Abstract

Laktatstufentests auf dem Laufband sind eine etablierte Methode zum Monitoring der Ausdauerleistungsfähigkeit von Fußballern. Ihr Einsatz ist aufgrund des hohen organisatorischen und finanziellen Aufwands jedoch meist auf wenige Messtermine pro Saison begrenzt. Zum engmaschigeren Monitoring der Ausdauerleistung kommen in den letzten Jahren daher vermehrt submaximale Feldtests mit paralleler Herzfrequenzmessung zum Einsatz. In zwei aktuellen Studien wurde die Nützlichkeit eines simplen Feldtests – 3 min Dauerlauf bei 12 km/h mit Erfassung der Herzfrequenz – bei professionellen jugendlichen und erwachsenen Fußballern im Vergleich zur Referenzmethode Laktatstufentest untersucht. Die gemessenen Änderungen der submaximalen Herzfrequenz bei 12 km/h zeigten in beiden Studien bei 60-78 % aller untersuchten Spieler eine klare Übereinstimmung mit Änderungen der beim Laktatstufentest ermittelten anaeroben Schwelle. Falsche Schlüsse, wie eine angenommene verbesserte Ausdauerleistung über die submaximale Herzfrequenz, während sich die Ausdauerleistung gemessen an der anaeroben Schwelle tatsächlich verschlechtere, kamen dabei so gut wie nicht vor. Die Ergebnisse unterstreichen damit den Nutzen eines simplen dreiminütigen Feldtests zum Monitoring der Ausdauerleistungsfähigkeit bei jugendlichen und erwachsenen Fußballern.

Monitoring der Ausdauerleistungsfähigkeit im Fußball

Der moderne Fußball verlangt von seinen Akteuren je nach Position pro Spiel 10-12 km an Laufstrecke zurückzulegen, 1-1,5 km davon in hoch- oder höchstintensiven Bereichen. Eine entsprechende Ausdauerleistungsfähigkeit ist daher vor allem auf professioneller Ebene unabdingbar. Um diese zu überprüfen, werden meist spiroergometrische Untersuchungen oder Laktatstufentests auf dem Laufband oder der Tartanbahn eingesetzt. Beide Verfahren kommen ursprünglich aus ausdauerdominierten Individualsportarten und haben sich im Fußball als allgemeingültige Tests zur Bestimmung relevanter Ausdauerparameter (maximale Sauerstoffaufnahme, individuelle anaerobe Schwelle etc.) etabliert. In der praktischen Umsetzung sind sie jedoch auch mit Hindernissen wie einem hohen finanziellen, personellen und organisatorischen Aufwand verbunden. Aus diesem Grund kommen derlei Verfahren selbst im professionellen Fußball nur wenige Male pro Saison zum Einsatz.

Einsatz von Feldtests

Um ein engmaschigeres Monitoring der Ausdauerleistung zu ermöglichen, werden seit einigen Jahren vermehrt sogenannte submaximale Feldtests mit paralleler Herzfrequenzmessung eingesetzt [1]. Diese Tests bestehen in der Regel aus simplen Läufen, die entweder bei einer festgelegten moderaten Geschwindigkeit oder als Stufentest bis zu einer vorher definierten submaximalen Belastung durchgeführt werden. Als wichtigster Parameter bei diesen Tests wird die Belastungsherzfrequenz erfasst. Die Idee hinter der Messung der Belastungsherzfrequenz ist folgende: Verbessert sich die Ausdauerleistung eines Spielers von einem Messtermin zum nächsten (z. B. im Abstand von einer Woche), so äußert sich das in einer niedrigeren Herzfrequenz verglichen mit dem ersten Messtermin. Grund hierfür ist, dass eine verbesserte Ausdauerleistung mit einem erhöhten Blutvolumen pro Herzschlag verbunden ist. Daher muss das Herz seltener schlagen, um die gleiche Menge an Blut bzw. Sauerstoff in den Kreislauf zu transportieren. Dieses Prinzip gilt entsprechend auf für die entgegengesetzte (erhöhte Herzfrequenz bei verschlechterter Ausdauerleistung) Richtung [2].

Dreiminütiger Dauerlauf bei 12 km/h

Eine Variante der genannten Feldtests ist ein einfacher dreiminütiger Dauerlauf bei 12 km/h Laufgeschwindigkeit, der in das Aufwärmen einer Mannschaft integriert werden kann. In einer Studie von Buchheit und Kollegen [3] konnte bereits die Nützlichkeit dieses Tests zum Monitoring der Ausdauerleistung im Vergleich zur Referenzmethode Laktatstufentest gezeigt werden. Da in dieser Studie jedoch nur eine relativ kleine Stichprobe an professionellen erwachsenen Fußballern untersucht wurde, nahmen zwei aktuelle Studien die Nützlichkeit der Belastungsherzfrequenz bei 12 km/h anhand umfangreicher Stichproben im Jugend- und Erwachsenenbereich genauer unter die Lupe.

