Voll im Takt - Ausdauertraining im Rhythmus des Herzschlags

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Wie Belastung und Beanspruchung erfasst und für das Training genutzt werden können

Belastungs- und Beanspruchungsfaktoren und Möglichkeiten der Erhebung

Ein Teil der Belastung als Gesamtheit der erfassbaren Einflüsse, die von außen auf den Menschen einwirken, kann unabhängig von den organismischen Umstellungsreaktionen der Trainingsbelastung zugeordnet werden. Einfache Beispiele und Möglichkeiten zur Operationalisierung der sogenannten Belastungsnormative sind nachfolgend aufgelistet und können zum größten Teil mit einfachen Messverfahren und Gerätschaften erfasst werden. Dafür eignen sich zum Beispiel eine Stoppuhr, eine abgemessene Strecke, eine Zählung oder ein GPS-Signal in einer Smartwatch oder dem Smartphone.120, 121

• Belastungsintensität:

  • Bewegungsgeschwindigkeit: in km/h, in m/s

  • Zeit pro Strecke: in min/km, in s/m

  • Strecke pro Zeit: in m/Zeit, in km/Zeit

  • Leistung: in Watt

• Belastungsdauer: Zeit unter Belastung in s, min, h

• Belastungshäufigkeit: Anzahl an Wiederholungen, Intervallen oder Serien

• Belastungsumfang: in m, km (Anmerkung: Auch die Belastungsdauer und -häufigkeit kann eine Größe für den Belastungsumfang darstellen.)

• Belastungsdichte: Pausenzeiten zwischen Intervallen, Serien oder Trainingseinheiten in s, min, h, Tagen, Wochen

• Trainingshäufigkeit: Trainingseinheiten pro Tag, Woche, Monat

Die Beanspruchung kennzeichnet die spezifischen, individuellen und akuten physiologischen, psychologischen, neuromuskulären und biomechanischen Reaktionen auf eine Belastung inklusive der benannten Einflussfaktoren wie auf Seite 27 ff. genannt. Einfache Möglichkeiten zur Operationalisierung der Beanspruchung zur Beurteilung der Reizintensität im Ausdauertraining sowie für den Einsatz im Monitoring sind nachfolgend aufgelistet:

Reizintensität

• Belastungsherzfrequenz: in Schlägen pro Minute (1/min)

• Blutlaktatkonzentration: in Millimol pro Liter (mmol/l)

• Skalen für das subjektive Anstrengungsempfinden: 6-20, 0-10 (Seite 73 ff.)

Monitoring

• Ruheherzfrequenz: in 1/min

• Belastungsherzfrequenz: in 1/min

• Erholungsherzfrequenz nach Belastung: in 1/min

• Herzfrequenzvariabilität (HRV) in Ruhe: Zeitbereichsparameter in Millisekunden

• Skalen für das subjektive Anstrengungsempfinden bei Belastung: 6-20, 0-10

• Blutlaktatkonzentration in Ruhe, bei Belastung und in der Erholung: in mmol/l

• Psychometrische Skalen in Ruhe: Muskelkatersymptome (englisch delay onset muscle soreness, DOMS), Stimmung, Ermüdung etc.

Der Rhythmus des Herzschlags - deine innere Uhr

Das Herz arbeitet autonom ein Leben lang ohne Pause. Die Herzfrequenz ist ein Vitalzeichen, wie oft dein Herz in der Minute schlägt, oft auch als Puls bezeichnet. Bei gesunden Menschen schlägt das Herz unter Ruhebedingungen mit einer durchschnittlichen Frequenz von 60 bis 70 Schlägen pro Minute circa 100 000-mal am Tag, und das 365 Tage im Jahr - je nach Gesundheitszustand, Geschlechtsspezifik und Leistungsniveau. Das Herz hat einen eigenen Schrittmacher (den sogenannten Sinusknoten), der elektrische Potenziale erzeugt, die die Kontraktionen der Herzmuskulatur einleiten. Wenn es keinen anderen Mechanismus zur Modulation des Herzrhythmus gäbe, würde unser Herz mit etwas über 100 Schlägen pro Minute schlagen. In einem Zustand ohne Modulation des Herzrhythmus gäbe es fast keine Variabilität zwischen den Herzschlägen und der Sinusknoten würde nahezu wie ein Metronom arbeiten. Neben diesem Schrittmacher wird das Herz jedoch unter anderem durch das ANS und seine primären Stränge Sympathikus und Parasympathikus moduliert. Der Sympathikus ist für die Stimulierung »Fight or Flight« des Organismus verantwortlich und kann die Herzfrequenz nach oben regulieren. Er überträgt Impulse mithilfe des Neurotransmitters Noradrenalin. Das parasympathische Nervensystem, allen voran der Vagusnerv, ist hauptsächlich für die Ruhefunktionen »Rest or Digest« des Organismus zuständig und kann die Herzfrequenz nach unten regulieren. Er überträgt Impulse mithilfe des Neurotransmitters Acetylcholin. Die beiden Stränge stehen für die kurz- und langfristige Modulation der Herzfrequenz, wobei zu berücksichtigen ist, dass das parasympathische Subsystem schnell und kurzlebig ist, während das sympathische Subsystem tonisch aktiviert werden kann und in der Lage ist, den Einfluss des Parasympathikus abzuschwächen.122, 123

Die Modulation durch das ANS und dessen Stränge Parasympathikus und Sympathikus als Teil des Nervensystems hat zahlreiche Funktionen in vielen Subsystemen des Organismus.

