Seit Jahrzehnten nutzen Spitzensportler hochintensive Intervall-/intermittierende Trainingsmethoden, um ihre sportliche Leistung zu verbessern. Eine der effektivsten Trainingsmethoden, das sogenannte „Tabata Training“, wird hier aus energetischer Sicht des Trainings beleuchtet. Die bisherige Forschung, die das Stoffwechselprofil und die Auswirkungen des Tabata Trainings beschreibt, wird zusammen mit einigen historischen Anekdoten zusammengefasst.
Intervaltraining wird seit Jahrzehnten von Spitzensportlern angewendet, die ihre sportliche Leistung steigern wollen. Die Methode des Fartlek-Trainings wurde in den 1930er Jahren vom schwedischen Trainer Gösta Holmér erfunden. Auch Dr. Woldemar Gerschler formalisierte in den 1930er Jahren in Deutschland ein strukturiertes System des Intervalltrainings. Popularität erlangte das Intervalltraining durch den tschechischen Läufer Emil Zátopek, der 1952 bei den Olympischen Spielen in Helsinki Goldmedaillen über 5000 m, 10.000 m sowie im Marathon gewann.
Intervalltraining selbst ist also nicht neu und wurde in den 1970er Jahren intensiv erforscht. Die Auswirkungen von hochintensivem Intervalltraining (HIIT) auf das aerobe Energiesystem des menschlichen Körpers wurden von Edward Fox eingehend untersucht. Er zeigte, dass die Verbesserung der maximalen Sauerstoffaufnahme (VO2max) nach hochintensivem Intervalltraining linear mit dem Sauerstoffbedarf (ausgedrückt als % VO2max) des hochintensiven Intervalltrainings zusammenhängt. Dies deutet darauf hin, dass die Trainingsintensität ein Schlüsselfaktor für die Verbesserung der maximalen aeroben Leistung des Körpers nach HIIT ist. Darüber hinaus zeigte Fox, dass die Verbesserung der VO2max nach hochintensivem Intervalltraining, das zweimal pro Woche durchgeführt wird, nicht anders ist als bei einem Training mit diesem Schema viermal pro Woche. Da dreimal pro Woche die empfohlene Trainingshäufigkeit ist, um die VO2max durch herkömmliches Training moderater Intensität zu verbessern, ist es offensichtlich, dass hochintensives Intervalltraining ein starker Stimulus zur Steigerung der maximalen aeroben Leistungsfähigkeit ist. Daher werden hochintensive Übungen und Trainings von Spitzensportlern eingesetzt, um ihre sportliche Leistung zu verbessern, da solche hochintensiven Übungen nachweislich das aerobe Energiesystem stark beanspruchen, was zu einer erhöhten maximalen Sauerstoffaufnahme führt, die der zuverlässigste Faktor für Ausdauer ist. Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie unter tabata training.
Neue und wichtige Informationen über hochintensives Intervalltraining wurden 1980 verfügbar – nämlich das anaerobe Profil des hochintensiven Intervalltrainings. Vor den 1980er Jahren fehlte es an einer Quantifizierung der anaeroben Energie während hochintensiver Belastung, als der verstorbene Lars Hermansen eine Methode vorschlug, um die anaerobe Energiefreisetzung mithilfe des akkumulierten Sauerstoffdefizits zu quantifizieren, das 1920 erstmals von Krogh und Lindhard eingeführt wurde. Die anaerobe Energiefreisetzung (ein weiterer Aspekt der Energieversorgung zur Resynthese des während der Belastung, insbesondere bei maximaler bis supramaximaler Intensität, verbrauchten Adenosintriphosphats (ATP)) war zuvor nicht quantifiziert worden. Das „akkumulierte Sauerstoffdefizit“ ist definiert als die Differenz zwischen dem akkumulierten Sauerstoffbedarf und der während der Belastung gemessenen akkumulierten Sauerstoffaufnahme. Dieses Prinzip wurde weiter verwendet, um das akkumulierte Sauerstoffdefizit während eines hochintensiven intermittierenden Trainings durch den Erstautor der ursprünglichen Arbeit von 1996, die das Tabata Training beschreibt (Izumi Tabata), zu schätzen, der am Institut für Muskelphysiologie in Oslo, Norwegen, unter der Aufsicht von Dr. Hermansen studiert und das Prinzip direkt von ihm gelernt hatte.
