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Metabolisches Profil - Was ist das und warum Du es brauchst?
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Trainingssteuerung: FTP versus individuelle metabolische Profile
Was ist FTP?
FTP steht für „Functional Threshold Power“ (zu Deutsch: funktionelle Leistungsschwelle). Sie wird hauptsächlich im Radsport verwendet und gibt an, welche Leistung in Watt eine Athletin oder ein Athlet bei maximaler Ausbelastung über die Dauer von 60 Minuten erbringen kann. Diese Kennzahl kann mittels einfachen Feldtests ermittelt werden. Eine übliche Methode dabei ist ein Test mit maximaler Intensität über 20 Minuten und die anschließende Multiplikation der mittleren Leistung mit dem Faktor 0,95. Somit kann die maximale durchschnittliche Leistung des Sportlers über einen Zeitraum von 60 Minuten abgeschätzt werden (Allen & Coggan, 2010).
Die Problematik der FTP?
So weit so gut.
Zuallererst: Die FTP wird fälschlicherweise oft mit der individuellen anaeroben Schwelle (IAS) oder dem maximalen Laktat-Fließgleichgewicht (maximal lactate steady state, MLSS) gleichgesetzt. Bei der IAS und dem MLSS stellt sich ein Gleichgewicht zwischen Laktataufbau und -abbau ein. Dies ist bei der FTP häufig nicht der Fall (Inglis et al., 2020; Jeffries et al., 2019). Im Vergleich zur Laktatschwelle spiegelt die FTP also keinen physiologischen Vorgang wider (Mackey & Horner, 2021).
Studien haben zwar gezeigt, dass bei gut trainierten Radsportler:innen die FTP in vielen Fällen gut mit der IAS korreliert (Borszcz et al., 2019). Auf weniger gut trainierte Athlet:innen trifft dies jedoch nicht zu (Valenzuela et al., 2018). Die Unsicherheit, ob eine Übereinstimmung vorliegt, ist auf jeden Fall gross.
Beim Ermitteln der FTP (20 Minuten Test) ist die Multiplikation mit dem üblichen Faktor von 0.95 fehlerbehaftet. Es handelt sich um eine Schätzung, die je nach Trainingszustand der Athletin oder des Athleten und je nach Warm-up Protokoll des FTP-Tests unterschiedlich gut zutrifft. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass je nach Subjekt ein Faktor von 0.89 bis 0.95 für die Leistung, bei der sich ein MLSS einstellt, angewendet werden muss (Borszcz et al., 2019; Inglis et al., 2020; Lillo-Beviá et al., 2019). Daraus ergeben sich erhebliche Unterschiede als Resultat des FTP-Tests.
Zudem problematisch ist, dass der FTP-Test einem Lerneffekt unterliegt (Mackey & Horner, 2021). Je nach Erfahrung bei der Ausführung des Tests gelingt er besser oder schlechter. Entsprechend werden verschiedene Werte erhoben, deren Unterschied nicht durch physiologische Prozesse erklärt werden kann.
Nun, selbst wenn die FTP die IAS immer 100% wahrheitsgetreu wiedergeben würde, blieben Ableitungen von Trainingsbereichen daraus problematisch. Es liegt nur eine Kennzahl vor und die FTP lässt keine Rückschlüsse über das Zustandekommen der erbrachten Leistung zu. Es bleibt unbekannt, welche Energiequellen die Athletin oder der Athlet in welchem Masse angezapft hat.
"Bei der Betrachtung der FTP bleibt unbekannt, welche Energiequellen der Sportler in welchem Ausmaß angezapft hat.”
Bei der FTP handelt sich also um eine Kennzahl, die uns wenig Mehrwert bringt. Wir können daraus nicht ableiten, welche Stoffwechselprozesse in einer Sportlerin oder einem Sportler ablaufen. Entsprechend können allein basierend auf der FTP auch keine seriösen Trainingsvorgaben gemacht werden (Jeffries et al., 2019). Wenn wir es trotzdem tun, laufen wir Gefahr, die gewünschten metabolischen Adaptationen zu verfehlen. Auf jeden Fall können wir Sportlerinnen und Sportler nicht nach individuellen Gegebenheiten betreuen.
Weshalb es für die Trainingssteuerung wichtig ist, Stoffwechselvorgänge zu kennen, schauen wir uns nun in einem kleinen Exkurs an.
Exkurs: Energiebereitstellung des Körpers
Damit wir uns bewegen können, müssen sich einzelne Muskelzellen mit kleinsten Mikrofilamenten zusammenziehen und wieder entspannen; dieser Vorgang wird Kontraktion genannt. Dafür benötigt unser Körper Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP). ATP ist der universelle Energielieferant der Zellen.
