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The German Journal of Sports Medicine is directed to translational science and clinical practice of Sports Medicine and its adjacent fields, which investigate the influence of physical activity, exercise, training and sports, as well as a lack of exercise affecting healthy people and patients of all age-groups. It addresses implications for prevention, diagnosis, therapy, rehabilitation and physical training as well as the entire Sports Medicine and research in sports science, physiology and biomechanics.

The Journal is the leading and most widely read German journal in the field of Sports Medicine. Readers are physicians, physiologists and sports scientists as well as physiotherapists, coaches, sport managers, and athletes. The journal offers to the scientific community online open access to its scientific content and online communication platform.

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Fußball & Wissenschaft
ÜBERSICHT
AUSDAUERTRAINING IM FUSSBALL

Ausdauertraining – Dauermethode versus intensive Intervallmethode im Fußball

Endurance Exercise – High Volume vs. High-Intensity Interval Training in Soccer

Bergische Universität Wuppertal – Betriebseinheit Sportwissenschaft

ZUSAMMENFASSUNG

In Anbetracht der teilweise sehr hohen Trainings- und Spieldichte und damit gestiegenen metabolischen Anforderung im (Profi-) Fußball ergibt sich insbesondere in Trainerkreisen die Frage, mit welcher Ausdauertrainingsmethode sowohl die Grundfitness als auch die spezielle aeroben und anaeroben Fähigkeiten in der 1) Vorbereitungsperiode entwickelt sowie 2) während der Saison aufrechterhalten werden können. In diesem Zusammenhang wird mit dem „High Intensity Interval Training“ oder „(Hoch-) intensiven Intervalltraining (HIIT)“ aktuell eine Trainingsmethode wieder in den wissenschaftlichen und sportpraktischen Fokus gerückt. Obwohl umfangsorientiertes Ausdauertraining („high-volume training“ [HVT]) eine wichtige Basis für den sportlichen Erfolg ist, und auch Ausdauerspezialisten nach wie vor die meiste Zeit in diesem Intensitätsbereich trainieren, belegen jedoch immer mehr Studien die Wirksamkeit von HIIT und decken mögliche Adaptationsmechanismen auf, die denen des HVT ähneln oder sie sogar übersteigen. Des Weiteren hat sich gezeigt, dass ab einem gewissen Trainingsstatus nur noch HIIT zu einer weiteren Ausdauerleistungssteigerung im Fußball führt. Sowohl die hohe Wettkampfdichte im Profifußball als auch der begrenzt zur Verfügung stehende Zeitraum, um konditionelle Fähigkeiten zu entwickeln, schaffen den Bedarf effizienter und effektiver Methoden, um sowohl aerobe als auch anaerobe Mechanismen der Energiebereitstellung zu verbessern und so die Ausdauerleistungsfähigkeit zu steigern. Trainingsstudien im Fußball zeigen, dass HIIT in der Lage ist, neben grundlagenorientiertem Ausdauertraining diese Trainingsziele zu erreichen. HIIT kann aufgrund der geringen zeitlichen Beanspruchung auch während der Saison mit Erfolg eingesetzt werden.

Schlüsselwörter: Ausdauertraining, High-Intensity Interval Training, HighVolume Training, Sauerstoffaufnahme.

SUMMARY

Given the high training load and match density in (professional) soccer, especially coaches raise the question of how basic fitness and specific aerobic and anaerobic abilities can be 1) developed during the preparation period, and 2) maintained during the season. In this context, "high-intensity interval training" (HIIT) has become increasingly popular for practitioners and scientists. Analysis of elite athletes’ training strategies reveal great amounts of high volume training (HVT), showing its importance for success in endurance events. However, new focus of scientific research documents the efficiency of HIIT and discloses potential underlying mechanisms which seem to be similar to those of HVT and even beyond. Furthermore, it seems that after having reached a certain training status, further improvements in endurance performance can only be accomplished by applying HIIT. The high number of competitions as well as the limited training time available to develop endurance performance require an efficient training regime in soccer. Soccer-related studies utilizing HIIT showed significant improvements in endurance performance accompanied by central and peripheral adaptations. HIIT in combination with HVT is an efficient strategy to improve endurance performance in soccer even during the season. Exercise strategies in which HIIT as well as HVT are performed condensed or in blocks, seem to be time-saving and beneficial.

Key Words: Endurance exercise, high-intensity interval training, high-volume training, oxygen uptake.