Terminologie des Tabata Trainings
Bevor diese Übersicht betrachtet wird, sollte die Terminologie bezüglich Tabata Training und hochintensivem Intervall-/intermittierendem Training festgelegt werden. Tabata Training ist definiert als Training mit einer Intensität, die Probanden während des 7. oder 8. Satzes von 20-sekündigen Fahrradübungen mit einer 10-sekündigen Pause zwischen den Übungseinheiten erschöpft. Dieses Training wurde ursprünglich für das Fahrradfahren entwickelt. Bezüglich ähnlicher Protokolle, die andere Übungsarten wie Laufen und verschiedene Übungen mit dem eigenen Körpergewicht (z. B. Burpees und Kniebeugensprünge) verwenden, sind die veröffentlichten Nachweise ihrer Stoffwechselprofile und Auswirkungen auf sowohl VO2max als auch das maximale akkumulierte Sauerstoffdefizit (MAOD) unzureichend. In dieser Übersicht konzentrieren wir uns daher auf das Tabata Training, definiert als Fahrradtraining mit einer Intensität, die Probanden während sieben oder acht Sätzen von 20-sekündigen Fahrradübungen mit einer 10-sekündigen Pause zwischen den Einheiten erschöpft.
Mehr als 20 Jahre nach der Veröffentlichung der Originalstudie wurde die Trainingsintensität nicht ausreichend betont; es wurde nur das Trainingsverfahren hervorgehoben, insbesondere bei Freizeitsportlern. Zum Beispiel ist zu erwarten, dass die Befolgung eines solchen Protokolls (acht Sätze einer 20-sekündigen Übung mit einer 10-sekündigen Pause zwischen den Übungseinheiten) unter Verwendung von Gehen als Übung zu keiner Verbesserung der VO2max führt. Nur ein Training, das das Protokoll mit einer Übungsintensität anwendet, die den Probanden nach 7–8 Sätzen der 20-sekündigen Übung mit einer 10-sekündigen Pause zwischen den Übungseinheiten erschöpft (d.h. Tabata Training), erhöht sowohl die VO2max als auch die MAOD in dem Maße, das durch die ursprüngliche Untersuchung berichtet wurde.
Solche Zunahmen in den beiden energiefreisetzenden Systemen (d.h. den aeroben und anaeroben Energiefreisetzungssystemen) können nicht durch Gehen erreicht werden, dessen Trainingsintensität im Tabata-Protokoll auf < 30 % VO2 geschätzt wird. Daher sollte der Begriff „Tabata Training“, der nicht nur das Verfahren, sondern auch die Übungsintensität hervorhebt, die den Probanden nach 7–8 Sätzen der 20-sekündigen Übung mit einer 10-sekündigen Pause zwischen den Übungseinheiten erschöpft, für den Namen des Trainings verwendet werden, und dieser Begriff wird im Folgenden in dieser Übersicht verwendet.
Intervall oder Intermittierend?
Bei einer populären Methode des Intervalltrainings übt eine Person mit geringer Intensität zwischen hochintensiven Übungseinheiten. Im Gegensatz dazu unterbrechen Sportler beim intermittierenden Training (einschließlich Tabata Training) die Übung vollständig und ruhen sich eine Weile aus. Training, das eine solche „vollständige Stopp“-Phase beinhaltet, wird daher als „intermittierendes“ Training bezeichnet. Intermittierendes Training und Intervalltraining unterscheiden sich somit erheblich, und es ist wichtig zu beachten, dass Tabata Training eine intermittierende Trainingsmethode ist.
HIIT, SIT, oder?
Tabata Training wurde als eine der hochintensiven „Intervall- oder Intermittierenden“ Trainingsmethoden (HIIT) betrachtet, die sich hinsichtlich der Merkmale des Trainings erheblich unterschieden haben, d.h. in Bezug auf Übungsmodus, Intensität und Dauer von Übung und Erholung. Weston et al. definierten HIIT als „nahezu maximale“ (mit anderen Worten, „submaximale“) Anstrengung, die im Allgemeinen mit einer Intensität ausgeführt wird, die > 80 % (oft 85–95 %) der maximalen Herzfrequenz hervorruft. Thompson schlug eine breitere Definition von HIIT vor, bei der HIIT typischerweise kurze Ausbrüche hochintensiver Übungen, gefolgt von einer kurzen Ruhe- oder Erholungsphase, beinhaltet und typischerweise < 30 Minuten dauert.
