Die Ausprägung der maximalen Sauerstoffaufnahme, VO2max genannt, hat für Spitzenleistungen eine Voraussetzungsfunktion (Neumann 2000).

Das Training im Bereich der maximalen Sauerstoffaufnahme ist eine sehr effektive Möglichkeit die maximale Leistungsfähigskeit zu steigern (WENGER u.a. 1986). Die Kunst der Trainingssteuerung liegt darin, die Belastungsintensität in dem Bereich der maximalen Sauerstoffaufnahme zu halten ohne allzu große anaerobe Mechanismen in Anspruch nehmen zu müssen. Die maximale Sauerstoffaufnahme ist in ihrer Größe vor allem durch das maximale Herzminutenvolumen bestimmt wird. Wenn es darum geht die maximale Sauerstoffaufnahme zu verbessern, sollte daher im Training das Augenmerk vor allem auf Kreislauffaktoren gerichtet werden. Andererseits wird das maximale Schlagvolumen bereits bei 40 - 50% der maximalen Sauerstoffaufnahme gefördert.

Im allgemeinen basieren Trainingsempfehlungen auf einem bestimmten Prozentsatz der maximalen Sauerstoffaufnahme, der Herzfrequenz oder dem subjektiven Belastungsempfinden. Im Durchschnitt werden bei 50% der maximalen Sauerstoffaufnahme 65% der maximalen Herzfrequenz erreicht - 80% der maximalen Sauerstoffaufnahme entsprechen 87% der maximalen Schlagzahl. Wird die Herzfrequenz als Prozentsatz der Herzfrequenzreserve ermittelt, so verhält sie sich ziemlich genau wie der Prozentsatz der jeweiligen maximalen Sauerstoffaufnahme. Nehmen wir beispielsweise die Ruheherzfrequenz mit 60 und die maximale Herzfrequenz mit 190 an (Abhängig von Alter und Geschlecht), ergibt sich eine Frequenzreserve von 130 Schlägen pro min. Ein Training bei 80% der Frequenzreserve würde somit eine Frequenzsteigerung von 104 Schlägen bedeuten. Wird hierzu die Ruhefrequenz addiert, so ergibt sich ein Wert von 164 Schlägen pro min.
Ist die jeweilige maximale Herzfrequenz nicht bekannt so werden häufig allgemeine Durchschnittsgrößen zugrunde gelegt. Hiergegen müssen allerdings Bedenken bestehen, nachdem bei einer Standardabweichung von bis zu 10 Schlägen pro min für die Maximalfrequenz erhebliche individuelle Abweichungen auftreten können. Auf solche allgemeinen Zahlen sollte man sich daher nicht verlassen. Bei gesunden Sportlern ist die Ermittlung der maximalen Herzfrequenz sehr einfach mit Hilfe einer Pulsuhr durchzuführen. Hierzu sollte der Sportler nach einer Aufwärmphase für einige Minuten mit annähernd maximaler Geschwindigkeit laufen. In der letzten Minute führt er einen Spurt durch, am besten bergauf. Ähnliche Verfahren lassen sich zur Ermittlang der maximalen Herzfrequenz bei anderen Belastungsformen wie beim Skilanglauf, beim Radfahren, beim Schwimmen oder beim Rudern anwenden. Die Maximalfrequenz unterscheidet sich in diesen Belastungsformen nicht wesentlich von den Werten, die beim Laufen bestimmt werden.

Gerade unter den letztgenannten Bedingungen können allerdings erhebliche Variationen in den Umweltfaktoren auftreten. Es sollte daher erneut unterstrichen werden, dass die Herzfrequenz für die gleiche Sauerstoffaufnahme in warmer Umgebung oder bei Flüssigkeitsdefiziten stark ansteigen kann. Literatur Astrand, Per-Olof: Ausdauersport S. 23-28

Die Vo2max hat eine große Bedeutung für die Ausdauerleistungsfähigkeit. Im Ausdauersport wird im allgemeinen die maximale Sauerstoffaufnahme (VO2max) als die wesentliche leistungsbestimmende Größe bezeichnet.
Diese Faktoren beeinflussen die VO2max:

Die Ventilation, setzt sich zusammen aus äußerer Atmung und Lunge.

Die Weitergabe von ventiliertem Sauerstoff über die Alveolen der Lunge an das Blut (Gasaustausch, Diffusionsstrecke in den Alveolen).

