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3.3 Reaktionen im Bereich des Energiestoffwechsels

Unser Körper benötigt ständig Energie, selbst unter absoluten Ruhebedingungen. Je mehr Körper und Geist arbeiten müssen, desto mehr Energie wird zusätzlich verbraucht. Der Energieverbrauch kann sich bis über das zehnfache des Ruhebedarfs steigern. Verantwortlich dafür sind vor allem zwei Systeme: die Bewegungsmuskulatur und das Gehirn.

Energie erhält der Körper, indem er die Nahrung durch die Verdauung in kleinste Energiebestandteile aufspaltet. Nutzen kann er diese Energie allerdings nur, wenn ihm genügend Sauerstoff zur Verfügung steht. Aus diesem Grund atmen wir. Je mehr Energie verbraucht wird, desto mehr Sauerstoff muss vom Körper aufgenommen werden. Und er regelt den Mehrbedarf an Sauerstoff durch eine automatische Steigerung von Atemfrequenz und -tiefe. Wie unter 3.1 bereits angesprochen ist unser Gehirn nur arbeitsfähig, wenn die ununterbrochene Sauerstoffversorgung gewährleistet ist (unser Herz übrigens auch).

Bei der Bewegungsmuskulatur sieht es ein wenig anders aus. Bei Mehrbedarf können die Muskelzellen die Energieversorgung über einen begrenzten Zeitraum auch unter Sauerstoffdefizit gewährleisten. Dazu sind sie umso mehr gezwungen, je höher der Energiebedarf der Muskulatur pro Zeiteinheit wird. Diese Form der Energiebereitstellung wird als anaerob bezeichnet und in Kapitel 5 noch genauer erklärt. An dieser Stelle reicht es, wenn Sie wissen, dass sich unter anaerober Energiebereitstellung ein Stoffwechselprodukt anhäuft: das berühmte Laktat. Je mehr Laktat unmittelbar nach einer Belastung im Blut festgestellt wird, desto stärker wurde während der Belastungsphase der anaerobe Energiestoffwechsel der Bewegungsmuskulatur angekurbelt. Die Höhe eines Laktatwertes lässt daher Schlüsse auf die Intensität einer körperlichen Anstrengung zu, kann aber ohne differenzierte Betrachtung auch kräftig in die Irre führen. Mehr dazu weiter unten.

Die Laktatwerte deuten bei Rennfahrern in der Regel auf einen nur mäßig erhöhten Energiebedarf der Muskulatur und damit auf eine geringe körperliche Anstrengung beim Fahren hin. Die Werte liegen meist im aerob-anaeroben Übergangsbereich von 2 bis 4 mmol/l (Millimol pro Liter), teilweise auch deutlich darunter. Anhand der Laktatergebnisse aus meinen Untersuchungen behaupte ich allerdings, dass es unzulässig ist, über die körperliche Anstrengung im Autorennsport eine pauschale Aussage zu machen. Für den einen oder anderen aus dem „großen Motorsport“ mag es überraschend sein: Bei Kart-Fahrern ist der Laktatwert nach dem Rennen ebenso wie die Herzfrequenz während des Rennens signifikant höher als bei Fahrern, die mit Formel- oder Tourenwagen unterwegs sind. Der mittlere Laktatwert aller Kart-Fahrer lag in meiner Untersuchung signifikant höher als bei Fahrern aus Formel- und Tourenwagenklassen und erreichte mit 4,28 mmol/l sogar einen Bereich, der bereits auf vermehrte anaerobe Energiebereitstellung hinweist. Nach Berechnung verschiedenster Parameter bleiben mir als Begründung nur zwei Faktoren übrig, die beide auf eine körperliche Mehrbelastung im Kart hinweisen:

Die hohen seitlichen Beschleunigungskräfte, die beim Fahren von Rennkarts auf den Körper wirken (und die denen in der Formel 1 kaum nachstehen/ je nach Kart-Klasse bis locker 4 g!).

