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: Tabata Protokoll

Tabata Protokoll


Studien

Studie 1: “Metabolic Profile of High Intensity Intermittent Exercises“, Tabata, I, Irishawa, K, Kuzaki, M, Nishimura, K, Ogita, F, & Miyachi, M, Medicine & Science in Sports & Exercise, 29(3), S. 390-395, 1997

Izumi Tabata und seine Kollegen entwickelten an dem Japanischen Institut für Fitness und Sport ein Experiment, um zu messen, wie 2 verschiedene Intervalltrainingsarten das aerobe und anaerobe Energiebereitstellungssystem beanspruchen.
Tabata et Al. ermittelten sofort die Anforderungen an aerober Energie, indem sie die Menge an Sauerstoff, die während der Belastung verbraucht wurde, in Millilitern an Sauerstoff pro kg Körpergewicht pro Minute gemessen haben. Dieser Wert kann als Prozentwert der VO2max der Person angegeben werden. VO2max ist die maximale Menge an Sauerstoff, die eine Person in einer Minute pro Kilogramm Körpergewicht verbraucht. Leider können die anaeroben Anforderungen nicht unmittelbar auf die gleiche Art gemessen werden. Dies hat mit dem ATP zu tun, das anaerob produziert wird und aus dem Zerfall der Phosphate und Glykogene, die in den Muskeln gespeichert werden, hervorgeht. Demnach ist es unmöglich direkt zu messen wie viel Energie freigesetzt wurde. Dennoch haben einige Forscher argumentiert, dass es möglich sei die anaeroben Anforderungen aus dem „angehäuften Sauerstoffdefizit” genau abzuschätzen. Dies ist die Methode, die Tabata et al. für ihre Untersuchungen auswählten.

In Ruhe verbrauchen wir eine bestimmte Menge an Sauerstoff um zu funktionieren. Wir verbrauchen jedoch mehr wenn wir gehen und noch etwas mehr wenn wir joggen. Bei steigender Belastungsintensität steigt auch die Menge an verbrauchtem Sauerstoff. Die Beziehung zwischen den beiden Werten verläuft linear. Bei ziemlich hohen Intensitäten, z. B. schnellen Läufen, wird die Energie auch anaerob bereitgestellt, aber der Sauerstoffverbrauch steigt dennoch an, bis die Grenzen der VO2max erreicht sind. Von dort an werden alle weiteren Intensitätssteigerungen durch die anaerobe Energiebereitstellung abgedeckt. Es ist jedoch möglich, eine Menge an Sauerstoff vorherzusagen, die theoretisch erforderlich ist, um über der VO2max zu arbeiten.

Der Unterschied zwischen dem theoretischen Wert und dem eigentlichen Maximum muss die anaeroben Energieanforderungen witderspiegeln. Dieser anaerobe Bedarf wird als äquivalent zum Sauerstoff ausgedrückt. Der Unterschied zwischen der eigentlichen und der theoretischen Anforderung während des Belastungszeitraumes wird als „angehäuftes Sauerstoffdefizit” bezeichnet. Mit Hilfe dieser Methode haben Tabata und seine Kollegen die anaeroben Belastungsanforderungen gemessen. Sie gehören zu den ersten Forschern, die diese Technik angewendet haben. Somit sind ihre Testergebnisse sehr nützlich und informativ.

Tabata und sein Team testeten 9 Sportstudenten. Die Belastung wurde auf einem Ergometer ausgeführt, so dass die Belastungsintensität, in Watt, leicht zu kontrollieren war. Zunächst erstellten sie für die Versuchsteilnehmer die Beziehung zwischen der Belastungsintensität und dem Sauerstoffverbrauch bei 35 % und 87 % der VO2max her. Somit konnten sie den theoretischen Sauerstoffbedarf bei Intensitäten über der VO2max vorhersagen. Dann wurde die VO2max der Versuchsteilnehmer und deren anaerobe Kapazität als Referenzpunkte ermittelt. Die durchschnittliche VO2max der Gruppe betrug 57ml/kg/min. Die anaerobe Kapazität wurde aus dem angehäuften Sauerstoffdefizit während der hochintensiven 2-3 minütigen Belastung ermittelt. Das angehäufte Sauerstoffdefizit ist die Differenz zwischen dem verrausgesagten Sauerstoffbedarf in ml an Sauerstoff pro kg und dem eigentlichen Sauerstoff pro kg, der verbraucht wurde.

