Ziehen sich Gegensätze an?

Training von Kraft und Ausdauer gleichzeitig?

Kraft und Ausdauer gehören neben der Schnelligkeit und Beweglichkeit zu den konditionellen Fähigkeiten. Dabei kommt es nicht selten vor, dass eine solide Ausprägung mehrere dieser Fähigkeiten in der jeweiligen Sportart gefordert wird. So brauchen beispielsweise Kampfsportler eine gute Ausdauer, um überhaupt mehrere Runden durchzuhalten und Kraft um harte Schläge oder Tritte zu landen. Auch Bodybuilder, die während ihrer Diätphase gerne Cardio-Einheiten einbauen, sowie Crossfitter und allerlei Spielsportler werden bzw. sollten beide Fähigkeiten trainieren.

Wir alle haben bei Ausdauersportlern vermutlich eher den schlanken Marathonläufer und bei Kraftsportlern muskelbepackte Hantelkrieger vor unserem geistigen Auge. Das liegt daran, dass die Reaktionen und Adaptationen unseres Organismus auf regelmäßige Reize sehr spezifisch sind. In der Fachsprache wird das ganze SAID ("Specific adaptions to imposed demands") genannt. Beispiel: Wenn meine Muskulatur kontinuierlich hohen Spannungszuständen ausgesetzt wird, dann wird diese entsprechend adaptieren beispielsweise mit einer Querschnittsvergrößerung. Wenn ich Ausdauersport regelmäßig betreibe, dann wird mein Herz mehr Blut in den Kreislauf pumpen, damit ich während der Belastung besser mit Sauerstoff versorgt bin.

Die Frage des Tages lautet aber:
Was passiert innerhalb meines Körpers, wenn ich ihn relativ zeitnah einem Kraft- und einem Ausdauerreiz aussetze? Und ist die große Befürchtung, dass durch Ausdauertraining die Muskeln wegschmelzen, wirklich gerechtfertigt?
In diesem Kontext wird fast traditionell eine klassische Studie aus dem Jahr 1980 zitiert. Robert Hickson, seines Zeichen Kraftdreikämpfer, arbeitete als Postdoktorand unter Prof. John Holloszy, seines Zeichen Ausdauerpapst. Um einen guten Eindruck zu machen, entschied sich Hickson, seinen neuen Chef bei den täglichen Laufeinheiten zu begleiten.

Obwohl sich an der Häufigkeit und Intensität seines Krafttrainings nichts änderte, hatte Hickson trotzdem das Gefühl, dass er durch das tägliche Laufen an Muskelmasse und Kraft einbüßte. Holloszy empfahl ihm daraufhin zu diesem Thema zu forschen und so kam es zur ersten Studie, die sich mit den Trainingseffekten von aufeinanderfolgenden Kraft- und Ausdauereinheiten (im englischen "Concurrent Training") auseinandersetzte.

Bei Hicksons Studie gab es drei verschiedene Gruppen: Eine Krafttrainingsgruppe, die fünfmal pro Woche trainierte, eine Ausdauergruppe, die sechsmal pro Woche trainierte und eine Concurrent (also Kraft + Ausdauer) - Gruppe, die das tägliche Training beider vorhergenannten absolvierte.

Beim Krafttest, einem 1er Wiederholungsmaximum in der Kniebeuge, am Ende der Studie konnte sich die Ausdauergruppe, wenig überraschend, nicht viel verbessern. Die Concurrent-Gruppe konnte sich in den ersten sieben Wochen, genauso verbessern, wie die isolierte Krafttrainingsgruppe. Nach den sieben Wochen gab es interessanterweise keine weiteren Kraftzuwächse, sondern die Kraft nahm wieder ab (siehe erste Abbildung).

Das Fazit der Autoren war also, dass es ab einem gewissen Punkt zu Interferenzen kommt, sobald man Kraft und Ausdauer parallel trainiert.

