VL1 Grundlagen Spiro und Anwendung

Was ist Ausdauer?

Audauer beschreibt die Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdung

Von Ausdauer spricht man oft bei einer moderaten Leisung aber über längere Zeit.

Die zentrale Frage hinter der Ausdauer ist “Wie lange?”

Was ist Leistung?

Leisung beschreibt eine hohe Belastung in kurzer Zeit

Leistung hat eine hohe Intensität

Die zentrale Frage hinter der Leistung ist “wie hoch?”

Was messen wir bei der Ausdauerdiagnostik? Nenne 7 Messungsfelder.

Aerobe Kapazität (VO₂max)

Nachhaltige Intensität (Laktat Schwellen, Critical Power/Critical Speed)

Leistung unter Wettkampfbedingungen (standardisierten Zeitfahrtest (fahre 30 km so schnell es geht)

Interne Belastung (HF, HRV, Laktat, RPE (Rate of perceived exhaustion))

externe Belasung (Geschwindigkeit, Lesitung, GPS-Metrigen)

Belastbarkeit über lange Dauer (Durability-Test (Ermüdungsresistenz))

Gesundheit & Sicherheit (EKG/Arrhythmie screening mit sportwearables)

Wofür ist Leistungsdiagnostik wichtig?

ohne die LD bleibt das Training eine Gefühlssacht, mit Diagnostik wierd es steuerar.

Wofür steht CPET?

CPET steht für Spiroergometrie bzw. Cardiorespiratory Fitness, welcher ein starker Gesundheits & Leistungsmarker ist.

Welche Systeme werden in der Spiroergometrie (CPET) untersucht?

Muskel, Stoffwechsel, Herz und Lunge

Was beschreibt Bloom’s Taxonomy Cycle?

Wissen

Verstehen

Anwenden

Analysieren

Systhetisieren

Bewerten

Beschreibe die Physiologischen Grundlagen der Trainingsleistung nach Wasserman

Beschreibe den Aufbau vom Muskel (inlusive Stoffwechsel)

Der Muskel ist mit Sehnen am Knochen fixiert und hat Epimysium (Muskelhaut), dazwischen das Perimysium (rund um ein Faserbündel) und zu innerst das Endomysium (zwischen den einzelen Muskelfasern).

Stoffwechsel: Im Muskel bzw. im Mitochondrium wird Sauerstoff verbrauchgt und co2 wird produziert.

Was ist ein Sarkomer?

Die kleinste funktionelle Einheit der Muskelkontraktion.

Zwischen welchen Strukturen liegt ein Sarkomer?

Zwischen zwei Z-Linien.

Welche Funktion haben die Z-Linien?

Sie begrenzen das Sarkomer und dienen als Verankerung für Aktinfilamente.

Welche Bereiche werden kleiner bei der Muskelkontraktion?

H-Zone und I-Band

Was ist die M-line?

Die M-Line ist der Ort wo nur Myosin überlappend ist.

Was ist das I-Band?

Bereich ohne Myosin.

Was ist die H-Zone?

Bereich ohne Aktin.

Beschreibe wie eine Muskelkontraktion Biochemisch stattfindet.

1. Nervenimpuls

2. Ca2+- Ionen freisetzung

3. Ca2+ bindet an Troponin

4. Tropomyosin gibt bindungsstellen für myosin frei

5. Aktin-Myosin-Zyklus

6. Relaxation

INSGESAMT: 2 ATP werden pro Zyklus gebraucht.

Was passiert beim Aktin-Myosin-Zyklus?

1. ATP bindet

2. ATP-Hydrolyse

3. Vorspannen ADP + P

4. Kraftschlag

Kosten: 1 ATP

Was passiert bei der Realxation?

1. SERCA pumpt Ca zurück ins SR (Sarkoplasmatisches Retikulum)

2. Bindungstellen werden blockiert

Kosten: 1 ATP

Für welche 2 Prozesse braucht es ATP?

Für die Relaxation und Kontraktion

Wie viel Intramuskuläres ATP hat man?

ca. 5 mmol / kg muskelmasse

Wie viel ATP wird bei supbaximaler Belasung verbraucht 200 W bzw. 75% der Vo2Max?

Die ATP-Umsatzrate beträgt etwa 0.4 mmol ATP pro kg pro s

ATP-Vorrat reicht für ca. 15s

Wie hoch ist die ATP-Umsatzrate bei “All-out”-Belastung?

Bei All-out Belastungen beträgt die Umsatzrate ca. 3.7 mmol pro kg pro s

ATP-Vorrat reicht für ca. 2s

Welche 3 Energiesysteme gibt es?

