ArchivDeutsches Ärzteblatt7/2006Indoor Cycling – das etwas andere Ergometertraining

MEDIZIN

Indoor Cycling – das etwas andere Ergometertraining

Indoor cycling – an alternative to the ergometer or treadmill

Dtsch Arztebl 2006; 103(7): A-405 / B-350 / C-333

Völker, Klaus; Rudack, Pia; Urhausen, Axel

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LNSLNS Zusammenfassung
Indoor Cycling zählt zu den mittlerweile etablierten Trendsportarten in deutschen Fitnessstudios. Ursprünglich als Vorbereitungstraining für Radrennfahrer konzipiert, wird es als Alternative zum Ausdauertraining auf dem Fahrradergometer oder Laufband für jeden angeboten. Trainingsziele sind laut Anbieter die Verbesserung der kardiovaskulären Fitness sowie die Steigerung der lokalen Muskelausdauer. In verschiedenen sportmedizinischen Arbeitsgruppen wurde die Belastung und Beanspruchung während des Indoor Cyclings untersucht. Hierbei ließen sich im Mittel sowohl Herzfrequenzwerte im oberen Intensitätsbereich als auch Lactatwerte im deutlich anaeroben Bereich feststellen. Entgegen den gemessenen Werten wird die Belastung als mäßig anstrengend empfunden. Daher bietet sich während des Trainings eine Steuerung der Belastungsintensität über die Herzfrequenz an. Im niedrigen Intensitätsbereich können hierbei sogar normative Werte verwendet werden, bei höheren Intensitäten empfiehlt sich die Steuerung über individuell in einem Ergometertest ermittelte Herzfrequenzbereiche. Insbesondere bei älteren Teilnehmern mit erhöhtem Risiko einer kardiovaskulären Erkrankung oder bereits vorhandenen Risikofaktoren ist die Belastbarkeit innerhalb von Vorsorgeuntersuchungen zu prüfen. Hier ist die Vorgabe einer individuellen Trainingsherzfrequenz speziell auch unter dem Gesichtspunkt der Trainingseffektivität sinnvoll.

Schlüsselwörter: Indoor Cycling, Sportmedizin, Ergometrie, Trainingstherapie, körperliche Aktivität

Summary
Indoor cycling – an alternative to the ergometer or treadmill
Indoor cycling is now an established feature of German fitness clubs. Originally developed as a preparation for racing cyclists, exercise bicycles are now widely used as an alternative to the ergometer or treadmill. Their use aims at the development of cardiovascular fitness and muscular endurance. A variety of working groups have investigated the workload and the physical stress of indoor cycling, finding high average heart rates and mean lactate values suggestive of anaerobic conditions. Despite this, the workload was only perceived as moderate. The degree of physical stress can be regulated during training via the heart rate. At lower exercise intensities it is even possible to use the normal range as a reference, whereas in higher intensities the workload is better regulated via an individually calculated heart rate based on ergometer testing. Older people at increased risk of cardiovascular diseases or with preexisting risk factors should have their fitness checked medically.

Key words: indoor cycling, exercise bicycle, aerobic exercise, fitness, cardiovascular risk


