GPS gestütztes Monitoring von Hochleistungsvielseitigkeitspferden in Wettkampf und Training

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Aus dem Institut für Tierzucht, Mariensee

der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft (FAL)

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GPS gestütztes Monitoring von Hochleistungsvielseitigkeitspferden in

Wettkampf und Training

INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Grades einer DOKTORIN DER VETERINÄRMEDIZIN

(Dr. med. vet.)

durch die Tierärztliche Hochschule Hannover

Vorgelegt von

Mirja Hebenbrock

aus Hamburg

Hannover 2005

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Wissenschaftliche Betreuung: Prof. Dr. F. Ellendorff

1. Gutachter: Prof. Dr. F. Ellendorff 2. Gutachter: Prof. Dr. M. Coenen

Tag der mündlichen Prüfung: 21.11.05

In Zusammenarbeit mit der Deutschen Reiterlichen Vereinigung (FN) und dem Olympiastützpunkt Westfalen Warendorf (OSP)

Diese Arbeit wurde gefördert durch das Bundesinstitut für Sportwissenschaft, Bonn [Förderungsnummer 07/16/01/2004 „Bundeskaderbetreuung Pferd Disziplin

Vielseitigkeit“]

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Für meine Familie

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Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung...9

2 Literaturübersicht ...11

2.1 Physiologische Vorgänge unter Belastung ... 11

2.1.1 Mechanismen zur Energiebereitstellung im Muskel ... 11

2.1.2 Das kardiovaskuläre System... 14

2.1.2.1 Unter Belastung...14

2.1.2.2 Adaption und Veränderungen durch Training...16

2.1.3 Das energetische System ... 18

2.1.4 Ermüdung der Muskulatur... 23

2.1.5 Erholung... 25

2.2 Anforderungen an Vielseitigkeitspferde im Wettkampf... 28

2.2.1 Reglement in Vielseitigkeitsprüfungen ... 28

2.2.2 Einflussfaktoren in der Vielseitigkeitsprüfung... 29

2.2.3 Herzfrequenzen und Blutlaktat in Vielseitigkeitsprüfungen ... 31

2.3 Training von Vielseitigkeitspferden... 34

2.3.1 Begriffsdefinitionen und Erläuterungen ... 35

2.3.2 Konditionstraining in der Praxis... 40

2.3.2.1 Intervalltraining in der Praxis ...42

2.4 Global Positioning System... 44

2.4.1 Systembeschreibung... 44

2.4.2 Einsatz von GPS in der Wissenschaft... 45

2.4.3 GPS als Instrument in der Leistungsphysiologie ... 46

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3 Eigene Untersuchungen...48

3.1 Vorbemerkung... 48

3.2 Material und Methode ... 48

3.2.1 Pferde ... 48

3.2.2 Reiter ... 50

3.2.3 Turniere... 50

3.2.4 Datenerfassung... 57

3.2.4.1 Einsatz von Global Positioning System (GPS) zur Erfassung von Herzfrequenzen und Geschwindigkeiten ...58

3.2.4.2 Herzfrequenzmessung ...62

3.2.4.3 Geschwindigkeiten und Distanzen...63

3.2.5 Laktat ... 64

3.2.5.1 Blutentnahme ...64

3.2.5.2 Laktatbestimmung ...65

3.2.6 Turniere und teilstreckenspezifische Geschwindigkeiten und Herzfrequenzen ... 66

3.2.7 Trainingsdokumentation... 67

3.3 Statistische Auswertung ... 69

4 Ergebnisse...70

4.1 Aufzeichnungsgenauigkeit zweier verschiedener GPS- Geräte ... 70

4.2 Herzfrequenzen und Blutlaktatkonzentrationen unter Wettkampfbedingungen ... 73

4.2.1 Mittlere Herzfrequenzwerten und Blutlaktatkonzentration auf Turnieren unterschiedlicher Schwierigkeitsklassen... 77

4.3 GPS im Wettkampf ... 83

4.3.1 Teilstreckenspezifische Geschwindigkeiten und Herzfrequenzen während der Querfeldeinstrecke... 83

4.3.1.1 Vergleich von GPS bestimmten und konventionell gemessenen Geschwindigkeiten ...83

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4.3.1.2 Teilstreckenspezifischer Vergleich einer identischen Pferdegruppe auf

ähnlichen Streckenlängen in den Saisonwochen 11 und 13 ...86

4.3.1.3 Teilstreckenspezifische Geschwindigkeiten und Herzfrequenz mit Steigungsbelastungen von mindestens 2,5%...88

4.3.1.4 Teilstrecke 500 m vor dem Ziel ...92

4.3.2 GPS Geschwindigkeiten und Herzfrequenzen nach Zieldurchritt... 97

4.4 GPS im Training ...100

4.4.1 Trainingsinhalte...101

4.4.2 Galopptraining mit/ ohne Steigungsbelastung als Teil des Konditionstrainings ...105

4.4.3 Dressur als Teil des Koordinationstrainings ...110

4.5 Kommunikation mit Reitern, Bundestrainern und Mannschaftstierarzt ...113

5 Diskussion ...117

6 Schlussfolgerungen...126

7 Zusammenfassung ...128

8 Summary...131

9 Literaturverzeichnis ...133

10 Abbildungsverzeichnis...152

11 Tabellenverzeichnis ...155

12 Abkürzungen ...157

13 Anhang...159

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1 Einleitung 9

1 Einleitung

Traditionell als Military bezeichnet, stellte die Vielseitigkeit eine Höchstleistungsprü- fung für die Truppenreitpferde der Kavallerie, die mit sportlichen Akzenten versehen wurde, dar (HABEL, 1982). Das Gelände bestand anfangs des 20. Jahrhunderts aus Dauerritt, Reiten im Gelände, Steeple- Chase- Kurs (Rennbahn), Preisspringen und Dressur in der Form eines Preisreitens. Diese Anforderungen blieben im groben Rahmen bis in die heutige Zeit erhalten und stellen immer noch eine große Belas- tung für die Pferde dar.

Schon HABEL (1982) wies auf den Rückstand der Trainingsmethoden, die in erster Linie auf überlieferten Erfahrungen und nicht, wie im Humansport, auf wissenschaftli- chen Erkenntnissen beruhen, hin. Diese Kritik hat in weiten Bereichen auch heute noch Gültigkeit, da systematisches Wettkampf- und Trainingsmonitoring oder die Anwendung moderner sportmedizinischer und wissenschaftlich begründeter Trai- ningsmethoden bei Hochleistungsvielseitigkeitspferden bis heute noch nicht etabliert sind.

Zwar sind zwischenzeitliche zahlreiche Arbeiten zur Leistungs- und Belastungserfas- sung bei Hochleistungsvielseitigkeitspferden erschienen. Sie bezogen sich aber na- hezu ausschließlich auf einzelne oder wenige Ereignisse als auch Wettkämpfe und erfassten keine Trainingsaktivitäten derselben Pferde. Eine Ausnahme bildet die Ar- beit von SERRANO et al. (2002), die sowohl Wettkampf als auch Training an gleichen Pferden beschrieb. Wobei sich in den Ergebnissen, insbesondere auch der eigenen Arbeitsgruppe (JAEK, 2004; HARBIG, in Vorbereitung), immer wieder Defizite in der Beurteilung von Teilstrecken und Geschwindigkeiten im Feld herausstellten.

Weiterhin scheint, abgesehen von der eigenen Arbeitsgruppe (JAEK, 2004; HARBIG, in Vorbereitung), keine Arbeit vorzuliegen, die von einer annähernd identischen Gruppe von Hochleistungsvielseitigkeitspferden während einer ganzen Saison Leistungs- und Belastungsdaten erhoben hat. Der Einsatz von Global Positioning System (GPS) könnten auch diese bislang methodisch nur schwer zugänglichen Be- reiche öffnen.

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10 1 Einleitung

Zielsetzung der vorliegenden Arbeit war es, eine weitgehend gleiche Gruppe von Hochleistungspferden der Disziplin Vielseitigkeit, die zum Teil im gleichen Jahr bei den olympischen Spielen in Athen starteten, über die gesamte Saison mit einer Kombination von neuer GPS Technologie und klassischen Verfahren (Herzfrequenz- und Blutlaktatmessung) zu begleiten, und Daten zu erheben, die bislang nicht er- fassbar waren (z.B. teilstreckenspezifische Geschwindigkeits- und Herzfrequenzbe- ziehungen).

Daten sollten nicht nur im Wettkampf, sondern sofern möglich, auch im Training er- fasst werden, um Aufschlüsse über Trainings- und Wettkampfbelastungen zu erhalten.

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2 Literaturübersicht 11

2 Literaturübersicht

2.1 Physiologische Vorgänge unter Belastung

Eine Erhöhung der Muskelaktivität bedeutet immer eine Erhöhung des Energiebe- darfs, wobei die Art des Bedarfs durch Intensität und Dauer bestimmt wird. Entspre- chend wird das Training eines gesunden Pferdes zur Steigerung der Leistungsfähig- keit so konzipiert, dass es durch Wiederholungen der Trainingsinhalte zu einer Adap- tion der benötigten Stoffwechselvorgänge kommt. Dabei sind Herzfrequenz und Blut- laktatkonzentration anerkannte, aber indirekte Indikatoren, die helfen sollen, meist in Form von standardisierten Belastungstest, die Leistungsfähigkeit eines Pferdes zu beurteilen (ENGELHARDT VON, 2000). Denn auf Wettkämpfen und während dem täglichen Training fehlt im Vergleich zu Belastungstests meist die Möglichkeit, die Geschwindigkeit als Indikator für die Intensität der Belastung zu bestimmen.

