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Körpers ständig neu ATP synthetisieren. 3.1 Energieberetstellung ATP Lungenkreislauf Blut Laktat CO2 + H2O Abb. 10: Energiegewinnung in der Muskelzelle. Körperkreislauf Leistungsbestimmende Faktoren Kontraktion Lunge: Gasaustausch Herz: ADP + P Förderleistung Blut: Transport- und Pufferkapazität ¹ Muskel: Durchblutung (Kapillarisierung) und Energiestoffwechsel aerob (mit Sauerstoff) Fette 210 000 kJ SPEICHER D (1-8): Relative ATP-Bildungsrate Muskel, maximaler Energieverbrauch CO2 + H2O KF KF mitbestimmt. Sportüche Leistung 2sm.hang mit anderen die Dauer, also von ATP-Bedarf der Muskelzelle → primär abhängig von Belastungsintensität/ 3.2 Begriffserklärungen Aerob: ATP-Bildung mit Sauerstoff (in den Mitochondrien der Museklzellen) Anaerob: ATP-Bildung ohne Sauerstoff (im Zellplasma (=>Cytosol/Zytosol= flüssiger Bestandteil der Zelle)) Laktazid: mit Milchsäurebildung (als Stoffwechselendprodukt) bei Glycolyse Alaktazid: ohne Milchsäurebildung Laktat: (Salz der) Milchsäure Kohlendydrate sind in 2 Formen vorhanden: Glycose: im Zell- und Blutplasma Glykogen: Speicherform der Glucose; in Muskelzelle und Leber - Leber regelt Zufuhr von Glucose in das Blut - Muskelzelle kann nur Glucose zur Bildung von ATP nutzen. Zerlegung von Glykogen in Glucosemoleküle vorher notwendig. Glykolyse: bezeichnet den Vorgang des Abbaus von Kohlenhydraten (lysis-Auflösen; Endung: -olyse) Lipolyse: Lipos-Fett ,,(Auf)lösung" von Fett/ Spaltung der Lipide zur Energiegewinnung (,,herstellen") (B-Oxidation: bezeichnet der Abbaumechanismus der Fettsäuren) 3.3 Anaerobe-alaktazide Energiegewinnung 3-7 sek Jede Muskelzelle hat einen kleinen Vorrat an energiereichen Phosphaten wird zuerst verwendet durch dessen Spaltung kann ATP synthetisiert werden ->braucht keinen Sauerstoff (anaerob)-> keine Bildung von Milchsäure (alaktazid) - ATP-Nachbildung verläuft verzögerungsfrei 3.4 Anaerobe-laktazide Energiegewinnung aus Kohlenhydraten - Glykogen wird in Muskelzellen gespeichert Muskelzelle erhält Nachschub an Kohlenhydraten durch Glucose aus Blut Sie kann primar nur Glucose zur Bildung von ATP nutzen Aus Glykogenspeicher kann Muskelzelle anaerob pro Zeiteinheit 2mal so viel Energie gewinnen als mit sauerstoff -> Endprodukt Milchsäure->Übersäuerung der Muskelzelle+des Blutes ->Stopp von ATP-Bildung ->Ermüdung-Abbruch 3.5 Aerobe Energiegewinnung aus Kohlenhydraten relativ geringe ATP-Bildungsrate muss Energiebedarf decken können (2) längeres Laufen, Radfahren, Schwimmen, Skilanglauf Vorteil: es wird keine Milchsäure gebildet, Endprodukte (CO2, H2O) können ausgeschieden werden Energieausbeute hoch ● 3.6 Aerobe Energiegewinnung aus Fetten • nur mit Sauerstoff möglich Fette werden in Fettsäuren zerlegt und in den Stoffwechselweg des Glucoseabbaus eingeschleust Fette -> unerschöpfliche Energiequelle 3.7 Energiebereitstellung nach Belastungsdauer Energieflussrate Spaltung energiereicher Phosphate (ATP, CP) Schema der muskulären Energiebereitstellung Anaerobe Glykolyse Glukose Laktat -10 sec 2 ~1 min -> Anteil der jeweiligen Energiebereitstellung bestimmt die mögliche Belastungsintesität Aerobe Glykolyse Glukose→CO₂ + H₂O 3 -1 Std Betaoxidation 4 FS > CO2 + H2O Zeit Punterschiedlich