1. PCr-System

2. Anaerobe Glykolyse

3. Aerobe Oxidation

Wie funktioniert das PCr-System?

Das Kreatin löst sich vom Phosphat und gibt es ADP, wodurch es zu ATP wird.

Dieses System ist sehr schnell aber ist auch beschränkt durch das am ort vorhandene PCr. Nach ca. 2-10s aufgebraucht bei all-out.

Wie funktioniert die anaerobe Glykolyse?

Die anaerobe Glykolyse funktioniert über die aufspaltung von Zucker (Glykogen/Glukose) in Laktat und ATP und läuft vollständig ohne Sauerstoff ab. Dieses System ist relativ schnell, aber langsamer als die PCr. Als Substrat wird muskelglykogen oder im Blut gelöstes verwendet. Bei hoher Intensität kommt die Anaerobe Gly etwa nach 10s und dauert bis 2min.

Wie funktioniert die langfristige Oxidation?

Kohlenhydrate und Fette werden mit Sauerstoff zu co2 und h2o zersetzt, sehr langsam aber grosse Kapazität. Substrat: KH (Glykogen, Glukose) und Fette, Dominant nach > 2min.

wie funkioniert die Energieproduktion aus fetten?

Fette (Triglyceride) werden in fettsäuren aufgespalten und werden durch die Beta oxidation in den Acetyl coenzym A eingeschleust und in Krebs zyklus verstoffwechselt.

Wie werden Kohlenhydrate verstoffwechselt?

Durch Glukose => Glykolyse=> pyruvat => acetyl coA => Krebs Cycle => Electron transport

wie werden Proteine verstoffwechselt?

amino säuren => oxidative deamination => Keto säuren => pyruvat oder acetyl coa oder Krebs cy

wie wird ATP aus KH hergestellt nach dem Embden-myerhof pathway?

glycolyse => glucose => pyruvat /Lactate => acetyl Coa => Krebs (Citrate- oxaloacetat) mit SAUERSTOFF=> electron transport

Wie viel ATP und CO2 wird im Krebs cycle frei?

2 ATP und 4 CO2

wie viel ATP wird bei der Aeroben Oxidaiton pro 1Mol Fettsäure frei?

129 ATP

Wann wird Laktat gebildet?

Laktat wird hauptsächlich aus Pyruvat gebildet und wird hauptsächlich dann gebildet, wenn mehr pyruvat gebildet wird als verbraucht werden kann.

Wie viel ATP entsteht aus der oxidativen Weiterverarbeitung in den Mitochondrien?

36 ATP

Wie viel ATP entstht aus der weiterverarbeitung aus Glukose?

38 ATP

Wie viel ATP entsteht aus der weiterverarbeitung aus Glykogen?

39 ATP

Wo findet die oxidative Phosphorilierung statt und aus welchen 2 Teilen besteht diese?

Mitochondrien ;Krebs-Zyklus und Atmungskette

Wie viel ATP entsteht aus einem Molekül Palmitinsäure?

129 ATP

Bei welchem RER oder RQ besteht 100% Fettverbrennung bzw. 100 % Kohlenhydratverbrennung?

0.7 = Fettverbrennung ; 1 = Kohlenhydratverbrennung

Weshlab nimmt die Fettverbrennung ab ca. 65% vo2max ab? Erkläre dieses Diagramm, was zeigt es?

Da der limitierende Faktor der vorhandene Sauerstoff ist und Kohlenhydrate mehr energie pro Sauerstoff liefern (6 ATP pro O2 (KH) vs 5.65 pro O2 (FETTE))

Wie sieht der Energieverbrauch über eine längere Zeit (1h+) aus, wer stellt die Energie bereit?

nach 1h etwa 50/50 Fett und Kohlenhydrate, danach nimmt das Muskelglykogen ab und die Freien Fettsäuren tragen vermehrt zur energiebereitstellung bei. nach der belastung ist vermehrt die Fettverbrennung aktiv um die Lücken aufzufüllen. Das heisst desto länger ein Rennen geht, deso wichtiger ist es eine gute Fettverbrennung zu haben.

Welche Systeme liefern bei einem 200m, 400m, 800m und 1500m lauf die Energie zu welchen Anteilen?

