Präsentation

Kuno Hottenrott – Uni Halle-Wittenberg 2. Münsteraner Marathon-Medizin-Symposium 29.08.2009 www.ilug.de 

Laktatleistungsdiagnostik und 

Belastungssteuerung in der 

niedergelassenen Praxis 

Prof. Dr. Kuno Hottenrott 

Institut für Leistungsdiagnostik und Gesundheitsförderung der 

Martin‐Luther‐Universität Halle‐Wittenberg 

www.hottenrott.info 


www.ilug.de 


Laktatleistungsdiagnostik 

in der ärtzlichen Praxis 

Qualitätssiegel und 

Zertifikate der DGSP 


Fortbildung „Medizinische Laktat‐Leistungsdiagnostik“ 

(Ausbildungsinhalte nach DGSP‐Vorgaben) 

4 UE: Theoretische Grundlagen der 

Leistungsdiagnostik 

4 UE: Allgemeine Belastungsreaktion und 

Trainingslehre 

2 UE: Gerätekunde 

10 UE: Durchführung und Interpretation 

von Laktatleistungskurven 

4 UE: zur freien Gestaltung 

02.09.2009 

1


Belastungsverfahren in der Praxis 

(Rampen‐, Stufen‐, Sinus‐, Dauertest) 


Geschwindigkeit [km/h] 

20 

18 

16 

14 

12 

10 

8 

6 

4 

2 

0 

Einzelfall‐Langzeitstudie 

Zeitraum: 7 –16 Jahre 

Laufband‐Rampentest 

Steigerung 

1 km/h pro Minute 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 

Belastungszeit [min] 

7 


Belastungsverfahren zur Leistungsdiagnostik 

Zeit 

Zeit 

Rampentest 

Stufentest 

(mind. 2 min) 

Leistung [W] 

Dauerbelastungstest 

350 

250 

150 

50 

Sinus‐Stufentest 


7 Jahre (6J, 11M) 

07.04.1999 

Zeit 



8 Jahre (7J, 11M) 

25.04.2000 

9 Jahre (8J, 11M) 

09.04.2001 

8 

02.09.2009 

2


23.04.2002 

10 Jahre (9J, 11M) 

11 Jahre (10J, 10M) 

27.03.2003 



13 Jahre (12J, 10M) 

29.03.2005 

19.04.2006 

14 Jahre (13J, 11M) 


HF (1/min) 

207 

206 

205 

204 

203 

202 

201 

200 

199 

198 

197 

HFmax im Laufband-Rampentest 

(Mädchen 6-16 Jahre) 

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 

Lebensalter (Jahre) 

9 

11 


Herzfrequenz [min -1 ] 

HF‐Änderung im Laufband‐Rampentest 

220 

200 

180 

160 

140 

120 

Herzfrequenz beim Laufband-Rampentest 

6 8 10 11 12 13 14 15 16 17 

Laufbandgeschwindigkeit [km/h] 

7 Jahre 

9 Jahre 

12 Jahre 


VO 2 max [ml/kg·min] 

80 

70 

60 

50 

40 

55,6 



Maximale Sauerstoffaufnahme 

Maximale Sauerstoffaufnahme 

72,1 

68,6 

65,4 

65,7 

62,3 63,4 62,1 

58,8 

800m 

2:44 min 

22 kg 25 kg A l t e r 27 s kg d u r c h 31 s c kgh 

n i t t 34 kg 36 kg 45 kg 54 kg 

13 km/h 14 km/h 15 km/h 16 km/h 17 km/h 

20 sec 

17 km/h 19 km/h 20 km/h 

7 8 9 10 11 12 

Alter [Jahren] Alter [Jahren] 

63,7 

800m 

2:26 min 

62,8 

14 16 

800m 

2:20 min 

122 cm 126 cm 132 cm 139 cm 

142 cm 147 cm 161 cm 170 cm Größe 

Gewicht 

vmax 

Normwerte (nach Klimt) für rel.VO 2max: Jungen: Ø 45 ml/kg/min; Mädchen: 42‐35 ml/kg/min 

10 

Hottenrott & Gronwald, 2008 

02.09.2009 

3


Allgemeine Prinzipien für Stufentests 

• Streckenlänge oder die Belastungsdauer sind auf jeder Stufe 

gleich zuhalten und sollte mindestens 800m bzw. 3 min 

betragen. 