Physiologische Vorgänge unter Belastung unterliegen einer Vielzahl von Mechanis- men und Regelkreisen, von denen im Folgenden nur einige angesprochen werden sollen.

2.1.1 Mechanismen zur Energiebereitstellung im Muskel

Die Energiebereitstellung im Form von ATP (Adenosintriphoshat) erfolgt durch enorm komplexe Mechanismen im Körper. Aufgrund dessen sollen nachfolgend nur einige wichtige Punkte dargestellt werden (Abb. 2.1.1).

Für jede Muskelkontraktion kann eine Vielzahl von intra- und extramuskulären Sub- straten zur Synthese von ATP während der Belastung bereitgestellt werden, unter anderem: Creatinphosphat, Muskelglykogen, Blutglukose, Laktat und freie Fettsäu- ren aus dem Fettgewebe oder aus intramuskulären Speichern. Je nach Stoffwechsel- lage erfolgt die Bereitstellung auf aerobem oder anaerobem Wege, wobei die anaerobe Energiebereitstellung energetisch ungünstiger und von kürzerer Dauer ist.

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12 2 Literaturübersicht

Während Belastungen von kurzer Dauer bei hoher Intensität, wie z.B. maximale Be- lastungen, sind ATP aus intramuskulären Speichern, Creatinphosphat und Glykogen (Abbau zu Laktat) die primären Substrate zur Energiebereitstellung (WITHERS et al., 1991). Von dem vorhandenen ATP wird aber lediglich 30- 50%, vom gespeicherten Muskelglykogen 50- 60% genutzt. Creatinphosphat wird im Gegensatz dazu meist vollständig gespalten (SPRIET et al., 1987; SÖDERLUND und HULTMAN, 1991).

Parallel zur Spaltung der Substrate kommt es zu einem Anstieg von H⁺ Ionen, Laktat und freiem anorganischem Phosphat in der Muskulatur.

Neben den genannten anaeroben Energielieferanten, die die Hauptenergiequelle während maximaler Belastung darstellen, kann ein Teil der Energie bei einer Dauer von 30- 60 Sekunden auch über aerobe Stoffwechselwege bereitgestellt werden (MEDBÖ und TABATA, 1989).

Bei submaximaler Belastung hingegen werden fast ausschließlich Kohlenhydrate und Fette in Form von Blutglukose (z.B. aus Leberglykogen ), Muskelglykogen und freien Fettsäuren über oxidative (aerobe) Stoffwechselwege zur ATP Bildung herangezogen. Ein weiterer Energielieferant auf oxidativen Wege bildet das Laktat (BROOKS, 1991), da beim Übergang zwischen Ruhephase und submaximaler Be- lastung auch anaerobe Stoffwechselwege eine Rolle spielen. Hierbei kommt es zu einem Sauerstoffdefizit, welches sich in Akkumulation von Laktat und der Spaltung von Creatinphosphat widerspiegelt. Neben dem nicht ausreichenden Sauerstoff- transport durch das kardiovaskuläre System wird ebenfalls eine Verzögerung des mitochondralen Stoffwechsels für diesen Effekt in Betracht gezogen (GRASSI et al., 1996).

Insgesamt stellt sich aber der Sauerstoff- und Substrattransport als determinierende Faktoren der Energiebereitstellung dar.

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ATP: Dauer: wenige Sekunden Creatinphosphat: Dauer 10 - 30 sec anaerob: Dauer: weitere 20 - 30 sec

Skelettmusku- latur + Herz-

muskel Laktat

Fettgewebe Fettsäuren

Lunge

Muskel/ Leber Glykogen

Haut

Darm Kohlenhydrate

(in Form von Blut- glukose) und andere Substrate

Muskel- energie Pyruvat

CO

₂

+ H

₂

O

1. ATP Energiereich

AMP + Wärme 4. aerob (O2)

2. Creatin- phosphat 3. anaerob

aerob Dauer : dauerhaft, aber langsam, setzt nach ca. 60 sec ein Dauer der Verfügbarkeit [Dauer]

Abbildung 2.1.1 Schematische Darstellung der vielfältigen Energiebereitstel- lung (modifiziert nach GUYTON (1991))

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2.1.2 Das kardiovaskuläre System

Das kardiovaskuläre System dient in erster Linie dem Transport verschiedener Sub- strate, unter anderem dem Sauerstofftransport. Daraus ergibt sich, dass das kardio- vaskuläre System auf veränderte Anforderungen des Organismus schnell reagieren muss. Diese veränderten Anforderungen können kurzfristig (z.B. durch einmalige Belastung) oder längerfristig (z.B. durch mehrfache Wiederholung der gleichen oder ähnlicher Belastung) bestehen.

Aufgrund der Vielzahl und Komplexität der Reaktionen auf Belastungen sollen im folgenden nur einige Punkte besprochen werden.

2.1.2.1 Unter Belastung

Das Herz spielt hinsichtlich der Reaktion auf veränderte Anforderungen im kardio- vaskulären System durch Belastung eine zentrale Rolle.

Herzfrequenz und maximale Herzfrequenz (HRmax)

In Ruhe schlägt das Herz des Pferdes zwischen 30 und 40 mal pro Minute. Unter Belastung kommt es in Abhängigkeit der Intensität zunächst zu einem raschen An- stieg der Herzfrequenz (OKONEK, 1998), der mit einer Beschleunigung des Blutflus- ses einhergeht und unter Beteiligung anderer Faktoren den erhöhten Sauerstoff- und Substratbedarf der Skelettmuskulatur deckt. Insbesondere der Sauerstoffbedarf kann oft einen limitierenden Faktor in bezug auf die Leistungsfähigkeit darstellen (HINCHCLIFF und GEOR, 2004).

Bei submaximaler Belastung werden Herzfrequenzbereiche von 120 - 210 bpm angegeben, wobei in diesem Bereich eine Linearität zwischen Geschwindigkeits- (Belastungsintensität) und Herzfrequenzanstieg vorliegt. Bei weiterem Anstieg der Belastung (Geschwindigkeit) wird die Steigung der Herzfrequenzkurve immer flacher bis eine Plateaubildung im Bereich der maximalen Herzfrequenz erfolgt. Dort ist die Linearität zwischen Geschwindigkeits- und Herzfrequenzanstieg nicht mehr gegeben (EHRLEIN et al., 1970). Zu beachten ist, dass die Linearität der Herzfrequenz mit der Geschwindigkeit für jedes Pferd individuell verschieden ist (SCHROTER et al., 1996),

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und sie bei untrainierten Pferden stärker ausgeprägt ist als bei trainierten. (HARKINS et al., 1993). Neben standardisierten Versuchen ist diese Linearität zwischen Herz- frequenz und Geschwindigkeit auch im Feld reproduzierbar (SERRANO et al., 2001).

Die maximale Herzfrequenz ist definiert als Punkt, an dem trotz Steigerung der Ge- schwindigkeit kein Herzfrequenzanstieg mehr zu beobachten ist (EVANS, 1988). Sie liegt meist zwischen 204 und 241 bpm und ist individuell verschieden. Mit steigendem Alter verringert sie sich, wobei eine Beeinflussung durch Training nicht nachge- wiesen werden konnte (BETROS et al., 2002). Trotzdem kann die HRmax innerhalb eines Stufentest für die Beurteilung der Leistungsfähigkeit herangezogen werden, da eine Erhöhung der Geschwindigkeit bei Erreichen der individuellen HRmax eines Pfer- des für eine Verbesserung der körperlichen Fitness steht (EVANS, 1994).

Schlagvolumen

Das Schlagvolumen beschreibt das Blutvolumen, das pro Herzschlag vom Herz aus- geworfen wird. Es kann unter Belastung von seinem Ruhewert in Höhe von 800 - 900 ml (BAYLY, 1983) um ca. 20- 50% ansteigen (THORNTON et al., 1983). Beim Men- schen werden die höchsten Schlagvolumina erst kurz nach der Belastung erreicht, da die Herzfrequenz mit Ende der Belastung rasch abfällt, die Höhe des venösen Rückstrom zunächst aber noch erhalten bleibt (MARTIN et al., 1993).

Einen Anhaltspunkt für die Größe des Herzens bildet die sogenannte „heart score“.

Sie gibt die Länge des QRS Komplex des EKGs in Millisekunden an. Je länger der QRS- Komplex andauert, desto größer ist das Herz. Ein großes, insbesondere mus- kulöses Herz nimmt einen Einfluss auf das Schlagvolumen (POOLE und ERICKSON, 2004).

