🧬 Biologie

Work Rate Adjustments During High-Intensity Interval Training in the Heat With Active and Passive Recovery

Das Aufrechterhalten der Ziel-Anstrengungswahrnehmung während des hochintensiven Intervalltrainings in der Hitze führte zu einer ähnlichen thermischen und kardiovaskulären Belastung zwischen aktiver und passiver Erholung, obwohl die aktive Erholung stärkere Reduktionen der Arbeitsrate erforderte und unabhängig von der Erholungsart zu vergleichbaren Abnahmen der maximalen aeroben Kapazität führte.

Ursprüngliche Autoren: Hillary A. Yoder, Anne M. Mulholland, Hayley V. MacDonald, Jonathan E. Wingo

Veröffentlicht 2026-10-26

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CC BY 4.0

Ursprüngliche Autoren: Hillary A. Yoder, Anne M. Mulholland, Hayley V. MacDonald, Jonathan E. Wingo

Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ⚕️ Dies ist eine KI-generierte Erklärung eines Preprints, das nicht peer-reviewed wurde. Dies ist kein medizinischer Rat. Treffen Sie keine Gesundheitsentscheidungen auf Grundlage dieses Inhalts. Vollständigen Haftungsausschluss lesen

Sport bei Hitze ist ein Kampf zwischen dem Bedürfnis des Körpers, sich zu bewegen, und seinem Bedürfnis, abzukühlen. Wenn wir hart arbeiten, erzeugen unsere Muskeln Wärme, und unser Körper muss diese überschüssige Wärme abgeben, um unsere interne Temperatur vor einem Anstieg auf gefährliche Werte zu schützen. Eine Art und Weise, wie der Körper sich selbst kühlt, besteht darin, mehr Blut zur Haut zu pumpen, was hilft, die Wärme an die Luft abzugeben. Dies schafft jedoch einen Konflikt: Dasselbe Blut, das zur Kühlung der Haut benötigt wird, wird auch benötigt, um die arbeitenden Muskeln zu versorgen. Um dies zu bewältigen, nutzen Sportler und Trainer oft das Intervalltraining, eine Methode, bei der kurze Phasen intensiver Anstrengung von Phasen der Erholung gefolgt werden. Während dieser Erholungsphasen besteht die Wahl oft zwischen gar nichts zu tun (passives Erholen) oder sich mit einem viel langsameren Tempo weiterzubewegen (aktives Erholen). Obwohl aktives Erholen oft als hilfreich angesehen wird, um Abfallprodukte aus den Muskeln schneller abzutransportieren, hält es den Körper auch dazu an, Wärme zu erzeugen, was in einer heißen Umgebung riskant sein könnte. Die Frage bleibt: Hilft es in der Hitze, den Körper während der Erholung in Bewegung zu halten, um die Leistungsfähigkeit aufrechtzuerhalten, oder überhitzt es einfach das System und zwingt den Athleten dazu, langsamer zu werden?

Forscher der New Mexico State University und der University of Alabama wollten dies herausfinden, indem sie acht gesunde Erwachsene einem strengen Test unterzogen. Sie baten die Teilnehmer, in einem auf 35 Grad Celsius erhitzten Raum auf stationären Fahrrädern zu trainieren – eine Temperatur, die einen sehr heißen Sommertag simuliert. Das Training bestand aus einem Aufwärmen, gefolgt von fünf Runden hochintensiver Intervalle. Jede Runde beinhaltete vier Minuten hartes Treten, gefolgt von drei Minuten Erholung. Den Teilnehmern wurde ein spezifisches Ziel vorgegeben, wie hart sich die Übung anfühlen sollte, bekannt als die Bewertung der wahrgenommenen Anstrengung (Rating of Perceived Exertion), anstatt eine feste Geschwindigkeit oder eine feste Leistungseinstellung vorzugeben. Das bedeutete, dass sie ihre eigene Trittgeschwindigkeit anpassen mussten, um das Gefühl der Anstrengung während der gesamten Sitzung gleich zu halten. In der Hälfte der Zeit bestand die Erholung darin, still auf dem Fahrrad zu sitzen; in der anderen Hälfte traten sie langsam weiter in die Pedale. Die Forscher maßen die Körperkerntemperatur, die Herzfrequenz und die Leistung, die die Teilnehmer am Ende der Sitzung erbringen konnten.

