Bei unzureichender Sauerstoffversorgung des Körpers findet die Muskelaktivität hauptsächlich unter anaeroben Bedingungen statt. Die Fähigkeit, Muskelarbeit unter Sauerstoffmangel zu verrichten, wird als anaerobe Leistungsfähigkeit bezeichnet. Man unterscheidet zwischen alaktaziden und laktaziden anaeroben Mechanismen, die mit der Leistungsfähigkeit, Kapazität und Effizienz des Kreatin-Kinase- und des glykolytischen ATP-Resynthesestoffwechsels zusammenhängen.
Die alaktazide anaerobe Leistungsfähigkeit wird anhand der Größe der alaktaziden Sauerstoffschuld, des anorganischen Phosphatgehalts im Blut und der maximalen anaeroben Leistungsfähigkeit beurteilt. Die laktazide anaerobe Leistungsfähigkeit wird anhand der maximalen Sauerstoffschuld, der laktaziden Fraktion, der maximalen Laktatakkumulation im Blut und der Veränderungen der Blut-Säure-Basen-Parameter beurteilt.
Entwicklung der anaeroben Systeme
Die Entwicklung des anaeroben Systems bei Grundschulkindern liegt hinter der Entwicklung des aeroben Systems zurück. Die maximale Sauerstoffschuld liegt bei ihnen 60-65% niedriger als bei Erwachsenen. Sauerstoffmangel entwickelt sich bei Kindern schneller, und ihre Fähigkeit, unter Sauerstoffmangel zu arbeiten, ist geringer als in höherem Alter. Bei Jungen nimmt die maximale Sauerstoffschuld im Alter von 11-13 und 16-17 Jahren zu, bleibt aber bei älteren Schülern 30% unter dem Erwachseneniveau.
Mit 13-14 Jahren steigt der alaktazide Anteil der Sauerstoffschuld an. Der laktazide Anteil kann sich dabei nicht ändern oder etwas sinken. Mit 16-17 Jahren erfolgt der Anstieg der Gesamtsauerstoffschuld überwiegend durch den laktaziden Anteil.
Bei Mädchen setzt sich die Entwicklung der anaeroben Leistungsfähigkeit bis zum 14. Lebensjahr fort, dann stabilisiert sie sich. Der größte Anstieg der maximalen Sauerstoffschuld wird im Alter von 10-11 Jahren beobachtet. Der Anteil der alaktaziden Fraktion steigt vom 8. bis zum 12. Lebensjahr und erreicht dann maximale Werte. Bei systematischem Sporttreiben nimmt die maximale Sauerstoffschuld zu, wobei im Alter von 10-11 Jahren ein Anstieg sowohl der laktaziden als auch der alaktaziden Fraktion zu beobachten ist, während im Alter von 14-17 Jahren der Anstieg hauptsächlich auf den laktaziden Anteil entfällt.
Anaerobe Leistungsfähigkeit und Muskelstruktur
Die maximale Leistung auf Höhe der maximalen Sauerstoffaufnahme erfolgt unter erheblicher Beteiligung der aeroben und anaeroben glykolytischen Energiebereitstellung. Bei Kindern des Grundschulalters beträgt der Laktatspiegel im Blut 8,7-8,5 mM, bei 10-11-Jährigen 11,5 mM und bei Erwachsenen 12,5 mM.
Bei Kindern des Grundschulalters sind die schnell kontrahierenden glykolytischen Fasern noch nicht entwickelt, ihr Anteil beträgt 8-15%. Im Alter von 12 Jahren steigt der Anteil glykolytischer Fasern bis auf 23-33%, besonders in den Muskeln der unteren Extremitäten. Gleichzeitig nimmt die Leistungsfähigkeit der enzymatischen Systeme der anaeroben Glykolyse zu, was zu einer erheblichen Milchsäureproduktion führt. Mit 14 Jahren sinkt der Anteil schnell kontrahierender Fasern etwas, so dass in diesem Alter die Werte der anaeroben Leistungsfähigkeit praktisch unverändert bleiben. Der maximale Anstieg der anaeroben Leistungsfähigkeit (gemessen am Laktatspiegel) fällt mit einer Vervierfachung des Anteils glykolytischer Fasern zusammen und tritt im Alter von 15 Jahren auf.
