Laktat und Leistung im Laufsport

Wenn die Muskeln sauer werden

Von Laktat und einer Übersäuerung der Muskeln hat wohl jeder, der Ausdauersport betreibt, schon einmal gehört. Doch welche Prozesse stecken eigentlich dahinter? Und wie lässt sich der Zeitpunkt, bis nichts mehr geht, hinausschieben?
Text: Dr. MA Peter Pfeiffer | Fotos: GettyImages, Dr. MA Peter Pfeiffer

Laktat ist nicht grundsätzlich negativ zu bewerten. Unser Körper bildet davon selbst im Ruhezustand stündlich 0,7-1,8 mmol, damit die Glykolyse – der Abbau von Glukose zur Energiegewinnung – bei geringer bis mittlerer Belastungs­intensität überhaupt stattfinden kann. Laktat schädigt auch, wie man immer wieder hört, keine Muskelfasern, sondern ist für ­einen effektiven Energiestoffwechsel zwingend erforderlich. Vorausgesetzt, Sie bewegen sich während eines Laufs im aeroben Bereich, wird es innerhalb der Muskelzellen mit Sauerstoff oxidiert, setzt sehr schnell zusätz­liche Energie frei und ist somit bis zu einer bestimmten Konzentration nicht leistungsmindernd, sondern eher fördernd. Dadurch, dass dieses Milch­säuresalz bei aerober Energie­gewinnung fortlaufend wieder abgebaut wird, steigt seine Konzentration nicht überschüssig an. Sie pendelt sich auf einen Steady-State ein, bei dem zwischen Laktatbildung und -abbau ein Gleichgewicht besteht. Die Energieversorgung funktioniert optimal, Glukose wird bei ausreichender Sauerstoffzufuhr vollständig zu Kohlendioxid und Wasser umgewandelt, und dabei baut sich keine Azidose auf. Lediglich der Überschuss bremst die Ausdauerleistung.

Stoffwechselprodukt beim ­Aus­dauersport

Im Ausdauersport entscheiden primär Dauer und Intensität einer Belastung darüber, welche Nahrungsbestandteile wie Kohlehydrate, Fette oder Eiweiße zur Oxidation (Umwandlung durch Zuhilfenahme von Sauerstoff) herangezogen werden. Für Belastungen bis circa zehn Sekunden ist eine anaerobe Energiebereitstellung unter Ausschluss von Sauerstoff ausreichend, bei der überwiegend die Energieträger ATP (Adenosintriphosphat) und KrP (Kreatinphosphat), aber kaum Kohlenhydrate genutzt werden. Im Hochleistungsbereich bis zu drei Minuten erfolgt die Energiefreigabe bereits über den Abbau von Glukose (Zucker). Dies geschieht jedoch so schnell, dass der Blutzucker nicht vollständig, sondern nur bis zum Milchsäuresalz, dem Laktat abgebaut wird. Wenn die Glukoseverwertung stark aktiviert ist, d. h. bei andauernd hoher Belastung, kommt es zu einem Rückstau von Pyruvat, einem Stoffwechsel-Zwischenprodukt, in dessen Folge dann eine erhöhte Laktatproduktion steht. Dabei werden bestenfalls fünf Prozent der eigentlich zur Verfügung stehenden Energie frei und deshalb ist diese Energiegewinnungsform sehr ineffektiv und geradezu verschwenderisch.

Die Übersäuerung

Akkumuliert sich diese Konzentration auf mehr als 15 mmol Laktat/Liter Blut, tritt eine Muskelübersäuerung (Azidose) ein. Alle Muskelfunktionen werden eingeschränkt und ermüden schlussendlich bis zum vollständigen Versagen. Bei dieser Lak­tat­anhäufung ist selbst das Herz-Kreislauf-System eines Profi-Triathleten nicht mehr in der Lage, die erforderliche Sauerstoffversorgung zu gewährleisten, um einen Abbau einzuleiten. Der Blutlaktatgehalt ist so hoch konzentriert, dass es zum zwangsweisen Belastungs­abbruch kommt. Diesen Grenz­bereich, in dem die Laktatbildung den -abbau übersteigt, ­bezeichnet man als maximalen Laktat-Steady-State. Unterhalb davon befindet sich mit dem Laktat-Steady-State die Dauerleistungsgrenze. Eine aerob-­anaerobe Übergangszone, in der das Fließgleichgewicht von Laktat und Pyruvat trotz hoher Belastung gerade noch so gewährleistet ist und keine leistungsmindernde Anhäufung entsteht. Ein Laktat-Überschuss ist dem­zufolge ein leistungsbegrenzender Faktor, der durch Training ­beeinflusst werden kann. Bei gut trainierten Ausdauersportlern kann die Sauerstoffaufnahme schon 20 Sekunden nach Belastungsbeginn auf das Zehnfache ansteigen und damit 50 Prozent der Energie auf aerobem Weg bereitgestellt werden, bei dem kein Laktatüberschuss zu erwarten ist. Der Trainingszustand beeinflusst also das Maß der Laktatproduktion.

