Maximale Herzfrequenz beim Radfahren ermitteln: Formeln und Methoden

Der Maximalpuls gibt an, wie schnell das Herz eines Menschen unter maximaler Belastung schlagen kann. Ausgehend vom Maximalpuls lassen sich unter anderem Aussagen über individuelle Belastungszonen treffen. Damit kann das Training gezielter gesteuert werden. Da der Wert jedoch bei jedem Menschen anders ist, lässt er sich nicht mit anderen vergleichen. Während manche Menschen sich bei einem bestimmten Wert (zum Beispiel 160/min) noch unterhalten können, wäre dieser Wert für andere längst nicht mehr tolerabel.

Der Maximalpuls wird von unterschiedlichen Faktoren beeinflusst. Dazu zählt vor allem das Alter. Durch ganz verschiedene Mechanismen lässt die maximal zu erreichende Herzfrequenz (HFmax) mit zunehmendem Alter nach. Aber auch andere Faktoren wie Geschlecht, Trainingszustand, genetische Veranlagung oder Tagesform spielen eine Rolle. So spricht man umgangssprachlich auch von „Hochpulsern“ oder „Niedrigpulsern“ - also von Menschen, die von Natur aus einen hohen oder niedrigen Puls bei Belastung haben.

Jeder Mensch hat einen individuellen Maximalpuls. Dieser ist von Faktoren wie Alter, Geschlecht oder auch Trainingszustand abhängig und verändert sich im Laufe des Lebens.

Wie wird der Trainingspuls ermittelt?

Für die Optimierung der Trainingspläne ist es entscheidend, den eigenen Trainingspuls zu kennen. Dieser gibt an, welcher Pulsfrequenzbereich während des Trainings eingehalten werden sollte. Sie ist von zahlreichen unterschiedlichen Faktoren abhängig und lässt sich daher nicht leicht bestimmen.

Grundsätzlich ist die Pulsfrequenz auch vom Alter, dem Gewicht und der Größe einer Person abhängig. Darüber hinaus spielt natürlich auch der aktuelle Trainingsstatus eine große Rolle. Obwohl sich viele Menschen vor allem als Individuen betrachten, gibt es Formeln, mit der für jeden Menschen der Trainingspuls näherungsweise ermittelt werden kann. Für eine exakte Bestimmung sind jedoch medizinische Untersuchungen notwendig.

Die grobe Faustformel

Wer seine optimale Pulsfrequenz nicht genau berechnen, sondern nur eine grobe Richtlinie bestimmen will, kann eine einfache Faustformel benutzen. Diese berücksichtigt jedoch nur das Alter und sollte daher lediglich als Orientierungshilfe betrachtet werden. Z.B. lässt sich zunächst die maximale Ausbelastungsfrequenz mit der Formel 220 - Lebensalter abschätzen. Die Trainingsempfehlung gibt einen Pulsbereich von 60-75% der maximalen Herzfrequenz vor(Faustformel 180 - Lebensalter). Eine näherungsweise Berechnung der Trainingsfrequenz kann mit der Karvonen-Formel erfolgen: Trainingsfrequenz = (maximale Herzfrequenz - Ruhepuls) x 0,6 (intensiv 0,75) + Ruhepuls.

Die Sally-Edwards-Formel

Für die Berechnung der maximalen Herzfrequenz wurde vor einigen Jahren die Sally-Edwards-Formel entwickelt. Diese ermöglicht eine Schätzung des eigenen Maximalpulswertes. Sie bezieht sowohl das Geschlecht als auch das Lebensalter und das Körpergewicht mit ein und ermittelt so einen geringfügig anderen Wert als die Faustformel.

Für die Berechnung des Maximalpulswertes eines Mannes muss von dem Grundwert 214 sowohl die Hälfte des Lebensalters in Jahren als auch das 0,11-fache des Körpergewichts in Kilogramm abgezogen werden. Frauen nutzen die gleiche Formel mit dem Grundwert 210. Daraus ergibt sich, dass eine 30-jährige Frau mit einem Gewicht von 65 Kilogramm höchstens eine Pulsfrequenz von ~ 188 Schlägen pro Minute erreichen kann. Ein Mann im gleichen Alter kann mit 65 Kilogramm hingegen von maximal ~ 192 Schlägen ausgehen.

