Teil 2: Wie der Körper Sauerstoff verwertet

Dies ist der zweite Artikel unserer Einführungsreihe. Wenn Sie sich zum ersten Mal mit der Stoffwechselanalyse beschäftigen oder Ihre Kenntnisse zu diesem Thema auffrischen möchten, ist diese Reihe genau das Richtige für Sie. Sind Sie hingegen bereits ein Experte auf dem Gebiet der_{VO₂-Analyse}, empfehlen wir Ihnen, unsere Artikelreihe für Fortgeschrittene im Auge zu behalten.

In unserem vorherigen Artikel haben wir drei wichtige physiologische Messgrößen vorgestellt, die sich aus Stoffwechseltests ableiten lassen: _VO2max sowie die ventilatorischen Schwellenwerte VT1 und VT2. Diese Werte liefern nützliche Einblicke in die kardiorespiratorische Fitness einer Person und stehen, wie wir gesehen haben, in direktem Zusammenhang mit dem Sauerstoffverbrauch bei körperlicher Belastung unterschiedlicher Intensität.

Als nächsten Schritt unserer Einführungsreihe widmen wir uns nun der Frage, wie der Körper Sauerstoff verwertet. Diese Informationen sind wichtig, um ein tieferes Verständnis dafür zu entwickeln, wie Stoffwechseltests genutzt werden können, um das Training so zu gestalten, dass Sauerstoff effizienter verwertet wird und somit unsere Fitness verbessert wird.

Warum Muskeln Sauerstoff benötigen, um zu funktionieren

Alle Zellen, einschließlich der Muskelzellen, benötigen Sauerstoff, um zu funktionieren.

Die Energie in den Zellen liegt in Form von Adenosintriphosphat (ATP) vor, einem Molekül, das Energie innerhalb der Zellen transportiert. Der größte Teil unseres ATP entsteht durch den Abbau von Stoffwechselsubstraten (Nahrung) unter Verwendung von Sauerstoff, wobei_CO₂ und Wasser entstehen. Das bedeutet, dass Sauerstoff sehr wichtig ist, und wenn Sie Sport treiben, steigt der Energiebedarf – Sie benötigen also mehr Sauerstoff.

Sauerstoff wird zunächst vom Blut aufgenommen, wenn es die Lunge durchströmt, und bindet sich an ein spezielles Protein namens Hämoglobin, das in den roten Blutkörperchen enthalten ist. Nachdem der Sauerstoff nun an das Hämoglobin gebunden ist, wird er vom Herzen durch das Gefäßsystem in den restlichen Körper gepumpt. Dort wird der Sauerstoff an die Zellen abgegeben, wo er beim Abbau von Molekülen zur Gewinnung der benötigten Energie genutzt wird.

Muskeln, die Arbeit verrichten, benötigen mit steigender Belastung immer mehr Energie, was entsprechend einen immer höheren Sauerstoffbedarf zur Folge hat.

Beim Sport atmen wir tiefer, um die große Menge an Kohlendioxid (_CO₂) abzutransportieren, die von den arbeitenden Muskeln produziert wird. Mit steigendem Kohlendioxidgehalt entstehen auch Wasserstoffionen, wodurch sich der pH-Wert des Systems senkt. Dieser wird durch Chemorezeptoren im Gehirn und in den Halsschlagadern sehr genau reguliert.

Wir stellen fest, dass der_VO₂ (Sauerstoffaufnahme) mit steigender Intensität zunimmt und nach Beendigung der körperlichen Betätigung wieder abfällt.

Als Sauerstoffdefizit wird die Differenz zwischen der Sauerstoffaufnahme des Körpers in den frühen Phasen der körperlichen Belastung und der Sauerstoffaufnahme während einer vergleichbaren Zeitspanne im stationären Belastungszustand definiert.

EPOC ist die Abkürzung für „Excess Post-Exercise Oxygen Consumption“ (auch bekannt als Sauerstoffdefizit) und bezeichnet die Sauerstoffmenge, die benötigt wird, um den Stoffwechsel des Körpers wieder auf sein normales Ruheniveau zu bringen.

Um diesen Effekt zu verstehen, denken Sie daran, wie Sie nach einem anstrengenden Lauf noch eine Weile schwer atmen.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die stärkere Atmung, die der Körper in der EPOC-Phase benötigt, nicht dazu dient, mehr Sauerstoff zuzuführen, sondern vielmehr dazu, überschüssiges Kohlendioxid auszuscheiden, um ein gesundes pH-Gleichgewicht aufrechtzuerhalten.

Anaerober Stoffwechsel

Muskeln können in einem als anaeroben Stoffwechsel bezeichneten Prozess ohne Sauerstoff Energie produzieren. Der einzige Brennstoff, der anaerob verbrannt werden kann, ist Kohlenhydrat, das in eine Substanz namens Pyruvat und anschließend im Rahmen des anaeroben Stoffwechsels in Blutlaktat umgewandelt.