Im Gegensatz dazu ist Sprint-Intervalltraining (SIT) durch Anstrengungen gekennzeichnet, die mit Intensitäten ausgeführt werden, die gleich oder größer sind als das Tempo, das eine VO2peak hervorrufen würde, einschließlich „Alles-raus“- oder „supramaximaler“ Anstrengungen. Das Wort „Sprint“ impliziert, sich so schnell wie möglich von Beginn einer Übung an zu bewegen, mit einem eventuellen Rückgang der Geschwindigkeit und/oder einer Unterbrechung der Übung. Im Gegensatz dazu ist im ursprünglichen und authentischen Tabata-Trainingsprotokoll die Übungsintensität (d.h. 170 % VO2max) von der ersten bis zur letzten Sitzung der Übung konstant. Die Verwendung des Wortes „Sprint“ zur Beschreibung von Tabata-Trainingsübungen ist daher nicht genau.
In der Sportphysiologie wird die Intensität einer spezifischen Übung relativ zur VO2max als „submaximal“, „maximal“ und „supramaximal“ definiert, wenn der Sauerstoffbedarf geringer, gleich oder größer als die VO2max ist. Da der Sauerstoffbedarf für Tabata Training höher als die VO2max ist (d.h. 170 % VO2max), ist das ursprüngliche Tabata Training ein „supramaximales intermittierendes Training“. Hinsichtlich des Verhältnisses von Belastung zu Erholung unterscheidet sich Tabata Training von anderen SITs, da Sloth et al. SIT als ein Protokoll definierten, das eine Dauer der Einheiten von 10–60 s, maximale Intensität, „Alles-raus“, ein Volumen von ≥ 12 Wiederholungen, Erholung von ≥ 5-mal der Dauer der Belastung umfasst, und Gist et al. es als Intensität „Alles-raus“, „supramaximal“, „maximal“ oder „≥ VO2max“ definierten, wobei das SIT-Arbeits-Ruhe-Verhältnis 30 s:4 min (Ruheintervall von 3–5 min) beträgt. Tabata Training ist daher kein SIT im Sinne der klassischen SIT-Terminologie. Tabata Training ist eine originelle und einzigartige Trainingsmethode, die entweder mit dem klassischen, aber vertrauten Begriff „Intervalltraining“ oder dem modernen und „coolen“ Begriff „HIIT“ beschrieben werden kann, der eine Vielzahl von Trainingsmethoden unter Verwendung hochintensiver intermittierender/intervallartiger Übungen umfasst.
Das Stoffwechselprofil des Tabata Trainings
Das Ausdauerprofil der meisten Übungen und Sportarten hängt vermutlich von der Menge der Energieleistung pro Zeiteinheit ab. Da die Energieleistung (d.h. der ATP-Verbrauch/-Resynthese) gleich der Energieversorgung aus den aeroben und anaeroben Energiesystemen des Körpers ist, ist allgemein anerkannt, dass die Steigerung der Funktion der beiden Energiesysteme durch körperliches Training ein optimaler Weg ist, um die Ausdauerleistung zu verbessern. Ausdauertraining erhöht die maximale aerobe Leistung, während Sprinttraining mit sehr kurzen Übungen hoher Intensität die anaerobe Kapazität des Körpers, gemessen als MAOD, erhöht. Für die meisten körperlichen Eigenschaften gilt: Je anspruchsvoller das Training ist, desto größer ist die Verbesserung der Eigenschaft, und es ist daher notwendig, die Energieversorgung sowohl aus den aeroben als auch aus den anaeroben Energiesystemen während der Übung zu messen, um die Wirksamkeit des Trainings zu bewerten. Die aerobe Energiefreisetzung wird durch die Messung der VO2 gut quantifiziert. Durch die Messung der Sauerstoffaufnahme und den Vergleich dieses Wertes mit der VO2max des Probanden kann der Bedarf der Übung/des Trainings an dem aeroben Energiefreisetzungssystem bewertet werden.