Kraftzuwächse bei der Hickson-Studie [1]

Dem aufmerksamen Leser ist hier vielleicht aufgefallen, dass das Trainingspensum der Concurrent-Trainingsgruppe relativ hoch war. Dazu kommt auch noch der Fakt, dass sowohl das Krafttraining, als auch das Ausdauertraining bei sehr hohen Intensitäten absolviert wurde. Eventuell war also die Concurrent-Gruppe nach sieben Wochen einfach nur platt und weitere Verbesserungen waren deshalb nicht möglich.

Eine groß angelegte Metaanalyse aus dem Jahr 2012[2] kommt zumindest zu dem Schluss, dass vor allem die muskuläre Leistung ("Power") von einem Concurrent-Training negativ beeinflusst werden könnte.

Seit der Studie von Hickson und Kollegen wird also nach dem Bösewicht gefahndet, der für diese "Interferenz-Effekte" verantwortlich ist.

Da sich akute Trainingsauswirkungen mittlerweile sehr gut auf Zellebene beobachten lassen, vermutet die Wissenschaft, dass sich hier bereits erste Komplikationen ergeben. So sind nach einem Krafttraining bestimmte Proteine bzw. Signalwege aktiver als nach einem Ausdauertraining und umgekehrt. Um diese Thematik zumindest in ihren Grundzügen zu verstehen, müssen wir ein wenig tiefer in die Materie eintauchen.

Die Proteinbiosynthese

Zuallererst sollten wir uns noch einmal in Erinnerung führen, wie die Proteinbiosynthese abläuft. Der Aufbau von Muskulatur findet erst statt, sobald mehr Proteine aufgebaut als abgebaut werden. Der erste Schritt, um neue Proteine zu generieren, erfolgt während der Transkription. Bei dieser wird von einem Gen auf der DNA eine Kopie (=mRNA) angefertigt, die dann aus dem Zellkern heraustransportiert wird. An den Ribosomen, welche sich im Cytosol befinden folgt der nächste Schritt, die Translation. Dabei wird die mRNA in eine Aminosäure bzw. letztendlich in ein Protein übersetzt.

Während eines Kraft- oder Ausdauertrainings passiert also unter anderem genau das. Es wird über verschiedene Signalwege dafür gesorgt, dass beispielsweise die Transkriptions- oder Translationsaktivität erhöht wird. Dadurch entstehen dann letztendlich Eiweiße in Form von Muskulatur oder im Falle des Ausdauertrainings werden mehr Mitochondrien ("Zellkraftwerke") gebildet. Je mehr Mitochondrien vorhanden sind, umso besser läuft die aerobe Energiegewinnung ab.

Für die nachfolgenden Erklärungen hilft es öfter mal auf die schematische Darstellung zu gucken, auch wenn wir uns hauptsächlich mit den drei großen Chefregulatoren (in den großen roten Kästen) beschäftigen werden.

Schematische Darstellung der Kraft- und Ausdauersignalwege nach Hawley und Kollegen [3]

Signalwege beim Krafttraining

Im Mittelpunkt des Kraftsignalweges ist definitiv der Proteinkomplex mTOR. Dieser, oder noch genauer mTORC1, sorgt grob gesagt dafür, dass die Translation von Eiweißmolekülen gestartet wird.

Ganz vereinfacht lässt sich deshalb festhalten, dass je mehr mTOR aktiviert wird, umso mehr Muskulatur entsteht infolgedessen.

Signalwege beim Ausdauertraining

Was beim Krafttraining das mTOR darstellt, ist bei dem Ausdauersignalweg die AMPK und PGC-1α. Die AMP- abhängige Kinase (kurz AMPK) ist ein Enzym, das aktiviert wird, sobald sehr niedrige ATP-Stände bzw. ein hohes Verhältnis von AMP zu ATP entsteht.

Wir erinnern uns, dass ATP die Energie für die Kontraktionen der Muskulatur enthält. Nachdem das ATP "benutzt" wurde, wird es zu ADP bzw. zu AMP abgebaut. Die Aufgabe von AMPK ist es die Zelle vor großen Energiemangelzuständen zu schützen. Einmal aktiviert sorgt AMPK dafür, dass der nächste entscheidende "Schalter", nämlich PGC-1α aktiviert wird [4].

