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Kraft- und Ausdauertraining: Können Trainingsmasken unsere Leistung steigern?

In einem unserer letzten Beiträge haben wir uns mit der Frage beschäftigt, ob Mund-Nasen-Bedeckungen zur Eindämmung der Corona-Pandemie unsere Trainingsleistung eventuell hemmen könnten, sofern sie während der Übungsausführung getragen werden. Tatsächlich gibt es jedoch auch Athleten, die schon weit vor Ausbruch des Virus' eine Maske beim Training getragen haben und das völlig bewusst, um die Leistung zu steigern. Die Rede ist hier von Trainingsmasken, die durch die gehemmte Sauerstoffzufuhr das Höhentraining simulieren sollen. Die Frage ist jedoch, ob sie tatsächlich effektiv sind.

Wir funktionieren Trainingsmasken?

Während Hersteller dieser Trainingsmasken in der Vergangenheit behaupteten, ihre Produkte würden das Höhentraining simulieren, mit dem insbesondere Ausdauersportler versuchen ihre Leistung steigern, ist diese Werbeaussage mittlerweile nur noch selten anzutreffen. Stattdessen sollen die Trainingsmasken durch die verstellbare Regelung der Luftzufuhr das Atmen erschweren und so die Atemmuskulatur stärken sowie die körperliche Leistung verbessern.

Verschiedene Hersteller und Modelle sind auf dem Markt verfügbar, doch sie alle funktionieren auf die gleiche Art und Weise. Sie bedecken den Mund sowie die Nase und besitzen Löcher, die durch Verschlüsse geöffnet oder geschlossen werden können. Manche Modelle verfügen auch nur über eine Öffnung, die durch einen Regler mehr oder weniger Luft hindurch lässt, um so verschiedene Höhen zu simulieren. Je weniger Luft hindurchgelassen wird, desto schwerer fällt das Atmen und desto weniger Sauerstoff gelangt in die Lungen. Die ausgeatmete Luft wird teilweise in der Maske zurückgehalten und mischt sich mit der langsam einströmenden Luft von außen, wodurch der prozentuale Sauerstoffgehalt zusätzlich reduziert wird.

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Können Trainingsmasken das Höhentraining simulieren?

Schon lange weiß man um die körperlichen Anpassungen, die stattfinden, wenn wir uns auf immer größere Höhen über dem Meeresspiegel begeben. Mit steigender Höhenlage sinkt der prozentuale Gehalt von Sauerstoff in der Atmosphäre. Da Sauerstoff eine wichtige Rolle in der Produktion von Energie aus Kohlenhydraten und Fetten spielt, nimmt die Energieproduktion und damit die körperliche Leistungsfähigkeit in zunehmender Höhenlage ab. Somit muss sich der Körper an die Gegebenheiten anpassen und produziert mehr rote Blutzellen, die für den Transport von Sauerstoff verantwortlich sind. Wenn ein Athlet in Regionen mit größerer Höhe trainiert als der Ort, an dem der Wettkampf stattfindet, kann er somit am Wettkampftag eine höhere Leistung erbringen.

Höhentraining Trainingsmaske
Beim klassischen Höhentraining wird auf höherem Niveau über dem Meeresspiegel trainiert, um durch die Vermehrung der roten Blutkörperchen eine Steigerung der Leistung zu erreichen.

Die Trainingsmasken, die man kaufen kann, funktionieren jedoch anders. Sie schränken die Zufuhr von frischer Luft ein, wodurch man mehr Kraft aufwenden muss, um die gleiche Menge an Luft einzuatmen. Man kann sich das ähnlich vorstellen, als wenn man versuchen würde, durch einen Strohhalm zu atmen. Eventuell atmet man mit einer solchen Maske zusätzlich einen geringen Anteil der ausgeatmeten Luft wieder ein, welche weniger Sauerstoff und mehr Kohlendioxid enthält. Das sind nicht die gleichen Bedingungen, wie wir sie beim Höhentraining vorfinden, da hierbei der Anteil von sowohl Sauerstoff als auch Kohlendioxid in der Atmosphäre verringert ist. Wir können demnach nicht automatisch die gleichen Effekte beider Methoden erwarten. Glücklicherweise kann man dies testen und wir haben genügend Studien zur Verfügung, in denen genau das gemacht wurde.

Wie gut funktionieren Trainingsmasken?

Anders als bei manch anderen Trainingsutensilien haben wir Untersuchungen zur Verfügung, die die Trainingsmasken auf den Prüfstand gestellt haben. Eines der Argumente der Hersteller ist, dass ihre Trainingsmasken die Fitness verbessern sollten. Um dies zu überprüfen, teilte eine Gruppe Forscher ihre 24 trainierten Probanden in zwei Gruppen auf und ließ sie über sechs Wochen ein Training mit hoher Intensität auf dem Fahrradergometer absolvieren [1]. Während die eine Hälfte der Probanden dabei eine Trainingsmaske trug, konnte die andere Hälfte ungehindert atmen. Beide Gruppen verbesserten durch das Trainingsprotokoll ihre aerobe Kapazität (VO2max). Allerdings konnte kein signifikanter Unterschied zwischen den Gruppen festgestellt werden.

