dc.contributor.author
Jumah, Masen Dirk
dc.date.accessioned
2018-06-07T22:03:28Z
dc.date.available
2009-10-01T09:11:51.104Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/8802
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-13001
dc.description.abstract
Bei körperlicher Belastung wird Energie durch drei verschiedene
Stoffwechselwege zur Verfügung gestellt. Durch den anaeroben Abbau von
Kreatinphosphat aus der Muskelzelle können hohe Energiemengen in kurzer Zeit
umgesetzt werden. Ebenfalls anaerob werden hohe Energieumsatzraten unter
Laktatproduktion mittels anaerober Glykolyse erreicht. Die hohen Umsatzraten
sind bei den anaeroben Stoffwechselwegen auf einen kurzen Zeitraum beschränkt.
Aerob werden Kohlenhydrate und Fettsäuren unter Sauerstoffverbrauch abgebaut.
Dieser Stoffwechselweg weist eine hohe Kapazität auf, die Umsatzraten sind
geringer als beim anaeroben Stoffwechsel. Im Gegensatz zur Messung des aeroben
Stoffwechsels konnte für die Messung des anaeroben Stoffwechsels in der
Sportphysiologie kein Goldstandard etabliert werden. Verschiedene Methoden
wurden in den letzten Jahrzehnten verwendet, um Teilbereiche der anaeroben
Kapazität und Leistungsfähigkeit bei kurzen und intensiven Belastungen
quantitativ zu bestimmen. In der vorliegenden Arbeit wurden häufig angewendete
fahrradergometrische Methoden zur Messung des anaeroben Stoffwechsels
untersucht. Der „Wingate Anaerobic Test“ (WAnT) führt zu einer hohen
Beanspruchung des anaeroben Stoffwechsels und gilt als gut evaluierter Test
zur Bestimmung der maximalen anaeroben Leistungsfähigkeit. In der vorliegenden
Arbeit wurde der WAnT bei einer Dauer von 30 Sekunden und ein auf 10 Sekunden
reduzierter Test (kurzer anaerober Test, kAnT) durchgeführt. Die Messung des
Maximal Akkumulierten Sauerstoffdefizits (MAOD) erfolgte zur Bestimmung der
maximalen anaerob bereitstellbaren Energiemenge. Das komplexe Testverfahren,
mit verschieden intensiven submaximalen Belastun-gen und einer supramaximalen
Belastung von etwa 180 Sekunden Dauer, wurde nachvollzogen und vor dem
Hintergrund der in der Literatur geäußerten Kritik untersucht. Bei den
verschiedenen Belastungen (10, 30 und etwa 180 Sekunden) wurde eine Bestimmung
der metabolisch freigesetzten Energie vorgenommen. Der anaerob-alaktazide
Stoffwechsel wurde durch die Menge an Kreatinphosphat, welches im Anschluss an
die Belastung rephosphoryliert wurde, bestimmt. Dazu wurde die Sauerstoffmenge
ermittelt, die zur Wiederauffüllung der während der Belastung entleerten
Muskelspeicher diente. Der anaerob-laktazide Stoffwechsel wurde durch die
Bestimmung der maximalen Laktatproduktion, basierend auf Blutlaktatwerten nach
der Belastung, ermittelt. Der aerobe Stoffwechsel konnte durch die Messung der
aufgenommenen Sauerstoffmenge quantifiziert werden. Die Auswertung der
mechanischen Leistung im WAnT und kAnT ergab, dass sich die Spitzenleistung
nicht signifikant unterschied. Die Bestimmung der metabolischen Energie ergab
signifikant von der Intensität und Belastungsdauer abhängige Ergebnisse. Der
Energieumsatz im kAnT war signifikant höher als im WAnT. Dabei war im kAnT der
prozentuale Anteil der anaerob bereitgestellten Energie mit 95% höher als im
WanT mit 80%. Der prozentuale Anteil der anaerob-laktaziden Leistung war nicht
unterschiedlich. Die Varianz der durchschnittlichen Leistung im WAnT konnte zu
83% durch den anaerob-laktaziden Stoffwechsel erklärt werden, im kAnT zu 69%.
Die gezeigten Ergebnisse für den anaerob-laktaziden Stoffwechsel im kAnT
sprechen für eine zeitlich frühe Aktivierung des anaerob-laktaziden
Stoffwechsels und damit gegen eine sequenzielle Aktivierung der
Stoffwechselwege bei intensiven Belastungen. Bei der etwa 180 Sekunden
andauernden Belastung lag der prozentuale Anteil des anaeroben Stoffwechsels
unter 40% und damit signifikant niedriger als im kAnT und WAnT. Die anaerob-
alaktazide Energiemenge war dabei nicht unterschiedlich zum WAnT. Wurde die
anaerobe Energiemenge durch das MAOD-Verfahren ermittelt, ergab sich im
Vergleich zur Summe der Energiebeträge aus dem anaerob-alaktaziden und
anaerob-laktaziden Stoffwechsel im etwa 180 Sekunden andauernden Test eine
signifikant geringe Energiemenge. Durch das MAOD-Verfahren kam es damit zu
einer Unterbewertung der anaeroben Kapazität, diese erklärt sich durch einen
zu gering ermittelten Energiebedarf durch die MAOD-Originalmethode. Im
Gegensatz zum MAOD war die Summe der anaerob-laktaziden und anaerob-
alaktaziden Energiemenge dazu geeignet, zwischen männlichen und weiblichen
Probanden zu unterscheiden. Die aufgeführten Methoden zur Bestimmung des
anaerob-laktaziden und anaerob-alaktaziden Stoffwechsels sollten weiterhin
validiert werden. Eine Verwendung dieser Verfahren zur Bestimmung der
metabolisch bereit gestellten anaeroben Energie erscheint sinnvoll, da mit dem
WAnT nur ein Teilbereich des anaeroben Stoffwechsels gemessen wird und mit dem
MAOD-Verfahren keine verlässlichen Aussagen zur anaeroben Kapazität gemacht
werden können. Vor dem Hintergrund der erhobenen Daten und der aktuellen
Literatur ist eine Anwendung der MAOD-Methode nicht zu empfehlen.