Die Ursprünge des Indoor Cycling liegen, wie bei vielen solcher Trendsportarten, in den USA. Der Südafrikaner Johnny Golding entwickelte zu Beginn der 1990er-Jahre diese Sportart mit dem Hintergrund, sich witterungsunabhängig auf das berühmte Long-Distance-Radrennen RAAM (Race Across Amerika) vorzubereiten. Zusammen mit einem Fahrradhersteller entwarf er 1994 ein spezielles Fitness-Fahrrad und ein dazu gehöriges Trainings- und Ausbildungskonzept (1). Seit einigen Jahren wird das Indoor Cycling auch unter der eingetragenen Bezeichnung Spinning oder Spin-Biking in deutschen Fitnesseinrichtungen angeboten.
Indoor Cycling wird auf speziellen Fahrrädern als ein musikuntermaltes Gruppentraining durchgeführt. Ausgebildete Trainer vermitteln die wichtigsten Techniken und motivieren beziehungsweise leiten die Teilnehmer an. Ziel und Inhalt des Unterrichts sind eine virtuelle Radfahrt in der freien Natur mit simulierten Berg-, Tal- und Geländestrecken.
Das Indoor Cycling Bike unterscheidet sich in einigen wesentlichen Merkmalen vom klassischen Fahrradergometer und von normalen Fahrrädern. Ein massiver standfester Stahlrahmen trägt eine vorn mittig angebrachte Konstruktion; ein Kettenblatt und eine Kette treiben eine mindestens 15 kg schwere Schwungscheibe an. Kettenblatt und Schwungrad sind im Sinne eines Starrlaufes verbunden – vergleichbar den Rennmaschinen von Bahnfahrern –, ein Leerlauf wie beim Fahrradergometer oder Fahrrad existiert nicht. Die hohe Schwungmasse erlaubt einen „runden Tritt“, erzwingt aber auch ein permanentes Pedalieren. Variationen der Intensität erfolgen einerseits über die Steigerung beziehungsweise Abnahme der Trittfrequenz, andererseits auch durch die Erhöhung des Widerstands. Der Widerstand kann durch ein direkt am Schwungrad angebrachtes mechanisches Bremssystem mithilfe eines Drehknopfs vom Sportler stufenlos eingestellt werden.
Durch den Starrlauf wird eine ständige Aktivität, das heißt Mitbewegung der Beine, erzwungen. Phasen des „Null-Pedalierens“, wie es etwa beim konventionellen Radfahren in einer Größenordnung von 10 bis 15 Prozent der Gesamtbelastung erfolgt, sind beim Indoor Cycling ausgeschlossen. Auch die Phasen mit niedrigen Trittfrequenzen und zumeist auch niedriger Intensität unter 40 Umdrehungen/min, die beim konventionellen Radfahren einschließlich des „Null-Pedalierens“ rund 40 Prozent des Gesamtumfangs ausmachen, sind selten. Die Grundaktivität ist demnach höher als beim normalen Radfahren einzuschätzen (2).
Adressatenkreis und Inhalte des Angebots
Laut Aussage der Anbieter richtet sich Indoor Cycling an Jung und Alt, an Profi- und Hobbysportler. Ziel ist das Training des Herz-Kreislauf-Systems und der lokalen Muskelausdauer. Dabei werden je nach Voraussetzung
unterschiedliche Programme offeriert: von Kursen für Anfänger und Einsteiger über Angebote für Fortgeschrittene bis hin zu Spezialtrainings wie beispielsweise Marathonrennen über mehrere Stunden.
Für den Einsteiger liegt der Schwerpunkt auf einem gemäßigten Herz-Kreislauf-Training mit leichten Technikübungen zur Verbesserung der Grundlagenausdauer und insbesondere der Fettverbrennung. Demgegenüber steht für Fortgeschrittene die Optimierung der Fitness sowohl hinsichtlich der Ausdauer als auch der Kraft im Mittelpunkt. Der Programmablauf folgt im Wesentlichen einem einheitlichen Schema bestehend aus einer 10-minütigen Aufwärmphase, einem 30- bis 50-minütigen Hauptteil und einem 10-minütigen Abkühlen. In der Hauptphase variieren Tempo und Widerstand. Die einzelnen Belastungsblöcke orientieren sich dabei meist an der Länge von Musiktiteln und dauern circa vier bis fünf Minuten, gefolgt von einer etwa zweiminütigen Erholungs- und Trinkphase.
Ergebnisse von Querschnittsuntersuchungen
Arbeitsgruppen des Instituts für Sportmedizin der Universität Münster untersuchten 22 Teilnehmer von Grundkursen mit geringer Vorerfahrung im Indoor Cycling: neun Männer im Alter von 29,1 ± 7,1 Jahren und 13 Frauen im Alter von 28,8 ± 5,3 Jahren. Alle Personen waren klinisch und anamnestisch gesund und normal leistungsfähig, wiesen also weder bezüglich der Ausdauer noch der Kraft einen überdurchschnittlichen Trainingszustand auf. Während der Kurse wurden die Herzfrequenz (kontinuierlich), die Blutlactatkonzentration und das subjektive Belastungsempfinden mittels RPE-Skala (RPE, „rate of perceived exertion“) nach Borg und Dahlström sowie die Belastungsdauer nach jedem Belastungsblock gemessen (3). Die Mittelwerte und mittleren Maximalwerte für die Parameter Herzfrequenz, Lactat und RPE sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Die mittleren Lactatwerte lagen mit 5,6 ± 1,7 mmol/L für die Männer und 6,2 ± 2,0 mmol/L für die Frauen deutlich im anaeroben Bereich. Auch die Herzfrequenz deutete mit 153 ± 8 Schlägen/min für die Männer und 164 ± 9 Schlägen/min bei den Frauen auf einen für das Radfahren hohen Intensitätsbereich hin. Im Gegensatz zu diesen Werten wurde die Belastung von den Teilnehmern nur als mäßig anstrengend empfunden.
Ein Proband stellte sich für eine Längsschnittbetrachtung zur Verfügung. Die durchschnittlichen Werte für Lactat und Herzfrequenz über elf Trainingseinheiten deuten an, dass trotz wechselnder Inhalte wenig Variationen in den Belastungsparametern der einzelnen Einheiten zu erkennen sind (Grafik 1a, b) (4, 5).
Die Arbeitsgruppe des Instituts für Sport- und Präventivmedizin der Universität des Saarlandes untersuchte eine Gruppe regelmäßig trainierender gesunder Freizeitsportler im Alter über 35 Jahre (Männer [n = 10], 44 ± 9 Jahre; Frauen [n = 8], 40 ± 6 Jahre) bei ihrem Indoor-Cycling-Training. Alle Sportler wiesen einen überdurchschnittlichen Ausdauertrainingszustand auf. Die Ergebnisse beim Indoor Cycling wurden in Relation zu den Resultaten einer stufenweise ansteigenden ausbelastenden Fahrradergometrie im Labor gesetzt. Das Indoor Bike wurde an der Kurbel mit einem Leistungs- und Umdrehungsanzeiger ausgestattet. Bei den Tests erfolgten kontinuierlich Messungen der kardiorespiratorischen und metabolischen Parameter, insbesondere der Herzfrequenz, des Blutdrucks, spirografischer Größen in den ersten 20 Minuten jedes Trainings, der Blutlactatkonzentration sowie der subjektiven Wahrnehmung des Anstrengungsgrades anhand der RPE-Skala.
Die individuellen Verläufe der Herzfrequenz und des Blutlactats variierten stark. Es konnten deutliche Anstiege sowohl bei hoher Leistung mit entsprechend niedriger Trittfrequenz als auch bei niedriger Leistung, das heißt 10 bis 50 Watt, mit hoher Trittfrequenz beobachtet werden. Die mittleren Herzfrequenzen und Lactatwerte, in Relation zum individuellen anaeroben Schwellenbereich und den maximalen Werten der Fahrradergometrie, zeigt Grafik 2a, b.
Die mittlere Herzfrequenz beim Indoor Cycling war mit 151 ± 11 Schlägen/min höher als im Bereich der Ausdauerleistungsgrenze – die individuelle anaerobe Schwelle bei der Fahrradergometrie betrug 144 ± 15 Schläge/min. Die maximal erreichte Herzfrequenz befand sich beim Indoor Cycling nur geringfügig unterhalb der Werte, die bei erschöpfungsbedingtem Abbruch der Fahrradergometrie gemessen wurden: 175 ± 13 Schläge/min gegenüber 180 ± 10 Schläge/min. Bei den untersuchten normotensiven Personen wurde kein auffälliges Blutdruckverhalten während des Indoor Cyclings registriert. Der Blutdruck betrug im Mittel 160/85 mm Hg und entsprach damit Werten, die auf den ersten Stufen der Fahrradergometrie festgestellt wurden.
Auch die Blutlactatkonzentration als Ausdruck der anaeroben muskulären Beanspruchung lag mit 5,4 ± 2,3 mmol/L beim Indoor Cycling oberhalb der Ausdauerleistungsgrenze im Vergleich zum Stufentest. Bei mehreren Personen wurden maximale Lactatwerte von 8 bis 9 mmol/L erreicht; diese lagen teilweise oberhalb der Werte, die beim erschöpfungsbedingten Abbruch der Fahrradergometrie gemessen wurden.
Die Sauerstoffaufnahme betrug während des Indoor Cyclings circa 80 Prozent der maximalen Sauerstoffaufnahme und lag damit deutlich oberhalb des empfohlenen Belastungsbereiches für ein Ausdauertraining (40 bis 60 Prozent der maximalen Sauerstoffaufnahme). Bei einer circa 60-minütigen Indoor-Cycling-Einheit verbrauchten Männer im Mittel 643 kcal und Frauen 503 kcal (6).