Da bei submaximaler Trainingsintensität die Energie aus dem anaeroben Energiesystem nur zu Beginn der Übung bereitgestellt wird, ist der relative Beitrag dieses Systems gering. Im Gegensatz dazu trägt das anaerobe Energiesystem signifikant zum gesamten Energiebedarf bei, mit 35, 53 und 70 % bei erschöpfenden Übungen mit supramaximaler Intensität von 119, 146 und 186 % VO2max. Da die Belastung einer spezifischen Übung auf das aerobe Energiesystem als Training bewertet wird, kann die Belastung auf das anaerobe Energiesystem bewertet werden, indem das akkumulierte Sauerstoffdefizit während einer Übung mit der anaeroben Kapazität (d.h. der MAOD) verglichen wird. Hochintensives intermittierendes Training, das häufig als Trainingsmethode eingesetzt wird, wurde jedoch nicht mit denselben Methoden bewertet, bis wir die Energiefreisetzung aus den aeroben und anaeroben Energiesystemen während zweier verschiedener intermittierender Trainingsprotokolle untersuchten, die von einigen der besten japanischen Eisschnellläufer verwendet werden. Wir analysierten die beiden Trainingsprotokolle aus den folgenden Gründen:
Die beiden Trainingsprotokolle wurden von Kouichi Irisawa eingeführt, der in den 1980er Jahren Cheftrainer des japanischen Eisschnelllaufteams war. Herr Irisawa (der von der Japan Sport Association als Gast an die norwegische Eislauf-Föderation entsandt wurde) und der Erstautor (I. Tabata) der ursprünglichen Untersuchung des Tabata Trainings wohnten 1984 die meiste Zeit im selben Wohnheim der Universität Oslo. Nach seiner Rückkehr nach Japan schloss sich Tabata dem japanischen nationalen Eisschnelllaufteam unter der Leitung von Herrn Irisawa als Fitnesstrainer für die Olympischen Spiele in Albertville im Jahr 1992 an. Nach Diskussionen während des Trainingslagers des Nationalteams 1989 in Maebashi in der Präfektur Gunma in Japan über die Auswahl der besten Trainingsmethode wurden die beiden von Herrn Irisawa entwickelten und von Top-Eisläufern verwendeten Trainingsmethoden in einer Studie verglichen, die in einem Labor des National Institute of Fitness and Sport in Kanoya, im südlichsten Teil Japans, durchgeführt wurde.
Die Studie verglich zwei intermittierende Fahrradergometer-Trainingsprotokolle (IE1 und IE2). Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigten, dass das akkumulierte Sauerstoffdefizit während der erschöpfenden intermittierenden Übung des IE1-Protokolls (Übungsintensität: ca. 170 % VO2max, 7–8 Einheiten von 20-sekündiger Übung mit 10-sekündiger Pause zwischen den Einheiten) der anaeroben Kapazität (d.h. MAOD) entsprach, und somit schien das IE1-Protokoll das anaerobe Energiesystem maximal zu belasten (Abb.(#Fig1)). Darüber hinaus beanspruchte das IE1-Protokoll das Sauerstoffversorgungssystem maximal, da die während des letzten Teils des IE1-Protokolls gemessene Sauerstoffaufnahme nicht von der VO2max der Probanden abwich (Abb.(#Fig2)).
Vergleich des akkumulierten Sauerstoffdefizits während des intermittierenden Trainingsprotokolls IE1 (Tabata Training) und IE2 im Vergleich zur maximalen anaeroben Kapazität (MAOD).
Im Gegensatz dazu schien weder das anaerobe noch das aerobe System während der erschöpfenden intermittierenden Übung des IE2-Protokolls (Übungsintensität: ca. 200 % VO2max, 3–4 Einheiten von 30-sekündiger Übung mit 2-minütiger Pause zwischen den Einheiten) vollständig beansprucht zu werden. Diese Ergebnisse zeigten, dass das IE1-Protokoll zur Verbesserung sowohl des anaeroben als auch des aeroben Energiesystems dem IE2-Protokoll überlegen war. Das IE1-Protokoll wurde auch dahingehend bestätigt, dass es sowohl die aeroben als auch die anaeroben Energiesysteme maximal stimuliert. Da der menschliche Körper nur diese beiden Energiesysteme besitzt, kann das IE1-Protokoll als eines der energetisch effektivsten Trainingsprotokolle zur maximalen Verbesserung beider aeroben und anaeroben Energiesysteme angesehen werden.
Wie oben erwähnt, entstand das IE1-Trainingsprotokoll aus Diskussionen zwischen einem Spitzentrainer, der ein Gespür für die Entwicklung neuer Trainingsmethoden durch Interaktionen mit Athleten hatte, und einem Sportphysiologen, der gut darin war, die Merkmale des Trainings wissenschaftlich zu analysieren. Das Tabata Training war somit ein sowohl klinisch (praktisch) als auch „am Bett“ (auf der Eisbahn oder im Fitnessstudio) initiiertes Training. Nachdem die oben beschriebenen Ergebnisse Herrn Irisawa mitgeteilt worden waren, stellte er die Verwendung des IE2-Protokolls als Teil des Trainingsplans für die Eisläufer ein und konzentrierte sich auf die Anwendung des IE1-Protokolls (d.h. des Tabata Trainings).
