Herz-Kreislauf-Drift verbannen: ein Meisterstück für Ausdauersportler?

von Andrew Hamilton in Basisausdauertraining, Andere, Trainingsstruktur und Planung

Andrew Hamilton erklärt das Phänomen der ‚kardiovaskulären Drift‘ während Steady-State-Workouts. Was ist es, warum ist es unerwünscht und wie können Sportler es überwinden, um eine größere Trainingsreaktion von ihren Trainingseinheiten zu erhalten?

Wenn Sie während Ihres Trainings regelmäßig einen Herzfrequenzmesser verwenden, werden Sie sich mit ziemlicher Sicherheit eines ziemlich merkwürdigen Phänomens bewusst sein, das ausnahmslos im Verlauf einer längeren, stationären Trainingseinheit auftritt. Sie beginnen mit einem bestimmten Tempo, einer bestimmten Leistung oder Arbeitsbelastung zu trainieren, und Ihre Herzfrequenz steigt zunächst an. Es erreicht dann ein Plateau, das für einige Minuten aufrechterhalten wird. An diesem Punkt liefert Ihr Herz-Kreislauf-System genau die richtige Menge an Sauerstoff, um Ihre arbeitenden Muskeln in diesem Tempo / Anstrengung / Kraft zu tanken.

Nach etwa 10-15 Minuten tritt jedoch etwas Seltsames auf. Ohne eine Erhöhung dieses Tempos, der Anstrengung oder der Leistung beginnt Ihre Herzfrequenz langsam wieder nach oben zu kriechen und steigt für die nächsten 20-30 Minuten oder so weiter an. Dies trotz der Tatsache, dass Ihr Sauerstoffverbrauch und Ihre wahrgenommene Anstrengung konstant bleiben. Also, was ist los und warum ist dieses Phänomen wichtig?

Kardiovaskuläre Drift

Das oben beschriebene Phänomen wird als ‚kardiovaskuläre Drift‘ bezeichnet (siehe Abbildung 1). Diese kardiovaskuläre Drift (CV-Drift) ist gekennzeichnet durch eine allmähliche Abnahme des Schlagvolumens (das bei jedem Herzschlag gepumpte Blutvolumen), aber eine entsprechende Erhöhung der Herzfrequenz (die Anzahl der Herzschläge pro Minute). Da das pro Minute gepumpte Gesamtblut (bekannt als Herzzeitvolumen) durch die Formel Schlagvolumen x Herzfrequenz gegeben ist, bedeutet ein Anstieg der Herzfrequenz in Kombination mit einem proportionalen Abfall des Schlagvolumens, dass sich das gesamte Herzzeitvolumen während der Herzdrift nicht ändert. Dies ist genau das, was Sie erwarten würden; das gesamte Herzzeitvolumen muss nur erhöht werden, wenn die Muskeln Sauerstoff mit einer höheren Rate verbrauchen müssen (dh Erhöhung von Tempo, Arbeitsbelastung, Leistung usw.). Wie wir jedoch beobachtet haben, tritt bei gleicher Arbeitsbelastung eine Herzdrift auf.

Abbildung 1: Beginn der kardiovaskulären Drift

Warum tritt CV-Drift auf?

CV-Drift tritt normalerweise nach 10 Minuten konstanter Belastung auf, verlängerte mittelschwere bis schwere Belastung – dh um die aerobe Schwelle (1-3). Dies entspricht der Art von Training, die Sie durchführen würden, um Ihre maximale nachhaltige Geschwindigkeit zu entwickeln (Threshold Pacing). Aber warum tritt CV-Drift auf? Es gibt keinen absoluten Konsens darüber. Eine traditionelle Erklärung ist, dass CV-Drift hauptsächlich aufgrund von Wärmestau im Körper auftritt, insbesondere unter warmen Bedingungen. Um überschüssige Wärme zu verlieren, wird etwas Blut in das Hautgewebe geleitet, was die Dynamik der Herzregulation verändert(4). Eine andere Erklärung ist, dass CV-Drift als Folge der Freisetzung eines Hormons namens Katecholamin auftritt, das als Teil der Kampf- oder Fluchtreaktionen des Körpers auf körperlichen Stress freigesetzt wird (5).

Warum spielt CV-Drift eine Rolle?

