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Dissertation: Patrick Wahl


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Dissertation: Patrick Wahl

Dissertation / Doktorarbeit / Thesis

Deutsche Sporthochschule Köln
Institut für Trainingswissenschaft und Sportinformatik
Wahl, Patrick (2011): Die Effekte von Laktat und H+-Ionen auf die Hormonantwort und ihr Transport während hoch-intensiven Belastungen Zusammenfassung:
Abstract
Einleitung: Um Reaktionen und Adaptationen Trainingsbelastungen zuordnen zu können, bedarf es einer möglichst exakten qualitativen und quantitativen Beschreibung des (Trainings-)Reizes und einer Identifizierung potentieller Stimuli. Diesen wichtigen Aspekten wird aber bisher in der Sportwissenschaft zu wenig Rechnung getragen. Dies kann dazu führen, dass Resultate fehlinterpretiert und falsche Schlussfolgerungen für das Training gezogen werden. Ziel der Arbeit war es daher, durch genaue Beschreibung und gezielte Modulierung von Trainingsreizen (High Intensity Training (HIT)/High Volume Training (HVT)) anpassungsrelevante metabolische Stimuli (Laktat/pH) in vivo zu identifizieren und praxisrelevante Informationen für die Trainings- und Leistungsteuerung zu generieren. So sollte ein Bezug zwischen dem pH-Wert und der Hormonantwort hergestellt werden. Da der pH-Wert, neben den Puffersubstanzen der Zelle, auch durch Membrantransportsysteme reguliert wird, und bei hochintensiven Belastungen zu einem Großteil von den Monocarboxylat-Transportern (MCTs) abhängt, die Laktat und H+-Ionen im Symport transportieren, sollte ebenfalls der MCT-abhängige Transport und dessen Beeinflussbarkeit untersucht werden. Methoden: Um zum einen den pH-Wert möglichst maximal auszulenken und damit einen hohen Stimulus zu induzieren und zum anderen hohe Laktat/H+-Akkumulationen zur Testung des Laktattransports und der pH-Regulation zu erreichen, absolvierten die Probanden hochintensive „all-out“ Intervalle. Zur Modulierung des pH-Werts und damit des Stimulus und der pH-Regulation mittels MCTs, nahmen die Probanden Bikarbonat oder ein Placebo zu sich. Als „Kontroll-/Vergleichsintervention“ diente ein HVT. Ergebnisse: Durch die genaue Reizbeschreibung und die Modulierung konnten wir zeigen, dass die metabolische Azidose ein potenter metabolischer Stimulus ist, der die Hormonantwort auf hochintensive Belastungen beeinflusst und einen Teil der Hormonantwort induziert. Des Weiteren konnten wir zeigen, dass durch die Modulierung des pH-Werts auch der Laktat-/H+-Ionen-Transport in vivo beeinflusst wird. Diskussion: Die hier generierten Ergebnisse könnten in zweierlei Hinsicht für die Trainingspraxis relevant sein. Erstens könnten sie für die Verteilung von Intensitätsbereichen im Training interessant sein. Grundsätzlich scheint das HIT eine sehr potente Trainingsintervention, auch auf der Ebene der Hormone zu sein und ist in diesem Fall dem HVT als Stimulus „überlegen“. Ziel wäre es daher, ein ausgewogenes Verhältnis zwischen HIT und HVT zu realisieren. Zweitens könnten die Ergebnisse für die Gestaltung von HIT-Protokollen relevant sein. Da auch durch aktive und passive Pausen zwischen Intervallen der pH-Wert beeinflusst werden kann, ist zu vermuten, dass solche pH-bedingten Unterschiede in der Hormonantwort auch durch unterschiedliche Pausengestaltungen beeinflusst werden können. Die Versuche zum Laktattransport geben weitere Einblicke in die Kinetik und Regulierbarkeit dieses Systems, die bisher fälschlicherweise in der Laktatleistungsdiagnostik nicht berücksichtigt wurden, den Blutlaktatspiegel aber erheblich beeinflussen dürften. Auf Dauer wäre es wünschenswert, dass diese und weitere Erkenntnisse in die (Laktat-) Leistungsdiagnostik einfließen und diese sinnvoll erweitern und ergänzen, um bessere Aussagen über die Leistungsfähigkeit zu erhalten.

Abstract (English)
Introduction: In order to assign reactions/adaptations to physical activity, the training load needs to be described and characterized as accurate as possible and potential stimuli need to be identified. Unfortunately, the definition of exercise conditions in the past and present literature is insufficient. This may lead to the misinterpretation of results and the drawing of wrong consequences for training. Therefore the aim of this thesis was to identify metabolic stimuli (lactate/pH) which are relevant for hormonal responses and adaptations and to generate relevant information for the proper arrangement of training. Therefore different training stimuli (High Intensity Training (HIT) and High Volume Training (HVT)) were modulated systematically and were described as precisely as possible. As the pH is not only regulated by buffer components such as bicarbonate, proteins etc. (in vitro buffer capacity) but also by membrane transport systems, such as the monocarboxylate transporters (MCT) (in vivo buffer capacity), which co-transport lactate and H+-ion, we also investigated the lactate transport and its suggestibility. Methods: The goal was to achieve large decreases in pH-values and large increases in lactate concentrations. On the one hand these changes are believed to induce a large stimulus, and on the other hand to stress the lactate transport system. Therefore, subjects performed high intensity all-out intervals. In order to modulate the pH-level and therefore the stimulus and the pH-regulation via MCT, subjects ingested a bicarbonate- or a placebo- solution before the exercise. Results: According to the precise description of the stimuli and the modulation of pH, we were able to show, that the metabolic acidosis is a potent metabolic stimulus, which influences the hormonal response to high intensity exercise. Furthermore, it was shown that due to the modulation of pH, lactate/H+-transport can be influenced in vivo. Discussion: These findings might be relevant for arrangements of (interval) training in two ways. First of all, for the general arrangement of training, as HIT seems to be a potent training intervention also on the level of hormones in comparison to HVT. Therefore a balanced proportion between HIT and HVT should be the aim. Secondly, for the arrangement of interval training, due to the fact that active or passive recovery during rest periods influence the acid base status and may therefore influence the hormonal response as well. The results from lactate transport experiments deliver new insights into the regulation of pH, the function of transport systems, its kinetics, and its regulation. It would be desirable, that these and of course further results will be integrated into the performance diagnostics in order to expand and complete the information value.


22.10.2017 - 03:18