MuskelnKraftwerke zur Energiegewinnung

Burkhard WeisserSportmedizin

Leistungsbestimmende Organsysteme

Welches Organsystem unterscheidet sich beim Marathonolympiasieger am stärksten vom Normalsportler?

Muskel Herz Lunge Blut

Größte Erfolge und Bestzeiten Erfolge von Waldemar Cierpinski

Größte ErfolgeMarathon-Olympiasieger 1976 und 19803. WM-Marathon 19834. EM-Marathon 1978

Bestzeiten1500 m 3:42,2 (1974)3000 m 7:56,2 (1974)5000 m 13:36,6 (1975)10000 m 28:28,2 (1976)3000 m Hindernis 8:32,2 (1974)Marathon 2:09:55 (1976)

Welches Organsystem unterscheidet sich beim Marathonolympiasieger am stärksten vom Normalsportler?

Muskel Herz Lunge Blut

Leonardo da Vinci1452-1519

Max. Leistung im Radsprint

Leistung

Energie pro ZeitEnergie mal ZeitArbeit mal ZeitZeit pro Energie

Max. Leistung?

100 Watt300 Watt500 Watt1500 Watt

Die letzten 30 Sekunden: Ciolek lanciert den Sprint für Greipel, der eine Lücke von etwa einem Meter lässt. An seinem Hinterrad befindet sich McEwen, dahinter dann Förster. Zwei harte Antritte von Greipel noch am Hinterrad von Ciolek und dann kommt der explosive Antritt an Ciolek vorbei. Erst 1.436 Watt, dann 1.215 Watt und 8 Sekunden vor dem Ziel 1.533 Watt.

Max. Leistung

100 Watt300 Watt500 Watt

1500 Watt

Gesamtleistung

Mechanische Leistung + Wärmeabgabe pro Zeit

Mechanische Leistung 1500 W

Gesamtleistung ca.

2000 W 3000 W 6000 W 10.000 W

Mechanische Leistung 1500 W

Gesamtleistung ca. 2000 W 3000 W

6000 W 10.000 W

Wirkungsgrad

Tätigkeit η in %

Schaufeln in gebückter Haltung 3 Schraubenzieher drehen 5 Schaufeln in aufrechter Haltung 6 Gewicht heben 9 Handrad drehen 13 Schwere Hämmer hantieren 15 Last auf dem Rücken auf ebener Strecke tragen (inkl. unbelasteter Rückweg) 17 Leiter auf- und absteigen (mit und ohne Last) 19 Last auf dem Rücken auf steigender Strecke tragen (inkl. unbelasteter Rückweg) 20 Kurbel drehen 21 Treppe auf- und absteigen (unbelastet) 23 Wagen ziehen 24

Radfahren 25 Wagen schieben 27 In der Ebene gehen (unbelastet) 27 Bergauf gehen bei 5° Neigung (unbelastet) 30

Der maximale Wirkungsgrad für einen einzelnen isolierten Muskel liegt bei ca. 35%. Derbestmögliche Wirkungsgrad bei beliebigen körperlichen Tätigkeiten ist immer kleiner als dermaximale Wirkungsgrad eines isoliert betrachteten Muskels.

Wirkungsgrad

Lampentyp Wirkungsgrad

Glühlampe 2–5 % Halogenlampe 3 % Energiesparlampe 12 %

6000 Watt – wieviel PS?

ca.

0,5 PS 1 PS 5 PS 8 PS

6000 Watt – wieviel PS?

ca.

0,5 PS 1 PS 5 PS

8 PS

1PS = ca. 735 Watt

Citroen 2 CV

9 PS

Maximale Leistung Mann untrainiert

Ca. 3 Watt / kg Körpergewicht Alter 20-30 j.

Pro Lebensdekade – 10 %

Ergometrie

Leistungs(Arbeits)messung

Einsatz der Spiroergometrie

Sportmedizin/Kardiologie

Leistungsdiagnostik/Trainingssteuerung

Arbeitsmedizin/Pneumologie

Einsatz der Spiroergometrie:indirekte Kalorimetrie / Umsatzmessung

57

Blair et al., JAMA 1989; 262:2395

Mortalität und Fitness in der Aerobics Center Longitudinal Study (10224 Männer)

0

5

10

15

20

25

30

KardiovaskuläreTodesfälle

Krebserkrankungen Unfälle/äußereGewalt

alle anderenUrsachen

Tode

sfäl

le p

ro 1

0.00

0 Pe

rson

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hre

Fitness Level niedrig Fitness Level mittel Fitness Level hoch

Blair et al., JAMA 1995; 273:1093

Auswirkungen von Training auf Mortalität in 4,9 Jahren

0

200

400

600

800

1000

20 - 39 40 - 49 50 - 59 > 60Alter (Jahre)

Mor

talit

ät p

ro 1

0.00

0 Pe

rson

enja

hre

nicht fit zu beiden Untersuchungennicht fit bei der 1. und fit bei der 2. Untersuchungfit bei beiden Untersuchungen

Blair et al., JAMA 1989; 262:2395

Mortalität, Fitness und Body Mass Index in der Aerobics Center Longitudinal Study (10224 Männer)

155

553846

26 15

4822 200

50

100

150

200

1 2 - 3 4 - 5

> 25

20 - 25

< 20

Fitness-Kategorie

Mo

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lität

pro

10.

00

0 P

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BodyMassIndex

Blair et al., JAMA 1989; 262:2395

Mortalität, Fitness und Body Mass Index in der Aerobics Center Longitudinal Study (10224 Männer)

Fazit:

lieber fit und fett als schlank und unfit!

Leistung und Gesundheit

Hohe Fitness ist der wichtigste gesundheitliche Schutzfaktor

Leistungsfähigkeit wird nur zu etwa 50% durch körperliches Training beeinflusst

Genetik, Ernährung, Lebensstil etc. machen den Rest aus

Die Leistungsfähigkeit wird in der Medizin viel zu selten gemessen im Vergleich zu anderen Risiko-/Prognosefaktoren

Energieeinheit

1 J = 1 Ws = 1 Nm potentielle Energie, die beim Anheben einer

Schokoladentafel (ca. 100 g) um 1 Meter in dieser gespeichert wird.

Radfahrer:

6000 W über 30 s = 180000 Ws

180.000 Tafeln (18.000 kg) Schokolade um 1 m angehoben