Belastungsmessung

Über 80 Prozent der Leute, die sich in einem Fitnessstudio anmelden, einen Personaltrainer aufsuchen oder online Fitnesstipps googeln, haben das Ziel, abzunehmen. Es wird gestrampelt, es werden Hanteln gestemmt und Kursstunden besucht. Nach einigen Wochen erfolgt jedoch meist die Ernüchterung: Auf der Waage ist trotz zahlreicher schweißtreibender Übungseinheiten kein Kilo runter. Eher das Gegenteil: Der Trainierende hat das Gefühl, diszipliniert auf die Ernährung achten zu müssen, damit es nicht zur Gewichtszunahme kommt. Werden die Trainer damit konfrontiert, erhält der Trainierende häufig die Antwort, dass nun Muskeln aufgebaut wurden und die sich auf der Waage mit dem durch das Training abgebauten Körperfett ausgleichen, denn Muskeln sind schwerer als Fett. Aha? Andere erfahren, dass für das Abnehmen die Ernährung verantwortlich ist und ohne Umstellung, sprich weniger Essen, kaum eine Gewichtsabnahme erfolgt. Das wusste man eigentlich auch vorher. Zurück bleibt der enttäuschte Trainierende. So hat man ihm doch erklärt, dass durch das Training und dem damit verbundenen Muskel- und Kraftzuwachs sich der tägliche Kalorienverbrauch erhöht, was zum Abnehmen führt. Wieviel muss man dann eigentlich trainieren?

Der Motivation für das Training gibt das natürlich einen Dämpfer, wenn es nicht zu einer kleineren Kleidergröße kam. Ab jetzt wird das Training zu einer Frage der Disziplin und der Überwindung des inneren Schweinehundes.

Was ist passiert? Ist man einfach nur einem Irrglauben aufgesessen und die in den Medien publizierte Aussage, dass vermehrte Bewegung zum Abnehmen führt, funktioniert nicht, oder hat man einfach zu wenig getan? Liegt es am eigenen Körper, ist man ein hoffnungsloser Fall?

Um dieses Phänomen zu verstehen, betrachten wir einmal, wie es denn eigentlich zur Gewichtsreduktion kommt. Verlieren möchte man natürlich das am Körper unschöne Depofett. Jeder Mensch besteht aus 70 Billionen Körperzellen. Jede Körperzelle ist ein eigenes kleines Kraftwerk, das die Aufgabe hat, Energie zu erzeugen; Energie zum Leben. Um Energie erzeugen zu können, ist natürlich immer ein Brennstoff notwendig, ähnlich wie in einem Ofen. Die Zellen gewinnen ihre Energie hauptsächlich aus Fettsäure- oder Glucosemolekülen (Zucker). Diese werden jeweils in der Zelle unter Hinzufügen von Sauerstoff (O2), welcher aus der eingeatmeten Luft über die Lunge und die Blutbahnen in die Zelle gelangt, oxidiert. Durch die Oxidation wird ein Fettsäure- oder Glucosemolekül chemisch zu Wasser (H2O) und Kohlendioxid (CO2) umgewandelt. Das Wasser wird über den Urin und das CO2 über die Atmung ausgeschieden. Die freigewordene elektrische Energie bei diesem Vorgang treibt die Zellen an.
Allerdings benötigen die beiden Energieträger, Fett und Zucker (Kohlenhydrate), unterschiedlich viel O2 zur Energiegewinnung. Ungefähr 6 Moleküle O2 werden für die Oxidation von einem Molekül Zucker benötigt, aber in etwa 22 Moleküle O2 sind für die Energiegewinnung aus einem Fettsäuremolekül notwendig.