Das Gewicht und damit die Größe eines Pferdeherzen beträgt ca. 0,9 - 1,1% des Gesamtkörpergewichts und ist damit höher als das vieler anderer Tierarten (POOLE und ERICKSON, 2004). Ob das Gewicht genetisch determiniert ist wird kontrovers diskutiert (KLINE und FOREMAN, 1991), wobei bei Vollblütern (Rennpferden) erheblich höhere Herzgewichte festgestellt wurden als bei anderen Pferderassen. Das schwerste Herz wog 8,2 kg. Im Vergleich dazu hat das Herz eines durchschnittlichen Hengstes ein Gewicht von ca. 5,5 kg. Zusammen mit der Herzfrequenz bestimmt das

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Schlagvolumen das Herzminutenvolumen, so dass bei einem Herzgewicht von 8,2 kg ein maximales Herzminutenvolumen von 450 l/min angenommen werden kann, wäh- rend der durchschnittliche Hengst nur ein maximales Herzminutenvolumen von ca.

250 l/min hat (ausgehend von der gleichen maximalen Herzfrequenz).

Herzminutenvolumen (HMV)

Das Herzminutenvolumen ist definiert als das Produkt von Herzfrequenz und Schlag- volumen. Es ist also die Menge Blut, die das Herz pro Minute auswirft.

Eine Erhöhung des Herzminutenvolumens wird entsprechend durch einen Anstieg des Schlagvolumens und der Herzfrequenz erreicht, wobei die Herzfrequenz den größeren Einfluss hat (EVANS, 1988; CLAYTON, 1991).

Zusammen mit der Sauerstoffkapazität des Blutes bildet das Herzminutenvolumen eine zentrale Rolle der aeroben Kapazität des Pferdes (HINCHCLIFF und GEOR, 2004). Die Herzfrequenz ist wiederum nicht geeignet als alleiniger Parameter zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit des Pferdes herangezogen zu werden, denn ge- rade der Sauerstofftransport als limitierender Faktor der Energiebereitstellung wird neben der Herzfrequenz durch eine Vielzahl von Parametern determiniert. Weiterhin spiegelt sich die Energiebereitstellung über anaerobe Stoffwechselwege in der Herz- frequenz alleine nicht wider. Vielmehr besitzt die Herzfrequenz in Verbindung mit Geschwindigkeiten und Blutlaktatkonzentrationen während oder nach der Belastung ein weitaus größere Aussagekraft als ohne (siehe auch 2.1.3).

2.1.2.2 Adaption und Veränderungen durch Training

Wiederholung von Belastungen führen besonders im kardiovaskulärem und musku- loskelettärem System zu Adaptionen, wie z.B. Gewichtszunahme des Herzens, ver- besserte Kapillarisierung der Muskulatur, Dickenzunahme der Muskelfibrillen u.a., die als Konsequenz auch zu Veränderungen der in 2.1.2.1 beschriebenen kardiovaskulä- ren Parameter unter Belastung führen.

Die Ruheherzfrequenz gilt im allgemeinen als nicht durch Training beeinflussbar (SKARDA et al., 1976; BAYLY, 1983; FOREMAN, 1990; ENGELHARDT VON, 2000).

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Im Verlauf verschiedener Studien zum Thema Training gemessene niedrigere Ruhe- herzfrequenzen am Ende der Versuche werden auf die Gewöhnung der Pferde an Umgebung und Ablauf zurückgeführt und nicht als Adaption im Form eines Trainings- fortschritts angesehen (PHYSICK-SHEARD, 1985; SEXTON et al., 1987; SLOET VAN OLDRUITENBORGH-OOSTERBAAN, 1990).

Bei submaximaler Belastung hingegen wurde in vielen Studien ein Trainingseffekt derart gefunden, dass die Herzfrequenz bei trainierten Pferden bei gleicher Belas- tungsintensität auf einem niedrigeren Niveau lag als bei untrainierten Pferden (ERICKSON et al., 1987; SEXTON et al., 1987; Sloet van Oldruitenborgh- Oosterbaan, 1990 ; HARKINS und KAMERLING, 1991; OKONEK, 1998; MELFSEN- JESSEN, 1999).

Es lässt sich daraus ableiten, dass die Herzfrequenz bei submaximaler Belastung zur Beurteilung eines Leistungsfortschritts geeignet ist. Um eine Vergleichbarkeit des Leistungsfortschritts zwischen verschiedenen Pferdegruppen herzustellen, wird die lineare Abhängigkeit zwischen Herzfrequenz- und Geschwindigkeitsanstieg im sub- maximalen Bereich genutzt (SEEHERMAN und MORRIS, 1990; SEXTON und E- RICKSON, 1990; AMORY et al., 1993; PHYSICK-SHEARD et al., 2000). Dazu wird im allgemeinen die Geschwindigkeit, bei der eine bestimmte Herzfrequenz erreicht wird, z. B. 200 bpm (V200) oder 140 bpm (V140), ermittelt. Die Bestimmung von V200 ist sowohl auf dem Laufband als auch im Feldtest auf der Rennbahn möglich (FOREMAN et al., 1999; KOBAYASHI et al., 1999; HENNINGS, 2001).

Liegt ein Leistungsfortschritt vor, erfolgt ein Anstieg der Geschwindigkeit bei der ent- sprechenden Herzfrequenz (OHMURA et al., 2002). EATON et al. (1999) konnten einen Leistungsfortschritt neben dem Training bei submaximaler Belastung, auch durch Training bei niedriger oder mittlerer Trainingsintensität, nachweisen. Neben dem Training können auch andere Variablen, wie das Alter des Pferdes die V200 beeinflussen. So konnten COUROUCE et al. (2002) bei Trabern mit steigendem Alter parallel zum Training einen Anstieg der V200 beobachten. Die maximale Herzfre- quenz ist hingegen nicht durch Training beeinflussbar

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Da die maximale Herzfrequenz durch Training nicht beeinflussbar ist (BETROS et al., 2002), manifestiert sich eine trainingsbedingte Erhöhung des Herzminutenvo- lumens über eine Steigerung des Schlagvolumens. Insgesamt werden Steigerungen von über 20% in der Literatur angegeben (ENGELHARDT VON, 2000). Wobei hier nur zwei Faktoren genannt werden.

1. Die Erhöhung des Schlagvolumens kann durch eine trainingsinduzierte Ver- größerung der linken Herzkammer, die mit einer Wanddickenzunahme einhergeht, erfolgen (YOUNG, 1999).

2. Bezüglich dieser Thematik wird ebenfalls diskutiert, inwieweit die trainingsinduzierte Erhöhung des Plasmavolumens über den Frank- Starling- Mechanis- mus (Frank- Starling- Mechanismus bedeutet: eine erhöhte Vorlast in Form eines erhöhten venösen Rückstroms bewirkt eine vermehrten Füllung und Deh- nung der rechten Kammer, die darauf mit einer stärkeren Kontraktion reagiert) zu einer Erhöhung des Schlagvolumens führen kann (POOLE und ERICK- SON, 2004).

2.1.3 Das energetische System

Im Rahmen der Energiebereitstellung kommt es unter anderem zu der Bildung von Laktat als Metabolit des anaeroben Kohlenhydratstoffwechsels, der wiederum als Substrat für die oxidative Energiegewinnung zur Verfügung stehen kann. Da in der vorliegenden Arbeit die Blutlaktatkonzentration bei Vielseitigkeitspferden bestimmt worden ist, soll im folgenden auf einzelne Punkte des Laktatstoffwechsels, sowie auf Laktat im Rahmen der Leistungsdiagnostik eingegangen werden.

Die Bestimmung von Laktat kann im Vollblut oder im Plasma erfolgen. Die Ergebnis- se der beiden Methoden sind eng miteinander korreliert (MARLIN et al., 1991), wobei die Messungen im Vollblut meist den höheren Wert repräsentieren (HEPPES, 2003).

Insgesamt muss im Vollblut immer von höheren Blutlaktatwerten ausgegangen werden als ermittelt wurden, da sich bis zu 50% des Blutlaktats in den Erythrozyten be- finden kann (VÄIHKÖNEN et al., 1999).

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Laktat unterliegt ständiger Synthese- und Abbauvorgänge. Erst wenn unter Belas- tung die Syntheserate die Abbaurate überschreitet, kommt es zur Akkumulation und damit zu einem Anstieg der Blutlaktatkonzentration (BROOKS, 1985), wobei eine Abhängigkeit zwischen der Intensität der Belastung (meist als Geschwindigkeit definiert) und der Höhe der gemessenen Blutlaktatkonzentrationen besteht (EATON et al., 1995b). So konnten unter Belastung Blutlaktatwerte gemessen werden, die einer über 40-fachen Erhöhung des Ruhewertes entsprachen (Tab. 2.1.1). Insgesamt wurden im Vergleich verschiedener Disziplinen im Vielseitigkeitssport die höchsten Wer- te ermittelt (siehe auch 2.2.2)

Tabelle 2.1.1 Im Zusammenhang mit dieser Arbeit interessante Blutlaktatkon- zentrationen in Ruhe und unter Belastung

Pferde Beprobungsort Laktatkonzentration

[mmol/l] Literaturangabe Ruhe Belastung

Belastungstest im

Feld 0,5 + 0,1^a 3,4 + 1,6^a (SERRANO et al., 2001) Training¹ 0,3 - 0,7^b 0,3 - 9,4^b (SERRANO et al.,

2002) Vielseitigkeits-

pferde

Wettkampf² 7,6 - 40,2^b (WHITE et al., 1995a)

Springpferde Wettkampf³ <1 9,04 + 0,9^a (ART, 1990) Galopper

(Vollblüter)

Belastungstest im Feld⁴

13,4 + 0,9- 15,6 + 0,6^c

(FOREMAN, 1990) Traber Feldtest (submaxi-

male Belastung)