200m = 4/5 Anaerob, (hauptsächlich ATP-PCr und Anaerobe Glykolyse)

400m = 4/7 Anaerob, (hauptsächlich Anaerobe Glykolyse), danach oxidative Phosphorylation (aerob) bzw. ATP-PCr (anaerob)

800m = 2/3 Aerob, hauptsächlich oxidative Phosphoylation gegen Ende vom Rennen

1500m= 4/5 Aerob, wie 800m oxidative Phosphorylierung.

Was bedeutet Critical power?

Critical power beschreibt die leistung, welche über relativ lange Zeit gehalten werden kann.

Erkläre, woher der Körper die Energie nimmt (Fette)? Zeichne die Energiewege ein.

Haupsächlich aus dem Fettgewebe (Freie Fettsäure und Glucose),

Muskel (Muscle glycogen und triglycerin),

Leber (Leber glykogen)

Beschrifte folgende Grafik:

Grün: ATP-PCr

Blau: Glycolysis

Rot: oxidative phosphorylation

Was passiert nach einigen Stunden (1, 2, 3) mit der Energiebereitstellung? Wie viel kommt von welcher Quelle? und welchem RER entspricht dies etwa?

Desto länger die aktivität desto wichtiger ist die Aufnahme aus den freien Fettsäuren. nach 3h übernehmen die FFA (Free Fat Acids) ca. 50% der Energiebereitstellung.

1h = 0.84 jeweils 25%: Muskel Glykogen, Blutzucker, intramuskuläre triglyceride, freie fettsäuren

2h = 0.82 2/3 Fettverbrennung (FFA, IMTG), 1/3 (Kohlenhydrate)

3h = hauptsächlich FFA

=> Blut Glukose bleibt relativ lange stabil.

Nenne die 3 Wege der ATP-Resynthese:

KP, Glykolyse, Oxidative Phosphorylierung

Nenne die 3 Arten von Muskelfasertypen und deren Eigenschaften (Kontraktionsgeschw., Oxidative Kapazität, Mitochondriendichte)

Typ 1, Typ 2a, Typ 2x

Kontraktionsgeschw.: 1: 50mikrom/s, 2a: 100mikrom/s, 2x: 160 migrom/s

Oxidative Kapazität: 1: hoch, 2a: Hoch, 2x: niedrig

Mitochondriendichte: Hoch, Hoch, Niedrig

Welcher Muskel hat hauptsächlich slow twitch fibers? Wie sieht die Verteilung im Vastus lateralis aus bei unterschiedlichen Athleten, wie viele st haben sie an diesem Ort?

Soleus,

Sprinter = 20-30% ST

Endurance = 90% ST

Welcher Muskelfasertyp korreliert stark mit der Sprintgeschwindigkeit?

2x

Welche Geschlechterunterschiede gibt es in den Muskelfasern?

Männer: Haben mehr Typ 2 Muskelmasse und höhere absolute Kraft und mehr glykolytische Enzyme (Anaerobe LF)

Frauen: Mehr Typ 1 Faserfläche, besser Kapillarisierung => höhere Ermüdungsresistenz und Erholung und grössere Fähigkeit zur Fettverbrennung

Merksatz: Was ist der Motor? Welche zwei typen von Muskelfasern gibt es grundsätzlich und wie unterschieden sich diese? Was bewirtk ausdauertraining?

erkläre die Formel: VE = VA + VD

Die Gesamtventilation (VE) entspricht der Alveolen und der Totraumventilation.

Beschreibe, wass die Fick’sche Gleichung beschreibt und für was man sie braucht.

Die Fisch’sche Gleichung = VO2 = Q (CaO2 - CvO2) beschreibt eine Verfahren zur Bestimmung der Sauerstoffaufnahme pro Minute. durch die Differenz von eingeatmeten zur ausgeatmeten Luft kann die Aufgenommene Luft bestimmt werden.

Die Atemgasmessung berechnet die Sauerstoffaufnahme pro Minute. Die Fick-Methode verwendet diese Sauerstoffaufnahme, um daraus mit der Blut-Sauerstoffdifferenz das Herzzeitvolumen zu bestimmen.

Was passiert mit der Atmung während sportlicher Aktivität?

Die atmung wird zuerst tiefer (inspiratorisches Reservevolumen sinkt), danach schneller. Somit geht die IRV in richtung der TLC (Total Lung capacity). es bleibt immer etwas residualvolumen in der Lunge (RV), ERV (Extra residualvolumen (was man noch zusätzlich ausatmen kann nach normalem ausatmen).

Was passiert mit dem Herzen bei Anstrengung?

Steigt langasam an (SV nimmt ab da dehydriert) somit muss die HF steigen um HMV aufrechtzuerhalten.