Für die Quantifizierung der anaeroben Energie, insbesondere während 0–10 Minuten erschöpfender Übung, deren Intensität über der VO2max liegt, ist eine Schätzung des Sauerstoffbedarfs für eine solche Übung erforderlich. Der Sauerstoffbedarf ist ein Wert (L/min oder ml/kg/min), der den Sauerstoff darstellt, den der Körper für eine bestimmte Übung bei einer bestimmten Intensität benötigt (Abb.(#Fig3)). Bei submaximaler Übungsintensität wird der Sauerstoffbedarf für eine bestimmte Übung als die Sauerstoffaufnahme während der Übung gemessen. Bei einer submaximalen Übungsintensität, deren Sauerstoffaufnahme nicht gemessen wurde, kann der Sauerstoffbedarf durch Interpolation aus dem linearen Zusammenhang zwischen der Übungsintensität (W) (Abb.(#Fig3)) und der gemessenen Sauerstoffaufnahme recht genau geschätzt werden, ähnlich wie beim Laufen (m/min).
Prinzip zur Berechnung des akkumulierten Sauerstoffdefizits bei hochintensivem intermittierendem Training.
Diese Beziehung wurde durch Messung der Sauerstoffaufnahme bei 6–9 verschiedenen Intensitäten von 10-minütigen Übungen hergestellt. Dieses zeitaufwändige Verfahren, das mindestens 3 Testtage benötigt, wurde in skandinavischen Ländern auch zur Messung der VO2max verwendet. Ohne die Etablierung einer linearen Beziehung (r > 0,99) zwischen Sauerstoffaufnahme und Trainingsintensität im submaximalen Bereich kann das Plateau der Sauerstoffaufnahme als Reaktion auf eine erhöhte Trainingsintensität, das das einzige Kriterium für die Messung der maximalen Sauerstoffaufnahme ist, nicht bestätigt werden. Ohne dieses Plateau wird die Messung nicht als VO2max, sondern als VO2-Spitze betrachtet. Die Messung der Sauerstoffaufnahme bei zehn verschiedenen Intensitäten von 4-minütigen Übungen könnte verwendet werden, um die Beziehung zwischen Sauerstoffaufnahme und Arbeitsleistung auf submaximalem Niveau herzustellen. Da die Arbeitsleistung beim Schwimmen theoretisch mit [Schwimmgeschwindigkeit (m/s)3] zusammenhängt, wird eine lineare Beziehung zwischen Trainingsintensität und Sauerstoffaufnahme durch die Beziehung zwischen Trainingsintensität [Schwimmgeschwindigkeit (m/s)3] und Sauerstoffaufnahme hergestellt.
Im Gegensatz zur submaximalen Belastungsintensität kann die Sauerstoffaufnahme einer supramaximalen Belastungsintensität nicht gemessen werden; wenn die Sauerstoffaufnahme bei solch hoher Intensität höher ist als die VO2max, ist es die VO2max des Probanden. Daher wird zur Angabe der Intensität einer supramaximalen Belastungsintensität relativ zur VO2max, ähnlich der Belastungsintensität von 170 % VO2max für das IE1-Protokoll (Tabata Training), der Sauerstoffbedarf (nicht die Sauerstoffaufnahme) verwendet, und der Sauerstoffbedarf wird durch Extrapolation des linearen Zusammenhangs zwischen Belastungsintensitäten auf submaximalen Niveaus und der gemessenen Sauerstoffaufnahme geschätzt (Abb.(#Fig3)). Zum Beispiel wird der Sauerstoffbedarf von 170 % VO2max für das Radfahren als das 1,70-fache der für das Radfahren gemessenen VO2max berechnet.
