% - ZUWACHS der PARAMETER
5.5. LAKTAT – SUBJEKTIVES BELASTUNGSEMPFINDEN
Bezüglich des Stoffwechselverhaltens, bei gegebener Belastungsintensität, ergab sich die Fragestellung, ob beim Krafttraining sich ähnliche Adaptationen ergeben wie im Bereich der Ausdauerleistungsfähigkeit. Hier kommt es nach regelmäßigem Training zu einer Reduktion des anfallenden Laktats bei konstanter Laufgeschwindigkeit, bzw. zu einer Rechtsverschiebung der Laktatleistungskurve.
Abb. 32: Laktatadaptation durch Ausdauertraining (WEINECK 1997)
Die Ergebnisse zeigten, bei Wiederholung der Belastungssituation aus der ersten Trainingseinheit, nur eine nichtsignifikante minimale Reduzierung der Laktatkonzentration.
Insgesamt gibt es nur geringe Vergleichsmöglichkeiten mit Studien, die sich diesem Thema gewidmet haben.
McMILLAN et al. (1993) und STONE et al. (1987) verglichen Untrainierte und Trainierte (Abb.10) bei gleicher Belastungsvorgabe und ermittelten signifikante Differenzen bei mehreren Parametern, unter anderem auch des Laktats. Je höher der Trainingsstatus, desto niedriger die Laktatanhäufung bei gegebener Belastung. In der Einschätzung der Teilnehmer/innen, zu Trainingsbeginn als Trainingsanfänger und am Ende als Trainierte, zeigt sich diese Laktatreduktion in dieser Studie jedoch nicht. Die Wiederholung der Eingangsbelastung ergab eine nicht signifikante Reduktion des Laktatspiegels.
Studien wie die von PETSCHNIG & BARON (1997) oder von KRAEMER et al. (1987) untersuchen den Zusammenhang von subjektivem Belastungsempfinden und Laktat nur im Verlauf einer Trainingseinheit. Bei steigender Belastungsintensität bzw. zunehmendem Trainingsumfang ergibt sich der statistische Zusammenhang beider Parameter (Abb.11). Der Zusammenhang, über einen längeren Trainingszeitraum betrachtet, ergibt sich hier nicht.
REYNOLDS et al. (1997) verglich die Auswirkung eines zehnwöchigen Krafttrainings von sieben Frauen auf die Parameter Laktat und subjektives Belastungsempfinden. Es ergab sich für beide Parameter eine signifikante Reduktion bei Wiederholung des Eingangstests (Post 1).
Die zu Beginn ermittelten submaximalen Belastungen (Fmax 50% und 70%) wurden am Ende des Trainings neu ermittelt, und mit diesen Werten der Test „Post 2“ durchgeführt. Es ergaben sich keine signifikanten Unterschiede zum Eingangstest. Es scheint hier eine Leistungs-verbesserung, ohne eine Reaktion des Stoffwechselparameters Laktat, zu geben.
Abb. 33: Laktat und RPE im Trainingsverlauf (REYNOLDS et al. 1997)
Die Laktatbildung scheint somit seiner Meinung nach, und auch der von PIERCE et al. (1993), in Zusammenhang zur relativen Intensität zu stehen, was nach ROBERGS et al. (1991) bei steigender Intensität zu einer erhöhten Rekrutierung der Typ 2B-Fasern führt und somit die Glykolyserate steigen lässt.
Die Ergebnisse dieser Arbeit können dies nur bezüglich der Veränderungen des subjektiven Belastungsempfindens bestätigen, welche sich zu allen Messzeitpunkten hochsignifikant reduzieren.
Die absolute Laktatentwicklung erhöhte sich über den gesamten Trainingszeitraum ebenfalls hochsignifikant. Die relative Belastungsintensität blieb konstant, da der Belastungsumfang gleich bleibend 15 Wiederholungen und die Auslastungssituation immer „sehr sehr schwer“ war.
