Auswertung der Spiroergometrie SS 2011
Auswertung der Spiroergometrie SS 2011
Auswertung der Spiroergometrie SS 2011
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<strong>Auswertung</strong> <strong>der</strong> <strong>Spiroergometrie</strong><br />
<strong>SS</strong> <strong>2011</strong><br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
• Fahrra<strong>der</strong>gometer<br />
Stufentest<br />
• Stufenförmiger Anstieg <strong>der</strong> Belastung zur Ermittlung <strong>der</strong><br />
körperlichen Leistungsfähigkeit.<br />
• Die Ergometrie wird nach einem „Stufenprotokoll“<br />
durchgeführt<br />
– BAL-Protokoll (Bundesausschuss für Leistungssport):<br />
Beginn bei 50Watt Steigerung alle 3 bis 5 min um 50<br />
Watt.<br />
– Hollmann-Venrath-Protokoll<br />
Beginn mit 40Watt Steigerung alle 3 min um 40Watt<br />
• Optimal ist eine Dauer von 5 bis 6 Stufen zur Ermittlung<br />
einer Laktat-Leistungskurve (LLK)<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
Bestimmung <strong>der</strong> Sollleistung<br />
Formel nach Jones: ohne Berücksichtigung<br />
des KG<br />
♂ = (2526*KH(m)-9,08*Alter-2759)*0,163<br />
♀ = (1266*KH(m)-8,27*Alter-940)*0,163<br />
aus: Kroidl/Schwarz/Lehningk „Kursbuch <strong>Spiroergometrie</strong>“ 2006<br />
Formel nach Jones: mit Berücksichtigung des KG<br />
♂ = (2169*KH(m)-9,63*Alter+4,0*KG-2413)*0,163<br />
♀ = (950*KH(m)-9,21*Alter+6,1*KG-756)*0,163<br />
aus: Kroidl/Schwarz/Lehningk „Kursbuch <strong>Spiroergometrie</strong>“ 2006<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
Bestimmung <strong>der</strong> absoluten Leistung mit einer<br />
Formel<br />
Bestimmung <strong>der</strong> Leistung:<br />
•Mit Hilfe einer Formel<br />
Berechnung <strong>der</strong> approximierten (angenäherten) Stufenhöhe<br />
tS<br />
aSh= x As + (lS-As)<br />
wobei:<br />
vS<br />
aSh: approximierte Stufenhöhe<br />
tS: tatsächliche Stufendauer<br />
vS: vorgegebene Stufendauer<br />
As: Abstufung<br />
lS: letzte Stufe<br />
90sek<br />
275Watt = x 50Watt + (300-50)<br />
180sek<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
PWC-Werte<br />
• Die PWC (physical work capacity) beschreibt die körperliche Leistung eines<br />
Probanden unter Zuordnung einer bestimmten Herzfrequenz<br />
• Die maximale Leistungsfähigkeit ist abhängig vom Gewicht, Alter und<br />
Trainingszustand<br />
• Genormte Standard-PWC-Werte für folgende Herzfrequenzen:<br />
• Berechnung:<br />
PWC=W1+(W2-W1)<br />
• Hf 130, Hf 150, Hf 170<br />
(P-P1)<br />
(P2-P1)<br />
P = gewünschte Frequenz, z.B. 170<br />
bei PWC 170<br />
W1 = Wattstufe mit <strong>der</strong> Frequenz P1,<br />
die gerade unter 170 liegt.<br />
W2 = Wattstufe mit <strong>der</strong> Frequenz P2,<br />
die über 170 liegt.<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
Herzfr./min<br />
210<br />
200<br />
190<br />
180<br />
170<br />
160<br />
150<br />
140<br />
130<br />
120<br />
110<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
Bestimmung <strong>der</strong> PWC<br />
40 80 120 160 200 240<br />
Leistung in Watt<br />
weibl. 57kg<br />
weibl. 71kg<br />
weibl. 51kg<br />
128 : 57 = 2,25<br />
152 : 71 = 2,12<br />
168 : 51 = 3,29<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
PWC-Normalwerte nach Rost et al.<br />
2,5<br />
PWC-Normwerte<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
• In Ruhe:<br />
5-8l/min<br />
• max:<br />
Atemgrenzwert<br />
(MVV=Maximal<br />
Voluntary Ventilation)<br />
Anteil des AMV am<br />
AGW (MVV)<br />
kennzeichnet den<br />