0,4 + 0,24 -

1,2 + 1 bis 26^d (DAVIE et al., 2002) Ponys Laufband mit Stei-

gungen bis 7% 1,2 + 0,1^a 1,9 + 0,7- 18,1 + 1,5^c

(SEXTON und ERICKSON, 1990)

1 Training für Prüfungen der schweren Klasse ^a Mittelwert mit Standardabweichung [s]

2 Prüfungen der mittelschweren und schweren Klasse ^b Spannbreite

weitere Wettkampfdaten siehe 2.2.2 ^cSpannbreite der Mittelwerte mit s

3 Prüfungen der mittelschweren Klasse ^d Maximum

4 nach konventionellem Training

5 bei submaximaler Belastung

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Stellt man die Laktatakkumulation als Laktatgeschwindigkeitskurve (Abzisse Ge- schwindigkeit; Ordinate Blutlaktatkonzentration) dar, folgt sie einer ansteigenden exponentiellen Funktion, wobei der Umschlag zwischen flacher und steiler Steigung der Kurve als OPLA oder OBLA „onset of plasma or blood lactat accumulation“ (GYSIN et al., 1987) bezeichnet wird. Bis zu dem Bereich stehen Laktatsynthese und –abbau in Form eines steady states im Gleichgewicht. In der Literatur wird für die OPLA/OBLA oft 4 mmol/l angegeben. Dieser Wert stammt ursprünglich aus der Hu- mansportmedizin und wird in der Literatur häufig als anaerobe Schwelle bezeichnet.

Die Berechnung erfolgte auf Grundlage der exponentiellen Beziehung zwischen In- tensität und Blutlaktatkonzentration (BROOKS, 1985). Dieser Wert kann auch im Pferdesport als VLa4 (Geschwindigkeit, bei der eine Blutlaktatkonzentration von 4 mmol/l erreicht wird) zur Beschreibung des Leistungszustandes dienen. Neuerdings dürfte es die Dynamik des Laktatstoffwechsels aber nicht rechtfertigen von einem Schwellenwert zu sprechen.

Adaptionen in Form eines Trainingsfortschritts können sich in einer Verschiebung der Laktatgeschwindigkeitskurve nach rechts bzw. in einer Verringerung der Steigung darstellen, d.h. bei gleicher Blutlaktatkonzentration kann eine höhere Geschwindig- keit erreicht werden bzw. die Akkumulation von Laktat setzt später ein (BAYLY, 1983; MELFSEN-JESSEN, 1999). Durch Training bei mittlerer bis hoher Intensität, kann sowohl die aerobe als auch die anaerobe Kapazität verbessert werden, wobei nur Veränderungen der aeroben Kapazität sich in der die Höhe der Blutlaktatakku- mulation bzw. der Abbaurate widerspiegeln. Somit ist die Laktatgeschwindigkeitskur- ve hinsichtlich Verbesserungen der anaeroben Kapazität nur bedingt aussagekräftig (HINCHCLIFF et al., 2002).

Aerobe Kapazität

Die maximale aerobe Kapazität (VO2max) ist identisch mit der maximalen Sauerstoff- aufnahme. Sie beschreibt die Menge an Sauerstoff, die maximal von der Muskulatur aufgenommen und genutzt werden kann (POOLE und ERICKSON, 2004). Die Mes- sung erfolgt individuell für jedes Pferd. HINCHCLIFF et al. (2002) ermittelten die

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VO2max, indem sie schrittweise die Geschwindigkeit steigerten. Lag bei Steigerung der Geschwindigkeit die Erhöhung der Sauerstoffaufnahme unter 4 ml/kg/min, wurde der Wert als das Maximum angesehen. VO2max spiegelt somit die Quantifizierung der Kapazität der aeroben ATP- Synthese wider und ist der determinierende Faktor der Ausdauer (BOSQUET et al., 2002), wobei eine Vielzahl von Faktoren die Höhe der VO2max beeinflussen. Eine Besonderheit des Pferdes bezüglich der Sauerstofftrans- portkapazität ist die Speichermilz. Im Ruhezustand des Körpers sind in der Milz E- rythrozyten (Erythrozyten sind Träger von Hämoglobin, welches für den Sauerstoff- transport im Blut zuständig ist) gespeichert, so dass dort ein Hämatokrit (Anteil der zellulären Bestandteile im Blut) von ca. 80% vorliegt, während der Hämatokrit im peripheren Blut ca. 35% (rassenabhängig) beträgt (PERSSON, 1967). Bei physischem oder psychischem Stress (fight and flight) kommt es unter Adrenalineinfluss zu einer Kontraktion und damit mehr oder weniger starken Entleerung der Milz, so dass der Hämatokrit des peripheren Blutes auf bis zu 60% ansteigen kann. Dabei erhöht sich nicht nur die Erythrozytenanzahl bzw. der Hämoglobinanteil pro Volumeneinheit Blut, sondern auch die Viskosität des Blutes. Dadurch kommt es zu einer Vergrößerung des kapillären Widerstand und zu einer Verlangsamung der Fließgeschwindigkeit, die zwängsläufig zu einer Verringerung des Herzminutenvolumens führt. Weiterhin hat die Viskösität einen Einfluss auf Thermoregulation (KLINE und FOREMAN, 1991).

Somit ist eine Erhöhung des Hämatokrits zur Steigerung der Sauerstofftransportka- pazität nur bis zu einem bestimmten Punkt möglich.

Neben dem kardiovaskulären System nehmen ebenfalls respiratorisches System, z.B. Sauerstoffaufnahme über Diffusion in dem Lungenkapillaren und auch die Mus- kulatur, z.B. Kapazität der mitochondralen Enzyme, Einfluss auf die VO2max. Durch die Beteiligung der verschiedenen Organsysteme variiert ebenfalls der limitierende Faktor der aeroben Kapazität in Abhängigkeit von der Intensität der Belastung. Bei maximaler Belastung ist der Gasaustausch in der Lunge der limitierende Faktor, ob- wohl die Sauerstoffaufnahme um bis zu 29, 4% des Ruhewertes ansteigen kann (BUTLER et al., 1993). Bei submaximaler Belastung limitiert der Sauerstofftransport aus der Lunge in die Mitochondrien der Muskulatur die aerobe Kapazität.

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POOLE und ERICKSON (2004) zeigen anhand folgender Formel, dass der Sauer- stofftransport sich nochmals über Einzelfaktoren definiert und eine Veränderung der aeroben Kapazität folglich eine Veränderung komplexer Mechanismen darstellt:

Höhe des Sauerstofftransport = Herzfrequenz x Schlagvolumen x Hämoglobinkonzentration x O2 Bindungskapazität des Hämoglobins x Sättigung des Blutes

Entsprechend sollten indirekte Messungen der aeroben Kapazität auf Basis eines Faktors, wie z.B. der Geschwindigkeit auf einer definierten Strecke , kritisch betrachtet werden

Anaerobe Kapazität

Definiert wird die anaerobe Kapazität, als die insgesamt geleistete Arbeit über 30 Sekunden, berechnet wird sie als Summe aller 5 Sekunden Peak power outputs (Kraft x Distanz/ Zeit) oder als Produkt aus Kraft und Gesamtdistanz (MCARDLE et al., 2001). Der Berechnung geht ein speziell zur Bestimmung der anaeroben Kapazi- tät entwickelten Test des Wingate Instituts (Israel, 1970) voraus.

Während Belastungen hoher Intensitäten ist der Organismus sowohl auf aerobe als auch auf anerobe Stoffwechselwege angewiesen. Je weiter die Intensität steigt, des- to höher wird der Anteil des anaeroben Stoffwechsels. So führt zum Beispiel die Ent- leerung der intramuskulären Glykogenspeicher (Substrat unter anderem für die anaerobe Energiebereitstellung) zu einem Abfall der Leistungsfähigkeit. Dabei ist bekannt, dass die anaerobe Kapazität Einfluss auf die Leistungsfähigkeit von Pferden hat. Die näheren Umstände sind jedoch noch nicht weiter untersucht (LACOMBE et al., 1999).

Die indirekte Berechnung der anaeroben Kapazität über die MAOD (Maximal Accu- mulated Oxygen Deficit) stellt derzeit für Pferde die einzige Möglichkeit dar, sie zu bestimmen (PÖSÖ et al., 2004). Berechnet wird die anaeroben Kapazität aus der Differenz von Sauerstoffbedarf und maximaler Sauerstoffaufnahme (EATON et al., 1995a). Eine Erhöhung der anaeroben Kapazität führt folglich zu einer Erhöhung der MAOD, aber nicht zwangsläufig zu einer Abfall der OPLA. HINCHCLIFF et al. (2002)

(23)

konnten durch Training bei hohen Intensitäten einen Anstieg der MAOD um 27%

nachweisen, wobei die Blutlaktatkonzentration bei der VO2max konstant blieb. Folglich trat durch Verbesserung der aeroben und anaeroben Kapazität die Ermüdung später ein.

2.1.4 Ermüdung der Muskulatur

Jede Belastungen kann zur Ermüdung führen. Ermüdung ist die Vorstufe zur Er- schöpfung, die gesundheitliche Schäden für das Pferd nach sich ziehen können und häufig in Unfällen resultiert. Erste Anzeichen der Ermüdung sind z. B. Nachlassen der Intensität der Bewegung.