Es ist ein weit verbreiteter Irrtum, dass Laktat im Blut einen direkten negativen Einfluss auf die Muskelleistung hat. Tatsächlich dient Laktat als Puffer für die bei der Glykolyse entstehenden Wasserstoffionen. Zwar geht ein Anstieg des Laktatspiegels mit einem beobachtbaren Absinken des pH-Werts einher, doch trägt Laktat nicht zum Verlust der Muskelfunktion bei. Darüber hinaus ist Laktat ein leistungsstarker Brennstoff für die weitere Energiegewinnung und ein notwendiger Schritt bei der Wiederauffüllung der Glykogenspeicher in der Leber nach dem Training.

Noch eine Anmerkung zum anaeroben Stoffwechsel: Obwohl diese Form des Stoffwechsels bei höheren Intensitäten einsetzt und dazu führt, dass Energie ohne Sauerstoffbedarf erzeugt wird (stattdessen werden Kohlenhydrate verbrannt), finden im Körper dennoch zahlreiche Prozesse statt, die einen kontinuierlichen Anstieg des Sauerstoffbedarfs und der Sauerstoffverwertung bewirken. Mit anderen Worten: Unabhängig von der Energiequelle benötigt Ihr Körper bei höheren Trainingsintensitäten immer mehr Sauerstoff, wobei die Obergrenze_{der VO2max}entspricht.

Das Fazit

Es liegt auf der Hand, dass die Energiequelle ein wichtiger Faktor für den Sauerstoffverbrauch ist. Bei höherer Trainingsintensität verbrennen die Muskeln hauptsächlich Kohlenhydrate, bei geringerer Intensität hingegen mehr Fett. Die Fettverbrennung verbraucht mehr Sauerstoff als die Verbrennung von Kohlenhydraten, doch da wir mehr Energie in Form von Fett gespeichert haben, kann man bei der Fettverbrennung länger durchhalten, ohne dass die Energie ausgeht.

Sauerstoff und_VO₂

Wie Sie sich vielleicht aus unserem vorherigen Artikel erinnern, ist_VO₂ lediglich eine Abkürzung für Sauerstoffverbrauch – es handelt sich dabei um die Messgröße für die Sauerstoffmenge, die Ihr Körper benötigt, um die Energie aus der Nahrung in ATP umzuwandeln, das Ihr Körper auf zellulärer Ebene nutzt.

Ihre_VO2maxist Ihr maximaler Sauerstoffverbrauch, also einfach der höchstmögliche_VO2-Wert, den eine bestimmte Person erreichen kann.

Verbesserung Ihrer_VO2max

Nachdem wir nun ein grundlegendes Verständnis dafür gewonnen haben, wie der Körper Sauerstoff verwertet, können wir uns damit befassen, wie man seine_VO2maxverbessern kann.

Nicht unbedingt das A und O

Zunächst ist es wichtig, zu Beginn dieses Abschnitts darauf hinzuweisen, dass eine hohe _VO2maxnur einer von zahlreichen Faktoren ist, die die Leistung eines Sportlers verbessern können; für sich genommen – und je nach Person – ist sie möglicherweise nicht der wichtigste Maßstab. Im Allgemeinen ist eine umfassende Stoffwechselanalyse erforderlich, bei der eine Vielzahl von Parametern ermittelt wird, um für jeden Einzelnen eine optimale Trainingsgrundlage zu ermitteln.

Es ist immer noch wichtig

Vor diesem Hintergrund lässt sich mit Fug und Recht sagen, dass eine höhere_VO2max– also die Fähigkeit, eine größere Menge Sauerstoff zu verwerten – im Allgemeinen zweifellos mit einer Leistungssteigerung in allen sportlichen Disziplinen einhergeht. Daher ist es von Vorteil zu wissen, wie man seine_VO2maxsteigern kann.

Zwei wesentliche Faktoren tragen zu einer hohen_VO2maxbei: die Menge an Sauerstoff, die Sie transportieren können, und Ihre Muskelphysiologie.

Zu einem optimalen Sauerstofftransport gehören ein starkes Herz, das das Blut durch den Körper pumpt, sowie hämoglobinhaltiges Blut, ein hohes Blutvolumen und eine hohe Kapillardichte in den Muskeln. Ein besserer Sauerstofftransport führt zu_einerhöheren_VO2max.

Unter Muskelphysiologie versteht man, wie viele Muskelfasern man hat, wie groß diese sind, wie viele Mitochondrien sie enthalten und wie stark man sie beim Training aktivieren kann. Je mehr aerobe, sauerstoffintensive Muskeln man hat, desto höher ist die_VO2max.

Trainingsprogramme können eingesetzt werden, um_{die VO2max}zu verbessern und die körperliche Fitness zu steigern, wodurch die Sauerstoffverwertung des Körpers optimiert wird. Diese Programme werden individuell gestaltet und basieren auf spezifischen Stoffwechselmesswerten wie der aktuellen_VO2maxsowie den VT1- und VT2-Werten.

Begrenzende Faktoren wie die genetische Veranlagung und das Alter wirken sich zwar auf die Fähigkeit des Körpers aus, seine VO2-Effizienz zu steigern – doch das richtige Training kann hier einen großen Unterschied machen.

—

Im nächsten Beitrag unserer Einführungsreihe werden wir anhand eines konkreten Beispiels zeigen, wie ein Trainingsprogramm auf der Grundlage der Ergebnisse eines Stoffwechseltests eines Sportlers zusammengestellt wird.