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/ Wie Sie Herzfrequenz und Herzratenvariabilität für Ihr Ausdauertraining nutzen: Die Sportwissenschaftler Thomas Gronwald und Alexander Törpel im Interview

Wie Sie Herzfrequenz und Herzratenvariabilität für Ihr Ausdauertraining nutzen: Die Sportwissenschaftler Thomas Gronwald und Alexander Törpel im Interview

Von: Elisabeth Maußner

Veröffentlicht: 16.04.2024

Lesezeit: 12 Min.

Tipps | Patientenwissen

Smartwatches und andere Wearables haben das Messen der Herzfrequenz beim Training deutlich vereinfacht.
Smartwatches und andere Wearables haben das Messen der Herzfrequenz beim Training deutlich vereinfacht. | © adrian_ilie825 - stock.adobe.com

Training voll im Takt des eigenen Herzens, darum geht es im neuen Ratgeber von Prof. Dr. phil. habil. Thomas Gronwald und Dr. phil. Alexander Törpel (Voll im Takt – Ausdauertraining im Rhythmus des Herzschlags). Nach der eigenen Herzfrequenz zu trainieren ist beim Laufen oder Radfahren keine neue Erkenntnis.

Dank Wearables und neuer Technik hat sich die Methode aber wesentlich verändert. Prof. Dr. phil. habil. Thomas Gronwald und Dr. phil. Alexander Törpel geben uns Einblicke in die neuen Möglichkeiten für ein gesundes Training und eine gesteigerte Leistung.

sanego: Sie haben beide Sport und Beruf miteinander verbunden. Wie kam es dazu?

Thomas Gronwald: Sportpraxis hatte schon immer einen zentralen Stellenwert in meinem Leben. Die Entscheidung Sportwissenschaft zu studieren war dennoch nicht eindeutig, sondern erst nach Abwägung anderer möglicher Studienfächer mit Bezug zu meinen Interessenlagen getroffen. Im Laufe des Studiums entdeckte ich die Begeisterung für wissenschaftliche Methoden und Themen vor allem im Bereich der Trainingswissenschaft und Sportmedizin in den Ausdauer- und Spielsportarten. Die Tätigkeiten in Forschung und Lehre sind im Anschluss an ein Studium auch immer an die Stellensituation und das eigene Kompetenzprofil gebunden, daher nicht ganz einfach über befristete Projekt- und Haushaltsstellen einen geradlinigen akademischen Weg einzuschlagen. Seit 2015 hatte ich die Gelegenheit Studienprogramme der Trainings- und Sportwissenschaft an privaten Hochschulen aufzubauen. An der MSH Medical School Hamburg habe ich derzeit den für mich optimalen Weg gefunden Expertise in die methodisch-praktische Ausbildung für Studierende einzubinden und die Verknüpfung zu eigenem Forschungsinteresse zu verbinden.

Im Laufe der Ausbildung war es aber insbesondere die Trainingsmethodik in Verbindung mit der Leistungsdiagnostik, die meine Aufmerksamkeit geweckt hat. (Alexander Törpel)
Im Laufe der Ausbildung war es aber insbesondere die Trainingsmethodik in Verbindung mit der Leistungsdiagnostik, die meine Aufmerksamkeit geweckt hat. (Alexander Törpel) | © sanego.de

Alexander Törpel: Während meiner Jugend habe ich viel Sport betrieben, unterschiedliche Spotarten ausgeübt und war immer schon daran interessiert, wie Leistung zustande kommt. Mit dem Ende meiner Schulzeit musste ich dann die Entscheidung treffen, in welche berufliche Richtung ich mich entwickeln möchte. Das Sportstudium war dann zunächst eine Entscheidung basierend auf Interesse für das Thema Sport und körperliche Leistungsfähigkeit. Damals hatte ich noch kein konkretes Berufsbild im Kopf. Im Laufe der Ausbildung war es aber insbesondere die Trainingsmethodik in Verbindung mit der Leistungsdiagnostik, die meine Aufmerksamkeit geweckt hat. Dies habe ich später auch nach meinem Studium in meiner Arbeit an der Universität so weiterverfolgt und mich in die Themenfelder vertiefend eingearbeitet – sowohl für die Forschung als auch die Lehre. Dabei fand die Trainingsmethode des Höhentrainings einen besonderen Schwerpunkt. Parallel dazu gab es für mich immer wieder Berührungspunkte mit der Sportpraxis, wo ich den direkten Transfer von der Theorie und Wissenschaft auch gesucht habe. Ende 2019 wechselte ich dann von der Universität zum Deutschen Schwimm-Verband e. V., um dort die Verzahnung zur sportlichen Leistung in der täglichen Arbeit zu intensivieren.