gut ausdausitramient → 17 Kapazitet ihrer deroben En.berd stellung höner übersäureung +2 Abbruch vergleichbare stol/wechselverlaut lännlicher Kurvenverlauf! wegen 4 3.8 Belastungsintensität und Zusammenwirken der Energiegewinnungswege Herzfrequenz S/min 200 180 160 140 120 100 50 +x+ Laktat mmol/l 13 = 11 9 7 5 3 Ansteigende Belastung auf dem Laufband: - Laktat - Herzfrequenz 6 O. Herzfrequenz → O 10 12 + O. 14 Mittelstreck enläuferin Klasse 1 O Laktat 8 O Tennisspielerin Klasse 12; Abb. 11: Veränderung von Laktatspiegel und Herzfrequenz bei ansteigender Belastung auf dem Laufband. Laktat-Steady-State Anaerobe Schwelle Aerob-anaerober Überg O..O Aerobe Schwelle : Laufgeschwindigkeit km/h 16 18 20 KF 3.9 Anpassungen des Stoffwechsels und des Herz-Kreislauf-Systems Muskelzelle: Enzymwirkung (Fettsäuren und Kohlenhydrate) zum aeroben Abbau verstärkt, Zunahme und Vergrößerung der Mitochondrien Herz-Kreislauf-System: Kapillarisierung, Herzvergrößerung ->Schlagvolumen nimmt zu, Blutvolumen nimmt zu ->mehr Sauerstofftransport, langsamere Übersäuerung, höhere Kapazität der aeroben Energiegewinnung Herz: ökonomischere Herzarbeit -> niedrigerer Ruhepuls, Abbau von Milchsäure, gesteigerte Erholungsfähigkeit 4. Welche Ausdauerfähigkeiten sind für Gesundheit 4.1 Wirkungsspektrum eines allgemeinen aeroben und Fitness wichtig? Ausdauertrainings 4.1 Allgemeine aerobe Ausdauer Die Belastungsintensität liegt unter der anaeroben Schwelle. Die Energiegewinnung ist vorwiegend aerob. Die aufgenommene Sauerstoffmenge reicht aus, um die benötigte Energiemenge bereitzustellen (Sauerstoffgleichgewicht = Steady-State). - Das Training der allgemeinen aeroben Ausdauer (allgemeines Ausdauertraining) hat ein breites Wirkungsspektrum. Die Belastungsreize erhalten und verbessern die Funktionsfähigkeit vieler Organe und Organsysteme. 4.1 Erholungspuls: Trainiert / untrainiert; HF im Alltag: Trainiert / untrainiert Herzfrequenz S/min 160 140 120 100 80 □ O a O Ruhepuls 85 S/min Q O O "Ruhepuls 64 S/min höher!!! 60 0 0:20 0:40 1:00 1:20 1:40 2:00 2:20 2:40 3:00 min Abb. 13: Erholungspuls in Abhängigkeit vom Ruhepuls. KF 0 -O Spezifische Ausdauerfähigkeit Kurzzeitausdauer Mittelzeitausdauer Langzeitausdauer Tab. 8: Strukturierung der Ausdauer im Sport. Herzfrequenz S/min 160 140 5.3 Intervallmethoden 120 100 Liegen Stehen u. Gehen Treppen steigen Abb. 14: Herzfrequenz in Alltagssituationen bei unterschiedlichem Trainingszustand. Belastungsdauer 25 sec - 2 min untrainierte Person 2- 10 min trainierte Person über 10 min Sitzen KF Allgemeines Ausdauer- training Energiebereitstellung hpts. anaerob-laktazid anaerob-laktazid und aerob hpts. aerob 4.3 Allgemeine anaerobe Ausdauer und spezifische Ausdauerfähigkeiten Die Belastungsintensität liegt über der anaeroben Schwelle. Die Energiegewinnung ist vorwiegend anaerob-alaktazid und anaerob-laktazid. Es entsteht ein erhebliches Sauerstoffdefizit. Spezifische Ausdauerfähigkeiten KF 5. Ziele des Ausdauertraining Ziele des Ausdauertrainings Training & Ausclaust • Erhaltung & verbesserung d. Leistung vähigkeit / Fitness alla autobu → Erhaltung u. Stabilisierung der Gesundheit (Prevention) Wohlbefinden u. Stressabbau ansonsten: Grundlagen- ausdauer Muskulatur: ↑ Durchblutung, sauerstoffaufnahme + verarbeitung Regeneration schnellere Erholung nach Belastung (physisch + psychisch! Psyche: ↑ Wohlbefinden, Abbau von stress, selbstsicherheit, stärkeres seibstbewusstsein Skelett Abb. 12: Wirkungsspektrum eines allgemeinen Ausdauertrainings. Muskulatur Energiestoffwechsel Herz-Kreislauf-System Extensiv Intensiv - über anaerober Schwelle über anaerober Schwelle EG aus Kohlenhydraten Dauer: 1-8 min - EG aus Phosphat und KH - Dauer: unter 90sek -> Ziele: Verbesserung der aeroben (intensiv: auch anaeroben) Ausdauer sowie der Herz-Kreislauf-Funktionen Blut Atmung Immunsystem Hormonsystem Nervensystem (Gehirn) Vegetatives Nervensystem Psyche 4.2 Grundlagenausdauer Sie ist die sportartenunabhängige Ermüdungswiderstandsfähigkeit bei Langzeitbelastungen unter Einsatz großer Muskelgruppen (mehr als 1/7 der Skelettmuskulatur). Die Belastungsintensität reicht bis zur aeroben Schwelle, die Energiegewinnung ist ausschließlich aerob. Beweglich- keitstraining Krafttraining Schnellig- keitstraining Intensiv Spezielles Ausdauer- training 5.1 Trainingsmethoden Die Belastungsgefüge müssen aufeinander abgestimmt sein. Dauer, Dichte, Umfang, Intensität Wir unterscheiden 2 Methoden: 1. Dauermethoden KF Belastung wird nicht unterbrochen - Training bis zur anaeroben Schwelle 2. Intervallmethoden - Belastung wird durch effektive Pausen unterbrochen - Training über der anaeroben Schwelle 5.2 Dauermethoden Extensiv aerobe Schwelle EG aus Fetten Dauer: bis mehrere Stunden Ziel: Gesundheit - Ziel: Fitness Bsp: Waldlauf, moderates Tempo aerob-anaerober Übergangsbereich - EG aus Kohlenhydraten - Dauer: bis 45min Ziel: Fitness Bsp: Fahrtspiel 5.4 Steuerung der Belastungsintensität -> Wie kann ich mein Ausdauertraining steuern? Idealfall: man kennt seine aerobe und anaerobe Schwelle Realität: man hat nur einfache Hilfsmittel, um seine Belastung zu erfassen Möglichkeit 1: Pulssteuerung - Pulsmessung über Gerät oder manuell - grobe Richtwerte zur Steuerung Möglichkeit 2: Atemsteuerung für Training im aeroben Bereich kann man seine Atemfrequenz halten? - Atem-/ Schrittrhythmus Möglichkeit 3: subjektives Belastungsempfinden - man sollte sich während des Trainings und danach wohlfühlen Möglichkeit 4: Laktattests (teuer / aufwendig) SCHWIERIGKEIT HERZFREQUENZ ZONE sehr leicht 50-60% ZIEL: Förderung der Gesundheit leicht Fettverbrennungszone ZIEL: Aktivierung des Fettstoffwechsels, Verbesserung der Grundlagenausdauer mittel 60-70% intensiv 70-80% maximal ZIEL: Verbesserung der Aeroben Fitness, Steigerung der Ausdauerleistungsfähigkeit Gesundheitszone Anaerobes Training ZIEL: Verbesserung der Laktattoleranz, Training für max. Leistungszuwachs 80-90% Aerobes Training 90-100% Wettkampfzone ZIEL: Verbesserung der max. Leistung und Geschwindigkeit Maximale Herzfrequenz: 220 - Lebensalter |0|0|0||0|0 5.4 Überprüfung der Ausdauer 1 Cooper Test /12 min Schwimmen 2 30min Lauf 3 Messung Ruhepuls Ruhepuls: über 90 70-90 50-70 unter 50 geringe Ausdauerfähigkeit mittlere Ausdauerfähigkeit gute Ausdauerfähigkeit sehr gute Ausdauerfähigkeit Erholungspuls nach kürzerer intensiver Belastung: (innerhalb von 3 Minuten nach der Belastung) > untrainiert: Rückgang um ca. 40 S/min > trainiert: Rückgang um 60-80 S/min