Es ist zu beachten, dass zur Schätzung des Sauerstoffbedarfs bei supramaximaler Intensität die Beziehung zwischen Trainingsintensität (der Arbeitsleistung) und der Sauerstoffaufnahme auf submaximalem Niveau, gemessen durch einen inkrementellen Test [z. B. einen gestuften Belastungstest (GXT)], nicht verwendet werden sollte. Die Sauerstoffaufnahme bei einer spezifischen Trainingsintensität, gemessen durch ein inkrementelles Testverfahren, das normalerweise eine identische Zeit (1–2 min) für jede Trainingsintensität vorsieht, repräsentiert nicht unbedingt die Sauerstoffaufnahme oder den Sauerstoffbedarf, der mit der Energie für die Resynthese des während des Trainings bei der spezifischen Intensität verbrauchten ATP ausgeglichen ist. Dies liegt daran, dass die Zeit, die die Sauerstoffaufnahme benötigt, um den Steady State zu erreichen (der als Gleichgewicht von Sauerstoffaufnahme/-bedarf der spezifischen Übung definiert ist), je nach Trainingsintensität unterschiedlich ist. Die Zeit, die die Sauerstoffaufnahme benötigt, um den Steady State des Sauerstoffverbrauchs bei einer höheren Trainingsintensität zu erreichen, ist länger als bei einer niedrigeren Trainingsintensität. Daher wurde in der ursprünglichen Untersuchung der anaeroben Kapazität (MAOD) die Sauerstoffaufnahme während 6–9 10-minütiger Übungen mit konstanter Intensität gemessen, deren Intensität im Bereich von ca. 30 % bis 85 % der VO2max lag.
Die ursprüngliche Untersuchung verwendete einen solch zeitaufwändigen Test aus folgenden Gründen: (1) um die VO2max korrekt zu messen, indem das Plateau festgestellt wurde, und (2) um den Sauerstoffbedarf bei supramaximaler Intensität zur Berechnung des akkumulierten Sauerstoffdefizits korrekt zu schätzen, das als die Differenz zwischen dem gesamten akkumulierten Sauerstoffbedarf (L) [d.h. dem geschätzten Sauerstoffbedarf (L/min) × der Trainingszeit (min)] und der während des Trainings gemessenen akkumulierten Sauerstoffaufnahme (L) definiert ist.
Die Auswirkungen des Tabata Trainings auf die aeroben und anaeroben Energiesysteme des Körpers
Es wurde festgestellt, dass ein sechswöchiges Training mit dem IE1-Protokoll, das später Tabata Training genannt wurde, die MAOD um 28,0 ± 19,4 % (Abb.(#Fig4)) und die VO2max um 15,0 ± 4,7 % (Abb.(#Fig5)) erhöhte. Dieses Training bestand aus viermal pro Woche erschöpfenden IE1-Übungen (7–8 Sätze bis zur Erschöpfung) und einmal pro Woche 30 Minuten kontinuierlicher Übung bei 70 % VO2max sowie vier nachfolgenden, nicht erschöpfenden Sätzen des IE1-Protokolls. Die Ergebnisse dieser Studie deuteten darauf hin, dass dieses hochintensive intermittierende Training ein sehr effektives Mittel zur Verbesserung der sportbezogenen körperlichen Fitness ist. Da dieses Training die VO2max und die MAOD der Probanden während des Trainingszeitraums verbesserte, konnten die trainierenden Probanden mehr als 8 Sätze der 20-sekündigen Übung mit der ursprünglich vorgeschriebenen Intensität für das Training fahren. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Intensität (d.h. die Arbeitsleistung beim Radfahren) um 11 Watt erhöht, sodass die Übung die Probanden innerhalb von 7–8 Sätzen der 20-sekündigen Übung erschöpfte. Wichtig ist, dass während dieses Trainingszeitraums die Übungsintensität, die den Probanden innerhalb von 7–8 Sätzen der 20-sekündigen Übung erschöpft, während des gesamten Trainingszeitraums vorgeschrieben werden sollte.
Auswirkungen von Ausdauertraining (ET) und intermittierendem Training (IT; Tabata Training) auf die maximale akkumulierte Sauerstoffschuld (MAOD).
Es ist bekannt, dass es eine Ortsvpezifität des Trainings und seiner Auswirkungen gibt. Als Beispiel für die Ortsvpezifität wird die Funktion der Unterschenkelmuskulatur nur durch Übungen mit den Unterschenkeln, z. B. Kniebeugen, verbessert. Es sind keine Auswirkungen auf die Funktion der Armmuskulatur zu erwarten. Es gibt auch eine Spezifität bezüglich der Energiefreisetzungssysteme. Anaerobes Training verbessert die anaerobe Kapazität des Körpers, gemessen als MAOD, während aerobes Training die aerobe Kapazität, gemessen als VO2max, erhöht. Zum Beispiel berichteten Medbø und Burgers, dass Training mit acht Einheiten von 20-sekündigen Laufübungen bei 165 % VO2max mit einer 4,5–5,0-minütigen Pause zwischen den Einheiten die MAOD der Probanden um ca. 10 % erhöhte.