Die dichtere Abfolge an Fahraktionen, die durch die im Vergleich zu Autorennstrecken wesentlich kürzeren und gleichzeitig kurvenreicheren Kart-Bahnen bedingt sind.

Unabhängig, ob Kart, Formelfahrzeug oder Tourenwagen: Bei manchen Fahrern lassen sich nach einem Rennen gelegentlich Laktatwerte messen, die auf den ersten Blick fast maximale körperliche Anstrengungen vermuten lassen. Da die Anzahl der Muskeln, die sich im Rennwagen aktiv bewegen, im Vergleich zur Gesamtmuskulatur des Körpers eher klein ist (eine so genannte lokale Muskelbeanspruchung, siehe Kapitel 5), deuten sehr hohe Laktatwerte im Autorennsport allerdings eher darauf hin, dass sich die gesamte Muskulatur beim Fahren verkrampft und unter permanenter Daueranspannung steht. In Einzelfällen kann dafür durchaus die Technik des Fahrzeugs verantwortlich sein: Wie unter Punkt 2.3 erklärt, wird eine unwillkürliche muskuläre Daueranspannung ausgelöst, wenn der Körper hochfrequenten Vibrationen ausgesetzt ist. In der Regel steckt bei den meisten Fahrern allerdings eher eine massive körperliche (Überaktivierungs-) Reaktion auf den mentalen Stress dahinter, den sie im Cockpit erleben – oder den sie sich auf wie neben der Rennstrecke selber machen.

Unterschiedliche Veränderung der mittleren, minimalen und maximalen Laktatwerte über die Renndauer bei insgesamt 46 Fahrern aus den Rennsportgruppen Kart, Formel-Fahrzeuge und Tourenwagen. (in Anlehnung an Emberger, 1999, S. 68).

Darauf, dass die mentale Stressbelastung bei Autorennfahrern generell überwiegt, deuten auch andere Faktoren des Energiestoffwechsels hin. Von der Forschungsgruppe um Schwaberger und Reinprecht wurde 1987 eine Untersuchung vorgelegt, in der bei Autorennfahrern verschiedenste Stoffwechselsubstrate untersucht wurden. Dabei zeigte sich ein Muster, das typisch ist für große mentale und kleine körperliche Beanspruchungen. Beim Fahren aktiviert der Körper des Rennfahrers alle Systeme, dadurch steigt das Angebot an energiereichen Substraten im Blut stark. Dieses Mehrangebot wird von der Muskulatur aber nicht genutzt, weil die Menge im Gegensatz zu einer körperlichen Arbeit nicht sofort verstoffwechselt werden kann. Aufgrund der Untersuchungsergebnisse bezeichnet Schwaberger den Autorennsport sogar als: „gut geeignetes Modell für extreme, vorwiegend emotional-konzentrative Belastungen“ (S. 652).

Die Untersuchung von sämtlichen Stoffwechselsubstraten inklusive Laktat hat den Nachteil, dass man sie nur zeitversetzt zur Belastungsphase bestimmen kann. Je mehr Zeit zwischen der Belastungsphase und der Abnahme von Blut oder Urin verrinnt, desto mehr verändern sich die Werte im Körper und desto geringer wird ihre Aussagekraft. Gerade im Autorennsport ist das ein großes Problem. Nach der Zieldurchfahrt legen die Fahrer in der Regel noch eine Auslaufrunde zurück. Bis es zur Abnahme kommen kann, vergehen daher in der Regel mehrere Minuten. So sind sämtliche Untersuchungen der Reaktionen des Energiestoffwechsels von Rennfahrern anhand von Stoffen im Blut oder im Urin mehr oder weniger ungenau. Sie lassen sich daher nur unter Vorbehalt betrachten und nicht ohne weiteres mit Ergebnissen aus anderen Sportarten vergleichen.