EINLEITUNG

In Anbetracht der teilweise sehr hohen Trainings- und Spieldichte und damit gestiegenen metabolischen Anforderung im Fußball gewinnt die Ausdauerleistungsfähigkeit als eine wichtige Komponente der konditionellen Faktoren im Sinne einer „Grundfitness“ weiter an Bedeutung. In der (populär-) wissenschaftlichen Literatur wird seit geraumer Zeit eine „neue“ Trainingsform zur Steigerung der Ausdauerleistungsfähigkeit diskutiert: „High-intensity Intervall Training“ oder deutsch: „(Hoch-) intensives Intervalltraining (HIIT)“. In Fachkreisen werden die unterschiedlichen Trainings- und Gesundheitseffekte von HIIT (hohe Intensität, kurze Dauer) und der Dauermethode („High-Volume-Training“, niedrige Intensität, lange Dauer) diskutiert (9, 39, 58, 60, 73). HIIT wird dabei mit maximaler (ca. 90- 100% der maximalen Laufgeschwindigkeit, Herzfrequenz oder Sauerstoffaufnahme) und supramaximaler (>100%) Belastungsintensität sowie unterschiedlicher Belastungsdauer (15s - 8min) bzw. Pausenlänge (45s - 8min) und meist mit einer Blockung zwischen zwei und 12 Wochen durchgeführt (60).
Eine Frage, die sich insbesondere Fußballtrainer/innen vielfach stellen, ist, mit welcher Ausdauertrainingsmethode sowohl die Grundfitness als auch die spezielle aeroben und anaeroben Fähigkeiten in der 1) Vorbereitungsperiode entwickelt sowie 2) während der Saison aufrechtgehalten werden können.

SPIELCHARAKTERISTIK UND PHYSIOLOGISCHES BEANSPRUCHUNGSPROFIL IM FUSSBALL

Zahlreiche Laufweg- und Aktionsanalysen im Fußball belegen ein intermittierendes Bewegungsspektrum mit submaximaler bis maximaler Bewegungsgeschwindigkeit unterschiedlicher Dauer (5, 86), davon ca. 30- 40 Sprints (68) und Änderungen des Bewegungsmusters jede 3- 5s (50). Im Fußball werden je nach Liga eine Gesamtlaufstrecke von 10- 12km pro Spiel absolviert (86), davon ca. 2- 3km mit einer Laufgeschwindigkeit über 15km/h sowie 600m über 20km/h (sprintend) (50). In niedrigeren Spielklassen ist zwar die Gesamtlaufstrecke von 10- 12km ähnlich hoch, jedoch werden weniger (hoch-) intensive Läufe und Sprints absolviert (68). Bei den Laufweganalysen fällt zudem auf, dass die Laufstrecken mit hohen Geschwindigkeiten 1) mit der Spieldauer um 20- 40% sowie 2) unmittelbar nach intensiven Laufphasen um 6- 12% abnehmen (15, 27, 68, 86).
Infolge des oszillierenden Bewegungsmusters kommt es zu rapiden Änderungen des Sauerstoffbedarfs in der Muskulatur. Eine Vielzahl an Studien hat die körperliche Beanspruchung im Fußball sowie die Effekte des Konditionstrainings bei Fußballspielern unterschiedlicher Leistungs- und Altersklassen untersucht (15, 32, 51, 67, 68, 71, 80). Die Sauerstoffaufnahme liegt im Durchschnitt bei 70- 80% der maximalen Sauerstoffaufnahme (VO2max) (6, 41), wobei Laufgeschwindigkeiten nahe oder jenseits der VO2max auftreten (4). Daher scheint es einleuchtend, dass die Energiebereitstellung im Fußballspiel zu ca. 90% aerob erfolgt (5). Aufgrund der ca. 200 Aktionen im Fußballspiel (68) mit (hoch-) intensiver muskulärer Arbeit (wiederholtes Beschleunigen, Abbremsen, Sprünge etc.) wird zusätzlich Adenosintriphosphat (ATP) aus dem Abbau von muskulärem Kreatinphosphat (CrP) und der anaeroben Glykolyse bereitgestellt.
Im Vergleich zu Ausdauerspezialisten aus dem Mittel- und Langstreckenlauf ist die VO2max von Fußballspielern je nach spieltaktischer Position mit 55- 67mL/kg/min (46) als gut ausdauertrainiert einzustufen. Dabei zeigen Mannschaften in niedrigen Spielklassen kaum Unterschiede in der VO2max zu höheren Spielklassen (96). Spielerinnen weisen mit 39- 58mL/min/kg (86) eine geringere VO2max als männliche Spieler auf. Im Gegensatz zu den Spezialisten in Individualsportarten müssen Fußballspieler/innen nicht unbedingt eine außergewöhnliche Fähigkeit auf allen konditionellen Ebenen (Kraft, Ausdauer, Schnelligkeit) besitzen, lediglich ein gewisser Ausprägungsgrad ist notwendig (50).

