HIIT und Grundlagenausdauer für eine höhere VO2max kombinieren

Die Kombination von hochintensivem Intervalltraining (HIIT) mit Grundlagenausdauertraining bei niedriger Intensität führt zu deutlichen Verbesserungen der maximalen Sauerstoffaufnahme (${\text{VO}}_2\text{ max}$), doch die ideale Kombination hängt stark vom bisherigen Trainingsstatus ab [1, 14]. Bei untrainierten bis freizeitsportlich aktiven Personen steigert nahezu jede Kombination aus kontinuierlichem Ausdauertraining und Intervalltraining die ${\text{VO}}_2\text{ max}$ in vergleichbarem Maße, wobei Intensität vor allem einen zeitsparenden Reiz darstellt [11, 14]. Für gut trainierte Sportler und Spitzenathleten führen strukturierte Modelle, die etwa 75 % bis 80 % der Trainingszeit niedriger Intensität und 15 % bis 20 % hochintensiven Intervallen zuweisen – bekannt als polarisiertes Training –, zu größeren Zuwächsen der ${\text{VO}}_2\text{ max}$ als schwellenlastige Modelle [1, 2, 3]. Dieser Vorteil des polarisierten Trainings bei Trainierten zeigt sich jedoch primär in kurzen Trainingsblöcken von unter 12 Wochen und überträgt sich nicht konsistent auf überlegene Verbesserungen bei der Zeitfahrleistung oder der Leistung an der Laktatschwelle [1].

Trainingsintensitätszonen und Verteilungsmodelle

Um verschiedene Trainingskombinationen systematisch zu vergleichen, nutzt die Sportwissenschaft ein Drei-Zonen-Modell, das über physiologische Marker definiert wird [8]:

• Zone 1 (Niedrige Intensität): Unterhalb der ersten ventilatorischen Schwelle oder Laktatschwelle (${\text{VT}}_1/{\text{LT}}_1$), wobei ${\text{LT}}_1$ typischerweise bei etwa 52 % der maximalen aeroben Leistung bzw. 65 % bis 70 % der funktionellen Schwellenleistung (FTP) liegt [8].
• Zone 2 (Moderate Intensität / Schwellenbereich): Zwischen ${\text{LT}}_1/{\text{VT}}_1$ und der zweiten Schwelle (${\text{LT}}_2/{\text{VT}}_2$ bzw. dem maximalen Laktat-Steady-State), endend bei einer Blutlaktatkonzentration von etwa 4 mmol/L [8].
• Zone 3 (Hohe Intensität): Oberhalb von ${\text{LT}}_2$, umfasst Intensitäten nahe oder oberhalb der ${\text{VO}}_2\text{ max}$ [8].

Intervallformen in Zone 3 werden weiter unterteilt in klassisches HIIT (Belastungen nahe 100 % ${\text{VO}}_2\text{ max}$), Sprintintervalltraining (SIT; supramaximale Ausbelastung >100 % ${\text{VO}}_2\text{ max}$ über 10–30 Sekunden mit 4–4,5 Minuten Erholung) und wiederholtes Sprinttraining (RST; Sprints $\le$10 Sekunden mit Erholungsphasen $\le$60 Sekunden) [18].

Wie Athleten diese Zonen kombinieren, ergibt unterschiedliche Trainingsintensitätsverteilungen (Training Intensity Distributions, TIDs) [3, 8]:

• Polarisiert (POL): Verteilt etwa 75–80 % (und bis zu 80–90 %) des Trainingsvolumens auf Zone 1, weniger als 10 % auf Zone 2 und 15–20 % auf Zone 3 [2, 8].
• Pyramidal (PYR): Verteilt 60–70 % (oder 75–85 %) auf Zone 1, 15–25 % auf Zone 2 und 5–10 % auf Zone 3 [4, 8].
• Schwellenorientiert (THR): Verteilt etwa 45–50 % auf Zone 1, 45–50 % auf Zone 2 und 5–10 % auf Zone 3 [3].

Anpassungen bei untrainierten und mäßig aktiven Erwachsenen

Bei jungen, gesunden Erwachsenen reagiert die ${\text{VO}}_2\text{ max}$ über ein breites Spektrum an Trainingsintensitäten und -kombinationen positiv [14]. In einer Analyse von 28 kurz- bis mittelfristigen Trainingsstudien (4–8 Wochen) zeigte sich kein statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen dem Zuwachs der ${\text{VO}}_2\text{ max}$ und der Trainingsintensität, der Einzeldosis pro Einheit, der aeroben Ausgangsfitness oder dem Gesamtvolumen [14].

