VO₂max und die Einflussfaktoren

Einführung

VO₂max bezeichnet die maximale Menge an Sauerstoff, die eine Person während intensiver körperlicher Belastung aus der Umgebung aufnehmen kann. Sie wird in Millilitern Sauerstoff pro Kilogramm Körpergewicht pro Minute (ml/kg/min) angegeben. Je höher die Sauerstoffaufnahme, desto mehr Sauerstoff steht den Mitochondrien der Skelettmuskulatur zur Verfügung. VO₂max steht somit für die Fähigkeit des Körpers, Sauerstoff zur Energiegewinnung zu nutzen, und dient als wichtiger Indikator für die Funktion des Herz-Kreislauf-Systems, die Sauerstoffnutzung der Muskulatur und die gesamte aerobe Fitness. Jüngste Studien belegen zudem, dass VO₂max auch ein relevanter Gesundheitsindikator ist.

Die Rolle von Sauerstoff im Energiestoffwechsel

Der Energiestoffwechsel im menschlichen Körper lässt sich in drei Hauptsysteme unterteilen:

1. ATP-PCr-System (Phosphagensystem)
2. Glykolyse
3. Mitochondrialer aerober Stoffwechsel (oxidative Phosphorylierung usw.)

Beim Trainingsbeginn werden diese Systeme der Reihe nach aktiviert. In den ersten 20 Sekunden dominiert das ATP-PCr-System, danach übernimmt bis zu zwei Minuten die Glykolyse, und bei längerer Belastung wird vorwiegend Energie über die Mitochondrien bereitgestellt.

Wenn ausreichend Sauerstoff zur Verfügung steht und die Belastung länger als zwei Minuten andauert, erfolgt die Hauptenergiegewinnung über die Mitochondrien. Der Sauerstoff gelangt über die Lunge ins Blut, wird an das Hämoglobin in den roten Blutkörperchen gebunden und zur Muskulatur transportiert. In den Muskelzellen wird er an Myoglobin weitergegeben und zu den Mitochondrien geleitet, wo über die Atmungskette (ETC) ATP produziert wird.

Für eine effiziente Energiebereitstellung in den Mitochondrien ist eine schnelle und effektive Sauerstoffversorgung entscheidend. Da dabei Lunge, Kreislauf und Muskulatur beteiligt sind, beeinflussen Lungenfunktion, Herzleistung und muskuläre Eigenschaften maßgeblich die VO₂max. Wer diese Faktoren versteht, kann seine VO₂max gezielt verbessern.

Physiologische Einflussfaktoren auf VO₂max

Zahlreiche physiologische Faktoren beeinflussen VO₂max. Bassett und Howley unterteilen sie in zentrale (Kreislauf- und Atmungssystem) und periphere (Muskulatur) Komponenten.

• Herzzeitvolumen: Ein höheres Herzzeitvolumen bedeutet mehr Sauerstofftransport zur Muskulatur.
• Sauerstofftransportkapazität: Höhere Hämoglobinkonzentrationen verbessern die Sauerstoffsättigung und damit die Versorgung der Muskulatur.
• Atemfrequenz: Eine gesteigerte Atemfrequenz erhöht die Sauerstoffaufnahme.
• Muskel-Sauerstoffnutzung: Effiziente Mitochondrien absorbieren und verwerten Sauerstoff besser. Dies hängt von der Dichte der Mitochondrien und der Enzymaktivität ab.

Da all diese Faktoren VO₂max beeinflussen, wirken sich alle Variablen, die sie verändern, ebenfalls auf VO₂max aus.

Weitere Einflussfaktoren auf VO₂max

1. Genetik
   Studien zufolge ist VO₂max zu 30–60 % genetisch bedingt. Vererbbare Merkmale wie Herz-Kreislauf-Funktion, Muskelfasertyp und mitochondrialer Stoffwechsel spielen eine grosse Rolle – insbesondere bei Spitzensportler:innen.

2. Training
   VO₂max lässt sich durch Training um bis zu 25 % steigern. Regelmässiges Ausdauertraining verbessert die Herz-Kreislauf-Leistung, erhöht die Kapillardichte und aktiviert mitochondriale Enzyme. Besonders effektiv ist hochintensives Intervalltraining (HIIT).

3. Geschlecht und Alter

   • Geschlecht: Männer weisen durchschnittlich rund 10 % höhere VO₂max-Werte auf – bedingt durch Unterschiede in Körperzusammensetzung, Muskelmasse, Hämoglobinkonzentration und Hormonstatus.
   • Alter: Nach dem 30. Lebensjahr sinkt VO₂max jährlich um ca. 1 %. Ein aktiver Lebensstil kann diesen Rückgang jedoch verlangsamen.

4. Körpergewicht und -zusammensetzung

   • Körpergewicht: Da VO₂max in ml/kg/min angegeben wird, verringert sich der Wert bei höherem Gewicht.
   • Körperzusammensetzung: Ein höherer Körperfettanteil reduziert VO₂max, während mehr Muskelmasse – aufgrund höherer mitochondrialer Dichte – zu einer besseren Sauerstoffverwertung führt.

5. Umweltfaktoren

   • Höhenlage: In grosser Höhe sinkt der Sauerstoffpartialdruck, was die arterielle Sauerstoffsättigung verringert – und damit auch VO₂max. Nach Akklimatisierung kann es jedoch zu Anpassungen wie erhöhter Erythrozytenbildung kommen.
   • Temperatur und Luftfeuchtigkeit: Hitze und hohe Luftfeuchtigkeit belasten das Herz-Kreislauf-System zusätzlich, was die VO₂max vorübergehend senken kann.

Fazit

VO₂max ist ein zentraler Indikator für die Fähigkeit des Körpers, Sauerstoff aufzunehmen und zu verwerten – also für die gesamte aerobe Kapazität. Da Sauerstoff für die Energiegewinnung unerlässlich ist, beeinflussen alle Faktoren, die die Sauerstoffaufnahme, den Transport und die Nutzung betreffen, auch die VO₂max. Während genetische Faktoren bei Spitzensportler:innen dominieren, können Freizeitaktive ihre VO₂max durch Training deutlich verbessern. Regelmässige VO₂max-Tests liefern wertvolle Informationen zum aktuellen Fitnesslevel und helfen bei der Trainingsplanung.

Quellen

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