Blutgefäße und ihre Veränderung durch Training



Kapillaren (blau) 
versorgen die Muskelfasern
Die Energiebereitstellung bzw. -umwandlung in der Muskelzelle ist abhängig vom Sauerstofftransport zum Muskel und vom Abtransport der Stoffwechselschlacken.

Über das Blutgefäßsystem werden versorgende Stoffe dorthin gebracht, wo sie für eine Organleistung benötigt werden. Abfallstoffe werden vom Ort der Verwertung wegtransportiert. Zentralstation dieses Versorgungssystems ist das Herz. Von ihm weg führen die Schlagadern (Arterien), zu ihm hin die Blutadern (Venen).

Sowohl Arterien als auch Venen sind vergleichsweise weite Adern, die große Mengen Blut transportieren können.
Sie sind aber nicht in der Lage, transportierte Stoffe an die Umgebung abzugeben oder Stoffe aufzunehmen.
Der Stoffaustausch geschieht in den Kapillaren, feinsten Verästelungen der Adern, die im Vergleich zur transportierten Blutmenge eine sehr große Oberfläche aufweisen.
 
 
"Während in Ruhe nur etwa 3-5 % der vorhandenen Kapillaren eröffnet sind, werden bei Ausdauerbelastungen sämtliche Kapillaren eröffnet und zusätzlich erweitert. Die Zahl der offenen Kapillaren steigt auf das 30-50fache an. Die gleichzeitige Kapillarerweiterung vergrößert die Gesamtoberfläche auf etwa das 100-fache."
(Weineck)

 


Kapillarisierung - Ausbau der Transportwege

Ausdauertraining führt zu einer Erhöhung der Kapillardichte bzw. -oberfläche durch Kapillarneubildung.
 Es kann sich hierbei um eine Öffnung von Ruhekapillaren, eine Verlängerung und Erweiterung vorhandener Kapillaren oder um eine echte Kapillarneubildung handeln.
Kapillarversorgung des untrainierten und des trainierten Muskels

A
Geringe Kapillarversorgung und fehlende Querverbindungen
B
Deutliche Vermehrung der Kapillaren;
Querverbindungen über die Muskelfaser hinweg

(nach Weineck)

Arteriovenöse Sauerstoffdifferenz

Ein wichtiger lndikator für die Beurteilung der peripheren Sauerstoffaufnahme bzw. -verwertung ist die arteriovenöse Sauerstoffdifferenz.
Neben einer Herzvergrößerung kommt es durch Training zu einem Anstieg des Blutvolumens, der roten Blutkörperchen und des Gesamt-Hämoglobins. Dadurch erhöht sich die Sauerstofftransportkapazität des Herz-Kreislauf Systems und somit die Ausdauerleistungsfähigkeit.

Unter arteriovenöser Sauerstoffdifferenz versteht man die Differenz im Sauerstoffgehalt des Blutes in der Lungenarterie (= venöses Mischblut) und im arteriellen Blut. Sie gibt einen Hinweis auf die periphere Sauerstoffausschöpfung.

Die Differenz zwischen dem Sauerstoffgehalt des arteriellen und dem des venösen Bluts, die arteriovenöse Sauerstoffdifferenz, ist  bei Körperruhe gering. Wenn bei einer intensiven sportlichen Belastung der mittlere Blutdruck ansteigt und alle Arteriolen maximal weit gestellt sind, werden durch den erhöhten Blutandrang alle Kapillaren des Muskels eröffnet und durchströmt, wodurch sich die Kontaktverhältnisse (Diffusionsfläche, Diffusionsstrecke, Kontaktzeit) so verbessern, dass der Muskel dem arteriellen Blut praktisch den gesamten Sauerstoff entnehmen kann.

Eine stärkere Sauerstoffausschöpfung in der Peripherie wird v.a. durch die Zunahme der Zahl der durchbluteten Kapillaren (s.o.), durch die Steigerung des Sauerstoffverbrauchs im Gewebe, durch die Zunahme der Säuerung (pH-Abfall) des Blutes in den Kapillaren und durch den Anstieg der Bluttemperatur in der Arbeitsmuskulatur bewirkt.

Die Vergrößerung der arteriovenösen O2-Differenz ermöglicht eine höhere Sauerstoffmehraufnahme in den Lungen, da eine maximale Sauerstoffaufnahme in das durch die Lungenalveolen strömende Blut nur dann möglich ist, wenn in der Peripherie dem arteriellen Blut möglichst viel Sauerstoff entzogen wird.

In Ruhe beträgt die arteriovenöse Sauerstoffdifferenz im Skelettmuskel etwa 5 Vol.-% (dies entspricht einer etwa 25prozentigen Sauerstoffausschöpfung), bei maximaler Belastung 10-12 (Untrainierte) bzw. 16-18 Vol.-% (Hochausdauertrainierte) - diese Werte entsprechen einer Sauerstoffausschöpfung von etwa 50 bzw. 75 %.

Nur durch diese regionale Sauerstoffausschöpfung von fast 100 Prozent und die damit verbundene erhöhte arteriovenöse Sauerstoffdifferenz ist zu erklären, dass ein Muskel, der bei intensivster dynamischer Muskelarbeit seine Durchblutung um das Zwanzigfache steigert, auch dann noch im Steady-state arbeiten kann, wenn sein Energiebedarf auf das Hundertfache angestiegen ist. (nach Weineck)


 

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Trainingslehre