Die Energie gewinnen wir aus der Nahrung, sprich aus Kohlenhydraten, Fett und bedingt aus Eiweiss. Der menschliche Organismus speichert die Energievorräte an verschiedenen Orten ab, um bei körperlichen Belastungen, wie z.B. Sport, effizient darauf zurückgreifen zu können.
Im Ausdauersport stehen die Makronährstoffe Kohlenhydrate (Zucker) und Fett als Energielieferanten im Fokus. Die Kohlenhydrate werden in Form von Glukose direkt über das Blut zu den Muskeln geliefert oder sie sind in Form von Glykogen in Muskel- und Leberzellen gespeichert. Fette werden an unterschiedlichen Orten im Körper gespeichert, unter anderem auch in der Muskulatur. Andere Energielieferanten, wie bereits im Muskel gespeichertes ATP oder Kreatinphosphat (KrP), behandeln wir an dieser Stelle nur am Rande, weil sie im Ausdauersport eine untergeordnete Rolle spielen.
Unser Körper kann Energie über den aeroben („mit Sauerstoff“) oder über den anaeroben („ohne Sauerstoff“) Weg bereitstellen. Welcher dieser Wege jeweils den Hauptanteil liefert, hängt stark von der Belastungsintensität und entsprechend auch von der Belastungsdauer ab. Es liegt jedoch immer eine Mischung aus aerober und anaerober Energiebereitstellung vor. Benötigen wir schnell möglichst viel Energie so ist das anaerobe System der dominante Lieferant (hohe Durchflussrate). Ist die Intensität niedrig und wir brauchen über einen langen Zeitraum Energie, so hat das aerobe System Überhand. Es ist zwar langsamer in der Energiebereitstellung, dafür ist es fast unerschöpflich.
Bei der anaeroben Energiegewinnung wird im Zytoplasma (Zellplasma) Glukose verstoffwechselt (Glykolyse). Die Glykolyse selbst erzeugt Energie (ATP). Das Endprodukt ist Laktat. Laktat ist eine Energiequelle für den aeroben Stoffwechsel. Wenn der aerobe Stoffwechsel jedoch nicht in der Lage ist, das gesamte Laktat zur Energiegewinnung zu nutzen – weil die Laktatproduktion schneller abläuft als die Laktatverbrennung -, kommt es zu einer Laktatansammlung. In diesem Prozess sinkt der pH-Wert. Die Sportlerin muss dann die Trainingsintensität reduzieren.
Die aerobe Energiegewinnung (Zellatmung) wird im Mitochondrium (dem Kraftwerk der Muskelzelle) vollzogen. Es werden Kohlenhydrate und Fettsäuren verstoffwechselt. Im aeroben Kohlenhydratstoffwechsel wird das Endprodukt der Glykolyse, das Laktat, verarbeitet (aus der Fünten et al., 2013).
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Aerobe und anaerobe Energiegewinnung
Abbildung 2 zeigt, wie die Energiebereitstellung bei sportlichen Aktivitäten über die Zeit verläuft. An den vorliegenden Beispielen ist zu sehen, dass erhebliche individuelle Unterschiede auftreten können.
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Energiebereitstellung über die Zeit
Trainingssteuerung basierend auf der FTP
Kommen wir nach diesem Exkurs zurück zur Trainingssteuerung. Wir haben gesehen, dass die Energiebereitstellung über verschiedene Wege zustande kommt, von Mensch zu Mensch unterschiedlich und ziemlich komplex ist. Die im Körper ablaufenden Vorgänge sind stark vereinfacht dargestellt, in Tat und Wahrheit sind sie um ein Vielfaches ausgeklügelter. Das hier genau zu sezieren, würde jedoch den Rahmen sprengen.
Nichtsdestotrotz wird klar: Einfach 20 Minuten mit aller Kraft in die Pedalen treten und darauf basierend das Training planen, ist eine unzulässige Vereinfachung. Die Trainingssteuerung über prozentuale Ableitungen der FTP wird den komplexen und höchst individuellen Stoffwechselvorgängen nicht gerecht. Treten also zwei Radfahrer:innen zu einem FTP-Test an und erzielen das genau gleiche Resultat (Watt pro Kilo Körpergewicht), so kann die dafür benötigte Energie zu unterschiedlichen Anteilen aus dem aeroben und dem anaeroben Stoffwechsel stammen. Da uns der FTP-Test darüber jedoch keinen Aufschluss gibt, legen wir die Intensitätszonen einfach anhand prozentualer Ableitungen für beide Sportler:innen gleich fest. Es liegt auf der Hand, dass wir so die individuellen Gegebenheiten nicht berücksichtigen und mit dem Training möglicherweise in die falsche Richtung gehen. Entsprechend ist von der Trainingssteuerung basierend auf einer einzigen Kennzahl wie der FTP abzuraten!
