Laktat-Test

Der Laktat-Test dient heute in vielen Bereichen der Sportwissenschaften zur Trainingssteuerung. Seine Bedeutung ist durchaus umstritten, die Zusammenhänge sind äußerst komplex. Deswegen möchte ich auf der Hauptseite eine Zusammenfassung geben, die für den Laien verständlich und hoffentlich nicht allzu verwirrend sein soll. In den Unterkapiteln, die für Ärzte, Sportwissenschaftler, Trainer und interessierte Laien gedacht sind, soll auch auf einige der komplexen Zusammenhänge eingegangen werden.

Ablauf

Beim Laktat-Test führt man bei den Probanden meist auf einem geeichten Fahrradergometer eine Stufenbelastung durch. Dabei erfolgt alle drei oder vier Minuten eine Steigerung der Belastung (gemessen in Watt). Eine Stufenbelastung ist beim Laktat-Test einer Rampenbelastung, bei der die Belastung alle 0,5 Minuten gesteigert wird, vorzuziehen, da das Laktat möglichst im oder nahe beim  Steady state gemessen werden sollte. Alternativ kann der Laktat-Test auch auf dem Laufband durchgeführt werden. Das hat den Vorteil, dass man meist näher an der Sportart des Probanden ist (sportart-typische Belastung). Der Nachteil besteht allerdings darin, dass die Belastung nicht in Form von Watt angegeben werden kann.

Am Ende jeder drei-minütigen Belastung misst man Puls, Blutdruck und das Laktat. Dazu entnimmt man aus dem Ohrläppchen, dass man zuvor mit einer durchblutungsfördernden Salbe eingerieben hat, einen kleinen Tropfen Blut zur Laktat-Bestimmung. Die Kunst ist es dabei, die Belastung so zu wählen, dass der Proband wenigstens drei aber möglichst auch nicht mehr als fünf Belastungsstufen braucht, bis zur  Erschöpfung beziehungsweise bis zum Erreichen des Zielkriteriums. Dabei ist die Durchführung eines kurzen Vortestes hilfreich.

In der beigefügten Abbildung sind die Ergebnisse eines typischen Laktat-Testes am Beispiel einer 33 jährigen Frau, 170 cm Körpergröße, 88 kg Körpergewicht dargestellt.  Die Ausgangsbelastung ist dabei mit 20 Watt angegeben. Die Probandin tritt zwar ohne Belastung; jedes Ergometer hat allerdings auch ohne Bremskraft einen inneren Widerstand, der von unseren Hersteller der Fahrradergometers mit 20 Watt angegeben wird. Die Belastung wurde alle drei Minuten um 30 Watt gesteigert. Nach drei Steigerungsstufen hatte die Probandin einen Laktat-Wert von 3,9 mmol/l erreicht, ausreichend hoch zur vernünftigen Trainingsplanung im Gesundheitssport. Höhere Belastungen sind zur Beantwortung, bei welcher Herzfrequenz der Proband trainieren sollte, nicht notwendig und sollten unterbleiben! Ausbelastungen haben allenfalls bei Leistungssportlern eine Relevanz!

Abbruchkriterien

für die Untersuchung sind:
• Auftreten von Beschwerden
• Blutdruckanstieg auf > 230 – 240 systolisch
• Herzstolpern
• Übelkeit
• Erschöpfung
• Eindeutiges Überschreiten des niedrigsten Laktatwertes um mehr als 2 mmol/l ( Überschreitung der 2. Laktat-Schwelle; LT2)
• Erreichung der maximalen Zielherzfrequenz  [(220 – Alter)*0,9]

Personen mit besonderen Gefährdungen beim Sport – wie Patienten mit Herz – oder Lungenerkrankungen jeder Art, ist die Eingrenzung der vernünftigen Belastung besonders wichtig. Bei diesen Erkrankten sollte ein Belastungs-EKG vom Hausarzt durchgeführt werden, wobei die gleichzeitige Ermittlung der Laktat-Werte einen wichtigen Parameter zur Beurteilung der Belastbarkeit beim Training, zur Trainingssteuerung, darstellt. Wird nur ein Belastung-EKG ohne Laktat-Bestimmung durchgeführt, so werden dem Patienten erfahrungsgemäß zu hohe Herzfrequenzen empfohlen.

