VO2max und VLamax im Radsport: Einfluss auf die Schwellenleistung

Warum erreichen zwei Radfahrer mit identischer VO₂max völlig unterschiedliche Schwellenleistungen? Und warum kann ein Athlet mit höherer VO₂max manchmal eine geringere Schwelle halten als ein anderer?

Die Antwort liegt im komplexen Zusammenspiel physiologischer Systeme. Die Schwellenleistung ist kein isolierter Wert, sondern ein Resultat des Zusammenspiels von:

• VO₂max– maximale Sauerstoffaufnahme
• VLamax– maximale Laktatbildungsrate
• Effizienz – Fähigkeit, Energie in mechanische Leistung umzusetzen

1. Die maximale Sauerstoffaufnahme – VO₂max

Die VO₂max – maximale Sauerstoffaufnahme – ist der klassische Maßstab für die aerobe Leistungsfähigkeit eines Radfahrers. Sie gibt an, wie viel Sauerstoff der Körper pro Minute aufnehmen, transportieren und in den Muskeln verwerten kann. Je höher die VO₂max, desto mehr Energie kann theoretisch über die aeroben Stoffwechselwege bereitgestellt werden.

Physiologisch lässt sich die VO₂max wie folgt darstellen:

Das Herzminutenvolumen (Q) wiederum setzt sich zusammen aus dem Schlagvolumen (SV) – der Blutmenge, die das Herz pro Schlag auswirft – multipliziert mit der Herzfrequenz (HF): Q = SV x HF

Die arteriovenöse Sauerstoffdifferenz (a-vO₂ diff) beschreibt, wie viel Sauerstoff die Muskeln aus dem transportierten Blut extrahieren.

Das Herzminutenvolumen, insbesondere das Schlagvolumen, kann durch Ausdauertraining deutlich gesteigert werden, während die maximale arteriovenöse Sauerstoffdifferenz nur bedingt trainierbar ist. Das bedeutet: die kardiale Komponente ist der primär trainierbare Anteil der VO₂max, während die Muskeln eher ihre Effizienz und Sauerstoffnutzung optimieren.

2. Die maximale Laktatproduktionsrate – VLamax

VLamax bezeichnet die maximale Laktatbildungsrate. Sie bestimmt, wann die Glykolyse aktiviert wird, wenn der Energiebedarf die aerobe Kapazität übersteigt. Oder anders gesagt: wie schnell kann der anaerobe Stoffwechsel bei hoher Belastung Energie bereitstellen.

Physiologisch wird Laktat während der Glykolyse aus Pyruvat gebildet (s. Blog Energiestoffwechsel). Die VLamax hängt dabei wesentlich von der Muskelfaserzusammensetzung ab: Typ-II-Fasern (schnelle Fasern) produzieren deutlich schneller Laktat als Typ-I-Fasern (langsame Ausdauerfasern). Damit hat die VLamax eine genetische Komponente, die nur teilweise durch Training modifiziert werden kann. Training kann die VLamax zwar beeinflussen, z. B. durch hochintensive Intervalle zur Erhöhung der Glykolysekapazität oder durch aerobe Belastungen zur Förderung oxidativer Fasern, eine gewisse Grundausprägung bleibt jedoch bestehen.

Im metabolischen Profil eines Athleten ist die VLamax somit der anaerobe Gegenpol zur VO₂max: Sie definiert, wie stark und schnell der Muskel Energie ohne Sauerstoff bereitstellen kann.

AthletInnen mit hoher VLamax können kurzfristig sehr viel Leistung entwickeln, da der anaerobe Weg schnell ATP liefert, wie zum Beispiel bei Sprints oder intensiven Antritten. Gleichzeitig bedeutet eine hohe VLamax aber, dass der Körper schneller Laktat ansammelt und das Energiebudget stärker auf anaerobe Prozesse angewiesen ist.

• Eine hohe VLamax erzeugt schnell Laktat, was die Schwelle früher erreicht
• Eine niedrige VLamax erlaubt, dass ein Athlet längere Zeit nahe VO₂max arbeitet, ohne dass die Laktatakkumulation kritisch wird

Im Kontext der Schwelle gilt:

• Eine höhere VLamax erhöht die Laktatproduktion bereits bei submaximalen Intensitäten
• Dadurch verschiebt sich das Gleichgewicht zwischen Produktion und Elimination zu niedrigeren Leistungen
• Bei gleicher VO₂max resultiert eineniedrigere Schwellenleistung

VLamax bestimmt somit maßgeblich, wie viel der VO₂max an der Schwelle nutzbar ist.

3. Effizienz – Energie in Vortrieb

Selbst bei identischer VO₂max und VLamax kann die Leistung variieren, abhängig von der Effizienz. Diese beschreibt, wie gut ein Athlet die im Stoffwechsel erzeugte Energie in mechanische Leistung umsetzt. Im physiologischen Kontext wird sie oft als metabolische oder mechanische Effizienz bezeichnet.