• Zunahme der Geschwindigkeit bzw. der Leistung richtet sich 

nach der Anzahl der Belastungsstufen und der 

Leistungsfähigkeit des Athleten. 

• Als Belastungssteigerung im Laufstufentest hat sich für 

Volksläufer 1,5 ‐2,0 km/h und für Leistungssportler maximal 1 

km/h bewährt. 

Hottenrott & Neumann, 2008 


Testprotokolle für die Laufbandergometrie 

Zielgruppe 

(Testprotokoll) 

Anfangsgeschwindigkeit 

Stufendauer/ 

Stufenlänge 

Geschwindigkeitserhöhung 

/ 

Bandneigung 

Rehabilitationssport 2-6 km/h 3 min 2,5% 

Fitnesssport 6-8 km/h 3 min 2 km/h 

Sportspielarten 8 km/h 3 min / 800-1200 m 1,5 km/h 

Mittel- 

/Langstreckenlauf 

10-14 km/h 3-5 min / 800-2.000m 1 – 2 km/h 

Marathonlauf (LsP) 10-14 km/h 3-5 min / 2km – 4km 1 - 1,5 km/h 



Allgemeine Prinzipien für Stufentests 

• Genauigkeit der Testaussage nimmt mit der Anzahl der Stufen 

zu. Als optimal haben sich 5‐6 Stufen 

• Je länger die Wettkampfstrecke des Sportlers ist, desto länger 

sollte die Belastungsdauer im Stufentest gewählt werden. 

• Der Stufentest ist möglichst sportartspezifisch durchzuführen. 



Zielgruppe 

(Testprotokoll) 

Herzgruppen 

(WHO) 

Stufentest‐Protokolle 

(Fahrradergometrie) 

Anfangsleistung Stufendauer 

Leistungserhöhung 

pro 

Stufe 

25 Watt 2 min 25 Watt 

Sportler (BAL) 50 oder 100 Watt 3 min 50 Watt 

Hollmann/Venrath 30 Watt 3 min 40 Watt 

Leistungssport / 70-130 Watt 4-5 min 30 Watt 

Hochleistungssport 

80-120 Watt 3 min 20 Watt 


02.09.2009 

4


Stufentestprogramme (Zeitvorgaben) 

• Belastungszeit: 

2 min/Stufe: Untrainierte, KHK‐Patienten 

3 min/Stufe: Fitnesssportler, Spielsportler 

4 min/Stufe: Ausdauertrainierte im LZAI‐III 

5 min/Stufe: Ausdauertrainierte im LZA IV‐V 

• Stufensteigerung 

Gering: 0,25 m/s; 1 km/h; 20 Watt (Ausdauertrainierte) 

Mittel: 0,5 m/s; 1,5 km/h; 30 Watt 

Hoch: 2 km/h; 50 Watt 

• Anzahl der Stufen 

mindestens 4 

optimal: 5‐7 

• Anfangsbelastung: 

individuell nach Leistungsfähigkeit 

Umrechnung: 1 m/s = 3,6 km/h 


Hinweise zu 

Randbedingungen bei stufenförmigen Ausdauertests 

• Festlegung der Höhe der Anfangsbelastung unter 

Berücksichtigung des aktuellen Leistungsvermögens. 

•Nach dem Test sollte der Sportler ein Cool down‐ 

Programm über 5‐10 min durchführen. 

•Infolge des motorischen Lerneffekts besonders bei 

Laufbandtests ist der erste Test immer kritisch zu 

bewerten bzw. als Übungstest anzusehen. 

•Die Wiederholung von leistungsdiagnostischen Tests ist 

erst nach 4‐6 Wochen sinnvoll, weil es erst danach zu 

einer echten Anpassung kommt 


Hinweise zu 

Randbedingungen bei stufenförmigen Ausdauertests 

•Vor dem Test: Gesundheitszustand des Sportlers 

hinterfragen (Anamnesebogen der DGSP). 

•Aus ärztlicher oder gesundheitlicher Sicht dürfen keine 

Einwände zur Belastbarkeit vorliegen. 

•Letzte Hauptmahlzeit 3 h vor dem Test, 

1‐2 h vor Test leicht verdauliche Kost sinnvoll. 