Trainingsmasken
Das sechswöchige Training führte in beiden Gruppen zu einer Steigerung der aeroben Kapazität, wobei kein signifikanter Unterschied zwischen den Gruppen festgestellt werden konnte. Die Verwendung einer Trainingsmaske verbesserte allerdings die Atemkompensationsschwelle signifikant stärker als das Training ohne Maske. [1] *p<0,05
Die Verwendung der Trainingsmaske verbesserte im Abschlusstest ohne Maske die Atmungsschwelle stärker als das Training, welches ohne Maske durchgeführt wurde, wobei der Unterschied die statistische Signifikanz knapp verpasste. Allerdings konnte eine statistisch signifikant höhere Steigerung der Atemkompensationsschwelle festgestellt werden. Die Atmungsschwelle beschreibt den Punkt, an dem wir bei steigender Intensität stärker von anaeroben Energiesystemen abhängig werden. Man nennt sie auch "anaerobe Schwelle". Mit anderen Worten: Die geringere Zufuhr von Sauerstoff erfordert das frühere Umschalten auf die Energiegewinnung ohne Sauerstoff. Die Gewöhnung an weniger Sauerstoff führt dazu, dass dieser Punkt länger hinausgezögert werden kann, wenn anschließend ein Test oder Wettkampf ohne Maske erfolgt.

Trainingsmasken
In der Untersuchung konnte kein signifikanter Unterschied in der Konzentration roter Blutkörperchen oder Markern der Atemfunktion beobachtet werden [1].
Die Studie von John Porcari untersuchte ebenfalls die Konzentration roter Blutkörperchen sowie die Vitalkapazität und den Druck beim Einatmen, um die Trainingsmasken mit dem Höhentraining zu vergleichen. Dabei konnte zwischen der Gruppe ohne Maske oder mit Maske jedoch kein signifikanter Unterschied festgestellt werden.

Welchen Effekt haben Trainingsmasken dann?

In einem späteren Review wird zudem angemerkt, dass die Trainingsmasken eventuell die Atemmuskulatur trainieren könnte [2]. Dieser Effekt könnte tatsächlich hilfreich sein, doch scheint er die körperliche Leistung nicht zu steigern. Ebenfalls wird angemerkt, dass sich gewöhnliche Trainingsmasken nicht besonders gut eignen, um das Höhentraining zu simulieren. Eine aktuelle Untersuchung verglich die Trainingsmasken daher direkt mit dem Hypoxietraining in einer Höhenkammer, die die Bedingungen in größeren Höhen tatsächlich widerspiegeln kann, und einer Kontrollgruppe, die unter normalen Bedingungen trainierte [3]. Dabei fand man heraus, dass die Sauerstoffsättigung im Blut durch die Trainingsmasken nicht stärker angehoben wurde als in der Kontrollgruppe.

Die Forscher schlussfolgerten also, dass Trainingsmasken das Höhentraining nicht simulieren können. Tatsächlich bestätigte keine der Studien diese zuvor aufgestellte Behauptung der Hersteller. Mehrere Untersuchungen zeigten keine signifikante Verbesserung der Ausdauerkapazität gegenüber dem Training ohne Maske [4, 5, 6].

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Haben Trainingsmasken einen Effekt für das Krafttraining?

Da das Krafttraining vorrangig von der anaeroben Energiebereitstellung abhängig ist, die ohnehin ohne Sauerstoff abläuft, wird das Höhentraining in der Regel von Ausdauersportlern praktiziert. Die Hersteller von Trainingsmasken präsentieren uns dennoch eine Studie, die gezeigt haben soll, dass ihre Trainingsmasken den Muskelaufbau verbessern sollen [7]. In dieser Studie wurden 13 Teilnehmer in zwei Gruppen eingeteilt. Während die eine von ihnen unter normalen Sauerstoffbedingungen trainierte, musste die andere Gruppe unter hypoxischen Bedingungen trainieren, in der die Zufuhr von Sauerstoff gehemmt ist.

Statt Trainingsmasken verwendeten die Forscher allerdings Gase, welche die Teilnehmer während des Trainings einatmeten. Das Gas der Kontrollgruppe enthielt mit 20,9 Prozent den gleichen Anteil an Sauerstoff, wie er auf Meeresebene herrscht. Die andere Gruppe erhielt dagegen mit 12,7 Prozent einen Anteil, wie man ihn auf ca. 4000 Metern Höhe findet. Dabei beobachtete man eine geringfügige Steigerung der Hypertrophie und Ausschüttung von Wachstumshormonen in der Gruppe, die weniger Sauerstoff erhielt. Allerdings war diese Studie sehr klein und keine weitere Untersuchung konnte diese Ergebnisse bisher bestätigen. Außerdem wissen wir bereits, dass Trainingsmasken die Bedingungen des Höhentrainings nicht simulieren können.