Ähnlich wie bei mTOR war die Entdeckung von PGC-1α ein großer Durchbruch, weil auch hier angenommen wird, dass es sich um eine Art Chefregulator handelt. PGC-1α sorgt für eine erhöhte Transkriptionsaktivität, wodurch letztendlich die Neubildung von Mitochondrien angeregt wird.

So können wir uns auch hier vereinfacht merken, dass je mehr Aktivität bei AMPK und PGC-1α zu beobachten ist, umso mehr Mitochondrien werden neu gebaut.

Zusammenwirken der Signalwege

Anfänglich konnte in Tierversuchen gezeigt werden, dass bei hohen elektrischen Reizen (ähnlich eines Krafttrainings) hauptsächlich die Kraftsignalwege (mTOR und Co.) eine höhere Aktivität aufweisen. Bei niedrigeren aber hochfrequentierten Reizen (wie beim Ausdauertraining) reagierten hingegen hauptsächlich die Ausdauersignalwege und auf der Kraftseite war gähnende Leere.

Der Verdacht stand seitdem nahe, dass sich eine bestimmte Aktivität auf der einen Seite (z.B. AMPK) hemmend auf die Aktivität der anderen Seite (z.B. mTOR) auswirkt. Auch wenn diese Annahme in Tierversuchen zum Teil bestätigt wurde, konnte diese Hemmung beim Menschen nicht nachgewiesen werden.

Wie wir gleich noch sehen werden ist sogar davon auszugehen, dass sich in einigen Fällen sogar die Aktivität von mTOR positiv auf die Neubildung von Mitochondrien auswirkt. Ganz genau genommen ist es sogar so, dass bestimmte Untereinheiten von PGC-1α positiv auf ein Krafttraining reagieren, während andere Untereinheiten nur nach einem Ausdauertraining erhöht sind. Ähnliches gilt übrigens auch für AMPK.

Zwei relativ aufschlussreiche Studien aus Schweden geben einen Einblick, was auf zellulärer Ebene beim Menschen passiert, und ob die Reihenfolge beim Concurrent-Training eine Rolle spielt.

Die erste Studie von Wang und Kollegen[5] untersuchte, wie sich ein Ausdauertraining ohne nachfolgendes Krafttraining im Vergleich zu einem Ausdauertraining mit anschließendem Krafttraining auf die Neubildung von Mitochondrien auswirkt. Erstaunlicherweise hat sich das Krafttraining nach der Ausdauereinheit positiver auf Schlüsselproteine (z.B. PGC-1α) der mitochondrialen Neubildung ausgewirkt, als das isolierte Ausdauertraining. Auch die Aktivität von mTOR nahm deutlich zu bei dieser Gruppe. Die Aktivierung vom AMPK war bei beiden Protokollen (Ausdauer vs. Ausdauer + Kraft) in etwa gleich hoch, sodass dieser Mechanismus zur erhöhten Neubildung von Mitochondrien eher ausgeschlossen werden kann.

Was jedoch nicht ausgeschlossen werden kann und bereits in einigen Studien nachgewiesen wurde, ist, dass sich die erhöhte mTOR Aktivität, welche lediglich beim Ausdauer + Krafttraining festzustellen war, ebenfalls positiv auf PGC-1α und damit auf die Neubildung von Mitochondrien auswirkt.

Die zweite Studie wurde von Apró und Kollegen[6] durchgeführt. Sie überprüfte, wie sich ein Krafttraining ohne nachfolgendes Ausdauertraining im Vergleich zu Krafttraining mit anschließendem Ausdauertraining auswirkt. Eine Haupterkenntnis war, dass sich das im Anschluss ans Krafttraining ausgeführte Ausdauertraining nicht negativ auf die mTOR- Aktivität auswirkte.

