Examensarbeit, 2008
95 Seiten
2 Einleitung
3 Wissenschaftliche Grundlagen
3.1 Funktions- und Leistungsdiagnostik
3.2 Ausdauer
3.2.1 Atmungssystem
3.2.2 Energiestoffwechsel
3.2.3 Herz-Kreislauf-System
3.3 Untersuchungsparameter
3.3.1 Sauerstoffaufnahme
3.3.2 Herzfrequenz
3.4 Abgeleitete Parameter
3.4.1 Atemäquivalent
3.4.2 Sauerstoffpuls
3.4.3 Respiratorischer Quotient
3.4.4 Atemminutenvolumen
3.5 Testverfahren
3.5.1 Anforderungen an die Testverfahren
3.5.2 Leistungsdiagnostik im Feld
3.5.3 Leistungsdiagnostik im Labor
3.6 Die Untersuchungssportart: Laufen
3.7 Leistungslimitierende Faktoren
3.7.1 Umwelteinflüsse
3.7.2 Individuelle Aspekte
3.7.3 Tageszeit
3.7.4 Genussmittel
3.8 Physikalische Grundlagen der Ergometrie
4 Fragestellung/Hypothesen
5 Methodik
5.1 Probanden
5.2 Versuchsablauf
5.3 Kriterien der Ausbelastung
5.3.1 Objektive Ausbelastungskriterien
5.3.2 Subjektives Belastungsempfinden
5.3.3 Abbruchkriterien bei der Ergometrie
5.4 Messgeräte
5.4.1 Spiroergometrie
5.4.2 Laufbandergometer
5.5 Belastungsschema
5.6 Statistische Methoden
5.6.1 Beschreibende Statistik
5.6.2 Analytische Statistik: Wilcoxon-Test
6 Ergebnisse
6.1 Anthropometrische Datenerfassung
6.2 Überprüfung der Ausbelastungskriterien
6.2.1 Subjektive Kriterien
6.2.2 Objektive Kriterien
6.3 Vergleich der Sauerstoffaufnahme
6.4 Vergleich der Herzfrequenz
7 Diskussion
8 Fallbeispiele
9 Kritik
10 Ausblick
11 Zusammenfassung
Ziel dieser Arbeit ist ein Vergleich des körperlichen Beanspruchungsprofils beim Laufen im Freien gegenüber dem Laufen auf dem Laufband mittels Spiroergometrie. Untersucht wird dabei insbesondere, ob und inwieweit Testergebnisse und die damit verbundene Belastung, gemessen an Sauerstoffaufnahme und Herzfrequenz, von der Laborumgebung auf die freie Natur übertragbar sind.
3.2.1 Atmungssystem
Die Lunge setzt sich aus den beiden Lungenflügeln zusammen, die sich im Brustkorb befinden. Die Luftröhre teilt sich in den rechten und linken Hauptbronchus. Diese Bronchien verzweigen sich immer weiter und bilden schließlich die Alveolen, die von einem dichten Kapillarnetz umspannt werden. In den Kapillargefäßen schließlich findet der Gasaustausch statt (APPELL/ROST, 2001). Unter Atmung wird der Verbrauch von Sauerstoff in lebenden Systemen unter Bildung von Kohlendioxid und Wasser verstanden (ISRAEL, 1995a). Man unterscheidet die innere und die äußere Atmung. Der Begriff der inneren Atmung beschreibt die Oxidation der Nahrungsstoffe in der Zelle. Als eigentliche Ventilation wird die äußere Atmung bezeichnet. Darunter versteht man den Gaswechsel, den Transport von Sauerstoff in die Lungen hinein und im Gegenzug den Abtransport des aus dem Blut kommenden Kohlendioxides aus der Lunge. Der Sauerstoff wandert aus den Alveolen ins Blut und umgekehrt die Kohlensäure durch Diffusion in die Alveolen.
Dieser aktive Transport in der Lunge erfolgt durch unterschiedliche Druckverhältnisse. Zur Einatmung (Inspiration) muss der Druck in der Lunge niedriger sein als der Umgebungsdruck, was über die Aufweitung des Brustkorbes geschieht. Bei der Ausatmung (Exspiration) läuft der Vorgang genau umgekehrt ab. Der Luftdruck in der Lunge steigt an, bis er höher liegt als der Außendruck.
