Laktat, Kohlendioxid und Stoffwechsel

Weiße Muskelfasern können schnell und kraftvoll kontrahieren, haben jedoch eine geringe Ausdauer und praktisch keinen aeroben Stoffwechsel. Sie arbeiten überwiegend anaerob, weil sie kaum Mitochondrien enthalten, und ihre Kontraktion geht mit starker Laktatproduktion einher. Die Mitochondrien-reichen und daher eher aerob arbeitenden roten Muskelfasern verwenden Laktat – wenn genügend Sauerstoff vorhanden ist – als Energiequelle.

Wenn in Nervenzellen die Laktatkonzentration über ein bestimmtes Niveau ansteigt, können sie nicht mehr richtig funktionieren und es treten neurologische Störungen auf. Das äußert sich beispielsweise als Verschlechterung der Bewegungskoordination.

Steigt die Kohlendioxidkonzentration, so nimmt damit auch geringfügig die Säure zu, das heißt der pH-Wert sinkt, und parallel dazu erhöht sich im Blut die Neigung des Hämoglobins, in den Mitochondrien Sauerstoff für aerobe Prozesse abzugeben, gemäß dem Bohr-Effekt.

Dieser Effekt ist in weißen Muskelfasern weniger ausgeprägt, in den roten hingegen deutlich, wodurch diese besser in der Lage sind, das auch von den weißen Fasern produzierte Laktat zu verstoffwechseln. Dadurch wird das Nervensystem bei möglicherweise zunehmender körperlicher Belastung später durch Laktat gebremst; die Intensität, z. B. durch einen Startsprung, kann größer sein, weil sich die Muskulatur später „einstellt“, da sie mehr Laktat verbrennen kann.

Laktatspiegel und Muskelversteifung

Meiner Ansicht nach entsteht das mit Laktat verbundene Problem der Muskelversteifung grundsätzlich dadurch, dass eine über einen bestimmten Wert erhöhte Laktatkonzentration die Funktion des Nervensystems stark hemmt. Deshalb versteift und verlangsamt sich der Sportler nach 1–1,5–2 Minuten maximalintensiver Belastung sehr stark; nicht trainierte Personen trifft das noch schneller.

Weitergedacht: Wenn der Körper Laktat stärker nutzt als zuvor, tritt dieses Problem später auf. Es kann sein, dass sich die sehr intensive Belastungsdauer nur um einige Sekunden verlängert oder die Intensität nur minimal erhöht werden kann; im Leistungssport sind solche Sekunden jedoch entscheidend. Mit ein paar Sekunden Vorsprung ist bei Weltmeisterschaften oft sogar das Treppchen erreichbar.

Steigerung der Laktatverwertung

Können wir die Laktatverwertung in den Muskelzellen, besonders in den roten Muskelfasern, erhöhen, dann wird die Lähmung der nervlichen Funktion später eintreten. Es gilt also, die Laktatoxidation in den roten Muskelfasern zu steigern, damit der Sportler intensive Bewegung länger aufrechterhalten kann. Was erhöht das Ausmaß der Oxidation in den Muskeln?

• höhere Wärme,
• Anstieg der Kohlendioxidkonzentration,
• Senkung des pH-Wertes, Ansäuerung,
• Anstieg der 1,3-Bisphosphoglycerat-(BPG)-Konzentration.

Mehr Wärme lässt sich durch Aufwärmen und Muskelarbeit erzeugen und erhalten.

Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration

Grundsätzlich gibt es drei Möglichkeiten, die Kohlendioxidkonzentration zu erhöhen.

1. gedämpfte/verminderte Atmung,
2. Trainingsmaske. Eine Trainingsmaske kannst du hier kaufen.
3. Mofette (CO₂-„Bad“)

Ein Anstieg des Kohlendioxids bewirkt hinreichend die pH-Senkung; andere Lösungen sind nicht zu empfehlen, weil übermäßige Ansäuerung wichtige physiologische Prozesse hemmt. Die Bewegung selbst führt ebenfalls zu einem pH-Abfall, da Milchsäure (Laktat) und andere saure Substanzen entstehen; das hemmt zugleich die Funktion der Nerven. (Ein höherer Kohlendioxidspiegel hemmt aber auch eine übermäßige Ansäuerung, da CO₂ auch als Puffer wirkt.)

Die Erhöhung der 1,3-Bisphosphoglycerat-(BPG)-Konzentration, die auftritt, wenn man über längere Zeit an höhere Kohlendioxid- und/oder niedrigere Sauerstoffkonzentrationen gewöhnt ist (z. B. in großen Höhenlagen, Schwangerschaft), lässt sich in Meeresniveau-Nähe ebenfalls mit Atemübungen erreichen.