Notversorgung aus der Leber

Auf- und abgebaut wird Laktat überwiegend in der belasteten Arbeitsmuskulatur, dem Herzmuskel sowie in der Leber, also in drei Komponenten, die im Energiestoffwechsel von herausgehobener Bedeutung sind. Bei Kohlenhydratmangel – wenn länger als 120 Minuten körperlich belastet und währenddessen keine neue Nahrungsenergie zugeführt wird, um die leeren Muskelglykogenspeicher wieder aufzufüllen – kann die Leber aus glukogenen Muskel-Aminosäuren, Laktat und Glyzerin, neue Glukose bilden und so die Energieversorgung eine Zeit lang aufrechterhalten. Dieser als Glukoneogenese bezeichnete Prozess geht jedoch leider mit dem Abbau von Muskelgewebe einher, da er nicht aus Zuckermolekülen (Glukose) Energie gewinnt, sondern aus körpereigenen Substanzen. Die Muskulatur ist mangels eines entsprechenden Enzymsystems dazu übrigens nicht in der Lage und deshalb sind Proteine als Energieträger auch weitgehend unbedeutend. Als Stoffwechselzwischenprodukt entsteht Laktat ausschließlich beim Abbau von Kohlenhydraten. Beim Abbau von Fettsäuren – im Zuge des Fettstoffwechsels – wird es nicht gebildet, sodass für geschulte Läufer bei Dauerbelastungen im mittleren GA1-Bereich, kaum Gefahr besteht, Leistungseinbußen durch Muskelübersäuerung zu riskieren. Bitte beachten Sie in diesem Zusammenhang, dass Ihr Fettstoffwechsel nur dann effektiv genutzt werden kann, wenn genügend Glykogen (gespeicherte Glukose) vorhanden ist, denn „Fett verbrennt nur im Feuer von Kohlenhydraten“.

Die Laktatkurve
Foto: Dr. MA Peter Pfeiffer

Der Körper schützt sich selbst

Vermehrt Laktat wird bei der Energieabgabe durch intensive, lang anhaltende Ausdauerbelastungen gebildet, wobei dies in enger Korrelation zur muskulären Sauerstoffversorgung (VO2max) steht. Bei gut trainierten Läufern mit hoher Sauerstoffaufnahmefähigkeit tritt ein Milchsäureüberschuss später ein, als bei weniger trainierten. Überschreiten Sie ihre persönliche Ausdauerleistungsgrenze in eine Stoffwechsellage, in der die muskuläre Sauerstoffversorgung nicht mehr gewährleistet ist – wenn Sie beispielsweise für Ihr Leistungsniveau zu schnell laufen oder bei einem Marathon immer wieder schnelle Passagen einlegen – findet die Energiebereitstellung anaerob, ohne Zuhilfenahme von Sauerstoff außerhalb der Zellen statt, und die zunächst positive Wirkung von Laktat kehrt sich in das Gegenteil um. Im aerob-anaeroben Übergangsbereich sollte deshalb, abhängig vom persönlichen Trainingsniveau, der Blutlaktatspiegel idealerweise zwischen 1,5 und 4 mmol/l liegen. Steigt er höher an, wird die Leistung gemindert und es tritt bei Fortdauer der Intensität jener Laktatüberschuss ein, der sie zunehmend erschöpft und letztendlich zum Abbruch eines Laufes zwingt. Dieser Leistungsabbruch ist zwar sportlich gesehen frustrierend, macht biologisch aber durchaus Sinn. Es handelt sich um einen natürlichen Schutzmechanismus, der vor Zerstörung von Muskel-Protein­zellen durch Azidose schützt. Bei zu starker Aktivierung der Glukoseoxidation – wenn Sie sich über Ihre Leistungsfähigkeit hinaus dauerhaft belasten – hemmt dieser Vorgang die weitere Laktatbildung und erzwingt letztendlich den Abbruch, bevor Schaden eintritt. Die Azidose bremst sich also förmlich selbst, indem sie den weiteren Glukoseabbau zuverlässig verhindert. Eine mechanische Einwirkung, beispielsweise durch Kompression, tut dies nicht und ist auch in Bezug auf einen Laktatüberschuss wirkungslos.

