Sporttheorie - Oberstufe

Ausdauer und VO2max leicht erklärt

Ausdauer ist die Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdung bei lang andauernder Belastung, verbunden mit der Fähigkeit zur raschen Regeneration danach. Der zweite Halbsatz wird in Klausuren regelmäßig vergessen und kostet Punkte: Ausdauer zeigt sich nicht nur darin, wie lange jemand durchhält, sondern auch darin, wie schnell er sich zwischen zwei Belastungen wieder erholt.

Wie man Ausdauer gliedert

Vier Ordnungsgesichtspunkte sind prüfungsrelevant, und sie lassen sich beliebig kombinieren:

Nach der beteiligten Muskelmasse – allgemeine Ausdauer, wenn mehr als etwa ein Sechstel bis ein Siebtel der Skelettmuskulatur arbeitet (Laufen, Radfahren, Schwimmen), sonst lokale Ausdauer. Bei lokaler Ausdauer begrenzt der Muskel selbst, bei allgemeiner Ausdauer das Herz-Kreislauf-System.
Nach der Energiebereitstellung – aerob mit ausreichend Sauerstoff, anaerob unter Sauerstoffmangel.
Nach der Arbeitsweise der Muskulatur – dynamisch oder statisch.
Nach der Belastungsdauer – Kurzzeitausdauer (etwa 35 Sekunden bis 2 Minuten), Mittelzeitausdauer (2 bis 10 Minuten) und Langzeitausdauer, die in vier Stufen bis über sechs Stunden weiter unterteilt wird.

Ein 800-Meter-Lauf ist demnach allgemeine, überwiegend anaerobe, dynamische Kurz- bis Mittelzeitausdauer. Genau solche Einordnungen werden in Aufgaben mit dem Operator „ordnen Sie ein" verlangt.

VO₂max – das Bruttokriterium der Ausdauer

Die maximale Sauerstoffaufnahme beschreibt, wie viel Sauerstoff der Körper pro Minute aufnehmen, transportieren und in der Muskulatur verwerten kann. Sie gilt als wichtigster Einzelwert der aeroben Leistungsfähigkeit und wird über das Fick'sche Prinzip beschrieben:

VO₂max = HMV × avDO₂ · HMV = HF × SV Herzminutenvolumen mal arteriovenöse Sauerstoffdifferenz; das HMV wiederum ist Herzfrequenz mal Schlagvolumen

Aus dieser Formel liest man die gesamte Trainingswirkung ab. Die maximale Herzfrequenz lässt sich kaum trainieren, sie sinkt sogar leicht. Steigern lassen sich dagegen das Schlagvolumen - also die Blutmenge pro Herzschlag - und die arteriovenöse Sauerstoffdifferenz, die zeigt, wie viel Sauerstoff die Muskulatur dem Blut tatsächlich entnimmt. Das eine ist eine zentrale Anpassung des Herzens, das andere eine periphere Anpassung im Muskel.

Angegeben wird die VO₂max entweder absolut in Litern pro Minute oder relativ in Millilitern pro Kilogramm Körpergewicht und Minute. Der relative Wert ist aussagekräftiger, sobald der eigene Körper mitbewegt werden muss. Untrainierte Erwachsene liegen bei etwa 35 bis 45 ml/(kg · min), gut trainierte Freizeitsportler bei 55 bis 65, Spitzenathleten im Ausdauersport bei 75 bis 85.

Bis zur Schwelle halten sich Laktatbildung und Laktatabbau die Waage – der Wert bleibt stabil, die Belastung ist über längere Zeit durchzuhalten. Darüber steigt das Laktat fortlaufend an, und der Abbruch ist nur noch eine Frage der Zeit.

Die anaerobe Schwelle

Die anaerobe Schwelle markiert die höchste Belastung, bei der sich Laktatbildung und Laktatelimination noch im Gleichgewicht befinden - das sogenannte maximale Laktat-Steady-State. In der Schule wird meist mit der festen Schwelle von 4 mmol/l gerechnet. In der Leistungsdiagnostik verwendet man individuelle Schwellenmodelle, weil der tatsächliche Wert je nach Person zwischen etwa 2,5 und 6 mmol/l liegen kann.

