Sportuhren Pulsmessung – Was ist VO2max und HRV?

Mit VO2max und HRV liefern moderne Sportuhren und Fitness Tracker wichtige Messwerte, die aussagekräftige Indikatoren für Deine Fitness sind. Was die Kürzel konkret bedeuten und wie sie Dir helfen fitter zu werden, möchte ich in diesem Beitrag erklären.

Spätestens seitdem sich die optische Pulsmessung etabliert hat und fast an allen Sportuhren und Fitness Trackern zu finden ist, gibt es kaum noch einen ambitionierten Hobbysportler, der auf Messdaten zur Herzfrequenz verzichten möchte. Immerhin gilt es inzwischen als erwiesen, daß das Training in bestimmten Pulsbereichen die Fitness permanent verbessert bzw. ein Übertraining dadurch vermieden werden kann.

Die Hersteller von Pulsuhren und Fitness Armbändern wollen jedoch noch mehr individuelle Leistungsdaten anbieten und so gibt es immer mehr Modelle am Markt, die auch Angaben zu VO2max und HRV machen. Doch was bedeuten diese Kennzahlen?
 

VO2max – Messwert für Deine Fitness

Der VO2max definiert das maximale Sauerstoffvolumen, das pro Minute und kg Körpergewicht bei maximaler Leistung aufgenommen und von den Zellen verwertet werden kann.

Ein hoher VO2max Wert ist keine Garantie für eine gute Ausdauerleistung, ist aber eine wichtige Voraussetzung dafür. Der Wert beschreibt nur die Menge an Sauerstoff, die Du aufnehmen kannst. Umso mehr Sauerstoff aufgenommen und an die Muskeln weitergeleitet wird, desto mehr ATP ( Adenosintriphosphat ) wird produziert. ATP wird im Körper zum Transport von Energie verwendet, wodurch bei mehr Sauerstoff auch mehr Energie zur Verfügung steht.
 

Wie kannst Du Deinen VO2max Wert bestimmen?

Dazu gibt es drei Möglichkeiten. Die sicher präziseste Methode ist eine sogenannte Atemgasanalyse oder auch Spiroergometrie genannt. Dabei bewegst Du Dich auf einem Laufband und trägst eine Atemgasmaske. Bei zunehmender Belastung wird die ausgeatmete Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid Konzentration gemessen, die wiederum Rückschlüsse auf Deinen gesamten Stoffwechsel zulässt. Gleichzeit wird dabei die maximale Sauerstoffaufnahmekapazität ermittelt.

Wenn Du Dir den Besuch beim Arzt ersparen möchtest und es einfacher haben willst, dann empfehle ich Dir den berühmten Cooper Test. Dabei misst Du die Distanz, die Du in 12 Minuten maximal zurücklegen kannst.

Mit der Formel

VO2max= (d12-505):45 d12 steht für die Strecke, die du in 12 Minuten absolviert hast

kannst Du Deinen eigenen Wert berechen. Jedoch berücksichtige, daß äußere Einflüsse wie Lufttemperatur oder Deine Tagesform das Ergebnis beinflußen und daher nicht so präzise ist wie die oben genannte Spiroergometrie.

Eine weitere Möglichkeit zur Ermittlung des VO2max Wertes ist die Verwendung einer entsprechenden Sportuhr.

Nur bei ausreichender Aufnahme von Sauerstoff ist der Körper in der Lage ausdauernd Leistung zu erbringen

 

Wie berechnet eine Sportuhr Deinen VO2max Wert

Sportuhren und Fitness Tracker können natürlich nicht Deine Atemgase messen und dabei ermitteln, wieviel Sauerstoff Du verwertest. Daher wird der VO2max nicht berechnet, sondern es handelt sich dabei nur um eine, wenn auch ziemlich genaue Schätzung.

Als Basis dafür dient die gemessene Herzfrequenz, das Lauftempo, Dein Alter, Gewicht, Größe und Geschlecht. Aufwändige Algorithmen, die auch statistische Werte berücksichtigen, leiten daraus den individuellen VO2max Wert ab.

Obwohl es sich dabei nur um Schätzungen handelt, sind die verschiedenen Hersteller bestrebt, hier möglichst genaue Daten zu liefern. Garmin kooperiert zu diesem Zweck mit Firstbeat , dem führenden Unternehmen in physiologischen Analyse für Sport und Fitness und kann dadurch schon recht präzise Messwerte bereitstellen. Doch auch die Daten von Polar, dem Pionier der Herzfrequenzmessung und Fitbit gelten branchenintern als zuverlässig.
 