Grad <strong>der</strong><br />
Ausbelastung<br />
Atemminutenvolumen (VE)<br />
Atemreserve: Differenz zwischen MVV max. und VE max. (ca. 15l/min bzw. ><br />
20% des individuellen Sollwertes)<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
Ruhe:<br />
•12-16 Atemz./min<br />
max. :<br />
•40-50 (60)/min<br />
Atemzugvolumen:<br />
steigt von ca. 0,5l/min<br />
auf ca. 55% <strong>der</strong> VK<br />
Atemfrequenz und Atemzugvolumen<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
Respiratorischer Quotient<br />
• Der respiratorische Quotient (RQ) ist das Verhältnis von<br />
abgegebenem Kohlendioxid (Zähler) zu aufgenommenem<br />
Sauerstoff (Nenner).<br />
• Der RQ gibt Hinweise auf die Energieträger für die<br />
Muskelkontraktion.<br />
• Ruhenormwert bei gemischter Kost: 0,82.<br />
• Liegt <strong>der</strong> RQ-Wert unter 1, wird mehr Sauerstoff aufgenommen<br />
als CO2 abgegeben.<br />
• Bei Werten zwischen 0,75 und 0,80 wird die Energie vorrangig<br />
aus dem aeroben Fettstoffwechsel gewonnen.<br />
• Liegt <strong>der</strong> RQ-Wert über 1, wird mehr CO2 abgegeben als<br />
Sauerstoff aufgenommen, <strong>der</strong> anaerobe Energiestoffwechsel<br />
ist also dominant<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
Messung des Energieumsatzes<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
RQ-Werte > 1 entstehen durch<br />
die Anhäufung von Laktat im Blut<br />
und die Pufferfunktion.<br />
EXCE<strong>SS</strong> CO 2<br />
Respiratorischer Quotient<br />
VCO 2/VO 2 > 1,1 bei Ausbelastung<br />
RQ = RER (respiratory exchange ratio)<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
• Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin<br />
– Standards <strong>der</strong> Sportmedizin<br />
– Jahrgang 54, Nr.1 (2003)<br />
– Jahrgang 56 Nr.9 (2005)<br />
Tim Meyer<br />
Der respiratorische Quotient<br />
A.E. Jeukendrup<br />
Fettverbrennung und körperliche Aktivität<br />
www.zeitschrift-sportmedizin.de<br />
Literaturhinweis<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
Bei max. Belastung wird die Atmung<br />
zunehmend unökonomisch, da u.A. die<br />
Atemmuskulatur einen größeren Anteil<br />
an O 2 verbraucht.<br />
Atemäquivalent<br />
Atemäquivalent für Sauerstoff:<br />
Quotient aus AMV und O 2-<br />
Aufnahme.<br />
Ansteigende Arbeit bewirkt ein<br />
Absinken des Werts. Tiefster Punkt<br />
meistens bei Hf 120-130/min.<br />
Punkt <strong>der</strong> höchsten Atmungsökonomie<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
Atemminutenvolumen/O 2-Aufnahme<br />
Atemäquivalent für O 2 und CO 2<br />
Ruhe: 25-40 min: 22-27 max: > 30
Wichtiger Hinweis!<br />
Die im Labor gemessene<br />
Ausdauerleistungsfähigkeit ist zwar gut<br />
reproduzierbar, lässt aber keine exakten<br />
Rückschlüsse auf die Leistung in <strong>der</strong><br />
betreffenden Sportart unter Trainings- o<strong>der</strong><br />
Wettkampfbedingungen zu.<br />
Ein intraindividueller Vergleich kann die<br />
Wirksamkeit eines bestimmten Trainings<br />
bestätigen.<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
Normwerte Sauerstoffaufnahme<br />
Die O 2-Aufnahme ist<br />
durch Training um ca.<br />
25% steigerbar.<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
Maximal möglicher Wert = VO 2-max<br />
maximale Sauerstoffaufnahme<br />
Belastungsende<br />
Erreichter maximaler<br />
Wert = VO 2-Peak<br />
ist erst erreicht, wenn die O 2-Kurve sich am Ende abflacht und nicht weiter ansteigt<br />
= „leveling-off-Phänomen“<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