Elegant gelöst haben dieses Problem Jacobs und Olvey (2000; 2002). Sie maßen bei Rennfahrern der amerikanischen CART-Serie mithilfe so genannter spirometrischer Methoden (Begriffserklärung siehe Punkt 4.2) unmittelbar während des Fahrens die Sauerstoffaufnahme. Diese Messung ist die Königsmethode, um den tatsächlichen Energieverbrauch des Körpers sauber zu ermitteln. Die Ergebnisse waren überraschend. Sie zeigten, dass sich die Sauerstoffaufnahme vor allem dann rasant erhöht, wenn ein Fahrer sein Auto in den Bereich des Limits bewegt. Die Sauerstoffaufnahme der untersuchten Rennfahrer erreichte im Auto bis zu 80 Prozent der Werte, die bei ihnen während einer körperlichen Maximalbelastung auf Fahrrad oder Laufband gemessen wurden. Dabei war die Sauerstoffaufnahme beim Fahren auf der Rennstrecke von Sebring deutlich höher als beim Fahren auf dem Oval von Miami. Spätestens diese Ergebnisse belegen, dass sich zumindest in den höchsten Klassen des Autorennsports muskulär dann doch einiges tut und Nachwuchsrennfahrer die körperliche Beanspruchung, die sie dort erwartet, nicht unterschätzen sollten.

Entwicklung der Sauerstoffaufnahme beim Fahren von Rennwagen der amerikanischen CART-Serie im Oval und auf der Rundstrecke im Verhältnis zu den unter körperlicher Belastung (Fahrradergometrie) erreichten Maximalwerten (nach Angaben von Jacobs und Olvey, 2002).

Timo Glock über die Unterschiede zwischen Oval und Rundstrecke:

„In meiner Saison in der amerikanischen Champ-Car-Serie wurde ich 2005 zum ersten Mal mit Oval-Rennen konfrontiert. Wenn ich eine pauschale Antwort geben soll, dann würde ich sagen, die Rundstrecke ist körperlich anstrengender. Gleichzeitig ist das Fahren im Oval für den Kopf aber eine deutlich schärfere Nummer. Auf der Rundstrecke hast du viel mehr Parameter, die du immer wieder abrufen musst. Du ruderst pausenlos am Lenkrad, springst ständig auf den Pedalen hin und her und wechselst unablässig die Gänge. Je nach Streckenführung kann es sein, dass du dabei innerhalb einer Runde kaum zum Verschnaufen kommst. Im Oval sind die Aktionen am Lenkrad und an den Pedalen kaum der Rede wert. Wenn du lenkst, dann immer nur leicht nach links und in der Regel bleibst du dabei auf Vollgas.

Extrem sind im Oval allerdings tatsächlich die Querbeschleunigungskräfte. Auf der Geraden hast du immer ein paar Sekunden Luft, in den Kurven ist dann das Atmen oft kaum mehr möglich. Das Herausragende am Oval ist allerdings, dass du in jeder Runde zweimal den Thrill erlebst, mit einem Auto, dass sich bei einem Tempo von weit über 300 km/h an der Grenze zum Abfliegen befindet, so nah wie möglich an eine massive Betonmauer ranzufahren. Das ist jedes Mal ein echter Kampf und vergleichbar mit dem Tanz auf einer Rasierklinge. Du weißt genau: Schnell bin ich nur dann, wenn ich das Auto möglichst nahe an den Beton ranbringe. Kommt es dabei allerdings zum Kontakt, dann bedeutet das Totalschaden und den Startschuss in eine Zeit, in der es mir gesundheitlich höchstwahrscheinlich richtig dreckig gehen wird. By the way und völlig unabhängig davon fällt mir noch ein: Im Oval ist es auch etwas ganz Besonderes, dass dir ein so genannter Spotter ständig im Ohr hängt. Wahnsinn, der quatscht Dich echt pausenlos zu. Wenn Du den in einem Rennen, was locker über zwei Stunden lang dauert, ständig im Ohr hattest, dann hat dich auch das an gewisse mentale Grenzen geführt.“

3.4 Subjektives Anstrengungsempfinden

Alle objektiven Daten sind nur die Hälfte wert und sehr akademisch, wenn man nicht auch die subjektiven Empfindungen der Beteiligten mit einbezieht. Immerhin entscheidet in einer Belastungssituation die subjektive Wahrnehmung des Rennfahrers, ob er weiter bereit ist, alles zu geben, oder frustriert den Schwanz einzieht.

