Spiroergometrie
Im Einzelnen bedeutet „spiro“ Atmung, „ergo“ Arbeit und „metrie“ Messung. Im übertragenen Sinne drückt Spiroergometrie die Messung der Leistung der Atmung unter Belastungsbedingungen aus. Die Leistung der Atmung setzt sich dabei aus dem Trainingszustand und aus der Zellatmung zusammen. Der Trainingszustand wird durch das Herzkreislaufsystem und durch die Muskulatur beschrieben. Die Zellatmung wird durch das Skelett- und Nervensystem, sowie durch das Stoffwechselsystem gewährleistet. (Vgl.: „Kursbuch Spiroergometrie”, 2009)
Der Test kann als Rampentest oder als Stufentest durchgeführt werden. Die Steigerung der Leistung schwankt dabei je nach Geschlecht, Leistungsstärke und Fragestellung zwischen 5 und 20 Watt pro Minute auf dem Fahrradergometer und zwischen 0,33 und 0,66 km/h pro Minute auf dem Laufband.
Nach dem Start des Programms (Cortex-MetaSoft-Studio) beginnt die zweiminütige Ruhephase. Die Lastphase wird bei gesunden Probanden erst abgebrochen, wenn das absolute Leistungslimit erreicht ist. Die fünfminütige Erholungsphase dient der Stabilisierung des HKS.
Unter den leistungsdiagnostischen Methoden gehört die Spiroergometrie sogar zu den ältesten. Schon zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde die Sauerstoffaufnahme von Sportlern untersucht.[2] Zu Beginn konnte allerdings nur das Lungenvolumen gemessen werden. Das erste Fahrradergometer der Welt wurde wahrscheinlich 1896 in Paris entwickelt. In Deutschland gab es 1954 laut Auskunft des Max−Planck−Instituts für Arbeitsphysiologie schon 14 Fahrradergometer. Zu Anfang musste das Schwungrad des 380 Kilogramm schweren Wirbelstromergometers mit einer Drehkurbel durch Armeinsatz bewegt werden (zum Beispiel an der Universitätsklinik Köln durch H. W. Knipping).[3] Die Messung der maximalen Sauerstoffaufnahme (VO2max) gilt noch immer als das beste Kriterium zur Beurteilung der Ausdauerleistungsfähigkeit. Aufgrund des sehr hohen apparativen Aufwandes hat es sich aber vorrangig in Ausdauerdisziplinen im Spitzensport durchgesetzt. Heutzutage wird die Leistungsdiagnostik zunehmend auch Breitensportlern zugänglich gemacht. Durch neue Geräte und Auswertungsprogramme wird die Leistungsdiagnostik preisgünstiger und damit interessanter für Sportler in allen Leistungsstufen. Neben computergestützten Laborsystemen sind auch mobile Einheiten verfügbar, um Feldtests auf spirometrischer Basis durchführen zu können.
Grundsätzlich werden beim Gasanalyseverfahren[1] die Ventilation, also das Atemzugvolumen und die Atemfrequenz, das Kohlenstoffdioxid (CO2) und der Sauerstoff (O2) in der Atemluft untersucht. Hieraus werden alle anderen wichtigen Größen von einem Analyseprogramm errechnet (zum Beispiel der respiratorische Quotient (RQ), Fett- und Kohlenhydratnutzung, usw.). Zur Analyse der Ventilation (VE), also der „Belüftung der Lunge“ gibt es verschiedene Verfahren. Der genutzte MetaLyzer® 3B der Firma Cortex verfügt über eine Turbine, welche das Flussvolumen direkt misst. Angegeben wird die Ventilation in der Einheit l/min bzw. ml/min. Für die Messung des Kohlendioxidgehaltes wird das Prinzip der Infrarot-Absorption genutzt. CO2 absorbiert Licht im Infrarot-Bereich. Gemessen wird, wie viel infrarotes Licht beim Ausatmen absorbiert wird. Daraus lässt sich direkt auf den CO2-Gehalt in der ausgeatmeten Luft schließen. Für die Messung des Sauerstoffgehaltes der Luft gibt es verschiedene Möglichkeiten Der Meta Lyzer nutzt die paramagnetische Technik.
Einer der wichtigsten Indikatoren für die Ausdauerleistungsfähigkeit ist die maximale Sauerstoffaufnahme (VO2max). Ergänzt wird diese Aussage durch die Ermittlung der sogenannten ventilatorischen anaeroben Schwelle (VAT). Die VAT I (hellgrüne vertikale Linie) beschreibt die obere Grenze des aeroben Belastungsbereichs und entspricht dem „Punkt des optimalen Wirkungsgrades, (POW)“ nach Hollmann. Diese reflektiert jene Belastungsintensität, ab der es zu einem vermehrten Verbrauch an Kohlenhydraten kommt und führt damit zu einem messbaren Anstieg des Laktats. Bis zu dieser Grenze können Dauerbelastungen über mehrere Stunden toleriert werden. Für Ausdauersportarten ist die Sauerstoffaufnahme an der VAT dagegen bedeutender als die maximale Sauerstoffaufnahme.
Mit der neuen Software von Cortex kann sogar das Schlagvolumen (pink) abgeschätzt werden. Im Bereich des maximalen Schlagvolumens sollte dann das Fettstoffwechsel training (orange) stattfinden.
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