Das Phänomen der CV-Drift wurde bis vor kurzem sehr als eine zufällige Beobachtung angesehen, die wenig Wert hat – und schlimmstenfalls als Beweis dafür, dass die Herzfrequenz ein wenig hilfreiches Instrument ist. Denn wenn das gesamte Herzzeitvolumen unverändert bleibt, sollte es weder hier noch dort zu einem Rückgang des Schlagvolumens kommen. Während das Training zur Maximierung des gesamten Herzzeitvolumens wichtig ist, hat das Problem der CV-Drift immer noch wichtige Auswirkungen. Denn die Forschung hat gezeigt, dass die Zeit, die ein Athlet bei maximalem Schlagvolumen verbringt, einer der wichtigsten Trainingsreize zur Steigerung der Ausdauerleistung ist (6-8).

Ein Athlet, der für einen bestimmten Zeitraum mit oder in der Nähe des Renntempos trainiert, könnte erwarten, dass er sein maximales Schlagvolumen für den gesamten Zeitraum des Trainings mit dieser Intensität erzeugt. Untersuchungen zeigen jedoch, dass die CV-Drift nach den ersten 10-15 Minuten einer solchen Anstrengung bedeutet, dass das Schlagvolumen um bis zu 20% vom Maximalwert, der während der ersten 10-15 Minuten erzeugt wurde, abnehmen kann. Mit anderen Worten, trainieren Sie eine Stunde lang nahe der Laktatschwelle, und Sie erhalten nur die ersten 10-15 Minuten bei maximalem Schlagvolumen; Die restlichen 45-50 Minuten würden ein Schlagvolumen weit unter dem Maximum erzeugen, wodurch der Trainingsreiz erheblich reduziert wird.

Dieses Problem hat auch eine andere Dimension. Untersuchungen haben gezeigt, dass Elite-Athleten zwar an oder nahe der Laktatschwelle (90% + der aeroben Kapazität) arbeiten müssen, um ein maximales Schlagvolumen zu erzeugen, Nicht–Elite-Athleten jedoch ein maximales Schlagvolumen bei viel niedrigeren Prozentsätzen ihrer maximalen aeroben Kapazität erreichen können – so niedrig wie 40-80% des Maximums (9). Wie bei Spitzensportlern werden jedoch nur die ersten 10-15 Minuten diese Reaktion hervorrufen; danach wird CV-Drift das Schlagvolumen erheblich reduzieren. Für Nicht-Elite-Athleten ist das Training mit einem niedrigeren Prozentsatz der maximalen aeroben Kapazität (z. B. eine Stunde oder länger) durchaus machbar, aber nur die ersten 10-15 Minuten erzeugen den maximalen Trainingsreiz.

Maximierung des Schlagvolumentrainings Stimulus

An dieser Stelle denken Sie vielleicht, dass dies alles sehr gut ist, aber es ist ein bisschen theoretisch. Dies ist jedoch nicht der Fall, da das Verständnis der Art der CV-Drift es uns zumindest theoretisch ermöglicht, die Trainingsroutinen so zu modifizieren, dass die Zeit bei maximalem Schlagvolumen maximiert wird, wodurch der Trainingsreiz und die Ausdauerleistung erhöht werden. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, eine kontinuierliche Phase des stationären Trainings in diskrete Segmente von 10 Minuten mit einer kurzen Pause dazwischen aufzuteilen. In jedem dieser 10-Minuten-Segmente startet der Athlet effektiv von vorne und erreicht so jedes Mal für die gesamten 10 Minuten ein nahezu maximales Schlagvolumen. Die Wiederholung von sechs Segmenten würde zu insgesamt 60 Minuten bei maximalem Schlagvolumen führen. Dies steht im Gegensatz zu einer kontinuierlichen Stunde bei gleicher Intensität; Obwohl die ersten 10-15 Minuten ein maximales Schlagvolumen erreichen würden, würden die verbleibenden 45-50 Minuten dies nicht tun, was zu einem reduzierten Trainingsreiz führt. Aber funktioniert diese Art von Trainingsstruktur in der Praxis?

Neue Forschung

Die Antwort auf diese Frage war bisher unbekannt. Eine neue Studie, die letzten Monat veröffentlicht wurde, legt jedoch nahe, dass das Training erfolgreich manipuliert werden kann, um die Zeit bei maximalem Schlagvolumen zu maximieren, mit all den potenziellen Vorteilen, die dies bringen kann (10). Dazu meldeten sich sieben gut ausgebildete männliche Radfahrer freiwillig zur Teilnahme an der Studie. Nach der Einarbeitung durchliefen die Radfahrer zwei Versuche, die jeweils aus 30 Minuten Training auf einem Fahrradergometer bestanden, wobei die Intensität auf 60% der maximalen aeroben Kapazität (moderate Intensität) eingestellt war. Die Gesamtarbeit der Radfahrer war in beiden Versuchen identisch; die beiden Versuche unterschieden sich jedoch wie folgt:

  • In einem Versuch fuhren die Radfahrer 30 Minuten lang ununterbrochen mit 60% der maximalen aeroben Kapazität.
  • In der anderen Studie fuhren die Radfahrer drei 10-minütige Segmente mit 60% maximaler Kapazität, die jeweils durch eine 5-minütige Ruhezeit getrennt waren.