Laktatmessung

Die Spiroergometrie (Atemgasmessung), bei der mit einem sechs- bis zehnfach in der Intensität ansteigenden Stufenbelastungstest neben der VO2max und maximalen Herzfrequenz auch der Laktatkurvenverlauf ermittelt wird, ist die zuverlässigste von mehreren Methoden, die aerob-anaerobe Schwelle zu bestimmen. Die dabei erforderliche Abnahme einer winzigen Menge arteriellen Blutes nach jeder Belastungsstufe am Ohrläppchen ist kaum spürbar. Bitte beachten Sie jedoch, dass die Diagnose für Läufer unbedingt auf einem Laufband erfolgen sollte. Bei der Leistungsmessung auf einem Fahrradergometer wird die anaerobe Schwelle durch Belastung von anderen Muskelgruppen früher erreicht und damit das Ergebnis für Läufer verfälscht. Zur ungefähren Einschätzung außerhalb des Diagnostiklabors hilft folgende Beobachtung:

Außer Atem

Eine stark überhöhte Atemfrequenz mit kurzen Atemzügen ist ein untrügliches Zeichen, dass die aerob-anaerobe Schwelle erreicht oder bereits überschritten ist. Ihr Körper versucht, die zu hoch konzentrierten Stoffwechselprodukte als Kohlendioxid und Wasserdampf auszustoßen, und dies gelingt ihm bis zu einer bestimmten Konzentration durch hechelnde, hochfrequente ­Atmung – man ist „außer Atem“. Für wenig trainierte Läufer helfen in diesem Fall kurze Gehpausen. Schon nach 15 bis 20 Sekunden ist überschüssiges Laktat in aller Regel wieder so weit abgebaut, dass der Lauf fortgesetzt werden kann. Leider bleibt in der Folge der Laktatspiegel dauerhaft hoch und das Procedere wiederholt sich in mehr oder weniger regelmäßigen Abständen. Besser ist es, mit einem Leistungsniveau zu starten, in dem Sie ausdauernd und knapp unterhalb der Dauerleistungsgrenze, im aeroben Bereich laufen können. Je höher Ihre Sauerstoffaufnahmefähigkeit VO2max ist, umso höher wird auch die Geschwindigkeit sein, die Sie in dieser Belastungszone dauerhaft halten können, ohne dass ein leistungsmindernder Laktatüberschuss eintritt.

Anpassung bei Hitze

Noch ein Tipp für den Sommer: Während bei hohen Außentemperaturen und Dehydration die VO2max im Bereich Ihres persönlich ermittelten Wertes bleibt, steigt die Blut-Laktat-Konzentration deutlich früher an. Die aerob-anaerobe Schwelle hat sich nach unten verschoben und darin liegt auch eine der Ursachen, warum an heißen Tagen schon bei geringer Belastung anaerobe Stoffwechselprozesse ablaufen, die bei moderater Umgebungstemperatur erst deutlich später einsetzen würden. Im Fazit bleibt festzuhalten: Die Bildung von Laktat ist ein biochemischer Vorgang im Energiestoffwechsel, der durch mechanische Einflüsse in keiner Form zu beeinflussen oder zu verhindern ist. Ausschließlich durch entsprechende Belastungsanpassung, Ernährung und gezieltes Vorbereitungstraining können die ­VO2max erhöht, der Laktatkurvenverlauf positiv verändert und damit die allgemeine Ausdauerleistungsfähigkeit verbessert werden.

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