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Dissertation: Tilman Burggraef


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Dissertation: Tilman Burggraef

Aus dem Institut für Kreislaufforschung und Sportmedizin der Deutschen Sporthochschule Köln Geschäftsführender Leiter Univ.-Prof. Dr. med. H.G. Predel

Über den Einfluß eines einbeinigen fahrradergometrischen Trainings auf metabolische und hämodynamische Parameter bei dosierter Arbeit

Von der Deutschen Sporthochschule Köln zur Erlangung des akademischen Grades Doktor der Sportwissenschaften genehmigte Dissertation vorgelegt von

Tilman Burggraef

aus Aachen Köln 2004

Im Rahmen vorliegender Arbeit sollten folgende Fragen untersucht werden:

  • Welche Einflüsse üben getrennt durchgeführte aerobe und anaerobe Trainingsprogramme auf kardiopulmonale, metabolische und muskuläre Parameter aus?
  • Sind die Einflüsse der unterschiedlichen Trainingsformen voneinander unterscheidbar?
  • Gibt es im Hinblick auf die untersuchten Parameter geschlechtsspezifische
  • Unterschiede bezogen auf Ausgangsniveau und Trainingseffekte?

An der Untersuchung nahmen 26 Sportstudenten teil, 15 Männer und 11 Frauen. Alle Teilnehmer trieben im normalen Rahmen ihres Studiums Sport. Spezifisch ausdauertrainierte oder ansonsten leistungssportlich orientierte Studenten wurden nicht zugelassen. Sieben Männer trainierten bei einer Blutlaktatkonzentration von 3 mmol / l (Gruppe B) unterhalb und 8 bei 7 mmol / l (Gruppe C) oberhalb der 4 mmol / l - Laktatschwelle (AAS). Die Frauen (Gruppe A) trainierten unterhalb der AAS. Alle Probanden trainierten über 6 Wochen viermal wöchentlich jeweils 30 Minuten einbeinig auf einem Fahrradergometer. Trainiert wurde mit dem Bein, welches die Probanden als non-dominant angaben. Die Probanden der Gruppen A und B erbrachten über 30 Minuten die jeweils vorgegebene Leistung kontinuierlich. Gruppe C absolvierte ein Training mit fünf 3-minütigen Belastungsintervallen.

Zur Ermittlung biochemischer Anpassungen wurden den Teilnehmern vor und nach der Trainingsperiode Biopsieproben aus dem M. vastus lateralis des M. quadriceps femoris beider Oberschenkel entnommen. Hieraus wurden die Aktivitäten der Pyruvatkinase, der Laktatdehydrogenase, der Malatdehydrogenase, der Cytochrom c Oxidase und über histochemische Typisierung die Verschiebung der Anteile langsamer und schneller Muskelfasern (ST- und FT-Fasern) bestimmt. Über fahrradergometrische Testuntersuchungen nach Hollmann und Venrath wurde das Anpassungsverhalten der Herz-Kreislaufparameter Sauerstoffaufnahme, Herzfrequenz, und systolischer Blutdruck untersucht. Parallel wurden Anpassungen der AAS ermittelt. Zur Beurteilung der anaeroben Kapazität wurden vor und nach Training beidbeinig fahrradergometrische Kurzzeittests im submaximalen und maximalen Bereich durchgeführt. Veränderungen von statischer und dynamischer Kraft wurden über Serien maximaler Knieextensionen gemessen.

Folgende Schlüsse werden gezogen:

  • Sowohl das aerobe Training wie das anaerobe Intervalltraining bedingen gleichermaßen metabolisch-biochemische Anpassungen.
  • Das Intervalltraining zeitigt höhere Anpassungen hinsichtlich der über die Herz-Kreislaufparameter definierten körperlichen Leistungsfähigkeit.
  • Bereits das aerobe Training wirkt sich günstig auf das Herz-Kreislauf-System aus.
  • Frauen verfügen über eine geringere anaerobe Kapazität, was sich sowohl in metabolisch-biochemischen wie auch in systemischen Parametern manifestiert.

Bereits geringe Trainingsbelastungen bedingen die zur Prävention und Rehabilitation von Herz-Kreislauferkrankungen gewünschten Effekte. Die Risiken hoher Belastungen müssen nicht in Kauf genommen werden. Für den Sportler dagegen sind zur Steigerung der absoluten Leistung hohe Trainingsintensitäten unabdingbar.

About the Influence of a One-Leg Cycling Training on Metabolic and Cardiovascular Parameters

The aim of this study was to contribute to the following questions.

  • What is the impact of separately conducted aerobic and anaerobic training schedules on cardiopulmonary, metabolic, and muscular parameters?
  • Can influences of different training forms be distinguished?
  • Are there any gender specific differences with regard to the parameters in question and based on starting levels and training effects?

26 Sports students (15 male and 11 female) took part in this examination. All candidates took exercise to normal extent during their course of studies. Students specifically trained in endurance sports or otherwise involved in competitive sports were excluded. In group B, seven men practised at serum lactate levels of 3 mmol / l below the aerobic anaerobic threshold (AAS) of 4 mmol / l and eight practised at 7 mmol / l above. All women (group A) trained below AAS. Training took place four times a week 30 min each on cycling ergometers over a period of six weeks. The one leg indicated as non - dominant by the participants was used while the other leg rested. Test persons in groups A and B continually kept their level during the 30 min while those in group C went through 3 min intervals with higher work load.

Biopsies from the M. vastus lateralis and M. quadriceps femoris of both thighs were collected before and after the training period to elucidate biochemical adaptations. Activities of pyruvate kinase, lactate dehydrogenase, malate dehydrogenase, and cytochrome c oxidase were measured. Changes in the ratio of ST and FT fibres were characterised by histochemical staining. Adaptation of the cardiopulmonary parameters, oxygen uptake, heart rate, and systolic blood pressure was followed by ergometric Hollmann-Venrath tests. Concomitantly adaptation of AAS was estimated. To evaluate the anaerobic capacity short-term tests with submaximum and maximum loads were run on cycle ergometers and changes in static and dynamic leg force were deduced from series of maximum knee extensions.

It was concluded that

  • Both aerobic and anaerobic interval training led to similar metabolic adaptations
  • Interval training resulted in more pronounced increases of physical capacity as reflected by cardiopulmonary parameters
  • Aerobic training is already beneficial
  • Women's anaerobic capacity is lower than in men as can be seen in both their metabolic / biochemical and their systemic parameters

Small training loads already result in the desired effects for prevention and rehabilitation of heart disease. Higher loads need not be ventured in this respect. Athletes however who want to increase their absolute capacity need to take high training intensities.

14.12.2017 - 03:16