Ebenso wie bei der groben Faustregel handelt es sich auch bei dieser Formel lediglich um eine Näherung. Sie geht von einem in jeder Hinsicht gesunden und bestens trainierten Menschen aus. Bei hohem Übergewicht, akuten Kreislauferkrankungen oder chronischem Bluthochdruck ist die maximale Pulsfrequenz deutlich vermindert. Auch besonders kleine oder große Menschen müssen von einem abweichenden Wert ausgehen.

Die sportmedizinische Leistungsdiagnostik

Der maximale Trainingspuls kann mit diesen Methoden jedoch nicht eindeutig bestimmt werden. Selbst bei gesunden und trainierten Menschen mit durchschnittlicher Statur ergeben sie nur eine grobe Orientierungshilfe. Wenn Sie Ihre Trainingspläne optimieren wollen, sollten Sie hingegen eine sportmedizinische Leistungsdiagnostik nutzen. Diese wird lediglich von erfahrenen Fachärzten angeboten. Sie ist jedoch dringend erforderlich, um die eigenen Trainingserfolge optimal zu steigern.

Maximale Herzfrequenz ermitteln - welche Methoden gibt es?

Um wirklich zuverlässige Werte zu erhalten, kannst Du Dich jedoch nicht auf die Berechnung mittels einer Formel verlassen. Die gängigen Methoden sind die Berechnung, eine Leistungsdiagnostik im Labor oder ein Feldtest. Die letzte Variante ist der beste Kompromiss, da sie relativ genau, kostengünstig und dadurch vielfach wiederholbar ist.

Strecke für den Selbstversuch

Alles, was sie dafür brauchen, ist ein Testparcours und ein Pulsmesser. Für den Selbstversuch eignet sich eine etwa 3 Kilometer lange Bergstrecke, die eine gleichmäßige Steigung von 3 bis 5 Prozent aufweist. Denn um die maximale Herzfrequenz zu bestimmen, reicht es nicht aus, nur einen kurzen Sprint zu fahren. Die Belastungsdauer sollte bei 5 Minuten liegen.

Testfahrt

Um optimale Ergebnisse zu erzielen, ist es wichtig, dass der Körper erholt ist und die letzte starke Belastung einige Tage zurückliegt. Nach einer lockeren Aufwärmfahrt von 15 bis 30 Minuten beginnt der Test. Das Anfangstempo liegt bei einer mittleren Geschwindigkeit, also noch im aeroben Bereich, nun sollte das Tempo aller 30 Sekunden gleichmäßig gesteigert werden, je nach Berg von 1-3 km/h. Die maximale Leistung sollte der Athlet nach 3 bis 4 Minuten erreichen. Dann gilt es, dieses Leistungsplateau noch bis zum Ende der 5 Minuten zu halten. Nach dem Rampentest sind Sie ausbelastet und können auf Ihrem Pulsmesser die maximale Herzfrequenz (HFmax.) ablesen.

Alternativer Feldtest

Nutze ein Herzfrequenzmessgerät, um die höchste erreichbare Herzfrequenz zu dokumentieren. Wähle einen Hügel, dessen Erklimmung länger als 2 Minuten dauert. Laufe den Hügel einmal hinauf (mindestens 2 Minuten lang) und steigere das Tempo schrittweise, bis ein Tempo erreicht ist, das voraussichtlich 20 Minuten lang aufrechterhalten werden kann. Laufe erneut den Hügel hinauf, diesmal mit einem schnelleren Tempo. Wähle ein Tempo, das schätzungsweise über eine Strecke von 3 Kilometern aufrechterhalten werden könnte. Laufe den Hügel ein letztes Mal hinauf, jedoch mit einem Tempo, das lediglich für 1 Minute aufrechterhalten werden kann. Versuche, mindestens die Hälfte des Hügels zu erklimmen.

Wie kann der Maximalpuls beim Training helfen?

