| Wenn bei einer sportlichen
Belastung ein untrainiertes Herz mehr als 20 Liter Blut pro Minute durch
den Körper pumpt und wenn die arbeitenden Muskelzellen aus diesem
Blut sehr viel mehr Sauerstoff ausschöpfen als in Ruhe, sinkt der
Sauerstoffgehalt des zentralvenösen Blutes, so dass in den Lungen
wieder entsprechend mehr Sauerstoff zugeladen wird.
Die durchschnittliche maximale
Sauerstoffaufnahme eines untrainierten Mannes zwischen dem 20. und 30.
Lebensjahr liegt zwischen 3000 und 3500 ml/min. Die vergrößerten Sportherzen
von hochausdauertrainierten Spitzensportlern können pro Minute
bis zu 40 Liter Blut durch den Körperkreislauf und durch den Lungenkreislauf
pumpen.
Die ausdauertrainierten Muskelzellen
dieser Sportler können dem vorbeiströmenden Blut sehr viel mehr
Sauerstoff entnehmen als untrainierte Muskelzellen (größerearterio-venöse
Sauerstoffdifferenz). Deswegen liegen die Werte für die maximale
Sauerstoffaufnahme ausdauertrainierter Spitzensportler entsprechend
höher zwischen 75 und 80 ml pro Kilogramm Körpergewicht und Minute.
Werte von über 55 ml pro Kilogramm Körpergewicht und Minute werden
normalerweise nur bei Sportlern gemessen, die regelmäßig Ausdauertraining
betreiben.
Die Faktoren, die die maximale
Sauerstoffaufnahme begrenzen, sind die Beatmung der Lunge (Atemminutenvolumen),
der Gasaustausch zwischen Lungenbläschen und Lungenkapillarblut (Diffusionskapazität),
die Sauerstofftransportkapazität des Herz-Kreislauf-Systems (Herzminutenvolumen),
der gemeinsame Sauerstoffverbrauch aller ruhenden und arbeitenden Organsysteme,
insbesondere die biochemische Ausstattung der arbeitenden Muskelzelle (arterio-venöse
Sauerstoffdifferenz), das Blutvolumen und die Gesamtzahl aller Hämoglobinmoleküle
(Totalhämoglobingehalt des Blutes).
Bei einer intensiven sportlichen
Belastung dürfte der wichtigste leistungsbegrenzende Faktor die Höhe
des Herzminutenvolumens und die Möglichkeit der Sauerstoffausschöpfung
durch die arbeitende Muskelzelle sein. Das subjektive Gefühl des Sportlers,
«außer Atem» zu sein, wird offenbar mehr durch diese
beiden Faktoren ausgelöst als durch die Fähigkeit der Lunge,
den Sauerstoff aus der Umgebungsluft in das Blut aufzunehmen. Auch die
Verbesserung der maximalen Sauerstoffaufnahme durch Ausdauertraining ist
genauso von der Steigerung des Herzminutenvolumens und von der verbesserten
Sauerstoffausschöpfung durch die trainierte Muskelzelle abhängig
wie vom optimalen Funktionszustand des Atmungssystems. Im übrigen
bewirkt Ausdauertraining über eine verbesserte Atemtechnik eine tiefere
Atmung, einen Anstieg des maximal möglichen Atemminutenvolumens und
insgesamt eine Ökonomisierung der Atmung.
(nach Roth
- Sportmedizin)
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Leistungsgrößen
der Lunge - Lungenvolumina
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Der Brustkorb nimmt nach
einer normalen Ausatmung eine entspannte Mittelstellung ein, die sogenannte
Atemruhelage. Durch die Messung des ein- und ausgeatmeten Luftvolumens
kann man Rückschlüsse auf die Änderung des Lungenvolumens
während der Atmung ziehen.
Das Fassungsvermögen
der Lunge schwankt von Mensch zu Mensch sehr stark und ist abhängig
von der Körpergröße und dem Körpergewicht, dem Alter,
der Konstitution und dem Geschlecht und nicht so sehr vom Trainingszustand. |
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Als Atemminutenvolumen
bezeichnet man diejenige Luftmenge, die in einer Minute ein- und ausgeatmet
(ventiliert) wird. Das Atemminutenvolumen ist das Produkt aus Atemzugvolumen
und Atemfrequenz.
Atemzugvolumen ist
das Luftvolumen, das bei einem normalen Atemzyklus ein- und ausgeatmet
wird. In Ruhe beträgt es bei Erwachsenen ca. 0,5 Liter, unter Belastung
kann es auf ca. 2,5 Liter ansteigen, bei ausdauertrainierten Spitzensportlern
auf Werte bis um 4 Liter.
Inspiratorisches Reservevolumen
heißt das Luftvolumen, das nach einer normalen Einatmung bei vertiefter
Atmung zusätzlich eingeatmet werden kann.
Exspiratorisches Reservevolumen
heißt das Luftvolumen, das man nach einer normalen Ausatmung mit
Hilfe der Bauchpresse willentlich noch zusätzlich ausatmen kann.
Residualvolumen heißt
das Luftvolumen, das selbst bei tiefster Ausatmung noch in der Lunge zurückbleibt.
Es beträgt bei gesunden Erwachsenen ca. 1,3 Liter. Weil sich die Luft
im Residualvolumen immer mit der eingeatmeten frischen Luft vermischt,
enthält sie noch sehr viel Sauerstoff, der deswegen während der
Ausatmungsphase weiterhin in das Lungenblut übertritt, wodurch der
Gasaustausch zwischen den Lungenbläschen und dem Lungenblut gleichmäßig
und unabhängig von der jeweiligen Atemphase abläuft.
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Unter Vitalkapazität
wird die maximale Luftmenge verstanden, die nach einem Atemzug wieder ausgeatmet
werden kann.
Auch wenn Ausdauersportler
eine deutlich erhöhte Vitalkapazität aufweisen (bis zu 7 Litern
- Untrainierte ca. 3-4 Liter/abhängig von Größe und Gewicht),
so ist dies kein wirklich leistungsbestimmender Faktor. |
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Totalkapazität
heißt das Luftvolumen, das sich nach maximaler Einatmung insgesamt
in der Lunge befindet. Die Totalkapazität setzt sich aus dem Residualvolumen
und der Vitalkapazität zusammen.
Als Totraum bezeichnet
man die Summe all der Hohlräume, die zwar der Luftzuleitung dienen,
jedoch nicht am Gasaustausch zwischen Luft und Lungenkapillarblut teilnehmen. |