AUSDAUERTRAININGSMETHODEN IM FUSSBALL

Fußballspezifischen Lehrbüchern zufolge wird das Ausdauertraining zum Ausbau und Erhalt der „allgemeinen und spezifischen Grundlagenausdauer“ und „wettkampfspezifische Ausdauer durch Laufformen oder Spielformen“ trainiert (13). Zu den Methoden gehören: 1) Die „kontinuierliche oder diskontinuierliche Dauermethode“ (Hf<150S/min, Blutlaktatkonzentration <3mmol/L, Dauer: 30- 60min), 2) die „extensive oder intensive Intervallmethode“ (Hf<120- 160S/min, Blutlaktatkonzentration 3- 7mmol/L, Dauer: 45- 60min), 3) die Wiederholungsmethode (Hf: 140- 180S/min, Blutlaktatkonzentration 4- 8mmol/L, Dauer: 60- 80min) und 4) die „Wettspielmethode“ (Hf<120- 180S/min, Blutlaktatkonzentration <3- 8mmol/L, Dauer: 60- 90min, Einzelbelastung 20s-10min) (13). Ähnliche Strukturierungsmodelle sind in anderen Trainingsbüchern im Fußball zu finden (16, 24, 66, 77, 89, 95). Aus praktischer und wissenschaftlicher Sicht sind diese jedoch kritisch zu hinterfragen. Eine klare Abgrenzung physiologischer Belastungskennziffern wie beispielsweise der Herzfrequenz <120S/min ist beim intensiven Intervalltraining kaum vorstellbar, es sei denn, es besteht eine krankhaft gestörte Herzfrequenzregulation. Die obere Begrenzung von 160S/min im intensiven Intervalltraining ist für den einzelnen Spieler evtl. zu niedrig. Eine Orientierung an individuellen maximalen Steuerungsgrößen (z.B. % der maximalen Laufgeschwindigkeit, Herzfrequenz oder Sauerstoffaufnahme) ist aus trainingsmethodischer Sicht zu bevorzugen.
Allerdings scheint in der deutschsprachigen Fußball-Literatur, die wichtige Theoriegrundlagen für Trainer/innen und Studierende darstellt, kein Konsens über die Inhalte und den wesentlichen Aufbau des Ausdauertrainings zu herrschen. Hierzu drei verschiedene Auffassungen: 1) „Das Training innerhalb der Vorbereitungsperiode soll vom Umfang her stark und schnell ansteigen, die Trainingsintensität dagegen erst am Ende der Periode angehoben werden“ (16). 2) „Zu Beginn der Vorbereitungsperiode ist es üblich, dass Dauerläufe das Trainingsprogramm dominieren. […] Wir glauben, dass die Verwendung dieser Trainingsinhalte in den ersten 2-3 Trainingseinheiten sinnvoll ist. Daran anschließend ist es aber notwendig, zum Fußballspiel überzugehen […]“ (77). 3) „Daher stehen in den ersten 3- 4 Wochen mindestens zweimal wöchentlich Läufe mit niedriger Intensität (so dass man sich dabei noch unterhalten kann) im Vordergrund. […] Nach diesen drei Wochen Grundlagenausdauer-Training wird das Ausdauertraining mit wechselnder Intensität durchgeführt, d.h. das Tempo wird angezogen bis zur Atemnot – jedoch nicht bis zur Erschöpfung – und anschließend abgesenkt bis zur Atemberuhigung“ (95).
Insbesondere in den leichtathletischen Ausdauerdisziplinen wird seit den 1980er Jahren eine Überlegenheit kontinuierlicher, niedrig-intensiver Belastungsformen („aerobes Grundlagentraining“) gegenüber intensiveren Kurzzeit-Intervallbelastungen propagiert. Entsprechend sind in älteren Lehrbuchausgaben folgende Begründungen für die Bevorzugung kontinuierlicher Methoden zu finden (48) und werden auch vielfach noch in Trainerkreisen gelehrt: 1) „Einschleifen eines dynamisch-motorischen Stereotyps“, 2) „bessere psychische Gewöhnung an eine auch im Wettkampf kontinuierlich zu absolvierende Distanz“ und 3) „gezielteres Stoffwechseltraining hinsichtlich der die aeroben Stoffwechselvorgängen fördernden biochemischen Prozesse“.
Im Gegensatz dazu wurde HIIT schon vor 100 Jahren von Olympiasiegern wie Hannes Kolehmainen (1912), Paavo Nurmi (1920- 1928) und Emil Zátopek (Olympiasieger 1920- 1928) erfolgreich praktiziert und in grundlegenden trainingsphysiologische Arbeiten des vorigen Jahrhunderts dokumentiert (72). HIIT ist in den letzten Jahren wieder verstärkt in den wissenschaftlichen und sportpraktischen Fokus gerückt und hält Einzug nicht nur in die Spielsportarten (17, 28) sondern auch in die Rehabilitation und Prävention (39, 73). Bei HIIT werden wiederholt Belastungen hoher bis höchster Intensität absolviert, wobei je nach Studie die Intensität bei 75%- 170% der maximalen VO2max (42, 60, 90), 90%-100% der Hfmax (42) bzw. 80%- 175% der maximalen Leistung (60) durchgeführt wird. Die Dauer der Intervalle beträgt je nach Protokoll 15s - 8min bei einer Anzahl von 4- 47 Wiederholungen (35, 42, 60). Auch der Länge und Art der Pausengestaltung (aktiv vs. passiv) (8, 12) sowie HIIT mit Ball im Kleinfeldspiel wie z.B. „ 3 gegen 3“ oder „4 gegen 4“ (19, 45, 51, 54, 67, 71, 70) kommt eine wichtige Bedeutung zu. Die derzeitigen Studien zu HIIT umfassen lediglich einige Wochen bis Monate, so dass hinsichtlich der Nachhaltigkeit zukünftige Studien, insbesondere im Fußball, von Nöten sind.