Leistungsbegrenzende Faktoren <strong>der</strong> O 2-max<br />
nach Hollmann/Hettinger<br />
• Interne Faktoren<br />
– Ventilation<br />
– Distribution (Luftverteilung)<br />
in <strong>der</strong> Lunge<br />
– Diffusion in <strong>der</strong> Lunge<br />
– Herzzeitvolumen<br />
– Blutverteilung<br />
– Arteriovenöse O 2-Differenz<br />
(= periphere Utilisation)<br />
– Blutvolumen<br />
– Total-Hämoglobingehalt<br />
– Dynamische<br />
Leistungsfähigkeit <strong>der</strong><br />
beanspruchten Muskulatur<br />
– Ernährunszustand<br />
• Externe Faktoren<br />
– Belastungsmodus<br />
– Größe und Art <strong>der</strong><br />
eingesetzten Muskulatur<br />
– Körperposition<br />
– O 2-Partialdruck in <strong>der</strong><br />
Einatmungsluft<br />
– Klima (Hitze, Kälte,<br />
Luftfeuchtigkeit)<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
Einfluss unterschiedlicher Ergometerarten<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
• Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin<br />
– Jahrgang 50, Nr.9 (1999)<br />
– Standards <strong>der</strong> Sportmedizin<br />
Meyer, T., Kin<strong>der</strong>mann, W<br />
Literaturhinweis<br />
Die maximale Sauerstoffaufnahme (VO 2max)<br />
www.zeitschrift-sportmedizin.de<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
Berechnung <strong>der</strong> Sauerstoffpulswerte:<br />
Quotient aus max O 2-Aufnahme und<br />
Herzfrequenz<br />
Mit zunehmen<strong>der</strong> Belastungsstufe<br />
flacht sich die Kurve immer mehr<br />
ab.<br />
Einschätzung <strong>der</strong> Ökonomie und<br />
Leistungsreserve<br />
Indirektes Maß für die Herzgröße<br />
Sauerstoffpuls<br />
Menge an Sauerstoff in ml, die pro<br />
Herzschlag umgesetzt wird<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
Berufs-Straßenradrennfahrer<br />
100-km-Läufer<br />
Herzgröße und Leistung<br />
Anaerobe Schwelle<br />
sowie relative O2-<br />
Aufnahme bei<br />
ansteigen<strong>der</strong>,<br />
vergleichbarer<br />
Belastung.<br />
Die Herzgröße sagt<br />
nichts über die<br />
Leistungsfähigkeit<br />
aus!<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
Geschichte <strong>der</strong> Leistungsdiagnostik<br />
• 1907 Fletcher und Hopkins: Laktatkonzentration<br />
steigt während <strong>der</strong> Belastung im Blut an.<br />
• 1920 Hill und Lupton: Begriff „O2-Defizit“ . Ausgleich<br />
nach Ende <strong>der</strong> Belastung<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
Geschichte <strong>der</strong> Leistungsdiagnostik<br />
• 1959 Hollmann et al. ermitteln bei stufenförmig<br />
ansteigen<strong>der</strong> Belastung den sog. Punkt des<br />
optimalen Wirkungsgrades <strong>der</strong> Atmung (POW).<br />
• 1960 bis 1979 Wassermann et al. entwickeln das<br />
Konzept <strong>der</strong> Schwellen. Ventilatorische Parameter<br />
verlieren in Relation zur Sauerstoffaufnahme ihre<br />
Linearität und steigen überproportional an. (Heute<br />
ventilatorische Schwelle). Punkt des ersten<br />
Laktatanstiegs (aerobe Schwelle)<br />
• 1976 Ma<strong>der</strong> entwickelt die 4mmol-Laktatschwelle<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
Laktat-Leistungskurve<br />
Laktat-Leistungskurven eines<br />
Sportlers nach zweitägiger<br />
Trainingspause und nach<br />
Glykogenverarmung<br />
(nach BU<strong>SS</strong>E et al. 1986)<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
Herzfr/min<br />
200<br />
195<br />
190<br />
185<br />
180<br />
175<br />
170<br />
165<br />
160<br />