Was auf jeden Fall vermieden werden sollte, ist eine unkontrollierte Belastung von Patienten mit Herz- oder Lungenerkrankungen ohne irgendwelche Kontrollen! Erfahrungsgemäß belasten sich gefährdete Personen häufig zu intensiv und sind ohne klare Empfehlungen hilflos. Sollten diese Probanden sich weigern, bei Hausarzt ein Belastungs-Ekg durchführen zu lassen, so ist die Kontrolle der Belastung durch einen gut ausgebildeten Trainer sicher besser, als den Patienten auf eigene Verantwortung sich unkontrolliert belasten zu lassen. Wurde beim Arzt nur ein Belastung-EKG ohne Laktat-Bestimmung durchgeführt, so werden dem Patienten häufig zu hohe Herzfrequenzen empfohlen. Auch bei den höheren Herzfrequenzen zeigen sich im EKG keine Hinweise für eine Durchblutungsstörung des Herzens. Bei den angeratenen Herzfrequenzen wird dann allerdings häufig die 2. Laktat-Schwelle erheblich überschritten mit negativen Folgen.

Laktat, wo kommt das her, welche Aufgaben hat es?

(detaillierter unter woher kommt das Laktat?)

Milchsäure entsteht in unserem Organismus ständig durch Spaltung von Glucose unter Gewinnung von 2 Molekülen ATP – dem chemischen Treibstoff unseres Organismus. Milchsäure spaltet sich bei normalem pH-Wert sofort in Laktat  und Wasserstoff+ Ionen.  Gleichzeitig wird Laktat allerdings z. B. von der inaktiven Muskulatur,und besonders wichtig vom Herzmuskel  auch vom Gehirn  unter Sauerstoffverbrauch zur Energiegewinnung verwendet. Zusätzlich wird es  in der Leber der Gluconeogenese, der Bildung von Glucose, zugeführt.  Als Resultat aus Bildung und Abbau ergibt sich unter Ruhebedingungen eine Laktat-Konzentration im Blut zwischen 0,6 und 2,4 mmol/l.

Wie im Kapitel Energiestoffwechsel bei Bewegung beschrieben, verfügt unser Organismus für einige Sekunden über eine „Notreserve“ an energiereichen Phospahten, die ihm ein sofortiges Anpassen an eine hohe körperliche Belastung gestatten. Da es einige Zeit braucht, bis der Organismus der Muskulatur erheblich mehr Sauerstoff anbieten kann, als in Ruhe benötigt wird, wird in der Zwischenzeit auch Energie ohne Verwendung von Sauerstoff, anaerob bei der Spaltung von Glucose letztendlich zu Laktat gebildet.

Mit zunehmender körperlicher Belastung kommt erneut zu einem Anstieg des Laktat im Blut. Offensichtlich wird ab dem Zeitpunkt des Laktatanstiegs mehr Glucose auch ohne Verwendung von Sauerstoff, also anaerob verstoffwechselt. Deswegen wird in der Literatur von der aeroben Schwelle, bei weiterem Anstieg des Laktats vom aerob-anaeroben Übergang und zu guter Letzt von der anaeroben Schwelle gesprochen.

Berechnet man allerdings, wie hoch der Beitrag des Laktat an der zusätzlichen Energiebereitstellung ist, so zeigt sich, dass der Anteil des Laktat an der sogenannten Aeroben Schwelle unterhalb von 2 Promill liegt. Selbst bei maximaler körperlicher Belastung erreicht der Beitrag des anaeroben Glucoseabbaus zu Laktat sicher weniger als 2 % der zusätzlich bereitgestellten Energie!

Also weg mit dem ganzen Laktat-Unsinn?  Keines Falls. Die Laktat-Schwellen haben sich für die Trainingssteuerung als durchaus hilfreich erwiesen. Man sollte sich nicht von ihnen trennen, sie aber anders deuten.

detaillierter: Zur Bedeutung des Laktat

Alles spricht dafür, dass dem Laktat eine wichtige Signalfunktion zukommt: ein geringer Anstieg löst die verschiedensten Effekte aus: von der Neubildung von Gefäßen (Angioneogenese) nicht nur  im belasteten Muskel bis hin zu der Annahme, dass der positive Effekt körperlicher Betätigung sogar auf die Hirnfunktion durch Lactat-Rezeptoren im Gehirn hervorgerufen wird. Bei höherer Belastung ist das Laktat der wichtigste Energielieferant für das Herz dar. Im Herzen wird es unter Verwendung von Sauerstoff verbrannt.

Also ran an die Bewegung, je höher das Laktat, desto besser sogar für das Hirn? Sicher nicht!

