5 Gründe, warum Sie nicht schneller laufen können
Sie stoßen nicht an Ihre Grenzen, nur weil die Milchsäure Ihre Muskeln verbrennt. Die vielen Empfindungen, die Sie beim Laufen spüren, entsprechen jeweils einer anderen Mini-Krise in Ihrem Körper, und sie bestimmen, ob Sie Ihr Tempo halten können. Letztes Jahr trafen sich Sportwissenschaftler in San Diego (USA), um die neuesten Ergebnisse ihrer Suche nach den Grenzen der Ausdauer zu diskutieren. Sie diskutierten über neue Themen wie Stoffwechselprodukte und mentale Ermüdung, aber auch über bekannte Feinde wie Hitze und Flüssigkeitszufuhr. Im Folgenden erfahren Sie, was sich hinter den Schmerzen beim Versuch, eine Bestzeit zu erzielen, verbirgt und wie Sie sich noch mehr anstrengen können.
‚Ich kriege keine Luft‘
Ursache: Sauerstoffmangel
Auftreten: Kurz nach Beginn des Laufens
Antidote: Aufwärmen mit einem intensiven Dauerlauf
Die erste Wiederholung eines Intervalltrainings fühlt sich immer schwer an; die nächste Wiederholung erscheint jedoch leichter. Die Atemfrequenz sinkt nicht, sondern man pendelt sich einfach ein“, sagt Dr. Andrew Jones, Sportphysiologe an der Universität von Exeter. Was Sie erleben, ist das Ergebnis eines kurzzeitigen Missverhältnisses zwischen dem Sauerstoffbedarf Ihrer Beine und dem Sauerstoff, den Ihr Herz und Ihre Lungen liefern können.
Wenn Sie mit dem Laufen beginnen, steigt der Sauerstoffbedarf Ihrer Muskeln sofort an, aber die Zeit, die der Rest Ihres Körpers braucht, um zu reagieren, wird von Ihrer „Sauerstoffkinetik“ oder Reaktionszeit bestimmt. Dieses Sauerstoffdefizit löst Signale aus, die dazu führen, dass sich Ihre Atmung und Ihre Herzfrequenz beschleunigen, Ihre Blutgefäße sich erweitern und sauerstoffverarbeitende Enzyme in den Muskeln aktiviert werden. Infolgedessen erhalten die Muskeln innerhalb von zwei bis drei Minuten wieder ausreichend Sauerstoff.
Der vorübergehende Sauerstoffmangel hat jedoch dauerhafte Folgen. Um das Energiedefizit auszugleichen, greifen die Muskeln auf ihre anaeroben (sauerstofffreien) Brennstoffspeicher zurück. Dabei entstehen Stoffwechselnebenprodukte, die dazu führen, dass sich die Muskeln erschöpft anfühlen – und es bleibt weniger Energie für den anaeroben Endspurt am Ende des Laufs übrig. Was Sie in den ersten paar Minuten verbrauchen, wird nie wieder aufgefüllt, es sei denn, Sie werden langsamer“, sagt Jones.
Um dieses Sauerstoffdefizit zu bekämpfen, erforschen Jones und andere einen Ansatz, der als „Priming“ bezeichnet wird und die Ermüdung vor dem Rennen (oder der ersten Wiederholung) aus dem Weg räumt. Zehn bis 20 Minuten vor dem Start sollten Sie sich mit einem intensiven Lauftraining aufwärmen, z. B. 45-60 Sekunden im 5 km-Tempo. Dadurch werden Enzyme aktiviert und die Blutgefäße geweitet, während Sie gleichzeitig Zeit haben, sich vor dem Start zu erholen.
‚Ich laufe härter, aber ich werde trotzdem nicht schneller‘
Ursache: Ineffiziente Muskelfaserrekrutierung
Auftreten: Anhaltende mittlere Anstrengungen (wie 10 km und Halbmarathons)
Gegenmittel: Trainieren Sie Ihre schnell zuckenden Fasern, um effizienter zu werden
Die ersten Kilometer eines Halbmarathons fühlen sich oft ziemlich leicht an. Sie laufen nicht schnell genug, um hohe Laktatwerte und andere Stoffwechselprodukte anzusammeln, und anders als bei einem Marathon laufen Sie nicht weit genug, um die Kraftstoffspeicher zu leeren. Warum wird es also irgendwann – und unweigerlich – so schwer?
