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VO 2 max


Laufzeit - epaper ⋅ Ausgabe 5/2021 vom 11.08.2021

AUS DER WISSENSCHAFT

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Fotos: Jacob Lund - stock.adobe.com

Die maximale Sauerstoffaufnahme, abgekürzt mit VO 2 max, wird als Bruttokriterium der Ausdauerleistungsfähigkeit bezeichnet. Es ist die wichtigste Kenngröße für die Beurteilung der aeroben Leistungsfähigkeit oder Ausdauerfitness. Die VO max wird in Litern/Minute (l/min) angegeben. Sie beträgt bei Untrainierten ca. 3-3,5 l/min und bei Ausdauertrainierten ca. 5-6 l/min. Zum individuellen Vergleich der Ausdauerleistungsfähigkeit ist sie, aufgrund des starken Einflusses des Körpergewichts, nur bedingt geeignet. Zur besseren Vergleichbarkeit erfolgt eine Normierung auf das Körpergewicht. Man spricht von relativer maximaler Sauerstoffaufnahme (ml/min/kg). Die VO 2 max ist in jedem Alter gut trainierbar. Talentierte Ausdauersportler können ihre VO max im Vergleich zu Untrainierten annähernd verdoppeln. Aber auch weniger Talentierte können die VO 2 max deutlich steigern. Welche ...

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... Trainingsmethoden zur Verbesserung der VO 2 max besonders geeignet sind, darauf wird in der nächsten Ausgabe der LAUFZEIT eingegangen. Dafür müssen wir zunächst die physiologischen Grundlagen zur maximalen Sauerstoffaufnahme verstehen und die eigenen Werte beurteilen können.

Welche physiologischen Größen bestimmen die VO 2 max?

Frage ich meine Studierenden nach den Bestimmungsgrößen der VO 2 max, dann wird meist als Erstes die Größe der Lunge genannt. Das Lungenvolumen oder genauer gesagt die Vitalkapazität (VC), als Volumendifferenz zwischen maximaler Einatmung und

maximaler Ausatmung, hat jedoch nur einen sehr geringen Einfluss auf die VO 2 max. Es gilt also nicht die Beziehung, je größer die Lunge beziehungsweise Vitalkapazität, desto größer die Ausdauerleistung. Weltklasseläufer*innen haben in der Regel keine größere Lunge als weniger gut Trainierte. Wie viel Sauerstoff von der Lunge in den arteriellen Blutkreislauf gelangt, ist nicht abhängig von der Größe der Lunge, sondern von der Höhe der arteriovenösen Sauerstoffdifferenz. Denn nur, wenn diese Differenz hoch ist, kann ein maximaler Gasaustausch in den Lungenbläschen (Alveolen) erfolgen, also viel Sauerstoff diffundieren. Eine große arteriovenöse Sauerstoffdifferenz entsteht, wenn in den Muskelzellen, den Mitochondrien, viel Sauerstoff verbraucht wird. Wer also viele Mitochondrien durch ein mehrjähriges Ausdauertraining antrainiert hat, kann viel Sauerstoff verstoffwechseln, hat also eine hohe aerobe Leistungsfähigkeit. Damit der Sauerstoff auch zur Muskulatur kommt, bedarf es eines guten Sauerstofftransportsystems und einer guten Kapillarisierung in der Muskulatur. Träger des Sauerstoffs ist das Hämoglobin, das heißt, die Sauerstoffmoleküle binden sich an das Hämoglobin und werden so zur Muskulatur transportiert. Wer also eine höhere Hämoglobinkonzentration im Blut hat, kann mehr Sauerstoff zur Muskulatur transportieren. Die Lunge hingegen kann zur Verbesserung der maximalen Sauerstoffaufnahme wenig beitragen.

Sie ist fast gar nicht trainierbar. Eine gute Lungenfunktion muss dennoch vorhanden sein und die Lunge darf nicht geschädigt (Raucherlunge) oder in ihrer Funktionsweise eingeschränkt belastbar sein (zum Beispiel durch Asthma). Gut trainierbar ist unser Herz (Sportherz) und das Herz-Kreislauf-System und damit das Herzminutenvolumen. Das maximale Herzminutenvolumen ist das Produkt aus Herzfrequenz und Schlagvolumen, also die Menge an Blut, die in einer Minute durch den Kreislauf gepumpt wird. Ein hohes Herzminutenvolumen erhöht den Sauerstofftransport zu den Muskeln und bestimmt damit wesentlich die maximale maximale Sauerstoffaufnahme, vorausgesetzt, es gibt viele Mitochondrien an der Muskelzelle und für den Sauerstoff ist genügend Hämoglobin zum Transport vorhanden.

Voraussetzungen für eine hohe maximale Sauerstoffaufnahme (VO 2 max):

• Hohe Anzahl an Mitochondrien

• Hohe Dichte der Kapillarisierung

• Hoher Hämoglobingehalt

• Hohes Herzminutenvolumen

• Gute Funktionsfähigkeit der Lunge

Einfluss von Alter und Ausdauertraining auf die VO 2 max

Ab einem Lebensalter von ca. 30 Jahren sinkt mit zunehmendem Alter die maximale Sauerstoffaufnahme um etwa zehn Prozent pro Jahrzehnt, sofern dieser Prozess nicht durch ein Laufoder Ausdauertraining aufgehalten wird. In Abbildung 1 sind die Verläufe der VO 2 max für den Altersdurchschnitt der Untrainierten und die von sehr hoch trainierten Läufern aufgezeigt.