•Aufwärmen vor der Belastung 5‐10 min 


Leistungsdiagnostik Lauf 

Ausdauerstufentest 

• Ziel: u.a. Festlegung von Belastungsbereichen 

•4‐6x800m, 4‐6x1000m, 4‐5x1200m, 4x2000m, 4x3000m, 

•3‐ bis 5minütige Belastungsstufen 

Kurzzeitstufentest zur VO 2max‐Bestimmung 

•Ziel ist die Bestimmung der aeroben Leistungsentwicklung 

(Messung der max. Sauerstoffaufnahme) 

• Beginn: 4,5 m/s bei Männer, 4,0 m/s bei Frauen 

• Geschwindigkeit steigt alle 30sec um 0,25m/s 

02.09.2009 

5


Herzfrequenz [1/min] 

210 

190 

170 

150 

130 

110 

90 

70 

50 

Kurzzeitstufentest (Lauf) 

4,5 4,75 5 5,25 5,5 5,75 6 6,25 6,5 6,75 7 

Beginn: 4,5 m/s bei Männer, 4,0 m/s bei Frauen 

Geschwindigkeit steigt alle 30sec um 0,25m/s 

VO 2 [ ml/kg· min] 

3. min 

Erholung 

8-12 mmol/l 

Laktat 

Geschwindigkeit [m/s] 


Drei‐Phasenmodell der Energiebereitstellung 

82 

80 

78 

76 

74 

72 

(mod. nach Skinner & McLellan, 1980). 


Auswertung von Laktatstufentests 

Schwellenwertbestimmung 

Ableitung von Trainingsbereichen 


10 

9 

8 

7 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

Laktat (mmol/l) 

Phase III 

Phase II 

REKOM 

60 65 70 75 80 85 90 95 100 

WSA: Wettkampfspezifisches Ausdauertraining 

GA Grundlagenausdauertraining 

REKOM: Regenerations‐ und Kompensationstraining 

Trainingsbereiche 

GA 1 

GA 1‐2 

GA 2 

REKOM GA 1 

GA 2 WSA 

% der maximalen Herzfrequenz 

WSA 

Phase I 

anaerober 

Stoffwechsel 

aerob ‐ anaerober 

Mischstoffwechsel 

aerober 

Stoffwechsel 

02.09.2009 

6


25 

Aerobe Schwellen 


Individuelle aerobe und anaerobe Laktatschwelle 

(nach Dickhuth et al.) 

LT =: lactat threshold (Tiefpunkt Laktatäquivalent) IAT:= LT + 1,5 mmol/l 

LT 

IAT 

~MaxLass 


26 

Anaerobe Schwellen 


Maximales Laktat‐Steady‐State (MaxLass) 

02.09.2009 

7


Dauerbelastung ( 4 x 10 min) mit konstanter Laufgeschwindigkeit 

an der anaeroben Schwelle 

2,43 2,66 2,61 2,49 mmol/l Laktat 


Dauerbelastungstest (4 ‐ 10min) 

Originalaufzeichnung (h/p cosmos puslar 3.0) 

Hottenrott et al., 2006 


Stundenlauf auf der Bahn mit 80% der individuellen HFmax 

Eigene Daten, 1992 


Geschwindigkeit [km/h] 

Dauerlaufbelastung mit konstanter Herzfrequenz 

(Intensität = OwnZone hart) 

13 

5 

12 

11 

10 

9 

8 

N = 20 

Geschwindigkeit 

Laktat 

7 

0 10 20 

Zeit [min] 

30 40 

4 

3 

2 

1 

0 

Laktat [mmol/l] 


02.09.2009 

8


Softwartegestützte Auswertung 

der Laktatwerte 

Winlactat (Fa. Mesics) 


Einzelanalyse 


Einzelanalyse 


Vergleichsanalyse 

02.09.2009 

9


Trainingsplanung 


T1: März 07 

T2: April 07 

T3: Juli 07 

WM Aug. 07 

Weltmeisterin 2007 

Irina Kalentieva 


Lauftalent: Juniorin, 3. DLV‐Bestenliste 

Extreme Rechtsverschiebung nach 10 Monaten Lauftraining 


Einfluss der Höhe auf Laktat und HF 

Normobarer Hypoxieraum am ILUG (Uni‐Halle) 