Um Fett als Energieträger für die Gewinnung von Zellenergie zu nutzen, ist also ungefähr 4-mal mehr Sauerstoff in der Zelle notwendig als von Zucker. Nun bekommt man durch intensiveres Atmen nicht unbedingt mehr Sauerstoff in die Zellen. Ausschlaggebend ist vielmehr die Fähigkeit des Organismus, den im Blut vorhandenen Sauerstoff in die Zellen zu transportieren. Diese Fähigkeit ist von Person zu Person sehr unterschiedlich. Es hängt von verschiedenen Dingen ab; ein wesentlicher Grund ist der Trainingszustand der Person. In der Umgebungsluft befinden sich weltweit ungefähr 21 Prozent O2 (variiert nur nach Höhenlage), welches mit jedem Atemzug eingeatmet wird. Eine vernünftig trainierte Person atmet z.B. 15 Prozent O2 mit der Atemluft aus. In diesem Fall sind bei dieser Person 6 Prozent O2 (21 – 15 = 6) für die Energiegewinnung in den Zellen verblieben. Eine andere Person gleichen Alters und Geschlechts atmet allerdings 18 Prozent O2 (dieser Wert wird häufig gemessen) wieder aus. Für die Energiegewinnung sind nur 3 Prozent O2 in der Zelle verblieben.

Vorher sind wir bereits darauf eingegangen, dass die Energiegewinnung aus Fett in etwa 4-mal mehr Sauerstoff benötigt als von Glucose (Zucker). Wenn nun kaum Sauerstoff in die Zelle kommt, wie soll die Zelle aus Fett Energie gewinnen? Da unser Organismus kreativ ist, wird dieser die Energie aus Zucker verwenden, denn dafür ist weniger Sauerstoff notwendig. Wie soll der Organismus sonst mit dem wenigen Sauerstoff die benötigte Energie bereitstellen?

Dass sich die Person vielleicht nach Low Carb ernährt, also über die Ernährung wenig Kohlenhydrate aufnimmt, stört den Organismus kaum. Da der Stoffwechsel-Organismus sehr komplex arbeiten kann, werden Umbauprozesse der Energiequellen eingeleitet mit dem Ziel, am Ende der Zelle doch den O2 sparsameren Zucker als Energiequelle zur Verfügung zu stellen. Zudem sind erst die freien Fettsäuren an der Reihe bevor es an das Depotfett geht.

Körperfett wird dann trotz Reduktion oder Low Carb Ernährung kaum verloren. Dies führt zum berühmten „Set Point“. Das bedeutet: Egal wie wenig man auch zu essen scheint, es kommt zu keiner Gewichtsreduktion ab einem bestimmten erreichten Körpergewicht.

Abnehmen ist demnach in hohem Maße von der Fähigkeit des Organismus abhängig, Sauerstoff in die Zellen zu transportieren. Schlanke Menschen bekommen in der Regel mehr Sauerstoff in die Zellen als Übergewichtige. Das macht den Unterschied! Der Sauerstoff gibt den Takt an!

Aber nicht nur für das Abnehmen ist der Sauerstoffanteil in der Zelle maßgebend, auch für alle anderen gesundheitlichen Parameter. Ein Mensch, der ausreichend O2 in die Zellen bekommt, ist gesünder, voll Lebenskraft und mental stabiler.

Über die richtige Trainingsintensität kann man Einfluss nehmen darauf, wieviel Sauerstoff während des Trainings in die Zellen gelangen soll entsprechend, ob mehr Fett oder Kohlenhydrate für die Energiegewinnung verwandt werden.

Noch viel entscheidender ist: Durch das Trainieren in der richtigen Trainingsintensität mittels Pulsmessung, kann dem Organismus wieder die Fähigkeit zurückgegeben werden, auch nach dem Training unter Ruhebedingungen mehr Sauerstoff in die Zellen zu transportieren. Durch das richtige Training werden aerobe Enzyme für den Energietransport in der Zelle gebildet und die Leistungsfähigkeit der Mitochondrien erhöht. Ein ganz entscheidender Vorteil! Nur so kann auch nach dem Training über Stunden und Tage Fett als Energiequelle verstoffwechselt werden. Dadurch wird Abnehmen und ein gesünderes Leben ermöglicht.

