Quelltext der Seite Steady State (Sportwissenschaft)

Als '''Steady State''' (englisch: ''steady'': stet(ig), beständig, bleibend; ''state'': Status, (Zu-)Stand) bezeichnet man ein [[Fließgleichgewicht]] [[Physiologie|physiologischer]] Größen wie zum Beispiel [[Laktat]]konzentration im [[Blut]], [[Sauerstoff]]aufnahme oder [[Herzfrequenz]]. Dieser Zustand kann sich bei körperlicher [[Belastung (Sport)|Belastung]] auf einem deutlich höheren Niveau einstellen und unterscheidet sich somit von der [[Homöostase]].<ref>Horst de Marées: ''Sportphysiologie.'' 9. Auflage. Sportverlag Strauss, Köln 2003, ISBN 978-3-939390-00-8, S. 90</ref> Der Begriff ''Steady State'' wurde bereits 1924 von dem englischen Nobelpreisträger [[Archibald Vivian Hill]] geprägt.<ref>Wildor Hollmann, Theodor Hettinger: ''Sportmedizin.'' 4. Auflage, Schattauer, Stuttgart 2000, ISBN 3-7945-1672-9, S. 333</ref>

== Laktat-Steady-State ==
Als Laktat-Steady-State wird das Fließgleichgewicht zwischen Bildung und Abbau von Laktat bei körperlichen Belastungen bezeichnet. Der Laktatspiegel im Blut sollte hierfür je nach Trainingszustand zwischen 1,5 und 4&nbsp;[[mmol]]/l liegen.<ref name="Marées-313">Horst de Marées: ''Sportphysiologie.'' 9. Auflage. Sportverlag Strauss, Köln 2003, ISBN 978-3-939390-00-8, S. 313</ref> Dieser Bereich wird auch Aerob-anaerober Übergangsbereich (AANÜ) genannt.

Bei einem [[Leistungsdiagnostik#Testverfahren|Fahrradergometertest]] stellt sich nach dem Anstieg auf eine höhere Belastungsstufe nach kurzer Zeit wieder ein Steady State ein, so dass sich z.&nbsp;B. [[Muskel]]- und Blutlaktatwerte bei längerer Belastung auf einer Stufe nicht verändern würden. Erst ab einer hohen Belastungsstufe (z.&nbsp;B. 200&nbsp;W) kann das Steady State nicht mehr aufrechterhalten werden, da durch zunehmende [[Energiebereitstellung]] durch die [[Glykogenolyse]] die Laktatbildung deutlich ansteigt. Es kommt somit zu einem kontinuierlichen Anstieg des Laktats.<ref>Horst de Marées: ''Sportphysiologie.'' 9. Auflage. Sportverlag Strauss, Köln 2003, ISBN 978-3-939390-00-8, S. 369</ref>

=== Maximales Laktat-Steady-State ===

Als ''maximales Laktat-Steady-State'' (''maxLass'' oder ''MLSS'') wird die Belastungsintensität bezeichnet, bei der sich gerade noch ein Laktat-Steady-State einstellt, also eine Leistung über den Zeitraum von 30 Minuten konstant gehalten werden kann und sich die Blutlaktatkonzentration über die letzten 20&nbsp;Minuten um maximal 1&nbsp;mmol/l erhöht.<ref>{{Literatur  | Autor =   | Titel = Kursbuch Spiroergometrie | Jahr = 2010 | Verlag = Thieme | Ort = Stuttgart | ISBN = 978-3-13-143442-5 | Seiten = 209 }}</ref><ref>Oliver Faude, Wilfried Kindermann, Tim Meyer: ''Lactate Threshold Concepts.'' In: ''Sports Med'' 2009; 39 (6): 469–490</ref><ref>Ricardo D. de Lucas, Naiandra Dittrich, Rubens B. Junior, Kristopher M. de Souza, Luiz Guilherme A. Guglielmo: ''Is the critical running speed related to the intermittent maximal lactate steady state?'' In: ''Journal of sports science and medicine'' (2012) 11, 89–94</ref> Das MLSS ist dadurch gekennzeichnet, dass nach einer [[Einschwingvorgang|Einschwingphase]] der Energiestoffwechsel bezogen auf den ganzen Körper [[aerob]] abläuft, das gebildete Laktat also entweder im aeroben Stoffwechsel über Pyruvat oxidativ abgebaut oder zu [[Glukose]] aufgebaut wird.<ref name="Marées-374">Horst de Marées: ''Sportphysiologie.'' 9. Auflage. Sportverlag Strauss, Köln 2003, ISBN 978-3-939390-00-8, S. 374</ref>