Aus physiologischer Betrachtung ergeben sich Veränderungen, die eine erhöhte Laktattoleranz ermöglichen:
• Muskelfaserstruktur ST/FT verschiebt sich in Richtung phasisch; daraus resultiert eine reduzierte Mitochondrien- und Kapillardichte;
• verbesserte anaerobe Enzymatik (STONE et al. 1987);
• verbesserte Ausbreitung des Stimulus an der Muskelmembran;
• erhöhte Ca++ Ausschüttung (BEHM & ST.-PIERRE 1998);
• erhöhte Toleranzwerte von anderen Abbauprodukten wie: Amoniak, Hypoxanthin und Harnsäure.
Auf neuronaler Ebene ist die Adaptation:
• Rekrutierung und Frequentierung erhöht;
• verbessertes Reflexpotential;
• verstärkte Synchronisation (BANDY et al. 1990).
PETSCHNIG & BARON (1997) untersuchten die aerobe und anaerobe Schwelle bei Kreuzbandpatienten in der 11-21 Woche post-OP am betroffenen und nichtbetroffenen Bein.
Der Vier-Stufen-Test an der Funktionsstemme erfolgte über 20-40-60-80% Fmax. Ihre Ergebnisse zeigen, dass es in der Betrachtung des Laktatverhaltens zur relativen Belastungsintensität bzw. zur absoluten Intensität unterschiedliche statistische Interpretationen geben kann. Bei der Betrachtung der absoluten Belastung ergab sich keine signifikante Differenz (linke Abb. 34). Die gleiche Masse, die vom betroffenen und gesunden Bein bewältigt wird, erzielt dieselbe Laktatanhäufung. Der Vergleich der relativen Belastung (rechte Abb. 34) ergab einen sehr signifikanten Unterschied des verletzten zum gesunden Bein. Die 4 mmol/l Schwelle wird mit dem verletzten Bein bei einer höheren relativen Belastungsintensität erreicht.
Abb. 34: Laktat – absolute und relative Belastung (PETSCHNIG & BARON 1997)
Beim Vergleich der Laktatwerte dieser Studie, die sich um die 4 mmol/–Schwelle einpendeln, zu der von PETSCHNIG & BARON (1997), wäre die Intensität dieser Studie auf 40-50% der Maximalkraft einzuschätzen. Dies scheint so nicht vergleichbar, da obiger Test auf einer Funktionsstemme stattgefunden hat. Hierbei kommt es zu einem erhöhten Muskelmasseneinsatz und somit auch zu höherer Laktatansammlung. Jede Übung weist einen spezifischen Intensitätsverlauf zum Belastungsumfang auf. So ist es schwierig, Ergebnisse eines Kniestreckertrainings mit denen eines Trainings auf der Funktionsstemme zu vergleichen.
An dieser Stelle scheint eine Betrachtung anderer Sichtweisen zum Thema Laktat und damit verbunden anderer Ansätze notwendig:
THORSTENSSON et al. (1976) hat die muskuläre Ermüdung und ihre Manifestation mehr der neuromuskulären Komponente als der Stoffwechselsituation zugeordnet.
Die Grundzusammenhänge zwischen Faserstruktur, Laktat und EMG sind nach TESCH et al.
(1983) folgende:
Krafttraining erhöht den FT-Faseranteil, dadurch kann es zu vermehrter Laktatbildung kommen.
Je höher der Laktatwert, desto stärker die Senkung der mittleren EMG-Frequenz. In der Folge hat ein Muskel, der einen erhöhten FT-Faseranteil besitzt, reduzierte mittlere EMG-Aktivitäten.
Auch BENTLEY et al. (2000) und GABRIEL et al. (2001) weisen auf den Zusammenhang der peripheren und zentralen Ermüdung hin. GERDLE & ELBERT (1994) untersuchten das EMG-Verhalten bei dynamischer und statischer Auslastung.
Abb. 35: EMG–Verhalten bei eintretender Ermüdung (GERDLE & ELBERT 1994)
Die Drehmomententwicklung ist im Kurvenverlauf gesehen identisch mit dem EMG-Verhalten.
Die Kompensation abnehmender Rekrutierung und Frequentierung ist eine verstärkte Synchronisation. Es wird vermutet, dass die Veränderung der mittleren Frequenz in Abhängigkeit der Faserrekrutierung geschieht.
DUDLEY (1988) spricht von individuellen metabolischen Profilen, die eine Faserspezifität, aber auch Trainingsspezifität aufzeigen. Dies könnte eine ergänzende Erklärung der relativ hohen Standardabweichungen der Laktat-Absolutmessungen, zusätzlich zur reduzierten Anzahl der Probanden/innen sein.