An dieser Stelle setzt der Belastungstest über Atemgas von e-scan an. Die Personen, für die ein Trainer ein Trainingsprogramm erstellen soll, sind doch unterschiedlicher als man anfangs glaubt. So beschreibt der österreichische Fitnesspapst Heinrich Bergmüller, Buchautor („enorm in Form“ und „Fit in 100 Tagen“) und verantwortlich für zahlreiche Olympische Medaillen seiner betreuten Sportler, unter anderem Hermann Meier, dass bei seinen Laktatmessungen erhebliche Unterschiede zwischen Personen zu erkennen sind. Heinrich Bergmüller hat mit seinem wissenschaftlichen Team Tausende von Laktatmessungen durchgeführt und ist zu der Erkenntnis gekommen, dass ohne Messung, wie Muskeln und Zellen unter Belastung reagieren, eine seriöse Trainingsplanerstellung nicht möglich ist.

Heinrich Bergmüller nutzt hauptsächlich einen Laktatstufentest. Was ist das? Laktat ist das Salz der Milchsäure im Blut; es wird im Muskel produziert, vor allem, wenn der Muskel arbeitet und Kohlenhydrate zur Energiebereitstellung verstoffwechselt werden. Je höher die Leistungsfähigkeit der Muskelzellen und je besser der Muskel mit Sauerstoff versorgt wird, desto weniger Laktat wird produziert, denn die Energiebereitstellung läuft dann verstärkt über den Fettstoffwechsel. Ein Laktatstufentest, wird genau wie ein Belastungstest über Atemgas (wie mit e-scan) entweder auf dem Laufband oder am Fahrradergometer durchgeführt. In festgesetzten Intervallen wird bei der Testperson die Wattleistung oder km/h gesteigert bis die Testperson nicht mehr kann und den Test abbricht. Beim Laktattest wird vom Ohrläppchen mit einem speziellen Papierstreifen Blut in regelmäßigen Abständen abgenommen und der Laktatwert im Blut gemessen. Dies geschieht mit Hilfe eines kleinen Messsystems, in das der Papierstreifen mit Blut gesteckt wird. Mit dem Laktatstufentest kann der Status quo des Muskelstoffwechsels bestimmt werden. So wird die aerobe Schwelle bei 2 mmol/l Laktat und die anaerobe Schwelle bei 4 mmol/l Laktat ermittelt.

Auch der e-scan Atemgastest unter Belastung hat das Ziel, die aerobe Schwelle (Das bedeutet: Unter welcher Belastung und Pulsfrequenz kommt es zur meisten Fettverbrennung in der Zelle) und die anaerobe Schwelle (Das bedeutet: Unter welcher Belastung und Herzfrequenz kommt es zur geringsten Fettverbrennung in der Zelle) zu ermitteln.

So berichtet Heinrich Bergmüller, dass er häufig bei 2 gemessenen Personen gleichen Geschlechts, Gewichts und Alters, schon nach 10 Minuten mittelintensiver Belastung, bei einer der beiden, 4 mmol/l Laktat im Blut misst. Was bedeutet, dass die Person einfach nicht mehr kann und das Training abbrechen muss, weil es nun zur Übersäuerung des Muskels kommt. Die andere Person aber hat nach einer Stunde den Wert von 4 mmol/l Laktat noch nicht erreicht.

Zwischen Laktatmessungen und Atemgasmessungen gibt es Parallelen. Deshalb können Vergleiche herangezogen werden. Jeder, der schon einmal mit dem e-scan Atemgasmessungen durchgeführt hat, kann die Parallelen sehr gut nachvollziehen. Über die Messung des Atems wird der Respiratorische Quotient (RQ) ermittelt. Dieser besagt, dass bei einem Wert von 0,7 und darunter eine nahezu reine Fettverbrennung zur Energiebereitstellung erfolgt. Während es bei einem Wert von 1,0 und darüber zur nahezu reinen Verstoffwechslung von Zucker zur Gewinnung der Lebensenergie kommt. Dazwischen befinden sich die Mischformen. Vereinfacht ausgedrückt: Die aerobe Schwelle ist demnach der Wert, der während des Tests am nächsten am RQ von 0,7 liegt, die anaerobe Schwelle liegt nahe am RQ von 1,0.