Aerobes Training, bestehend aus 1 Stunde längerem Fahrradtraining bei 70 % VO2max, erhöhte die VO2max ohne Auswirkungen auf die MAOD. Während der letzten Sitzung des IE1-Protokolls erreichte die Sauerstoffaufnahme die VO2max (ein Maß für die aerobe Kapazität), und das akkumulierte Sauerstoffdefizit der Trainingsübung entsprach der MAOD (ein Maß für die anaerobe Kapazität). Die Größe der Auswirkungen spezifischer Trainings auf einen spezifischen Aspekt der Fitness kann davon abhängen, inwieweit das Training die Fitness des Probanden belastet. Da der Mensch nur zwei Energiefreisetzungssysteme besitzt und das IE1-Protokoll beide Systeme maximal beansprucht, kann Training mit dem IE1-Protokoll als eine der ultimativen aeroben und anaeroben Trainingsmethoden angesehen werden. Folglich verbessert Tabata Training gemäß der Systemspezifität des Trainings und seiner Auswirkungen auf die Energiefreisetzung sowohl die VO2max als auch die MAOD.
Da die Intensität des IE1-Protokolls im Vergleich zu anderen Arten sogenannter „aerobischer Übungen“ recht hoch ist, erscheint das Training mit dem IE1-Protokoll wie „anaerobes Training“. Wenn dies so ist und wenn der Effekt entsprechend der Spezifität der Energiefreisetzung erwartet wird, ist nicht zu erwarten, dass Training, das das IE1-Protokoll verwendet, die VO2max verbessert. Die Sauerstoffaufnahme am Ende des Trainings mit dem IE1-Protokoll erreicht jedoch die VO2max. Dieses Ergebnis, d.h. dass die VO2max durch das Training erhöht wurde, kann durch die Spezifität des Trainings und der Trainingseffekte bezüglich der Energiefreisetzung erklärt werden. Man könnte es seltsam finden, dass die Autoren der Studie die Sauerstoffaufnahme während des IE1 gemessen haben, das als anaerobe Übung erscheint. Dies lag einfach daran, dass zur Berechnung des für die Bestimmung der anaeroben Energiefreisetzung des Trainings erforderlichen Sauerstoffdefizitwertes die Sauerstoffaufnahme gemessen werden musste.
Nach der Veröffentlichung dieser beiden Arbeiten wurde das Training mit dem IE1-Protokoll als „Tabata-Protokoll“, „Tabata-Intervalltraining“ oder „Tabata-Stil-Training“ bezeichnet, und diese Begriffe wurden von vielen Menschen verwendet, darunter sowohl sportorientierten Athleten als auch gesundheitsorientierten Nicht-Athleten. Weitere Forschungen zum „Tabata“- oder „Tabata-Stil“-Training wurden dann durchgeführt. Zum Beispiel reproduzierten Foster et al. elegant die Wirkung von 8 Wochen Tabata Training auf das aerobe Energiesystem (18 % Anstieg der VO2max).
Wie von Foster et al. gezeigt, ist die Tabata-Trainingsmethode für gewöhnliche junge Erwachsene recht anspruchsvoll. Die Anwendung dieser Trainingsmethode erfordert (1) eine hohe Motivation von Spitzensportlern, die sowohl ihre aeroben als auch anaeroben Energiesysteme verbessern wollen, und (2) überzeugende Anweisungen an die Athleten von Trainern, die die wissenschaftlichen Erkenntnisse zu dieser Methode vollständig verstehen.
Verschiedene hochintensive intermittierende Trainingsprotokolle
In ihren Bemühungen, eine effizientere Trainingsmethode als das Tabata Training zu entwickeln, verglichen Kouzaki und Tabata mehrere andere hochintensive intermittierende Fahrradergometer-Trainingsprotokolle hinsichtlich der Beanspruchung der aeroben und anaeroben Energiesysteme. Ihre Studie ergab, dass das anspruchsvollste Protokoll das „IDE200“-Protokoll war, das eine Intensität von 200 % VO2max für den ersten und zweiten Satz, 180 % VO2max für den dritten und vierten Satz und 160 % VO2max für den fünften und sechsten Satz von 20-sekündigen Übungseinheiten verwendete, getrennt durch 10-sekündige Pausen. Dies lag daran, dass das Sauerstoffdefizit während des IDE200-Protokolls und die Sauerstoffaufnahme während des letzten Teils des Protokolls nicht signifikant von denen abwichen, die während des IE170-Protokolls (d.h. Tabata Training) beobachtet wurden.