Die Studie ergab, dass die thermische Reaktion des Körpers überraschenderweise ähnlich war, unabhängig davon, wie die Teilnehmer sich erholten. Unabhängig davon, ob sie während der Erholungsphasen still saßen oder langsam weiter in die Pedale traten, stieg ihre Körperkerntemperatur im Verlauf des Workouts fast um den gleichen Betrag an. Am Ende der Sitzung war die durchschnittliche Kerntemperatur auf etwa 38,3 Grad Celsius gestiegen. Dies deutet darauf hin, dass die durch das Training selbst erzeugte Wärme der dominierende Faktor war und die geringe Menge an zusätzlicher Wärme, die durch das langsame Treten während der aktiven Erholung produziert wurde, die gesamte thermische Belastung des Körpers nicht signifikant veränderte. Das Herz-Kreislauf-System erzählte jedoch eine andere Geschichte. Während der aktiven Erholungsphasen blieb die Herzfrequenz der Teilnehmer signifikant höher als beim Stillsitzen. Im Durchschnitt schlug das Herz während der aktiven Erholungsintervalle durchschnittlich 24 Schläge pro Minute schneller als während der passiven Intervalle.

Da das Herz härter arbeitete, um die aktive Erholung zu unterstützen, mussten die Teilnehmer ihre Haupt-Trainingsintervalle erheblich anpassen, um das gleiche Gefühl der Anstrengung beizubehalten. In den Sitzungen mit aktiver Erholung mussten die Teilnehmer ihre Trittleistung bis zur letzten Runde im Vergleich zur ersten Runde um durchschnittlich 21 Watt reduzieren. Im Gegensatz dazu mussten diejenigen, die passiv ruhten, ihre Leistungsabgabe kaum verändern. Dies deutet darauf hin, dass die zusätzliche Belastung für das Herz und den Kreislauf während der aktiven Erholung es schwierig machte, das gleiche Arbeitspensum aufrechtzuerhalten, ohne das Gefühl zu haben, sich zu sehr anzustrengen. Trotz dieser Unterschiede in der Reaktion von Herz und Muskeln war der allgemeine Rückgang der maximalen aeroben Kapazität – die Fähigkeit des Körpers, Sauerstoff für Energie zu nutzen – in beiden Gruppen gleich. Nach dem vollständigen Workout war die maximale Kapazität bei allen um etwa 11,5 Prozent gesunken, ein vorübergehender Rückgang, der durch die Hitze und die Dauer der Übung verursacht wurde, aber dieser Rückgang war für die Gruppe, die sich für aktives Erholen entschied, nicht schlimmer.

Die Ergebnisse legen nahe, dass aktives Erholen den Körper zwar nicht in einer bedeutsamen Weise heißer macht als passives Erholen, aber dennoch eine schwerere Last für das Herz darstellt. Für einen Athleten, der versucht, während intensiver Intervalle eine hohe Arbeitsrate aufrechtzuerhalten, ermöglicht das Stillsitzen während der Pause dem Herzen, die Herzfrequenz effektiver zu senken, was wiederum ermöglicht, in der nächsten Arbeitsphase härter zu arbeiten. Wenn das Ziel darin besteht, die Gesamtmenge der während der gesamten Sitzung verbrannten Energie zu maximieren, könnte aktives Erholen dennoch nützlich sein, da es den Körper in Bewegung hält und auch während der Ruhephasen Kalorien verbrennen lässt. Wenn das primäre Ziel jedoch darin besteht, die höchstmögliche Geschwindigkeit oder Leistungsabgabe während der intensiven Teile des Trainings aufrechtzuerhalten, erscheint passives Erholen in heißen Bedingungen als die effektivere Strategie. Die Studie bestätigt, dass die Fähigkeit des Körpers, sich in der Hitze zu kühlen, begrenzt ist und die Wahl der Erholungsmethode beeinflusst, wie das Herz mit der Situation umgeht, was letztlich bestimmt, wie viel Arbeit eine Person leisten kann.