EFFEKTE VON HIIT IM FUSSBALL

Einen guten Überblick sämtlicher HIIT Studien im Fußball liefern drei Übersichtsartikel, in denen die Trainingsstudien über einen Zeitraum von 5- 12 Wochen mit 2- 3 Trainingseinheiten pro Woche durchgeführt wurden (50, 86, 87). In einer zentralen Studie hat eine norwegische Arbeitsgruppe (42) vier in der Trainingswissenschaft häufig verwendete Trainingsprotokolle ohne Ball miteinander verglichen: 1) HVT „Grundlagenausdauertraining“ bei 70% der Hfmax, 2) Laufgeschwindigkeit an der „Laktatschwelle“ bei ca. 85% Hfmax, 3) HIIT mit 47x15s-Läufen bei 90- 95% Hfmax und einer aktiven 15s-Pause bei 70% Hfmax und 4) 4x4min bei 90- 95% Hfmax jeweils gefolgt von 3min Pause mit Läufen bei 70% Hfmax. Die Zunahme der VO2max beim 15/15-Protokoll sowie 4x4min-Protokoll lag signifikant bei 5,5 bzw. 7,2%, allerdings ohne Verbesserung der Laufökonomie und der laktatbasierten Schwellengeschwindigkeit. Zu ähnlichen Ergebnissen kamen auch andere Arbeitsgruppen unter Verwendung des 4x4min-Protokolls (19, 32, 41, 51, 67). HIIT-Studien im Fußball haben gezeigt, dass eine Verbesserung der VO2max von ca. 0,5- 0,7% pro Trainingseinheit (7, 41, 67, 80) möglich ist. Obwohl die Effektivität des 4x4min Intervalltrainingsprotokolls zur Steigerung der VO2max (19, 32, 41, 51, 67, 80), der Laufleistung im Yo-Yo- und Shuttle-Run Test (32, 83) sowie der Laufleistung im Spiel (41, 51) nachgewiesen ist, haben auch andere Intervall-Protokolle mit geringerer Intervalllänge (28, 45, 82) hohe Effekte auf diese Parameter gezeigt. Weiterhin führte ein einmal pro Woche durchgeführtes Intervalltraining im Kleinfeldspiel (2- 4min Belastungsdauer; 1- 2min Pause; insgesamt 30min) zu einer Steigerung der aeroben und anaeroben Ausdauerleistungsfähigkeit um 5- 15% und könnte daher einem Leistungsabfall gegen Ende der Spielhälfte vorbeugen (52).
Manche Trainer/innen propagieren, das Ausdauertraining im Fußball mit Ball zu trainieren. In der Tat haben etliche Studien die Effekte von HIIT mit Ball auf die Ausdauerleistungsfähigkeit untersucht (19, 45, 51, 67). Durch das Training mit Ball wird das Herzkreislaufsystem sowie der Stoffwechsel ebenso gefordert wie durch das Intervalltraining ohne Ball (47). Auch durch das Ausdauertraining mit Ball ist eine Zunahme der Sauerstoffaufnahme von 7- 9% nach 10- 12 Wochen zu erwarten (51, 67). Eine Steuerung der Belastungsintensität mittels Herzfrequenz beim Intervalltraining mit Ball wird dabei empfohlen (47). Letztlich ist die Intensität bei Spielformen mit Ball abhängig von der Zielstellung, Anzahl der Spieler, Spielfeldgröße und der Anfeuerung des Trainerstabs.

