Physiologische Aspekte der Energiebereitstellung im Eishockey · Möglichkeiten aerob / anaerob …...

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Physiologische Aspekte der Energiebereitstellung im Eishockey Dr. Oliver Heine Wissenschaftl. Koordination / Leistungsdiagnostik Olympiastützpunkt Rheinland Zi. 702 0221 486264 www.osp-rheinland.de [email protected]

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Physiologische Aspekte der

Energiebereitstellung im Eishockey

Dr. Oliver HeineWissenschaftl. Koordination / Leistungsdiagnostik

Olympiastützpunkt RheinlandZi. 702

0221 486264www.osp-rheinland.de

[email protected]

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Physiologische Aspekte der

Energiebereitstellung

BRAINSTORMING

Ausdauer

Erholungsfähigkeit

Häufige Wiederholung höchster Intensitäten

Saisonhöhepunkte

„Grundlagenausdauer“

Mehrere Spiele/Woche Anaerobe Leistungsfähigkeit

Glucose

Laktat -> MilchsäureFettstoffwechsel

Ermüdung

Regeneration

CK

Schnelligkeit… darum geht`s:

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Anforderungsprofil Spielsport

BRAINSTORMING

EISHOCKEY

Taktik

Technik

Kondition

Faktorx

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Hierarchie / Verteilung der motorischen

Hauptbeanspruchungsformen

BRAINSTORMING

Kondition

Kraft

Koordination

Ausdauer

Beweglichkeit

Schnelligkeit

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aktuelles konditionelles Anforderungsprofil ist abhängig von:

konditionelles Anforderungsprofil

Eishockey

Gibt es allgemein gültige Kriterien für die Bezeichung:

„das ist ein guter Eishockeyspieler?“

Position- Torwart- Verteidiger- Stürmer

Saisonphase- ändert sich in der Saison

Niveau- Liga- Nationalmannschaft

Reglement-Regelumstellungen

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Konditionelles Anforderungsprofil

Kraft

Ausdauer

Schnelligkeit

Beweglickeit

Koordination

abhängig vom Spielertyp:

- Angreifer-Verteidiger

abhängig vom Niveau:

-Nachwuchs- Liga- Nationalmannschaft

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konkretes, kontionelles

Anforderungsprofil Eishockey

kurze intensive Antritte

~ 3 Minuten Bank / 3 bzw. 4 Reihen Überzahl - Unterzahl

3 Drittel mit je 20 Minuten = 60 Minuten Overtime ?

2-3 Spiele pro Woche

Play Off

Weltmeisterschaften

„Sommerpause“ = off ice ~ 3 Monate

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Overtime

#Dauer d. OT

Anzahl OT-Drittel

Siegreiche Mannschaft Ergebnis Unterlegene Mannschaft Datum Siegtorschütze

1. 108:16 6 Kölner Haie 5:4 Adler Mannheim 7771736415022. Mär. 2008 Philip Gogulla

2. 57:47 3 Iserlohn Roosters 3:2 Frankfurt Lions 7771717810020. Mär. 2008 Michael Wolf

3. 50:00 3 Kölner Haie 4:3 EHC München 7783290120016. Mär. 2011 Philip Gogulla

4. 48:09 3 Hannover Scorpions 3:2 Nürnberg Ice Tigers 7779550515030. Mär. 2010 David Wolf

5. 45:54 3 Adler Mannheim 3:2 Grizzly Adams Wolfsburg 7791085615022. Mär. 2013 Matthias Plachta

6. 31:44 2 DEG Metro Stars 2:1 Hannover Scorpions 7771680600016. Mär. 2008 Brandon Reid

7. 29:36 2 Grizzly Adams Wolfsburg 5:4 Nürnberg Ice Tigers 7794964757523. Mär. 2014 Norm Milley

8. 26:39 2 Grizzly Adams Wolfsburg 2:1 Krefeld Pinguine 7783513380008. Apr. 2011 Kai Hospelt

9. 25:28 2 Nürnberg Ice Tigers 3:2 Grizzlys Wolfsburg 7802862580008. Apr. 2016 Patrick Reimer

10. 23:00 2 DEG Metro Stars 5:4 Krefeld Pinguine 7775587650020. Mär. 2009 Adam Courchaine