Die Zeit als Verantwortlicher für die Fitness- und Mentalbetreuung der Fahrer im BMW E&C Programm der Formel BMW von 2005 bis einschließlich 2010 hat es mir ermöglicht, recht eng mit vielen Nachwuchsrennfahrern zusammenzuarbeiten, die während der Rennveranstaltung in Bezug auf Technik, Einsatzzeiten und öffentlichen Verpflichtungen vergleichbare Bedingungen hatten. Neben objektiven Daten wie Herzfrequenz- und Laktatwerten habe ich viele subjektive Daten sammeln können. Nachfolgend stelle ich Ihnen eine interne Erhebung vor, die ich 2005 mit einem standardisierten Verfahren vorgenommen habe. Dabei wurden die Fahrer jeweils nach dem freien Training befragt, wie groß sie ihre mentale und ihre körperliche Anstrengung einschätzen, die sich ohne Wettkampfeinfluss nur durch das Fahren eines Formel-BMW-Fahrzeugs auf der jeweiligen Rennstrecke ergibt. Um ihre wettkampfbezogene Anstrengung bestimmen zu können, wurden sie dann direkt nach den Rennen (pro Rennwochenende zwei) noch einmal um die Einordnung ihres Anstrengungsempfinden gebeten. Die Ergebnisse sind in nachfolgender Abbildung dargestellt.

Um die Daten einordnen zu können, muss ich darauf hinweisen, dass die Sammlung subjektiver Daten und die saubere Auswertung generell nicht einfach sind. Bei Nachwuchsrennfahrern ist das noch anspruchsvoller: Die Fahrer stehen am Anfang ihrer Karriere und haben – je bekannter sie sind und je eher sie sich im Blickfeld der Talentsucher sehen – mehrheitlich (leider) vor allem das Ziel, sich möglichst gut und souverän, teilweise aber leider auch schon „glatt“ und möglichst nicht angreifbar zu geben. Entsprechend fließt auch bei der dargestellten Erhebung eine kräftige Tendenz in Richtung der so genannten sozialen Erwünschtheit¹ mit ein.

¹ Soziale Erwünschtheit: Tendenz, Test- und Erhebungsfragen weniger nach inneren persönlichen Empfindungen und Neigungen zu beantworten als nach äußeren Normen, die die Testperson als angebracht oder erwünscht ansieht.

Angaben der Formel-BMW-Junioren 2005, wie anstrengend sie das Fahren eines Formel-BMW-Rennwagens auf der jeweiligen Rennstrecke mental sowie körperlich generell empfanden und wie stark sie ihre Beanspruchung in den jeweiligen Rennen einschätzten.

Bemerkenswert ist übrigens, dass dies bei der dargestellten Untersuchung mehrheitlich bei den Fahrern der Fall war, die ihren Selbstwert aufgrund ausbleibender Saisonerfolge nicht aufpolieren konnten. Dem entgegengesetzt fiel der spätere Meisterschaftsgewinner und schon damals körperlich und mental sehr fitte Nicolas Hülkenberg dadurch auf, dass er mit die höchsten mentalen wie körperlichen Anstrengungswerte angab. Das Empfinden, sich beim Fahren anzustrengen, muss im Autorennsport also nicht zwangsläufig ein schlechtes Zeichen sein (Ausgehend von der Generation F.BMW-2005 würde ich sogar behaupten, es spricht für ein tieferes Engagement und einen besseren Fokus auf das Fahren).

