Die anaerobe Schwelle (ANS), die eigentliche Laktatschwelle

Ein Begriff, der sehr häufig fehlinterpretiert und wahrscheinlich auch für die Trainingsgestaltung überschätzt wird. In der Fachliteratur findet man auch keine einheitliche Definition. Oft wird noch zwischen ANS und Laktat-steady-sate (LSS) unterschieden. In diesem Beitrag gehe ich auf die Unterschiede nicht ein.

Um vielen Missverständnissen vorzubeugen, möchte ich erstmals die Begriffe aerob und anaerob erläutern.

Energiebereitstellung

Von anaerober Energiebereitstellung bzw. Energiegewinnung spricht man dann, wenn die Stoffwechselprozesse keinen zusätzlichen Sauerstoff benötigen um die Leistung bereitzustellen. Diese schnelle Bereitstellung von Energie gliedert sich in zwei Systeme und steht uns bei Vollbelastung für insgesamt ca. 1 Minute zur Verfügung. Bei einer Belastungsdauer, die über eine Minute hinausgeht, nimmt die aerobe Energiegewinnung, die in den Mitochondrien abläuft, eine zunehmend dominierende Rolle ein., d.h. wir fangen an Sauerstoff zu verstoffwechseln. Die aerobe Energiegewinnung setzt also sehr bald nach der Belastung ein und übernimmt den Hauptanteil der Leistungserbringung. In meinem kommenden Beitrag, werde ich mich ausführlich über die Energiebereitstellung äußern. Dabei werde ich die unterschiedlichen Mechanismen der Energiegewinnung erklären.

Warum der Begriff Anaerobe Schwelle für diesen Zusammenhang gewählt wurde, ist mir nach wie vor ein Rätsel. Eigentlich sollte man eher Laktatschwelle dazu sagen.

Warum?
Innerhalb der aeroben Energiegewinnung werden auch im Verlauf des Glukoseabbaus Wasserstoffatome (H) freigesetzt, die in der sog. Atmungskette verarbeitet werden. Dabei entstehen größere Mengen von ATP, dem Energieliferanten aller Zellen. Bei geringer Belastung entsteht bei der Glykolyse und dem gebildetem Pyruvat praktisch kein Laktat. Steigt die Belastung, wird die Glykolyse verstärkt um zusätzliche Energie zu gewinnen. Somit entsteht zu viel Pyruvat um in den Zytratzyklus umgesetzt zu werden. Das überschüssige Pyruvat verbleit im Muskelgewebe und wird durch Zufuhr von Wasserstoff zu Laktat (Milchsäure) umgewandelt. Vereinfacht gesagt: steigt die Belastung, steigt das Laktat im Muskel. Das überschüssige Laktat in den Muskelfasern wird in den Blutkreislauf gebracht und in Herz, Nieren und Leber abgebaut. Ist die Bildung mit der maximal möglichen Abbaumenge von Laktat identisch, spricht man von der Anaeroben Schwelle. Daher finde ich den Begriff Laktatschwelle passender. Anaerob heißt nähmlich ohne Sauerstoff und bei diesem Vorgang gibt es Sauerstoff in Hülle und Fülle!

Was heißt das also konkret?
Die anaerobe Schwelle oder Laktatschwelle ist eine Sportphysiologische Festlegung, die innerhalb der aeroben Energiegewinnung die Belastung definiert, bei der  genau soviel Laktat aufgebaut  wie  abgebaut wird. Das entspricht der maximalen Leistung, die über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten werden kann. Länger heißt nicht ewig! Nach ca. einer Stunde bis max. 90 Minuten (je nach Konstitution und Trainingszustand) sind die Kohlehydratspeicher leer sofern sie vor der Belastung gefüllt waren. Danach steht lediglich die Fettverbrennung alleine zur Verfügung, die weniger Energie und somit weniger Leistung liefert. Am Schluss wird sogar als letzte Rettung Eiweiß verbrannt. Aber genaueres dazu im nächsten Beitrag. Die Kohlehydratspeicher sollen noch Energie liefern und wir befinden uns an der Laktatschwelle. Steigere ich die Belastung über die Laktatschwelle darüber hinaus, z.B. um 50Watt, wird das Laktat bei der höheren Leistung ständig zunehmen (Kumulierung) und ich werde recht bald durch Ermüdung meine Leistung wieder herunterfahren müssen oder gar abbrechen müssen.

