NAS Arbeitsgemeinschaft e.V

Einfluss körperlichen Trainings auf den Organismus

Die Adaptation ist das Grundphänomen der Lebensfunktionen. Im Bereich des Sports umfasst Adaptation den aktuellen Umstellungszustand auf die Belastung und die im Ergebnis der ständigen Umstellungen eintretenden Anpassung von Organen und Systemen. Nicht jede Belastung führt im Organismus zur Anpassung. Die Mehrzahl der Alltagsbelastungen oder gelegentliches sportliches Üben werden mit der Regelbreite der Funktionssysteme und dem möglichen Beanspruchungszustand der Organe abgesichert. Erst wiederholte und reizwirksame Belastungen lösen im Organismus Anpassungsprozesse aus. Voraussetzung ist, dass der Gleichgewichtszustand (Homöostase) der Organe und Systeme regelmäßig gestört wird. Das sportliche Training gehört zu den Störgrößen, die bei längerer Einwirkung die Arbeitsbereiche der Systeme verschieben. Beim Herz‑Kreislauf‑System lassen sich die Arbeitsbereiche anhand der Herzfrequenzregulation überschaubar erfassen. Untrainierte haben einen Regulationsbereich der Herzfrequenz (Hf) von 70‑200 Schl./Minute. Bestimmte Trainingsformen führen zur Verschiebung der Arbeitsbereiche in Ruhe und bei Belastung.

Für die Anpassung an Ausdauertraining ist typisch, dass der Hf-Arbeitsbereich zu niedrigeren Frequenzen verlagert wird, so dass dann ein Regulationsbereich von durchschnittlich 40‑190 Schl/Minute resultiert. Hingegen wird bei intensivem Kurzzeittraining, Verbunden mit mit starken Stresskomponenten, der Hf-Arbeitsbereich nach oben verlagert. Der Regulationsbereich der Hf bewegt sich dann zwischen 60 und 210 Schl./Minute. Beim Einwirken wiederholter Störbelastungen ist der Organismus bestrebt, den Aufwand zur Belastungsbewältigung zu senken. Dies geschieht in der Senkung des Energieverbrauches, in der Veränderung der Regel ­und Steuerprozesse auf zentral‑nervaler und neuromuskulärer Ebene, in der Erweiterung seiner Kapazitäten, in der Optimierung des Zusammenwirkens von Systemen u.a.. Im Endeffekt wird der Störbereich mit geringerem biologischem Aufwand bewältigt. Der Obergang von den Umstellungsregulationen zur Anpassung geschieht schrittweise und vollzieht sich in einem längeren deutlichen Prozess.

Der zeitliche Ablauf der Anpassung in konditionell beanspruchenden Sportarten geschieht wie folgt:

Stufe I ‑ Veränderung des motorischen Ansteuergungsprogramms der beanspruchten

Stufe II ‑ Vergrößerung der Kapazität der Energiespeicher und der muskulären Proteine.

Stufe III ‑ Optimierung der neuro‑muskulären Regulation mit den neu gebildeten Strukturen im Muskel.

Stufe IV ‑ Abstimmung und Koordination der Hierarchie der Systeme.

Die Anpassungsfähigkeit an Trainingsreize wird als Adaptabilität bezeichnet. Sie wird oft in der Trainingspraxis mit Belastbarkeit gleichgesetzt. In ihr äußern sich sowohl erbliche Voraussetzungen für die Leistungsentwicklung, als auch deren praktische Nutzung durch ein Trainingssystem. Die Anpassung vollzieht sich innerhalb der Grenzen der individuellen Adaptibilität und ist somit Ausdruck der epigenitischen Regulationsabläufe im Organismus, die durch die Wirksamkeit der Trainingsreize erschlossen werden. In vielen Sportarten kann man heute nur noch Olympiasieger werden, wenn das Training 20 bis 40 Stunden/Woche beträgt. Vor 60 Jahren genügten hierfür nur 10% dieses Aufwands. Das Erschließen der menschlichen Anpassungsreserven erfolgte mit einem immer größer werdenden Zeitaufwand. Erbanlagen sind allein noch keine Garantie für Spitzenleistungen, wenn sie nicht durch das gesellschaftliche Umfeld gefördert werden und ein starker Wille zum Leistungstraining besteht.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass Trainingsbelastung im Organismus eine Funktionsumstellung auslöst. Die durch einmalige oder sporadische Belastungen hervorgerufene Funktionsumstellung wird mit dem gegebenen Regulationsbereich der Systeme bewältigt und entspricht noch nicht der Anpassung. Erst regelmäßiger und über einen Zeitraum von 4‑6 Wochen auf den Organismus einwirkende überschwellige Reize führen zur strukturellen und funktionellen Anpassung. Anpassung infolge sportlichen Trainings äußert sich im Strukturumbau der Muskulatur mit adäquaten funktionellen Veränderungen und Koordinierung der Systemfunktionen auf einem höheren Arbeitsniveau. Bleibt der Reiz in der gewohnten Stärke aus, so kommt es zur Deadaptation mit Leistungsrückgang.