Während der Studien wurden der Sauerstoffverbrauch der Radfahrer, die Reaktionen auf das maximale Schlagvolumen und das Herzzeitvolumen durch ein Lachgas-Reatmungssystem bewertet. Die Ergebnisse zwischen den beiden Studien wurden dann verglichen. Insbesondere wollten die Forscher das Ausmaß der CV-Drift bewerten, die in den beiden Trainingsmodi auftrat. Sie taten dies, indem sie eine Schlagvolumenreduktion von mehr als 5% mit einer begleitenden Herzfrequenz untersuchten, während das gesamte Herzzeitvolumen stabil blieb.

Um die Studie so streng wie möglich zu gestalten, wurden die Versuche nach Ende der Wettkampfsaison durchgeführt, um die verbleibenden Trainingseffekte der Periodisierung zu minimieren. Darüber hinaus fanden Tests zur gleichen Tageszeit statt, um die Auswirkungen des zirkadianen Rhythmus – dh der Schlaf–Wach-Zyklus – Varianz für jeden Freiwilligen zu minimieren (es ist bekannt, dass der zirkadiane Rhythmus das Herz-Kreislauf-System beeinflusst). Da die Flüssigkeitsaufnahme und insbesondere die Dehydration die CV-Drift beeinflussen können, wurde die Flüssigkeitsaufnahme standardisiert und alle Teilnehmer konsumierten ungefähr 300 ml Wasser eine Stunde vor jedem Versuch Experimente. Darüber hinaus wurden sie gebeten, während des Untersuchungszeitraums weder an erschöpfenden Übungen teilzunehmen noch koffeinhaltige Getränke oder Speisen zu sich zu nehmen.

Was sie fanden

Bei der Analyse der Daten ergab sich ein klares Muster. Während des kontinuierlichen 30-minütigen Übungsversuchs gab es eine erhebliche CV-Drift. Dies war gekennzeichnet durch ein progressiv abnehmendes Schlagvolumen nach etwa 12 Minuten Training, was mit einem entsprechenden Anstieg der Herzfrequenz einherging. Der Gesamteffekt war, dass das gesamte Herzzeitvolumen konstant blieb (wie zu erwarten).

Während der drei x 10-minütigen Studie wurden die CV-Drift-Effekte jedoch minimiert. Obwohl es einen leichten Rückgang des Schlagvolumens gab, lieferte der intermittierende Trainingsmodus eine signifikant größere Schlagvolumenreaktion während der gesamten Arbeitsbelastung (durchschnittlich 145 ml pro Schlag im Vergleich zu weniger als 140 ml pro Schlag während des kontinuierlichen Trainings – siehe Abbildung 2). Noch wichtiger ist, dass die Zeit bei maximalem Schlagvolumen in der intermittierenden Studie stark erhöht wurde und 10,0 Minuten bei maximalem Schlagvolumen akkumulierte. Dies im Vergleich zu nur 1,5 Minuten bei maximalem Schlagvolumen während der 30-minütigen kontinuierlichen Studie.

Abbildung 2: Schlagvolumen und Herzfrequenz bei kontinuierlichem vs. intermittierendem Training

Oben: kontinuierlich; unten: intermittierend. Durchgezogene Linien = strove Volumen (SV). Gepunktete Linien = Herzfrequenz (HR).

Was bedeuten diese Erkenntnisse für Sportler?

In den letzten Jahren haben Bewegungsphysiologen festgestellt, dass einer der wichtigsten akuten Trainingseffekte zur Steigerung der Ausdauerleistung von der Erhöhung der Zeit bei maximalem Schlagvolumen während der Trainingseinheiten herrührt(11). Diese Ergebnisse sind wichtig, da diese Studie die erste ist, die zeigt, dass aerobe Intervalle eine CV-Drift verhindern können, indem sie die Schlagvolumenreaktion erhöhen und die akkumulierte Zeit maximieren, die während einer Trainingseinheit mit maximalem Schlagvolumen verbracht wird.