Ist die Laktatschwelle für alle gleich?
Nein. Die ist sehr unterschiedlich, je nach Veranlagung, Ernährung und Trainingszustand. Man spricht auch von der IANS, d.h. individuelle anaerobe Schwelle oder vom MLSS Laktat-steady-state. Es kommt leider sehr häufig vor, dass viele Trainer grundsätzlich die IANS bei 4mmol/l für alle Sportler definieren.  Diese wird  als“anaerobe 4mmol Phase“ genannt und ist einfach falsch.  Die Laktatschwelle kann zwischen (2,5 – 4,2) mmol/l liegen und wie gesagt, ist durch Training und Ernährung veränderbar.

Wie wird die IANS ermittelt?
Laktat braucht Zeit! Die genaue Ermittlung muss durch ein mehr Tages Stufentest jeweils von einer 1/2 Stunde durchgeführt werden. Die Bedingungen sollten möglichst gleich sein und es sollten ausreichend Kohlehydrate verzehrt worden sein. Dabei wird die Belastung von Tag zu Tag erhöht, bis das Laktat in den Letzten 20 Minuten um mehr als 1mmol/l steigt. In diesem Fall ist der Wert vom Vortag der richtige. Freilich ist ein mehr Tages Feldtest möglich. Da diese Ermittlungen sehr aufwendig sind, wurden Stufentests mit 3-4 Minuten Protokolle eingeführt. Sie sind eine vertretbare Näherung, jedoch werden die Werte meistens zu positiv dargestellt. Ein Vorteil dieser Stufentests ist jedoch, dass man einen Belastungsverlauf erhält, der die Laktatentwicklung bei zunehmender Belastung beschreibt. Die Charakteristik der Kurve sagt einiges über die Grundlagenausdauer der Sportler aus. Bei diesen Verfahren wird das Laktat aus kleinen Bluttropfen entnommen. Auch darüber werde ich einen Beitrag verfassen. Eine weitere Möglichkeit die IANS zu ermitteln ist mittels einer Spiroergometrie (siehe mein Artikel VO2max). Beim Überschreiten der IANS steigt das ausgeatmete Volumen deutlich gegenüber vorher an. Dieser Knick kommt dadurch zustande, dass aus dem Bicarbonat  im Blut abgepuffertes  Laktat zusätzlich CO2 produziert und ausgeatmet wird. Dieser Punkt wird auch als respiratorische anaerobe Schwelle bezeichnet. Ich erkenne zwar bei welcher Belastung meine Schwelle liegt, kenne aber den dazugehörigen Laktatwert nicht. Auch hier wird häufig fälschlicherweise das Laktat mit 4mmol/l angenommen.

Ist der IANS bei jeder Sportart gleich?
Leider nein! Auch warne ich vor Referenztabellen und Näherungsformeln um von einer -zu anderen Sportart umzurechnen. Wer es wissen will, muss unterschiedliche Ermittlungen machen.

Was bedeutet eine hohe MLSS
Im Gleichgewicht wird die Leistungserbringung überwiegend aerob (oxidativ) umgesetzt. Der ermittelte individuelle Wert alleine ist aber keine ausreichende Größe für eine Trainingsgestaltung. Ein hoher Wert deutet auf eine hohe Belastbarkeit und korreliert häufig mit einem recht hohen VO2max. Herz, Leber und Nieren bauen mehr oder weniger effizient Laktat ab. Vorsicht, dieser Wert kann stark abweichen, da Die Ernährung und der Trainingszustand bzw. der Ermüdungszustand zu großen Meßfehlern führt.

Was mir sonst noch einfällt?
Ich hadere sehr mit Begriffen aus der gängigen Trainingslehre, weil sie einfach aus Zeiten stammen, wo man es nicht besser wusste und diese aus falschen Zusammenhängen entstanden sind. Einige davon möchte ich hier in Frage stellen.