Zitat aus der Süddeutschen Zeitung vom 14.1.17: „Im Zielbereich eines Langlauf-Wettbewerbs klingt es wie auf einer Krankenstation. Wenn die Skiläufer ihr Rennen beendet haben, beginnt das große Husten. Asthmatische Probleme sind im Ausdauersport weit verbreitet, besonders im Winter.“

ein Fallbericht:

In den frühen 80er Jahren nahmen die Berichte zu den positiven Effekten des Sports und zu den Problemen des Übergewichts erheblich zu.  Die Anzahl der  „Volksläufe“ stieg rasant. „Laufschulung“ für Interessierte fanden nur sehr selten statt. So auch bei einem Volkslauf über 7 km in Amberg, an dem auch kleinere Gruppen teilnahmen. Unter anderem eine Gruppe von sieben Männern zwischen 20 und dreißig Jahren, die sich bei Temperaturen deutlich über 30 °C auf den Weg machten. 2 kamen im Ziel an, die anderen wurden kollabiert am Wegrand gefunden und ins Krankenhaus gebracht. Drei kamen sofort auf die Intensivstation. Einer von diesen wurde erst nach längerem Suchen im Gebüsch gefunden. Völlig ausgetrocknet, kein Puls mehr tastbar, beatmungspflichtig, eine Woche lang dialysepflichtig. Die Leberwerte ca 1000-fach erhöht, die CK (ein Muskelenzym, das auch aus der Herzmuskulatur stammen kann) oberhalb des Messbereichs der Methode, der pH-Wert bei 7,1! (ab einem pH von 7,35 spricht man von einer Azidose!), das Laktat > 20 mmol/l!. Der Mann war 7 Tage auf unserer Intensivstation. Offensichtliche, bleibende Schäden hatte er nicht erlitten. Wäre er etwas später im Krankenhaus angekommen, so hätte er wohl keine Chance mehr gehabt.

Aus solchen Vorfällen, die es leider nicht nur in Amberg gab, hat man die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen abgeleitet, entsprechende Notfallhelfer entlang der Strecken und insbesondere die Empfehlung der Veranstalter, sich auf den geplanten Lauf vernünftig vorzubereiten, darauf hin zu trainieren!!

Die ausführlichen Beschäftigungen der Sportwissenschaftler mit dem Laktat haben gezeigt, dass zu hohe Laktat-Werte oberhalb der LT2, der 2. Laktatschwelle, eine beginnende Übersäuerung des Organismus anzeigen mit all den damit verbundenen Problemen.

Gesucht wird daher ein Zielkorridor für einen vernünftigen Laktat-Anstieg. Wie immer:

Auf die Dosis kommt es an, auch bei der Bewegung!

Was versteht man unter den Laktat-Schwellen?

Interessanterweise wartet der Organismus nicht erst, bis das Sauerstoffangebot schon sehr knapp geworden ist. In Abhängigkeit vom Trainingszustand beginnt die vermehrte anoxidative Glykolyse (die vermehrte Laktat-Bildung) schon, wenn beim untrainierten etwa 30 % beim gut trainierten ca. 50 % der Kapazität des maximalen Sauerstoffverbrauchs erreicht sind. In dieser Situation kommt es zu einem Anstieg des Laktat im Blut. Bei weiterer Steigerung der Belastung steigt die Menge des gebildeten Laktats exponentiell an. Kann die Milchsäure zunächst noch durch die verschiedenen Puffersysteme – dem Bicarbonat-Puffer werde ich ein besonderes Kapitel widmen – abgepuffert werden, so kommt es bei Laktat-Werten oberhalb von 3 – 4 mmol Laktat/l zunehmend zur Ausbildung einer Azidose. Der Organismus und insbesondere die arbeitende Muskulatur wird sauer, was letztendlich zum Leistungseinbruch führt.

Während ein geringer Anstieg des Laktats als günstig angesehen wird, als Vermittler des Trainingserfolges und vieler weiterer positiver Effekte der Bewegung, sind hohe Laktat-Werte mit negativen Effekten verbunden, beim Wettkampf aber oft nicht zu vermeiden, wenn man zu den Gewinnern zählen will.

Aus diesen Überlegungen heraus wurde das Konzept der Laktat-Schwellen geboren. Dabei werden die Laktat-Schwellen als die Herzfrequenz angegeben, bei der ein definierter Laktat-Wert erreicht worden ist. (Zu unterschiedlichen Laktat-Schwellen-Konzepten).

