Schwelle

Schwelle (threshold), v. althochdt.: suelli, suuella = tragender Balken; Balken, Erhebung, Grenzbereich, Beginn usw.

In der Leistungsdiagnostik sind die Übergänge vom aeroben zum anaeroben Bereich von großem Interesse für die Steuerung des Ausdauertrainings. Diese Übergänge werden als Schwelle bezeichnet. Man wird aber den physiologischen Vorgängen gerechter, wenn man eher ein Zeitfenster annimmt als eine Schwelle, die immer einen abrupten Übergang suggeriert, zumal die Muskulatur selbst bei hoher Beanspruchung nie rein anaerob arbeitet (vgl. Wahl et al. 2009, S.105). Die Schwellen können im Rahmen von Stufentests durch Erfassen von Atemwerten (→ventilatorische und respiratorische Schwelle) oder metabolisch, im Schwimmen zumeist in Feldtests, ermittelt werden. Ergebnisse einer Studie mit „hoch trainierten“ Schwimmern deuten darauf hin, dass die Herzfrequenz-Kinetik, nicht aber die VO2-Kinetik-Variablen mit der Ausdauerleistungsfähigkeit bei der Schwimmintensität der Laktatschwelle zusammenhängen (Sengoku et al. 2018). Keller et al. (2022) verglichen verschiedene Schwellenwertkonzepte. Obwohl alle eine gute Übereinstimmung mit der MLSS-Geschwindigkeit zeigten, ermöglichen Testprotokolle mit fester Schrittdauer und feinen Abstufungen eine höhere Genauigkeit. Zudem scheinen inkrementelle Stufentests aufgrund des geringeren erforderlichen Vorwissens und der Ableitung individueller Trainingszonen praktikabler zu sein (Keller et al. 2022).

Dem Modell der Laktatschwelle liegt zugrunde, dass bei Ausdauerbelastungen nur bis zu einem Punkt (Schwelle) Laktatbildung und Laktatbeseitigung (Elimination) im Gleichgewicht (→ maximales Laktat-steady state) bleiben. Mit zunehmender Belastung wird Laktat angehäuft (Laktatakkumulation). In zahlreichen Untersuchungen haben Sportmediziner den Übergang von rein aerober zu aerob-anaerober Energiestoffwechselleistung bei einem mittleren Laktatwert um 4 mmol/l ermittelt und diesen als fixe aerob-anaerobe Schwelle (ANS) definiert. Als Grenze der rein aeroben Energiegewinnung wurde die aerobe Schwelle (AS) bei 2 mmol/l Laktat gewählt. Darüber hinaus wurde mit zahlreichen Laktatschwellenkonzepten versucht, die individuelle anaerobe Schwelle (IAS) zu bestimmen. Ihr Vorteil gegenüber der fixen Laktatschwelle ist allerdings durch keine wissenschaftliche Untersuchung belegt (Heck, 2004, S. 270). „Die scheinbaren Gegensätze bei der Bestimmung der individuellen anaeroben Schwellen sind akademischer Natur und beeinflussen das Training in den einzelnen Belastungsbereichen praktisch nicht“ (Hottenrott & Neumann, 2008, S.140). Deshalb wird empfohlen, die Leistungsentwicklung an Hand definierter Laktatwerte einzuschätzen und diese den Trainingsbereichen (Belastungszonen) zugrunde zu legen. Aus unseren Erfahrungen mit über 3000 Stufentests bei Kadersportlern würde sich im Schwimmen eine grobe Orientierung nach Streckengruppen anbieten (s. Tabelle). Da Kinder selbst in Nähe ihrer Erschöpfung geringere Laktatwerte erreichen, wird eine geringere aerob-anaerobe Schwelle bei 2,5 mmol/l vorgeschlagen (Baxter et al. 2003). Die Nutzung der Schwelle zur Trainingssteuerung krankt an der Festmachung eines komplexen Geschehens an einem Parameter (Laktat) und kann letztlich auch nicht durch stetig neue mathematische Ansätze befriedigend gelöst werden. Wir wissen und haben davon auszugehen, dass die individuellen Schwellenwerte zwischen 2-6 mmol/l streuen. Sie sind abhängig von der Muskelfaserstruktur, dem Trainingszustand und weiteren Einflussfaktoren aus dem Umfeld des Sportlers (z.B. Ernährung) bis zur Messtechnik. Deshalb spielt die Erfahrung von Sportmediziner und Trainer eine unverzichtbare Rolle bei der Trainingssteuerung mit Stufentests, die sich entgegen anderer Meinungen (z.B. Mertin in SPIEGELonline vom 18.06.2013) in der Trainingspraxis bewährt haben.

Der Begriff „Schwelle“ wird im Rahmen der Leistungsdiagnostik nicht nur in Verbindung mit dem Parameter Laktat verwendet, sondern auch mit anderen Kriterien, die sich in ihrer Begründung am Anstieg des Laktats orientieren. Dies sind vor allem spirografisch bezogene Schwellenkonzepte und das herzfrequenzbasierte Schwellenkonzept nach Conconi et al. In jüngerer Zeit wurden Wearable Devices entwickelt, die auf der Basis der Messung der Sauerstoffsättigung von Hämoglobin und Myoglobin indirekt und unblutig Laktatschwellen bestimmen sollen. Es wird aufgezeigt, dass zwischen Laktatschwellen und den ventilatorischen Schwellen, der Conconi-Schwelle und den über die Wearable Devices ermittelten Schwellen teilweise hohe Korrelationen gefunden wurden, eine direkte kausale Beziehung aber infrage gestellt werden muss (Heck & Bartmus 2022).