Allerdings war die Aktivität insgesamt auf der Kraftsignalseite nicht so hoch, wie bei der Gruppe die nur ein Krafttraining (ohne anschließendes Ausdauertraining) absolvierte und auch nicht so stark wie in der Concurrent-Trainingsgruppe bei der Studie von Wang. Gleichgeblieben ist auch bei dieser Studie der Anstieg von PGC-1α bei der Concurrent-Trainingsgruppe, der deutlich stärker ausgeprägt war als bei der isolierten Krafttrainingsgruppe. Zusätzlich wurde auch hier kein Zusammenhang zwischen AMPK-Aktivierung und mTORC1-Hemmung gefunden. Eventuell kann AMPK seine hemmende Wirkung auf mTORC1 nicht entfalten, sobald mTORC1 zuerst aktiviert wurde.
Beide genannten Studien klingen zwar ganz gut, müssen allerdings nicht zwangsweise die Realität widerspiegeln. Denn die kurzzeitigen Effekte auf Zellebene stellen eher "Schnappschüsse" von dem dar, was innerhalb unseres Körpers passiert.
Diese Ergebnisse müssen dementsprechend mit einer gewissen Vorsicht interpretiert werden.

Glücklicherweise wurden in den letzten Jahren auch Langzeitstudien durchgeführt, bei denen die (meist untrainierten) Probanden 24 Wochen lang ein Concurrent-Training durchführten. Dabei ist folgendes herausgekommen:
  1. Egal ob ich mit einem Kraft- oder Ausdauertraining beginne, bei dem, was unmittelbar danach folgt, habe ich meistens weniger Kraft zur Verfügung. Keine Überraschung an dieser Stelle…
  2. Egal wie hoch die unmittelbaren Hormonkonzentrationen (Testosteron bzw. Wachstumshormon) nach der Trainingseinheit waren, sie standen in keinem Zusammenhang mit den Anstiegen in Kraft und Muskelmasse. Auch das kommt einem bekannt vor…
  3. Egal ob zuerst die Kraft und unmittelbar danach die Ausdauer, umgekehrt oder ein isoliertes Kraft- bzw. Ausdauertraining an aufeinanderfolgenden Tagen. Es stiegen in allen Gruppen die Maximalkraft, die Muskelmasse und die Ausdauerleistung im Schnitt um 10 – 20 % an.[7],[8],[9],[10],[11],[12]
Aha!

Das bedeutet, dass zumindest relativ untrainierte Personen parallel Kraft und Ausdauer trainieren können und sich anschließend auch parallel in Kraft, Muskelmasse und Ausdauer steigern können.
Murach und Bagley [13] haben für alle Skeptiker auch noch einmal viele Studien herausgesucht, die speziell zeigen, dass das Muskelwachstum nicht negativ durch ein Concurrent-Training beeinflusst werden muss.
Das parallele Training von Kraft und Ausdauer bleibt trotzdem, aufgrund der zum Teil unterschiedlichen Ergebnisse, ein schwieriges Thema.

Aus Zellperspektive lässt sich bisher festhalten, dass ein Ausdauertraining vor der Krafttrainingseinheit zu favorisieren wäre. Inwiefern sich die Signalwege gegenseitig hemmen oder fördern, kann manchmal nur spekuliert werden. Es fehlen längere Untersuchungen zu den Effekten auf Zellebene. Langzeitstudien, die nicht auf Zellebene durchgeführt wurden, haben gezeigt, dass unabhängig von der Trainingsreihenfolge Kraft, Muskulatur und Ausdauer aufgebaut werden kann.

Anpassungen bei untrainierten und trainierten Personen. ET= nur Ausdauertraining, RT = nur Krafttraining, CT= Concurrent-Training (Nach Coffey und Hawley, 2016)

Sehr schön fasst es die letzte Grafik von Coffey und Hawley [14] noch einmal zusammen. Passend dazu erklären sie, dass sich spezielle Anpassungen an das Training erst mit fortgeschrittenem Trainingszustand zeigen. Als vermeintlicher Anfänger bewirken selbst Ausdauerreize noch Verbesserungen in der Kraft und im Muskelumfang. Andersherum gilt genau das Gleiche. Deshalb werden auch reine Kraftreize ein wenig die Ausdauer fördern.

Sofern ich als Anfänger ein Concurrent-Training durchführe, scheint die These sogar realistisch, dass ich beide Fähigkeiten (zumindest annährend) so gut ausprägen kann, als wenn ich sie isoliert trainiert hätte.

Unser Körper scheint am Anfang mit einer generellen Anpassung zu reagieren, da er die beiden Reize noch nicht wirklich voneinander unterscheiden kann. Je trainierter ich allerdings bin, umso weniger wird mir ein Ausdauertraining dabei helfen stärker oder massiver zu werden. Mein

Gleichgewichtszustand im Körper scheint nicht mehr von solch niedrigen Reizen aus dem Konzept gebracht zu werden und passt sich dementsprechend auch nicht mehr daran an. Man könnte auch sagen, dass die Substanz die ich mir inzwischen aufgebaut habe, größere Trainingslasten braucht, um sich weiter anzupassen.

Zu häufige niedrigere Reize bewirken ab einem gewissen Punkt womöglich negative Effekte, wenn es um den Aufbau von Kraft und Muskulatur geht. Wir haben also ab einem gewissen Punkt eine klare Dosis-Wirkungsbeziehung. Je mehr Ausdauertraining, umso weniger Kraft und Muskelmasse. Umgekehrt scheint selbst der gut trainierte Ausdauersportler weiterhin von Krafttrainingsreizen zu profitieren [14].

Baar [1] und Murach [13] geben abschließend Tipps für ein paralleles Training von Kraft und Ausdauer mit möglichst keinen bzw. nur sehr wenigen Interferenz-Effekten:
  • Es sollte optimalerweise nicht öfter als an 3 Tagen Kraft und an 3 Tagen Ausdauer trainiert werden, sprich die Trainingsumfänge bzw. das Gesamtvolumen sollte nicht zu hoch sein.
  • Die größten Hypertrophie-Effekte beim Concurrent-Training zeigten sich, sobald 2 – 4 Serien für höchstens 2 Beinübungen an 2 – 3 Tagen pro Woche ausgeführt wurden. Daneben wurden höchsten 3 moderate Ausdauereinheiten mit maximal 60 min Belastung absolviert.
  • Wenn Kraft und Ausdauer in einer Trainingseinheit, also direkt nacheinander trainiert werden, dann könnte es von Vorteil sein, die Ausdauereinheit zuerst absolvieren. Diese sollte mit einer niedrigen bis moderaten Intensität absolviert werden.
  • HIIT-Einheiten direkt vor dem Krafttraining wirken sich nicht positiv auf mTORC1 aus. Auch aus logischen Gründen ist es nachvollziehbar, dass wir beim Krafttraining direkt nach einer HIIT-Einheit nicht die gleiche Kraft aufbringen können wie nach einer moderaten Ausdauereinheit. Auf der anderen Seite könnte ein HIIT vermehrt die schnellen Muskelfasern ansprechen, sodass nicht komplett davon abgeraten werden kann.
  • Radfahren (speziell HIIT-Radfahren) sorgt vermutlich für mehr Hypertrophie als Laufen. Hintergrund könnte die exzentrische Phase beim Laufen sein, da diese mit höheren Belastungen einhergeht und dadurch mehr Erholungszeit beansprucht.
  • Generell wird empfohlen, dass zwischen den Ausdauereinheiten (besonders, wenn ein HIIT absolviert wurde) und den Krafteinheiten eine Pause von 3 Std[1] oder noch besser von 6 – 24 Std[13] eingelegt wird. So würde die AMPK-Aktivität wieder auf das Ausgangsniveau zurückgehen. Auf der anderen Seite wurde in einigen der hier genannten Studien, trotz einer nur 5- bis 10-minütigen Pause, keine verminderten Hypertrophie-Effekte beim Concurrent-Training gefunden.
  • In der Erholungsphase nach einem Ausdauertraining sollten die Kohlenhydratspeicher aufgefüllt werden, da AMPK auch durch zu niedrige Glykogenspeicher aktiv wird.
  • Murach [13] empfiehlt abschließend: Zwei oder höchstens drei Tage pro Woche relativ kurzes aerobes Training (30 – 40 min), dass auch ein HIIT auf dem Fahrrad enthalten darf, kombiniert mit einem Bein-Krafttraining das zweimal die Woche nicht überschreiten sollte und dabei 4 – 8 Sätze pro Trainingseinheit enthält.