Technische Zusammenfassung: Anpassungen der Arbeitsrate während hochintensivem Intervalltraining in der Hitze mit aktiver und passiver Erholung

Problemstellung
Hochintensives Intervalltraining (HIIT) ist eine effektive Methode zur Verbesserung von Gesundheit und Fitness, doch die Empfehlungen bezüglich aktiver versus passiver Erholung leiten sich primär aus Studien ab, die in gemäßigten Umgebungen durchgeführt wurden. In heißen Umgebungstemperaturen können die körperlichen Einschränkungen die physiologischen Reaktionen auf die Erholungsmodi verändern. Während aktive Erholung oft für längere Erholungsintervalle (>3–4 Min.) empfohlen wird, um die Laktatklärung zu fördern, führt sie theoretisch zu einer höheren metabolischen Wärmeproduktion ( $\dot{M} - \dot{W}$ ) im Vergleich zu passiver Erholung. Es bleibt unklar, ob aktive Erholung während HIIT mit längeren Belastungsphasen (≥4 Min.) in der Hitze zu einer größeren thermischen und kardiovaskulären Belastung führt, größere Anpassungen der Arbeitsrate erfordert, um eine Zielintensität aufrechtzuerhalten, oder eine signifikantere Reduktion der maximalen aeroben Kapazität ( $\dot{V}O_2max$ ) im Vergleich zu passiver Erholung verursacht.

Methodik
Die Studie verwendete ein wiederholtes Crossover-Design mit acht rekreativ aktiven bis kompetitiven Ausdauersportlern (2 Frauen, 6 Männer). Die Teilnehmer absolvierten fünf Versuche in einer Klimakammer, die auf 35,1 °C und 40,2 % relativer Luftfeuchtigkeit eingestellt war:

Kontrollversuch: Ein gradueller Belastungstest (GXT) in einer gemäßigten Umgebung (22,6 °C), um die Basis- $\dot{V}O_2max$ und die maximale Herzfrequenz ( $HR_{max}$ ) zu bestimmen.
Experimentelle Versuche: Vier Versuche in der Hitze, bestehend aus einem 8-minütigen Warm-up bei einer Rate der wahrgenommenen Anstrengung (RPE) von 12, gefolgt von HIIT-Protokollen:
- 15ACT / 15PASS: Eine Runde HIIT (4 Min. Belastung bei RPE 17, 3 Min. Erholung), unmittelbar gefolgt von einem GXT.
- 43ACT / 43PASS: Fünf Runden HIIT (4 Min. Belastung bei RPE 17, 3 Min. Erholung), unmittelbar gefolgt von einem GXT.
- Erholungsbedingungen: Aktive Erholung (ACT) erforderte das Radfahren bei RPE 12 (oder 30 W, falls RPE 12 nicht erreichbar war); passive Erholung (PASS) bestand aus dem Sitzen auf dem Ergometer.

Die Teilnehmer passten ihre Arbeitsrate selbstgesteuert an, um die vorgegebene RPE einzuhalten.
Physiologische Messgrößen waren die rektale Temperatur ( $T_{re}$ ), die mittlere Hauttemperatur ( $\bar{T}_{sk}$ ), die mittlere Körpertemperatur ( $\bar{T}_b$ ), die Herzfrequenz (HR), die Sauerstoffaufnahme ( $\dot{V}O_2$ ), das Blutlaktat und Veränderungen des Plasmavolumens. Die $\dot{V}O_2max$ wurde unmittelbar nach der letzten Erholungsphase jedes Versuchs gemessen.