02.09.2009 

10


Laktat in mmol/l 

Einfluss der Höhe auf die Laktatkinetik 

7 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

7km/h 8,5km/h 10 km/h 11,5km/h 13km/h 

O 2 

21% 

17% 

15% 

Eigene Daten, veröffent. Schulz et al., 2008 


Einfluss der Höhe auf die Herzfrequenz 

HF in S/min 

190 

170 

150 

130 

110 

7km/h 8,5km/h 10 km/h 11,5km/h 13km/h 

15% 

17% 

21% 

O 2 



Veränderung der Laufgeschwindigkeit im 

Vergleich Normoxie und Hypoxie 

v in km/h 

20 

15 

10 

5 

0 

* 

*** *** 

*** ** *** 

21% 17% 15% 21% 17% 15% 21% 17% 15% O 2 

v IAS v 4mmol/l v Max 



HF in S/min 

250 

200 

150 

100 

50 

Maximale HF und Schwellen‐HF 

unter Normoxie und Hypoxie identisch 

0 

21% 17% 15% 21% 17% 15% 21% 17% 15% O 2 

HF IAS HF 4mmol/l HF Max 


02.09.2009 

11


Sportartspezifische Laktatkinetik 

Ist eine Übertragbarkeit von fahrradergometrisch 

ermittelten Trainingsschwellen auf ein 

Lauftraining möglich? 


Sauerstoffaufnahme (ml/(kg*min)) 

60 

56 

52 

48 

44 

40 

36 

32 

Beziehung von Sauerstoffaufnahme und Laktat 

im Vergleich Inlineskating, Laufen und Radfahren 

2 3 4 5 6 7 

Laktatkonzentration (mmol/l) 

InlineSkate 

Laufen 

Radfahren 

N = 6 

[Hottenrott, 2001] 


Herzfrequenz‐ 

Sauerstoffaufnahme 

Inlineskating, Radfahren und Laufen 

Laktat (mmol · l -1 ) 

Herzfrequenz (Schläge·min -1 ) 

10 

8 

6 

4 

2 

0 

25 30 35 40 45 50 55 60 

180 

160 

140 

Inline 

Lauf 

Rad 

120 

100 

Inline 

Lauf 

Rad 

25 30 35 40 45 50 55 60 

Sauerstoffaufnahme (ml · kg -1 · min -1 ) 

N = 6 



Beziehung von Herzfrequenz und Laktat 

im Vergleich Inlineskating, Laufen und Radfahren 

Herzfrequenz (1/min) 

190 

185 

180 

175 

170 

165 

160 

155 

150 

145 

140 

135 

Inline 

Lauf 

Rad 

2 3 4 5 6 7 

Laktatkonzentration (mmol/l) 


02.09.2009 

12


Fazit: 

Radergometerdaten können nicht für 

die Festlegung von Trainingsbereichen 

im Lauf genutzt werden. 


1 W. 

K 

W. = Woche 

2 W. 

Rü 

Untersuchungsdesign (5x200 m Schwimmen) 

Intensität (in %) 

100% 

80% 

60% 

40% 

20% 

0% 

3 W. 

S 

Belastungsintensität 

76% 80% 84% 88% 92% 

3min 

p. 

4min 

p. 

1 2 3 4 5 

4 W. 

K 

Stufentest 

Messzeitpunkt-1 Messzeitpunkt-2 Messzeitpunkt-3 

5 W. 

Rü 

6 W. 

S 

5min 

p. 

7 W. 

K 

6min 

p. 

8 W. 

Rü 

9 W. 

S 



Laktatkinetik ist sportartspezifisch 

und disziplinspezifisch …. 

… Beispiel aus dem Schwimmsport 


Schwimmfeldtests (5 x 200 m) N = 12 

S: Schmetterling, R: Rücken, K: Kraul 


02.09.2009 

13


Laktatkurven bei verschiedenen Schwimmarten 

Erfolgreicher Schwimmer (P.B.) 

Rücken 

Schmetterling 

Kraul 


2:02 

2:05 

2:08 

2:11 

2:14 

(nach Föhrenbach, 1986) 


Mit welcher Laktatkonzentration kann 

Marathon / Halbmarathon / 10 km 

gelaufen werden? 