Die Belastbarkeit von Kindern und Jugendlichen durch regelmäßiges sportliches Training steht in engem Zusammenhang mit ihrer biologischen Entwicklung. In Sportgruppen orientieren sich die Trainer bei der Vorgabe des Belastungsmaßes meistens nach den akzelerierten Kindern, weil diese aufgrund ihres körperbaulichen Entwicklungsvorsprunges die Leistungsstärksten sind. Diese Belastungsdosierung kann zur Folge haben, dass die Normal- oder Spätentwickler überbelastet werden. Retrospektive Auswertungen im Leistungssport ergaben, dass die einseitige Orientierung akzelerierter Kinder in den jeweiligen Sportarten für die spätere Leistungsentwicklung keine Vorteile bringt. Die weltbesten Athleten erwiesen sich in der Mehrzahl als biologische Normal- oder Spätentwickler. Deshalb besteht eine wesentliche Aufgabe des Sportarztes darin, dabei mitzuhelfen, wie in Abhängigkeit von der biologischen Entwicklung die Trainingsbelastung zu gestalten ist.

Eine kritische Situation entsteht bei Wachstumsschüben, wenn das Körperlängenwachstum über 4 cm/Jahr beträgt. Hierbei kommt es zu Koordinationsstörungen infolge der verlängerten Hebelverhältnisse der Extremitäten. Beim leistungssportlichen Training der Kinder und Jugendlichen werden bei plötzlichem Längenwachstum erlernte Übungsprogramme gestört. Das betrifft Turnen, Eiskunstlauf, Sprung‑ und Wurfdisziplinen der Leichtathletik, Sportspielarten u.a.. Diese wachstumsbedingten Leistungsinstabilitäten oder Leistungsverminderungen dürfen nicht zu voreiligen Entscheidungen über die Leistungsperspektive führen. Beim regelmäßigen sportlichen Training im Kindes‑ und Jugendalter kommt es zu gesicherten Anpassungen in Organen und Funktionssystemen. Unabhängig davon sind beim Training der Fähigkeiten Ausdauer, Schnelligkeit und Kraft einige Besonderheiten aus sportmedizinischer Sicht zu beachten.

Bei der Entwicklung der Ausdauerfähigkeit werden in einseitiger Auslegung physiologischer Phänomene oft Fehler gemacht. Abgeleitet von der Beobachtung, dass Kinder zu enormen Ausdauerleistungen in der Lage sind (z. B. Marathonläufe), würde das Ausdauertraining frühzeitig und überproportional gesteigert. Die Anpassung an das Ausdauertraining im Kindesalter ist belegt. Aus leistungsphysiologischer Sicht ist bedeutsam zu registrieren, dass die Anpassung an das Ausdauertraining nicht speicherbar ist. Das Training der Ausdauerleistungsfähigkeit ist immer mit einem nahe stehenden Leistungsziel zu verbinden und kann nicht auf lange Sicht auf Vorrat trainiert werden. Im Kindesalter bringt das vorgezogene hohe Ausdauertraining keine Vorteile für die spätere Leistungsentwicklung, zumal das Höchstleistungsalter in den meisten Ausdauersportarten bei durchschnittlich 25 Jahren liegt. Aus dieser Aussage ist kein Verbot des Ausdauertrainings im Kindes‑ und Jugendalter abzuleiten, sondern nur Eingrenzungen des Sinns dieser Trainingsform und möglicher Zielstellungen. Das Ausdauertraining ist in diesem Altersbereich vielgestaltig und in mehreren Sportarten durchzuführen. Einseitiges Ausdauertraining fördert die Herausbildung des motorischen Stereotyps und birgt die Gefahr von Technikfehlern in sich. Deshalb ist in dem Techniktraining in den Sportarten, wie z. B. Schwimmen, Laufen, Radfahren u.a., eine bestimmte Vorrangigkeit vor dem überbetonten Konditionstraining einzuräumen.