de
dc.description.abstract
During physical exercise, energy is supplied via three different metabolic
pathways. Anaerobic degradation of phosphocreatine in muscle cells can rapidly
generate large amounts of energy. High energy turnover rates are also
anaerobically achieved by anaerobic glycolysis with lactate production. The
high turnover rates in anaerobic metabolic pathways are limited to a short
period of time. Carbohydrates and fatty acids undergo aerobic degradation in
conjunction with oxygen consumption. This metabolic pathway shows a high
capacity; turnover rates are lower than in anaerobic metabolism. In contrast
to the measurement of aerobic metabolism, no gold standard could be
established in sport medicine for measuring anaerobic metabolism. In the past
decades, various methods have been used to quantitatively determine some
aspects of the anaerobic capacity and power for short and intensive physical
exercises. This study investigated commonly applied bicycle ergometer methods
for measuring anaerobic metabolism. The Wingate anaerobic test (WAnT) places
high demands on the anaerobic metabolism and is regarded as a readily
assessable test for assessing the maximum anaerobic power. In this study, the
WAnT was carried out for 30 seconds and for a reduced test period of 10
seconds (short-term anaerobic test, kurzer anaerober Test, kAnT). The maximum
accumulated oxygen deficit (MAOD) was measured to determine the maximum
anaerobic energy production. The complex test procedure with various intensive
submaximal exercises and a supramaximal exercise lasting approximately 180 s
was reproduced and investigated within the context of criticism expressed in
the literature. The metabolic energy release was assessed for the various
exercises (10, 30 and approx. 180 s). The anaerobic alactic metabolism was
determined from the amount of phosphocreatine rephosphorylated directly after
the exercise. This involved ascertaining the amount of oxygen needed to refill
the muscle stores emptied during exercise. The anaerobic lactic metabolism was
assessed by measuring the maximum lactate production based on blood lactate
values after exercise. The aerobic metabolism could be quantified by measuring
the oxygen uptake. Assessment of the mechanical power in the WAnT and kAnT
showed no significant difference in the peak power. Determination of the
metabolic energy yielded results that correlated significantly with exercise
intensity and duration. The energy turnover was significantly higher in the
kAnT than in the WAnT. At the same time, the percentage of anaerobic energy
production was higher in the kAnT (95%) than in the WAnT (80%). The percentage
of anaerobic lactic power did not differ. The anaerobic lactic metabolism
could explain 83% of the variance of mean power in the WAnT and 69% of that in
the kAnT. The kAnT results for the anaerobic lactic metabolism argue in favor
of early activation of the anaerobic lactic metabolism and thus against
sequential activation of the metabolic pathways during intensive exercises. In
the 180 s exercise, the proportion of anaerobic metabolism was below 40% and
thus significantly lower than in the kAnT and WAnT. The anaerobic alactic
energy yield did not differ from that in the WAnT. When determined by the MAOD
procedure, the anaerobic energy yield was significantly lower than the sum of
energy generated by anaerobic alactic and anaerobic lactic metabolism in the
180 s test. Thus the MAOD procedure underestimated the anaerobic capacity
because the energy requirement determined by the MAOD method was too low. In
contrast to MAOD, the sum of anaerobic lactic and anaerobic alactic energy was
suitable for distinguishing between male and female subjects. The methods
presented for determining anaerobic lactic and anaerobic alactic metabolism
require further validation. Applying these procedures to determine the
production of anaerobic metabolic energy seems useful, since the WAnT measures
only one aspect of anaerobic metabolism, and the MAOD procedure does not yield
reliable data on the anaerobic capacity. Application of the MAOD method cannot
be recommended in view of the present results and the current literature.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Analyse und Vergleich von Methoden zur Bestimmung der anaeroben Kapazität und
Leistungsfähigkeit bei Freizeitsportlern auf dem Fahrradergometer
dc.contributor.contact
masen.jumah@charite.de
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. med. Dipl.-Sportl. R. Beneke
dc.contributor.furtherReferee
Priv.-Doz. Dr. med. F. C. Dimeo, Prof. Dr. N. Maassen
dc.date.accepted
2009-11-20
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000012601-6
dc.title.translated
Analysis and comparison of methods for testing the anaerobic capacity and
power in amateur athletes using a bicycle ergometer
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000012601
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000006353
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open access