Diplomarbeit, 2004
133 Seiten, Note: 1,7
1 EINLEITUNG
2 GRUNDLAGEN DER AUSDAUERLEISTUNGSDIAGNOSTIK
2.1 LAKTATBASIERTE AUSDAUERLEISTUNGSDIAGNOSTIK
2.1.1 Laktatentstehung
2.1.2 Methoden der laktatbasierten Ausdauerleistungsdiagnostik
2.1.3 Diskussion der laktatbasierten Ausdauerleistungsdiagnostik
2.1.4 Trainingssteuerung anhand laktatbasierter Ausdauerleistungsdiagnostik
2.2 SPIROERGOMETRIE
2.2.1 Physiologische Grundlagen
2.2.2 Die Beziehung zwischen kardiorespiratorischen Schwellen (RCP, RQ=1) und laktatbasierten Schwellen
2.2.3 Messaufbau und Auswertungsmethoden
3 BEWEGUNGSTECHNIK BEIM (SPORT-)GEHEN, WALKING, LAUFEN
4 PHYSIOLOGISCHE ASPEKTE DES WALKING
4.1 LAKTATKINETIK, HERZFREQUENZ, SAUERSTOFFAUFNAHME UND ENERGIEVERBRAUCH BEIM WALKING
4.2 TRAININGSEFFEKTE UND GESUNDHEITLICHE AUSWIRKUNGEN
4.3 TRAININGSINTENSITÄT UND TESTVERFAHREN: STAND DER WISSENSCHAFT
5. STUDIE
5.1 ZIELSETZUNG DER STUDIE
5.2 FRAGESTELLUNG
5.3 STUDIENPOPULATION
5.3.1 Rekrutierung
5.3.2 Einschlußkriterien
5.3.3 Ausschlußkriterien:
5.3.4 Fallzahlschätzung
5.3.5 Anthropometrie
5.4 UNTERSUCHUNGSMETHODIK UND STUDIENABLAUF
5.4.1 Gesundheitsuntersuchung
5.4.2 Studienausschluß
5.4.3 Laktatbestimmung
5.4.4 Herzfrequenz
5.4.5 Stufentestprotokoll
5.4.6 maxLass-Bestimmung
5.4.7 Kardiorespiratorische Messparameter
5.4.8 Statistik
5.5 ERGEBNISDARSTELLUNG
5.5.1 Dauertestgraphiken mit Abbruchbelastungen
5.5.2 Dauertestgraphiken ohne Abbruchbelastungen
5.5.3 Dauertestgraphiken: Übersichten mit Abbruchbelastungen
5.5.4 Dauertestgraphiken: Übersichten ohne Abbruchbelastungen
5.5.5 Dauertestgraphiken: Dauertest/Vorgabe in %
5.5.6 Kardiorespiratorische Parameter im Vergleich zu den Inkrementvorgaben (x¯ ± s)
5.5.7 Statistische Berechnungen
5.6 BESCHREIBUNG UND DISKUSSION DER ERGEBNISSE
5.7 ZUSAMMENFASSUNG/AUSBLICK
Das primäre Ziel der Arbeit ist die Identifikation eines geeigneten Laktatfixums, das in Kombination mit der aeroben Schwelle (LT) zur korrekten Bestimmung der individuellen anaeroben Schwelle (IAS) beim Walking dient. Hierbei wird ein neu entwickeltes Stufentestprotokoll auf seine ausdauerleistungsdiagnostische Aussagefähigkeit überprüft, um zukünftig individuelle Trainingsintensitätsempfehlungen für das Walking-Training geben zu können.
2.1.1 Laktatentstehung
Der weitaus größte Teil des Energiebedarfs wird bei körperlicher Arbeit – besonders bei längerer Arbeitsdauer - durch die aerobe (d.h. mit Sauerstoffverbrauch) Oxidation der Nährstoffe (v.a. Kohlenhydrate und Fette) bereitgestellt. Abbildung 1 beschreibt die aerobe Oxidation der Kohlenhydrate, die Glykolyse. Die Energie wird durch die Zerlegung der Nährstoffe in ihre energiearmen Grundbausteine frei. Ab einer bestimmten Arbeitsintensität genügt aber oftmals die alleinige aerobe Oxidation nicht mehr aus, um den Energiebedarf des Körpers noch zu decken. Ab einer gewissen Schwelle, die je nach Trainingszustand stark variieren kann, wird verstärkt die anaerobe (d.h. ohne Sauerstoffverbrauch) Oxidation zur Deckung des Energiebedarfs beschritten (s. Abb. 2).
Der Vorteil der aeroben Energiebereitstellung besteht darin, dass hier wesentlich mehr ATP-Moleküle (Adenosin-Triphosphat) entstehen, welche die wichtigste energiereiche Verbindung der meisten energieverbrauchenden Prozesse der Zelle darstellen. Sie kann bei entsprechend niedrigen Intensitäten sehr lange aufrecht erhalten werden und verläuft sehr ökonomisch (d.h. es müssen wenig Nährstoffe eingesetzt werden um ATP zu produzieren). Dies funktioniert aber nur solange Sauerstoffbedarf und Sauerstoffverbrauch sich im Gleichgewicht befinden (steady-state). Bei hohen Arbeitsintensitäten kann sich aber ein Sauerstoffdefizit einstellen und es kommt teilweise zur anaeroben Energiebereitstellung, bei der pro Nährstoffmolekül (Glukose) eine signifikant geringere Energieausbeute erfolgt (de Marées, 2000).