Da es sich um ein so neues Konzept handelt, gibt es immer noch viele Unbekannte über diesen Trainingsmodus. Zum Beispiel wissen wir nicht, wie kurz die Ruheintervalle zwischen den 10-minütigen Anstrengungen sein können. In der obigen Studie waren die Forscher aufgrund der Anforderungen des Lachgas-Atmungssystems, das zur Beurteilung des Schlagvolumens verwendet wurde, verpflichtet, 5-minütige Ruhezeiten zu verwenden. Es kann sein, dass kürzere Pausen in den Arbeitsintervallen immer noch gute Schlagvolumina hervorrufen, aber wir haben diese Daten nicht. Auch wenn wir wissen, dass die Maximierung des Schlagvolumens während der Trainingseinheiten einen der wichtigsten akuten Trainingseffekte für die Steigerung der Ausdauerleistung darstellt, wurden keine Studien durchgeführt, um zu bestimmen, wie diese Art des Trainings längerfristig mit anderen Modi verglichen wird. Aus den unten genannten Gründen könnten Sitzungen, die darauf abzielen, die akkumulierte Zeit bei maximalem Hubvolumen zu maximieren, jedoch viel zu bieten haben.

Eine sanftere Art zu trainieren

Da der in dieser Studie verwendete intermittierende Übungsmodus eine Art Intervalltraining darstellt, ist es vernünftig zu fragen, ob dies nur eine andere Form des Intervalltrainings ist? In Bezug auf seine Struktur ist dies wahr, aber es gibt wichtige Unterschiede. Die meisten Intervallsitzungen zielen darauf ab, die Fähigkeit zu verbessern, hohe Intensitäten länger aufrechtzuerhalten. Als solche sind sie intensiv und zielen auf spezifische Energiesysteme – insbesondere das Laktatsystem – ab, um die notwendige Muskelbiochemie zu verbessern und diese Systeme effizienter zu machen.

Der in dieser Studie verwendete Trainingsmodus zielt jedoch darauf ab, die akkumulierte Zeit bei maximalem Schlagvolumen zu maximieren. Denken Sie daran, dass die Radfahrer in jedem 10-Minuten-Intervall nur mit 60% der maximalen aeroben Kapazität radelten. Dies ist physiologisch ganz anders als die meisten Intervallsitzungen, die Intensitäten von 85-110% (abhängig von der Intervalllänge) der maximalen aeroben Kapazität beinhalten. Wenn man die relativ langen Ruhezeiten zwischen den relativ wenig intensiven 10-Minuten-Intervallen berücksichtigt, ist der Gesamteffekt physiologisch sehr sanft. Dies macht es einfach durchzuführen, während eine minimale Wiederherstellung erforderlich ist. Mit anderen Worten, diese Art von Trainingsmodus könnte ideal sein, um die Fitness unter bestimmten Umständen aufrechtzuerhalten oder aufzubauen, z:

  • * Als Ergänzung zu einem Routine-Trainingsprogramm.
  • *Nach intensiven Trainings- oder Rennphasen, wenn eine gründliche Erholung erforderlich ist.
  • *Wenn Sie sich für ein Rennen verjüngen, bei dem Sie so frisch und fit wie möglich an der Startlinie ankommen müssen.
  • *Bei Rückkehr zum Sport nach einer Entlassung oder Verletzung.
  • *In der Nebensaison, wenn Sie eine längere Pause einlegen, aber Fitnessverluste minimieren möchten.

Für die meisten Athleten kann das maximale Schlagvolumentraining leicht in eine bestehende Trainingsroutine integriert werden; Ersetzen Sie einfach eine Ihrer längeren, stationären Fahrrad- / Lauf- / Schwimm-usw.-Sitzungen durch eine Sitzung ähnlicher Länge, die jedoch in 10-Minuten-Segmente mit einer guten Erholungsphase dazwischen unterteilt ist. In der Studie über, 5-Minuten-Erholungsphasen wurden verwendet, und dies erhöhte die Zeit bei maximalem Schlagvolumen enorm. Die Forscher deuteten jedoch an, dass auch etwas kürzere Ruhezeiten ausreichen könnten.

Bedeuten diese Ergebnisse, dass Athleten traditionelle Intervalltrainingsmodi gegen maximales Schlagvolumentraining austauschen sollten? Natürlich nicht – intensive Intervalle sind ein wesentlicher Bestandteil des Muskeltrainings, um über längere Zeiträume mit oder nahe der maximalen Kapazität (dh unter Rennbedingungen) zu arbeiten. Das Training mit maximalem Schlagvolumen kann Athleten jedoch ein zusätzliches Werkzeug bieten, um die Trainingsreaktion zu erhöhen und gleichzeitig die Ermüdung zu minimieren und die Regeneration zu maximieren – genau das, was für die Einstellung dieses neuen PB benötigt wird!

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