In der Vielseitigkeit wird das Pferd verschiedenen Arten der Belastung ausgesetzt.

Entsprechend kann Ermüdung durch eine, aber auch durch verschiedene Formen der Belastung, hervorgerufen werden. Klinisch zeigt sich Ermüdung u.a. in Form von Koordinations- und Konzentrationsstörung, wie z.B. Unregelmäßigkeiten im Bewe- gungsablauf und Kopfschlagen (MCMIKEN, 1983). Allgemein differenziert wird in Ermüdung durch Belastungen hoher Intensität und Ermüdung durch Belastungen niedriger Intensität bei entsprechend längerer Dauer (PÖSÖ et al., 2004).

Die Ursachen der Ermüdung sind entsprechend vielfältig und komplex, so dass bis heute der genaue Mechanismus des Zusammenwirkens der verschiedenen Einfluss- faktoren noch nicht geklärt ist (GLADDEN, 2004). Aus diesem Grund sollen hier nur einige Punkte besprochen werden.

(24)

Verlangsamter

Muskelkontraktionszyklus, Hyperthermie

1. Erschöpfung von Energiereserven (z.B. Glykogen)

Reduktion des Blutglukosespiegels Verlangsamter

Muskelkontraktionszyklus

1. Akkumulation von Laktat und anderen Stoffwechselprodukte:

Erniedrigung des pH- Werts in der Muskulatur

Reduktion der Freisetzung und

Aufnahme von Calcium 2. Verlust von Elektrolyten und Wasser 2. Erschöpfung von Energiereserven

(ATP, Glykogen)

(3. Zentrale Ermüdung durch vermehrte Ausschüttung von Serotonin)

Hochintensive

Belastung bei kürzerer Dauer (Rennbahn oder Phase D*)

Niederintensive Belastung bei längerer Dauer

(Wegestrecken*)

* Teile einer langen Vielseitigkeitsprüfung Tab. A 3- 5, Phase D entspricht der Querfeldeinstrecke

Abbildung 2.1.2 Ursachen der Ermüdung ausgehend von verschiedenen Belas- tungsintensitäten nach Angaben von PÖSÖ et al.(2004)

Die Akkumulation von Laktat im Blut und in der Muskulatur kann durch zwei verschieden Mechanismen an der Ermüdung beteiligt sein. Die Grundlage bildet die dis- sozierte Form des Laktats, in der es zu mehr als 99% bei physiologischem pH Wert vorliegt. Die Wasserstoffprotonen der dissozierten Form des Laktats führen zusammen mit anderen Faktoren (GLADDEN, 2004) zu einer Senkung des pH Werts und damit zu einer metabolischen Azidose, die Störungen im Calciumstoffwechsel der kontraktilen Elemente Myosin und Aktin hervorufen kann (SAHLIN, 1992). Die Ermü- dung resultiert dabei aus einer verlangsamten Muskelkontraktion. Das Laktatanion hingegen scheint einen geringeren Einfluss auf den Kontraktionszyklus zu haben (GLADDEN, 2004). In Versuchen an einem isolierten M. gastrocnemius eines Hun-

(25)

des konnte durch Laktatanionen eine Reduktion der Kontraktionskraft um 15% festgestellt werden, wobei das pH Milieu dem eines inaktiven Muskels entsprach (HOGAN et al., 1995).

WESTERBLAD(2002) führt als möglichen weiteren Einflussfaktor der Muskelermü- dung die Akkumulation von anorganischem Phosphats an, welches durch Spaltung des Kreatinphosphat entsteht. Hierbei ist noch nicht geklärt, ob die Akkumulation von anorganischem Phosphat einen primären Faktor der Ermüdung darstellen könnte oder erst im Zusammenhang mit einer metabolischen Azidose Einfluss nehmen kann.

Ammoniak wird ebenfalls als Ermüdungsfaktor diskutiert. Es entsteht durch Desami- nierung von Adenosinmonophosphat und kann die Decarboxylierung von Pyruvat einschränken, wodurch es zu einer vermehrten Bildung von Laktat kommt. Zusätzlich ist Ammoniak in der Lage, die Blut - Hirn-Schranke zu passieren und kann durch sei- ne Toxizität zu Störungen im zentralen Nervensystem führen (MILLER und LAW- RENCE, 1986)

Im Training ist Ermüdung bis zu einem gewissen Maß notwendig. Der Wechsel zwischen Belastung, Ermüdung und Erholung wird dabei gezielt angesteuert. Die Ermü- dung stellt in diesem Zusammenhang die Voraussetzung für Leistungsverbesserun- gen dar. Wiederholte, zur Ermüdung führende Beanspruchungen resultieren in der Ausschöpfung von Funktionsreserven, die wiederum zur Anpassung dieser Reserven und damit zu einer Leistungsverbesserung führen (MARTIN et al., 1993). Es wird dabei aber klar zwischen Ermüdung im Sinne des Trainings und Ermüdung als Vor- stufe zur Erschöpfung unterschieden.

2.1.5 Erholung

Erholung beschreibt die Phase, in der der Organismus nach Belastung wieder in seinen Ruhezustand zurückkehrt. Davon ist unter anderem das kardiovaskuläre Sys- tem, das respiratorische System, das energetische System, der Bewegungsapparat und die Thermoregulation betroffen. Erholung ist somit keine feste Größe, sondern muss in Abhängigkeit der Belastung für spezifische Systeme, Organe oder Funktio- nen gesondert betrachtet werden. Im energetischen System steht dabei die Wieder-

(26)

auffüllung der hochenergetischen Phosphatspeicher (ATP und Creatinphosphat), der Glykogenspeicher und der Um - bzw. Abbau der Laktatakkumulation im Vordergrund.

Als Folge dessen benötigt der Organismus nach der Belastung mehr Sauerstoff als in Ruhe (MCARDLE et al., 2001).

EPOC

Excess Post Exercise Oxygen Consumption beschreibt die Menge an Sauerstoff, die nach Belastungsende benötigt wird, um den Stoffwechsel wieder in seinen Ruhezu- stand zu versetzen, also die Menge die benötigt wird, um die intrazellulären Speicher (ATP, Creatinphosphat, Glykogen) wieder aufzufüllen und im Zuge dessen, Metaboli- ten des anaeroben Stoffwechsels abzubauen. (GAESSER und BROOKS, 1984). Die Höhe des O2 Bedarfs richtet sich dabei nach der Art der Belastung.

Während nach leichter aerober Belastung der O2 Bedarf am geringsten ist und der Organismus schnell wieder in seinen Ruhezustand zurückkehrt, führt mittlere bis hohe Belastung (aerob/ anaerob) zu einem höheren O2 Bedarf in der Erholungsphase.

Der höchste O2 Bedarf in der Erholungsphase tritt nach Belastung maximaler Intensi- tät auf, da der Organismus während der gesamten Belastung mehr Energie benötigt als er aus aeroben Stoffwechselwegen synthetisieren kann. Somit übersteigt der Sauerstoffbedarf während der gesamten Belastung die aerobe Kapazität (MCARDLE et al., 2001). Das so entstandene Sauerstoffdefizit sollte aber nicht als „Sauerstoff- schuld“, die am Ende der Belastung zurückgezahlt wird, betrachtet werden, sondern vielmehr das Zusammenspiel zwischen aeroben und anaeroben Stoffwechsel darstellen (SCOTT, 2005).

Gestaltung der Erholungsphase

Neben dem Trainingszustand (OKONEK, 1998) nimmt auch die Gestaltung der Erho- lungsphase Einfluss auf die Dauer, die der Organismus benötigt nach einer Belas- tung wieder in seinen Ruhezustand zurückzukehren. In Abhängigkeit von der ge- wählten Gangart fallen Herzfrequenz und Blutlaktat unterschiedlich schnell ab (Tab 2.1.2).

(27)

Tabelle 2.1.2 Entwicklung von Herzfrequenz und Blutlaktat bei verschiedener Gestaltung der Erholungsphase nach maximaler Belastung Pferde

Literatur- angabe

Tempo während

der Erholung

Zeitpunkt nach Be-

lastung

Herz- frequenz

[bpm]

Herz- frequenz

[%]

Blutlaktat [mmol/l]

Laktat [%]

00 min 218,4 + 4,9 100 27 + 0,7 100 03 min 138,5 + 4,3 63,42 28,8 + 1,9 106,7 10 min 128,8 + 4,6 58,97 32,8 + 1,8 121,5 Stehen 30

min

30 min 110 + 7,1 50,37 27,7 + 2,3 102,6 00 min 207 + 4,2 100 /

03 min 164,6 + 5,9 79,52 / 10 min 164,4 + 5 79,42 / Schritt 30

min

30 min 95,4 + 7,1 46,07 /

00 min 209,2 + 3,9 100 23,6 + 2,7 100 03 min 194 + 5,7 92,73 28,4 + 2,9 120,3 10 min 184,8 + 4,7 88,33 21,9 + 1,7 92,8 Vollblüter

(Laufband) (LOVELL

und RO- SE, 1995)

Trab 15 min + Schritt 15

min 30 min 97,2 + 1,7 46,91 16,3 + 1,9 69,1 01 min 127,6 + 7,3 / /

05 min 103,6 + 2,1 / / Stehen 90

min 30 min 89 + 4,2 / /

01 min 123 + 7,4 / /

05 min 86 + 2,5 / /

Vollblüter (Laufband) (HUBBELL

et al., 1997)