Die Antwort hängt Studien der Universität Kopenhagen zufolge wieder einmal von der Sauerstoffkinetik ab. Im Laufe eines Dauerlaufs im Halbmarathon-Tempo oder schneller steigt die Energiemenge (und damit der Sauerstoff), die benötigt wird, um das Tempo zu halten, allmählich an. Im Laufe von 10 bis 20 Minuten kann der Sauerstoffverbrauch um bis zu 25 % ansteigen, so dass es immer schwieriger wird, das Tempo zu halten.
Dieser Anstieg ist das Ergebnis einer Umstellung auf die Rekrutierung weniger effizienter Muskelfasern. Wenn man mit dem Laufen beginnt, werden automatisch hauptsächlich langsam zuckende Muskelfasern rekrutiert, die für Langstreckenläufe geeignet sind, weil sie effizient sind und lange brauchen, um zu ermüden. Mit der Zeit ermüden jedoch einzelne Fasern und der Treibstoff wird knapp. Um sie zu ersetzen, muss das Gehirn die schnell zuckenden Fasern rekrutieren, die mehr Energie – und Sauerstoff – benötigen, um die gleiche Leistung zu erbringen.
Eine Möglichkeit, dieses Problem zu lösen, besteht darin, die schnell zuckenden Fasern, die normalerweise für explosive Bewegungen eingesetzt werden, effizienter zu trainieren. Dies könnte ein Grund sein, warum lange Läufe für Marathonläufer so wichtig sind“, erklärt Jones. Ein zweieinhalbstündiger Lauf, selbst bei langsamem Tempo, erschöpft schließlich die langsam zuckenden Fasern und zwingt die schnell zuckenden Fasern dazu, sich darin zu üben, langsam und gleichmäßig Leistung zu erbringen. Als Reaktion darauf bauen sie Ausdauer auf, indem sie den Gehalt an Mitochondrien erhöhen und die Kapillaren vergrößern, um mehr Blut zuzuführen.
‚Hilfe! Meine Beine brennen!‘
Ursache: Die Ansammlung von Stoffwechselprodukten in den Muskeln löst Signale an das Gehirn aus
Auftreten: Meilen- oder 5 km-Läufe, schnelle Anstiege oder Zielsprints
Gegenmittel: Kurze, schnelle Intervalltrainings
Stellen Sie sich den brennenden Muskelkater eines harten Intervalltrainings vor, der sich jedoch ausschließlich auf Ihren Daumen konzentriert. Das ist das seltsame Gefühl, das 10 glückliche Freiwillige in einem Labor der University of Utah (USA) im Jahr 2014 erlebten, als ihnen ein Forschungsteam unter der Leitung der Professoren Alan Light und Markus Amann einen Cocktail aus Metaboliten – den chemischen Nebenprodukten, die sich bei intensiver Anstrengung in den Muskeln bilden – in die Daumen injizierte. Die Ergebnisse waren außergewöhnlich: Sie lösten bei den Probanden, die keinen einzigen Muskel bewegten, ein Gefühl der Ermüdung aus.
Wissenschaftler und Sportler sprechen seit Jahrzehnten vom „Milchsäurebrennen“, das durch intensive Bewegung ausgelöst wird. Wenn Sie hart laufen, erreichen Sie irgendwann einen Punkt, an dem Ihr aerobes Energiesystem – die hocheffiziente Kraftstoffversorgung, die sich auf den von Herz und Lunge gelieferten Sauerstoff stützt – Ihre Muskeln nicht mehr schnell genug mit Energie versorgen kann. Sie greifen dann auf anaerobe (sauerstofffreie) Energiequellen zurück, die zwar den dringend benötigten Brennstoff liefern, aber auch Stoffwechselprodukte erzeugen, die sich in den Muskeln ablagern. Eines dieser Stoffwechselprodukte ist in der Tat Laktat (ein Molekül, das eng mit der Milchsäure verwandt ist). Aber trotz seines schlechten Rufs macht Laktat allein nicht müde.