Literaturverzeichnis

  1. Baar, K. (2014). Using Molecular Biology to Maximize Concurrent Training. Sports Medicine, 44(Suppl.2), 117-125
  2. Wilson, J.M., Marin, P.J., Rhea, M.R., Wilson, S.M.C., Loenneke, J.P. & Anderson, J.C. (2012). Concurrent training: A meta-analyses examining interference of aerobic and resistance exercises. Journal of Strength & Conditioning, 26(8), 2293-2307
  3. Hawley, J.A., Hargreaves, M., Joyner, M.J. & Zierath, J.R. (2014). Integrativ biology of exercise. Cell, 159(4), 738-749
  4. Cellsignal.com
  5. Wang, L., Mascher, H., Psilander, N., Blomstrand, E. & Sahlin, K. (2011). Resistance exercise enhances the molecular signaling of mitochondrial biogenesis induced by endurance exercise in human skeletal muscle. Journal of Applied Physiology, 111, 1335-1344
  6. Apró, W., Wang, L., Pontén, M., Blomstrand, E. & Sahlin, K. (2013). Resistance exercise induced mTORC1 signaling is not impaired by subsequent endurance exercise in human skeletal muscle. American Journal of physiology, Endocrinology and metabolism, 305(1), 22-33
  7. Schumann, M., Küüsmaa, M., Newton, R.U., Sirparanta, A.-I., Syväoja, H., Häkkinen, A. & Häkkinen, K. (2014). Fitness and Lean Mass increases during Combined Training Independent of Loading Order. Medicine & Science in Sports & Exercise, 46(9), 1758-1768
  8. Küüsmaa, M., Schumann, M., Sedliak, M., Kraemer, W.J., Newton, R.U., Malinen, J.P., Nyman, K., Häkkinen, A. & Häkkinen, K. (2016). Effects of morning vs. evening combined strength and endurance training on physical performance, muscle hypertrophy and serum hormone concentrations. Applied Physiology Nutrition and Metabolism
  9. Eklund, D., Häkkinen, A., Laukkanen, J.A., Balandzic, M., Nyman, K. & Häkkinen, K. (2016). Fitness, body composition and blood lipids following three concurrent strength and endurance training modes. Applied Physiology, Nutrition and Metabolism, 41(7), 767-774
  10. Eklund, D., Pulverenti, T., Bankers, S., Avela, J., Newton, R., Schumann, M. & Häkkinen, K. (2015). Neuromuscular adaptations to different modes of combined strength and endurance training. International Journal of Sports Medicine, 36(2), 120-129
  11. Eklund, D., Schumann, M., Kraemer, W.J., Izquierdo, M., Taipale, R.S. & Häkkinen, K. (2016). Acute Endocrine and Force Responses and Long-Term Adaptations to Same-Session Combined Strength and Endurance Training in Women, Journal of Strength & Conditioning, 30(1), 164-175
  12. Schumann, M., Walker, S., Izquierdo, M., Newton, R.U., Kraemer, W.J. & Häkkinen, K. (2014). The order effect of combined endurance and strength loadings on force and hormone responses: effects of prolonged training. European Journal of Applied Physiology, 114(4), 867-880
  13. Murach, K.A. & Bagley, J.R. (2016). Skeletal Muscle Hypertrophy with Concurrent Exercise Training: Contrary Evidence for an Interference Effect. Sports Medicine, 46(8), 1029-1039
  14. Coffey, V.G. & Hawley, J.A. (2016). Concurrent exercise training: Do opposites distract? Journal of Physiology

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