Mögliche Steuerungskriterien
Nach diesen Ergebnissen scheinen weder die Trittfrequenz noch die Leistung als externe Steuerungskriterien infrage zu kommen, weil sie die Beanspruchung nicht adäquat widerspiegeln. Daher stellt sich die Frage, ob interne Beanspruchungsparameter wie etwa die Herzfrequenz dazu geeignet sind.
Beim Indoor Cycling erfolgt die Belastungssteuerung über die Variation der so genannten Grundtechniken: Fahren im Sitzen, Klettern im Sitzen, Rennen im Stehen, Klettern im Stehen. Tabelle 2 zeigt die Analyse der Einzelkomponenten. Es fällt auf, dass dabei lediglich das Fahren im Stehen bei geringem Widerstand mit einer mittleren Herzfrequenz von 149 Schlägen/min und einem Lactatwert von 5,6 mmol/L etwas unterhalb der anderen Belastungsformen liegt, zwischen denen keine systematischen Differenzen zu erkennen sind. Die korrespondierenden Herzfrequenzen liegen bei 159 bis 164 Schlägen/min. Die Variation der Belastungsform stellt demnach kein differenteres Steuerungskriterium der Belastung dar (Tabelle 2).
Im Trainingskonzept von Golding (1997) werden so genannte Energiezonen unterschieden, die über die Prozentsätze der maximalen Herzfrequenz (normativ nach der Formel 220 minus Lebensalter errechnet) operationalisiert werden sollen. Tabelle 3 zeigt die Energiezonen nach Golding (1).
Das Steuerungskriterium Herzfrequenz wird beim Indoor Cycling nur sehr selten angewendet. Die Frage ist, ob es überhaupt als Steuerungsmittel geeignet wäre, die Belastungsintensität in den angestrebten aeroben Bereich zu senken. Entsprechend den Vorgaben von Golding wurden in einer Studie sechs Belastungselemente ausgewählt: 50, 65, 75, 85 Prozent der maximalen Herzfrequenz sitzend und 85 Prozent der maximalen Herzfrequenz sowie der Maximalbereich der Herzfrequenz stehend. An drei Tagen wurden je zwei Belastungsformen einzeln mit circa 30 Minuten Zwischenpause untersucht. Die Belastungsdauer orientierte sich an der durchschnittlichen Musiklänge und wurde bei 4 Minuten angesetzt. Diese Zeitdauer war geeignet, annähernd Steady-state-Bedingungen sowohl hinsichtlich der respiratorischen als auch der metabolischen Parameter zu gewährleisten. Es wurden folgende Parameter erhoben:
- Leistung in Watt
- spirographische Parameter – insbesondere die Sauerstoffaufnahme
- Lactat
- Herzfrequenz
- RPE.
Die Ergebnisse wurden in Bezug gesetzt zu einem stufenförmig ausbelastenden Fahrradergometertest mit ebenfalls vierminütiger Stufendauer bei Erhebung der gleichen Parameter.
In Grafik 3a, b werden die Ergebnisse der Einzeluntersuchungen, basierend auf normativen Pulsvorgaben von Golding, mit den individuell im Rahmen der Ergometrie ermittelten Prozentsätzen der erreichten maximalen Herzfrequenz verglichen. Die Darstellung bezieht sich auf die Sauerstoffaufnahme und die Lactatwerte. Für die Prozentsätze 50, 65 und 75 der maximalen Herzfrequenz wird sowohl bei der normativen als auch bei dem individuellen Vorgehen das Ziel – die Ansteuerung einer aeroben Belastungsintensität – erreicht. Schon bei 75 Prozent führt die Befolgung der normativen Vorgabe zu deutlich höheren Werten als beim individuellen Vorgehen, dies setzt sich bei 85 Prozent fort (5).
Diskussion
Die vielfach in der Literatur beschriebenen positiven Effekte des Ausdauertrainings auf gesundheitlich relevante Parameter setzen aerobe Intensität voraus (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13). Hohe Intensitäten führen zu Adaptationen und Verbesserungen der Belastungstoleranz im anaeroben Bereich. Das ist zwar für die Fitness relevant, zeigt gesundheitlich jedoch wenig Wirkung. Die in den Querschnittsuntersuchungen zu beobachtenden Intensitäten liegen im anaeroben Bereich und lassen von daher nicht vergleichbare gesundheitsprotektive Adaptationen wie beim aeroben Training erwarten. So ist zum Beispiel bei Belastungen oberhalb von 5 bis 6 mmol/L Lactat der Anteil der Fettverbrennung gleich Null und damit auch der Trainingseffekt für den Fettstoffwechsel.
Während moderate Intensitäten im aeroben Bereich zu einer Verbesse-