Wesentliche Ergebnisse

Thermische Belastung: Die rektale Temperatur ( $T_{re}$ ) stieg über die Zeit in beiden 43-Minuten-Versuchen signifikant an, unterschied sich jedoch am Ende der Trainingseinheit nicht signifikant zwischen den aktiven und passiven Erholungsbedingungen (43ACT: 38,3 °C vs. 43PASS: 38,2 °C). Die mittlere Körpertemperatur ( $\bar{T}_b$ ) war ebenfalls vergleichbar zwischen den Bedingungen.
Kardiovaskuläre Belastung: Die Herzfrequenz während der Belastungsintervalle war zwischen den Bedingungen vergleichbar. Die durchschnittliche Herzfrequenz während der Erholungsintervalle war jedoch in der aktiven Erholungsbedingung um 24 Schläge pro Minute höher als in der passiven Erholung. Im Verlauf der fünf Intervalle stieg die HR während der Erholung in beiden Bedingungen signifikant an, wobei das Ausmaß des Anstiegs in der aktiven Erholungsbedingung ausgeprägter war.
Anpassung der Arbeitsrate: Um die Ziel-RPE von 17 einzuhalten, reduzierten die Teilnehmer im 43ACT-Versuch ihre Leistungsabgabe signifikant stärker als im 43PASS-Versuch. Die prozentuale Änderung der Arbeitsrate vom ersten zum fünften Intervall betrug –14 % (±24 %) für 43ACT gegenüber –1 % (±16 %) für 43PASS ( $p=0,04$ ). Im Durchschnitt war die Leistung im letzten Belastungsintervall in der aktiven Erholungsbedingung um 21 W niedriger.
Maximale aerobe Kapazität ( $\dot{V}O_2max$ ): Die $\dot{V}O_2max$ war nach den 43-minütigen Versuchen signifikant niedriger als nach den 15-minütigen Versuchen (eine Reduktion von 0,4 L·min⁻¹ oder 11,5 %). Es gab jedoch keinen signifikanten Unterschied im Ausmaß dieser Reduktion zwischen den aktiven und passiven Erholungsmodi.
Energieverbrauch: Der Gesamtenergieverbrauch über die 43 Minuten war im 43ACT-Versuch signifikant höher (450 ± 161 kcal) als im 43PASS-Versuch (384 ± 142 kcal).

Bedeutung und Schlussfolgerungen
Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die Aufrechterhaltung einer Ziel-RPE während HIIT in der Hitze unabhängig davon, ob die Erholung aktiv oder passiv erfolgt, zu einer vergleichbaren thermischen Belastung führt. Die aktive Erholung stellt jedoch eine signifikant größere kardiovaskuläre Belastung dar, was durch höhere Herzfrequenzen während der Erholungsintervalle belegt wird. Um diese Belastung zu kompensieren und die vorgegebene RPE einzuhalten, waren die Teilnehmer bei der aktiven Erholung gezwungen, ihre Arbeitsrate wesentlich stärker zu reduzieren als bei der passiven Erholung.

Die Autoren merken an, dass die passive Erholung die Aufrechterhaltung höherer Arbeitsraten während der Belastungsintervalle ermöglichte, der Mangel an metabolischer Aktivität während der passiven Phasen jedoch die Vorteile hinsichtlich des gesamten Trainingsreizes abschwächen kann. Umgekehrt bot die aktive Erholung einen höheren Gesamtenergieverbrauch, ohne die thermische Belastung zu verschlimmern, erforderte jedoch stärkere Reduktionen der Arbeitsrate. Die Ergebnisse legen nahe, dass in heißen Umgebungen die passive Erholung bevorzugt werden kann, um hohe Intensitätsarbeitsraten aufrechtzuerhalten und kardiovaskuläres Drift zu minimieren, während die aktive Erholung vorteilhaft sein kann, wenn das primäre Ziel die Maximierung des Gesamtenergieverbrauchs ist, sofern die Reduktion der Arbeitsrate akzeptabel ist. Die Studie hebt auch die Herausforderungen hervor, die mit der alleinigen Verwendung der RPE für die Trainingssteuerung in der Hitze verbunden sind, da dies zu einer Dissoziation zwischen wahrgenommener Intensität und physiologischen Markern wie der Herzfrequenz führen kann, insbesondere bei der aktiven Erholung.

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