Hans-Herbert Vater, Yvonne Röder, Klaus-Uwe Vater, Sascha Härtel, Rainer Neumann und Klaus Bös

1 Einleitung
Tourenskilauf ist seit Beginn des modernen alpinen Schneesports eine nicht nur in der Alpenregion populäre Sportart. Bereits im vergangenen Jahrhundert zählte der Tourenskilauf zur Krönung des Alpinen Schneesports und wurde von vielen alpinen Skiläufern ergänzend zum Pistenskilauf betrieben. Unverständlicher Weise gibt es bis dato kaum wissenschaftlichen Untersuchungen, die sich mit dem Skitourengehen beschäftigen.

Berghold (1987) hat für den Aufstieg beim Tourenskilauf Laktatwerte von 3,1 ± 1,6 mmol/l ermittelt. Seiner Meinung nach sollte die Intensität des Aufstiegs den submaximalen Belastungsbereich nicht überschreiten. Die Laktatkonzentration nach der Abfahrt lag bei 2,5 ± 0,9 mmol/l.

Schlicher, Schwameder, Lindenhofer und Ring (2003) haben in ihrer Studie die mechanischen und physiologischen Aspekte von unterschiedlichen Bindung-Schuh-Systemen im Tourenskilauf hinsichtlich des Aufstiegs untersucht. 16 Probanden hatten die Aufgabe, mit Skiern auf einem Laufband bei einer Steigung von 15° und einer durchschnittlichen Laufgeschwindigkeit von 2,5 km/h zu laufen. Dabei wurde die relative Sauerstoffaufnahme mittels Cosmed K4b2 analysiert. Die Beanspruchung hat sich bei unterschiedlichen Bindungssystemen signifikant unterschieden (35,7 ml/kg/min vs. 36,6 ml/kg/min). Jedoch gab es keine Differenz hinsichtlich verschiedener Schuhe. Unter Berücksichtigung dieser Aspekte können Skitourensportler mit geringerem Energieumsatz schneller aufsteigen und haben Reserven für die Abfahrt.

Zur Klärung der kardiorespiratorischen, kardiozirkulatorischen und metabolischen Beanspruchung im Skitourenlauf wurde am Bad Wildunger Institut für Prävention und Sportmedizin in Zusammenarbeit mit dem Institut für Sport und Sportwissenschaft der Universität Karlsruhe (TH) eine Pilotstudie als kombinierte Labor- und Feldstudie durchgeführt.

2 Material und Methoden
Die gesamte Pilotstudie bestand aus zwei Tests. In der Bad Wildunger Klinik am Homberg im Institut für Prävention und Sportmedizin wurde ein nach ICSPE-Kriterien standardisierter Stufenbelastungstest auf dem Fahrradergometer durchgeführt. Die Felduntersuchungen fanden im Oktober 2004 als Kooperationsprojekt mit dem Institut für Sport und Sportwissenschaft der Universität Karlsruhe (TH) statt. Bei den Probanden handelte es sich um 8 Skitourensportler mit langjähriger alpiner Skitourenerfahrung.

2.1 Versuchspersonen
Für die kombinierte Pilotstudie standen 8 Probanden zur Verfügung. Dabei handelte es sich um Breitensportler mit langjähriger Skitouren- und Bergsporterfahrung. Unter den Probanden waren 3 Staatlich geprüfte Skilehrer, ein Staatlich geprüfter Bergführer sowie ein Fachübungsleiter Tourenskilauf. Alle Probanden hatten in den vergangenen 10 Jahren mehrere Ski- und Bergtouren pro Jahr aufzuweisen und verfügten auch über alpine Erfahrung außerhalb des europäischen Alpenraumes. Laut den Tourenaufzeichnungen der Probanden hatten 7 von ihnen Berggipfel über 6000 m über NN (Himalaya, Kaukasus, Anden) bestiegen. Ein Proband hatte bereits den Gipfel eines Achttausender (Annapurna) erreicht.
Des Weiteren verfügten alle Versuchspersonen alters entsprechend über eine gute bis sehr gute körperliche Leistungsfähigkeit gemäß den standardisierten Belastungsverfahren der ICSPE. Das Durchschnittsalter betrug 46,1 ± 12,1 Jahre (Tab. 1).
Tab. 1. Anthropometrische Daten der kombinierten Pilotstudie.

Proband - Alter - Jahre - Gewicht kg - Körpergröße Cm - BMI kg/m2
1 - 45 - 76,1 - 177 - 24,3
2 - 37 - 83,8 - 183 - 25
3 - 35 - 79,6 - 188 - 22,6
4 - 40 - 82,1 - 181 - 25,3
5 - 43 - 85 - 183 - 25,4
6 - 70 - 69 - 177 - 22
7 - 40 - 84 - 187 - 24
8 - 59 - 69,3 - 181 - 21,4
x - 46,1 - 78,6 - 182 - 23,7
S - 12,1 - 6,5 - 4,1 - 1,5

2.2 Labortest
Die Laboruntersuchungen fanden von April bis Juni 2004 im Bad Wildunger Institut für Prävention und Sportmedizin in der Klinik am Homberg statt.
Nach einer allgemeinen und sportmedizinischen Anamnese erfolgte die allgemeinmedizinisch-internistische und sportorthopädisch orientierte klinische Untersuchung. Im Anschluss an die Bioelektrische Impedanz-Analyse (BIA) und die Lungenfunktionsprüfung wurde eine erschöpfende Fahrradspiroergometrie im Sitzen nach der 1 Watt/kg KG-Methode nach Nowacki (1974) zur Bestimmung der körperlichen Leistungsfähigkeit und der Beurteilung des Trainingszustandes durchgeführt (Abb. 1). Der Belastungsabbruch erfolgte nach erschöpfender Vita maxima-Ausbelastung.

Die weiterführende Diagnostik bestand aus der Registrierung des Belastungs-EKGs über die Brustwandableitungen nach Wilson. Die respiratorischen sowie kardiorespiratorischen Parameter wurden mit der Oxycon Alpha 4.3 der Firma E. Jaeger mittels Breath by Breath-Technik über einen Triple-V Sensor im offenen System registriert.
Die Laktatbestimmung erfolgte über ein elektrochemisches Messprinzip mit einem Biosensor der Fa. Dr. Müller Gerätebau GmbH (Super G ambulance), wobei am Ende jeder Belastungsstufe zwischen der 90sten und 120sten Sekunde die Blutentnahme aus dem hyperämisierten Ohrläppchen erfolgte.
Die Bludruckmessung gemäß Riva/Rocci wurde ebenfalls am Ende jeder Belastungsstufe zeitgleich zur Laktatentnahme durchgeführt.

2.3 Feldtest
Die Felduntersuchung wurde als Kooperationsprojekt des Instituts für Sport und Sportwissenschaft der Universität Karlsruhe (TH) und des Instituts für Prävention und Sportmedizin im Oktober 2004 auf dem Hintertuxer Gletscher durchgeführt.
Die Probanden hatten die Aufgabe, auf dem Hintertuxer Gletscher von der Talsta­tion der Schlepplifte Olperer 1 und 2 in einer Höhe von 3020 m über NN die Piste Olperer 2 bis zu der Bergstation des Schleppliftes Olperer 2 in 3185 m über NN aufzusteigen. Der Aufstieg erfolgte mit kompletter Tourenskiausrüstung und Rucksackgepäck. Das Tempo sollte so gewählt werden, dass ein gleich bleibendes Aufstiegstempo über 4 - 5 Stunden möglich gewesen wäre. Der Aufstieg erfolgte am Pistenrand. Zunächst lag ein flaches Terrain vor, auf das mäßig steiles und mittelsteiles Gelände folgte. Gegen Ende der Skitour flachte sich das Gelände erneut ab. Der Höhenunterschied betrug 165 m. Die mittlere Gehzeit lag bei 33:30 ± 6:12 min.
In Höhe der Talstation des Schleppliftes Olperer in 3020 m über NN wurden die kardiozirkulatorischen, spirometrischen und metabolischen Vorstartparameter erhoben. Nach einer einminütigen Vorlaufphase begann die Skitour. Während der Skitour erfolgte eine kontinuierliche Aufzeichnung der kardiozirkulatorischen und respiratorischen Parameter. Die jeweilige Skitour wurde nicht unterbrochen und auf dem Plateau des Olperer-Sattels in 3185 m über NN beendet. Unmittelbar nach dem Eintreffen wurden die Sofortwerte bestimmt. Die Erholungsphase wurde bis zur 5. Erholungsminute aufgezeichnet und in E3 und E5 wurden zusätzlich der Blutdruck und die Serum-Laktatspiegelkonzentration registriert.
Die Pulsfrequenz wurde mittels des S 810iTM-Herzfrequenz-Messgerätes der Fa. Polar aufgezeichnet, das für eine Umgebungstemperatur von -10° C bis zu +50° C sowohl für den Sender als auch für den Empfänger zugelassen ist. Die Genauigkeit dieser Herzfrequenzmessung lag bei ± 1 Schlag * min-1.
Die spirometrische Datenerfassung erfolgte mit der mobilen Spiroergometrie MetaMax® 3 B der Fa. Cortex. Dabei handelt es sich um ein Messverfahren mit offenem System und Breath by Breath-Registrierung der Atemzüge.
Die Serum-Laktatspiegelkonzentrationen wurden mit dem Lactate Scout-Messgerät der Fa. SensLab ermittelt. Dabei kommt die enzymatisch-amperometrische Be­stimmung von Laktat in frischem Kapillarblut zur Anwendung. Der Messbereich lag bei 0,5 - 25 mmol/l bei einem konzentrationsabhängigen Variationskoeffizienten von 3 - 8%.
Die Herzfrequenzmessung sowie die spirometrische Datenaufzeichnung erfolgten kontinuierlich. Blutdruck und Laktat wurden jeweils als Vorstartwert, Sofortwert nach Belastungsende sowie in der 3. und 5. Erholungsminute nach Belastungs­abbruch ermittelt.

3 Ergebnisse
3.1 Kardiozirkulatorische Leistungsfähigkeit
Im Vorfeld des Stufenbelastungstests wurde eine Herzfrequenz von 72 ± 10 Schläge * min-1 registriert. Im submaximalen Bereich bei 2 W/kg KG konnte als mittlere Pulsfrequenz 126 ± 16 Schläge * min-1 ermittelt werden. Während der körpergewichts bezogenen Belastung kam es zu einem weiteren Herzfrequenzanstieg bis zu maximal 180 ± 16 Schläge * min-1. Sofort bei Belastungsabbruch nach erschöpfender Vita maxima-Belastung wurden 175 ± 14 Schläge * min-1 gemessen. Bis zur 5. Erholungsminute fiel die Herzfrequenz auf 105 ± 18 Schläge * min-1 ab.
Im Feldversuch lag die Vorstartfrequenz bei 97 ± 7 Schlägen * min-1. Während der 33:30 min dauernden skitourenspezifischen Belastung stiegt die Herzfrequenz bis auf eine mittlere Frequenz von 144 ± 10 Schläge * min-1 an. Als Sofortwert nach dem Erreichen des Olperer Sattels wurden 143 ± 12 Schläge * min-1 ermittelt. Innerhalb der 5 Minuten Erholungszeit fiel die Herzfrequenz auf 112 ± 9 Schläge * min-1 ab.

3.2 Kardiorespiratorische Leistungsfähigkeit
In körperlicher Ruhe sitzend auf dem Fahrradergometer wurde vor Beginn des Stufenbelastungstest eine relative Sauerstoffaufnahme von 5 ± 2,3 mlSTPD * kg-1 * min-1 registriert. Im submaximalen Belastungsbereich bei 2 W/kg KG stieg die relative VO2 max auf 25 ± 4,9 mlSTPD * kg-1 * min-1 an. Unter der kontinuierlichen erschöpfenden Ausbelastung wurde eine maximale relative Sauerstoffaufnahme von 49,0 ± 14,8 mlSTPD * kg-1 * min-1 berechnet, wobei als Sofortwert unmittelbar nach Belastungsabbruch 48,05 ± 14,9 mlSTPD * kg-1 * min-1 notiert wurden. Die relative Sauerstoffaufnahme fiel bis zur 5. Erholungsminute auf 11,1 ± 4,0 mlSTPD * kg-1 * min-1 ab.
Für die skitourenspezifische Vorstartsituation konnte eine relative VO2 von 9,4 ± 1,0 mlSTPD * kg-1 * min-1 bestimmt werden. Während der mittleren skitourenspezifischen Belastungszeit von 33:30 ± 6:12 min stiegt die Sauerstoffaufnahme auf eine VO2 von 31,7 ± 4,7 mlSTPD * kg-1 * min-1 an. Für den Sofortwert ergaben sich 25,4 ± 4,2 mlSTPD * kg-1 * min-1. Während der 5-minütigen Erholungszeit fiel die relative Sauerstoffaufnahme bis auf 11,1 ± 2,0 mlSTPD * kg-1 * min-1 ab.