Die Unterteilung des Trainings in drei Intensitätstertile (~60–70 %, ~80–92,5 % und ~100–250 % ${\text{VO}}_2\text{ max}$) führte zu vergleichbaren absoluten Steigerungen der maximalen Sauerstoffaufnahme (+0,29 L/min, +0,26 L/min bzw. +0,35 L/min) [14]. Höher intensive Intervalle erzielten diese Zuwächse mit deutlich geringerem Einheitenaufwand und Gesamtvolumen. Dies belegt, dass hochintensives Training bei weniger trainierten Personen in erster Linie eine zeitsparende Strategie ist und nicht zwingend überlegen [14]. Eine Verbesserung der aeroben Grundfitness ist klinisch bedeutsam, da jeder Anstieg der ${\text{VO}}_2\text{ max}$ um 1 MET ($3,5\text{ mL}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$) mit einer Reduktion des Risikos für Herz-Kreislauf-Erkrankungen und die Gesamtmortalität um 10 % bis 25 % einhergeht [14].

Direkte Vergleiche isolierter Trainingsformen zeigen zudem: Während 8 Wochen HIIT größere relative Zuwächse der ${\text{VO}}_2\text{ max}$ als moderates Dauertraining bewirken können (15 % vs. 9 %) [11], führen kontinuierliches Grundlagentraining und Sprintintervallprotokolle über 6 Wochen zu ähnlichen Anstiegen der muskulären oxidativen Enzyme [11].

Kombinationen für gut trainierte Sportler und Spitzenathleten

Mit steigendem Leistungsniveau in Richtung nationaler und internationaler Wettkampfklassen wird die Verteilung der Trainingsintensität zu einem entscheidenden Faktor [1, 3, 18]. Hochtrainierte Sportler verfügen bereits über ein stark ausgeprägtes Herz-Kreislauf- und Muskelsystem, wodurch weitere Steigerungen der ${\text{VO}}_2\text{ max}$ allein durch moderates Dauertraining schwerer zu stimulieren sind [3, 13].

Eine Metaanalyse von 17 Studien ($n=437$) zeigte, dass eine polarisierte Verteilung anderen Verteilungsmodellen bei der Steigerung der maximalen Sauerstoffaufnahme überlegen ist ($\text{SMD}=0,24,p=0,040$) [1]. Diese Überlegenheit war bei hochtrainierten Athleten ($\text{SMD}=0,46,p=0,01$) und bei Interventionen von unter 12 Wochen Dauer ($\text{SMD}=0,40,p=0,01$) besonders ausgeprägt [1]. In einer 9-wöchigen randomisierten Studie mit gut trainierten Ausdauersportlern (Ausgangswert ${\text{VO}}_2\text{peak}$ bei $62,6\text{ mL}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$) führte polarisiertes Training zu einem Zuwachs der ${\text{VO}}_2\text{peak}$ von 11,7 % ($+6,8\text{ mL}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$) und übertraf damit Modelle mit hohem Grundlagenausdauervolumen, Schwellentraining sowie reine Intervallansätze [19]. Geschwindigkeit und Leistung bei 4 mmol/L Blutlaktat verbesserten sich ebenfalls nach polarisiertem (+8,1 %) und intervallfokussiertem (+5,6 %) Training, während Schwellen- und reines Grundlagentraining keine signifikanten Zuwächse bei zentralen Leistungsparametern erzielten [19].

Ebenso ergab eine 9-wöchige Untersuchung an wettkampforientierten Radsportlern, dass eine polarisierte Verteilung die ${\text{VO}}_2\text{ max}$ um 11,7 % steigerte, verglichen mit 3,5 % in einer schwellenorientierten Gruppe, begleitet von größeren Zuwächsen bei der Leistung an der ${\text{VO}}_2\text{ max}$ (+8,1 %) und der Zeitfahrleistung (+5,1 %) [5]. Übersichtsarbeiten zu Verteilungen mit ~81 % niedriger Intensität, ~3 % Schwellenbereich und ~15 % hoher Intensität berichten zudem über beständige Verbesserungen der Bewegungsökonomie zwischen 1 % und 8,1 % [20].

Bei der Integration von HIIT in das Programm von Spitzenathleten beeinflussen die Belastungs- und Pausenparameter die aerobe Anpassung [13]. Bei Athleten auf nationalem Niveau steigerte HIIT die ${\text{VO}}_2\text{ max}$ gegenüber herkömmlichem Training dann signifikant, wenn die Erholungsintervalle $\ge$2 Minuten betrugen und die Erholungsintensität niedrig blieb ($\le$40 %) [13]. Für kardiovaskuläre Anpassungen erzielten Intervalle wie $4\times 4$ Minuten bei 90–95 % der maximalen Herzfrequenz mit 3-minütigen aktiven Pausen eine um 10 % größere Steigerung des Schlagvolumens als lange, langsame Dauerläufe [11].