Das Training der Fähigkeit Schnelligkeit im Kindes‑ und Jugendalter ist für jede Sportart nützlich und soll sehr zeitig beginnen. Die Ausbildungsmöglichkeit der Schnelligkeit ist stark von genetischen Voraussetzungen abhängig. Die Muskelfaserzusammensetzung, wie hohe Anteile von FT‑Fasern, beeinflusst die Ausprägung der sportartspezifischen Schnelligkeit sehr. Trotzdem sollte mit dem Training der sportartspezifischen Schnelligkeit früh begonnen werden, weil diese auf der Verbesserung der Bewegungskoordination und Optimierung neuro‑muskulärer Programme beruht. Schnelligkeitstraining ist motorisches Lerntraining, welches zwischen dem 8. Und 12. Lebensjahr am nachhaltigsten wirkt. Die Schnelligkeit äußert sich nicht nur in der Logomotorik, d. h. schnelle Ortsveränderung. Wesentlicher sind komplexe sportartspezifische Bewegungsabläufe, wie Würfe, Sprünge, Spiele oder Übungen mit hohem Schwierigkeitsgrad. Sie bilden die Grundlage für eine saubere Sporttechnik. Die ausgebildete sportartspezifische Schnelligkeit kann z. Z. beschleunigten Körperhöhenwachstums beeinträchtigt werden. Durch vielseitiges  allgemeinathletisches Training in der Wachstumsphase können die Störungen in der Schnelligkeitsmotorik überwunden werden.

Das Krafttraining ist im Kindes‑ und Jugendalter umstritten. Aus leistungsphysiologischer Sicht kann auch im Kindes‑ und Jugendalter die Fähigkeit Kraft trainiert werden, nur sind hier Besonderheiten zu beachten. Auf keinen Fall sind Vorstellungen und Handhabungen des Krafttrainings im Erwachsenenalter auf das Kind oder den Jugendlichen übertragbar. Die Gründe hierfür liegen in der fehlenden Testestoronbildung im vorpuberalen Alter und in der mechanischen Instabilität des wachsenden Knochens. Das Krafttraining muss ohne zusätzliche Lastauflagung erfolgen, d. h., es darf nur die eigene Masse oder Teilkörpermasse beschleunigt oder gehoben werden. Lastenaufladendes Krafttraining zeigt vor der Pubertät eine Wirkung auf die Muskulatur, weil das anabol wirkende Hormon Testesteron fehlt. Das Heben hoher Lasten gefährdet den wachsenden Knochen, besonders die Wachstumszonen in den Grund‑ und Deckplatten der Wirbelkörper und Epiphysenfugen der langen Röhrenknochen. Der wachsende Knochen ist mechanisch vermindert belastbar. Wird diese physiologische Begrenzung der Belastbarkeit sportpraktisch mißachtet, so kann es zu verlangsamtem Körperhöhenwachstum und Knochenaufbaustörungen kommen. Folgen sind Häufungen von aseptischen Knochennekrosen, die für längere Zeit zum Sportverbot führen. Negativbeispiele sind vor allem im Kunstturnen bekannt geworden.