Prof. Dr. phil. habil. Thomas Gronwald

ist Trainingswissenschaftlter und -methodiker. Er widmet sich besonders der Analyse von Biomarkern im Ausdauer- und Spielsport. Außerdem leitet er die Abteilung Department Performance, Neuroscience, Therapy and Health an der MSH Medical School Hamburg.

Dr. phil. Alexander Törpel

ist Sportwissenschaftler. Seit Ende 2019 arbeitet er als Bundestrainier Diagnostik für den Deutschen Schwimm-Verband, wo er unter anderem die Nationalmannschaft betreut.

sanego: Vielleicht können Sie uns zum Einstieg kurz abholen: Was sind Herzfrequenz und Herzratenvariabilität eigentlich genau? Und wie können sie gemessen werden?

Alexander Törpel: Die Herzfrequenz spiegelt die Anzahl der Herzschläge pro Zeiteinheit wider und wird meistens in Bezug zu einer Minute dargestellt, also zum Beispiel 60 Schläge pro Minute Herzfrequenz im Sitzen. Die Herzratenvariabilität stellt die Variation der Abstände zwischen den Herzschlägen dar und das Rohsignal der Abstände wird zumeist in Millisekunden (ms) angegeben, also zum Beispiel durchschnittlich 1000 ms Abstand bei einer Herzfrequenz von 60 Schlägen pro Minute. Das Herz schlägt hierbei nicht wie ein Metronom. In einem gesunden Organismus besteht eine gewisse Variation der Abstände von Herzschlag zu Herzschlag nach oben und unten um die Umstellungsfähigkeit des Organismus hinsichtlich seiner Regulation zu gewährleisten. Hierbei wird die Regulationsdynamik über das autonome Nervensystem und seine beiden großen Stränge Sympathikus und Parasympathikus sowie nicht-neuronale Faktoren reguliert. In einem gesunden Organismus kann man unter Ruhebedingungen von einer hohen globalen Herzratenvariabilität ausgehen. Aus dem Rohsignal der Herzschlagabstände können in der Analyse der Herzratenvariabilität viele spezifische und unspezifische Metriken abgeleitet werden, es gibt also nicht nur die EINE Herzratenvariabilität. Die Herzfrequenz kann seit über 50 Jahren kontinuierlich mit einfachen Messprinzipien wie einem Brustgurt durch ein elektrophysiologisches Messprinzip auf Grundlage des Elektrokardiogramms auch für die sportliche Anwendung unter Belastung erhoben werden. Begünstigend ist auch die Entwicklung der Technik im Rahmen von weiteren Messprinzipien. Derzeit kann eine genaue Herzfrequenzmessung auch mit optischen Verfahren – der Photoplethysmografie – erfolgen, wobei die optischen Sensoren am Unterarm, Oberarm oder sogar an der Schläfe befestigt oder in Schwimmbrillen eingebettet sind und so für das individualisierte Ausdauertraining genutzt werden können. Auch die Herzratenvariabilität kann über diese Messprinzipien erhoben werden, eine Belastungsmessung ist jedoch nur mit elektrophysiologischer Messtechnologie zu empfehlen. Optische Messprinzipien können jedoch für kurzzeitige Messungen unter Ruhebedingungen beispielsweise über Ringe oder die Handykamera eingesetzt werden.

Die Herzfrequenz ist neben dem subjektiven Anstrengungsempfinden eine der wenigen Indikatoren, die schon mehr als 50 Jahre für solche Analysen zur Verfügung steht... (Thomas Gronwald)
Die Herzfrequenz ist neben dem subjektiven Anstrengungsempfinden eine der wenigen Indikatoren, die schon mehr als 50 Jahre für solche Analysen zur Verfügung steht... (Thomas Gronwald) | © sanego.de

sanego: Und wie sind Sie auf das Thema Herzfrequenz und Herzratenvariabilität im Ausdauersport aufmerksam geworden?