Wichtig ist die Unterscheidung zur VO₂max: Diese beschreibt die Obergrenze des Systems, die Schwelle dagegen den nutzbaren Anteil davon. Zwei Läufer mit gleicher VO₂max können sich im Marathon um zwanzig Minuten unterscheiden, wenn der eine 90 Prozent seiner Maximalleistung über die Distanz halten kann und der andere nur 75 Prozent. Deshalb trainieren Ausdauersportler nicht nur an der Obergrenze, sondern vor allem an der Schwelle.

Trainingsmethoden und Belastungsnormative

Belastungsnormative der Ausdauermethoden
Methode	Intensität (% HF_max)	Dauer	Pause	Hauptwirkung
Extensive Dauermethode	60–75 %	30–120 min	keine	Fettstoffwechsel, Kapillarisierung, Grundlagenausdauer
Intensive Dauermethode	75–85 %	20–60 min	keine	Schwellenverschiebung, Laktattoleranz im Steady State
Variable Dauermethode (Fahrtspiel)	60–90 %, wechselnd	30–60 min	keine	Umstellfähigkeit zwischen den Energiesystemen
Extensive Intervallmethode	80–90 %	1–8 min je Belastung	lohnende Pause, unvollständig	Herzvolumen, Schlagvolumen (zentrale Anpassung)
Intensive Intervallmethode	90–95 %	15 s–3 min	lohnende Pause	VO₂max, anaerobe Kapazität, Pufferung
Wiederholungsmethode	95–100 %	kurz, wettkampfnah	vollständig	Wettkampftempo, Spurtfähigkeit

Der begriffliche Kern der Intervallmethode ist die lohnende Pause: Sie wird bewusst unvollständig gehalten, meist bis zu einer Herzfrequenz um 120 bis 130 Schläge pro Minute. In dieser Phase ist der Rückstrom des Blutes zum Herzen hoch, während der Druck bereits gesunken ist - der Reiz, der die Herzkammer dehnt und langfristig das Schlagvolumen vergrößert. Wer die Pause bis zur vollständigen Erholung ausdehnt, verschenkt genau diesen Reiz und trainiert etwas anderes.

Rechenbeispiel: Trainingsherzfrequenz nach Karvonen

Prozentangaben allein sind ungenau, weil sie den Ruhepuls ignorieren. Die Karvonen-Formel rechnet stattdessen mit der Herzfrequenzreserve, also der Spanne zwischen Ruhe- und Maximalpuls.

Sportler: HF_max = 195 min⁻¹, HF_Ruhe = 55 min⁻¹
Ziel: extensive Dauermethode bei 70 % der Herzfrequenzreserve

HF_Training = HF_Ruhe + (HF_max − HF_Ruhe) × Intensität
HF_Training = 55 + (195 − 55) × 0,70
HF_Training = 55 + 98 = 153 min⁻¹

Die einfache Rechnung 195 × 0,70 ergäbe dagegen nur 137 Schläge - deutlich zu niedrig für den beabsichtigten Reiz. Je niedriger der Ruhepuls, desto größer wird dieser Unterschied, weshalb gerade gut Trainierte mit der einfachen Prozentrechnung systematisch unterfordert werden.

Anpassungen an ein Ausdauertraining

Die Anpassungen lassen sich in zentrale und periphere trennen. Zentral vergrößert sich das Herz zum Sportherz: Das Herzvolumen steigt von etwa 600 bis 800 Millilitern auf bis zu 1200 Milliliter, das Schlagvolumen in Ruhe von rund 70 auf über 100 Milliliter. Weil pro Schlag mehr Blut befördert wird, sinkt die Ruheherzfrequenz - die bekannte Bradykardie des Ausdauersportlers. Dazu kommt ein größeres Blutvolumen mit mehr roten Blutkörperchen.

Peripher steigt die Zahl der Kapillaren um die Muskelfasern, die Mitochondriendichte und die Aktivität der aeroben Enzyme nehmen zu, und die Glykogenspeicher vergrößern sich. Alle drei Punkte erhöhen die arteriovenöse Sauerstoffdifferenz - der Muskel holt mehr Sauerstoff aus demselben Blut. Genau deshalb steht in der Fick'schen Gleichung ein Produkt: Zentrale und periphere Anpassung multiplizieren sich, sie addieren sich nicht.