Was kann ich meinen VO2max Wert einordnen

Ein Hobbysportler gilt dann als fit und gut trainiert, wenn sich sein VO2max zwischen 30 – 50 bewegt, wenn also zwischen 30-50 Milliliter Sauerstoff pro Minute pro Kilogramm aufgenommen wird.

Zur konkreter Einordnung Deines Wertes hier ein Tabelle.

Männer

20-29 Jahre 30-39 Jahre 40-49 Jahre 50-59 Jahre 60-69 Jahre 70-79 Jahre
schlecht < 41,7 < 40,5 < 38,5 < 35,6 < 32,2  < 29,4
ausreichend 41,7 40,5 38,5 32,5 32,2 29,4
gut 45,4 44 42,4 39,2 35,5 32,2
ausgezeichnet 51,1 48,3 46,4 43,4 39,5 36,7
überragend 55,4 54 52,5 48;9 45,7 42,1

Frauen

20-29 Jahre 30-39 Jahre 40-49 Jahre 50-59 Jahre 60-69 Jahre 70-79 Jahre
schlecht < 36,1 < 34,4 < 33 < 30,1 < 27,5 < 25,9
ausreichend 36,1 34,4 33 30,1 27,5 25,9
gut 39,5 37,8 36,3 33 30 28,1
ausgezeichnet 43,9 42,4 39,7 36,7 33 30,9
überragend 49,6 47,4 45,3 41,1 37,8 36,7

Die Werte in diesen VO2max Tabellen basieren auf Daten von The Cooper Institute www.cooperinstiture.org
 

Kann man den VO2max verbessern

Grundsätzlich gilt, daß jeder durch permanentes Training seinen VO2max Wert verbessern kann. Jedoch sind dabei genetische und physiologische Grenzen zu akzeptieren.

Der Gasaustausch selbst und Blutzellen lassen sich nicht trainieren, aber das sogenannte Herzzeitvolumen ( das Blutvolumen das innerhalb einer Minute vom Herz in der Blutkreislauf gepumpt wird ) kann auf jeden Fall verbessert werden. Jüngere Sportler haben dabei mehr Möglichkeiten zur Optimierung als es bei Älteren der Fall ist.

Als konkrete Maßnahme zur Verbesserung des VO2max wird empfohlen, die Dauer und Intensität des Trainings zu erhöhen. In spätere Folge erzielst Du mit Intervalltraining und Läufen bei 90% der maximalen Herzfrequenz entsprechende Fortschritte.

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Herfrequenzvariabilität (HRV) – Indikator für Deine Gesundheit

Allgemein wird angenommen, daß die Herztätigkeit ( Herzschlagfolge )  einem natürlichen Rhythmus folgt. Tatsächlich wurde schon sehr früh herausgefunden, daß der zeitliche Abstand zwischen zwei Herzschlägen permanent variiert. Diese Unregelmäßigkeit wird als Herzfrequenzvariabilität (Heart Rate Variability – HRV) bezeichnet und ist bei gesunden Menschen im Ruhezustand am ausgeprägtesten, womit die HRV ein besonders guter Indikator für den allgemeinen Gesundheitszustand ist.

Jede Kontraktion der Kammer wird im EKG als Zacken dargestellt (R-Zacken). Der Abstand zwischen zwei R-Zacken wird daher als RR-Intervall bezeichnet.

Der Sinusknoten im rechten Vorhof der Herzkammer ist zuständig für das Auslösen eines Herzschlages und wird maßgeblich vom vegetativen Nervensystem beeinflusst. Das vegetativen Nervensystem entzieht sich vollständig unserer Kontrolle und steuert alle lebenswichtigen Funktionen wie Atmung, Verdauung, Blutdruck und Stoffwechsel. Zwei wesentliche Teile dieses autonomen Nervensystems sind der Sympathikus und der Parasympathikus. Während der Sympathikus aktiv ist, wenn Du im Stress bist oder auf äußere Umweltreize schnell reagieren musst, tritt der Parasympathikus in Aktion wenn Du Dich in einer Ruhe – oder Erholungsphase befindest.

Bei einem aktiven Sympathikus erhöht sich die Herzfrequenz und der Herzschlag wird regelmäßiger, wodurch die Herzfrequenzvariabilität deutlich abnimmt. Bei einem aktiven Parasympathikus sinkt die Herzfrequenz, der Herzschlag wird langsamer und HRV deutlich stärker.