Danach wird ersichtlich, welche Anpassungsreserve sich durch ein Ausdauertraining in jedem Alter gegeben. Wer beispielsweise bis zum Alter von 40 oder 50 Jahren sportlich nicht aktiv war, also seine Freizeit mehr oder weniger ohne Sport verbracht hat, kann seine VO 2 max in den folgenden Jahren dennoch deutlich über den Altersdurchschnitt erhöhen. Dies erkannte der kürzlich im Alter von 97 Jahren verstorbene, weltberühmte Kölner Sportmediziner Professor Wildor Hollmann bereits vor Jahrzehnten und prägte den vielzitierten Spruch: „20 Jahre lang 40 Jahre jung bleiben“. Diese Erkenntnis bestätigt sich auch in der Praxis. Eine umfassende Auswertung der Laufzeiten von Marathonläufer*innen von Kollege Leyk ergab, dass sich in der Altersspanne von 20-55 Jahren keine Unterschiede in der Laufzeit der Jüngeren zu den Älteren zeigen. Ein erheblicher Teil der Senioren läufer*innen war sogar schneller als jüngere Läufer*innen.

Bestimmung und Berechnung der VO 2 max

Für die Bestimmung der VO 2 max gibt es mehrere Möglichkeiten. Goldstandard ist die direkte Messung des Gasaustauschs während einer Spiroergometrie. Dies setzt eine maximale Ausbelastung voraus. Individuell wird die höchste VO 2 max dabei in der Ausdauersportart erreicht, in der man besonders gut trainiert ist. Wird die VO max im Laufen bestimmt, dann wird in der Regel ein Rampen- oder Stufentest auf dem Laufband durchgeführt, das Der Einfluss von Alter und Ausdauertraining auf die VO 2 max.

heißt, die Geschwindigkeit erhöht sich in kurzen Zeitabständen bis zur vollständigen Ausbelastung. Diese Bestimmungsmethode ist nur in einem sportmedizinischen Labor möglich und ist mit erheblichen Kosten verbunden. Alternativ kann die maximale Sauerstoffaufnahme durch indirekte Methoden und Formeln annäherungsweise ermittelt werden.

VO 2 max eigenständig ohne Leistungsdiagnostik berechnen

Cooper-Test

Beim Cooper-Test wird die Laufdistanz ermittelt, die innerhalb einer Dauer von zwölf Minuten bei maximaler Anstrengung zurückgelegt werden kann. Für diesen Test ist eine Laufbahn oder ein flacher Kurs auf Asphalt sehr gut geeignet. Aus der zurückgelegten Strecke kann die maximale Sauerstoffaufnahme mit folgender Formel eigenständig berechnet werden.

VO 2 max = zurückgelegte Strecke minus 505 geteilt durch 45 Fitnesstest Eine gute Schätzmethode für die VO 2 max bietet der Fitnesstest von Polar. Hierfür ist kein schweißtreibender Lauf erforderlich.

Der Test basiert auf einer fünfminütigen entspannten Messung von Ruheherzfrequenz und Herzfrequenzvariabilität im Liegen sowie den persönlichen Angaben zu Geschlecht, Alter, Körpergröße, Gewicht und der Selbsteinschätzung des körperlichen Aktivitätsniveaus (Trainingspensum). Diese Daten werden vorher in die Fitness- oder Laufuhr eingegeben. Aber auch andere Uhrenhersteller ermitteln die VO 2 max.

Formeln

Im Internet stehen unterschiedliche Rechner zur Kalkulation der VO 2 max zur Verfügung. Dabei erfolgen die Berechnungen meist auf den Angaben von Alter, Gewicht und Bestzeit. Teilweise werden noch Angaben zur Ruheherzfrequenz, maximalen Herzfrequenz, durchschnittlichen Herzfrequenz und Laufgeschwindigkeit abgefragt. Können keine Leistungsdaten oder körperbezogenen Daten in die Rechner eingegeben werden, dann kann die VO 2 max nur sehr grob abgeschätzt werden.

Bewertung der eigenen Ausdauerleistungsfähigkeit

Anhand der beiden Tabellen können Frauen und Männer ihre Ausdauerleistungsfähigkeit individuell bewerten. Wer unter dem Altersdurchschnitt liegt, sollte dringend mit dem Laufsport oder anderen Aktivitäten starten. Der Einstieg über sich abwechselnde Geh- und Laufphasen mit einer Dauer von mindestens 30 Minuten, drei bis vier Mal in der Woche durchgeführt, wird schnell die Ausdauer auf ein höheres Niveau bringen. Liegt der eigene Wert bereits deutlich über dem Durchschnitt, z.B. in der Kategorie gut oder sehr gut, dann ist ein gut geplantes Lauftraining mit einem Laufumfang von mindestens 30-40 Kilometer pro Woche erforderlich, um die Werte weiter zu verbessern. Welche Trainingseinheiten den stärksten Effekt auf die VO 2 max haben, wird in der folgenden Ausgabe der LAUFZEIT erklärt.

KUNO HOTTENROTT ist Universitätsprofessor und Leiter der Abteilung Trainingswissenschaft und Sportmedizin an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Er ist selbst aktiver Ausdauersportler mit einer Marathonbestzeit von 2:36 Stunden (1988, Hamburg).

Infos und Kontakt unter www.hottenrott.info