PERIODISIERUNG IM FUSSBALL

Eine Herausforderung für den Trainerstab ist die geschickte Terminierung und Aneinanderreihung der zahlreichen Kombinationsmöglichkeiten von Trainingsvariablen (Ausdauer-, Kraft-, Schnelligkeits-, Technik- und Taktikinhalte etc.), was sicherlich erklärt, dass keine allgemeingültigen Periodisierungsmodelle im Fußball existieren. In der Saisonplanung stehen mit der Vorbereitung auf die erste und zweite Saisonhälfte im Junioren-, Amateur- und Profibereich ca. 4- 6 Wochen zum Ausbau konditioneller Faktoren zur Verfügung, die nach allen Regeln der trainingswissenschaftlichen Kunst vielfältig planbar sind. Bei der Trainingsplanung müssen die unterschiedlichen Spielklassen berücksichtigt werden. In unteren Spielklassen werden 2- 6 Trainingseinheiten pro Woche absolviert. Mit zunehmendem Leistungsvermögen steigert sich die Anzahl der Trainingseinheiten auf bis zu zwei Einheiten pro Tag. Diese Konzentration an Trainingseinheiten hat direkte Konsequenzen auf die Regenerationszeit zwischen den Trainingseinheiten. „Geblocktes Training“ im Sinne eines Trainingslagers oder „Condensed-Training“ mit mehreren Trainingseinheiten pro Tag und Woche wird meist nur in den höheren Spielklassen durchgeführt.
Periodisierte Trainingsmodelle mit systematischem Wechsel von Umfang und Intensität haben höhere Trainingseffekte gezeigt als lineare Trainingsmodelle („Umfang vor Intensität“) (33). Wesentliche Gründe für die höhere Effektivität des periodisierten Trainingsmodells ist sicherlich im Training der verschiedener Muskelfasertypen, neuronalen Aktivierung und Nutzung verschiedener Energiebereitstellungswege durch die unterschiedliche Reizsetzung erklärbar (93).
Abbildung 1: Exemplarischer  Mikrozyklus (Wochenzyklus)  einer Landesliga- und einer  Bundesligamannschaft während  unterschiedlicher Zeitpunkte in  der Saison. Beispielhaft sind  darüber hinaus zwei in der Vergangenheit erfolgsversprechende  HIIT-Varianten aufgeführt (In  Anlehnung an (42)). Anzumerken bleibt, dass es sich bei der  Illustration lediglich um einen  Periodisierungsvorschlag handelt.  HIIT = Intensives Intervalltraining;  S = sonstige Trainingsinhalte mit  geringer bis moderater Intensität  (z.B. regenerative Maßnahmen, Technik-/ Taktiktraining etc.).
Wöchentliche Periodisierungsmodelle, auch als Mikrozyklen bezeichnet, während der Fußballsaison hängen im Wesentlichen von der Leistungsklasse bzw. der zur Verfügung stehenden Trainingseinheiten und der zu absolvierenden Spiele ab (vgl. Abb. 1). Im Spitzenfußball sind mitunter zwei Spiele pro Woche über einen längeren Zeitraum, die sogenannten „Englischen-Wochen“, möglich. So ergibt sich eine andere Wochenperiodisierung als bei niederklassigen Mannschaften mit nur einem Spiel pro Woche. Dies hat letztlich Konsequenzen für das geplante Ausdauertraining. Während im Profifußball bei einem Spiel pro Woche oftmals mittwochs oder donnerstags ein intensiver Trainingsreiz (z.B. HIIT) gesetzt werden kann, erfolgt in der Regel kein HIIT innerhalb der Englischen-Wochen, bei denen die Regeneration und das mannschaftstaktische Verhalten im Vordergrund stehen. In Abb. 1 ist exemplarisch ein möglicher Mikrozyklus einer Landesliga- und einer Bundesligamannschaft während unterschiedlicher Zeitpunkte in der Saison dargestellt. Anzumerken bleibt ferner, dass Spieler, die am Wochenende nicht zum Einsatz kommen, keine Zunahme der VO2max im Saisonverlauf zeigen (55), so dass sich das Ausdauertraining für Spieler mit und ohne Spieleinsatz unterscheiden sollte.
Kürzlich wurde die Effektivität eines geblockten hochintensiven Intervalltrainings oder des „Schockmikrozyklus“ untersucht. 13 HIIT Einheiten (4x4min Dribbelparcours) in 10 Tagen führten bei norwegischen Fußballspielern zu einer Zunahme der VO2max um 7,3% (86).
Retroperspektive Trainingsanalysen bei hochausdauertrainierten Athleten im Rudern (84, 85), Skilanglauf (75), Radsport (74), Marathonlauf (10) etc. zeigten, dass diese Athleten zumeist einem polarisierten Trainingsregime folgen, wobei ein Großteil (ca. 75%) der Trainingseinheiten mit niedriger Intensität (unterhalb 2 mmol/L Blutlaktat, (75)) und hohen Umfängen absolviert wird (75). Dabei erfolgt nur ein marginaler Anteil im Bereich der anaeroben Schwelle (7% der Trainingszeit), die restliche Trainingszeit (15- 20%) wird im intensiven (oberhalb 4mmol/L Blutlaktat,) Bereich absolviert (75). Im Gegensatz zu der Intensitätsverteilung von Ausdauersportlern zeigte eine andere retroperspektivische Analyse mit norwegischen Fußballprofis eine Gleichverteilung der zuvor genannten Intensitätsanteile (3). Dieser Studie zufolge scheinen im Profifußball niedrig intensivere Ausdaueranteile verhältnismäßig weniger häufig trainiert zu werden, als bei Ausdauerathleten. Nach Stolen und Mitautoren würde diese Verteilung Sinn ergeben, da niedrig intensives Ausdauertraining ohnehin in technischen und taktischen Trainingselementen vorkommt (86).