Im Idealfall ist das Aktivitätspensum von Sympathikus und Parasympathikus gleich hoch und es herrscht ein gesundes Gleichgewicht, das sich durch eine ausgeprägte Herzfrequenzvariabilität äußert.

Bei Krankheit, Stress, psychischer Belastung oder ungesunder Lebensweise ( falsche Ernährung, Alkohol, Drogen, Schlafmangel) geht dieses Gleichgewicht verloren und die HRV nimmt deutlich ab. Dadurch kann der Organismus in Folge nicht mehr adäquat auf innere und äußere Reize reagieren und verliert seine Regenerations- und später auch seine Leistungsfähigkeit.
 

Wie wird die Herzfrequenzvariabilität gemessen?

Üblicherweise wird die HRV mittels einem EKG (Elektrokardiogramm) gemessen, was auch die genaueste Methode ist. Alternativ dazu wird auch immer wieder eine Spektralanalyse oder ein Histogramm angewendet. In der Medizin wird die HRV dann gemessen, wenn man den Zustand von Herz und Gefäßen bei älteren oder gestressten Patienten ermitteln möchte.

Die Messung der HRV ist inzwischen auch mit Sportuhren möglich. Dabei kann die Messung mittels Brustgurt oder auch die optische Pulsmessung verwendet werden.

Eine weitere Möglichkeit ist die Nutzung von speziellen HRV-Messgeräten. Es handelt sich dabei um eigenständige Geräte, die sehr präzise und professionell die Herzfrequenzvariabilität messen. Thomas von Harlerunner hat sich die Mühe gemacht und einen ausführlichen Langzeittest mit 5 Geräten gemacht , den ich Dir nur sehr empfehlen kann.
 

Herzfrequenzvariabilität beim Sport und Training

Umgelegt auf den Sport ist die HRV-Messung insofern interessant, weil dadurch  Übertraining, anbahnende Erkrankungen oder sonstige Belastungen und Störungen frühzeitig erkannt werden und man entsprechend darauf reagieren kann. Dies gilt besonders für den Profisport.

Die großen Hersteller wie Garmin, Polar, Suunto oder Fitbit versuchen über ihre Modelle die HRV-Messung auch dem ambitionierten Hobbysportler zugänglich zu machen.

Zu diesem Zweck wurden Funktionen wie Trainingsbelastung, Trainingserholung oder Orthostatischer Test entwickelt, um dem Nutzer Werkzeuge zur besseren und effizienteren Trainingssteuerung anbieten zu können. Leider lässt sich nicht immer nachvollziehen, wie die Messwerte zustande kommen bzw. welche weiteren Daten dafür noch verwendet werden.

Aus diesem Grund sollten Trainingsempfehlungen dieser Funktionen nur als grobe Richtlinie gesehen und mit eigenen Erfahrungswerten abgeglichen werden.

Auch beim Aktivitätstracking im Alltag taucht die HRV Messung inzwischen auf. Hier wird sie zur Ermittlung der Stressbelastung verwendet.

Sportuhren mit HRV Messung – Auszug  (Stand Oktober 2018)

  • Garmin Vivoactive 3 ( Music)
  • Garmin Vivosport
  • Garmin Vivosmart 4
  • Garmin Fenix 5 ( Music )
  • Fitbit Ionic
  • Fitbit Versa
  • Fitbit Charge 3
  • Polar V800
  • Polar M430
  • Polar Vantage V
  • Polar Vantage M
  • Suunot Spartan Reihe
  • Suunot Ambit 3

 

Fazit

Waren früher VO2max und Herzfrequenzvariabilität Begriffe, die nur im Profisport verwendet wurden, sind diese Kennzahlen inzwischen auch im Breiten- und Hobbysport angekommen. Beide Leistungsdaten helfen uns, den aktuellen Fitnesslevel und allgemeinen Gesundheitszustand besser einzuschätzen. Ebenso lassen sich Trainingsfortschritte deutlicher dokumentieren und das Training selbst kann effizienter und zielorientierter gestaltet werden.

Ich würde mir wünschen, daß die Hersteller die Messung der Herzfrequenzvariabilität weiter verbessern und entsprechende Funktionen bei allen Ihren Modellen anbieten. Gemeinsam mit der herkömmlichen Herzfrequenzmessung stünden dem Nutzer damit alle notwendigen Messdaten zur Verfügung um zu intensive Trainingseinheiten und daraus resultierende Erschöpfungszustände oder gar Verletzungen zu vermeiden.