Der Schrittmacher des Herzens

Unter normalen Bedingungen fungiert der Sinuatrial-Knoten (SA-Knoten) oder Sinusknoten als Schrittmacher des Herzens. Er gibt normalerweise eine Rate von circa 60 bis 100 Depolarisationen pro Minute vor oder eine Herzfrequenz von ungefähr 60 bis 100 Schlägen pro Minute, wenn jede Depolarisation durch das Herz geleitet wird und zu einer Kontraktion führt. Es gibt jedoch auch in anderen Bereichen des Herzens autorhythmisches Gewebe, darunter der Atrioventrikularknoten (AV-Knoten) und die Purkinje-Fasern. Der AV-Knoten gibt eine Frequenz zwischen 40 und 60 Schlägen pro Minute vor, während die Purkinje-Fasern eine Frequenz von 15 bis 40 Schlägen pro Minute aufweisen. Der AV-Knoten und die Purkinje-Fasern können als Backup-Systeme betrachtet werden, falls der SA-Knoten ausfällt.

Sie stören den SA-Knoten nicht, weil die Entladungsrate des SA-Knotens viel höher ist und eine Depolarisation sowohl des AV-Knotens als auch der Purkinje-Fasern stattfindet, bevor deren eigene Autorhythmie einsetzen kann.

Es ist jedoch möglich, dass das Herz einen so genannten ektopischen Schrittmacher entwickelt. Dies geschieht, wenn ein Teil des Herzgewebes eine Entladung entwickelt, die schneller ist als die des SA-Knotens. Der AV-Knoten und die Purkinje-Fasern können zu einem ektopischen Schrittmacher werden und eine anormale Kontraktionssequenz verursachen - sowohl unter Ruhe als auch unter Belastungsbedingungen. Es ist auch möglich, dass sich die Herzmuskelfasern zu ektopischen Schrittmachern entwickeln. Ektopische Schrittmacher können sowohl den Herzrhythmus beeinträchtigen, was zu Herzrhythmusstörungen führt, als auch die Pumpleistung und die Pumpfunktion des Herzens beeinträchtigen, was zu einer Verringerung der Herzleistung führt.124, 125

Kontrolle der Herzfrequenz

Das Herz wird durch das autonome Nervensystem innerviert. Der Parasympathikus innerviert über den Vagusnerv vor allem den SA- und AV-Knoten. Der Vagus innerviert in gewissem Umfang die Vorhöfe, aber nur in sehr geringem Maße direkt die Herzkammermyozyten. Das sympathische System ist auf die meisten Teile des Herzens verteilt, einschließlich der SA- und AV-Knoten, aber mit weitreichenden Innervationsmöglichkeiten der Herzkammer. Unter normalen Umständen steht der SA-Knoten bei gesunden Menschen sowohl unter dem Einfluss des Parasympathikus als auch des Sympathikus; in Ruhe überwiegt jedoch der Parasympathikus. Dies wurde durch die Erzeugung eines Vagusblocks (Blockierung der Vagusaktivität mit dem Medikament Atropin) nachgewiesen, der die Herzfrequenz um etwa 30 bis 40 Schläge pro Minute erhöht. Umgekehrt führt die Blockade des Sympathikus (mit einem Betablocker wie Propranolol) zu einer Verringerung der Ruheherzfrequenz um nur 10 Schläge pro Minute. Wenn sowohl der Sympathikus als auch der Parasympathikus blockiert sind, liegt die Herzfrequenz in der Regel zwischen 100 und 120 Schlägen pro Minute, je nach Alter und Gesundheitszustand der Person. Diese Herzfrequenz wird als intrinsische Herzfrequenz bezeichnet, das heißt als die Frequenz, mit der das Herz schlägt, wenn es nicht durch das ANS innerviert beziehungsweise moduliert wird. Die intrinsische Herzfrequenz wird bei Herztransplantationen beobachtet, da die Nerven während der Transplantation durchtrennt werden; diese Patienten haben in der Regel eine Ruheherzfrequenz von über 100 Schlägen pro Minute. Obwohl Anstieg und Abfall der Herzfrequenz durch wechselseitige Veränderungen der sympathischen und parasympathischen Stimulation verursacht werden können - zum Beispiel kann eine Erhöhung der Herzfrequenz durch eine Verringerung der vagalen Erregung und eine Erhöhung der sympathischen Stimulation verursacht werden -, kann jeder der Stränge des ANS auch unabhängig voneinander Einfluss nehmen, ohne dass eine wechselseitige Wirkung des anderen Stranges vorliegt. Ein weiterer wichtiger Aspekt der autonomen Kontrolle der Herzfrequenz ist die unterschiedliche Geschwindigkeit, mit der Sympathikus- und Parasympathikus-Stimulation die Herzfrequenzregulation beeinflussen. Wenn der...