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Problematik bei der Trainingssteuerung nach FTP
Trainingssteuerung mittels individueller metabolischer Profile
Eine verlässliche und sportwissenschaftlich haltbare Methodik ist die Trainingssteuerung mittels individueller metabolischer Profile. Ein individuelles metabolisches Profil zeigt die Stoffwechsellage in einer Athletin oder einem Athleten bei verschiedenen Intensitäten auf. Erhoben wird ein solches Profil in einer Leistungsdiagnostik. Das kann ein Laktatstufentest, eine Spiroergometrie, eine Kombination von beidem oder eine Stoffwechselsimulation mit einer Software wie zum Beispiel INSCYD sein. Diese Methoden liefern eine unterschiedliche Anzahl an Erkenntnissen. Je nach Wahl der Diagnostikform und des Testprotokolls können die folgenden physiologische Parameter bestimmt werden:
• Maximale Sauerstoffaufnahme (V̇O2max)
• Laktatbildungsrate (V̇Lamax)
• Anaerobe Schwelle
• Ventilatorische Schwellen I und II
• Energiebedarf
• Fettoxidation
• Kohlenhydratverbrauch
Für alle Methoden gilt: Es können Erkenntnisse über den Metabolismus gewonnen werden, die ein FTP-Test nicht liefert.
Anhand der Resultate solcher Diagnostiken können Coaches individuell maßgeschneiderte Trainingsprogramme erstellen. Die gewünschten Trainingseffekte können gezielt angesteuert und die entsprechenden metabolischen Prozesse angestoßen werden. Die Gefahr ausbleibender oder unerwünschter Adaptationen oder Übertraining wird minimiert.
Integration der metabolischen Profile bei der Trainingsplattform Azum
Die Schweizer Trainings- und Coaching-Plattform Azum ist die marktführende Software bezüglich Integration individueller metabolischer Profile. Unabhängig von der Form der Diagnostik, können die erhobenen Leistungswerte per Schnittstelle (INSCYD) oder manuell (alle anderen) ins Profil der jeweiligen Sportler:in übernommen werden.
Für jede Athletin und jeden Athleten können für verschiedene Sportarten Profile hinterlegt werden. Die entsprechenden Werte werden automatisiert in die geplanten Trainings übernommen und zeigen den Sportler:innen immer an, welche Intensität sie anzupeilen haben (Leistung, Pace, Herzfrequenz).
Diese Funktionalität garantiert eine hohe Trainingsqualität und eine exakte Ansteuerung der gewünschten Intensitätsbereiche. Sie ermöglicht den Coaches eine gesunde, individuelle und effiziente Athlet:innen-Betreuung.
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Metabolisches Profil in Azum
Coaching basierend auf dem Energieverbrauch
Es ist längst kein Geheimnis mehr, dass neben dem Training auch die Ernährung eine entscheidende Rolle bei der Leistungsentwicklung spielt. Der Exkurs zur Energiebereitstellung hat gezeigt, dass in fast allen Fällen die Kohlenhydrate der kritische Punkt sind. Die Kohlenhydratspeicher sind begrenzt, es kann nicht beliebig Glykogen in der Muskulatur gespeichert werden. Entsprechend gilt es Acht auf diese Speicher zu geben. Nicht nur in Wettkämpfen wird eine drastische Leistungseinbusse erfolgen, wenn alle Kohlenhydrate verbrannt sind, auch im Training gilt es stets ein Auge darauf zu werfen. Häufig wird unterschätzt, wie viele Kohlenhydrate in einer Trainingswoche verstoffwechselt werden.
Damit der Energieverbrauch im Blick behalten, ja gar das Training daran ausgerichtet werden kann, bietet Azum die Möglichkeit, die Trainingssteuerung darauf zu basieren. Neben der Integration von Leistungs-, Pace- und Herzfrequenzwerten aus einer Diagnostik, ist dies eine weitere entscheidende Funktionalität. Im metabolischen Profil kann jede Kilokalorie, jedes Gramm Fett und jedes Gramm Kohlenhydrat, das bei gegebener Intensität verstoffwechselt wird, hinterlegt werden. Die Daten können wiederum automatisiert (INSCYD) oder manuell (beispielsweise aus einer Spiroergometrie) integriert werden. Basierend auf dem geplanten Training zeigt Azum den Verbrauch für einzelne Intervalle, für ganze Einheiten, für Tage oder auch für komplette Wochen.