Fachbegriffe

Ausdauer: Ermüdungswiderstandsfähigkeit bei lang dauernder Belastung samt rascher Regenerationsfähigkeit.
VO₂max: Maximale Sauerstoffaufnahme; Bruttokriterium der aeroben Leistungsfähigkeit.
Fick'sches Prinzip: VO₂ = Herzminutenvolumen × arteriovenöse Sauerstoffdifferenz.
Schlagvolumen: Blutmenge, die das Herz pro Schlag auswirft; zentral trainierbar.
avDO₂: Differenz des Sauerstoffgehalts zwischen arteriellem und venösem Blut; peripher trainierbar.
Anaerobe Schwelle: Höchste Belastung mit stabilem Laktatwert (maximales Laktat-Steady-State), schulisch bei 4 mmol/l.
Lohnende Pause: Unvollständige Erholung bis etwa 120–130 min⁻¹; Reiz für die Vergrößerung des Herzvolumens.
Bradykardie: Abgesenkte Ruheherzfrequenz als Folge des gestiegenen Schlagvolumens.

Häufiger Prüfungsfehler

„Wer die höhere VO₂max hat, gewinnt den Marathon." Falsch, und ein Klassiker. Die VO₂max ist eine Obergrenze; über die Wettkampfleistung entscheidet zusätzlich, welchen Anteil davon jemand an der Schwelle über die Distanz halten kann, und wie ökonomisch die Bewegung ist.

Ebenfalls beliebt: die „Fettverbrennungszone". Bei niedriger Intensität ist der prozentuale Anteil der Fette an der Energiebereitstellung am größten, der absolute Fettumsatz jedoch nicht. Wer das verwechselt, argumentiert an der Aufgabe vorbei.

Und schließlich ist „220 minus Lebensalter" nur ein grober Schätzwert mit einer Streuung von etwa ±10 bis 12 Schlägen. Für eine Trainingssteuerung braucht man einen gemessenen Wert.

So formulierst du es im Abi

„Die aerobe Leistungsfähigkeit wird über die maximale Sauerstoffaufnahme erfasst, die sich nach dem Fick'schen Prinzip als Produkt aus Herzminutenvolumen und arteriovenöser Sauerstoffdifferenz ergibt. Da die maximale Herzfrequenz nicht trainierbar ist, beruht die Steigerung auf einem vergrößerten Schlagvolumen als zentraler und einer verbesserten Sauerstoffausschöpfung als peripherer Anpassung. Die extensive Intervallmethode wirkt dabei vorrangig zentral, die extensive Dauermethode vorrangig peripher."

Abituraufgabe

Zwei Läufer haben dieselbe VO₂max von 65 ml/(kg · min). Läufer A erreicht seine anaerobe Schwelle bei 12 km/h, Läufer B bei 15 km/h. Erläutern Sie, wie dieser Unterschied zustande kommt, und begründen Sie, welche Trainingsmethode Sie Läufer A empfehlen.

Erwartungshorizont anzeigen

Erwartet wird zunächst die Trennung von Obergrenze und nutzbarem Anteil: Die VO₂max beschreibt das maximale Sauerstoffaufnahmevermögen, sagt aber nichts darüber aus, bei welchem Anteil davon Laktatbildung und Laktatelimination noch im Gleichgewicht stehen. Läufer B nutzt einen höheren Prozentsatz seiner VO₂max im Steady State, was auf eine höhere Mitochondriendichte, eine stärkere Kapillarisierung, eine höhere Aktivität aerober Enzyme und eine bessere Laktatelimination zurückzuführen ist - überwiegend also auf periphere Anpassungen. Zusätzlich kann eine bessere Laufökonomie genannt werden.

Für die Empfehlung sind zwei Wege zulässig, sofern sie begründet werden: die intensive Dauermethode beziehungsweise ein Training im Schwellenbereich, weil der Reiz genau dort ansetzt, wo die Verschiebung erfolgen soll; oder ein Umfangsaufbau über die extensive Dauermethode, falls die Grundlagenausdauer noch schmal ist. Für die volle Punktzahl müssen der Bezug zur Fick'schen Gleichung und mindestens zwei periphere Anpassungen benannt werden.

Passt dazu

Dieser Text erklärt trainingswissenschaftliche Grundlagen für den Unterricht und ersetzt keine individuelle Trainings- oder Gesundheitsberatung.

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