Thomas Gronwald: Das Interesse für beanspruchungsorientiertes Training war schon immer vorhanden um ein wesentliches Trainingsprinzip der Individualisierung umzusetzen. Das Problem hierbei ist, dass es wenige Biomarker gibt, die wir schon mit Wearable-Technologie akkurat, kontinuierlich und zeitsynchron messen und für die Trainingsteuerung nutzen können. Die Herzfrequenz ist neben dem subjektiven Anstrengungsempfinden eine der wenigen Indikatoren, die schon mehr als 50 Jahre für solche Analysen zur Verfügung steht, mit allen Vorteilen aber auch Limitationen, die wir so auch im Buch besprechen. Zudem war mein Doktorvater Prof. Kuno Hottenrott einer der Vorreiter des Herzfrequenz-basierten Beanspruchungsmonitorings in Deutschland und hat auch schon früh den Mehrwert der Herzratenvariabilität für das Anwendungsfeld des Belastungs- und Regenrationsmanagements erkannt. Diese Schule habe ich mitgenommen und für mich weitergedacht.

Alexander Törpel: Sobald man mit dem Thema Sport, Training und körperliche Leistungsfähigkeit in Berührung kommt, ist die Reaktion und Anpassung des Herzens von zentralem Stellenwert, um körperliche Leistungsfähigkeit zu erklären, zu entwickeln und zu steuern – insbesondere im Ausdauersport. Weiterhin ist die kontinuierlich gestiegene einfache Zugänglichkeit zu den Parametern des Herzens (Herzfrequenz und Herzratenvariabilität) aufgrund von Wearables ein Grund dafür, dass die Akzeptanz und der Einsatz im Feld der Sportpraxis so gut sind. Die Erkenntnisse über diese Parameter, insbesondere auf akute und chronische Prozesse der Reaktion, Anpassung und Umstellung, die wiederum für das Training nützlich sein können, sind in den vergangenen Jahren und Jahrzehnten stetig gestiegen. Entsprechend lohnenswert ist es, das Thema Herzfrequenz und Herzratenvariabilität in seinen unterschiedlichen Facetten der Anwendung im Ausdauersport zu beleuchten und in die aktuelle wissenschaftliche Diskussion einzuordnen, um den Mehrwert für die Sportpraxis aufzeigen zu können. Hiervon können Trainer:innen, Athleten und Athletinnen, Leistungssportpersonal sowie auch Studierende in ihrer Ausbildung profitieren. Dies war die Motivation für das Buch.

Buchcover Voll im Takt Ausdauertraining im Rhythmus des Herzschlags
Buchcover Voll im Takt Ausdauertraining im Rhythmus des Herzschlags | © Riva Verlag

sanego: Und weshalb sind Herzfrequenz und Herzratenvariabilität für das Training wichtig?

Thomas Gronwald und Alexander Törpel: Mit der Herzfrequenz und der Herzratenvariabilität stehen leicht zu messende Parameter zur Verfügung, die die Beanspruchung in Ruhe sowie unter Belastung nicht nur lokal im Sinne der Organreaktion des Herzens, sondern auch global abbilden. Hierdurch kann das Training optimal gesteuert werden, was wiederum Trainingseffekte maximiert. Fern des Trainings weisen diese Parameter gleichfalls auf den globalen Zustand der Beanspruchung und Erholung hin, weshalb übergeordnet nicht nur eine einzelne Trainingseinheit, sondern auch das Regime von Belastung und Erholung reguliert werden kann.

sanego: Sollten auch Einsteiger:innen und Gelegenheitssportler:innen die Herzfrequenz bzw. die Herzratenvariabilität miteinbeziehen oder ist das erst ab einem bestimmten Level sinnvoll?

Thomas Gronwald und Alexander Törpel: Eine Messung und Nutzung der Herzfrequenz und Herzratenvariabilität kann unabhängig vom Leistungsniveau und Erfahrungsgrad empfohlen werden. Es kann für jede Zielstellung wertvoll sein, den Organismus regelmäßig in den Mittelpunkt des Trainings zu stellen, um die Reizwirksamkeit sicherzustellen, jedoch auch um Bewegungs- und Wahrnehmungskompetenz über die eigenen körperlichen Beanspruchungsreaktionen zu erlangen. Wenn diese Erfahrungswerte erarbeitet werden, können körperliche Reaktionen auch ohne direkte zeitsynchrone Messung für bestimmte Zielstellungen zielführend eingeschätzt werden, um die Trainingssteuerung zu unterstützen. Beispielsweise durch die Verbindung aus Herzfrequenzmessung und dem subjektiven Anstrengungsempfinden.

Ohne eine Diagnostik kann bereits das Messen der Herzfrequenz in Ruhe sowie während einer Belastung viele Informationen liefern. (Thomas Gronwald und Alexander Törpel)
Ohne eine Diagnostik kann bereits das Messen der Herzfrequenz in Ruhe sowie während einer Belastung viele Informationen liefern. (Thomas Gronwald und Alexander Törpel) | © sanego.de

sanego: Wie können unsere Leser:innen am besten in ein Training nach Herzfrequenz und Herzratenvariabilität einsteigen?