Seit dem 22. März 2008 ist die DEL-Partie zwischen den Kölner Haien und den Adler Mannheim das längste, in Europa ausgetragene Spiel der Eishockey-Geschichte und zugleich die zweitlängste überhaupt. Philip Gogulla erzielte den Siegtreffer nach 168:16 Minuten im neunten Drittel der Begegnung. Mit Pausen und Unterbrechungen dauerte die Partie etwas über sechseinhalb Stunden

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Richtungswechsel

Zweikämpfe

Schüsse

Mitlaufen

Gesamtstrecke 5 – 7km

konkretes, kontionelles

Anforderungsprofil Eishockey

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Physiologische Aspekte der

Energiebereitstellung

BRAINSTORMING

„Konditionelle“ – physiologische Anforderungen einer Spielsportart

Wettkampf- Trainingsbelastung

spielentscheidende, physiologische Aspekte

= =?

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Energiebereitstellung

Möglichkeiten aerob / anaerob …

Glykolyse (anaerob)

Sauerstoffaufnahme ( aerob /VO2-max)

Fettstoffwechsel

Kohlenhydratstoffwechsel

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Aspekt der Ausdauer im Eishockey

BRAINSTORMING

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Vielfältigkeit der Ausdauer

=lang andauernde, niedrige Intensität kurze, höchste Intensitätvs.

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Was ist Ausdauer?

Definition: (Hollmann & Strüder 2009)

BRAINSTORMING

Bedeutung der Ausdauer für Spielsportarten:

- akut – direkt nach einer hochaktiven Aktion (verzögert für die Pausen)

- vor der Trainingsbelastung(langfristig, über die Saison)

- Konzentration

ERHOLUNGSFÄHIGKEIT:physiologisch: neuronal / psychologisch:

„Ausdauer ist charakterisiert durch die Fähigkeit, eine gegebene Leistung über einen möglichst langen Zeitraum urchhalten zu können. Somit ist Ausdauer identisch

mit Ermüdungs-Widerstandsfähigkeit.“

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Triathlon

Leichtathletik Laufdisziplinen ab x m!!!!!!

10000m Weltrekord: 26,17 min = 15,77 sek /100m = 6,36 m/s

Radsport (Bahn vs. Straße – Strasse)

Rudern

Wintersportarten (Eisschnellauf, Skilanglauf …)

Moderner Fünfkampf

Spielsportarten (Handball, Hockey, Eishockey …)

Kampfsportarten (Boxen, Judo, Taekwondo, Fechten)

Sportarten mit hohem

Ausdaueranteil

BRAINSTORMING

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Wie trainiere ich in einer Spielsportart

spezifische Ausdauer?

BRAINSTORMING

Orientierung

-Marathonläufer-Langstreckler-Radsportler

-Belastungsstruktur - wieviel % mit welcher Intensität-aktive Pausenzeiten – dynamischer Wechsel- Leistungsdiagnostik / Physiologische Messungen

am reinen Ausdauersport: spezifisch an der Sportart:

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Grundlagenausdauer GA1= ?

BRAINSTORMING

Jeder braucht Grundlagenausdauer!

Wie wird sie trainiert?

Wie trainiert ein Spielsportler Grundlagenausdauer?

Wie viel Grundlagenausdauer braucht ein Eishockeyspieler?

Ist die Grundlagenausdauer messbar?

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Einfluss auf die

Ausdauerleistungsfähigkeit

MESSUNG:

Gerätetechnisch aufwendig

Protokoll der Messung beeinflusst Ergebnis (!)

Sportartspezifische Messung zwingend notwendig

Abhängig von der Motivation

Normale Schwankung – Biorhythmus – Circadiane Rhythmik

ENERGIEBEREITSTELLUNG

Maximale Sauerstoffaufnahme [VO2max]

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Einfluss auf die

Ausdauerleistungsfähigkeit

ENERGIEBEREITSTELLUNG

Maximale Sauerstoffaufnahme [VO2max]

allgemein: Ruhebedarf: 300ml. VO2(mL/min)

pro Watt Leistung 12mL

Belastung (100 watt): 1,5L O2 /min

relative VO2max

Frauen

2400mL40mL/kg

4000mL65mL/kg

Männer

3400mL43mL/kg

5000mL75mL/kg

absolute vs.Normalwerte:

Sportler:

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Einfluss auf die

Ausdauerleistungsfähigkeit

ENERGIEBEREITSTELLUNG

Der Weg des O2:

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VO2max

ENERGIEBEREITSTELLUNG

34 ATP

Mineralbrunnen(Fördermenge, Leistung der Abfüllanlage)

Geschwindigkeit der LKW(wie schnell können die fahren?)