Mit zunehmendem Alter nimmt die körperliche und sportliche Aktivität der Menschen ab. Einflussfaktoren sind Beruf, Erkrankungen, Familie, fehlende Motivation u.a.. Immer mehr setzt sich die Erkenntnis durch, dass die muskuläre Unterforderung neben Befindensstörungen die Ausbildung von Risikofaktoren fördert. Für die Gesundheitsprävention hat der Sport im mittleren und höheren Alter eine wesentliche Bedeutung. Sie ist neben den therapeutischen und medikamentösen Strategien die wichtigste nicht medikamentöse Alternative. In zahlreichen Untersuchungen wurde belegt, dass bis ins hohe Alter Adaptationen möglich sind. Selbst 80‑jährige zeigen noch Anpassung an Training. Von den kondentionellen Fähigkeiten Kraft, Schnelligkeit, Ausdauer und Koordination hat die Ausdauer im Alterssport die zentrale Bedeutung. Das ausdauerorientierte Training führt zur Anhebung der Muskelkraft (Kraftausdauer), zur Erhöhung der Sauerstofftransportkapazität, zur Ökonomisierung der Herz‑ Kreislauf‑Funktion, zur Verbesserung der Stoffwechselregulation u.a.. Nicht unwesentlich ist die Zunahme der Hirndurchblutung durch Sport, und damit verbunden ein Ansteigen von Vitalität und geistiger Aktivität. Nicht alle Sportarten eignen sich für den älteren Menschen. Es sind jene mit hohen koordinativen Anforderungen und Reaktionsschnelligkeit sowie mit Pressdruckmomente. Demnach sind Gewichtsheben, Sprungbelastungen und bestimmte Ballspiele u.a. für Ältere nicht geeignet. Die Ausdauersportarten zählen mit zunehmendem Alter zu den bevorzugten Sportarten im Freizeitbestreben Gesundheitssport. Falls die Motivation für das regelmäßige Training erreicht wird, gibt es bemerkenswerte Leistungsentwicklungen. So können 60‑jährige durch Training das physiologische Leistungsniveau von 30‑jährigen erreichen. In der Regel wird der Alterssport auf ein Training im aeroben Stoffwechselbereich orientiert. Das Training soll prinzipiell länger und mit niedriger Intensität gestaltet werden. Für Wiederbeginner und Alterssportler sollten von den Ausdauersportarten das Wandern, Gehen, Laufen, Radfahren, Schwimmen, Rudern, Paddeln und der Skilanglauf besonders empfohlen werden.

Die Sporttherapie ist eine Form des sportlichen Trainings, welche zur Unterstützung von

Heilbehandlungen nutzbar ist. Die Sporttherapie sichert das Erreichen der körperlichen

Alltagsanforderungen und motorischen Selbständigkeit. Das bewerte Modell in der

Sporttherapie sind die ambulanten Herzgruppen. Gruppentraining ist vorteilhafter als Einzeltraining.

Die Selbststeuerung der vom Arzt vorgegebenen Beiastungsintensität ist über die Herzfrequenz problemlos möglich.

Die koronare Herzkrankheit (KHK) ist mit ihren Komplikationen (Herzinfarkt) mit Abstand die häufigste Ursache der Todesfälle in den Industrieländern. Zu den Faktoren, die das Risiko der Entstehung der KHK erhöhen, gehören Rauchen, Bewegungsarmut, Fettstoffwechselstörung, Übergewicht, Hypertonie, Stress u.a.. Wenn mehrere Faktoren zusammenwirken, steigt das Risiko der koronaren Herzkrankheit. Wirksame Präventionsmaßnahmen sind regelmäßige körperliche, sportliche Belastung, Optimierung der Nahrungsaufnahme entsprechend dem Bedarf sowie Energiemehrverbrauch durch Bewegung. Der Energieverbrauch muss 3000 bis 4000 Kkal/Woche betragen, wenn das KHK-­Risiko um 50% gesenkt werden soll. Als wirksamste sportliche Betätigung haben sich die Ausdauersportarten Schwimmen, Radfahren, Laufen und Skilanglauf erwiesen.