Inzwischen fast durchgehend bis in die höchsten internationalen Rennsportklassen vorgedrungen: die BMW-Junioren aus der deutschen ADAC Formel-BMW-Meisterschaft, Jahrgang 2005.

Aus den Daten lässt sich erkennen, dass die Formel BMW-Fahrer das Fahren auf den Rennstrecken Nürburgring, Brünn und Oschersleben körperlich wie mental als deutlich anstrengender empfanden, als auf den anderen Rennstrecken. Das Anstrengungsempfinden geht dabei allerdings eher selten in hohe bis sehr hohe Bereiche. Am leichtesten beurteilten die Fahrer das Fahren auf dem Hockenheimring.

Generell zeigt sich, dass sich die Höhe der körperlichen und der mentalen Anstrengung beim Fahren auf den jeweiligen Rennstrecken nicht nennenswert voneinander unterscheiden. Wahrscheinlich erleben die Fahrer das Fahren als ganzheitliche Empfindung und eine bewusste Trennung in unterschiedliche Anstrengungsbereiche fällt schwer. Das deutlichste Ergebnis dieser Erhebung ist dann auch der Unterschied des Anstrengungsempfindens zwischen Rennen 1 und Rennen 2. Das zweite Rennen wurde von den Fahrern fast ausnahmslos als weniger anstrengend bewertet. Als Grund dafür könnte eine mentale Entlastung vermutet werden, die durch das unmittelbar bevorstehende Ende der Veranstaltung hervorgerufen wird. Aus psychologischer Sicht drängen sich dabei drei Vermutungen auf, die allesamt nicht unbedingt positive Auswirkungen für die Leistung im Cockpit hätten: Erstens, beim zweiten Rennen kann es zu Materialschäden kommen, ohne dass an dem Rennwochenende die Teilnahme an weiteren Rennen in Gefahr gerät. Der Fahrer kann also „endlich“ frei auffahren. Die Frage dabei ist allerdings, ob er sich im ersten Rennen durch die Angst vor dem Risiko so stark eingebremst hat, dass er seine eigentlichen fahrerischen Möglichkeiten gar nicht ausspielen konnte. Zweitens könnte die mentale Anspannung der Nachwuchspiloten über das gesamte Rennwochenende so hoch sein, dass sie die nötige Grundspannung und Aktivierung bis zum letzten Rennen nicht mehr aufrechterhalten können. Drittens ist möglich, dass das Rennwochenende von den meisten Nachwuchspiloten insgesamt eher als Bedrohung denn als Herausforderung wahrgenommen wurde und die Aussicht auf das baldige Ende eine zunehmende Entspannung herbeiführte.

Völlig unabhängig von meiner Tätigkeit innerhalb der Formel BMW habe ich im Jahre 2006 insgesamt 33 Rennfahrer aus dem Kart-, Formel und Tourenwagenbereich befragt, wie stark sie ihre muskuläre Beanspruchung beim Fahren einschätzen. Dabei konnten sie über ein standardisiertes Verfahren angeben, wie viel Prozent ihrer Muskelkraft sie beim Fahren, ausgehend von den maximalen Kraftmöglichkeiten des jeweiligen Muskels, ihrer Meinung nach einsetzen müssen