Bei einer Belastung oberhalb des MLSS steigt der Anteil der [[anaerob]] laktaziden Energiebereitstellung an. Somit gibt dieser Wert die Grenze zwischen rein aerober zu teilweise anaerober Energiebereitstellung an. Das MLSS entspricht somit der [[anaerobe Schwelle|anaeroben Schwelle]].<ref>Wilfried Kindermann: ''Anaerobe Schwelle.'' In: ''Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin'', Jahrgang 55, Nr. 6 (2004)</ref> Dies bedeutet nicht, dass oberhalb des MLSS die zusätzlich benötigte Energie nur aus anaerob laktaziden Quellen stammt, da mit zunehmender Belastung die Sauerstoffaufnahme ansteigt.<ref name="Marées-374" />

Das MLSS liegt bei den meisten Menschen bei ungefähr 60 % der [[Maximale Sauerstoffaufnahme|maximalen Sauerstoffaufnahme]]. Untrainierte weisen einen schlechteren Wert auf, bei sehr gut [[Ausdauertraining|Ausdauertrainierten]] werden Werte um 80 % erreicht. Die Laktatwerte liegen dabei im Mittel bei ungefähr 4&nbsp;mmol/l, wobei der Wert unabhängig von der Ausdauerleistungsfähigkeit ist<ref name="Marées-375">Horst de Marées: ''Sportphysiologie.'' 9. Auflage. Sportverlag Strauss, Köln 2003, ISBN 978-3-939390-00-8, S. 375</ref> und von weiteren Faktoren abhängt (siehe [[Laktat-Shuttle]]).

==== Bestimmung des MLSS ====

Die genaue Bestimmung des MLSS erfordert einen hohen Aufwand. So müssen nach einem ersten Stufentest zur groben Festlegung der Belastungsintensität in einem Abstand von zwei bis drei Tagen mehrere 30-minütige Dauertests mit konstanter Belastung absolviert werden. Je nach Laktatverhalten während der Dauerbelastung wird die Intensität für den nächsten Durchlauf geringfügig gesteigert oder reduziert, bis sich während des Durchlaufs ein Steady State einstellt.<ref>Horst de Marées: ''Sportphysiologie.'' 9. Auflage. Sportverlag Strauss, Köln 2003, ISBN 978-3-939390-00-8, S. 463</ref> Aufgrund des hohen Aufwands wird in der Leistungsdiagnostik versucht, die Leistungsfähigkeit mittels eines der verschiedenen Schwellenkonzepte (z.&nbsp;B. individuell anaerobe Schwelle) zu bestimmen.

==== Bedeutung ====

Die Kenntnis des MLSS ist von Bedeutung, da Belastungen bis zu dieser Schwelle im Wesentlichen durch das Vorhandensein von [[Glykogen]] limitiert sind. Die [[Energiestoffwechsel|Energiegewinnung]] läuft dabei an der Schwelle von aerob-alaktazid zu anaerob-laktazid ab. Entscheidend ist die maximale [[Sauerstoffversorgung|Sauerstoffaufnahmekapazität]] in ml pro Minute pro Kilogramm Körpergewicht. Je höher dieser Wert liegt, desto besser funktioniert die [[Sauerstoffversorgung]] des Körpers bei Belastung und desto besser ist das [[Ausdauer|Ausdauer-Leistungsniveau]]. Belastungen oberhalb dieser Schwelle führen durch die zunehmende [[Azidose]] zu einer Abnahme der [[Glykolyse]]rate und somit zu einem vorzeitigen Abbruch der Belastung.<ref name="Marées-375" /> Das Vorhandensein einer solchen Schwelle wird jedoch in der aktuellen wissenschaftlichen Diskussion angezweifelt.

==== Verbesserung des MLSS ====
Ein verbessertes MLSS wird unter anderem erreicht durch:

* optimierten Gasaustausch in der [[Lunge]]
* ausreichende Anzahl roter [[Blutkörperchen]], die für den Sauerstofftransport zuständig sind
* Erhöhung der Anzahl der [[Mitochondrien]]
* verbesserte [[Kapillare (Anatomie)|Kapillarisierung]] der Muskulatur
* eine verbesserte Fähigkeit von [[Leber]] und [[Niere]], während der Leistung entstehendes Laktat abzubauen
* einen gut entwickelten [[Fettstoffwechsel]]
* eine ökonomisierte Herztätigkeit, die sich schneller dem aktuellen Energiebedarf anpasst
* einen optimierten [[Bewegungsablauf]], wobei die (Lehr)meinungen darüber, was unter einem optimierten Bewegungsablauf zu verstehen ist, weit auseinandergehen&nbsp;– objektiv messbar ist lediglich der [[Wirkungsgrad]], falls die sportliche Disziplin (z.&nbsp;B. Radfahren) einen Vergleich der inneren Leistung des Gesamtorganismus mit dem vortriebswirksamen Output überhaupt erlaubt.

Die aufgezählten Parameter werden (neben vielen anderen) durch [[Training]] in den Bereichen der [[Grundlagenausdauer 1]] bis hin zu eben jenem Steady State genannten Intensitätsniveau verbessert. Der individuelle Steady State kann durch Analyse der Blut- und Atemwerte unter Belastung am genauesten ermittelt werden. Neben dem Grundlagenausdauertraining sind auch andere Trainingsformen und -mittel üblich und Gegenstand kontroverser Diskussionen über die leistungssteigernde Wirkung des Trainings.

==== Kritik ====
An den sogenannten Schwellenkonzepten wird zunehmend kritisiert, dass sie sich physiologisch nicht begründen lassen. Die Energielieferprozesse im Körper gehen fließend ineinander über, so dass es keinen rein aeroben oder anaeroben Stoffwechsel gibt. Dies lässt sich z.&nbsp;B. daran erkennen, dass bei jeder Steigerung der Wettkampflänge (z.&nbsp;B. von 10&nbsp;km auf 20&nbsp;km Lauf) die Laufgeschwindigkeit abnimmt, unabhängig davon, ob über oder unter einer bestimmten Schwelle gelaufen wird. Die Abnahme der Laufgeschwindigkeit erfolgt dabei proportional zur Laufstrecke. Auch wird Laktat nicht mehr als leistungslimitierender Faktor gesehen, so dass eine nur auf Laktatwerten basierende [[Leistungsdiagnostik]] fragwürdig ist.<ref>Kai Röcker: ''Streit um des Kaisers Bart: Welche Laktatschwelle ist die beste?'' In: ''Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin'' Jahrgang 59, Nr. 12 (2008)</ref><ref>Benjamin Holfelder, Dieter Bubeck: ''Theoretische Betrachtungen über die Trainingssteuerung anhand des Laktatstoffwechsels und der Muskelfasertypisierung.'' In: ''Schweizerische Zeitschrift für Sportmedizin und Sporttraumatologie'' 60 (1), 32–39, 2012</ref><ref>P. Wahl, W. Bloch, J. Mester: ''Moderne Betrachtungsweisen des Laktats: Laktat ein überschätztes und zugleich unterschätztes Molekül.'' In: ''Schweizerische Zeitschrift für Sportmedizin und Sporttraumatologie'' 57 (3)/2009, S. 104, [http://www.sgsm.ch/ssms_publication/file/354/Lactate_3-09.pdf Online-Volltextzugriff] (PDF; 206&nbsp;kB)</ref> In einem Schwerpunktheft zur Laktatproblematik stellten die Herausgeber bereits 2008 fest<ref>Heck, H.; Benecke, R. (2008): ''30 Jahre Laktatschwellen – was bleibt zu tun?'' In: ''Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin'' 59 (12), 297–302.</ref> fest, „dass Laktatschwellen als spezielle Punkte der Laktatleistungskurve keine höhere Bedeutung für Leistungsdiagnostik und Trainingssteuerung haben als andere Punkte der Kurve. Die Tatsache, dass mehr als 30 Jahre Fokus auf unterschiedliche Schwellenkonzepte das diagnostische Potenzial der Laktatleistungskurve möglicherweise nicht wirklich nutzte, ist jedoch kein Argument, laktatgestützte Leistungsdiagnostik und Trainingssteuerung aufzugeben. Sie kennzeichnet vielmehr erheblichen Forschungsbedarf“. Damit ist aber auch die trainingswissenschaftliche Theorie, dass der Schwerpunkt des Trainings auf Laktattoleranz liegen müsse, überaus problematisch.<ref>[[Arnd Krüger]]: ''Falsche Theorie?'' In: ''Leistungssport'' 46(2016)2, S. 14–15.</ref>

