Die aerobe Leistungsfähigkeit von Kindern und Jugendlichen

Unter der aeroben Leistungsfähigkeit versteht man alle funktionellen Eigenschaften des Organismus, die die Aufnahme, den Transport und die Verwertung von Sauerstoff gewährleisten.

Die Dynamik der aeroben Möglichkeiten des Menschen hängt vom Alter und Geschlecht ab. Eine wesentliche Wendemarke in der Entwicklung der aeroben Arbeitsfähigkeit ist das Alter von 6 Jahren, wenn die Durchblutung der Muskeln und die oxidativen Möglichkeiten der Mitochondrien zunehmen. Bei Berechnung pro kg Muskulatur beträgt der maximale Sauerstoffverbrauch (VO2max) bei Kindern im Alter von 6-7 Jahren 151 ml/kg/min, bei Erwachsenen 138 ml/kg/min.

Im jüngeren Schulalter erfolgt die Energieversorgung der Muskelaktivität durch eine Steigerung der aeroben Möglichkeiten. Die Konzentration von Cytochrom a in den Muskelmitochondrien erreicht maximale Werte von 6,6 nmol/g, bei Erwachsenen 3-4 nmol/g. Dabei ändern sich die relativen Werte des VO2max nur unwesentlich, und die berechneten Werte pro Muskelmasseneinheit erreichen ein Maximum von 170-180 ml/kg/min.

In diesem Alter tritt noch keine endgültige Differenzierung der Skelettmuskeln der oberen und unteren Extremitäten ein, es überwiegen langsam kontrahierende oxidative Fasern. Ihre Zahl nimmt im Alter von 12-13 Jahren leicht ab, steigt dann mit 14 Jahren wieder an und verringert sich im Alter von 16-17 Jahren deutlich (um den Faktor 3 im Vergleich zu 7 Jahren).

Der relative Hämoglobingehalt bei Kindern ist etwas niedriger. Mit 11-12 Jahren bei Mädchen und 13-14 Jahren bei Jungen erreicht er die Untergrenze der Norm für Erwachsene. Dies bedingt niedrigere Werte für die Sauerstoffkapazität des Blutes und die Sättigung des arteriellen Blutes mit Sauerstoff sowie Unterschiede in der Veränderung der Blutenzusammensetzung bei anstrengender Muskelaktivität bei jungen Sportlern.

Mit 12 Jahren tritt in der Energetik der Muskelaktivität ein Wendepunkt ein, der durch einen leichten Rückgang der aeroben Leistungsfähigkeit gekennzeichnet ist. Er hängt mit dem Beginn des Pubertätswachstumsschubs und der Zunahme der Rolle anaerober Energiegewinnungsmechanismen zusammen.

Der größte jährliche Zuwachs an aerober Leistungsfähigkeit wird bei Jungen im Alter von 13-14 Jahren (VO2max um 28%, Sauerstoffpuls um 24%) und bei Mädchen im Alter von 12-13 Jahren (VO2max um 17%, Sauerstoffpuls um 18%) beobachtet.

Die Steigerung der maximalen aeroben Leistungsfähigkeit bei Jugendlichen hängt in hohem Maße mit der Gewichtszunahme zusammen. Bei körperlicher Belastung erreichen sie schnell ihre VO2max und halten sie nicht lange. Ein deutlicher Anstieg der absoluten VO2max-Werte bei Jungen ist von 15 bis 16 Jahren zu beobachten, ein kaum wahrnehmbarer Anstieg nach 16 Jahren. Bei Mädchen ist eine gewisse Stabilisierung der VO2max nach 14 Jahren festzustellen.

Die Werte der maximalen aeroben Leistungsfähigkeit sind bei Jungen höher als bei Mädchen. Die größten Unterschiede in der relativen VO2max-Größe werden bei Kindern im Alter von 8-10 Jahren (31%) und im Jugendalter (33-39%) beobachtet, wenn bei Mädchen die Fettmasse zunimmt.

Aerobe Potenziale des Organismus bei Kindern und Jugendlichen

Unter den untrainierten Kindern und Jugendlichen im Alter von 7-15 Jahren weisen 10- bis 12-Jährige die höchsten aeroben Möglichkeiten und insbesondere die höchste aerobe Wirtschaftlichkeit auf. Danach folgen Kinder im Alter von 7-9 Jahren, die niedrigsten aeroben Potenziale werden bei untrainierten Jugendlichen im Alter von 13-15 Jahren festgestellt. Dies muss berücksichtigt werden, wenn der Beginn des Sporttreibens mit der Pubertät zusammenfällt.

Ein Beginn des Sporttreibens im Alter von 10-12 Jahren führt zu einer signifikanten Steigerung der Leistungsfähigkeit, so dass die Phase der Pubertät ohne wesentliche Einschränkungen des Trainingsprozesses „überwunden“ werden kann.

Die Steigerung des Trainingszustands zeigt sich vor allem in einer erhöhten Sauerstoffausnutzung, die bei relativ stabilen Werten (für die entsprechende relative Belastungsintensität) der Ventilation zu einer Zunahme des Sauerstoffverbrauchs und entsprechend zu einer Verringerung des Ventilationsäquivalents führt.

Zwischen den Parametern Puls, Ventilation und Ventilationsäquivalent im Bereich von 102±2,28 bis 170±3,75 Schlägen/min besteht kein eindeutiger Zusammenhang.

Die berechneten und tatsächlichen Werte für die maximale Sauerstoffaufnahme zeigen keine signifikante Beziehung zueinander. Daher ist es selbst bei trainierenden Jugendlichen nicht gerechtfertigt, den Herzfrequenzwert bei maximaler Belastung als prognostisches Kriterium für die maximale Sauerstoffaufnahme zu verwenden. Bis zu einem bestimmten Alter und Trainingszustand ist es daher nur möglich, die Wirtschaftlichkeit der aeroben Energiebereitstellung, insbesondere den Parameter PWC170, korrekt zu bestimmen. Das Niveau der maximalen Sauerstoffaufnahme, das die Leistungsfähigkeit des aeroben Systems widerspiegelt, sollte erst nach mehrjährigem Training im Alter von mindestens 13 Jahren gemessen werden, wenn der Jugendliche in der Lage ist, den dafür verwendeten maximalen stufenförmig ansteigenden Belastungstest durchzuführen.