Physiologisch hängt die Effizienz vor allem von folgenden Faktoren ab:

• Muskelfaserzusammensetzung: Typ-I-Fasern sind auf aerobe Energiegewinnung spezialisiert und weisen eine hohe ATP-Ausbeute pro eingesetzter Substratmenge auf, während Typ-II-Fasern schneller Energie liefern, aber weniger effizient sind
• Mitochondriale Dichte und Kapazität: Eine hohe Anzahl funktioneller Mitochondrien erhöht die oxidative ATP-Produktion und senkt den Anteil an Energieverlusten durch Nebenreaktionen
• Metabolische Flexibilität: Die Fähigkeit, je nach Belastung zwischen Fett- und Kohlenhydratoxidation zu wechseln, trägt zur Aufrechterhaltung einer hohen Effizienz über längere Zeiträume bei
• Substrat- und Enzymprofile: Die Verfügbarkeit von Enzymen für die oxidative Phosphorylierung und Glykolyse beeinflusst direkt, wie effektiv Energie bereitgestellt wird

Kurz gesagt: die physiologische Effizienz beschreibt die Energieumsetzung innerhalb der Muskelzelle, unabhängig von der Pedaltechnik oder Körperposition. Auf diese biomechanischen Faktoren gehen wir ein anderes Mal ein.

4. Schwellenleistung – das Ergebnis des Zusammenspiels

Die Schwellenleistung ist das Ergebnis eines komplexen Zusammenspiels von aeroben und anaeroben Faktoren. Zwei zentrale Parameter bestimmen dabei maßgeblich, wie hoch ein Athlet an der Schwelle fahren kann: VO₂max und VLamax.

Wechselwirkung:

• Eine hohe VO₂max kann die Schwellenleistung grundsätzlich nach oben verschieben, doch wenn gleichzeitig die VLamax hoch ist, wird Laktat schneller produziert, wodurch die Schwelle relativ niedriger liegt
• Umgekehrt kann ein Athlet mit moderater VO₂max, aber niedriger VLamax, länger nahe der Schwelle fahren, da Laktat langsamer akkumuliert

Die Leistungs-Laktat-Kurve zeigt den Einfluss der VLamax auf die Schwellenleistung bei gleicher VO₂max von 56 mL/kg/min. Daraus ergibt sich:

• hohe VLamax (2,0 mmol/kg/s*) → Laktat steigt schnell an → geringe Schwellenleistung
• mittlere Vlamax (1,0 mmol/kg/s) → Laktat steigt moderat an → mittlere Schwellenleistung
• mittlere Vlamax (0,5 mmol/kg/s) → Laktat steigt wenig an → hohe Schwellenleistung

*die Einheit mmol/kg/s bezieht sich auf die Laktat-Bildungsrate im arbeitenden Muskelgewebe. Sie beschreibt also, wie viel Laktat pro Zeit und pro Kilogramm Muskelmasse intrazellulär entsteht. Das ist eine lokale, muskelbezogene Größe. Die Einheit mmol/l/s hingegen beschreibt die Konzentrationsänderung im Blut, also den systemischen Laktatspiegel im Blutvolumen. Diese Größe ist das Ergebnis aus Laktatproduktion im Muskel, Transport ins Blut, Verteilung und gleichzeitiger Abbaurate. Die entsprechenden VLamax-Werte betragen 0,9, 0,45 und 0,25 mmol/L/s. Generell liegt die Vlamax im Bereich von 0,2 bis 1,0 mmol/L/s

Folgen für Fatmax und Ökonomie:

• Fatmax (maximale Fettoxidationsrate): Ein niedriger VLamax begünstigt aerobe, fettbasierte Energiegewinnung, da die Belastung länger im aeroben Bereich bleibt. Hohe VLamax verschiebt den Energieanteil stärker Richtung Kohlenhydratoxidation
• Ökonomie / Effizienz: Athleten mit niedriger VLamax können die verfügbare VO₂max effizienter nutzen, da weniger Energie in anaerobe Prozesse fließt. Hohe VLamax führt zu schnellerem Laktatanstieg, höhere Ermüdung und relativ geringere Effizienz auf längeren Strecken

Fazit:
Die Schwellenleistung entsteht nicht isoliert, sondern als dynamisches Gleichgewicht zwischen VO₂max und VLamax. Ein Athlet mit hoher VO₂max profitiert nur dann maximal, wenn die VLamax moderat bleibt, wodurch Laktatproduktion und Ermüdung kontrolliert werden. Gleichzeitig beeinflussen diese Parameter direkt, wie lange aerobe Energiequellen genutzt werden können (Fatmax) und wie effizient mechanische Leistung umgesetzt wird (Ökonomie).

Literatur

Lundby, C., Montero, D., & Joyner, M. (2017). Biology of VO₂ max: looking under the physiology lamp. Acta physiologica (Oxford, England), 220(2), 218–228. https://doi.org/10.1111/apha.12827

Joyner, M. J., & Coyle, E. F. (2008). Endurance exercise performance: the physiology of champions. The Journal of physiology, 586(1), 35–44. https://doi.org/10.1113/jphysiol.2007.143834

Quittmann O. J. (2025). Maximal lactate accumulation rate ( c˙ La_max): Current evidence and future directions for exercise testing and training. European journal of applied physiology, 10.1007/s00421-025-06022-7. Advance online publication. https://doi.org/10.1007/s00421-025-06022-7

Wackerhage, H., Kabasakalis, A., Seiler, S., & Heck, H. (2025). Is the vLamax for Glycolysis What the V˙O2 max is for Oxidative Phosphorylation?. Sports medicine (Auckland, N.Z.), 55(8), 1853–1866. https://doi.org/10.1007/s40279-025-02259-6