Anaerobe Leistungsfähigkeit und körperliche Belastung
Bei gleicher Belastungsintensität zeigen Kinder höhere Laktatwerte und deutlichere Veränderungen der Blut-Säure-Basen-Parameter. Dies hängt mit der geringen Pufferkapazität zusammen. Das Niveau Erwachsener erreichen die Puffersysteme erst in der Pubertät. Kinder im Vorschul- und Grundschulalter tolerieren anaerob-glykolytische Belastungen mit Übersäuerung schlecht. Kindern und Jugendlichen fällt es schwer, ein hohes Energieniveau für intensive körperliche Aktivitäten über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten, d.h. Schnellkraft und spezielle Ausdauer zu zeigen. Die Leistungsfähigkeit, die Kinder von 9 Jahren über 3 Minuten aufrechterhalten können, beträgt etwa 40%, bei 15-jährigen Jugendlichen 92% der Erwachsenenleistung. Die Werte der Schnellkraftausdauer im Bereich submaximaler Leistung verändern sich wenig vom 7. bis 11. Lebensjahr, aber mit Beginn der Pubertät steigen sie stark an. Bei Mädchen stabilisiert sich die Ausdauer nach dem 15. Lebensjahr endgültig und wächst ohne spezielle Bewegungsaktivität nicht weiter.
Anaerobe Leistungsfähigkeit und statische Arbeit
Die Ausdauer bei statischer Arbeit wird hauptsächlich durch den anaeroben glykolytischen Energiestoffwechsel bestimmt. Ein Schlüsselfaktor für die maximale Dauer isometrischer Muskelarbeit ist die Milchsäurekonzentration. Der altersmäßige Anstieg der Ausdauer bei statischer Arbeit kann auf eine altersbedingte Verringerung der anaeroben glykolytischen Aktivität sowie eine erhöhte Toleranz des Skelettmuskelgewebes (möglicherweise auch des ZNS) gegenüber azidotischen Veränderungen zurückzuführen sein. Im Gegensatz zu anderen Ausdauerformen sind in dieser Hinsicht kaum geschlechtsspezifische Unterschiede zu verzeichnen.
Anaerobe Leistungsfähigkeit und Muskelmasse
Der Anstieg der alaktaziden anaeroben Leistungsfähigkeit hängt mit den Kreatinphosphat-Reserven im Körper zusammen, die mit dem Muskelwachstum langsam zunehmen. Bei Kindern und Jugendlichen sind die Mechanismen der Kreatinphosphorylierung zu Kreatinphosphat noch unvollkommen entwickelt. Daher führt Muskelarbeit bei ihnen zu einem erheblichen Kreatin-Verlust über den Urin, der bei 9-14-Jährigen bis zu 200 mg/Tag
Häufig gestellte Fragen
Was ist anaerobe Leistungsfähigkeit?
Anaerobe Leistungsfähigkeit bezeichnet die Fähigkeit, Muskelarbeit unter Sauerstoffmangel zu verrichten.
Wie entwickelt sich die anaerobe Leistungsfähigkeit bei Kindern und Jugendlichen?
Die Entwicklung des anaeroben Systems liegt bei Grundschulkindern hinter der Entwicklung des aeroben Systems zurück. Mit zunehmendem Alter steigt die anaerobe Leistungsfähigkeit, bleibt aber bei älteren Schülern unter dem Erwachseneniveau. Bei Mädchen stabilisiert sich die anaerobe Leistungsfähigkeit ab dem 14. Lebensjahr.
Wie hängt die anaerobe Leistungsfähigkeit mit der Muskelstruktur zusammen?
Mit zunehmendem Alter nimmt der Anteil der schnell kontrahierenden glykolytischen Muskelfasern zu, was zu einer höheren anaeroben Leistungsfähigkeit führt. Der maximale Anstieg fällt mit einer Vervierfachung des Anteils glykolytischer Fasern im Alter von 15 Jahren zusammen.
Wie verhalten sich Kinder und Jugendliche bei anaeroben Belastungen?
Kinder zeigen bei gleicher Belastungsintensität höhere Laktatwerte und stärkere Veränderungen des Säure-Basen-Haushalts, da ihre Puffersysteme noch nicht voll entwickelt sind. Sie tolerieren anaerob-glykolytische Belastungen mit Übersäuerung schlecht und haben Schwierigkeiten, ein hohes Energieniveau über längere Zeit aufrechtzuerhalten.
Wie entwickelt sich die anaerobe Leistungsfähigkeit bei statischer Arbeit?
Die Ausdauer bei statischer Arbeit wird hauptsächlich durch den anaeroben glykolytischen Energiestoffwechsel bestimmt. Der altersbedingte Anstieg der Ausdauer bei statischer Arbeit hängt mit einer Verringerung der anaeroben glykolytischen Aktivität und einer erhöhten Übersäuerungstoleranz zusammen.
Wie hängt die anaerobe Leistungsfähigkeit mit der Muskelmasse zusammen?
Der Anstieg der alaktaziden anaeroben Leistungsfähigkeit hängt mit den Kreatinphosphat-Reserven zusammen, die mit dem Muskelwachstum zunehmen. Bei Kindern und Jugendlichen sind die Mechanismen der Kreatinphosphorylierung noch unvollkommen, was zu erhöhtem Kreatin-Verlust über den Urin führt.