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Geplantes Training in Azum
Zusammen mit dem hinterlegten Grundumsatz, kann so sehr genau geplant werden, wie viel Energie eine Athletin oder ein Athlet verbraucht und was zumutbar ist. Insbesondere in trainingsintensiven Phasen wie z.B. einem Trainingslager kann das eine grosse Hilfe sein. So wird ersichtlich, was es bedeutet 5 Stunden Rad zu fahren und wie gross der Kohlenhydratverbrauch effektiv ist. Entsprechend kann das Training exakt gesteuert und sichergestellt werden, dass die Athlet:innen nicht in einen katabolen Zustand gelangen. Zudem können anhand dieser Funktionalität Ernährungsstrategien für vor, während und nach dem Training erstellt werden. Die Ernährungspläne können direkt in der Plattform verfasst werden.
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Geplanter Energieverbrauch versus geplante Energieaufnahme in Azum
Fazit
Eine zeitgemässe Trainingssteuerung sollte sich am sportwissenschaftlichen Standard, den wir im 21. Jahrhundert zur Verfügung haben orientieren. Die Vereinfachung, Athletin und Athleten basierend auf einem FTP-Wert zu trainieren ist fahrlässig und entspricht keinem guten Coaching. Als Trainerin und Trainer haben wir es mit Menschen zu tun, die uns ihre Gesundheit und ihre Zeit anvertrauen. Diese höchsten Güter und das entgegengebrachte Vertrauen der Athlet:innen sollten wir nicht mit über den Daumen gepeilten Trainingsplänen aufs Spiel setzen. Hier gilt es den höchsten Standard einzusetzen!
Statt eines FTP-Tests sollten wir mit unseren Athlet:innen regelmäßig seriöse Leistungsdiagnostiken durchführen, um ihr individuelles metabolisches Profil zu bestimmen. Die Trainings- und Coaching-Software Azum ermöglicht uns, die erhobenen Werte direkt in die Trainingssteuerung zu integriert und so die Athlet:innen bestmöglich auf ihrem sportlichen Weg zu begleiten.
Literaturverzeichnis
Allen, H., & Coggan, A. (2010). Power-based training: Where to begin. Training and Racing With a Power Meter. Boulder, CO: Velo Press, 39–52.
aus der Fünten, K., Faude, O., Hecksteden, A., Such, U., Hornberger, W., & Meyer, T. (2013). Anatomie und Physiologie von Körper und Bewegung. In A. Güllich & M. Krüger (Eds.), Sport: Das Lehrbuch für das Sportstudium (pp. 69–73). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-642-37546-0_5
Borszcz, F. K., Ferreira Tramontin, A., & Pereira Costa, V. (2019). Is the Functional Threshold Power Interchangeable With the Maximal Lactate Steady State in Trained Cyclists? International Journal of Sports Physiology and Performance, 14(8), 1029–1035. https://doi.org/10.1123/ijspp.2018-0572
Inglis, E. C., Iannetta, D., Passfield, L., & Murias, J. M. (2020). Maximal Lactate Steady State Versus the 20-Minute Functional Threshold Power Test in Well-Trained Individuals: “Watts” the Big Deal? International Journal of Sports Physiology and Performance, 15(4), 541–547. https://doi.org/10.1123/ijspp.2019-0214
Jeffries, O., Simmons, R., Patterson, S. D., & Waldron, M. (2019). Functional Threshold Power Is Not Equivalent to Lactate Parameters in Trained Cyclists. Journal of Strength and Conditioning Research, 35(10), 2790–2794. https://doi.org/10.1519/JSC.0000000000003203
Lillo-Beviá, J. R., Courel-Ibáñez, J., Cerezuela-Espejo, V., Morán-Navarro, R., Martínez-Cava, A., & Pallarés, J. G. (2019). Is the Functional Threshold Power a Valid Metric to Estimate the Maximal Lactate Steady State in Cyclists? Journal of Strength and Conditioning Research, 36(1), 167–173. https://doi.org/10.1519/JSC.0000000000003403
Mackey, J., & Horner, K. (2021). What is known about the FTP20 test related to cycling? A scoping review. Journal of Sports Sciences, 39(23), 2735–2745. https://doi.org/10.1080/02640414.2021.1955515
Seiler, S. (2016). Seiler’s Hierarchy of Endurance Training Needs. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.16667.05924
Valenzuela, P. L., Morales, J. S., Foster, C., Lucia, A., & de la Villa, P. (2018). Is the Functional Threshold Power a Valid Surrogate of the Lactate Threshold? International Journal of Sports Physiology and Performance, 1–6. https://doi.org/10.1123/ijspp.2018-0008
Zintl, F., & Eisenhut, A. (2009). Ausdauertraining: Grundlagen. Methoden. Trainingssteuerung. München: BLV Sportwissen.
- Datum: 7. Juli 2022