Anzahl der LKW

Anzahl der Straßen

Gabelstabler beim Abladen(wie viele können wie schnell die Kisten

in das Lager bringen?)

Anzahl der Flaschen in der Wasserkiste(wie viele kann man beim Kauf auf einmal tragen???)

mögliche Aufnahmemengevon Sportler(wieviel kann er trinken ohne das ihm übel wird?)

AMV (Lungenvolumen)

Erythrozyten

Kapillarisierung(der Muskulatur)

Herz (HMV)

Myoglobin

Mitochondrienzahl /-größe

aerobe Enzymatik(Zitronensäurezyklus, Atmungskette)

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Einfluss auf die

Ausdauerleistungsfähigkeit

ENERGIEBEREITSTELLUNG

Muskulatur AVDO2 (arterio-venöse O2 Differenz)

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Einfluss auf die

Ausdauerleistungsfähigkeit

ENERGIEBEREITSTELLUNG

Wesentliche Merkmale der Muskelfasertypen:

Fasertyp ST FasernTypI FT Fasern TypIIa TypIIx

Kontraktionsdauer 80ms 40ms 20ms

Kraftentwicklung gering groß sehr groß

Ermüdung ermüdungsresistent ermüdbar schnelle Ermüd.

Leitungsgeschw 2,5m/s 4m/s 5,5m/s

ATPase Aktivität 4 nmmolP/min ca. 7 ca.9

Motoneurone klein groß groß

Mot. Endplatte klein größer groß

Reizschwelle niedrig höher hoch

Mitochondrien sehr viele viele wenig

Myoglobin sehr viel mäßig wenig

Kapillare sehr viele viele wenig

Phosphatbesatz wenig viel sehr viel

Energiegewinnung Fett / KH viel KH sehr viel KH

Enzymbesatz aerober Stoffwechsel aerob/anaerob anaerob

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Einfluss auf die

Ausdauerleistungsfähigkeit

ENERGIEBEREITSTELLUNG

Muskelfasertypen:

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Einfluss auf die

Ausdauerleistungsfähigkeit

Muskelfasertypen:

ENERGIEBEREITSTELLUNG

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Energiestoffwechsel

Energiestoffwechsel

=Energie wechselt die Stoffe

zur

ATP-Resynthese

ATP ADP + P Energie wird frei

ADP + P ATP Energie wird benötigt

ENERGIEBEREITSTELLUNG

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ATP = universeller Energieträger

ENERGIEBEREITSTELLUNG

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Muskelanatomie

ENERGIEBEREITSTELLUNG

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Energiebereitstellung

Kapazität der energiereichen PhosphateSituation in der Muskelzelle

ENERGIEBEREITSTELLUNG

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ATP- Resynthese

„Wie / wieviel ATP wird resynthetisiert damit die hohe Leistung immer wieder abgerufen werden kann?“

ENERGIEBEREITSTELLUNG

C6H12O6 + 6O2 6 CO2 + 6 H2O

2 C51H98O6 + 145 O2 102 CO2 + 98 H2O

entscheidende Frage:

Menge an benötigtem O2

Zeit

Zeitaspekt:

Fett

Kohlenhydrate

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ATP - Resynthese

Creatinphosphat + Adenosinphosphat Creatin + Adenosintriphosphat(KrP) (ADP) Creatinkinase (Kr) (ATP)

(CK)

1. Anaerob alaktazid

2. Anaerob laktazid

Glucose (Glykogen) Laktat + ATPPhosphofruktokinase

(PFK)

3. Aerob

Glucose (Glykogen) + O2 CO2 + H2O + ATP

(C6H12O6)

freie Fettsäuren + O2 CO2 + H2O + ATP

(C51H98O6)

ENERGIEBEREITSTELLUNG

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ATP - Resynthese

Wildmann et al. 2010

2 ATP

34 ATP

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Zeitlicher Verlauf der

Energiebereitstellung

ENERGIEBEREITSTELLUNG

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intrazelluläre Zusammanhänge

(am Bsp. 400m)

Muskelfasertypen:

ENERGIEBEREITSTELLUNG

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ATP - Resynthese

Glucose (Glykogen) Laktat + ATPPhosphofruktokinase

(PFK)