Zur Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration wenden Schwimmer z. B. die 5–7–9-Atemzyklen beim Schwimmen an, bei denen sich Hypoxie und Hyperkapnie (ein über dem Durchschnitt liegender Kohlendioxidspiegel) zusammen bilden. Je mehr davon durchgeführt wird, desto höher ist die Kohlendioxidkonzentration im Körper des Schwimmers und desto mehr gewöhnt sich der Körper an den höheren CO₂-Gehalt.

Die Bedeutung der Kohlendioxidkonzentration

Warum kann ein unerfahrener Schwimmer nicht einfach mit einem 9er-Atemrhythmus schwimmen, auch wenn seine Technik gut ist?

Weil man dazu fähig werden muss, indem man vorher viele Strecken mit 3er-, 5er- und 7er-Atemrhythmen geschwommen ist. Auf diesem Weg kann man einen hohen Kohlendioxidspiegel (und eine größere Vitalkapazität, die auch das spezifische Gewicht des Schwimmers verringert) erreichen.

Die Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration lässt sich nur langsam erreichen. Der menschliche Körper ist anatomisch so aufgebaut, dass dies nur langsam, über Monate hinweg möglich ist. Schnell funktioniert das nicht. Das Atemzentrum im verlängerten Mark und der gesamte Körper passen sich in einem relativ langen Prozess an zunehmende Kohlendioxidkonzentrationen an. Diese Anpassung bringt neben besseren Leistungen der Sportler noch viele andere Vorteile (stärkeres Immunsystem, schnellere Regeneration usw.).

Schwimmer, besonders gute Schwimmer, haben einen hohen Kohlendioxidspiegel im Körper. Wäre dieser nicht erhöht, würden sie leichter „ellaktatieren“. Nach längeren Pausen sind die Ergebnisse nicht nur deshalb schlechter, weil Muskelmasse verloren ging oder eventuell das Körpergewicht stieg, sondern auch weil die Kohlendioxidkonzentration im Körper abgesunken ist, da die 7er- und 9er-Einheiten entfallen sind und deren Wirkung fehlt.

Neben Atemanhalte-Übungen beim Schwimmen gibt es auch andere Methoden, den CO₂-Spiegel bei Schwimmern zu erhöhen. Einige Sportler verwenden bereits Trainingsmasken oder z. B. in Russland das Frolov-Gerät.

Eine wichtige Sache, die nur wenige wissen: Damit sich der CO₂-Spiegel dauerhaft und stärker erhöht, genügt es nicht, dreimal pro Woche jeweils 10 Minuten Atemanhalte-Übungen zu machen. Es bedarf deutlich mehr solcher Übungen.

Empfehlungen für das Training

Normalerweise sind Trainings so aufgebaut, dass am Ende Auslaufen-Phasen stehen, in denen z. B. Schwimmer mit mittlerer Geschwindigkeit und relativ sparsamer Atmung schwimmen. Ich würde diese Abschnitte nutzen, wenn ich Schwimmtrainer wäre, um damit vor allem die Kohlendioxidkonzentration zu erhöhen: indem ich meine Schwimmer mit einem Schnorchel schwimmen ließe, dessen Rohr eine etwa 150–200 ml große Erweiterung (Reservoir) enthält. Dadurch würde sich am Ende des Trainings die CO₂-Konzentration in Lunge und Gesamtorganismus erhöhen, ohne dass dies zu körperlichem Leiden oder längerer Trainingszeit führen würde; jedoch würde die Regenerationsgeschwindigkeit steigen und die Ergebnisse würden sich verbessern, außerdem würde das Eisbad angenehmer wirken.

Für Nicht-Schwimmer bleibt die Trainingsmaske. Auch ohne Erstickungsgefühl angewendet, zeigt sie eine hervorragende Wirkung.

Die Beeinflussung der Atemregulation gelingt leichter, wenn man mittlerer oder starker körperlicher Belastung ausgesetzt ist. (In solchen Fällen verschiebt sich die Sauerstoff-Hämoglobin-Sättigungskurve stärker nach rechts.)

Außerhalb des Trainings sind mögliche Lösungen (z. B. das Frolov-Gerät) nützlich, um die während des Trainings erreichten hyperkapnischen Effekte zu erhalten oder gegebenenfalls etwas zu steigern, wenn jemand sehr ehrgeizig ist. Die Arbeit lässt sich nicht umgehen; sie muss geleistet werden, kann aber eventuell besser genutzt werden.

Abschließend noch ein Zusatz. Die Änderung des CO₂-Spiegels im Körper lässt sich sehr gut mit einer einfachen Methode messen: durch Bestimmung der Kontrollpause, wofür man nur eine Uhr braucht. Die Messung selbst dauert maximal 1 Minute (wenn es länger dauert, ist das schon sehr gut!).