Thomas Gronwald und Alexander Törpel: Der Einstieg kann ohne oder in Verbindung mit Diagnostiken erfolgen, wobei eine Diagnostik immer die Qualität steigert, wie die Herzfrequenz und Herzratenvariabilität im Trainingsprozess eingebunden werden können. Ohne eine Diagnostik kann bereits das Messen der Herzfrequenz in Ruhe sowie während einer Belastung viele Informationen liefern. Die Ruheherzfrequenz ist beispielsweise ein sensitiver Parameter der globalen Beanspruchung und Erholung des Organismus. Steigt diese im Trainingsprozess, dann ist davon auszugehen, dass der Organismus mehr beansprucht und weniger erholt ist. Möchte man nun definieren wie lang die Erholung sein sollte, kann dieser Parameter in die Entscheidungsfindung mit einbezogen werden. Unter Belastung zeigt die Herzfrequenz den Grad der Beanspruchung an. Hierdurch hat man bereits ein Steuerinstrument. Werden nun auf der Grundlage von Diagnostikergebnissen beispielsweise Trainingszonen genau definiert, so kann dann in Ausrichtung auf die Herzfrequenz eine zielgenaue Abgrenzung von beispielsweise leichten, mittleren und hohen Intensitäten in Ausrichtung auf leistungsphysiologische Prozesse vorgenommen werden. Weiterhin stehen für die Herzratenvariabilität unterschiedliche Diagnostikansätze zur Verfügung, die im Ergebnis beispielsweise auf den Grad der globalen Beanspruchung und Regulationsdynamik des autonomen Nervensystems Rückschlüsse zulassen.

sanego: Wie kann ihr Buch „Voll im Takt - Ausdauertraining im Rhythmus des Herzschlags“ dabei unterstützen?

Thomas Gronwald und Alexander Törpel: Das Buch verschafft über unterschiedliche Themenfelder, die mit der Herzfrequenz und Herzratenvariabilität im Ausdauersport in Verbindung stehen sowie das Ausdauertraining selbst einen wissenschaftlich fundierten und aktuellen Überblick, der auf die praktische Anwendung im Trainingsprozess ausgerichtet ist. Aus der Essenz von über 500 wissenschaftlichen Quellen wird damit ein kompakterer Überblick geboten, der darauf ausgerichtet ist, dass dem Leser oder der Leserin im Trainingsprozess durch die Anwendung des gewonnenen Wissens aus diesem Buch ein direkter Nutzen gestiftet wird.

sanego: Können Sie uns schon einen kleinen Einblick in das Buch geben? Welche Inhalte und Tipps erwartet die Leser:innen?

Thomas Gronwald und Alexander Törpel: Das Buch soll dabei unterstützen, den eigenen individuellen Weg des Ausdauertrainings zu finden, um im Allgemeinen einen gesundheits- und leistungsorientierten Ansatz regelmäßiger Kontrolle organismischer Reaktionen ohne viel Zusatzaufwand in das Training zu implementieren sowie im Speziellen die Reizwirksamkeit der Trainingseinheiten zu erhöhen.