Sich ergänzende physiologische Mechanismen

Die Kombination aus ruhigem Grundlagentraining und hochintensiven Intervallen ist deshalb wirksam, weil beide Modalitäten aerobe Anpassungen über unterschiedliche molekulare und physiologische Signalwege anstoßen [11]:

• Vorgeschaltete Signalwege: Umfangreiches kontinuierliches Ausdauertraining aktiviert den Hauptregulator der mitochondrialen Biogenese, PGC-1$\alpha$, vorwiegend über den Calcium/Calmodulin-abhängigen Proteinkinase-Weg (CaMK), während hochintensives Intervalltraining primär über die 5'-AMP-aktivierte Proteinkinase (AMPK) signalisiert [11].
• Enzymatische Kapazität: Sprintintervalle in Zone 3 regulieren Schlüsselenzyme der Mitochondrien deutlich hoch, darunter Citratsynthase (+36 %), Malatdehydrogenase (+29 %) und Succinatdehydrogenase (+65 %) [11].
• Bedeutung der aeroben Basis: Sowohl polarisierte als auch pyramidale Verteilungen setzen auf ein großes Trainingsvolumen unterhalb von ${\text{LT}}_1$ (>75 % der Gesamtzeit), um Mitochondriendichte, Fettstoffwechselkapazität und Bewegungsökonomie auszubauen, ohne übermäßige vegetative Ermüdung anzuhäufen [4, 6].

Periodisierung im Saisonverlauf

Auch wenn polarisierte Blöcke kurzfristig für Leistungsspitzen der ${\text{VO}}_2\text{ max}$ sorgen, trainieren Athleten nicht zwingend das gesamte Jahr über polarisiert [6, 8]. Studien zur sequenziellen Periodisierung zeigen, dass der Übergang von einer pyramidalen Verteilung in der allgemeinen Grundlagenphase zu einer polarisierten Verteilung in der unmittelbaren Wettkampfvorbereitung zu größeren Verbesserungen der ${\text{VO}}_2\text{ max}$ und der 5-km-Laufleistung (+1,5 %) führt als das Beibehalten einer statischen Verteilung über das gesamte Jahr [8]. Längsschnittbeobachtungen bei Eliteruderern bestätigen diesen Wechsel: Sie bauen in der Vorbereitung ein hohes Basisvolumen auf und verdichten die Intensität vor Wettkämpfen in Form polarisierter Modelle [6].

Darüber hinaus behält schwellenbetontes Training einen konkreten Nutzen. Bei Ultralangstreckenläufern verbesserte polarisiertes Training zwar die ${\text{VO}}_2\text{ max}$ und den Fettstoffwechsel, schwellenorientiertes Training war jedoch effektiver, um neuromuskuläre Funktionen, maximale Willkürkontraktion und Explosivkraftentwicklung (Rate of Force Development) zu erhalten [6]. Über mehrmonatige Makrozyklen hinweg hat sich auch pyramidales Training als hochwirksam erwiesen und führte bei 10-km-Läufern zu größeren Leistungssteigerungen als stark schwellenlastiges Training (2,7 % vs. 0,4 %) [5].

Einschränkungen und methodische Aspekte

Obwohl polarisiertes Training bei gut trainierten Gruppen statistisch signifikante Vorteile für die Steigerung der ${\text{VO}}_2\text{ max}$ und ${\text{VO}}_2\text{peak}$ aufweist, ist dieser Nutzen mit wichtigen Einschränkungen verbunden [1]:

• Keine allgemeine Überlegenheit bei anderen Leistungsparametern: In gepoolten Metaanalysen zeigte polarisiertes Training keinen statistisch signifikanten Vorteil gegenüber anderen Verteilungsmodellen hinsichtlich der Zeitfahrleistung, der Zeit bis zur Erschöpfung oder der Geschwindigkeit/Leistung an der zweiten Laktat- bzw. ventilatorischen Schwelle [1].
• Zeitliche Begrenzung: Der beobachtete Vorteil polarisierter Verteilungen für die maximale Sauerstoffaufnahme beschränkt sich vor allem auf kurze Interventionen von unter 12 Wochen; für langfristige Effekte über mehrjährige Trainingszyklen hinweg ist die Evidenzlage deutlich geringer [1].
• Zielgruppenspezifität: Bei untrainierten und freizeitsportlich aktiven Personen ist das exakte Verhältnis von Intervall- zu Dauertraining weit weniger entscheidend als die kontinuierliche Durchführung, da grundlegende aerobe Anpassungen über ein breites Spektrum an Intensitätskombinationen zuverlässig ausgelöst werden [14].