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Sportliche Leistungsfähigkeit unter besonderen klimatischen Bedingungen

Hausarbeit (Hauptseminar) 2010 30 Seiten

Geowissenschaften / Geographie - Sonstiges

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Vorwort

1. Definition sportliche Leistungsfähigkeit

2. Klimaeinfluss auf den menschlichen Körper unter Berücksichtigung der sportlichen Leistungsfähigkeit
2.1 Körperkerntemperatur und Thermoregulation
2.2 Innere und äußere Einflussfaktoren auf die Wärmeregulation des menschlichen Organismus
2.3 Einfluss tropischer und subtropischer Klimate auf die sportliche Leistungsfähigkeit
2.4 Empfehlungen und Hinweise

3. Sportorganisationen im Kontext zukünftiger Klimaverhältnisse
3.1 Klimawandel und sportliche Leistungsfähigkeit
3.2 Solaranlagen als innovatives Beispiel für ökologisch nachhaltige Sportstätten
3.3 Klimaschutz und Sport

4. Beispiel: Olympische Spiele und Paralympics 2004 in Athen

Resümee

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Zu erwartende Thermobilanz bei sportlicher Belastung bei 8 unterschiedlicher Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit (LF).

Quelle: Dennis & Noakes 1999: 282.

Abb. 2: Einfluss der Umgebungstemperatur auf die erreichte Belastungs- 8 zeit bei erschöpfender fahrradergometrischer Dauerbelastung bei 70% der maximalen Sauerstoffaufnahme (links). Korrespondie- render Verlauf der Körperkerntemperatur (rechts).

Quelle: Galloway & Morgan 1997: 1245.

Abb. 3: Während des Wettkampfes herrschende Außentemperaturen und 11 erreichte Marathonzeiten des 1. Und 10. Läufers bei den internati- onalen Leichtathletikmeisterschaften der vergangenen Jahre (1992 – 2003).

Quelle: Dickhuth 2004: 16.

Abb. 4: Temperaturverlauf bei täglich wiederholten erschöpfenden 12 Dauerbelastungen (Fahrradergometer) bei 60% der maximalen Sauerstoffaufnahme bei 40°C Raumtemperatur.

Quelle: Nielsen et al. 1993: 477.

Abb. 5: Durchschnittstemperaturen im Jahr 2005: Rote Bereiche zeigen 19 Erwärmung, blaue Felder Abkühlung.

Quelle: o.A. 2006 vom 14.4.10.

Abb. 6: Klimadiagramm Athen.

Quelle: Mühr 2007 vom 15.4.10.

Vorwort

Die Entwicklung des „Kunstwerks Mensch“ vor Jahrmillionen spiegelt sich in einem einzigen Bewegungsablauf ab, an dem sämtliche Regionen der Gehirns und aller Organe des menschlichen Körpers beteiligt sind. Diese stellt sich im Sport besonders deutlich dar. Der Organismus wird ständig herausgefordert und zu neuen Höchstleistungen gebracht. Im Leistungssport stehen alle Zielsetzungen unter einem besonderen Zeitdruck. Wer über die effizientesten Trainingsmethoden auf allen Ebenen - von der Biomechanik über die Ernährung bis zur Psychologie - verfügt, hat eine höhere Chance, zu gewinnen. Dazu müssen auch äußere Rahmenbedingungen wie Temperatur oder Luftfeuchtigkeit stimmen. Über das menschliche Verhalten ist reichlich theoretisches und Anwendungswissen vorhanden. Deshalb muss die Fülle des Wissens auf die praktisch anwendbare Menge reduziert werden. Dazu gilt das „Prinzip der minimalen Intervention“ (Kanfer et al., 1991: 37) ganz besonders im Höchstleistungsbereich (vgl. Kogler 2006: 6).

Die vorliegende Arbeit umfasst eine Zusammenführung von sportlicher Leistungsfähigkeit auf der einen Seite und die klimatische Beeinflussung auf den menschlichen Körper auf der anderen Seite. Vor dem Hintergrund des globalen Klimawandels werden im zweiten Teil zukünftige Klimaverhältnisse sowie -schutz in Verbindung mit Sport, deren organisationaler Struktur und möglichen Handlungsfeldern aufgezeigt.