Anaerob laktazid

Laktazider Prozess = anaerobe Glykolyse

ENERGIEBEREITSTELLUNG

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Laktat

...nicht nur ein Stoffwechselzwischenprodukt

Laktat-Pyruvat - Oxidation

Mitochondrium(Zitronensäurezyklus)

anaerob

aerob

ENERGIEBEREITSTELLUNG

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Zeitlicher Verlauf der

Energiebereitstellung

pH

CRp

La/s

La

VO2

Mader ´94

ENERGIEBEREITSTELLUNG

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Laktat

...nicht nur ein Stoffwechselzwischenprodukt

(=Pyruvat)

ENERGIEBEREITSTELLUNG

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Muskelfasertypen:

ENERGIEBEREITSTELLUNG

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Laktat

MonoCarboxylateTransporter (MCT)

ENERGIEBEREITSTELLUNG

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Mitochondrien

Kraftwerke der Zelle

ENERGIEBEREITSTELLUNG

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Mitochondrien

Kraftwerke der Zelle

ENERGIEBEREITSTELLUNG

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Laktat

...nicht nur ein Stoffwechselzwischenprodukt

traditionellen Sichtweise von Laktat :

schädlichhemmend

Vasodilatiation in den Gefäßen

Sympathikusregulation

Neuronale Aktivierung

Atmungskettenantrieb

Kollagensynthese (Wundheilung!)

Zellbiologische Wirkung

„Energielieferant“

Laktattransport

Monocarboxylase MCT1 und MCT4

Membrantransporte 70%, Rest Diffusion

trainierbares System

ENERGIEBEREITSTELLUNG

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Laktat

Energielieferant ( Herzmuskelzellen)

ENERGIEBEREITSTELLUNG

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Laktat

Praxis: Laktat/Zeit - Aspekt

100m Lauf:

- 10sec maximler Wert: ~ 12mmol (gemessen in ~ 8min)

- Bildungsrate: 1,2mmol / sec( Bildungsrate = 1,2)

400m Lauf:

- 44sec maximaler Wert: ~ 22mmol (gemessen in ~6min)

- Bildungsrate: 22/44 = 0,5mmol/sec( Bildungsrate = 0,5)

Verbesserung der Bildungsrate Verbesserung anderer Stoffwechselwege (z.B. VO2max)

ENERGIEBEREITSTELLUNG

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ADP = Mitochondrienaktivator

Wackerhage:

hohe ADP Konzentration erhöhte Enzym-Aktivität in den Mitochondrien

Bsp.

Intervalltraining mit

- höchster Intensität- langen Pausen- hohen Umfängen

50 x 50m

ENERGIEBEREITSTELLUNG

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Lactate clearance

Muskelfasertypen:

ENERGIEBEREITSTELLUNG

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ATP - Resynthese

Glucose (Glykogen) Laktat + ATPPhosphofruktokinase

(PFK)

Anaerob laktazid

Laktazider Prozess = anaerobe Glykolyse

ENERGIEBEREITSTELLUNG

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Laktatleistungskurven

LEISTUNGSDIAGNOSTIK

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Feldtest auf der Laufbahn

LaktatabnahmeHF-Messung

50 m

350 m

300 m

200 m

150 m

100 m

Start

250 m

Startgeschwindigkeit: 1.5 m/s Tempoerhöhung: 0.5 m/s Pausenlänge: 30 sStufenlänge: > 5 min

400 m - Laufbahn

LEISTUNGSDIAGNOSTIK

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Schwellenleistungen

unterschieldicher Sportarten

LEISTUNGSDIAGNOSTIK

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Trainingsbereiche

LEISTUNGSDIAGNOSTIK

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Ausgangsbedingungen

Muskelfasertypen:

LEISTUNGSDIAGNOSTIK

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mögliche Fehlerquellen

Fehlinterpretation

Überinterpretation

Praktische Fehler bei der Durchführung der Diagnostik

- Belastungsdauer

- Pausendauer

- Abnahmetechnik

LEISTUNGSDIAGNOSTIK

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Laktatakkumulation

Muskelfasertypen:

LEISTUNGSDIAGNOSTIK

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Laktatausschwemmung aus der

Muskulatur

LEISTUNGSDIAGNOSTIK

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VO2 vs. Laktat

Muskelfasertypen:

0

25

50

75

100

VO

2m

ax

(%

)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

LA

(m

mo

l/l)