== Sauerstoffaufnahme ==

[[Datei:Excess post-exercise oxygen consumption.svg|miniatur|rechts]]

Die Steigerung der Sauerstoffaufnahme bei einer körperlichen Belastung erfolgt verzögert, so dass sich ein Steady State der Sauerstoffaufnahme bei submaximaler Belastung erst nach ungefähr 2–6&nbsp;Minuten einstellt (siehe [[Sauerstoffdefizit]]). Die Sauerstoffaufnahme entspricht dann der Arbeitsintensität,<ref name="Hollmann-69">Wildor Hollmann, Theodor Hettinger: ''Sportmedizin.'' 4. Auflage, Schattauer, Stuttgart 2000, ISBN 3-7945-1672-9, S. 69</ref> zu sehen an dem Plateau in der Grafik rechts. Umgekehrt dauert es nach Ende einer Belastung einen längeren Zeitraum (bis zu 38&nbsp;Stunden), bis die Sauerstoffaufnahme ihren Ruhewert wieder vollständig erreicht hat (siehe [[EPOC (Sportwissenschaft)|EPOC]]). Die Abnahme der Sauerstoffaufnahme erfolgt dabei nahezu exponentiell.<ref>Horst de Marées: ''Sportphysiologie.'' 9. Auflage. Sportverlag Strauss, Köln 2003, ISBN 978-3-939390-00-8, S. 376–378, 505</ref>

== Herzfrequenz ==

Die Herzfrequenz erreicht bei einer Belastung unterhalb einer bestimmten [[Dauerleistungsgrenze]] bereits nach kurzer Zeit ein Steady State und fällt im Anschluss an die Belastung wieder schnell auf den Anfangswert ab. Bei hohen Belastungen erreicht die Herzfrequenz jedoch kein Steady State mehr, sondern erhöht sich mit zunehmender Belastungsdauer kontinuierlich bis zu einem Maximum weiter. Nach Ende der Belastung kehrt die Herzfrequenz langsamer zum Ausgangswert zurück.<ref>Horst de Marées: ''Sportphysiologie.'' 9. Auflage. Sportverlag Strauss, Köln 2003, ISBN 978-3-939390-00-8, S. 656–657</ref>

== Metabolite und Sauerstoffversorgung im Muskel ==

Bei [[Muskelkontraktion|Muskelarbeit]] bewirkt die steigende [[Metabolit]]konzentration (Laktat, [[CO2|CO<sub>2</sub>]]) eine [[Gefäß (Anatomie)|Gefäßweitstellung]] und somit [[Durchblutung]]szunahme. Durch die verbesserte Durchblutung können die Metabolite besser abtransportiert werden, so dass sich ein Steady State zwischen Metabolitproduktion und -abbau einstellt und die Durchblutung konstant bleibt.<ref>Horst de Marées: ''Sportphysiologie.'' 9. Auflage. Sportverlag Strauss, Köln 2003, ISBN 978-3-939390-00-8, S. 279</ref>

Bei langen körperlichen Belastungen (in Abhängigkeit von der Intensität 30&nbsp;Minuten bis zu mehrere Stunden) muss der Körper den größten Teil der Arbeit im Steady State erbringen, um nicht zu schnell zu ermüden. Es stellt sich in der Muskulatur ein Fließgleichgewicht zwischen [[Sauerstoff]]zufuhr und Sauerstoffverbrauch ein.<ref name="Marées-313" />

== Relatives Steady State ==

Als relatives Steady State oder Schein-Steady-State wird eine Belastungsstufe bezeichnet, bei der zwar die Sauerstoffaufnahme konstant ist, jedoch die Pulsfrequenz, die Ventilation und andere Größen langsam ansteigen.<ref name="Hollmann-69" />

== Siehe auch ==
* [[Aerobe Schwelle]]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Training (Sport)]]
[[Kategorie:Leistungsdiagnostik]]