfreisetzung.

Weitere Probleme mit der Laktatschwellen-Theorie

Das andere Problem mit der Schwellenwert-Theorie besteht darin, dass ein quantifizierbarer Laktatwert, ab dem ein Sportler ermüdet, nicht auf rationaler Wissenschaft basiert. Diese Vorstellung eines Schwellenwerts, der typischerweise mit 4 mmol Laktat beschrieben wird, ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie in Studienergebnissen einer kleinen Reihe von Testergebnissen Bedeutung beigemessen wurde, um einen Trend zu erkennen, ohne das Verständnis der hinter den Ergebnissen stehenden Physiologie klar zu hinterfragen. Die beiden im Folgenden aufgeführten einfachen Beispiele verdeutlichen das Problem mit dem Mythos einer 4-mmol-Schwelle.

1. Je mehr Zucker einem Sportler zur Verfügung steht – sei es durch eine kohlenhydratreiche Ernährung oder eine übermäßige Zuckeraufnahme –, desto höher sind die Laktatwerte. Versetzt man denselben Sportler auf eine fettreiche, kohlenhydratarme Ernährung, so sinken seine Laktatwerte bei gleicher Belastung deutlich. Diese einfache, anekdotische Demonstration wurde wiederholt bestätigt und ebenso wiederholt von jenen ignoriert, die weiterhin den Mythos der Laktatschwelle verbreiten.
2. Bei Tests an Sportlern im Ruhezustand nach einer reichhaltigen Mahlzeit lässt sich ein deutlicher Anstieg der Laktatwerte feststellen. Noch interessanter ist, dass diese Ruhewerte am Tag nach einer besonders anstrengenden Trainingseinheit oder einem Wettkampf auf sehr hohe Werte ansteigen können, die deutlich über 4 mmol liegen und oft höher sind als die Werte, die dieselben Sportler bei Belastungstests erreichen. Dies ist ein Beleg für die Glukoneogenese in Aktion, da verdaute Kohlenhydrate aus dem Magen-Darm-Trakt resorbiert, abgebaut und in Form von Laktat an die Leber weitergeleitet werden, um dort als Glykogen gespeichert zu werden.^iv

Sportler mit gut entwickelten peripheren Muskelanpassungen und einer erhöhten Mitochondrienkonzentration, die einen stärkeren oxidativen Stoffwechsel ermöglichen, sind besser in der Lage, Laktat als Energiequelle zu nutzen. Das bedeutet, dass sie selbst bei Belastungen mit relativ hoher Intensität nicht den „typischen“ Laktatanstieg zeigen, der bei weniger trainierten Personen zu beobachten ist.

Es wurden zwar einige Versuche unternommen, die Unterschiede zwischen verschiedenen Tests durch die Anwendung einer Tangente an eine Kurve zu erklären, doch letztendlich konnten diese das Konzept der Laktatschwelle nicht untermauern. Das gleiche Problem bei der Vorhersage der Leistungsfähigkeit anhand einer Laktatkurve zeigt sich erneut am Beispiel von Tests mit unterschiedlichen Schrittdauern.

Der Laktat-Gleichgewichtspunkt

Ein klares Verständnis der Laktatdynamik im menschlichen Körper und der Schwankungen, die sich aus der Nahrungsaufnahme und den Trainingsreizen ergeben, hat die Entwicklung besserer Testmethoden ermöglicht, bei denen man nicht mehr auf einen absoluten Wert oder eine Laktatkurve angewiesen ist. Diese ausgefeilteren Methoden stützen sich auf die beobachteten Laktatverläufe bei unterschiedlichen Intensitäten, sowohl oberhalb als auch unterhalb einer nachhaltig aufrechterhaltbaren Intensität. Wenn ein Sportler diese theoretische Steady-State-Intensität überschreitet, beginnt sich Laktat anzureichern, und unterhalb dieser Intensität sinken die Laktatwerte allmählich. Durch die Verfolgung dieser Trends oberhalb und unterhalb dieser Intensität kann ein Forscher die Intensität, bei der der Laktatspiegel stabil bleibt und die Leistung aufrechterhalten werden kann, eindeutig bestimmen. Dies wurde als „Laktat-Gleichgewichtspunkt“ (Lactate Balance Point, LBP) bezeichnet, wie es der Physiologe und Trainer Jürg Feldmann Ende der 1990er Jahre beschrieb; es wurde weiter untersucht und in andere Testprotokolle übernommen, um einen „maximalen Laktat-Steady-State“ (Maximal Lactate Steady State, MLSS) zu bestimmen.

Fazit

Da es mittlerweile ausgefeiltere Methoden zur Erfassung sich verändernder Muster im oxidativen Stoffwechsel gibt – beispielsweise mit neuen Geräten wie dem Moxy Monitor, der mithilfe der Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) die Sauerstoffverwertung auf lokaler Ebene in Echtzeit untersucht, in Verbindung mit_{der VO₂-Überwachung} sowohl während stufenweiser Belastungstests als auch bei Intensitäten im Steady State –, ist die Notwendigkeit einer invasiven Laktatanalyse praktisch überflüssig geworden.

Sich auf die Schwellenwerttheorie oder die mathematische Analyse der problematischen Laktatkurve zu stützen, zeugt von einem mangelnden Verständnis der Physiologie und der Stoffwechselprozesse. Wir können zwar die Untersuchung der Laktatwertentwicklung zur Bestimmung eines Gleichgewichtspunkts befürworten, lehnen jedoch die fortgesetzte Verwendung des Laktatschwellenwerts zur Leistungsprognose ab.

Literaturverzeichnis

ⁱ Gladden, L.B.; Laktatstoffwechsel: Ein neues Paradigma für das dritte Jahrtausend; The Journal of Physiology (2004)

ⁱⁱ Robergs, R.A. et al.; Biochemie der durch körperliche Belastung ausgelösten metabolischen Azidose; The Journal of Physiology (2004).

ⁱⁱⁱ Robergs, R.A. et al.; (2004)

^iv Robergs, R.A. et al.; Wechselwirkungen zwischen den Stoffwechselsystemen der Skelettmuskulatur bei intensiver körperlicher Belastung; The Journal of Physiology (2010).

^v https://myheart.net/lactic-acid-2/lactic-acid-misconceptions-and-myths/