HIIT VS. HVT: ZENTRALE UND PERIPHERE ANPASSUNGEN

Die Trainingsanpassungen in der Folge von HIIT und HVT sind vielschichtig und hängen zum einen von 1) Intensität, Dauer sowie Art der Erholung und 2) vom Trainingszustand des Spielers ab (Tab. 1). Wird häufig derselbe Trainingsreiz wiederholt (in diesem Fall nur HIIT-ähnliche Protokolle oder nur HVT-Protokolle), führt dies in der Folge zu einer schwachen Homöostaseänderung und stellt somit keinen weiteren Stimulus für Trainingsadaptation dar (60).

ZENTRALE UND PERIPHERE ANPASSUNGEN VON HVT

Niedrigintensives Ausdauertraining (65- 75% VO2max (60) bzw. <80% der Hfmax (60)) führt bei mäßig Ausdauertrainierten zu einer Reihe funktionaler sowie morphologischer Veränderungen, die sowohl zentral als auch peripher stattfinden. HVT führt bei Untrainierten zu einer Zunahme des Schlag- (37) und Plasmavolumens (36) sowie des muskulären Blutflusses (23). Diese Anpassungen erfolgen relativ schnell (ca. nach 3 Tagen Training (36)), allerdings scheint ein größerer Trainingsaufwand (ca. 3- 5 Wochen bei 3- 5 Trainingseinheiten pro Woche) nötig zu sein, um weitere Anpassungen, wie einen Anstieg der VO2max (44) und der Kapillar- und Mitochondriendichte (49) in der Arbeitsmuskulatur hervorzurufen. Weiterhin führt HVT zu einer geringeren Glukose- und Muskelglykogenutilisation (20, 53), einer erhöhten Pufferkapazität und einer niedrigeren Laktatkonzentration bei gleicher absoluter Leistung (38).
Tabelle 1:Wesentliche Charakteristika von (hoch-) intensivem Intervalltraining (HIIT) und umfangsorientiertes Ausdauertraining (HVT)
Im Gegensatz zum untrainierten weist der trainierte Muskel bereits eine dreifach höhere Kapillardichte, eine drei- bis vierfach höhere Aktivität von aeroben Enzymen sowie eine höhere Anzahl an Typ I Muskelfasern auf (43). Nach bestehender Auffassung gehen Experten davon aus, dass bei Ausdauertrainierten bereits alle kardiorespiratorischen Anpassungen, die durch HVT zu erzielen sind, erfolgt sind (60). Aus diesem Grund scheint eine weitere Steigerung des Trainingsumfangs mit HVT keinen weiteren leistungssteigernden Effekt zu haben (21, 22, 57, 63). Londeree et al. gehen davon aus, dass ein Sportler, der eine VO2max von 60mL/kg/min erreicht hat, diese nur noch durch einen Anstieg in der Trainingsintensität steigern kann (63). In diesem Zusammenhang zeigte eine Metaanalyse, dass bei hoch Ausdauertrainierten eine reine Umfangssteigerung zu keiner weiteren Leistungssteigerung führt (63). Die Nennung eines fixen VO2max-Wertes (ca. 60mL/kg/min (63)), bis zu dem HVT und HIIT zur Ausdauerverbesserung wirksam sein soll, ist kritisch zu sehen. Ursache hierfür ist, dass die VO2max nicht nur durch das vorherige Training, sondern auch zu einem hohen Grad genetisch determiniert ist (14). Im Einzelfall ist daher im Trainingsprozess abzuklären, ob ein Spieler von HIIT und/oder HVT profitieren kann. Erwähnenswert ist sicherlich, dass bei wissenschaftlichen Trainingsstudien der Effekt der Intervention meist durch einen postTest unmittelbar oder kurze Zeit nach Studienende im Vergleich zu Baselinebedingungen interpretiert wird. Es ist durchaus anzunehmen, dass etwaige HVT-bedingte Trainingseffekte zeitlich gesehen, aufgrund einer evtl. verlängerten Anpassungszeit erst später zu detektieren sind (58).
Wenngleich ein rein umfangsorientiertes Training nicht die volle Leistungsfähigkeit eines Hochtrainierten auszuschöpfen vermag, so ist die aerobe Kapazität dennoch aus vielerlei Gründen wichtig für den sportlichen Erfolg. So ist diese Basis für Gesundheit, schnelle Erholung, neuromuskuläre Kopplung als auch für einen effizienten Muskelstoffwechsel (58, 76, 94). Nicht umsonst ist das Training von Weltklasse-Ausdauerathleten zu einem großen Teil (ca. 75%) von einer geringen Intensität (unterhalb der ersten ventilatorischen Schwelle) geprägt, auch wenn deren eigentliche Wettkampfintensitäten weit darüber liegen (75).
Zusammengefasst führt submaximales, umfangsorientiertes Training bei nicht bis mäßig Trainierten zu einer Ökonomisierung des Muskelstoffwechsels sowie des Herz-Kreislauf-Systems (60) und schlussendlich zu einer Steigerung der Ausdauerleistungsfähigkeit. Im Gegensatz dazu scheinen hoch Ausdauertrainierte auf HVT nicht oder nur noch zu geringem Teil mit einer Ökonomisierung des kardiorespiratorischen Systems bzw. Muskelstoffwechsels zu reagieren. Ein leistungssteigernder Effekt ist hier nicht mehr zu erwarten.