Zur Erweiterung des Brustkorbes bei der Atmung stehen zwei Mechanismen zur Verfügung. Bei der Zwerchfellatmung wird eine Abflachung des Zwerchfells erreicht und somit der Hohlraum im Brustkorb vergrößert. Allgemein wird dieser Atmungstyp auch als Bauchatmung bezeichnet. Die zweite Möglichkeit besteht durch ein Anheben der Rippen, das Volumen des Brustkorbs zu erhöhen. Da hier der Brustkorb äußerlich angehoben wird, spricht man auch von Brustatmung. Wenn eine sehr hohe Atmung erforderlich ist, können zusätzlich sogenannte Atemhilfsmuskeln, die sonst andere Aufgaben haben, eingesetzt werden.
2 Einleitung: Diese Einleitung beleuchtet den historischen Aufstieg des Laufsports und die wachsende Bedeutung der sportmedizinischen Leistungsdiagnostik für die moderne Trainingssteuerung.
3 Wissenschaftliche Grundlagen: In diesem Kapitel werden die physiologischen und methodischen Voraussetzungen, wie Ausdauer, Atmung, Energiestoffwechsel und spiroergometrische Parameter, für die Untersuchung dargelegt.
4 Fragestellung/Hypothesen: Hier werden die Forschungsfragen sowie die Null- und Alternativhypothesen formuliert, die den Vergleich der Laufbelastungen im Freien und auf dem Laufband leiten.
5 Methodik: Der Abschnitt erläutert das Studiendesign, die Auswahl der Probanden, die verwendeten Messgeräte sowie das angewandte Stufentest-Protokoll und die statistischen Auswertungsverfahren.
6 Ergebnisse: Kapitel sechs präsentiert die erhobenen Daten, inklusive anthropometrischer Angaben und den Vergleich der Sauerstoffaufnahme sowie Herzfrequenz zwischen Feld- und Labortest.
7 Diskussion: Hier erfolgt die Interpretation der Ergebnisse unter Einbeziehung bestehender Fachliteratur und die kritische Würdigung der methodischen Vorgehensweise.
8 Fallbeispiele: Dieses Kapitel veranschaulicht anhand spezifischer Probandendaten individuell unterschiedliche Reaktionen auf die verschiedenen Belastungsszenarien.
9 Kritik: Eine kritische Reflexion der Testumstände, wie Witterungseinflüsse und Messungenauigkeiten, wird hier vorgenommen.
10 Ausblick: Der Autor schlägt zukünftige Forschungsansätze vor, etwa zur vertiefenden Analyse der Laufkoordination oder zur Untersuchung anderer Sportlergruppen.
11 Zusammenfassung: Die Arbeit schließt mit einer kompakten Synthese der zentralen Erkenntnisse und deren Relevanz für die sportliche Trainingspraxis.
Spiroergometrie, Leistungsdiagnostik, Ausdauer, Sauerstoffaufnahme, Herzfrequenz, Laufband, Feldtest, Energiebereitstellung, Trainingssteuerung, Belastungsprofil, Laufen, respiratorischer Quotient, Wilcoxon-Test, Sportmedizin
Die Arbeit untersucht, ob physiologische Messwerte wie Sauerstoffaufnahme und Herzfrequenz, die üblicherweise in Labortests auf Laufbändern ermittelt werden, direkt auf Belastungen im Freien übertragbar sind.
Die Schwerpunkte liegen auf der sportmedizinischen Leistungsdiagnostik, der Physiologie der Ausdauer sowie den methodischen Unterschieden zwischen Labor- und Felduntersuchungen.
Das Ziel ist die empirische Überprüfung, ob eine Laufbelastung auf einem Laufband ergometrisch und physiologisch mit einer Belastung in freier Natur vergleichbar ist.
Es kommt die Spiroergometrie zum Einsatz, kombiniert mit stufenförmig ansteigenden Belastungstests im Labor und auf einer Laufbahn im Freien; die Daten werden mittels Wilcoxon-Test statistisch ausgewertet.
Der Hauptteil umfasst die Darstellung der sportmedizinischen Grundlagen, die detaillierte Methodik der Feld- und Labortests, die Ergebnisauswertung sowie eine ausführliche Diskussion der Befunde.
Kernbegriffe sind Spiroergometrie, Leistungsdiagnostik, Sauerstoffaufnahme, Herzfrequenz, Laufband, Feldtest, Trainingssteuerung und Ausdauer.
Die Studie deutet an, dass Unterschiede auf mangelnde Laufbanderfahrung oder variierende koordinative Anforderungen zurückzuführen sein könnten, die den Energieverbrauch und damit die Sauerstoffaufnahme beeinflussen.
Ja, da sich zeigte, dass insbesondere die Herzfrequenz sehr gut zwischen Labor und Feld vergleichbar ist, können Labor-Trainingsvorgaben sicher auf das Lauftraining in der freien Natur angewendet werden.
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