rung der endothelialen Vasodilatation führen, gibt es Hinweise darauf, dass hohe Intensitäten im anaeroben Bereich diese Wirkung vermindern (14). Bei hohen Intensitäten mit einer Dauer von 60 Minuten dürfte eine gewisse passagere Immunsuppression nicht ausgeschlossen sein (15, 16). Anaerobes Training ist also nicht unbedingt schädlich, gesundheitlich jedoch kaum nützlich. Dieses Resultat steht im Widerspruch zu den plakativen Versprechungen der Fitness-Anbieter.
Die Gründe für die vielfach zu beobachtende hohe Intensität sind auf der Seite des Sportlers in der falschen Vorstellung über den günstigsten Trainingsbereich, im fehlenden Körpergefühl und in der Motivationslage zu suchen. Aber auch die Dynamik der Gruppe und der Musik sowie die stimulierenden Anweisungen der Trainer dürften mit dazu beitragen. Für gesunde Sportler jüngeren oder mittleren Lebensalters stellt die mit zahlreichen Belastungsspitzen versehene Trainingsform ein intensives Intervalltraining dar, das durchaus ermöglicht, die Fitness zu verbessern. Solche hohen Intensitäten oberhalb des Bereichs der anaeroben Schwelle sind nicht in dem gelegentlich propagierten optimalen Fettverbrennungsbereich von unter 2,0 mmol/L Blutlactat anzusiedeln. Aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse weisen zwar insbesondere für gut Trainierte nach, dass die höchste absolute Fettverbrennung noch bis zu Intensitäten im Bereich des aerob-anaeroben Übergangs gegeben ist (17), oberhalb dieses Bereiches nimmt die Fettverbrennung jedoch deutlich ab. Aus präventivmedizinischer Sicht bei hohen Intensitäten als günstig zu bewerten ist der im Vergleich zu geringeren Intensitäten größere Gesamtenergieumsatz. In einer Trainingsstunde ist bei einem respektablen Kalorienverbrauch von circa 750 kcal für den Mann und 500 kcal für die Frau ein Äquivalent zu einem etwa einstündigen Dauerlauf mit 10 km/h gegeben.
Für Personen jenseits des 40. Lebensjahres sowie Personen mit Herz-Kreislauf-Risikofaktoren oder bereits bekannten Vorschäden sollte mit einer ärztlichen Vorsorgeuntersuchung unter Einbeziehung eines Belastungs-EKGs vor Trainingsbeginn die Eignung für das Indoor Cycling geprüft werden.
Für Herz-Kreislauf-Vorgeschädigte beinhaltet anstrengende körperliche Aktivität ein erhöhtes kardiales Risiko, das, bezogen auf den Anstrengungsgrad, eine Dosisabhängigkeit aufweist. Vor allem für diesen Personenkreis, aber auch für alle anderen, empfiehlt sich eine strenge Orientierung an den Intensitätsvorgaben über den Kontrollmechanismus der Herzfrequenz. Eine individuelle Dosierung, abgeleitet aus den Ergebnissen einer Belastungsuntersuchung, ist in allen Intensitätsbereichen am besten geeignet, die intendierte Trainingsintensität anzusteuern. Aber auch bei normativer Vorgehensweise wird vor allem im unteren Intensitätsbereich das Ziel einer aeroben Intensität nahezu erreicht. Im Rahmen der Steuerung für ein gesundheitsorientiertes Training sind die Abweichungen durchaus tolerabel.
Das häufig vorgebrachte Argument, das Training im aeroben Bereich sei langweilig und widerspreche dem Sinn des Indoor Cyclings, ist nicht zu bestätigen. Intensitätsgesteuertes Indoor Cycling wird von den Teilnehmern genauso positiv bewertet wie das so genannte Power Spinning. Beobachtungen deuten sogar darauf hin, dass die Abbrecherquote bei so genannten Soft-Spinning-Kursen geringer ist als bei Power-Spinning-Kursen (18) (Hansmeier K, Völker K: persönliche Mitteilung, Münster 2004).

Unter Mitarbeit von: Dr. med. Albert Fromme, Priv.-Doz. Dr. med. Frank Mooren, Dr. sportwiss. Lothar Thorwesten

Manuskript eingereicht: 1. 2. 2005, revidierte Fassung angenommen: 4. 8. 2005.

Die Autoren erklären, dass kein Interessenkonflikt im Sinne der Richtlinien des International Committee of Medical Journal Editors besteht.

zZitierweise dieses Beitrags:
Dtsch Arztebl 2006; 103(7): A 405–9


Anschrift für die Autoren:
Prof. Dr. med. Klaus Völker
Universitätsklinikum Münster
Institut für Sportmedizin
Horstmarer Landweg 39
48149 Münster
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