Zusätzlich war die Spitzenlaktatkonzentration nach dem IDE200-Protokoll signifikant höher als die nach dem IE170-Protokoll beobachtete. Die Gründe für den Vergleich des IDE200-Protokolls mit dem Tabata Training (IE170) waren folgende: Selbst bei solch hochintensiven Übungen, die als „anaerobe“ Übungen erscheinen, hängt die Sauerstoffaufnahme während der ersten 20 Sekunden mit dem Sauerstoffbedarf der Übung zusammen, der als %VO2max ausgedrückt wird (Kouzaki und Tabata, unveröffentlichte Beobachtung), und je höher die Geschwindigkeit der aeroben Energiegewinnung zu Beginn der hochintensiven Übung war, desto höher war die Sauerstoffaufnahme während der letzten Phase der Übung.
Zweitens erreicht das während der 30-sekündigen erschöpfenden Übung (200 % VO2max) akkumulierte Sauerstoffdefizit nicht das maximale Sauerstoffdefizit, was darauf hindeutet, dass solch hochintensive Übungen bis zur Erschöpfung die anaerobe Energie nicht maximal beanspruchen. Um eine vollständige Beanspruchung der anaeroben Energiefreisetzung zu gewährleisten, ist eine etwas geringere Intensität erforderlich. Daher betrug die für die letzten beiden Einheiten verwendete Übungsintensität 160 % VO2max, was der Intensität entspricht, die die Probanden nach ca. 1–2 Minuten erschöpft und von der gezeigt wurde, dass sie das anaerobe Energiefreisetzungssystem maximal stimuliert.
Nach einem 8-wöchigen Training mit dem IDE200-Protokoll an 5 Tagen pro Woche stieg die MAOD der Probanden signifikant an (um 32 %), und die VO2max erhöhte sich ebenfalls signifikant (um 14 %).
Ogita et al. berichteten, dass ein hochintensiveres (ca. 250 % VO2max) und kürzeres (fünf 5-sekündige Übungseinheiten mit 10-sekündiger Pause zwischen den Einheiten) intermittierendes Schwimmtrainingsprotokoll, das über 4 Wochen durchgeführt wurde, die MAOD und VO2max der Schwimmer um 22 % bzw. 5 % verbesserte.
Die Auswirkungen von Tabata Training und Krafttraining auf die MAOD
Grundsätzlich ist die MAOD proportional zum Muskelvolumen. Dies liegt daran, dass je größer das Muskelvolumen ist, desto mehr Kreatinphosphat im gesamten Muskel verfügbar ist und desto mehr Laktat akkumuliert; Kreatinphosphat und Laktat sind die Grundlagen der alaktaziden und laktaziden Energiefreisetzung, die jeweils die anaerobe Energiefreisetzung umfassen. Änderungen der MAOD nach Krafttraining, das das Muskelvolumen vergrößert, wurden daher von Hirai und Tabata untersucht. In dieser Studie bestand das Training aus einem hochintensiven intermittierenden Training (IT; in diesem Fall Tabata Training) für 6 Wochen und IT plus Krafttraining (RT) für die folgenden 6 Wochen. Während der IT-Phase trainierten die Probanden 5 Tage pro Woche mit IT. Während der IT + RT-Phase trainierten sie 3 Tage pro Woche mit IT und 3 Tage pro Woche mit RT. Das IT erhöhte die MAOD der Probanden um 17 % (Abb.(#Fig6)). Das RT bestand aus (a) vier Sätzen von 12 Wiederholungen von Kniebeugen und Beinbeugeübungen bei 12 Wiederholungen Maximum (RM) mit 30-sekündiger Pause zwischen jedem Satz und (b) zwei Sätzen von maximalen Einheiten derselben Übung mit einer Last von 90, 80 und 70 % eines RM.
Effekte von intermittierendem Training (IT) und Krafttraining (RT) auf die maximale akkumulierte Sauerstoffschuld (MAOD).
Nach der IT- und RT-Phase wurde die maximale Masse, die die Probanden bei 12 Kniebeugen mit einer Langhantel heben konnten (12 RM), um 108 ± 8 % erhöht. Die IT + RT erhöhte die MAOD-Werte der Probanden weiter, was darauf hindeutet, dass eine Zunahme des Muskelvolumens infolge von Krafttraining wirksam zur Steigerung der MAOD ist. Minahan und Wood berichteten jedoch, dass