Schon die Ausgangswerte, also die gemessenen Werte vor der Belastung unter Ruhebedingungen, weichen bei verschiedenen Personen teils gewaltig voneinander ab. So gibt es Personen (nicht wenige), die schon unter Ruhebedingungen einen reinen Zuckerstoffwechsel (RQ 1,0 oder erhöhte Laktatwerte) aufweisen und eine sehr schlechte Sauerstoffaufnahme in der Zelle haben. Dass diese mit Belastung und Training anders klar kommen und ein anderes Training machen sollten als eine Person, die sich vor der Belastung im Fettstoffwechsel befindet und gut Sauerstoff in die Zellen bekommt, versteht sich von selbst. Das sieht man aber den einzelnen Personen optisch nicht an. Ohne die Ermittlung des „Stoffwechsel- Ist Zustandes“ können aber nur unzureichend differenzierte, auf die Personen abgestimmte, Trainingspläne und Trainingsintensitäten erstellt werden.

Viele versuchen, sich zur richtigen Dosierung des Trainings mit Tabellen und Standardformeln zu behelfen. Die bekanntesten sind die prozentualen Trainingspulse, die sich aus dem Lebensalter und den daraus resultierenden Herzfrequenzen errechnen. Häufig verwendet wird auch die Karvonenformel zur Bestimmung der Herzfrequenzen. Doch hier handelt es sich um Standard. Wir haben vorher gesehen, dass 2 Personen gleichen Alters, Geschlechts und Gewichts völlig verschiedene Ausgangssituationen haben können und dadurch andere Trainingsintensitäten benötigen. Ohne seriöse Stoffwechseltests werden aber nur Standardtrainingspläne entstehen, womit zumindest der überforderte Teil der Menschen, erheblichen Schaden nehmen kann.

Die Personen, für die Trainingspläne erstellt werden sollen, sind sehr unterschiedlich. Damit die Ziele erreicht werden, muss der individuelle Zustand einer Person ermittelt, die Ziele festgelegt und Kontrollmessungen durchgeführt werden. Speziell im Fitnessmarkt ist zu beobachten, dass die Betreuung sehr unterschiedlich angenommen wird. Auf der einen Seite entstehen vermehrt Discount- Clubs, die auf Betreuung verzichten, deshalb günstiger sind und sich eines sehr guten Zulaufs erfreuen. Auf der anderen Seite verzeichnen Personaltrainer eine steigende Nachfrage und können gute Umsätze erzielen. Warum? Die Leute wollen Lösungen für ihre Probleme. Die Zeit der Standardbetreuung und der allgemeinen Fitnesstipps, die häufig sehr widersprüchlich sind, ist vorbei. Fachmann- oder: Wir lassen es gleich ist der Tenor! Dabei macht eine seriöse Diagnostik den Unterschied. Ein Facharzt unterscheidet sich vom Allgemeinarzt, weil dieser über Diagnostische Apparaturen verfügt.

Mit dem e-scan Belastungstest können Sie in 10 Minuten, von jeder Person durchführbar und unblutig, den optimalen Fettverbrennungspuls (OFP, nahe aerobe Schwelle), sowie den höchst intensiven Trainingspuls (HIP, nahe anaerobe Schwelle) ermitteln. Je nach Testergebnis zeigt die Software die Werte der Testperson. Automatisch wird, auf Basis der Testdaten, die Trainingsintensität über Puls für die nächsten 3 Monate vorgeschlagen. Individuelle Pläne bauen auf den Pulsvorgaben auf.

Bei fast allen Belastungsprogrammen steht nach wie vor das Verbrennen von Kalorien im Vordergrund. Man ist der Meinung, dass ein Zusammenhang zwischen Trainingsintensität und Gesundheit ziemlich einfach sei. Hartnäckig hält sich der Glaube, dass Abnehmen und Gesundheit, eine Frage der Energiebilanz ist, was dazu führt, dass Trainings häufig sehr intensiv durchgeführt werden, denn die aufgewendete Zeit soll auch etwas bringen. Die Philosophie lautet, „mehr bringt mehr“. Die Ursache liegt darin, dass viele Studien, die zu diesem Ergebnis kommen, keine VO2 max Messungen (wieviel Sauerstoff kommt in die Zelle) durchgeführt haben, und eher absolute Werte, wie z.B. METs (metabolisches Äquivalent) oder eben Kilokalorien pro Minute angegeben werden. Weiterhin haben die meisten Studien weniger die Trainingsintensität als vielmehr die Gesamtaktivität als eine Art Index für körperliche Bewegung betrachtet.