Die Abbildung zeigt, dass die Rennfahrer teilweise maximale Beanspruchungswerte angegeben haben. Gleichzeitig sind die stärker beanspruchten Muskelbereiche im Kart- und im Autorennsport eindeutig auf den Oberkörper sowie den hinteren Rumpfbereich begrenzt. Besonders heraus sticht die Beanspruchung der Muskelpartien in Hals, Schulter, Unterarmbereich sowie unterer Rückenregion Wie Sie unter 5.2 noch ausführlicher erfahren werden, kann bei kontinuierlicher dynamischer Kraftbeanspruchung des Muskels nur bis zu einem Wert von höchstens 30 Prozent der maximalen Kraftmöglichkeiten davon ausgegangen werden, dass die Belastung über einen längeren Zeitraum ermüdungsfrei aufrecht erhalten werden kann. Je intensiver der Muskel darüber hinaus beansprucht wird, desto mehr verringert sich die mögliche Dauer der Belastung. Bei einer kontinuierlichen statischen Belastung beginnt die Ermüdung sogar bereits bei einem Beanspruchungswert von 15 Prozent der statischen Maximalkraftmöglichkeiten.

Mit den Prozentwerten also, die von den Rennfahrern bei der Befragung angegeben wurden, wären sie kaum dazu in der Lage, ein Rennen, geschweige denn einen ganzen Testtag ermüdungsfrei durchzufahren. Es ist demnach davon auszugehen, dass die tatsächliche muskuläre Beanspruchung beim Fahren doch geringer ist, als es die Rennfahrer einschätzen. Aber auch wenn die Werte aus sportwissenschaftlicher Sicht zu hoch sind, zeigt die Erhebung doch ganz deutlich, dass Rennfahrer beim Fahren eine rennsportspezifische muskuläre Beanspruchung wahrnehmen, die in erster Linie auf die Bereiche des Oberkörpers sowie der hinteren Rumpfmuskulatur begrenzt ist.

Beurteilung der prozentualen Beanspruchung einzelner Muskelbereiche beim Fahren, zusammengefasst für insgesamt 33 Rennfahrer aus dem Kart-, dem Formel- und dem Tourenwagen-bereich.

TEIL II: Wie Rennfahrer fit werden können
4. Allgemeine Trainingsgrundlagen

Training ist ein planmäßiger Prozess, der die Leistungsfähigkeit des Körpers und des Geistes verbessern soll. Sind die Anstrengungen im Training auf die aktuelle Belastbarkeit und das Trainingsziel des Trainierenden abgestimmt, dann reagiert der Organismus mit einer Art Überkompensation. Diese Überkompensation macht den Trainingseffekt aus und führt schließlich dazu, dass in den beanspruchten Bereichen die Belastbarkeit erhöht wird, respektive sich dort die Leistungsfähigkeit verbessert. Sie ist als Maßnahme des Organismus zu verstehen, mit künftig wiederkehrenden Belastungen besser klar zu kommen.

Um Überkompensationsreaktionen im Organismus auszulösen, die seine Struktur verändern und seine Energiespeicher erhöhen, reicht eine einzige Trainingseinheit bei weitem nicht aus. Damit das Training erfolgreich wird, gilt es, längerfristig dran zu bleiben und grundlegende Trainingsprinzipien zu beachten. Diese Trainingsprinzipien haben sich durch wissenschaftliche wie praktische Erfahrungen und Forschungen über Jahrzehnte hinweg herauskristallisiert und sind ausgerichtet an den biologischen Möglichkeiten des menschlichen Organismus. Und auch wenn vor allem die Fitnessindustrie immer mal wieder revolutionäre Trainingsmethoden auf den Markt wirft, die das Wunder des maximalen Erfolgs bei minimalen Aufwand versprechen (und durch die Ansprache an grundlegende Kundenbedürfnisse die Kassen der diversen Anbieter zumindest kurzfristig auch kräftig klingeln lassen), muss man bedenken: Wer seine Leistungsfähigkeit dauerhaft und unter stabiler Gesundheit verbessern will, erreicht sein Ziel nur, wenn er sich innerhalb seiner Grenzen bewegt und nicht versucht, schlauer als die eigene Natur zu sein.

Wenn Sie ihr eigenes Training gestalten oder vielleicht sogar Trainingspläne beurteilen wollen, die für Sie geschrieben worden sind, dann sollten Sie sich an den folgenden, allgemeinen Trainingsgrundlagen orientieren: