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Dissertation: Beate Köhler


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Dissertation: Beate Köhler

Aus dem Institut für Kreislaufforschung und Sportmedizin (Lehrstuhl fuer Kardiologie und Sportmedizin: komm. Leiter Univ.-Prof. Dr. med. A. Mader)

Deutsche Sporthochschule Köln

Belastungscharakteristika breitensportlichen Fahrradfahrens, erhoben beim Rennradfahren und Fahrradfahren im Alltag sowie schwerpunktmaessig beim Mountainbiking, im Vergleich zu fahrradergometrischen Daten

Inaugural-Dissertation

zur Erlangung des akademischen Grades

Doktor der Sportwissenschaften der Deutschen Sporthochschule Köln

vorgelegt von

Beate Köhler

Köln 1999

Belastungscharakteristika breitensportlichen Fahrradfahrens, erhoben beim Rennradfahren und Fahrradfahren im Alltag sowie schwerpunktmäßig beim Mountainbiking, im Vergleich zu fahrradergometrischen Daten

vorgelegt von Dr. Beate Köhler

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Belastungsverhalten von breitensportlich ambitionierten FahrradfahrerInnen - »Mountainbikern«, »RennradfahrerInnen« und »AlltagsfahrradfahrerInnen« - beim Fahrradfahren in ihrer Disziplin ohne Intensitätsvorgaben in Relation zu fahrradergometrisch erhobenen Daten. In verschiedenen Teilstudien wurde der Einfluß des Alters, des Geschlechts und der Leistungsfähigkeit auf die Belastungsparameter untersucht. Zwei Teilprojekte behandelten den Einfluß äußerer Faktoren wie verschiedene Böden und zusätzliche Lasten auf die Belastungsparameter. Im Feldtest wurden u. a. die Parameter Leistung, Herzfrequenz und Tretfrequenz mit Hilfe des SRM-Trainingssystems erhoben. Die Fahrradergometrie wurde als stufenförmiger Maximaltest nach dem Belastungsschema von HOLLMANN/VENRATH durchgeführt. Im Rahmen der Gesamtuntersuchung wurden 221 Personen untersucht. Die höchste mittlere Belastungsintensität bezogen auf die mittlere Leistung (Pmw), die mittlere Herzfrequenz (Hfmw) und den maximalen Laktatwert (La) nach Belastung in der kürzesten Fahrtzeit wiesen im Feldtest die »Mountainbiker-2« (Pmw=227,231,9 Watt; Hfmw=162,514,7 min-1, La=6,52,2 mmol/l) auf; es folgten die »Mountainbiker-1« (Pmw=174,538,0 Watt; Hfmw=147,816,4 min-1, La=3,11,6 mmol/l) mit der längsten Fahrtzeit und die »Rennradfahrer« (Pmw=163,233,6  Watt; Hfmw=144,016,5 min-1, La=3,41,5 mmol/l). Die deutlich geringste mittlere Belastungsintensität zeigte sich bei den »Alltagsfahrradfahrern« (Pmw=82,017,5 Watt; Hfmw=125,016,9 min-1, La nicht erhoben). In Relation ihrer auf dem Ergometer ermittelten maximalen Leistungsfähigkeit belasteten sich die Kollektive in der oben genannten Reihenfolge mit 70, 58, 58 und 34 Prozent. Für das Mountainbiking war sowohl eine sehr breite Palette an erbrachter Leistung mit relativ hoher mittlerer Leistung und vereinzelt extrem hohen Belastungsspitzen - entsprechend einer etwa doppelt bis dreifachen Höhe der fahrradergometrisch ermittelten Maximalleistung - als auch eine sehr große Variabilität der Leistung für die Bewältigung des Geländes notwendig. Die Leistung wurde mit einer anteilmäßig höheren Kraft erbracht als beim Rennradfahren. Typisch für das Rennradfahren war eine im Vergleich zu den »Mountainbikern« geringere Schwankungsbreite als auch eine geringere Variabilität der Leistung. Die mittleren und maximalen Leistungen der »Alltagsfahrradfahrer« bewegten sich im Vergleich der Probandenkollektive auf dem geringsten Niveau bei einer den »Rennradfahrern« vergleichbaren deutlich nachweisbaren Variabilität. Im Gegensatz zu den Leistungsdaten war die Schwankungsbreite und Variabilität der Herzfrequenz in allen Teilstudien viel geringer. Als hämodynamische Reaktion auf die Leistungsanforderung spiegelte der Verlauf der Herzfrequenzen bei allen Disziplinen den Verlauf der erbrachten Leistungen qualitativ wider. Die Herzfrequenzkurve verlief jedoch aufgrund der Kurzzeitigkeit der Belastungsspitzen mit abgeschwächter Amplitude, wegen der hämodynamischen im Minutenbereich liegenden Reaktionszeit zeitlich entsprechend verzögert und infolge der trägen Herz-Kreislaufreaktion mit etwas geringerer Variabilität. Der überwiegend gewählte Belastungstretfrequenzbereich betrug für die »Mountainbiker« wie für die »Rennradfahrer« etwa 61-90 U/min, für die »Alltagsfahrradfahrer« etwa 50-70 U/min. Die »Mountainbiker« wiesen im Vergleich zu den »Rennradfahrern« zu geringeren Anteilen sehr hohe Tretfrequenzen im Bereich von 91-110 U/min auf. Die Tretfrequenzvariation fiel bei den »Mountainbikern« am größten und bei den »Rennradfahrern« am geringsten aus; die »Alltagsfahrradfahrer« zeigten eine etwas höhere Tretfrequenzvariation als die »Rennradfahrer«. Bei vergleichbarer Geschwindigkeit bestanden beim Mountainbiken auf unterschiedlichen Böden deutliche Differenzen insbesondere für die Leistung, aber auch für die Herzfrequenz und die Tretfrequenz. Der Untergrund ist somit ein stark mitbestimmender Faktor für das breite Spektrum der Leistungsanforderung und der resultierenden hämodynamischen Reaktion beim Mountainbiken. Tendenzen der in der Literatur bestehenden Erkenntnisse zum Einfluß des Alters, der Leistungsfähigkeit und des Geschlechts auf die in der vorliegenden Studie erhobenen Parameter konnten überwiegend im Fahrradergometertest, aber auch im Feldtest bestätigt werden. Die Analyse des Belastungsverhaltens der Probanden der verschiedenen Teilstudien vor dem Spiegel der Literaturempfehlungen weist darauf hin, daß es bei Beachtung entsprechender Belastungsnormative sehr gut möglich ist, durch breitensportliches Fahrradfahren die Gesundheit hinsichtlich metabolischer, immunologischer und psychischer Effekte positiv zu beeinflussen. Insgesamt zeigten die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit für das breitensportliche Fahrradfahren einerseits disziplinspezifische Besonderheiten bezüglich der Parameter Leistung, Herzfrequenz und Tretfrequenz sowie andererseits Spezifika hinsichtlich des Einflusses des Alters, der Leistungsfähigkeit und des Geschlechts auf die Belastungsparameter. Von daher wird auf die Notwendigkeit der Entwicklung sportmedizinisch abgesicherter, disziplinspezifischer sowie nach Alter, Leistungsfähigkeit, Geschlecht und Trainingszustand differenzierter Trainingsempfehlungen hingewiesen.