Regelmäßige und zu reichliche Nahrungsaufnahme, verbunden mit Bewegungsarmut, führt allmählich zum Übergewicht. Besteht eine bestimmte Anlage und überschreitet der Körperfettgehalt 23% bei Männern und 31% bei Frauen, dann liegt eine Fettsucht (Adipositas) vor. Bei Übergewicht und Adipositas sind Diätmaßnahmen allein wenig wirksam. Wird die Nahrungsrestriktion mit sportlicher Aktivität gekoppelt, dann stellen sich die günstigsten Ergebnisse bei der Körpermassenreduktion ein. Die Ausdauersportarten sind für die Gewichtsabnahme am wirksamsten. Zu beginnen ist anfangs mit kürzeren Belastungen des Herz‑Kreislauf‑Systems und nach Stabilisierung mit dem Stoffwechseltraining, weiches längere Belastungen erfordert. Die Energieaufnahme ist auf 800 bis 1500 Kcal pro Tag zu vermindern, wenn eine echte Massenabnahme angestrebt wird.

Die Hypertonie ist die häufigste chronische Erkrankung des Herz‑Kreislauf‑Systems, sie begünstigt die Entwicklung der koronaren Herzkrankheit. Neben den zur Hypertoniebehandlung erforderlichen Medikamenten hat die Sporttherapie eine große praktische Bedeutung. Durch regelmäßiges ausdauerorientiertes Training sind Abnahmen des systolischen Blutdrucks von 10 bis 20 mmHg möglich. Im Rahmen der Sporttherapie sind 2‑3 Stunden Ausdauertraining pro Woche erforderlich.

Der insulinpflichtige Diabetes mellitus Typ I und der nichtinsulinpflichtige Diabetes mellitus Typ II sind häufige Kohlenhydrattoleranzstörungen und Erkrankungen in Industrieländern. Bewegungsarmut, Oberernährung und Stress sind die hauptsächlich begünstigenden Faktoren der Entstehung des Typ II‑Diabetes, an dem die Mehrzahl der Diabetiker leiden.

Die drei Säulen der Diabetesbehandlung sind sportliches Training, Medikamente (Insulin oder blutzuckersenkende Präparate) und Diät. Der Typ II‑Diabetes kann meist allein mit Ausdauersport und Diät erfolgreich behandelt werden. Von den Belastungsformen ist den ausdauerorientierten Sportarten der Vorzug zu geben. Diabetes mellitus ist keine Kontraindikation für Leistungssport. Zur Behandlung von hypoglykämischen Fehlregulationen während sportlicher Belastung hat der Diabetiker stets ein Stück Zucker mitzuführen.

Hyper‑ und Fehlernährung bei Bewegungsarmut führen zu Hyperlipoproterinämie. Leitsymptome sind erhöhte Konzentrationen von Cholesterin, Triglyceriden und Lipoproteine niedriger Dichte (LDL) sowie erniedrigte Konzentrationen der Lipoproteine hoher Dichte (HDL). Die Fettstoffwechselstörungen sind eindeutig mit Ausdauerbelastungen günstig zu beeinflussen. Kennzeichen der Wirksamkeit des Trainings ist ein Anstieg des HDL. Hierzu ist eine Mindestbelastung von 2 Stunden/Woche (z. B. 20 km Lauf) notwendig. Erst Ausdauerbelastungen über 60 Minuten Dauer erhöhen die Aktivität fettabbauender Enzyme. Die Wirkung des Ausdauertrainings auf den Fettstoffwechsel wird durch Verminderung der Energieaufnahme begünstigt.

Die arterielle Durchblutungsstörung bei unterschiedlichen Erkrankungen führen zur Abnahme der Sauerstoff‑ und Energieversorgung der Muskulatur. Dadurch wird die Gehleistung stark begrenzt. Die Belastung wird durch den starken Schmerz in der Beinmuskulatur abgebrochen. Die Sport‑ und Bewegungstherapie hat als Unterstützung der Behandlung der arteriellen Durchblutungsstörung eine zentrale Bedeutung. Durch Gehtraining lernt der Patient, den Schmerzpunkt zu verschieben und seine Laufleistung zu verändern. Die arteriosklerotischen Prozesse werden durch Gehtraining nicht beseitigt, es verbessern sich aber die Fließeigenschaften des Blutes. Zur Verbesserung der Blutfluidiät durch Training sind Dauerbelastungen über 60 Minuten mit niedriger Intensität geeignet. Wird eine längere schmerzfreie Gehbelastung erreicht, so kann die Belastung durch längeres Laufen (Joggen) oder Radfahren weiter erhöht werden.

Prof. Dr. med. L. Lampe