Welche Methode der Atemgasanalyse eignet sich für Athleten am besten?

Welche Methode der Atemgasanalyse eignet sich für Athleten am besten?
© cosmed

Eine detaillierte und aussagekräftige Leistungsdiagnostik ist für ambitionierte oder professionelle Athleten für die Trainingsplanung und -steuerung sowie die Evaluation des Trainings von großer Bedeutung. Die Atemgasanalyse (Spiroergometrie) hat dabei in den letzten Jahren gegenüber der lange Zeit präferierten Laktatmessung wieder an Bedeutung gewonnen. Die Gründe dafür sind unter anderem,

■ dass die Laktatmessung keinen zweifelsfreien Aufschluss über die Kondition geben kann.
■ dass die Atemgasanalyse ohne Blut­abnahme auskommt.
■ und dass die Auswertung mit den aktu­ellen Geräten sofort verfügbar ist.
■ Die maximale Sauerstoffaufnahmekapazität V̇O2max gilt zudem als akzeptiertes Maß für die Leistungsfähigkeit.

Vergleich von Atemzug-zu-Atemzug- und Mischkammer-Messungen

Neuere stationäre oder portable Analysegeräte (z. B. COSMED K5) bieten entweder eine »Breath-by-Breath«-Messung (BBB; Atemzug für Atemzug) und/oder eine »Dynamic Micro Mixing Chamber«-Methode (DMC; Mischkammertechnik). Der größte Unterschied zwischen beiden ist die Art und Weise, wie die Fraktionen der Ausatemgase gemessen und daraus die V̇O2 und V̇CO2 berechnet werden. BBB-Analysen zeichnen sich durch hohe zeitliche Auflösung aus, die jedoch zeitlich verzögert übermittelt wird. Das schafft Probleme beim Alignment der Daten, die teilweise schwer zu korrigieren sind. Zudem können kleine Änderungen oder Fehler in der O2-Messung zu großen Fehlern in der V̇O2-Bestimmung führen.

Die zweite häufig genutzte Methode (DMC) sammelt ausgeatmete Luft in einer Mischkammer (konventionell 6 bis 8 l, in Mikrokammern ca. 2 ml) und analysiert jeweils die O2- und CO2-Konzentration in der Kammer. Sodann werden die V̇O2 und V̇CO2 als Durchschnittswerte eines bestimmten Zeitraums (z. B. 30 Sek.) berechnet. Vorteil ist eine geringere Fehler­anfälligkeit zum Preis einer niedrigeren zeitlichen Auflösung.

DMC übertrifft BBB

Ein Wissenschaftlerteam der Abteilung für Sport- und Rehabilitationsmedizin der Universitätsklinik Ulm hat BBB und DMC an 16 Probanden gleichzeitig getestet, um die Aussagekraft der Methoden zu analysieren und zu eruieren, welche Messmethode für leistungsorientierte Athleten besser geeignet ist (1). Die Studienteilnehmer absolvierten einen bis zur Erschöpfung ansteigenden Belastungstest auf dem Fahrradergometer, während mit zwei COSMED-K5-Atemgasanalysatoren simultan im BBB- bzw. DMC-Modus gemessen wurde. Die Auswertung ergab, dass die V̇O2max-und V̇CO2-Werte mit der BBB-Messung signifikant um 4,44 Prozent bzw. 2,71 Prozent niedriger waren als bei DMC-Messung. Die Effektstärken waren groß bis moderat. Kleinere Abweichungen wurden für die Atemfrequenz, Ventilation und Respiratory Exchange Rate gefunden.

Die Autoren folgern, dass zur möglichst genauen Bestimmung der V̇O2max bei Athleten die DMC-Messmethode verwendet werden sollte. Diese Einschätzung bestätigt frühere Analysen, die ebenfalls geringere V̇O2-Werte im BBB-Modus bei hohen Intensitäten gefunden hatten.

■ Hutterer C

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Quellen:

  1. Winkert K, Kirsten J, Kamnig R, Steinacker JM, Treff G. Differences in V˙O2max Measurements Between Breath-by-Breath and Mixing-Chamber Mode in the COSMED K5. Int J Sports Physiol Perform. 2021: 1-6. doi:10.1123/ijspp.2020-0634