 An verschiedenen Tagen absolvierten die Versuchsteilnehmer 2 verschiedene Intervallprogramme. Die erste Einheit (E1) umfasste Belastungen von 20 Sekunden mit 10 Sekunden Erholung bei einer Intensität, die 170 % der VO2max entsprach. Die Versuchsteilnehmer übten 6 oder 7 Belastungen aus, die immer bis zur Erschöpfung andauerten. Die zweite Einheit (E2) umfasste Belastungen von 30 Sekunden Dauer mit 2 Minuten Pause, wobei die Intensität 200 % der VO2max betrug. Die Versuchsteilnehmer schafften 4 oder 5 dieser Belastungen. Der Sauerstoffverbrauch wurde wie immer direkt gemessen, um den aerobe Bedarf der Intervalleinheit zu ermitteln. Der anaerobe Bedarf wurde als angehäuftes Sauerstoffdefizit berechnet. Das angehäufte Sauerstoffdefizit für Belastungen mit Erholungspausen ist die Differenz zwischen dem theoretischen Sauerstoffbedarf der Belastung und dem eigentlichen Sauerstoffverbrauch während der Belastung und der Erholungsphase.

Tabata et al. fanden heraus, dass der anaerobe Bedarf der E1 eindeutig über dem der E2 lag, wobei das angehäufte Sauerstoffdefizit bei 69ml/kg im Vergleich zu 46ml/kg lag. Dies bedeutet, dass die Versuchsteilnehmer beim E1 Training ihre anaerobe Kapazität erreicht haben. Mit anderen Worten: Die Trainingseinheit war äquivalent zu der maximalen anaeroben Anstrengung. Bei der anderen Einheit, E2, lag der anaerobe Bedarf unter der Kapazität der Versuchsteilnehmer.
Tabata et al. geben keine Auskünfte über den insgesamten Sauerstoffverbrauch bei beiden Intervallprogrammen, aber sie berichten davon, dass der Höhepunkt der VO2max beim E1 55ml/kg/min und beim E2 47ml/kg/min betrug. Dies deutet darauf hin, dass das E1 Training höhere aerobe Anforderungen an die Versuchsteilnehmer stellt als das E2, wobei der Höhepunkt der VO2max der VO2max der Versuchsteilnehmer entsprach.
Die Schlussfolgerung aus diesen Ergebnissen war diese, dass das E1 Trainingsprogramm, 20 Sekunden Belastung mit 10 Sekunden Pause bei 170 % VO2max, einen besseren Trainingsreiz für aerobe und anaerobe Energiesysteme darstellt als das E2 mit 30 Sekunden Belastung und 2 Minuten Pause bei einer VO2max von 200 %. Darüber hinaus fanden Tabata et al. heraus, dass ein 6-wöchiges E1-Trainingsprogramm die VO2max um 13 % verbessert.