Schritt 90

min 30 min 62 + 3,3 / /

Herzfrequenz

In der ersten 2- 3 Minuten nach der Belastung ist ein wesentlich schnelleren Abfall der Herzfrequenz zu beobachten als in den folgenden Minuten. Dabei können schon in der 2. Minute, Herzfrequenzen erreicht werden, die ca. 40 % unterhalb der Höchstwerte liegen (ART und LEKEUX, 1993; LOVELL und ROSE, 1995; HUBBELL

(28)

et al., 1997; MARLIN et al., 2001). Werden die Pferde in der Erholungsphase zu- nächst im Trab und danach im Schritt bewegt, fällt die Herzfrequenz langsamer ab, als wenn sie im Schritt bewegt bzw. stehen gelassen werden (LOVELL und ROSE, 1995). HUBBELL et al. (1997) wiesen in einer Studie nach, dass der Herzfrequenz- abfall im Schritt schneller erfolgt, als wenn die Pferde in der Erholungsphase stehen, während LOVELL und ROSE (1995) das Gegenteil beobachteten (Tab 2.1.2)

Blutlaktat

Hinsichtlich des Einflusses der Gestaltung der Erholungsphase auf den Abbau des Blutlaktats stellt sich ein anderes Bild dar (Tab. 2.1.2). Hier wurde die höchste Ab- baurate beobachtet, wenn die Pferde zunächst im Trab und anschließend im Schritt bewegt wurden (LOVELL und ROSE, 1995). Dabei kann schon 10 Minuten Traben den Abbau des akkumulierten Laktats erheblich beschleunigen (KRZYWANEK, 1988). Werden die Pferde hingegen stehen gelassen, kann es zum Teil zu einem Anstieg der Blutlaktatkonzentration bis zur 10 min post Belastung kommen, der von einem signifikant langsameren Abbau gefolgt wird, als wenn die Pferde Schritt gerit- ten werden oder traben. LOVELL und ROSE (1995) stellen in dem Zusammenhang die Vermutung an, dass der Blutlaktatabbau direkt mit der Intensität der Belastung in der Erholungsphase korreliert ist.

2.2 Anforderungen an Vielseitigkeitspferde im Wettkampf 2.2.1 Reglement in Vielseitigkeitsprüfungen

Die Anforderungen in Vielseitigkeitsprüfungen werden für nationalen Prüfungen durch die Leistungsprüfungsordnung (LPO, DEUTSCHE REITERLICHE VEREINI- GUNG, 2003), für internationale Prüfungen durch die Rules for Eventing der FEI (FEDERATION EQUESTRE INTERNATIONALE, 2003) reglementiert.

Lange Prüfungen, als CCI (Concours Complet International) oder Große Vielseitig- keitsprüfungen bezeichnet, besteht im wesentlichen aus den Teilprüfungen: Dressur, Gelände und Springen, die in der angegebenen Reihenfolge an mindestens 3 auf- einanderfolgenden Tagen abgehalten werden (Three - Day - Event).

(29)

Die Geländeprüfung gliedert sich in vier Phasen:

Phase A Wegestrecke Phase B Rennbahn Phase C Wegestrecke

Phase D Querfeldeinstrecke mit Hindernissen,

wobei Geschwindigkeiten, Streckenlängen und Abmessungen der Sprünge vorgege- ben werden (Tab. A 3 - 5). Zusätzlich erfolgen nach dem Regelwerk der FEI und der LPO Verfassungsprüfungen.

Kurzprüfungen werden als CIC (Concours International Court) oder als Vielseitig- keitsprüfung bezeichnet. Dabei wird die Dressurprüfung als erste Teilprüfung durch- geführt. Die weitere Reihenfolge ist beliebig. Die Geländeprüfung der CIC besteht aus der Phase A, wenn der Veranstalter des Turniers diese vorsieht, ansonsten lediglich aus der Phase D (Querfeldeinstrecke mit Hindernissen), die Rennbahn entfällt.

Seit 2004 besteht eine Sonderform, die von den Aktiven als „CCI short“ bezeichnet wird, und eine Mischung der beiden Formate darstellt. Sie folgt dem Ablauf der langen Prüfung, wobei in der Geländeprüfung aber auf die Phasen B und C verzichtet wird.

2.2.2 Einflussfaktoren auf das Vielseitigkeitspferd in der Vielseitig- keitsprüfung

In Vielseitigkeitsprüfungen ist das Pferd vielfältigen Belastungen ausgesetzt. Diese bedürfen einer systematischen Vorbereitung, um bei Erhaltung der Gesundheit und der Leistungsbereitschaft des Pferdes eine langfristige Leistungsfähigkeit zu sichern.

(30)

-nachhaltige

Leistungsfähigkeit -Leistungsbereitschaft -Gesundheit

-Erfolg Training Kondition Koordination Psyche

Ausbildung des

Pferdes

Tagesform:

Management vor Ort Allgemeinzu- stand

Haltung und Fütterung Konstitution

Genetik

(Veranlagung, Körperbau) Alter

Klima:

Luftfeuchte Temperatur Boden Reiter

Ausbildungstand Erfahrung Gewicht

Abbildung 2.2.1 Einflussfaktoren auf den Athleten Pferd

Die systematische Vorbereitung beginnt schon mit der Auswahl des Pferdes. Wäh- rend früher in erster Linie sehr hoch im Blut stehende Pferde (hoher Vollblutanteil) oder Vollblüter genutzt wurden, werden heute vermehrt auch Warmblüter häufig mit Vollblutanteilen eingesetzt, da sie erhebliche Vorteile in den Disziplinen Dressur und Springen mit sich bringen (ADOLPHSEN, 2003). Die sich anschließende Ausbildung erfolgt in der Regel nach der Ausbildungsskala der Deutschen Reiterlichen Vereini- gung mit dem Ziel, ein gehorsames, angenehmes und leistungsbereites Pferd zu erhalten (FN, 2000). Ist das Ausbildungsziel erreicht, bildet das Training den wichtigs- ten Einflussfaktor, um eine langfristige Leistungsfähigkeit zu erhalten.

Die Psyche und damit die Motivation als Teil des Trainings spielt besonders bei Tur- nierbelastungen der Vielseitigkeit eine große Rolle, da dort von den Pferden eine sehr hohe Leistungsbereitschaft erwartet wird. Aus diesem Grund sollte die Betreu- ung der Pferde während des Turniers möglichst der alltäglichen Routine folgen

(31)

(HABEL, 1982). Veränderte Fütterung bzw. Fütterungszeiten und neue Ausrüstung, sowie Änderungen in der Startvorbereitung werden auch von den Reitern als zusätz- liche Stressfaktoren angegeben (DIBOWSKI, 2003).

Bodenverhältnisse, als nicht beeinflussbarer Belastungsfaktor, manifestieren sich in Art und Dichte des Bodens. „Schwere Böden“ wie Lehm oder Schluff, können z.B. zu einer höheren Abbruchrate in der Querfeldeinstrecke führen als Sandböden (SKOWRONEK und HERTSCH, 2003).

Bezüglich des Klimas werden sowohl kalte als auch warme und feuchte Bedingun- gen toleriert, wobei das Management der Pferde die Reaktionen darauf wahrschein- lich beeinflusst. Auf der Basis von Laufbandstudien wird postuliert, dass es bei Tem- peraturen < 5°C zu vermehrter Schädigung des Flimmerepithels kommen kann. DA- VIS (2002) wies in dem Zusammenhang auf die Gefahr von Atemwegserkrankung hin. Mit hoher Luftfeuchtigkeit und hohen Temperaturen hingegen werden der Verlust von Elektrolyten und Wasser und ein Anstieg der Körpertemperatur in Verbindung gebracht (JEFFCOTT und KOHN, 1999).

2.2.3 Herzfrequenzen und Blutlaktat in Vielseitigkeitsprüfungen

Um einen Überblick über die Anforderungen bezüglich der Herzfrequenz und der Blutlaktatkonzentration in Vielseitigkeitsprüfungen zu geben, sind in Tab.2.2.1 die erhobenen Daten verschiedener Autoren angegeben.

Herzfrequenzen (Tab.2.2.1)

Die Herzfrequenzmessungen erfolgte im allgemeinen über 5 Sekundenintervalle während der gesamten Geländeprüfung, lediglich MURRAY (2004) und FOREMAN (1999) ermittelten die Herzfrequenz manuell nach der Querfeldeinstrecke (Phase D).

Einige Autoren konnten einen kontinuierlichen Anstieg der Herzfrequenz während der gesamten Querfeldeinstrecke beobachten, so dass im Ziel Herzfrequenzen von ca. 200 bpm vorlagen, während die mittleren Herzfrequenzen deutlich niedriger waren (AMORY et al., 1993; WHITE et al., 1995a). Als mögliche Ursache neben dem erhöhten Energie- und damit Sauerstoffbedarf durch die hochintensive Belastung, wird die Möglichkeit in Betracht gezogen, dass sowohl Ermüdung (OKONEK, 1998)

(32)

als auch die Erhöhung der Geschwindigkeit vor dem Ziel den kontinuierlichen An- stieg der Herzfrequenz begünstigen (WHITE et al., 1995b).