In der Frage der positiven und negativen Auswirkung „hoher“ Laktatwerte gibt BUSKIES et al.
(1999) in seiner Studie zum sanften Krafttraining negative Auswirkungen auf die Gesundheit, wie Schmerzen, Schädigung des Muskelgewebes sowie Immunsuppression an. LU et al. (1997) weist im Tierversuch nach, dass Laktat, wenn es in einer bestimmten arteriellen Konzentration die Gonaden erreicht, die Testosteronsekretion steigert und somit eine anabole Wirkung haben kann. CURETON et al. (1988) konnten die androgene Wirkung für eine Muskelhypertrophie nicht bestätigen. Ihr Trainingsvergleich von Männern und Frauen ergab nach 16 Wochen Arm- und Beintraining signifikante Kraftzuwächse für die Armmuskulatur mit signifikanten Querschnittsverbesserungen beider Geschlechter. Die Beine zeigten ebenfalls signifikante Kraftverbesserungen, aber wohl aufgrund der erhöhten Alltagsbelastung keine Querschnitts-veränderung.
6. ZUSAMMENFASSUNG
Die teilweise problematische Anwendung herkömmlicher Trainingsmethoden in der Rehabilitation veranlasste mich, diese Trainingsstudie durchzuführen. Sporttherapeutische Zielsetzung sollte, nicht zuletzt aufgrund der kurzen Rehabilitationszeiten, ein möglichst effektives Training sein.
Es ist bekannt, dass bei Verletzungen und Imobilisation, ST-Fasern schnell atrophieren (FROBOESE et al. 1990, HAEGGMARK et al. 1981). Als Folge ist mit einer verminderten Kraftausdauerleistungsfähigkeit und schnellem Kraftverlust zu rechnen. In nachfolgender Abbildung ist ein ermüdungsbedingter Kraftabfall bei gesunder Kniesituation zu sehen. Die höchsten Drehmomente ergeben sich zu Belastungsbeginn und fallen, aufgrund der einsetzenden Ermüdung, langsam ab. Darunter stellt sich die Situation eines verletzten Kniegelenks dar. Es ergeben sich, trotz Anstrengung, keinerlei Veränderungen der Drehmomentverhältnisse. Eine weitere pathologische Situation wäre, die höchsten Drehmomentwerte am Ende der Trainingsserie zu produzieren.
Gesundes Bein:
Betroffenes Bein:
Abb. 36: mögliches Drehmomentverhalten gesunder und betroffener Strukturen (FREIWALD et al. 1993)
Solche isokinetischen Messungen zeigen typische Veränderungen neuro-physiologischer Kopplung eines verletzten Gelenks. Neuronale Hemmprozesse verhindern die Kraftentfaltung.
Ziel sollte es daher sein, ein rehabilitatives Krafttraining so zu dosieren, dass eine bestimmte mechanische Belastung nicht überschritten wird. Es sollte zu keiner Aktivierung der Rezeptoren kommen, die eine reflektorische Hemmung der Muskulatur bewirken und die Kraftentfaltung reduzieren.
Theoretischer Ansatz war es, ein Training über die Vorgabe der Bewegungsgeschwindigkeit und des exzentrischen und konzentrischen Bewegungsanteils so zu steuern, dass deren
Effektivität überprüft werden konnte. Aufgrund der Vorstudien zeigte sich, dass bei konzentrischer Betonung des Bewegungsanteils eine niedrigere Belastungsintensität für die Durchführung bis zur Erschöpfung nötig war. Anliegen hierbei wäre, gerade im rehabilitativen und präventiven Training, die Belastungsintensität so niedrig wie möglich bzw. nur so hoch wie nötig vorzugeben.