Die maximale Pulsfrequenz wird als Ausgangswert verwendet, um einen optimalen Trainingspuls zu ermitteln. Es existieren verschiedene Zonenmodelle. Es wird z.B. zwischen einem Fünf-Zonen und einem Drei-Zonen Modell unterschieden, in denen Sportler von zahlreichen Vorteilen profitieren können. Diese sind geschlechtsunabhängig und berechnen sich anhand der ermittelten Maximalpulsfrequenz, genauer durch eine Ergospirometrie auf dem Laufband oder Ergometeter. Jeder Bereich wird dabei sowohl durch einen Minimal- und einen Maximalwert definiert. Aus diesem Grund werden die jeweiligen Zonen meist als Herzfrequenzzielbereiche bezeichnet. Sportler sollten daher während ihres Trainings stets den eigenen Puls im Auge behalten.

Ergebnisse und Trainingsbereiche

Anhand des erzielten Werts lassen sich die unterschiedlichen Trainingsbereiche per Faustformel ableiten:

  • Kompensation (KB): 50-60 % der HFmax
  • Grundlagenausdauer 1 (GA1): 60-70 % der HFmax
  • Grundlagenausdauer 2 (GA2): 75-85 % der HFmax

Die Gesundheitszone

Mit einem Trainingspuls in Höhe von 50 bis 60 Prozent der maximalen Pulsfrequenz befinden sich Sportler in der sogenannten Gesundheitszone. Dabei handelt es sich um eine Einstiegszone, die vor allem für Rehabilitationen und ein Regenerationstraining geeignet ist. Die subjektive Belastung wird in diesem Bereich meist als sehr gering empfunden. Ein Training in der Gesundheitszone wird insbesondere zur Stabilisierung des Herz-Kreislauf-Systems eingesetzt.

Die Fettverbrennungszone

Sobald die Pulsschläge einen Wert von 60 bis 70 Prozent der maximalen Pulsfrequenz erreicht haben, geht der Körper in den sogenannten Fettverbrennungsmodus über. Wenn Sie mit dieser Herzfrequenz trainieren, nutzt Ihr Körper vorrangig Fettsäuren für die Bereitstellung der benötigten Energie. Dennoch führt ein Training nicht zu einer rasanten Gewichtsabnahme. Diese ist neben der sportlichen Betätigung, insbesondere von der Ernährung abhängig. Geübte Sportler empfinden ein Training in der Fettverbrennungszone als leichte bis mittlere Belastung. Häufig wird sie daher mit dem Begriff Plaudertempo umschrieben.

Die aerobe Zone

Mit einer Pulsfrequenz von über 70 Prozent tritt der Körper in die aerobe Zone ein. Diese erstreckt sich bis zu einer Pulsfrequenz von bis zu 80 Prozent des maximalen Puls-Werts. Ein Training in diesem Frequenzbereich führt zu einer deutlichen Steigerung der Ausdauer. Darüber hinaus wird sowohl das Herz als auch das gesamte Atmungssystem gestärkt. Neben einer Verbesserung der aeroben Kapazität kommt es außerdem auch zu einer deutlichen Belastungssteigerung. Selbst erfahrene Sportler empfinden ein Training in diesem Bereich als anstrengend.

Die anaerobe Zone

Erreicht der Trainingspuls den Bereich von über 80 Prozent der maximalen Pulsfrequenz, so tritt er in die anaerobe Zone ein. Diese wird häufig von Leistungssportlern für das sogenannte Entwicklungstraining genutzt. Selbst erfahrene Athleten empfinden ein längeres Training in dieser Pulszone als überaus anstrengend. Es verbessert jedoch den Milchsäureabbau spürbar und verschiebt die anaerobe Schwelle immer weiter nach oben. Dadurch kann künftig eine wesentlich höhere Leistung erbracht werden.

Die Warnzone

Letztlich wird die Herzfrequenzzone ab einer Pulsfrequenz von 90 Prozent oder höher als Warnzone bezeichnet. Ein Training in diesem Zustand stellt eine maximale Belastung am äußersten Leistungslimit des Menschen dar. Aus diesem Grund ist es lediglich für professionelle Hochleistungssportler geeignet und sollte auch von ihnen mit großer Vorsicht behandelt werden.

Einfluss der Sportart auf die maximale Herzfrequenz

Ermittelt man den Maximalpuls bei verschiedenen Sportarten (Laufen, Radfahren, Langlaufen, Rudern, …), so weicht der jeweilige Wert ab. Der Grund dafür findet sich unter anderem in der unterschiedlichen Masse der beanspruchten Muskulatur. Je mehr Muskulatur beansprucht wird, desto größer ist der Maximalpuls. Arbeitet bei einer Sportart im Extremfall nur eine Muskelgruppe, so ermüdet diese bevor das Herz-Kreislauf-System an seine Grenze kommt.