155<br />
150<br />
145<br />
140<br />
135<br />
130<br />
125<br />
120<br />
115<br />
110<br />
105<br />
100<br />
95<br />
90<br />
85<br />
80<br />
Erstellen einer Laktat-Leistungs-Kurve<br />
Laktat-Leistungs-Kurve Fahrra<strong>der</strong>gometrie <strong>SS</strong>2007<br />
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21<br />
Zeit in min<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09<br />
12<br />
11,5<br />
11<br />
10,5<br />
10<br />
9,5<br />
9<br />
8,5<br />
8<br />
7,5<br />
7<br />
6,5<br />
6<br />
5,5<br />
5<br />
4,5<br />
4<br />
3,5<br />
3<br />
2,5<br />
2<br />
1,5<br />
1<br />
0,5<br />
0<br />
Laktat in mmol/l<br />
Herzfr. Prob.3<br />
Laktat Prob.3<br />
Polynomisch<br />
(Laktat Prob.3)<br />
Linear (Herzfr.<br />
Prob.3)
mmol/l<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
Fahrra<strong>der</strong>gometrie <strong>SS</strong><strong>2011</strong> Laktatwerte<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09<br />
Prob1<br />
Prob2<br />
Prob3<br />
Prob4<br />
Prob5<br />
Prob6<br />
Prob7<br />
Prob8
Fahrra<strong>der</strong>gometrische<br />
Leistung bei einem<br />
Blutlaktatwert von<br />
4 mmol/l in<br />
Abhängigkeit von<br />
unterschiedlichen<br />
Testschemata<br />
(nach HECK 1990)<br />
Laktat-Leistungskurve<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
Individuelle anaerobe Schwelle (IAS)<br />
„ Fixe Punkte auf <strong>der</strong> LLK, beispielsweise eine bei<br />
verschiedenen Personen gleiche<br />
Blutlaktatkonzentration implizieren nicht<br />
zwangsläufig eine identische metabolische<br />
Situation und können somit bei verschiedenen<br />
Personen von sehr unterschiedlicher Bedeutung<br />
sein. Insbeson<strong>der</strong>e besser ausdauertrainierte<br />
Sportler sind mit einer Belastungsintensität von<br />
4mmol/l Laktat überfor<strong>der</strong>t.“<br />
(Föhrenbach, Ma<strong>der</strong>, Hollmann 1987)<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
Herzfrequenz/min<br />
200<br />
180<br />
160<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
Laktat-Leistungskurven <strong>SS</strong> <strong>2011</strong><br />
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280<br />
Leistung in Watt<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
Laktat mmol/l
Bestimmung <strong>der</strong> "individuellen anaeroben Schwelle„<br />
(nach STEGMANN und KINDERMANN 1981)<br />
Individuelle anaerobe Schwelle<br />
Bestimmungsverfahren <strong>der</strong> +1,5-mmol/l-Methode<br />
(nach DICKHUTH et al. 1991)<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
Trainingsbereiche, die sich aus <strong>der</strong> LLK ergeben:<br />
75% <strong>der</strong> IAANS: RECOM-Training<br />
85-90%: GAI/II 45-60min<br />
Knapp unterhalb: GAII 30-45min<br />
Knapp oberhalb:GAII 20-30min<br />
Laktatbereich 6-8mmol/l: Schnelligkeitsausdauer<br />
Individuelle anaerobe Schwelle<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
Möglichkeit <strong>der</strong><br />
Belastungsvorgabe anhand <strong>der</strong><br />
im Feldstufentest<br />
(6mal 2323 m) ermittelten Laktat-<br />
Laufgeschwindigkeits-Beziehung<br />
(nach Föhrenbach 1986)<br />
Laktat-Leistungskurve<br />
Institut für Sportwissenschaft/Sportpädagogik Kulturwissenschaften<br />
Fachbereich 09
![(Microsoft PowerPoint - Alter und Sport [Kompatibilit\344tsmodus])](https://img.yumpu.com/20725461/1/190x135/microsoft-powerpoint-alter-und-sport-kompatibilit344tsmodus.jpg?quality=85)
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