Obwohl das E2 die anaerobe und aerobe Energiebereitstellung nicht so beansprucht wie das E1, war der eigentliche anaerobe Trainingsumfang während des E2 höher als beim E1. Dies resultiert daraus, dass die Versuchsteilnehmer während des E2 4- bis 5-mal 30 Sekunden lang bei einer VO2max von 200 % trainierten, was einem Durchschnitt von 126 Sekunden bei 200 % VO2max entsprach. Im Gegensatz dazu, absolvierten die Personen 6 bis 7-mal 20 Sekunden lange Belastungen bei 170 % VO2max im E1, was im Durchschnitt 126 Sekunden bei 170 % VO2max ergab. Deswegen trainierten die Versuchsteilnehmer beim E2 insgesamt mehr im anaeroben Bereich.
Der Grund dafür, dass die Personen ihre anaerobe Kapazität trotz mehr Trainingsaufwand beim E2 nicht erreichten, lag an der Pausengestaltung. Während jeder Belastung wurde Phosphorkreatin (PCr) aufgespalten, Sauerstoffspeicher aufgebraucht und Laktat aus der anaeroben Glycolyse produziert. Während einer 2-minütigen Pause, wie beim E2, können die Sauerstoffspeicher im Muskel und die PCr-Speicher, die während der Belastung entleert wurden, wieder aufgefüllt werden. Deswegen fällt der Sauerstoff- und PCr-Beitrag nach jeder Belastung im E2 sehr hoch aus. Folglich kann mehr trainiert werden bis das Laktat den Wert erreicht, ab dem man nicht mehr weitertrainieren kann. Obwohl beim E2 die anaerobe Belastung höher ist, erlaubt die 2 Minuten lange Pause, dass sich das aerobe System einschaltet. Somit wird proportional gesehen weniger anaerob trainiert und demnach reizen die Versuchsteilnehmer ihre anaerobe Kapazität nicht aus.
Im E1 sind jedoch die Erholungsphasen sehr kurz. Deswegen ist der PCr und O2-Beitrag nach der ersten oder zweiten Belastung nicht signifikant, da die O2-und PCr-Speicher während der 10 Sekunden langen Erholungspause nur geringfügig wiederaufgefüllt werden können. Die PCr- und O2-Speicher werden schnell aufgebraucht und somit muss die anaerobe Energie hauptsächlich aus der anaeroben Glykolyse gewonnen werden. Dies führt zu einer schnelleren Anhäufung von Laktat und einem früheren Ermüdungseintritt. Also ergibt sich bei kürzeren Pausen proportional gesehen eine geringere aerobe Energiebereitstellung. Dies führt dazu, dass die Versuchsteilnehmer ihre anaerobe Kapazitäten ausreizen müssen, um die Belastungen durchzustehen. Interessanterweise ist der aerobe Bedarf beim E1 größer als beim E2, obwohl proportional gesehen weniger aerob trainiert wurde.
Man müsste daraus schlieβen, dass E1 mit hochintensiven Belastungen und sehr kurzen Pausen, ein sehr anstrengendes Training darstellt, das das aerobe und anaerobe Energiebereitstellungssystem bis auf das äuβerste ausreizt. E2 mit längeren Pausen beansprucht beide Energiebereitstellungssysteme nicht so stark und somit kann mehr trainiert werden bis schlieβlich die Ermüdung eintritt. Die Ergebnisse dieser Forschungsarbeit von Tabata et al. veranschaulichten, dass 2 unterschiedliche Intervallprogramme verschiedene Anforderungen stellen und deswegen unterschiedliche Trainingseffekte haben. E1, mit 20 Sekunden Belastung und 10 Sekunden Pause bei 170 % VO2max, beansprucht das aerobe und anaerobe System. Deswegen wäre dies eine gute Trainingsform zur Verbesserung der aeroben und anaeroben Kapazitäten. Disziplinen, bei denen sowohl die anaeroben als auch die aeroben Anforderungen hoch sind, sind beispielweise 400-m-, 800-m- und 1500-m-Läufe, Sprintrennen im Radsport, Kanu fahren, Rudern und Speed Skating. Das E1-Intervalltraining wäre für diese Disziplinen hervorragend geeignet. Und auch Spielsportler können dieses Training für die Verbesserung ihrer aeroben und anaeroben Fitness anwenden.

Das E2-Trainingsprogramm beansprucht keines der beiden Energiebereitstellungsysteme bis auf das Maximum. Dennoch erlaubt es, dass insgesamt intensiver trainiert werden kann. Mit der längeren Erholung wird das E2 mehr vom PCr Energiespeicher unterstützt. Somit ist dieses Training besser zur Entwicklung des PCr-Systems und zur Verbesserung der maximalen Kraft geeignet. Hinzu kommt, dass die Erholungsmechanismen gefördert werden, dadurch dass die Pausen beim E2 länger sind. Professor Craig Sharp bekräftigte die längeren Pausen zur anaeroben Erholung in einer Vorlesung während einer internationalen Trainerkonferenz über anaerobes Training. Somit lernt der Körper die Azidosen zu puffern und die anaeroben Enzyme während der Pause zu mobilisieren.(1) Dieses E2 Training ist nützlich bei Spielsportlern, die während eines Spiels in der Lage sein müssen, kurze maximale Anstrengungen mit geringen Erholungsphasen schnell nacheinander auszuführen. Dennoch führt das E2 nicht zu den gleichen Verbesserungen der anaeroben Kapazität wie das E1, und somit können Spielsportler das E2 mit dem E1 ergänzen. Wenn nur das E1 angewendet wird, würde der Athlet das PCr und den Erholungsmechanismus nicht so weiterentwickeln, als wenn auch das E2 integriert werden würde.
Für das anaerobe Training können beide Intervallprogramme, eines mit langen, das andere mit kurzen Pausen, angewandt werden. Wenn Sie eine dieser Trainingsmethoden anwenden möchten, dann sollten Sie daran denken, dass diese nur wirklich effektiv sind, wenn Sie sich bis zur Erschöpfung belasten. Intervalltraining ist nicht anderes als dass man sich einem anspruchsvollen Intensitätsbereich hingibt und in diesem Bereich trainiert, bis es nicht mehr weiter geht. Wenn Sie so verfahren, dann kommen Sie in den Bereich der Überlastung. Ohne eine Überlastung bleibt die Anpassung leider aus.