In Kapitel 1 werden akute und längerfristige Reaktionen des Organismus beleuchtet, um so auch Anpassungsprozesse spezifisch dem Ausdauertraining zuordnen und für die eigenen Zielstellungen nutzen zu können. In Kapitel 2 wird ein Rahmen der möglichen Belastungs- und Beanspruchungskenngrößen für das Ausdauertraining aufgespannt, der wiederum als Startpunkt für diagnostische Ansätze und in der Trainingssteuerung dient. Kapitel 3 widmen wir den Messprinzipien der Herzfrequenz und der Herzfrequenzvariabilität, um Limitationen und Einflussgrößen abwägen und die Entscheidung für ein adäquates Messsystem unterstützen zu können. In Kapitel 4 werden Möglichkeiten der Bestimmung von Intensitätsbereichen für das Ausdauertraining vorgestellt sowie deren Nutzung für ein individuelles Training (u. a. auf Basis der Laktatkonzentration in Verbindung mit der Herzfrequenz, oder des subjektiven Anstrengungsempfindens), etwa mithilfe der Herzfrequenz und des Anstrengungsempfindens, beschrieben und diskutiert. Den Abschluss bildet Kapitel 5 für die Unterstützung im Rahmen der Trainingsplanung über etablierte und zum Teil evidenzbasierte Trainingsprinzipien sowie Trainingsmethoden und deren Einsatz im Rahmen der Intensitäts- und Umfangssteuerung im Ausdauertraining. Hierbei geht es weniger darum, fertige Pläne für alle Zielstellungen zu implementieren, sondern mehr darum, Prinzipien des Aufbaus von Trainingsplänen nachzuvollziehen, um selbstständig eine Planung von Intensitäten und Umfängen für verschiedenste Zielstellungen aufstellen zu können. Dies könnte zum Beispiel für Laufwettkämpfe mit einer Distanz von 10 Kilometern oder für einen Halbmarathon der Fall sein. Eine umfassende Diskussion wird hierbei auch zu unterschiedlichen Trainingsmodellen geführt, welche die Proportionierung von hoch-volumigen vs. hoch-intensiven Trainingsinhalten (z. B. HIIT) beschreiben (z. B. polarisiertes Trainingsmodell vs. pyramidales Trainingsmodell vs. schwellenorientiertes Trainingsmodell). Einen großen Teil in diesem Kapitel nimmt auch das Thema Monitoring ein, insbesondere auf Basis der Belastungsherzfrequenz, der Erholungsherzfrequenz oder der Ruheherzfrequenz. Zudem wird das Kapitel komplettiert durch einen ausführlichen Guide, um die Herzratenvariabilität für einen Monitoringansatz von Beanspruchung und Regeneration zielführend einsetzen zu können. Den Abschluss bildet ein Ausblick über mögliche zukünftige Ansätze der individualisierten Trainingssteuerung im Ausdauertraining über verschiedenste Beanspruchungskenngrößen.

Das Wichtigste am Training ist das Anfangen und die Regelmäßigkeit, als ein zentrales Trainingsprinzip (Thomas Gronwald und Alexander Törpel)
Das Wichtigste am Training ist das Anfangen und die Regelmäßigkeit, als ein zentrales Trainingsprinzip (Thomas Gronwald und Alexander Törpel) | © sanego.de

sanego: Was würden Sie unseren Leser:innen zum Abschluss für ein gesundes Training mit der gewünschten Leistungssteigerung mit auf den Weg geben?

Thomas Gronwald und Alexander Törpel: Das Wichtigste am Training ist das Anfangen und die Regelmäßigkeit, als ein zentrales Trainingsprinzip. Beanspruchungsorientiertes Training hat den Vorteil die Umstellungsreaktionen des eigenen Körpers in Bezug zur Trainingsbelastung zu kennen, um zielführende Reize zu setzen. Das ist primär wichtig für die eigene Intensitäts- und Umfangssteuerung im Ausdauertraining, um Überlastungen zu vermeiden, was gleichermaßen das gesundheitsorientierte sowie das leistungsorientierte Training betrifft. Diese beiden Anwendungsfelder schließen sich demnach nicht aus, da es auch mit einer Gesundheitsorientierung darum geht im Alltag bis ins hohe Alter ein selbstbestimmtes Leben zu führen und individuell leistungsfähig und belastbar zu sein. Als wesentliche Empfehlung für alle Athleten und Athletinnen, vom Gesundheitssportler bis zur Leistungssportlerin, kann in Abhängigkeit der Zielstellung und des Anforderungsprofils der jeweiligen Sportart oder Berufsfeldes die Verbindung des spezifischen Ausdauertrainings mit einem spezifischen Krafttraining genannt werden. Empfehlungen für den Laufsport können Sie zum Beispiel in unserem Buch „Funktionelles Krafttraining für Läufer“ aus dem Riva Verlag nachlesen.

Autoreninformation

Elisabeth Maußner

Medizinische Redakteurin

Elisabeth Maußner ist studierte Journalistin und schreibt bei der ärzte.de MediService GmbH & Co. KG seit 2017 zu medizinischen Themen. Ihr Ziel: komplexe Zusammenhänge und wissenschaftliche Hintergründe einfach und für jeden verständlich auszudrücken. Die erfahrene Autorin hat bereits über 400 Artikel zu Gesundheits- und Medizinthemen verfasst, die u.a. auf aerzte.de, sanego.de und arzttermine.de veröffentlicht wurden.

Außerdem durfte sie Erfahrung beim Radio und beim Produzieren von Videos sammeln.

Persönlich interessiert sie sich insbesondere für Kinder- und Frauengesundheit, eine ausgewogene, intuitive Ernährung und die Digitalisierung im Gesundheitswesen.

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