ZENTRALE UND PERIPHERE ANPASSUNGEN VON HIIT

Zunehmend werden neue Erkenntnisse über systemische und molekulare Anpassungen in Folge von HIIT veröffentlicht: So führt HIIT bei mäßig Trainierten zu einer vermehrten Kapillarisierung der Skelettmuskulatur (30) mit zellulären Anpassungen von Typ I- (62) und II-Muskelfasern (9) mit einhergehender Aktivitätssteigerung wichtiger Enzyme des aeroben (z.B. Zitratsynthase (65)) und anaeroben Stoffwechsels (z.B. Hexokinase und Phosphofruktokinase (65)). Diese wesentlichen Anpassungen gehen einher mit einer erhöhten Fett- und einer geringeren Glykogenverstoffwechselung (30) sowie mit gesteigerten Leistungsparametern und VO2max (2, 18, 25, 26, 35, 56, 60, 78). Ergänzt werden sollte, dass HIIT den Laktattransport über vermehrt exprimierte Transportproteine (Monocarboxylattransporter vom Typ 1) beeinflusst (40) und somit den Laktat- und H+-Ionenaustausch der Zelle fördert.
Trotz des mittlerweile wissenschaftlichen Nachweises der qualitativen Anpassung mitochondrialer Strukturen nach HIIT (18, 25, 26, 35) hält sich nach wie vor als wesentliches Gegenargument in trainingswissenschaftlicher Standardliteratur zu intensivierten Trainingseinheiten „[…], dass bei zu häufigem intensivem, anaeroben Training die Leistungskapazität der Mitochondrien beeinträchtigt wird. Es kommt zur allmählichen Strukturzerstörung und schließlich zu einer Abnahme ihrer Zahl und Größe, was eine Verringerung der aeroben Arbeitskapazität und damit eine verschlechterte Erholungsfähigkeit bzw. Ermüdungsresistenz zur Folge hat“ (89). Aufgrund der neuen Erkenntnisse zu HIIT ist dieses Gegenargument nicht mehr haltbar und sollte für zukünftige Trainingskonzeptionen nicht mehr berücksichtigt werden.
Es ist zu betonen, dass Trainingsanpassungen und Leistungssteigerungen durch HIIT auch bei hochtrainierten Sportlern stattfinden (60). Wenige HIIT-Einheiten (6-8) führten bei hochtrainierten Ausdauersportlern immer noch zu einer Steigerung bzw. Erhöhung der Tlim (Zeit bis zur Erschöpfung), der Maximal- und Dauerleistung (61, 91, 92), der Laktat- (1) und ventilatorischen Schwellen (29) sowie der Fettoxidation (91).
Doch wieso sind mit HIIT und HVT völlig unterschiedliche Trainingsstimuli in der Lage, oxidative Stoffwechselvorgänge in ähnlicher Weise positiv zu beeinflussen? Das Puzzle ist bei weitem nicht fertig, dennoch scheint eine wichtige Stellgröße gefunden: PGC-1α, ein Protein welches insbesondere den Energiestoffwechsel reguliert und die Neubildung von Mitochondrien in der Zelle stimuliert (2, 56, 78) und letztlich den oxidativen Muskelstoffwechsels begünstigt (18, 25, 26, 35). Interessanterweise wird PGC-1α durch HIIT und HVT aktiviert, daher führen beide Ausdauertrainingsmethoden zu ähnlichen Trainingsanpassungen (58).
Zusammengefasst führt HIIT sowohl bei nicht bis mäßig Trainierten als auch bei Hochtrainierten zu einer Trainingsanpassung mit Leistungssteigerung, was vor allem auf eine 1) verbesserte Energieversorgung durch die Hochregulation aerober sowie anaerober Stoffwechselprozesse (60) und 2) erhöhte Sauerstofftransportkapazität (Herzminuten- (42) und Blutvolumen (79)) zurückzuführen ist.