Tabelle 2.2.1 Mittlere Blutlaktatkonzentrationen und Herzfrequenzen in Vielsei- tigkeitsprüfungen

Laktat [mmol/l]

Prüfung Länge Phase D [m]

Anzahl der Pferde

[n]

1 min nach Phase D

10 min nach Phase D

MW Herz- frequenz

Phase D [bpm]

Referenz

dCCI** 5280 37 13,3 + 3,6 ~ 135

dCIC** 5280 36 12,5 + 3,7 ~ 128

(MURRAY und SIN- GER, 2004)

CCI*** 34 10,2 + 4,2 195 + 8 (SERRANO

et al., 2002)

dPreliminary sh. 2635 7 88,8 + 4,5

dPreliminary sh. 2635 12 119 + 4,1

dPreliminary 3900 7 101,5 +3,6

dIntermediate 5200 5 100,4 + 8

(FOREMAN et al., 1999)

aCCI* 5200- 6270 4 9,0 4,0 163,2

aCCI*** 6840- 7410 4 10,2 4,5 170,6

(MUNOZ et al., 1999) Training 2000 2500 45 11,5 + 4,7 160,4 + 28,1

Preliminary 2000- 3000 52 17,6 + 6,1 160,6 + 33 Intermediate 2400- 3500 26 19 + 6,7 181 + 26,6

Advanced 3250- 4000 4 21,3 + 7,3 194,6 + 4,2

(WHITE et al.,1995a)

CCI* 4212 23 19,3 + 5,6 10,4 + 7,5 174 + 16,7 CCI** 5408 13 16,7 + 4 11,5 + 4,9 176 + 26,6 CCI*** 6205 6 19,1 + 4,2 16,1 + 6,1 171 + 19,5

(WHITE et al., 1995b)

bCCI*** 6840 11 22,4 + 11 198 + 8

bCCI*** 6840 17 20,0 + 4,9 188 + 11

(MARLIN et al., 1995) Advanced sh. 3900 22 15,2 + 5,8 10,7 + 6,7

CCI*** 6205 11 18,4 + 4,2 15 + 6,8

(ANDREWS et al., 1995)

Fortsetzung der Tabelle auf der folgenden Seite

(33)

Laktat [mmol/l]

Prüfung

Länge Phase D

[m]

Anzahl der Pferde

[n]

MW Herz- frequenz

Phase D [bpm]

Referenz

Advanced sh. 3990 17 15,2 + 5,8 11,2 + 6,6 167 + 24 CCI*** 6205 7 19,1 + 4,2 16,1 + 6,1 171 + 19,5

(WHITE et al., 1995c) CCI* 2777 +438 21 10,4 + 5,9

CCI** 3549 +361 13 15,8 + 6,5 CCI** 4384 +622 6 15,2 + 7,3

~ 181^C (AMORY et al., 1993) Spannbreite 2000 - 7410 4 - 52 9,0 – 22,4 4 – 16,1 89 - 198^e

MARLIN (1995) und SERRANO (2002) entnahmen 2- 4 Minute nach Phase D Blut, Erläuterung Pha- sen siehe 2.2.2

Training bezeichnet eine große Vielseitigkeitsprüfung der Klasse A (Anfänger), Preliminary entspricht einer großen Vielseitigkeitsprüfung der Klasse L , Intermediate der Klasse M und Advanced der Klas- se S (Prüfungsklassen der nationalen Prüfungen in den USA), sh. steht für short und kennzeichnet eine Kurzprüfung der gleichen Klasse

a mittlere Herzfrequenz der Phase A- D; ^bmittlere Herzfrequenz der Phasen B und D

c die Herzfrequenz wurde nur bei n =8 Pferden bestimmt; ^d Herzfrequenz wurde im Ziel ermittelt

e ohne MURRAY und SINGER, sowie FOREMAN et al.

Blutlaktat (Tab.2.2.1)

Die Spanne der mittleren Blutlaktatkonzentrationen sowie Einzelwerte bis 40,2 mmol/l (WHITE et al., 1995a) weisen daraufhin, dass unabhängig vom Schwierig- keitsgrad der Prüfungen die Energie sowohl über aerobe als auch anaerobe Stoff- wechselwege zur Verfügung gestellt wurde, da der im Schrifttum angemerkte Schwellenbereich von 4 mmol/l mindestens um 100% überschritten wurde. Die Lak- tatakkumulation setzte zusätzlich in einem sehr viel niedrigeren Geschwindigkeitsbe- reich als auf dem Laufband ein (AMORY et al., 1993; WHITE et al., 1995a; WHITE et al., 1995b; WHITE et al., 1995c). Als mögliche Ursache wurde die höhere Belastung durch die Sprünge, sowie das wechselnde Geläuf einschließlich des Höhenprofils angegeben. Weiterhin wurde das ständige Beschleunigen und Verlangsamen der Geschwindigkeit für den erhöhten Energiebedarf aus aeroben und aneroben Stoff- wechselwegen diskutiert.

(34)

MUNOZ et al. (1999) und WHITE et al. (1995b) führten zusätzlich analog zur Herz- frequenz eine mögliche Erhöhung der Geschwindigkeit im Sinne eines Zielsprints zum Ende der Querfeldeinstrecke für die hohen Blutlaktatkonzentrationen nach der Belastung an.

Anhand ihrer Ergebnisse konnten einige der Autoren Abhängigkeiten zwischen Herz- frequenz, Blutlaktatkonzentrationen und der mittleren Geschwindigkeit auf der Ge- ländestrecke beobachten, die aber nicht aus den genannten Gründen exakt mit den Erkenntnisse von Laufbandstudien übereinstimmen (AMORY et al., 1993; WHITE et al., 1995a; WHITE et al., 1995b; WHITE et al., 1995c).

In Vergleichstudien zwischen Kurzformat (ohne Rennbahn) und langem Format (mit Rennbahn) konnten jeweils höhere Blutlaktatkonzentrationen im Langen Format festgestellt werden, die Unterschiede waren aber nicht signifikant (ANDREWS et al., 1995; MURRAY und SINGER, 2004). Die im Ziel gemessenen Herzfrequenzen von MURRAY und SINGER (2004) waren nach dem Langen Format sogar signifikant höher als nach dem Kurzformat.

Trotz der numerisch niedrigeren Laktatwerte und signifikant niedrigeren Herzfre- quenzen bei Wettkämpfen des langen Formats wurde die Aussage getroffen, dass lange Formate keine höhere Belastung als Kurzformate für die Pferde darstellen

2.3 Training von Vielseitigkeitspferden

Die Richtlinien der Deutschen Reiterlichen Vereinigung (FN, 1997) beschreiben das Ziel des Trainings, ein Pferd für eine Turnierprüfung vorzubereiten. Dabei ist zu beachten, dass es sich zum Beginn der Prüfung in bestmöglicher Verfassung befindet, und die Prüfung bei voller Leistungsentfaltung ohne Schädigung des Vertrauens, der Gesundheit und der Nerven besteht.

In dieser Arbeit sollen Anhaltspunkte über das Training, insbesondere das Konditi- onstraining, erlangt werden. Aus diesem Grund sollen in den folgenden Ausführun- gen thematisch das Konditionstraining im allgemeinen und das Intervalltraining im speziellen aus den verschiedenen Trainingskonzepten herausgegriffen werden.

(35)

In der Reiterei werden häufig Begriffe wie Ausbildung, Belastung und Training für den gleichen Sachverhalt verwandt und nicht voneinander differenziert. Aus diesem Grund soll im folgenden nun der Begriff Training und damit in Zusammenhang stehende Begriffe erläutert werden.

2.3.1 Begriffsdefinitionen und Erläuterungen

Training

SCHNABEL et al. (1994) definieren das Training als zielgerichtete, systematisch auf- gebaute und organisierte Tätigkeit zur Vervollkommnung bzw. Steigerung der körper- lichen und motorischen Leistungsfähigkeit, mit dem Ziel einer Förderung und Ent- wicklung von Adaptionsmechanismen an höhere Belastungen.

Sinngemäß beschreibt MCARDLE et al. (2001) das Ziel des Trainings als strukturelle und funktionelle Adaption, um das anforderungsspezifische Leistungsvermögen zu verbessern.

Belastung

Die Belastung stellt eine durchgeführte Beanspruchung dar, mit dem Ziel, die sportli- che Leistung zu erhalten oder zu steigern. Näher gekennzeichnet wird die Belastung durch Belastungsfaktoren (BERGER, 1994). Bei Steigerung der Belastung können sich sowohl alle, als auch nur einzelne Belastungsfaktoren ändern. Die Wirkungswei- se des Trainingsinhalts sollte auch bei Veränderung der Belastungsfaktoren gleich bleiben. Zusätzlich kann die Belastung auch über die Erhöhung der Wettkampfaktivi- tät oder die Veränderung der äußeren Rahmenbedingungen gesteigert werden.