Was wurde in den beiden Studien untersucht?

In den vorliegenden Studien untersuchten die zuständigen Wissenschaftler eine Vielzahl an professionellen jugendlichen und erwachsenen Fußballern mittels Laktatstufentest auf dem Laufband. Der Test startete bei einer Laufgeschwindigkeit von 6 km/h, die alle 3 min um 2 km/h erhöht wurde, bis der Spieler den Test aufgrund von Erschöpfung beenden musste. Nach jeder Belastungsstufe wurde die Laktatkonzentration durch eine Blutentnahme am Ohrläppchen sowie die Herzfrequenz mittels Brustgurt erfasst. Für die Auswertung wurden zwei Parameter herangezogen:

• Laufgeschwindigkeit an der fixen anaeroben Schwelle (Laktatkonzentration von 4 mmol/l) als Marker der aeroben Ausdauerleistung
• Herzfrequenz bei einer Laufgeschwindigkeit von 12 km/h in Prozent der maximalen Herzfrequenz

Jeder Spieler absolvierte den Test mindestens zweimal – die Jugendspieler in einem Abstand von einem Jahr jeweils während der Sommervorbereitung, die Erwachsenen mehrmals pro Saison, z. B. zu Beginn und zum Ende der Sommervorbereitung oder nach der Hälfte der Hinrunde. Um die Nützlichkeit der Belastungsherzfrequenz bei 12 km/h zum Monitoring der Ausdauerleistung zu untersuchen, wurden die Änderungen der anaeroben Schwelle und der Belastungsherzfrequenz von einem Testzeitpunkt zum nächsten miteinander verglichen. Auf diese Weise kamen insgesamt 170 Testvergleiche im Jugendbereich (Altersklassen: U15-U19) sowie 225 Testvergleiche im Erwachsenenbereich zustande. Zusätzlich führten die Wissenschaftler je eine Fallstudie mit einem Jugendspieler (10 Testvergleiche über einen Zeitraum von 3,5 Jahren) und einem Erwachsenenspieler (22 Testvergleiche über einen Zeitraum von 6 Jahren) durch.

Da sowohl laktat- als auch herzfrequenzbasierte Marker eine gewisse Variabilität von Tag zu Tag aufweisen, wurden für beide Parameter auf Basis von Voruntersuchungen Grenzwerte festgelegt, ab denen die Wissenschaftler von einer „klaren Änderung“ sprachen. Für die anaerobe Schwelle wurde der Grenzwert auf 6 %, für die Belastungsherzfrequenz auf 4,5 % festgelegt. Alle Änderungen unterhalb dieser Werte wurden als „unklar“ – also im Rahmen der normalen Variabilität des Parameters – und alle Änderungen oberhalb dieses Wertes als „klar“ kategorisiert.

Hohe Übereinstimmung zwischen Änderungen der anaeroben Schwelle und der Belastungsherzfrequenz

Die Vergleiche der Jugendspieler von einer Sommervorbereitung zur nächsten ergaben in 62 % der Fälle eine volle Übereinstimmung zwischen beiden Parametern (z. B. sowohl anaerobe Schwelle als auch Belastungsherzfrequenz deuten auf eine klare Verbesserung der Ausdauerleistung hin). Eine teilweise Übereinstimmung (z. B. anaerobe Schwelle zeigt eine klare Verbesserung und Belastungsherzfrequenz eine unklare Änderung an) lag in 36 % der Vergleiche vor und eine klare Abweichung lediglich in 2 % (z. B. anaerobe Schwelle deutet auf eine klare Verbesserung und Belastungsherzfrequenz auf eine klare Verschlechterung hin). Diese Ergebnisse waren über die Altersstufen U15 bis U19 hinweg relativ ähnlich (TAB. 01).

Im Erwachsenenbereich waren die Übereinstimmungen nochmals höher. Hier fanden die Wissenschaftler für den Vergleich zweier aufeinanderfolgender Sommervorbereitungen eine volle Übereinstimmung von 78 %, eine teilweise Übereinstimmung von 22 % und entsprechend keinen Fall einer klaren Abweichung. Schaut man sich den Vergleich von zwei aufeinanderfolgenden Testzeitpunkten innerhalb einer Saison an (z. B. zu Beginn und zum Ende der Sommervorbereitung), so sinken die vollen Übereinstimmungen etwas auf 61 %, während die teilweisen Übereinstimmungen auf 38 % und klare Abweichungen auf 1 % ansteigen (TAB 02).