1. Definition sportliche Leistungsfähigkeit

Der Begriff Leistung findet im Sport zunächst sehr weitläufig Anwendung. Als höhere Leistungen gelten vorwiegend größere Geschwindigkeiten, größere Höhen und Weiten in den Sprung- und Wurfdisziplinen, aber auch höhere Punktzahlen bei technischen Sportarten. Häufig werden hierbei nicht nur die Schwierigkeitsgrade, sondern auch der „künstlerische Ausdruck“ bewertet.

In den Sprintdisziplinen (bspw. Radsport) sowie den Ausdauer-Sportarten wird der Begriff sportliche Leistungsfähigkeit auch in seinem engeren, physikalischen Sinne angewandt. Sowohl im Rudersport als auch im Radsport korreliert die vom Sportler zu erbringende, physiologische Leistung besonders eng mit der effektiv messbaren physikalischen Leistung. Dabei wird der Energieumsatz pro Zeiteinheit gemessen. Demgemäß sind in den letzten Jahrzehnten neuartige Leistungstests und Verfahren der Leistungsdiagnostik entwickelt worden, die in erster Linie auf Fahrradergometern bzw. auf Laufbändern durchgeführt werden. Dabei wird die hier erbrachte physikalische Leistung ins Verhältnis zu verschiedenen anderen Parametern gesetzt: Sauerstoff-Aufnahme, Herzfrequenz, Atem-Volumen, gepumptes Blutvolumen/Zeiteinheit, Laktat-Konzentration etc. Aus der effektiven Leistungsdiagnostik werden anschließend umfangreiche Anregungen zur Trainingsgestaltung entwickelt (vgl. Kogler 2006: 6).

Kritische Vertreter der Trainingslehre und Sportwissenschaft argumentieren jedoch demgegenüber, dass es hierbei zu einer Überbetonung der physikalischen Aspekte der Leistungserbringung kommt. Während im weiteren Sinne leistungsbestimmende Faktoren wie Erholungsfähigkeit, Laktatabbau und dergleichen durchaus in die Begrifflichkeiten der sportlichen Lei s tungsfähigkeit einbezogen werden können, stehen wesentliche Aspekte wie Willenskraft, „Tagesform“ usw. eher im Hintergrund. Diese psychologischen Merkmale sind Gegenstand sportpsychologischer Forschung und haben zur Entwicklung sportspezifischer psychologischer Testverfahren wie zum Beispiel dem sportbezogenen Leistungsmotivationstests SMT (vgl. Frintrup & Schuler 2007: 11) geführt.

In dieser Arbeit wird vordergründig die sportliche Leistungsfähigkeit unter subtropischem und tropischem Klimaeinfluss beschrieben.

2. Klimaeinfluss auf den menschlichen Körper unter Berücksichtigung der sportlichen Leistungsfähigkeit

Um den Einfluss der Klimas auf die sportliche Leistungsfähigkeit des Menschen verstehen zu können, bedarf es der Erklärung des Systems der Thermoregulation. Im weiteren Verlauf dieses Kapitels wird insbesondere auf Bereiche der tropischen und subtropischen Klimate eingegangen.

2.1 Körperkerntemperatur und Thermoregulation

Zu einem wesentlichen überlebenswichtigen Instrument des menschlichen Körpers zählt das System der Thermoregulation. Durch äußere Klimaeinflüsse wird es stets beeinflusst und kann aus dem Gleichgewicht gebracht werden. „Der Mensch ist als gleichwarmes Lebewesen auf eine konstante Erhaltung seiner Temperatur auf einen Sollwert von etwa 37°C angewiesen. Das thermoregulatorische System sorgt [...] dafür, dass unter Bedingungen, bei denen eine Erhöhung der Körpertemperatur auftritt, diese zusätzliche Wärme wieder an die Umgebung abgegeben wird und somit die Homöostase (Temperaturgleichgewicht) des Körpers gewahrt bleibt.“ (Dickhuth 2004: 9).

Der Mensch gehört somit zu den homoiothermen Lebewesen, da seine Körperkerntemperatur im Mittel 37°C beträgt und in dieser Höhe nahezu konstant gehalten wird. Forscher berichten trotzdem, dass Rektaltemperaturen von 25°C und 43°C überlebt wurden (vgl. Haas 1968: 14).

Beeinflussung der Körperkerntemperatur

Im Wesentlichen kann die Körpertemperatur auf zweifache Art beeinflusst werden. Einerseits können thermische Bedingungen, unter denen der Mensch lebt, zu gleichsinnigen Körperkerntemperaturveränderungen führen. Andererseits kann die Wärmeproduktion in den Körpergeweben die Körpertemperatur verändern. Bei Muskelarbeit, die kurzfristig den Ruhestand um das dreißigfache steigern kann, kommt es zu einer erheblichen Wärmebildung im Organismus. Die Konsequenz der Körpertemperatur ist nur dann gewährleistet, wenn Wärmegewinn und -verlust einander entsprechen. Konvektion, Strahlung und Schweißverdunstung auf der Haut sind die wirksamen Faktoren bei der Erhaltung des Wärmegleichgewichts. Der Schweißbildung und -verdunstung kommt dabei besondere Bedeutung zu (vgl. Hass 1968: 14).

Thermoregulation bei sportlicher Bela s tung

Unter sportlicher Belastung steigt infolge des Energieumsatzes in der arbeitenden Skelettmuskulatur die Wärmeproduktion stark an. Die arbeitende Muskulatur und die Umgebungshitze sorgen hierbei für die direkte Wärmeproduktion. Daraus resultiert die Zunahme der Körperkerntemperatur. Durch Temperaturfühler wird diese gemeinsam mit der Hauttemperatur an den Hypothalamus, die zentrale Steuerstelle der Thermoregulation (Zwischenhirn), weitergeleitet. Übersteigt die von den Temperaturfühlern gemeldete Temperatur den Sollwert (37°C), so werden unter Steuerung des Hypothalamus Mechanismen aktiviert, die eine vermehrte Wärmeabgabe an die Umgebung ermöglichen (Erweiterung der Blutgefäße). Durch die Weitstellung der Hautgefäße und Steigerung der Auswurfleistung des Herzens (Herzminutenvolumen) kommt es zur erhöhten Hautdurchblutung. Die rasch verteilte entstandene Wärme auf der Körperhülle wird durch verschiedene Mechanismen an die Umgebung abgegeben: durch Verdunstung von Schweiß (evaporative Wärmeabgabe), Wärmestrahlung, direkte Wärmeabgabe über die Luftströmung (Konvektion) und Wärmeleitung (Konduktion). Die Wärmeabgabe erfolgt größtenteils über das Schwitzen - pro Liter in Hautnähe verdunstetem Schweiß wird dem Körper etwa 625 Watt (9 kcal/min) Wärmeenergie entzogen. Hingegen trägt Schweiß, der vom Körper abtropft oder nicht direkt auf der Haut verdunstet, nicht zur Wärmeabgabe bei. Strahlung, Konvektion und Konduktion leisten unter normalen Umgebungstemperaturen (18°C) einen zusätzlichen Beitrag zur Wärmeabgabe, der in etwa ein Viertel der Gesamtwärmeabgabe ausmacht. Das tatsächliche Temperaturempfinden wird neben der vorherrschenden Außentemperatur durch die Luftfeuchtigkeit, einwirkende Strahlung und der dem Körper zugewandten Luftströmung modifiziert (vgl. Dickhuth 2000: 10ff).

Grenzen der Thermoregulation

Die Grenzen der Thermoregulation unter körperlicher Belastung (im Sinne von Sport) werden durch zwei Faktoren bestimmt. Einerseits spielt die im Muskel produzierte Wärmemenge und die damit geleistet Muskelarbeit eine entscheidende Rolle. Beispielsweise produziert ein 65 kg schwerer Marathonläufer bei einer Endzeit von 2:10 Stunden etwa 140 Watt (20 kcal/min) Wärmeenergie. Die Umgebungsbedingungen stellen den zweiten Faktor dar. Abhängig dieser gibt der Körper unterschiedliche Mengen an Wärmeenergie ab (vgl. Dickhuth 2004: 11ff.). Abbildung 1 beschreibt die zu erwartende Thermobilanz bei sportlicher Belastung bei unterschiedlicher Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit. Die Wärmeenergieabgabe erfolgt, wie bereits erwähnt, durch Konvektion, Konduktion, Abstrahlung und Schweißverdunstung.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Zu erwartende Thermobilanz bei sportlicher Belastung bei unterschiedlicher Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit (LF).