(36)

Tabelle 2.3.1 Definition der Belastungsfaktoren (in Anlehnung an Berger (1994) Belastungsfaktor Definition Art der Trainingsübung Charakterisiert die Belastung unabhängig von den anderen Faktoren,

z.B. Training verschiedener Muskelgruppen

Belastungsintensität Beinhaltet Bewegungsintensität (Stärke des einzelnen Reizes) und Belastungsdichte (Anzahl der Wiederholungen pro Zeiteinheit)

Belastungsumfang Summe der Einwirkungen, kann als Strecke (m; km), als Gewicht (kg) oder als Dauer (min; h) angegeben werden

Güte der Bewegungs- ausführung

Qualitativer Parameter, bezieht die Koordination mit ein, bietet keine Variationsmöglichkeit hinsichtlich der Belastungsanforderung

Trainingsziele

Mit dem Hintergrund, dass Training eine zielgerichtete Tätigkeit ist, bildet die Formu- lierung von Trainingszielen die Vorraussetzung für die Trainingsgestaltung.

Sie bilden die systematische Beeinflussung der individuell auszuprägenden Leis- tungszustände (MARTIN et al., 1993). Modifiziert man allgemeine Trainingsziele aus dem Humansport, sind sie auch auf das Training von Vielseitigkeitspferden anwendbar (Tab. 2.3.1). Insbesondere in der Disziplin Vielseitigkeit besitzt das Trainingsziel Kondition einen höheren Stellenwert als in den Disziplinen Dressur oder Springen.

Tabelle 2.3.2 Trainingsziele (nach SCHNABEL et al. (1994)) Hauptziel Teilziele

Kondition Ausdauer, Schnelligkeit, Kraft

Koordination Bewegungsfertigkeit, koordinative Fähigkeit

Psyche Vertrauen, Motivation, Erfahrung

Methoden des Konditionstrainings

Es sollen hier nur die Methode angesprochen werden, die im Vielseitigkeitssport an- gewendet werden. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Intervallmethode. Die Dau- ermethode wird nur noch im Bereich der Basiskondition im Form eines Long - Slow -

(37)

Distance Trainings angewandt, denn im Bereich der Leistungskondition gilt diese Me- thode als veraltet (HABEL, 1982).

Die Wettkampfmethode findet in Form von Trainingswettkämpfen Anwendung. Dabei werden im allgemeinen niedrige Schwierigkeitsklassen gewählt, die unter dem Aus- bildungsniveau des Pferdes liegen.

Tabelle 2.3.3 Ausgewählte Methoden des Konditionstrainings (nach SCHNA- BEL et al. (1994))

Trainingsmethode Intensität Dauer Einordnung

gering - mittel (extensiv)

bis zu mehreren Stunden (aerob)

Basiskonditi- Dauermethode on

hoch (intensiv) bis ca. 45 min (aerob/anaerob)

Leistungs- kondition Wiederholungs-

methode

wettkampf- spezifisch

unterhalb der Wett- kampfdistanz

Leistungs- kondition Wettkampf-

methode

wettkampf- spezifisch

Wettkampfdistanz bzw.

weniger oder mehr

Leistungs- kondition gering - mittel

(extensiv)

bis 10 min, hoher Ge- samtumfang (aerob)

Basis- und Leistungs-

kondition Intervallmethode

hoch (intensiv) bis etwa 60 sec (aerob/anaerob)

Leistungs- kondition

Dauermethode

„Die Dauermethode stellt eine ununterbrochene, längere Dauerbelastung dar, die ohne Erholungsphasen bei annähernd gleicher im allgemeinen niedriger Geschwin- digkeit durchgeführt wird“ (SCHNABEL et al., 1994).

(38)

Wiederholungsmethode

„Die Wiederholungsmethode wird durch relativ kurze Belastungsphasen mit hoher Intensität, in denen es zu einer erheblichen Akkumulation von Laktat kommt, gekennzeichnet. Die Pausen sind im Gegensatz zur Intervallmethode länger, so dass es zu einer fast vollständigen Erholung kommt. Herz- Kreislauf, Atmungs- und Stoff- wechselsystem kehren wieder auf das Ausgangsniveau zurück, das nach der Auf- wärmphase vorlag“ (SCHNABEL et al., 1994).

Wettkampfmethode

Die Wettkampfmethode hat ergänzenden Charakter. Sie dienen als Leistungskontrol- len dazu, im Training wettkampfähnliche Bedingungen zu schaffen, um neben der Kondition auch die Hauptziele Koordination und insbesondere Psyche, zu fordern.

(SCHNABEL et al., 1994).

Intervallmethode

Aus dem Humansport stammend stellt sich das Intervalltraining als Trainingsmethode einer systematisch aufgebauten und definierten Belastung dar. Mit dem Prinzip der Wiederholung von relativ kurzen Belastungsphasen, die von Erholungsphasen unter- brochen werden, ohne dass eine vollständige Erholung eintritt. Ziel ist es, dadurch den Ermüdungspunkt hinaus zu zögern (SCHNABEL et al., 1994). Charakterisiert wird das Intervalltraining durch:

die Länge der Strecke die Geschwindigkeit

die Anzahl der Wiederholungen

die Gestaltung der Erholungsphase (Geschwindigkeit, Dauer)

AHSBAHS und CHMIEL (1992) unterscheiden beim Intervalltraining eine extensive Intervallmethode mit der Arbeit nahe des anaeroben Schwellenbereiches, sowie eine intensive Intervallmethode zur Verbesserung der anaeroben Kapazitäten. Damit kann das Intervalltraining sowohl die Grundlage für die Ziele Ausdauer und Schnelligkeit bilden. Allgemein ausgedrückt sind die Belastungsphasen der extensive Methode länger, aber von geringerer Intensität als die der intensiven Methode. Entsprechend

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fällt die Gestaltung der Erholungsphase aus. Bei der extensiven Methode sind die Erholungsphasen meist kürzer als bei der intensiven Methode, da weniger Zeit benö- tigt wird, Energie für die nächste Belastungsphase zur Verfügung zu stellen (Auffül- lung der hochenergetischen Phosphatspeicher). Im Humansport wird eine maximale Dauer von 3 Minuten und eine Herzfrequenz von minimal 120 bpm angegeben.

Das Intervalltraining bildet einen festen Bestandteil im Training von Vielseitigkeits- pferden und wird in der Regel der Dauermethode vorgezogen (SERRANO et al., 2002; MURRAY und SINGER, 2004), da es einige Vorteile gegenüber der Dauerme- thode besitzt. Diese Vorteile haben verschiedene Autoren in ihren Studien aufzuzei- gen versucht, sowohl für den Humansport als auch für den Pferdesport (Tab. 2.3.4)

Tabelle 2.3.4 Zusammenstellung einiger Vorteile des Intervalltrainings gegen- über der Dauermethode

Vorteile Literaturangabe Größerer Trainingsfortschritt bei gleicher Trainings-

belastung (HARKINS et al., 1993)

Verringerung des Verletzungsrisiko durch späteren Eintritt der Ermüdung

(GABEL et al., 1983; BOS- TON und NUNAMAKER,

2000; FN, 2000) Möglichkeit aerobe und anaerobe Kapazität zu

verbessern

(THORNTON et al., 1983;

AHSBAHS und CHMIEL, 1992; MARTIN et al., 1993) Effektivere und dauerhafte Steigerung der maxima-

len Geschwindigkeit (BAYLY, 1985)

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2.3.2 Konditionstraining in der Praxis

Im Humanleistungssport wird zunächst zwischen allgemeiner und spezieller Konditi- on unterschieden. Die allgemeine Kondition zielt auf das Training von allgemeinen energetischen Prozessen des Körpers ab, mit dem Ziel, eine Grundkondition zu erreichen und zu erhalten. Die spezielle Kondition hingegen beschäftigt sich mit der Entwicklung disziplinspezifischer konditioneller Fähigkeiten (MARTIN et al., 1993).

Diese Einteilung ist auch in der Vielseitigkeit anwendbar, wobei in der Praxis von Ba- sistraining (allgemeine Kondition) und Leistungskonditionstraining (spezielle Konditi- on) gesprochen wird (FN, 1997; SPRINGORUM, 1999). Im Folgenden soll durch einige Beispiele der Aufbau des Konditionstrainings in der Praxis skizziert werden.

Basiskondition (Tab 2.3.5)

Begonnen wird das Konditionstraining mit der Basiskondition. Die Dauer sollte je nach Konditionszustand bei Trainingsbeginn 3 - 12 Monaten betragen, bevor die Leistungskonditionierung in das Training integriert wird. (IVERS, 1983; GALLOUX, 2002; MARLIN und NANKERVIS, 2002). In der Regel wird mit dem Basiskonditions- training in der Winterpause (z.B. DIBOWSKI, 2003) in Form eines Long - Slow - Di- stance (LSD) Trainings begonnen. Dabei wird über lange Distanzen bei langsamen Geschwindigkeiten, also im Schritt, Trab oder ruhigem Galopp, gearbeitet. Die Dauer pro Trainingeinheit sollte in Abhängigkeit des Trainingsziels (konditionelle Anforde- rungen im Zielwettkampf¹) bestimmt werden, aber nicht länger als 90 min sein.

(MARLIN und NANKERVIS, 2002).

In Vorbereitung auf eine schwere Vielseitigkeitsprüfung beginnt, GALLOUX (2002) 7 Monate vor dem Zielwettkampf mit einer Dauer von 20 - 30 min täglich, in einem Herzfrequenzbereich von 130 - 150 bpm als Basiskondition. Die Grundkondition wird dem zur Folge in erster Linie durch lösende Arbeit und Ausritte aufgebaut.

1 Saisonhöhepunkt, z.B. nationale oder internationale Meisterschaften