Bei der anaeroben kann aber im Gegensatz zur aeroben Energiebereitstellung pro Zeiteinheit wesentlich mehr und auch wesentlich schneller Energie bereitgestellt werden (ebd., 2000). Bei dieser Energiebereitstellungsform entsteht aber mehr oder weniger als Zwischenprodukt die Milchsäure (Laktat). Hierbei wird die Energie durch die Glykolyse (Glukoseabbau) bereitgestellt. Durch stark ansteigende physische Belastung wird die Glykolyse intensiviert. Bei diesem Vorgang werden in einem besonderen Enzymsystem, welches sich im Sarkoplasma der Muskelzelle befindet (also außerhalb der Mitochondrien), die Glukosemoleküle in zwei C3-Bruchstücke zerlegt, die im weiteren Verlauf in zwei Moleküle Brenztraubensäure umgewandelt werden (Markworth, 1983).
1 EINLEITUNG: Einführung in die wachsende Bedeutung des Walking als Gesundheitssportart und die Notwendigkeit einer validen Leistungsdiagnostik zur Steuerung der Trainingsintensität.
2 GRUNDLAGEN DER AUSDAUERLEISTUNGSDIAGNOSTIK: Theoretische Darstellung der Laktatentstehung, gängiger Bestimmungsverfahren der anaeroben Schwelle und der Spiroergometrie als Referenzsystem.
3 BEWEGUNGSTECHNIK BEIM (SPORT-)GEHEN, WALKING, LAUFEN: Vergleichende Analyse der Biomechanik verschiedener Fortbewegungsarten unter Berücksichtigung von Gelenkbelastung und Schrittökonomie.
4 PHYSIOLOGISCHE ASPEKTE DES WALKING: Zusammenfassung der Auswirkungen des Walking auf den Energiestoffwechsel und physiologische Parameter unter verschiedenen Intensitätsstufen sowie kritische Würdigung bestehender Testverfahren.
5. STUDIE: Empirischer Teil der Arbeit, in dem die Fragestellung nach einem optimalen Laktat-Fixum für das Walking durch ein neues Stufentestprotokoll und begleitende Dauertests untersucht wird.
Walking, Ausdauerleistungsdiagnostik, Laktat, individuelle anaerobe Schwelle, IAS, Stufentest, Spiroergometrie, respiratorischer Kompensationspunkt, RCP, Trainingssteuerung, Energieverbrauch, Stoffwechsel, Gesundheitsprävention, Leistungsdiagnostik, Dauertest.
Die Diplomarbeit untersucht, wie die individuelle anaerobe Schwelle (IAS) beim Walking mittels eines speziellen Stufentestprotokolls korrekt bestimmt werden kann, um präzise Trainingsintensitätsempfehlungen abzuleiten.
Zentrale Themen sind die laktatbasierte Leistungsdiagnostik, die spiroergometrische Untersuchung von Stoffwechselparametern (z.B. VO2, CO2), die Biomechanik des Walking sowie die physiologischen Auswirkungen dieses Trainings auf Gesundheits- und Freizeitsportler.
Das Hauptziel ist die Identifikation eines Laktat-Fixums für das Walking (analog zur 1,5 mmol/l-Methode beim Laufen), das als objektiver Parameter zur Bestimmung der Dauerleistungsgrenze genutzt werden kann.
Der Autor führt eine empirische Studie mit 30 Probanden durch. Diese absolvieren Stufentests auf dem Laufband, deren Ergebnisse mittels Laktatmessungen und spiroergometrischer Daten (RCP, RQ=1) vergleichend analysiert werden.
Der Hauptteil gliedert sich in eine theoretische Aufarbeitung der Grundlagen der Leistungsdiagnostik, eine Analyse der Bewegungstechnik des Walking sowie den empirischen Teil, in dem Studiendesign, Durchführung und statistische Auswertung detailliert dokumentiert werden.
Die Arbeit lässt sich durch Begriffe wie Walking, Laktatleistungskurve, individuelle anaerobe Schwelle (IAS), Trainingssteuerung und Spiroergometrie charakterisieren.
Wie bei anderen Sportarten auch, müssen die Laktat-Referenzwerte an das spezifische Testprotokoll und die physiologischen Eigenheiten der Bewegungsform angepasst werden; ein einfacher Transfer von Werten aus dem Laufsport ist wissenschaftlich nicht ausreichend belegt.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Verwendung eines Fixums von 1,5 mmol/l über der aeroben Schwelle (LT) auch beim Walking die geeignetste Methode darstellt, um die IAS zuverlässig zu bestimmen und somit das Training effektiv zu steuern.
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