Zusammenfassung: Die 1. Studie bestand aus 2 Trainingsprotokollen unter Einsatz eines Fahrradergometers. Das 1. Protokoll sah 5-mal pro Woche eine stetige Belastung bei 70 % VO2max während einer Stunde vor. Nach 6 Wochen hatte sich die maximale Sauerstoffaufnahme (VO2max) von 53 ml/kg/Min. auf 58 ml/kg/Min. erhöht, aber es gab keine signifikante Veränderung der anaeroben Kapazität. Das 2. Protokoll arbeitete mit hochintensiven Intervallen von 20 Sekunden Belastung, 10 Sekunden Pause. Der Belastungsgrad lag bei 170 % VO2max und an 5 Tagen der Woche wurden täglich 7-8 Trainingseinheiten durchgeführt. Im 2. Protokoll erhöhte sich die VO2max um 7 ml/kg/Min. (i.e. mehr als bei der stetigen Belastung), und die anaerobe Kapazität verbesserte sich um 28 %. Schaut man sich die Gesamtzeit an, die beide Probandengruppen auf das Training verwandten, bestand das 1. Protokoll aus 30 Stunden Trainingszeit, während die 2. lediglich 2 Stunden dauerte! Tabata verglich nun dieses hocheffiziente Intervalltraining mit einem Protokoll, das 4-5 Wiederholungen einer 30-sekündigen Übung bei 200 % VO2max und 2-minütigen Pausen einsetzte. Er untersuchte sowohl die akkumulierten Sauerstoffdefizite der 2 Protokolle als auch die Spitzenwerte der Sauerstoffaufnahme in den letzten 10 Sekunden jedes Intervalls. Es war eindeutig, dass das Belastungs-/Pausen-Verhältnis von 20:10 die anaeroben und aeroben Systeme maximal forderte. Die Vorteile der 20:10-Tabata-Intervalle liegen in ihrer hohen Effektivität und dem geringen Zeitaufwand. Der Nachteil liegt in der harten Belastung, und ein Sportler muss schon hoch motiviert sein, um die beim Training geforderte Intensität aufzubringen! Weitere Studien befassten sich mit Intervallen mit anderen Belastungs-/Erholungs-Verhältnissen und mit der Frage, wie die Probanden mit der Belastung fertig wurden. Eine Studie verglich ein Belastungs-/Erholungs-Verhältnis von 1:1,5 während eines 40-minütigen Laufbandtrainings mit Belastungsintervallen von 6, 12 oder 18 Sekunden.(3) Der Belastungsgrad lag bei 120 % VO2max (leichter als Tabatas Belastungsgrad von 170 %) und der Rest war passiv. Die 12- und 18-sekündigen Belastungsintervalle erwiesen sich bei Induzierung einer physiologischen Belastung, gemessen anhand des respiratorischen Quotienten und der durchschnittlichen Übungsintensität, als effektiver als die 6-sekündigen Intervalle.



Studie 2:

Eine andere Studie untersuchte gut trainierte männliche Läufer, die auf einem Laufband mit einer 5- %igen Steigung 6 4-minütige Intervalle absolvierten, wobei sie selber die Geschwindigkeit festlegten, aber sich um die größtmögliche Belastung bemühten.(4) Die Läufer erhielten eine Pause von 1, 2 oder 4 Minuten. Es wurde auch ein Test durchgeführt, bei dem die Sportler selbst ihre Pause festlegten. Interessanterweise lag die selbst gewählte Pause bei durchschnittlich 118 Sekunden, und während es zwischen den 3 unterschiedlichen Pausen keine signifikanten Leistungsunterschiede gab, wurde mit einer 2-minütigen Pause eine höhere Gesamtbelastung erreicht. Vielleicht wussten diese erfahrenen Läufer bereits, was für sie am besten geeignet war, und auch, wie sie sich dementsprechend fordern mussten.



Quellenangaben:
trainingsworld.com; Some aspects of anaerobic exercise and training', Sharp, N C C. Transcripts of a lecture from the 18th International Coaches Convention, hosted by the Scottish Amateur Athletic Joint Coaches Committee


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