0,0 0,5

1,0 1,5

2,0 2,5

3,0 3,5

4,0 4,5

5,0 5,5

6,0

aerober Bereich / laktazider Bereich

VO2, untrainiert LA, untrainiert

Schem. Darstellung von VO2 und Laktat

im laktaziden Bereich unterhalb VO2max

Sättigungsbereich der

W/kg

VO2 bei normaler A.

aerob-anaerobe

Schwelle

65

87

LEISTUNGSDIAGNOSTIK

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VO2 vs. Laktat

Muskelfasertypen:

0

25

50

75

100

VO

2m

ax

(%

)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

LA

(m

mo

l/l)

0,0 0,5

1,0 1,5

2,0 2,5

3,0 3,5

4,0 4,5

5,0 5,5

6,0

aerober Bereich / laktazider Bereich

VO2, untrainiert LA, untrainiert VO2, trainiert LA trainiert

Schem. Darstellung von VO2 und Laktat

im laktaziden Bereich unterhalb VO2max

Sättigungsbereich der

Sättigungsbereich der

W/kg

VO2 bei normaler A.

aerob-anaerobe

Schwelle

VO2 bei guter Ausdauer

65

87

LEISTUNGSDIAGNOSTIK

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VO2 vs. Laktat

Muskelfasertypen:

0

25

50

75

100

VO

2m

ax

(%

)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

LA

(m

mo

l/l)

0,0 0,5

1,0 1,5

2,0 2,5

3,0 3,5

4,0 4,5

5,0 5,5

6,0

aerober Bereich / laktazider Bereich

VO2, untrainiert LA, untrainiert VO2, trainiert LA trainiert

Schem. Darstellung von VO2 und Laktat

im laktaziden Bereich unterhalb VO2max

Sättigungsbereich der

Sättigungsbereich der

W/kg

VO2 bei normaler A.

aerob-anaerobe

Schwelle

VO2 bei guter Ausdauer

65

87

LEISTUNGSDIAGNOSTIK

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Muskelfasertypen:

LEISTUNGSDIAGNOSTIK

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Messung der VO2

LEISTUNGSDIAGNOSTIK

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Muskelfasertypen:

LEISTUNGSDIAGNOSTIK

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Respiratorischer Quotient

• RQ = 0,7 reine Fettoxidation

• RQ ~ 0,82 unter Ruhebedingungen

• RQ = 1,0 reine Kohlenhydratoxidation

RQ = CO2 (Abgabe)

O2 (Aufnahme)

LEISTUNGSDIAGNOSTIK

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Respiratorischer Quotient

reine Glucoseoxidation

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6 H2O

reine Fettoxidation (Tripalmitin)

2 C51H98O6 + 145 O2 102 CO2 + 98 H2O

RQ = 6 CO2

6 O2

= 1,0

RQ = 102 CO2

145 O2

= 0,7

LEISTUNGSDIAGNOSTIK

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Muskelfasertypen:

LEISTUNGSDIAGNOSTIK

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RQ vs. Laktat

Muskelfasertypen:

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

0

1

2

3

4

5

6

mm

ol/

L

Ruhe 30 70 110 150 190

Belastung (Watt)

La

RQ

60%56%

23%

La

RQ- und LaktatverhaltenRQ Proband: Guhrauer

LEISTUNGSDIAGNOSTIK

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Mögliche Fragestellungen

WIEVIEL Ausdauer braucht die Spielsportart?

WELCHE Ausdauer braucht die Spielsportart?

Wie trainiere ich diese?

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Training der Ausdauer:

1. DAUERMETHODE

2. INTERVALLMETHODE

Konkrete Beispiele:

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z.B. Sommertraining Off Ice

Sprints: 20X50m

4 Serien mit 5 Sprints

Pausendauer zwischen den Sprints: 60 sec

Serienpause 3-5 Minuten

Ins and Outs

400m Bahn

50m Sprint (In) – 100m locker (Out)

Nach 5 Sprints: Serienpause

5-7 Serien

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VO2- max Training

20 Sekunden mit 95% Sprint

10 Sekunden Pause

20 Sekunden mit 95%

... 7 Wiederholungen

Serienpause 3-5 Minuten

6 Serien

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Training der Laktat Tolleranz

400m – Läufe maximal: 4-6 Stück

Training der maximalen Laktatbildungsrate

5-10 Sekunden Sprints

Lange Pausen

Training der ATP – Speicher

2-5 Sekunden

Lange Pausen

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Vielen Dank für die Aufmerksamkeit