Welche Rolle spielen nun die Kalorien beim Training? Bei einem intensiven Training werden bei einer Einheit von einer Stunde ca. 500 Kalorien verbrannt. Gehen wir davon aus, die Person trainiert 3-mal pro Woche, macht das 1500 zusätzlich verbrannte Kalorien. Auch ohne Bewegung verbraucht eine Person mit Grund- und Leistungsumsatz ca. 2500 Kalorien pro Tag. Macht pro Woche einen Kalorienverbrauch von 17500 Kalorien. Rechnet man die 1500 Kalorien des Trainings hinzu, ergibt sich ein Kalorienverbrauch pro Woche von 19000 Kalorien. Sollte diese Person auf Grund der Zellleistung aber mit einer geringeren Intensität trainieren, macht dies einen Verbrauch pro Training von vielleicht nur 350 Kalorien aus. Also 450 Kalorien ( 1 Wurstbrötchen) weniger pro Woche. Insgesamt ergeben sich in diesem Fall 18550 verbrauchte Kalorien. Das sind ca. 2 Prozent weniger Verbrauch pro Woche als beim intensiven Training. Wenn es aber durch das zu intensive Training zur Schädigung der Zelle durch Stoffwechsel-Abfallprodukte gekommen ist, dann sinkt die Fähigkeit der Zelle, in den Stunden und Tagen danach Sauerstoff aufzunehmen. Dies führt in der Folgezeit zu einer überwiegenden Energiegewinnung aus Zucker statt aus Fett, wie bereits erklärt, weil der Sauerstoff fehlt. Damit wird das Ziel abzunehmen durch eine falsche Trainingsintensität verfehlt. Nur damit kein Missverständnis entsteht: Natürlich macht es auch Sinn, intensiv zu trainieren und den Körper bis an die Belastungsgrenze zu fordern, egal ob bei Ausdauer oder Kraft. Aber nicht wegen der verbrauchten Kalorien, sondern aus Gründen der Leistungssteigerung. Dies hängt allerdings von den Zielen der Person und deren Leistungsvermögen ab.

Auf Basis des e-scan Test ergibt sich eine andere Trainingsphilosophie. Auf Grund der Testdaten und der persönlichen Ziele der Testperson wird festgelegt, ob es zu einer gesundheitsorientierten oder leistungssteigernden Trainingssteuerung kommen soll. Die Zielsetzung erfordert nämlich durchaus unterschiedliche Trainingsintensitäten.

So hat eine Metastudie von Professor James S. Skinner von der Indiana Universität in Phoenix USA, veröffentlicht in der Deutschen Zeitschrift für Sportmedizin, ergeben, dass ein Training bei niederer Pulsbelastung, wie beim optimalen Fettverbrennungspuls, bei fast allen gesundheitlichen Zielen, wie Verbesserungen von hohem Blutdruck, Diabetes, koronaren Herzkrankheiten, arteriellen Verschlusskrankheiten, Schlaganfall und auch beim Abnehmen bessere Ergebnisse erzielen konnte. Liegen allerdings die Ziele bei Fitness- und Leistungssteigerung, dann sind höhere Trainingsintensitäten angebracht. Doch für wen ist was sinnvoll und in welcher Kombination?

Der bereits vorgestellte Leistungsdiagnostiker Heinrich Bergmüller erzielt mit seinen Spitzenathleten weitere Leistungssprünge, in dem er diese über einen längeren Zeitraum in einem niederen Pulsbereich trainieren lässt und damit erst einmal die Grundlagenausdauer verbessert. Nach seiner Meinung ist dies auch entscheidend für den Muskelzuwachs. In vielen seiner Laktattests führt er auch Messungen von Ammoniak durch. Ammoniak ist ein Abfallprodukt der Energiebereitstellung und ein Zwischenprodukt des Proteinstoffwechsels. Die aktive Muskulatur und die Leber sind die Hauptproduzenten. Sehr hohe Ammoniakwerte sind Ausdruck einer sehr hohen Belastung. Normal sind Ammoniakwerte von bis zu 10 ug/dl. Bei intensivem Krafttraining treten aber häufig Werte von über 200 ug/dl auf. Ammoniak wird dann verstoffwechselt, wenn körpereigenes Eiweiß zur Energiebereitstellung herangezogen wird. In diesem Fall bewirkt ein zu intensives Krafttraining das Gegenteil. Es kommt einfach nicht zum Muskelaufbau, sondern durch das Training eher zum Muskelabbau.