Das Studiendesign war bezüglich seines Belastungsumfangs und seiner Belastungsintensität im Bereich der Muskelhypertrophie angelegt. Es sollte die wichtige Muskelaufbauphase während einer Rehamaßnahme simuliert werden. Der vorgegebene Zeitraum von acht Wochen Training war sehr praxisnah. Die Intensität war, bezogen auf die Wiederholungen (jeweils 15 pro Serie), im unteren Belastungsbereich des Hypertrophietrainings. Der Umfang über sieben Serien, bei zwei Aufwärm- und fünf Trainingsserien, sollte der oben erwähnten neuromuskulären Problematik Rechnung tragen. Ein Einsatztraining (KIESER 1998) kann hier nur eingeschränkt Verwendung finden, da die gewählten Intensitäten meist zu hoch sind, und die geringe Anzahl an Wiederholungen die „neuromuskuläre Anbahnung“ nicht adäquat bewirken kann. Weitere Vorteile eines Mehrsatztrainings gegenüber einem Einsatztraining sind:
• Deutlich höherer Kraftgewinn;
• Deutlich höhere Muskelquerschnittszunahme;
• Längerer Erhalt der erreichten Kraft nach Trainingspause oder –ende;
• Größere hormonelle Auslenkungen;
• Höhere Schnellkraftwerte;
• Höhere Kraftausdauerwerte;
• Vielfältigere Koordinationsreize;
• Leistungsfähigere Beweglichkeit;
• Verbesserte Adaptation der passiven Strukturen;
• Verbesserte lokale Kapillarisierungseffekte;
• Schnellerer Abbau des prozentualen Körperfetts.
nach GOTTLOB (2001)
Das Training wurde an einem auxotonischen Kniestrecker (mit Exzenter) durchgeführt. Im Gegensatz zur isokinetitischen Belastung konnte von natürlichen Muskellängen- und Muskelspannungsverhältnissen ausgegangen werden. Die Aufteilung erfolgte in zwei Trainingsgruppen, welche jeweils konzentrisch (3s:1s) oder exzentrisch betont (1s:3s) trainierte.
Messungen erfolgten zu Beginn, nach der Hälfte (4 Wochen) und am Ende des Trainings (8 Wochen). Die Adaptationen durch das Training wurden am Trainingsgerät selbst und mit Hilfe eines isokinetischen Test- und Trainingssystems ermittelt. Über verschiedene Bewegungsgeschwindigkeiten, sowie isometrische, konzentrische und exzentrische Belastungen sollte das Training differenziert analysiert werden. Um weitere Erkenntnisse über den Stoffwechselparameter Laktat und deren Bedeutung im Krafttraining zu gewinnen wurde
kapillares Blut am Ohr entnommen. Die ermittelten Blutwerte wurden mit dem, an Bedeutung zur Trainingssteuerung gewonnen, subjektiven Belastungsempfinden (RPE) verglichen.
Die Ergebnisse dieser Studie bestätigen die schon in der Einleitung erwähnte Vorstudie 2, bei der im Intensitätsvergleich der konzentrischen zur exzentrischen Bewegungsbetonung die Lastbewältigung bei Auslastung (BORG 20) die Exzentrikgruppe immer höher lag. Die in der Literatur vorzufindenden Angaben bezüglich der Maximalkraftfähigkeiten konzentrischer – oder exzentrischer Muskelarbeitsweise (WEINECK 1997) bestätigen sich somit auch im submaximalen Intensitätsbereich.
Die Ergebnisse am Trainingsgerät zeigten, trotz geringerer Belastungsintensitäten, eine leicht erhöhte Trainingseffektivität des konzentrisch betonten Bewegungsrhythmuses. Dieses Ergebnis bestätigt teilweise die erste Hypothese, wonach das niedriger dosierte Training, bei konzentrisch betontem Bewegungsanteil, statistisch betrachtet einen sehr signifikant (**) bessere Adaptation aufweist. Die Begründung nach SMITH & RUTHERFORD (1995) einer erhöhten Metabolik bei reduziertem Spannungsreiz konnte nicht bestätigt werden (Siehe folgende Seite Hypothese 4).
Statistisch ergaben sich zu allen Messzeitpunkten hochsignifikante Adaptationen. In der Auswirkung auf andere Kraftfähigkeiten kann von einer deutlichen Trainingsspezifität gesprochen werden. Es ergaben sich exemplarisch dargestellt folgende prozentualen Veränderungen über das gesamte Training (M1:M3):
Tab. 63: prozentuale Kraftveränderungen auxotonischen Krafttrainings und die Effektivität auf andere Kraftfähigkeiten