Light und Amann versuchten, ihren Probanden drei verschiedene Stoffwechselprodukte zu injizieren: Laktat, Protonen (die den Muskel saurer machen) und Adenosintriphosphat, eine Form von Zellbrennstoff. Wenn die Chemikalien einzeln oder paarweise injiziert wurden, passierte nichts. Aber als sie alle drei zusammen injizierten – Bingo! Zunächst berichteten die Probanden über eine Art „Müdigkeit“ und „Schweregefühl“ in ihren Daumen, obwohl sie still saßen. Als die Forscher dann höhere Metabolitenmengen injizierten, die einer intensiven körperlichen Betätigung entsprechen würden, veränderten sich die Empfindungen zu „Schmerzen“ und „Hitze“ – das so genannte Milchbrennen, das im Reagenzglas erzeugt wurde.
Diese Ergebnisse zeigen, dass die Muskeln nicht durch Milchsäure aufgelöst werden, egal wie es sich anfühlt. Erst wenn spezielle Rezeptoren in Ihren Beinmuskeln eine bestimmte Kombination von Stoffwechselprodukten erkennen, lösen sie ein Notsignal aus, das Ihr Rückenmark hinaufwandert und von Ihrem Gehirn als brennendes Gefühl interpretiert wird. Eine Lösung? Trainieren Sie die Rezeptoren so, dass sie etwas weniger empfindlich sind, indem Sie sie beim Training wiederholt auslösen. Beim ersten Intervalltraining nach der Saisonpause denkt man, dass man stirbt“, erklärt Amann. Aber schon nach ein oder zwei Trainingseinheiten ‚fühlt es sich ein bisschen besser an‘.
‚Ich kann meine kaputten Beine kaum noch heben‘
Ursache: Die Ansammlung von Stoffwechselprodukten behindert die Muskelkontraktion
Auftreten: Gegen Ende harter Rennen
Antidote: Umsichtiges Tempo
OK, jetzt wissen wir also, dass der „Milchsäurebrand“ in Wirklichkeit nur eine Empfindung des Gehirns ist, die durch Nervensensoren in den Muskeln ausgelöst wird. Bedeutet das, dass die Muskeln selbst unbegrenzt weitermachen können, wenn man diese Signale irgendwie ignoriert? Um das herauszufinden, spritzten Amann und seine Kollegen eine Nervenblockade namens Fentanyl in die Wirbelsäule von freiwilligen Probanden, um zu verhindern, dass Signale von den Beinmuskeln zum Gehirn gelangen, und forderten sie auf, so hart wie möglich auf einem stationären Fahrrad zu fahren. Die Ergebnisse waren dramatisch. Als der erste Proband fertig war und versuchte, vom Fahrrad abzusteigen, brach er fast auf dem Boden zusammen, bevor Amann und seine Forscher ihn auffangen konnten. Alle folgenden Probanden mussten vom Fahrrad heruntergeholt werden. Einige konnten ihre Füße nicht von den Pedalen lösen, erinnert sich Amann, „und kein einziger war in der Lage zu gehen“. Sie alle hatten ein Geschenk erhalten, von dem viele Athleten träumen – die Fähigkeit, so hart zu fahren, wie sie wollten, ohne große Schmerzen oder Ermüdung zu spüren – und nun zahlten sie den Preis dafür, mit Muskeln, die im Wesentlichen aufgehört hatten zu funktionieren.