Bestätigung auch auf individueller Ebene

Auf individueller Ebene zeichnen die Ergebnisse ein ähnliches Bild: Beim untersuchten Jugendspieler lagen 80 % volle Übereinstimmungen vor, beim Spieler aus dem Erwachsenenbereich immerhin 68 %. ABB. 01 und ABB. 02 verdeutlichen diese Erkenntnis – die schwarzen Punkte (Belastungsherzfrequenz) und die weißen Punkte (anaerobe Schwelle) folgen beim jugendlichen Spieler durchgängig und beim erwachsenen Spieler vor allem ab den Messungen im Jahr 2013 einem sehr ähnlichen Muster. 

Praktischer Nutzen der Ergebnisse

Die beiden Studien bestätigen damit die Nützlichkeit der Belastungsherzfrequenz bei einer Laufgeschwindigkeit von 12 km/h zum Monitoring der Ausdauerleistung im Fußball. Unter Verwendung eines Grenzwertes von 4,5 % können mittels der Belastungsherzfrequenz je nach Altersgruppe und Saisonzeitpunkt klare Übereinstimmungen mit der Referenzmethode Laktatstufentest von 60-78 % erwartet werden. Die gewonnenen Informationen können anschließend genutzt werden, um Leistungsänderungen der Spieler zu verfolgen oder diese in Gruppen für hochintensives Intervalltraining (HIIT) – das durch Einbindung kognitiver und technischer Aspekte auch fußballspezifisch gestaltet werden kann – einzuteilen.

Der große Vorteil der untersuchten Methode ist zweifelsohne, dass selbige als einfacher Feldtest in Form eines dreiminütigen Laufs durchgeführt werden kann, der problemlos in das Aufwärmprogramm einer Mannschaft integrierbar ist. Wichtig ist dabei jedoch zu erwähnen, dass mittels der Belastungsherzfrequenz nur allgemeine Tendenzen hinsichtlich Änderungen der Ausdauerleistungen aufgezeigt werden können. Sind Trainer an konkreten Werten interessiert, ist weiterhin ein standardisierter Laktatstufentest die Methode der Wahl. Zuletzt regen die Wissenschaftler zu weiterführenden Studien im Bereich des Ausdauermonitorings mittels Belastungsherzfrequenzen an. Hier scheint vor allem die Untersuchung möglicher Einflussfaktoren auf die Belastungsherzfrequenz wie Tageszeit, Umweltbedingungen, Ernährungszustand oder Vorbelastungen vielversprechend, um zukünftig noch präzisere Aussagen hinsichtlich der Ausdauerleistung treffen zu können [4].

Limitationen und Übertragbarkeit der Ergebnisse

In den vorliegenden Studien wurde als anaerobe Schwelle eine fixe Laktatkonzentration von 4 mmol/l verwendet. Zwar ist diese Vorgehensweise in der internationalen Literatur weit verbreitet und erlaubt somit Quervergleiche zu anderen Studien. Schwellenkonzepte, die die individuellen Laktatkonzentration berücksichtigen, sollten in zukünftigen Studien jedoch ebenfalls untersucht werden. Weiterhin weist die Übereinstimmung zwischen Belastungsherzfrequenz und anaerober Schwelle mit 60-78 % eine relative große Spannweite auf. In Einzelfällen kann daher eine Veränderung der Ausdauerleistung eines Spielers auftreten, die durch die Belastungsherzfrequenz nicht abgebildet wird (oder umgekehrt). (Athletik-)Trainer sollten daher individuell entscheiden, ob diese Übereinstimmungsrate für ihre Zwecke im Rahmen des Monitorings der Ausdauerleistung hoch genug ist. Zuletzt wurden in den beiden Studien professionelle Fußballer mit einem entsprechenden Leistungsniveau getestet. Da bei Amateurmannschaften von einem niedrigeren Ausdauerniveau auszugehen ist, sollten auf diesem Leistungslevel Belastungsherzfrequenzen bei niedrigeren Laufgeschwindigkeiten als 12 km/h zum Einsatz kommen.

Die Inhalte basieren auf den Originalstudien „Using submaximal exercise heart rate for monitoring cardiorespiratory fitness changes in professional soccer players: A replication study" sowie „Assessing the usefulness of submaximal exercise heart rates for monitoring cardiorespiratory fitness changes in elite youth soccer players“, die 2021 und 2022 im „International Journal of Sports Physiology and Performance" bzw. in „Science and Medicine in Football“ veröffentlicht wurden. Verfasser des Beitrags ist Dr. Stefan Altmann vom Institut für Sport und Sportwissenschaft des Karlsruher Instituts für Technologie, der gleichzeitig bei der TSG ResearchLab gGmbH tätig ist.