Die Sauerstofftransportfähigkeit des Bluts (Hezzeitvolumen, Blutzellen)

Die Sauerstoffverarbeitungsfähigkeit des energetischen Systems der Zelle (innere Atmung, Mitochondrien, enzymatische Zellsysteme).
Literatur
leistungssport 4/2000,47 SCHUMACHER/KEUL

Ziel der Trainingsprozesse soll eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit dieser Systeme sein. Nur schlecht beeinflussbar sind der Gasaustausch und die Blutzellen. Das Herzzeitvolumen und die enzymatischen Systeme sind durch adäquate Trainingsreize sehr gut trainierbar. So beeinflussen Hypoxie (Höhe) durch vermehrte Freisetzung des die Blutbildung stimulierende körpereigene Peptidhormon Erythropoietin, die Anzahl sauerstoffbindender roter Blutkörper. So verbessert sich die Sauerstofftransportkapazität des Blutes.
Dieser Zusammenhang führte zu großen Problemen des Blutdopings Anfang der 80er Jahre und später zum Doping mit rhEPO (seit 1987), einem Medikament, das die Blutbildung anregt. Nicht ohne Folgen für die Sportler, da das Medikament von AMGEN schwere körperliche Schäden mit Todesfolge nach sich ziehen kann. Seit 1990 steht EPO auf der Dopingliste des IOC, wie auch die Methode des Blutdopings.

VO2max Werte der aeroben und anaeroben Schwelle
Die Vo2max beschreibt das Bruttokriterium für das aerobe Ausdauerleistungsvermögen aus der Addition des max. Herzminutenvolumens (HMV max.) und der arteriovenösen Sauerstoffdifferenz (AVDO2). Die Addition der beiden Werte aus Spirometriedaten gilt als Maß für die Sauerstoffzufuhr mittels der Atmung, den Sauerstofftransport des Herz-Kreislauf Systems und der Sauerstoffverwertung in den Muskelzellen. In der AVDO2, dem peripheren Faktor, kommen Kapillarisierung, Myoglobingehalt sowie die Anzahl und Größe der Mitochondrien zum Ausdruck (KINDERMANN/ u.a. 1978, 34).

Werte für die aerobe und anaerobe Schwelle
aerobe Schwelle anaerobe Schwelle
UNTRAINIERTE: 45 – 50% / 125–130 HF 50 – 70% / 140–150 HF
TRAINIERTE: 60 – 65% / 150–160 HF 70 – 80% / 170–175 HF

HOCHTRAINIERTE*: 85 – 95% / 180–190 HF * Doping hat die Werte seit 1980 verändert

Zum Vergleich der aeroben Kapazität mit anderen Sportlern wird die relative max. Vo2max berechnet. Diese drückt die Sauerstoffmenge in Milliliter pro Kilogramm Körpergewicht pro Minute (ml/kg/min) aus. Die Vo2max Trainierbarkeit ist im Alter auf eine Erhöhung von 20– 50% auch langfristig eng begrenzt. Die Fähigkeit einen höheren Prozentsatz der Vo2max über einen längeren Zeitraum einzusetzen, ist mit 50 – 70% Erhöhung im langfristigen Training besser trainierbar. Daher ist die exakte Steuerung der Pulswerte mit Pulsuhren im Ausdauertraining unverzichtbar.

Relative VO2max Werte (Werte in ml/kg/min)
UNTRAINIERTE MÄNNER FRAUEN
20 – 30 Jahre 40 – 55 32 – 38
30 Jahre + Übergewichtig 27 – 33*
bezogen auf fettfreie Muskelmasse: 44 – 48 / 46 – 49
Aktive Männer* (n = 100): 54
Inaktive Männer* (n = 23): 39
Normaltrainierte Frauen / 30 Jahre: 33 – 41
SPITZENSPORTLERINNEN: 60 - 75
HOCHTRAINIERTE (Ausdauersportler): 80 – 90 /60 – 70

Beim Bergauflaufen erreicht man den höchsten Wert der max. Sauerstoffaufnahme mit plus 3 – 5%. Der wirksamste Anstiegswinkel beträgt zwischen 3% - 10%.
ALLGEMEINE RICHTWERTE (Quelle: *Hollmann 2000, 229)

NORMWERTE (GROSSER/STARISCHKA 2001, TAB. 33)
35 – 38 Frauen und 45 – 50 Männer
AUSDAUERTRAINIERTE: 55 - 65
INTERNATIONALES NIVEAU: 65 - 80
INTERNATIONALE SPITZE* (Olympia): 85 – 90 *Doping veränderte Daten
Radsportler / BDR*: 75 - 85 Männer
Radsportlerinnen / BDR*: 65 - 75 Frauen
Eisschnelläuferinnen (Pechstein) Saisoneingang: 60 ml/kg/min (1997 - 1999)

nach Svedenhag & Sjödin (1984) hat auch die Wettkampfstrecke entscheidenden Einfluss auf die VO2max:

400 m : unter 65 ml/min/kg

800 m : unter 70

1500 m: über 70

5000 m: über 75

10.000 m: bis 80
Marathon: unter 75 (ml/kg/min)

Erweitert: Carsten Dick 2004

Literatur
SHEPARD: Endurance in Sports 1992