Einen relevanten Beitrag zur Temperaturabgabe leisten bei niedrigen Temperaturen die drei erst genannten Mechanismen. Jenseits von 30°C Außentemperatur verlieren Sie doch ihrer Wirksamkeit. Somit ist der Sportler ausschließlich auf die Wärmeabgabe über das Schwitzen angewiesen. Diese ist ebenfalls limitiert. Die maximal mögliche Wärmeabgabe (Punkt B in Abbildung 1) läge unterhalb der Wärmeproduktion (horizontale Linie).

„Bei zunehmender Luftfeuchtigkeit sinkt die Schweißverdunstungsrate, was erklärt, dass bei gleicher Umgebungstemperatur die Thermobilanz unter hoher Luftfeuchtigkeit deutlich ungünstiger ausfällt als unter trockenen Bedingungen. Dies wird insbesondere bei einer Luftfeuchtigkeit von über 60% zum Problem.“ (Dickhuth 2004: 11ff.).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2: Einfluss der Umgebungstemperatur auf die erreichte Belastungszeit bei erschöpfender fahrradergometrischer Dauerbelastung bei 70% der maximalen Sauerstoffaufnahme (links). Korrespondierender Verlauf der Körperkerntemperatur (rechts).

Der kontinuierliche Anstieg der Körperkerntemperatur wie in Abbildung 2 (Fahrrad fahren) würde eine Reduktion der Belastungsintensität nach sich ziehen oder den Sportler zum früheren Belastungsabbruch führen.

2.2 Innere und äußere Einflussfaktoren auf die Wärmeregulation des menschlichen Organismus

Die Thermoregulation kann durch weitere Faktoren beeinflusst werden. Anhand höherer maximaler Sauerstoffaufnahme gemessen kann durch einen besseren Trainingszustand eine erhöhte Hitzeverträglichkeit mit entsprechend geringeren physiologischen Reaktionen wie Herzfrequenzanstieg und Abnahme der Herzleistung nachgewiesen werden. Eine genetisch bedingte individuelle Veranlagung darf nicht in den Hintergrund gerückt werden. So können Athleten südeuropäischer Länder gegenüber Nordeuropäern beispielsweise besser mit extremen Temperaturen umgehen.

Ein deutlicher Schlafmangel kann sich ebenfalls negativ auf die Hitzeverträglichkeit unter Belastung auswirken. Infekte erhöhen die Wärmeempfindlichkeit und können einige Hitzereaktionen des Organismus (höhere Herzfrequenz, vermehrtes Schwitzen) verstärken. Weiterhin bestehen Hinweise darauf, dass der weibliche Zyklus die Thermoregulation beeinflussen kann. In der zweiten Zyklushälfte liegt die Körperkerntemperatur der Frau in Ruhe 0,4°C höher als normal. Diese geht mit einer höheren Schwelle der thermoregulatorischen Mechanismen einher. Jedoch wird zunehmend auf den Widerspruch der wissenschaftlichen Erkenntnisse zum Zusammenhang dieser Frage hingewiesen. Auch Sportler mit Querschnittslähmung sind durch die Beeinträchtigung der Steuerung von Schweißsekretion und peripherer Gefäßregulation betroffen. Nicht zu vergessen sich die berauschenden Wirkungen von Alkohol und b e stimmten Medikamen ten (bspw. Antidepressiva oder blutdrucksenkende Medikamente).

Nur wenige Studien existieren über die Wirkung von Kühlwesten vor, während oder nach dem Wettkampf/Training, weshalb in dieser Arbeit nur auf diese Thematik hingewiesen wird.

Das sogenannte „Gewichtmachen“, definiert als die kurzfristige Reduzierung des Körpergewichts durch Einschränkung der Flüssigkeitszufuhr und provoziertes Schwitzen, um einen Start in eine leichtere Gewichtsklasse zu ermöglichen, können zu erheblichen Gesundheitsgefährdungen bis hin zu plötzlichen Todesfällen führen (vgl. Dickhuth 2004: 19ff.).

[...]

Details

Seiten
30
Jahr
2010
ISBN (eBook)
9783640694310
ISBN (Buch)
9783640694945
Dateigröße
584 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v157321
Institution / Hochschule
Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt – Mathematisch-Geographische Fakultät
Note
1,0
Schlagworte
Leistungsfähigkeit Klima Klimaschutz Sport sportliche Leistungsfähigkeit Geographie Klimatologie Hochleistungssport Eichstätt

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Titel: Sportliche Leistungsfähigkeit unter besonderen klimatischen Bedingungen