In seinem Buch „enorm in Form“ schreibt Heinrich Bergmüller deshalb. Das „Wie“ des Trainings ist entscheidend für den Erfolg. Das „Was“ kommt an zweiter Stelle. Denn nur wenn Sport betrieben wird, der aufbaut, der die Gesundheit fördert, wird aus der Bewegung die Kraft gezogen, die es braucht, um weiterzumachen, dranzubleiben und das sportliche Repertoire zu pflegen und zu erweitern.

Gegenüber anderen Tests basiert der e-scan Belastungstest darauf über die Atemgase, die Sauerstoffaufnahme bei bestimmten Belastungen zu messen und hat das Ziel, die mitochondriale Leistung der Zellen zu steigern. Das bedeutet, richtig dosiertes Training führt zu einer besseren Sauerstoffaufnahme der Zellen im Alltag. Eine Woche besteht aus 168 Stunden. Wenn Sie pro Woche 3 Stunden trainieren dann sind für das Abnehmen und die Gesundheit nicht die 3 Stunden entscheidend, sondern welche Zellleistung haben Sie während der restlichen 165 Stunden. Wird in dieser Zeit Depotfett zur Energiegewinnung eingesetzt, dann wird abgenommen. Wenn nicht dann nicht. Die restliche Zeit ist entscheidender als die 3 Stunden des Trainings. Der Ansatz, die Zeit des Trainings aber auch die Zeit danach zu beachten, sollte die Grundlage der Trainingsphilosophie sein.

Deshalb empfehlen wir e-scan Belastungs- und Ruhetests zu kombinieren. Über einen Belastungstest erhalten sie die optimalen Pulswerte der Testperson. Durch die Atemgasmessung im Ruhezustand können sie die Effektivität und die Auswirkung des Trainings (auch der Ernährung) im Alltag überprüfen.

Eine Trainingssteuerung sollte auf der Frage aufgebaut werden, wie derzeit die Zellen fähig sind, Sauerstoff aufzunehmen. Ist ein Organismus überlastet, sei es nun durch körperliche oder aus mentalen Gründen, dann ist dies sofort über den Sauerstoffgehalt in den Zellen messbar. Die Trainingsphilosophie über die e-scan Messung basiert auf einer Trainingssteuerung und Planung auf der Basis des Sauerstoffverbleibs in der Zelle. Dies ist eine seriöse messbare Größe. Die Wirkung des Trainings kann über die Veränderung der Sauerstoffaufnahme wirksam überprüft und feinjustiert werden.

Hätte man bei unserer eingangs des Artikels beschriebenen Person die Trainingsintensität auf Basis der Sauerstoffaufnahme erstellt, wäre wahrscheinlich die Pulsbelastung bei den Trainings anders vorgegeben worden und die Person hätte als Belohnung Körperfett verloren und sich zudem besser gefühlt. Der Trainer hätte auf Basis der Messungen dem Trainierenden, ähnlich wie in diesem Artikel, die individuellen Stoffwechselabläufe unter Ruhe- und Belastungsbedingungen erklären und mit weiteren Tests die Wirksamkeit des Plans überprüfen können.

Der e-scan Test ist ein Begleiter zu einer etwas anderen Trainingsphilosophie: Von der Orientierung des Trainings an Kalorien- und Standardtabellen hin zur Steuerung der Sauerstoffaufnahme der Zellen, unter der Berücksichtigung der individuellen Leistungsfähigkeit und der Bedürfnisse des Kunden!

„Sauerstoff ist die Quelle des Lebens aller Zellen. Alle ernsten Krankheiten werden begleitet von niedrigem Sauerstoff-Status. Sauerstoff-Mangel im Körpergewebe ist ein sicherer Indikator für Krankheit….“

Dr. Stephen Levine,
Ph.D., Molekular-Biologe und Genetiker

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