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VO2max – Bedeutung und Nutzen

Air Bike Intervalltraining

Maximale Sauerstoffaufnahme (VO2max) - Was bedeutet dass?

Vor allem im Zusammenhang mit HIT/HIIT (High Intensity Interval Training) kommt man zwangsläufig mit dem Begriff der maximalen Sauerstoffaufnahme (VO2max) in Berührung. Dieser Beitrag zielt darauf ab physiologische Grundlagen zu erklären und daraus ableitend Trainingsempfehlungen zu präsentieren.

Bei Ausdauerbelastungen wird neben der Skelettmuskulatur vor allem das kardiopulmonale System belastet. Unter diesem versteht man das Zusammenwirken von Atem – und Herzkreislaufsystem. Die Leistungsfähigkeit beider Systeme wird dabei maßgeblich über die maximale Sauerstoffaufnahme (VO2max) erfasst.

Die maximale Sauerstoffaufnahme, ist die Aufnahme welche bei einer maximalen Belastungsintensität trotz weiteren Steigerung der Intensität nicht weiter gesteigert werden kann. Sie ist ein Maß für Sauerstoffzufuhr (Atmung), Sauerstofftransport (Herz – Kreislaufsystem) und Sauerstoffverwertung (Muskelzelle).

Einflussfaktoren auf die Sauerstoffaufnahme

Vereinfacht dargestellt können wir uns das Herz als eine Pumpe vorstellen welche mit jedem Herzschlag eine gewisse Menge Blut in den Körper pumpt. Je größer diese Menge Blut (Schlagvolumen) pro Herzschlag ist und umso höher die Herzfrequenz ist, umso mehr Blut kann pro Zeiteinheit in den Körper gepumpt werden. Diesem Herzzeitvolumen (indirekt Herzgröße) kommt dabei eine Vorrangstellung zu.

Entscheidend ist aber auch inwieweit der über das Blut transportierte Sauerstoff von der Arbeitsmuskulatur ausgenutzt werden kann. Dies wird über die arteriovenöse Sauerstoffdifferenz (a-vDO2) beschrieben, welche die Differenz des Sauerstoffgehalts in Arterien und Venen bestimmt. Sie zeigt sozusagen den Nutzungsgrad des über die Arterien gelieferten Sauerstoffs in der Muskulatur an.

Interessant ist in diesem Zusammenhang zu erwähnen, dass die Lungenventilation beim gesunden Menschen nicht leistungslimitierend ist! Bei 100% Herz – Kreislaufbelastung ist das Atemsystem erst zu 70% ausgelastet. Aufgrund dieser Limitation, muss man die Sinnhaftigkeit diverser Atemtrainer, Atemmasken etc. hinterfragen.

Aussagekraft und Messung der VO2max

Anhand der Höhe der VO2max kann nicht alleine auf die tatsächliche Ausdauerleistungsfähigkeit geschlossen werden. Vor allem bei Belastungen ab 10 Minuten sind die muskulären Stoffwechselvorgänge entscheidender. Dabei spielen die aerobe und anerobe Energiegewinnung bzw. die anerobe Schwelle eine entscheidende Rolle (mehr Infos dazu findet ihr in einem der nächsten sportssupport science Beiträge).

Nichtsdestotrotz ist die VO2max zur Beurteilung der Ausdauerleistungsfähigkeit ein absolut wichtiger Parameter. Vor allem wenn der Wert auf das Körpergewicht bezogen wird, gibt sie sozusagen die „Größe des menschlichen Motors“ wieder. Die Trainierbarkeit ist dabei leider relativ gering, kann aber bis zu 40% bei mehrjährigem Training gesteigert werden. Die Genetik spielt also eine herausragende Rolle. Nur 1 von 1000 Menschen hat genetisch das Potential eine rel. VO2max von internationalem Spitzenniveau (80 – 90  ml/kg/min) zu erreichen. Untrainierte Männer haben vergleichsweise  eine rel. VO2max von ca. 40 ml/kg/min. Frauen ca. 23 – 38 ml/kg/min.

Direkt gemessen wird die VO2max über eine Atemgasanalyse während einer Belastungsergometrie. Indirekt kann man seine VO2max über die erzielte Leistung aus diversen Belastungstests ableiten. Hier sei bspw. die Laufleistung bei einem Cooper Test (maximale Distanz in 12 min) genannt.

Girl who Runs

Trainingsempfehlungen

Wie sieht das effektivste Training zur Steigerund der maximalen Sauerstoffaufnahme aus? Die Antwort lautet nach neuester Studienlage Intensität. Das bedeutet, dass die Belastung so hoch gestaltet werden muss, dass das kardiopulmonale System beinahe vollständig ausgelastet ist. Also Belastungen welche einen Sauerstoffbedarf von mind. 90% der VO2max hervorrufen. Für die praktische Umsetzung können wir uns dabei an Belastungen jenseits von 90% der maximalen Herzfrequenz orientieren. Da die Beanspruchung sehr hoch ist bedient man sich dabei vernünftigerweise der Intervallmethode und wechselt sehr intensive Perioden mit leichter Belastung ab.

Sehr gut funktionieren dabei Belastungsdauern von 3-6 Minuten mit annähernd gleicher Pausendauer. Also bspw. 4x 4 min bei 90 – 95 % der HFmax und 3-4 min Pause dazwischen.

Alternativ kann man auch sehr kurze Belastungen von bspw. 15 -30 Sekunden mit 15 – 30 Sekunden Pausendauer genannt werden. Hier könnte folgendes Programm empfohlen werden: 13 x 30 Sekunden Belastung /15 Sekunden Pause.

Die Häufigkeit dieser intensiven Intervalltrainingseinheiten beschränkt man grundsätzlich auf 1-2 Trainingseinheiten pro Woche.

Quellen

Almquist NW, Nygaard H, Vegge G, Hammarström D, Ellefsen S, Rønnestad BR. Systemic and muscular responses to effort-matched short intervals and long intervals in elite cyclists. Scand J Med Sci Sports. 2020 Jul;30(7):1140-1150.

Helgerud J, Høydal K, Wang E, Karlsen T, Berg P, Bjerkaas M, Simonsen T, Helgesen C, Hjorth N, Bach R, Hoff J. Aerobic high-intensity intervals improve VO2max more than moderate training. Med Sci Sports Exerc. 2007 Apr;39(4):665-71

Helgerud J, Engen LC, Wisloff U, Hoff J. Aerobic endurance training improves soccer performance. Med Sci Sports Exerc. 2001 Nov;33(11):1925-31

Levine BD. .VO2max: what do we know, and what do we still need to know? J Physiol. 2008 Jan 1;586(1):25-34

Rønnestad BR, Hansen J, Vegge G, Tønnessen E, Slettaløkken G. Short intervals induce superior training adaptations compared with long intervals in cyclists – an effort-matched approach. Scand J Med Sci Sports. 2015 Apr;25(2):143-51

Rønnestad BR, Øfsteng SJ, Zambolin F, Raastad T, Hammarström D. Superior Physiological Adaptations After a Microcycle of Short Intervals Versus Long Intervals in Cyclists. Int J Sports Physiol Perform. 2021 Oct 1;16(10):1432-1438

 Zintl F, Eisenhut A. Ausdauertraining (2009).

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