Work load characteristics during recreational biking, assessed mainly during mountainbiking but also during typical everyday racing bike riding, in comparison to ergometric data

by Dr. Beate Köhler

This study was focused on work load characteristics of male and female persons during recreational biking in form of mountainbiking, riding a racing bike and biking under everyday conditions with their individual intensity in comparison to ergometric data. According to the respective part of the study the influence of age, sex and performance on work load parameters was examined. Two further trials were occupied with the influence of external factors as different conditions of the ground and of additional loads. The bicycle field tests were conducted by means of SRM training systems; the bicycle ergometer tests were incremental tests to exhaustion. Altogether 221 persons were examined. The highest work load intensity concerning average performance, average heart rate and maximum lactate concentration after work load in the shortest riding time were found in »mountainbikers-2« (Pmw=227,231,9 Watt; Hfmw=162,514,7 min-1, La=6,52,2 mmol/l), followed by »mountainbikers-1« (Pmw=174,538,0 Watt; Hfmw=147,816,4  min-1, La=3,11,6 mmol/l) with the longest riding time and the »racing bikers« (Pmw=163,233,6 Watt; Hfmw=144,016,5 min-1, La=3,41,5 mmol/l). The distinct lowest average work load intensity was found by the »everyday riders« (Pmw=82,017,5 Watt; Hfmw=125,016,9 min-1, La not investigated). In the field test the respective groups of subjects stressed themselves in the mentioned order with 70, 58, 58 und 34 percent of their ergometric maximal work load. For mountainbiking there was both a wide spectrum of performance with a relatively high average work load and single extremely high performance peaks - corresponding to the double and triple height of the ergometric maximal work load - as well as a great variability of performance necessary for the mastering of the country side. The performance was produced with a proportionate higher force as during riding a racing bike. Typical for riding a racing bike was in comparison to the »mountainybikers« a smaller amplitude and also a minor variability. The average and maximal performances of the »everyday riders« were on lowest level in comparison to the other groups; the variability of performance was clearly present and comparable to the one of »racing bikers« In contrast to the performance data, the amplitude and variability of the heart rate was much smaller in all parts of the study. As a haemodynamic reaction to the demand of performance the course of the heart rate reflected in all disciplines the course of the produced perfomances. Because of the short time of performance peaks a curve of the heart rate with a smaller amplitude was found, on account of the haemodynamic reaction of some minutes accordingly later and due to the ''sluggish'' haemodynamic response with some lower variability. The most chosen cadence area amounted to about 61-90 min-1 for the »mountainbikers« and the »racing bikers«, 50-70 min-1 for the »everyday riders«. The »mountainbikers« showed in comparison to the »racing bikers« to less portions very high pedal rates in the area of 91-110 min-1. The variability of the pedal rate turned out the highest in the »mountainbikers« and the smallest in the »racing bikers«, the »everyday riders« showed a slightly higher variability of cadence then the »racing bikers«. In respect to the same absolute velocity during mountainbiking on various grounds, clear differences were found that were special for the performance, but also for the heart rate and the cadence. Consequently, the ground is a dominating factor for the wide spectrum of the demand of performance and the resulting haemodynamic reaction during mountainbiking. Tendencies of existing knowledge in literature to the influence of age, capacity of performance and sex to the parameters investigated in this study could be mostly confirmed in the bicycle ergometer test, but also in the field test. The analysis of the work load characteristics of the test persons in the different partial studies as reflected in the literature recommendations indicate that it is possible to influence the health with regard to metabolic, immunologic and psychic effects by bicycle riding as leisure activity. Comprehensively, the results of this study showed on the one side discipline-specific specialities concerning the parameters performance, heart rate and cadence and on the other side specialities regarding to the influence of age, capacity of performance and sex on the parameters of physical demand. Therefore the results show the necessity of the development of training recommendations proven in sports medical studies and differentiated in respect to age, capacity of performance, sex and training condition.

  • Der Volltext der Dissertation ist nur aus dem Netz der Deutschen Sporthochschule zugänglich.

22.10.2017 - 03:18