Unter der LT(der 1. Laktat-Schwelle, englisch lactate threshold) wird im Folgenden die Herzfrequenz angegeben, bei der der erste sicher  messbare Anstieg des Laktat gesehen wird (0,2 mmol über den niedrigsten gemessenen Wert).  Unter der LTwird in Anlehnung an Dickhut und andere die Herzfrequenz verstanden, bei der die Laktat-Konzentration im Blut um 1,5 mmol Laktat/l höher liegt als das Laktat an der LT1.

Wie man der unten angegebenen Abbildung entnehmen kann, muss man die Herzfrequenzen an den definierten Laktat-Konzentrationen aus der Abbildung interpolieren. dazu gibt es die verschiedensten auch käuflichen Programme. Alternativ kann die Laktat-Kurve wie im Kapitel: Technik der Ermittlung der Laktat-Schwellen  beschrieben, selbst ausgewertet werden.

Uns hat sich die dargestellte Verwendung einer typischen Exceldatei mit xy-Darstellung der Parameter (Herzfrequenz als x-Achse ) bewährt. Wir verwenden die Herzfrequenz als x-Achse, weil wir die Herzfrequenz, bei der vernünftigerweise trainiert werden sollte, ermitteln wollen.  Stellt man die LTund die LT2 als Linie im Diagramm dar, so kann mit Hilfe des Einfügen eines Rechtecks, dessen Seiten durch die Schnittpunkte der Laktat-Kurve mit den Schwellen geht, die zugehörigen Herzfrequenzen einfach abgelesen werden.

Die LT2 wird häufig so interpretiert, dass ab dieser Laktat-Konzentration der Abstrom der Milchsäure in andere Gewebe nicht mehr steigerbar sei,  dass deswegen ab diesem Punkt die Laktat-Konzentration kontinuierlich ansteige, der Organismus sauer werde (MaxLass-Konzept). Dies setzte allerdings voraus, dass höhere Laktat-Konzentrationen keinen höheren höheren Abbau von Laktat zur Folge hätten.

Häufig verwendet man für den Begriff „LT2“ den Ausdruck „individuelle anaerobe Schwelle“ (IANS). Das impliziert, dass ab diesem Punkt ein wesentlicher Anteil der Energiebereitstellung aus dem anaeroben Stoffwechsel stamme. Wie im Kapitel: woher kommt das Laktat, wie groß ist sein Beitrag zur Energiegewinnung beschrieben, wird selbst bei maximaler Belastung weniger als 2 % der zusätzlich benötigten Energie anaerob, also ohne Verwendung von Sauerstoff gewonnen. Die manchmal zu findende Aussage, dass ab diesem Punkt der Stoffwechsel in Gänze anaerob ablaufe,  ist völlig unsinnig! Was passiert denn dann mit all dem Sauerstoff, dessen Verbrauch bei der maximalen Belastbarkeit sein Maximum erreicht (VO2max)?

Warum die Beschäftigung mit den Laktat-Schwellen? Einerseits geht man heute davon aus, dass erst mit einem Anstieg des Laktats ab der LTein nenneswerter Trainingseffekt zustande kommt, und die meisten positiven Effekte des Sports durch einen Anstieg des Laktat vermittelt werden – man redet heute sogar vom Laktat-Hormon, was einen Endokrinologen besonders für diese Substanz einnimmt! Andererseits ist ein länger andauernder, ausgeprägter  Anstieg des Laktat  über die LT2 mit negativen Effekten verbunden. Es kommt zur Ausbildung einer Azidose, einer Übersäuerung  und weiteren negativen Effekten. So steigt u.a. das Cortisol im Blut an, was einen Abbau von Aminosäuren letztendlich zu Glucose in der arbeitenden Muskelzelle begünstigt; kontraproduktiv bei den Bemühungen, Muskulatur aufzubauen!

Empfohlene Trainingsherzfrequenz in Abhängigkeit von den Laktatschwellen LT1 und LT2. Für „Gesundheitssportler“ sei eine Anfangs-Trainings-Herzfrequenz zwischen der LT1 und der LT2 empfohlen. In diesem Fall bei ca 108 Schlägen pro Minute

 

Ihre zentrale Bedeutung haben die Laktat-Schwellen somit für die Empfehlung, bei welcher Herzfrequenz trainiert werden sollte.

Freizeit und Gesundheitssportlern empfehlen wir, das Training bei einer Herzfrequenz zwischen der LT1 und der LT2 zu beginnen.
Zur Steigerung der Herzfrequenz mit fortschreitendem Training s. Anpassung der Trainingsherzfrequenz

 

 

 

 

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