AUSBLICK UND SCHLUSSFOLGERUNG

Das HIIT hat in den letzten Jahren (wieder) großes wissenschaftliches und sportpraktisches Interesse erfahren. Neue Trainingsstudien, in denen HIIT, nicht nur im Fußball, Anwendung finden, belegen zweifelsfrei, dass in entsprechend kürzerer Trainingszeit ähnliche bzw. höhere Trainingsanpassungen zu erreichen sind als bei umfangsorientiertem „Grundlagenausdauer-Training“ (31, 34, 67, 80, 81). HIIT vereint beides: aerobe und anaerobe sowie zentrale und periphere Anpassungen.
Während die physiologischen Anpassungen sowohl von HVT als auch HIIT bei mäßig Ausdauertrainierten bekannt sind und beide mit einer Leistungssteigerung einhergehen, so ist dies bei hoch Ausdauertrainierten nicht der Fall (60). So vermag eine reine Steigerung des Trainingsumfanges bei bereits Ausdauertrainierten keine Leistungsverbesserung mehr hervorzurufen. Es scheint, dass bei hohem Trainingsstatus eine weitere Leistungssteigerung wesentlich von der Trainingsintensität abhängt (69). Für die Trainingsplanung stellen sich also eher die Fragen, a) wie fit der Spieler momentan ist und b) welche Trainingsmethoden zuvor absolviert wurden, und nicht, ob grundsätzlich HIIT oder HVT trainiert werden soll.
In diesem Zusammenhang empfiehlt die Arbeitsgruppe von Stolen ein oder zwei „Schockmikrozyklen“ (13 HIIT-Einheiten in 10 Tagen) in der Saisonvorbereitung und eine solcher „Kuren“ während jeder Saisonhälfte (86). Zum Erhalt der VO2max wird weiterhin eine HIIT-Einheit pro Woche während der Saison empfohlen (86). Bei Spielern mit einer niedrigeren VO2max scheinen beide Trainingsmethoden (HIIT und HVT) erfolgversprechend. Je trainierter die Spieler jedoch sind, desto eher scheint HIIT Verbesserungen der Ausdauerleistungsfähigkeit hervorzurufen. Anzumerken bleibt, dass die Nachhaltigkeit von HIIT auf die körperliche Leistungsfähigkeit, insbesondere im Fußball, zukünftig untersucht werden sollte. Zukünftige Langzeitversuche sollten abklären, ob durch HIIT Überlastungs- und Übertrainingssymptomatiken, wie z.B. eine verminderte physische Leistungsfähigkeit sowie Ermüdung und subjektiver Stress aufgrund chronisch wiederkehrender anaerober Belastung (88), induziert werden.

Angaben zu finanziellen Interessen und Beziehungen, wie Patente, Honorare oder Unterstützung durch Firmen: keine.

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Korrespondenzadresse:
Jun.-Prof. Dr. Billy Sperlich
Betriebseinheit Sportwissenschaft
Bergische Universität Wuppertal
Fuhlrottstraße 10
42119 Wuppertal
E-Mail: sperlich@uni-wuppertal.de
 
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