Studien und Beobachtungen deuten darauf hin, dass die maximale Herzfrequenz beim Laufen um etwa 5-10 Schläge pro Minute höher sein kann als beim Radfahren unter vergleichbaren Anstrengungsbedingungen. Top Level Radfahrer sind an dieser Stelle ausgenommen. Beim Schwimmen im Wasser wird der Körper teilweise von der Auftriebskraft getragen, was die Belastung auf die Muskeln reduziert. Da auch der Blutfluss im Wasser durch den hydrostatischen Druck beeinflusst wird, tendiert der Maximalpuls beim Schwimmen dazu, niedriger zu sein als bei Aktivitäten an Land.

Beim Radfahren ist die Sitzposition sowie die Tatsache entscheidend, dass der Unterkörper stärker als der Oberkörper beansprucht wird.

Maximale Herzfrequenz und Alter

Durch ganz verschiedene Mechanismen lässt die maximal zu erreichende Herzfrequenz (HFmax) mit zunehmendem Alter nach.

Die am häufigsten benutzte Formel, die einfach anzuwenden ist und allgemein akzeptiert wird, lautet HFmax = 220 - Lebensalter. Diese Formel tendiert dazu, die HFmax bei Personen oberhalb des 4. Lebensjahrzehnts zu unterschätzen. Genauer, aber in der Anwendung komplizierter, sind Formeln wie HFmax= 207 - (Alter x 0,7).

Die maximal erreichbaren Herzfrequenzen sind mit der Ruheherzfrequenz assoziiert: Während die Ruheherzfrequenz nach dem 30. Lebensjahr mit fortschreitendem Alter nur sehr leicht absinkt, nimmt die HFmax nach dem 20. Lebensjahr um etwa 6- 8 Schläge alle 10 Lebensjahre ab. Dieser Effekt ist unabhängig vom Trainingszustand.

Eine Abnahme der intrinsischen Herzfrequenz sowie der Betarezeptorendichte und -stimulierbarkeit mit einem daraus resultierenden verminderten chronotropen Ansprechen auf sympathikotone Stimulation sind die wahrscheinlichsten Ursachen für dieses Phänomen.

Einfluss von Medikamenten und Erkrankungen

Verschiedene Erkrankungen können Einfluss auf Ruhe-und Belastungsherzfrequenz nehmen, beispielsweise ein kranker Sinusknoten (Sick-Sinus-Syndrom) oder Schilddrüsenfunktionsstörungen. Außerdem muss die Wirkung von brady- oder tachykardisierenden Medikamenten berücksichtigt werden. Während Digitalis und negativ chronotrope Kalziumantagonisten (Verapamil, Diltiazem) vorrangig die Ruheherzfrequenz beeinflussen, senken Betarezeptorenblocker darüber hinaus die Herzfrequenz unter Belastung einschließlich HFmax. Eine mittelhohe Dosis eines kardioselektiven Betablockers senkt die Ruheherzfrequenz und die HFmax um ca. 10 bzw. 30 Schläge pro Minute bei aber deutlich interindividueller Streuung. Der f-Ionenkanalblocker Ivabradin in üblicher Dosis senkt unter weitestgehend unveränderter Herzfrequenzreserve die Ruhe- und maximale Herzfrequenz um ca. 10-15 Schläge pro Minute. Natrium- und kaliumkanalblockierende Antiarrhythmika ( früher Klasse I und III nach Vaughan/Williams) verlangsamen die Ruhe- und Belastungsherzfrequenz.

Merke

Die obigen Empfehlungen treffen nur für gesunde Sportler zu. Sollten Vorerkrankungen, vor allem des Herz-Kreislauf-Systems, bekannt sein, empfehle ich dringend eine ärztliche Beratung. Hierbei können mögliche Risikofaktoren bewertet und individuell passende Trainingsbereiche gezielt ermittelt werden. In der Regel werden - wenn nötig - zusätzlich Untersuchungen in die Wege geleitet (z.B. Herzultraschall oder Labortests).

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