Unter dem Titel „High-Intensity Exercise in Hypoxia: Is Increased Reliance on Anaerobic Metabolism Important?“ veröffentlichten Scott B. et al. 2016 (Volume 7, Article 637) ihren Artikel in der Zeitschrift Frontiers in Physiology.
Einleitung
Trainingsstrategien in Hypoxie sind immer wieder Gegenstand der Forschung. Neuere Methoden wie das intermittent hypoxic resistance training (IHRT) und das repeat sprint training in hypoxia (RSH) haben angefangen die Aufmerksamkeit auf sich zu ziehen. Jüngste Ergebnisse zeigen, dass IHRT stärkere Effekte auf Muskelhypertrophie und Kraft aufweist, als es unter „normaler“ Sauerstoffbereitstellung der Fall ist. RSH zeigt eine deutlichere Steigerung im Ermüdungswiderstand. Es scheint der Fall zu sein, dass der anaerobe Metabolismus, wie er unter den hochintensiven Übungen unter Hypoxie auftritt, eine entscheidende Auswirkung auf die adaptiven Prozesse hat. Der vorliegende Artikel möchte sich in einer Diskussion mit den möglichen Vorteilen dieser Trainingsmethoden auseinandersetzen.
Auswirkungen von Hypoxie auf metabolische Prozesse
Sowohl das Widerstandstraining, als auch die wiederholten Sprints sind dadurch gekennzeichnet, dass mehrfach eine maximale Leistung abgerufen wird. Unterbrochen werden die Übungen durch unvollständige Pausen der Erholung. Die Leistung in solchen Trainingseinheiten ist stark abhängig von der Resyntheserate des Energiebereitstellers Kreatinphosphat. Diese hochenergiereichen Phosphate liefern in den kurzen hoch-intensiven Belastungen den „Treibstoff“. Für die Resynthese des Kreatinphosphat wird Sauerstoff benötigt. Diese Resynthese verlangsamt sich unter hypoxischen Bedingungen und kann sich unter hyperoxischen Bedingungen beschleunigen.
Durch IHRT und RSH erfährt der Athlet nur kurze hypoxische Erholungsphasen, welche die Resynthese von Kreatinphosphat beeinflussen. Deshalb wird der Sportler bei wiederholten Aktivitäten, wie sie bei IHRT und RSH auftreten, immer weniger Energie über das Kreatinphosphat bereitstellen können und muss auf eine anaerobe glykolytische Energiebereitstellung umstellen. Damit verbunden ist auch eine Erhöhung der Laktatkonzentration im Blut. Diese Auswirkungen konnten jedoch nicht in allen Studien zuverlässig nachgewiesen werden, was sehr stark mit der Struktur des Trainings zu tun haben kann. Zu kurze Belastungen oder zu lange Pausen können dazu führen, dass Kreatinphosphat ausreichend resynthetisiert werden kann. Deshalb ist bei IHRT und RSH darauf zu achten, die optimale Belastungs-Erholungs Ratio einzuhalten.
Die Rolle von metabolischem Stress in den Adaptationsprozessen
Verstärkter metabolischer Stress steht in Verbindung mit zahlreichen physiologischen Prozessen, welche auch Auswirkungen auf die Muskelhypertrophie haben. Eine mögliche Erklärung besteht in der Zunahme an rekrutierten motorischen Einheiten. Eine metabolische Azidose führt zu einer frühzeitigen Ermüdung der benutzen Muskelfasern, sodass zur weiteren Kraftentfaltung zusätzliche Muskelfasern aktiviert werden müssen. Dies führt dazu, dass mehr kontraktile Elemente zerstört werden und anschließend adaptieren.
Ein weiterer Mediator für einen hypertrophen Effekt der Muskulatur ist die Zellschwellung. Hervorgerufen wird die Schwellung der Zelle durch die Ansammlung von Abbauprodukten innerhalb der Zelle. Die führt zu einem Einstrom von Wasser um das osmotische Gefälle auszugleichen und zudem zu einer erhöhten Proteinsynthese.
Es konnten nach Durchführung von IHRT Protokollen erhöhte Werte von Wachstumshormonen gemessen werden. Diese könnten mit der aufgetretenen Azidose in Verbindung stehen.
Das Absolvieren von RSH konnte eine gesteigerte glykolytische Aktivität nachweisen. Diese steht in Verbindung zu einer Steigerung von glykolytischen Enzymen wie z.B. Phosphofructokinase, Laktat-Dehydrogenase und pH-Wert regulierenden Enzymen wie Carboanhydrase. Außerdem wurde nachweislich die Sauerstoffbereitstellung durch eine verbesserte Fließgeschwindigkeit des Blutes als positiver Effekt genannt. Dieser wiederum hat beispielsweise Auswirkung auf die Resynthese von Kreatinphosphat.
Sowohl bei RSH als auch bei IHRT kommt es zu einer vermehrten Rekrutierung der Fast-Twitch Fasern während der Belastung.
Empfehlungen und Überlegungen
Es ist darauf zu achten, dass es zu genügend Wiederholungen kommt, sodass es zu ausreichend time-under-tension kommt und sich der damit verbundene metabolische Stress akkumulieren kann.
Die Pausenzeiten sollten kurzgehalten werden, damit sich der Kreatinphosphatspeicher nicht wieder auffüllen kann und es als Folge dessen zu einer glykolytischen anaeroben Energiebereitstellung kommen kann.
Da man in Ermüdung trainiert, ist es wichtig, die Periodisierung und Trainingsplanung zu beachten. Durch das Ermüden des ZNS in Hypoxie kann es zu Leistungseinbußen kommen (beispielsweise bei der Schnelligkeit).
Wir freuen uns wie immer auf eure Einschätzungen, Erfahrungen und Ideen zu diesem Thema und wünschen einen regen fachlichen Austausch.
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