1. Die ANS hat was mit Sauerstoffmangel im Körper zu tun. Das ist kompletter Blödsinn, denn ein gesunder Organismus hat in den Zellen niemals Sauerstoffmangel, außer wenn er stirbt. Eher lässt die Leistung nach und wir machen Schlapp. Daher sollte der Begriff Sauerstoffschuld gänzlich vermieden werden! Die aerobe Energiebereitstellung läuft bei hoher Belastung ganz normal weiter. Die Energieliferanten ändern sich mit zunehmender Zeit (mehr im nächsten Beitrag). Goldene Regel: Ausdauer ist die Fähigkeit des Körpers ATP (Energielieferant)  in den Zellen zu resynthetisieren – Sauerstoff gibt es dafür mehr als genug


2. Aerobes und Anaerobes Training. Dazu möchte ich ein Fitnessberater aus dem Internet zitieren: 
Aerobes Training was ist das? Gesundheitsorientiertes Ausdauertraining ist ein aerobes Training (im Gegensatz: anaerobes Training). Beim Ausdauertraining sind mindestens ein Sechstel der Körpermuskulatur in Aktion.“ weiter behauptet er „Aerobes Training heißt: der Körper wird bei einer sportlichen Betätigung mit mindestens soviel Sauerstoff versorgt, wie er verbraucht. Wenn Sie es genauer wissen möchten, lesen Sie bitte meinen Artikel zur aeroben und anaeroben Schwelle.“

was er zum anaeroben Training von sich gibt ist noch besser: „Anaerobes Training was ist das? Ausdauertraining oder Cardiotraining ist allerdings nur in der richtigen Dosierung gesund. Wer sich schindet und seinen Puls zu „hoch jagt“, erreicht das Gegenteil seiner Bemühungen. Das so genannte anaerobe Training nützt der Gesundheit nicht so viel. Wenn der Körper kurzfristig eine hohe Leistung vollbringt, muss er auf die anaerobe Energiebereitstellung zurückgreifen, weil den Muskeln nicht hinreichend Sauerstoff für den Verbrennungsprozess zur Verfügung steht.Wenn wir außer Atem geraten, ist das ein deutlicher Hinweis auf diese Situation.Die Verwertung der Energiereserven erfolgt dann ohne Sauerstoff (an-aerob = ohne Luft). Bei länger andauernden Belastungen, etwa einem Sprint, wird vermehrt Milchsäure (Laktat) in den Muskeln gebildet. Dies führt schließlich zu einer Übermüdung des Muskels.“

Ich bitte um Verständnis, abgesehen von inhaltlichem Schwachsinn der da verzapft wird, haben die Begriffe aerob und anaerob im Zusammenhang Training nichts verloren. Es entsteht der Eindruck, dass wenn mir die Puste fehlt ich anaerobe Energiegewinnung mache (Sauerstoffschuld) und wenn ich nicht so stark Atmen muss ich aerobe Energiegewinnung (Sauerstoffüberschuß) habe. Kann nur sagen, sehr peinlich. Es gibt eine sog. anaerobe Ausdauer, die als Definition für die Energiebereitstellung ohne Sauerstoffzufuhr, also O2 unabhängige biochemische Reaktion beschreibt. Ich möchte nochmals diesbezüglich folgendes betonen:

– Alle Prozesse für die Energiebereitstellung im Ausdauerbereich, die länger als 1-2 Minuten dauern sind zu 100% AEROB, d.h. es wird Sauerstoff verstoffwechselt

– Es gibt niemals eine Sauerstoffschuld im Körper, auch nicht bei Ausbelastung. Bei Ermüdung fehlt den Muskelzellen ATP, der Energielieferant aller Zellen. Die Zellen haben immer ausreichend Sauerstoff zur Verfügung (nächster Beitrag).

3. Die als „anaerobe 4mmol Phase“ genannte Größe ist einfach falsch. Ganze Trainingseiheiten werden danach gestaltet. Die ANS ist sehr individuell und ändert sich mit dem Training, d.h. keineswegs immer für alle identisch.

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