18 

16 

14 

12 

10 

8 

6 

4 

2 

0 

Laktatwerte und Laufgeschwindigkeit (n = 580) 

2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 

v [m/s] 

Marathon Halbmarathon 

Zehnkilometer Linear (Marathon) 

Eigene unveröff. Daten, 2009 

02.09.2009 

14



10 

9 

8 

7 

6 

5 

4 

3 

2 

Mittlere Laktatkonzentration 

bei unterschiedlichen Laufdisziplinen 

Zehnkilometer Halbmarathon Marathon 

Männer Frauen 



Hf [S/min] 

210 

190 

170 

150 

130 

110 

Herzfrequenz und Laktat 

1 3 5 7 9 11 13 


Marathon Halbmarathon Zehnkilometer 

Linear (Marathon) Linear (Halbmarathon) Linear (Zehnkilometer) 



Herzfrequenz [S/min] 

210 

190 

170 

150 

130 

110 

Herzfrequenz und Geschwindigkeit 

2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 


Marathon Halbmarathon Zehnkilometer 

Linear (Marathon) Linear (Halbmarathon) Linear (Zehnkilometer) 



Neue Pulsformel 

zur Bestimmung der HF‐Bereiche 

ohne Laktatmessung 

02.09.2009 

15


Trainings‐Herzfrequenzformeln 

Hollmann/Baum 

Trainingsherzfrequenz = 180 – Lebenshalter 



Ergebnis: Frauen haben höhere HF bei … 

190 Lauffeld-Stufentest 1 

180 

170 

160 

150 

140 

* 

* 

* 

2 3 4 5 6 7 8 


Frauen 

Männer 

2 3 4 5 6 7 

Herzfrequenz-Laktat-Kurve der Frauen und Männer vom Lauffeld-Stufentest 1 und 2. 


190 

180 

170 

160 

150 

140 

* 

Lauffeld-Stufentest 2 

* 


61 

Frauen 

Männer 

* p < 0,01 * p < 0,01 

* 

63 

[Hottenrott & Neumann, 2007] 


Begleitende Untersuchung zur Vorbereitung 

auf den E.ON Mitte Kassel Marathon 

Frauen 

(n = 38) 

Männer 

(n = 53) 

Sig. 

Alter (Jahren 40,7 ± 4,3 41,9 ± 4,9 p = 0,39 

Größe (m) 166,9 ± 5,4 178,9 ± 6,6 p < 0,01 

Gewicht (kg) 63,5 ± 6,3 78,3 ± 9,3 

p < 0,01 

BMI 22,8 ± 2,3 23,4 ± 2,4 

Testdesign 

p = 0,17 

• 2 Lauffeld-Stufentests (1200m, 1,5 km/h) im Abstand von 3 Monaten 

• Bestimmung der HF und Geschwindigkeit bei Laktat 2, 3, 4, 5 mmol/l 

(WinLactat 2.7) 

62 

[Hottenrott & Neumann, 2007] 


Neue Formel für die Trainingsherzfrequenz (THF) 

T H F = HF max x 0,70 x LF i x TZ i x GF i x SP i 

LF i: Leistungsfaktoren 

i 1=1,0 Untrainierte; i 2=1,03 Fitnesssportler; i 3=1,06 Leistungssportler 

TZi: Faktor Trainingsziel/Belastungsbereich 

i 1=1,0 Grundlagenausdauertraining 1; i 2= 1,1 GA 1‐2‐Training, i 3= 1,2 GA 2 

GF i: Geschlechtsfaktoren 

Frauen: i1=1,10 niedrige; i2=1,06 mittlere; i3=1,03 hohe Intensität; 

Männer: i4=1,0 

SP i: Sportartfaktor (i1=1 Laufen); 

HF max:=208 ‐ 0,7 x Lebensalter, u.a. altersabhängige Regressionen 

© 

[Hottenrott,2008] 

02.09.2009 

16


Neuer Trainings-Herzfrequenz-Rechner 

Kostenloser Download für Lauf: unter: www.hottenrott.info oder www.ilug.de oder www.mesics.de 



Literatur unter: 

www.hottenrott.info 

Hottenrott & Gronwald, 2008 


Ausdruck der Trainingsbereiche für den Sportler / Patienten / … 


14.‐16. Mai 2010 

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 

www.ilug.de 

02.09.2009 

17

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