3.3 Metabolische Leistungsfähigkeit
Vor der Stufenbelastung wurde ein Ruhe-Laktatwert von 1,34 ± 0,2 mmol * l-1 registriert, der unter submaximaler Belastung auf 2,66 ± 1,1 mmol * l-1 anstieg. Unmittelbar nach Belastungsabbruch wurden 12,3 ± 1,9 mmol * l-1 bestimmt. Während der 3. Erholungsminute stiegt das Laktat noch auf 14,2 ± 2,9 mmol * l-1 an und fiel bis zur 5. Erholungsminute auf 12,6 ± 2,9 mmol * l-1 ab.
Auf dem Hintertuxer Gletscher wurden vor Beginn der Skitour an der Talstation der Olperer Schlepplifte Laktatkonzentrationen von 1,98 ± 0,3 mmol * l-1 ermittelt. Während der Dauerbelastung in 3000 m Höhe über NN stieg die Laktatkonzentration bis zur Beendigung der Skitour in 3185 m über NN auf 3,1 ± 0,9 mmol * l-1 an. Bis zur 5. Erholungsminute fiel der Laktatspiegel auf 2,4 ± 0,5 mmol * l-1 ab.

4 Diskussion
Erwartungsgemäß werden im Feldversuch die maximalen biologischen Leistungsdaten der erschöpfenden Vita maxima-Ausbelastung im Stufenbelastungstest nicht erreicht. Eine Ausbelastung gemäß den Richtlinien der Europäischen Gesellschaft für Kardiologie ist nicht zu registrieren. Beim Skitourensport handelt es sich um eine kontinuierliche Dauerbelastung unterhalb der aerob-anaeroben Schwelle. Insofern ist eine sukzessive Ermüdungsaufstockung mit zunehmender Laktatakkumulation nicht zu beobachten.
Hinsichtlich der Herzfrequenz liegt die durchschnittliche Belastungsfrequenz während der Skitour (144 ± 10 Schläge * min-1) oberhalb einer submaximalen Fahrradergometerbelastung (2 W/kg KG: 126 ± 16 Schläge * min-1) und unterhalb der 3 W/kg KG Belastungsstufe (3 W/kg KG: 151 ± 13 Schläge * min-1).
In dieser skitourenspezifischen Situation wurden (VO2 31,7 ± 4,7 mlSTPD * kg-1 * min-1) circa 65 % der im Stufenbelastungstest ermittelten VO2max (49,0 ± 14,8 mlSTPD * kg-1 * min-1) benötigt. Die erbrachte kardiorespiratorische Leistung lag über dem submaximalen Belastungsbereich von 2 W/kg KG (25 ± 4,9 mlSTPD * kg-1 * min-1) und unterhalb des relativen O2-Bedarfs einer Wattstufe von 3 W/kg KG (37,2 ± 4,8 mlSTPD * kg-1 * min-1). Die 3 W/kg KG-Belastungsstufe entspricht bei der vorliegenden Personenstichprobe dem schwellennahen Bereich der Ausdauerleistungsgrenze im Laktat-Steady-state. Die Werte liegen unterhalb der von Schlicher, Schwameder, Lindenhofer und Ring (2003) erhobenen relativen Sauerstoffaufnahme (35,7 - 36,6 mlSTPD * kg-1 * min-1) während eines Laufbandtest bei 15 % Steigung und einer Geschwindigkeit von 2,5 km/h.
Die Ruhe-Laktatwerte lagen im erwarteten Rahmen über den im Labor ermittelten Ruhewerten. Unmittelbar nach Belastung wurde im Mittel eine Serumlaktatkonzentration (2,66 ± 1,1 mmol * l-1) unterhalb der aerob-anaeroben Schwelle nachgewiesen. Diese Laktatkonzentrationen verifizieren die spirometrischen Ergebnisse, insbesondere jedoch den Anteil der relativen Sauerstoffaufnahme während des Aufstiegs. Dieser lag während der Dauerbelastung unterhalb der individuellen respiratorischen Schwellenwerte.
Zusammenfassend erfordert ein breitensportlich orientierter Alpiner Skitourensport eine mindestens befriedigende bis gute körperliche Leistungsfähigkeit, wobei die Ausdauerleistungsgrenze nicht unter einer relativen Wattstufe von 3 W/kg KG und einer relativen VO2max von 30 bis 40 mlSTPD * kg-1 * min-1 liegen sollte. Dabei wird die individuelle aerob-anarobe Schwelle nicht überschritten. Dennoch sollte für die Tourenabfahrten metabolisch eine niedrige bis mittlere Azidosetoleranz vorliegen.

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