Allerdings fuhren die Probanden trotz ihres vorübergehenden übermenschlichen Status nicht schneller, als wenn sie eine Placebospritze erhielten. Sie fühlen sich anfangs immer großartig“, sagt Dr. Gregory Blain, einer von Amanns Kollegen. Sie fliegen. Aber wir wissen, dass sie stürzen werden. Nach der Hälfte der Strecke fühlten sich die Radfahrer immer noch großartig, aber sie sahen langsam verwirrt aus, weil ihre Beine nicht mehr auf die Befehle ihres Gehirns reagierten. Der Vorteil, den sie durch ihren schnellen Start erlangt hatten, ging bald wieder verloren, da ihre Beine nicht mehr auf die Anweisungen reagierten. In diesem Fall liegt die Ermüdung wirklich in den Muskeln und nicht im Gehirn. Ohne Warnsignale des Gehirns sammeln sich Stoffwechselprodukte wie Protonen und Phosphationen weit über die Werte hinaus an, die die Fähigkeit der Muskelfasern zur Kontraktion direkt beeinträchtigen. Mit anderen Worten: Die durch Stoffwechselprodukte hervorgerufene Ermüdung findet nicht nur im Kopf statt, sondern ist eine Mischung aus „zentraler“ (im Gehirn) und „peripherer“ (in den Muskeln) Ermüdung während harter Läufe. Wenn Sie sich zu Beginn eines Rennens zu sehr anstrengen, werden Sie feststellen, wie real diese peripheren Grenzen sind.
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‚Das war’s. Ich gebe auf!‘
Ursache: Anstrengungsüberlastung
Auftreten: Jedes Mal, wenn man an seine Grenzen stößt
Gegenmittel: Trainiere dein Gehirn
Es tut zu sehr weh. Das ist die einfachste Erklärung dafür, warum man auf den letzten Kilometern nicht noch ein bisschen mehr Gas gibt. Aber das ist nicht ganz richtig. Es ist nicht der Schmerz, der einen zurückhält. Als Forscher der Universität von Kent einen elektrischen Strom durch die Gehirne von freiwilligen Versuchspersonen leiteten, um ihr Schmerzempfinden zu dämpfen – mit einer Technik, die als transkranielle Gleichstromstimulation bezeichnet wird -, verbesserte dies weder das Gefühl der Probanden während des Trainings noch ihre Leistung bei einer Fahrt bis zur Erschöpfung auf einem stationären Fahrrad.
Worauf es ankommt, so der Sportphysiologe Dr. Samuele Marcora, einer der Autoren der Kent-Studie, ist die Anstrengung: der Kampf, weiterzumachen gegen den zunehmenden Wunsch, aufzuhören. Alle anderen Formen der Ermüdung – Sauerstoffdefizite, Metabolitenansammlungen, Überhitzung, Dehydrierung, Muskelschäden, Treibstoffmangel usw. – tragen dazu bei, wie schwer es ist, das Tempo zu halten. Mit anderen Worten, die Anstrengung kombiniert alle verschiedenen Ermüdungssignale, die aus jedem Winkel Ihres Körpers kommen, und der Moment der Wahrheit in jedem Rennen entspricht der maximalen Anstrengung.
Läufer verbringen die meiste Zeit ihres Trainings damit, ihre Muskeln, ihr Herz und ihre Lunge stärker und effizienter zu machen. Marcoras Theorie besagt jedoch, dass die Veränderung des subjektiven Anstrengungsempfindens eine weitere Möglichkeit ist, schneller zu laufen. In Studien wurde die wahrgenommene Anstrengung – und die Ausdauer – mit Techniken wie unterschwelligen Botschaften (lächelnde Gesichter, die für den Bruchteil einer Sekunde eingeblendet werden), elektrischer Hirnstimulation (mit Elektroden, die so angebracht werden, dass sie die wahrgenommene Anstrengung anstelle von Schmerzen verändern), motivierenden Selbstgesprächen („Ich fühle mich gut!“) und „Gehirnausdauertraining“ (computergestützte Aufgaben, die während des Trainings auf einem stationären Fahrrad erledigt werden) erfolgreich verändert.
Die große Frage bleibt jedoch unbeantwortet: Was ist Anstrengung genau? Ist es ein psychologischer Zustand? Ist es das taktile Gefühl, wenn sich die Muskeln anspannen? Oder ist es, wie Marcora glaubt, unser allgemeines Gefühl dafür, wie schwer es ist, das Renntempo zu halten? Wir haben viel darüber gelernt, was im Körper passiert, wenn wir laufen, und wir haben Erklärungen für viele der Empfindungen, die wir spüren, und für die Grenzen, an die wir stoßen, gefunden. Die nächsten Trainingssprünge werden sich aus dem Verständnis des Gehirns ergeben.