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Zwei weitere Studien verwendeten jedoch die Trainingsmasken tatsächlich in Kombination mit dem Krafttraining. Eine von ihnen verglich sie mit einer Kontrollgruppe ohne Maske. Dabei mussten die Probanden jeweils fünf Sätze Kniebeugen und Brustpresse bis zum Muskelversagen ausführen und durften zwischen den Sätzen für 60 Sekunden pausieren [8]. Die Probanden, die mit Maske trainierten, erreichten früher das Muskelversagen und hatten entsprechend eine geringere Trainingsleistung. Außerdem stieg ihr Laktat-Spiegel stärker an und sie bewerteten das Training als anstrengender.

Trainingsmasken
Beim Krafttraining zeigen Untersuchungen, dass Trainingsmasken den Eintritt des Muskelversagens beschleunigen und die wahrgenommene Erschöpfung anheben können [8]. *p<0,05
Während die Trainingsmasken scheinbar den Anteil der Energiesysteme an der Energiebereitstellung verändert und dafür gesorgt haben, dass der anaerobe Stoffwechsel einen höheren Stellenwert einnimmt, sank in dieser Studie die Leistung. Es konnten weniger Wiederholungen ausgeführt werden, bevor die Teilnehmer den Satz abbrechen mussten. Dadurch verringert sich die Anzahl der stimulierenden Wiederholungen und langfristig damit wahrscheinlich auch der Muskelaufbau. Neuere Untersuchungen scheinen dies zu bestätigen.

Eine ähnliche Studie fand zwar keinen signifikanten Unterschied in der geleisteten Arbeit und dem Laktat-Spiegel durch das Training mit den speziellen Masken aber eine verringerte Geschwindigkeit der Hantel beim Training [10]. Die Hantelgeschwindigkeit gilt als Marker für die Erschöpfung während eines Satzes. Laut der Kraft-Geschwindigkeits-Beziehung führt eine langsamere Verkürzungsgeschwindigkeit der Muskelfasern dazu, dass jede Muskelfaser mehr Kraft aufwenden muss [11]. Das bedeutet, dass wir unter normalen Umständen die Hantel nicht so schnell bewegen können, wenn das Gewicht steigt oder eine erhöhte Erschöpfung vorliegt. Da in der Studie jedoch das relative Gewicht in beiden Gruppen gleich war, bedeutet dies, dass die Erschöpfung höher gewesen sein muss. Bei höheren Intensitäten würde so ebenfalls früher das Muskelversagen eintreten, wenn wir eine Trainingsmaske tragen.

Längen-Spannungs-Beziehung
Um eine schwere Last zu bewegen muss der Muskel laut der Kraft-Geschwindigkeits-Beziehung langsam kontrahieren. Eine bewusst langsame Kontraktionsgeschwindigkeit oder "Time under Tension" erfordert jedoch die Verwendung submaximaler Lasten. Um die motorischen Einheiten mit hoher Reizschwelle maximal zum Wachstum anzuregen benötigen wir jedoch höhere Lasten und/oder schnellere Ausführungsgeschwindigkeiten.

Beim Training mit dem Ziel des Muskelaufbaus konzentrieren wir uns in der Regel weniger auf unsere Energiesysteme, sondern darauf, unsere Muskeln zu reizen. Indem wir unser Training durch eine Trainingsmaske anstrengender machen sowie den anaeroben Stoffwechsel und den Laktatspiegel steigern, verringern wir die Anzahl der Wiederholungen, die wir ausführen können, bevor das Brennen der Muskulatur so stark wird, dass wir aufhören müssen. Da dies allerdings nicht der Punkt ist, an dem unsere Kraft versagt, erreichen wir keine maximale Stimulation aller motorischen Einheiten für den Muskelaufbau.

Fazit und Zusammenfassung

Die aktuelle Datenlage zeigt, dass Trainingsmasken das Höhentraining nicht simulieren können. Aus diesem Grund verwenden auch die Hersteller diesen Claim nicht mehr, um ihre Produkte zu bewerben. Wenn diese Trainingsmasken einen positiven Effekt haben, dann ist er gering und bezieht sich auf die Atemmuskulatur und die Lungenkapazität, was im Falle von Ausdauersportlern einen Vorteil darstellen könnte. In Bezug auf das Krafttraining deuten die Studien jedoch darauf hin, dass das Tragen einer Trainingsmaske zu einer vorzeitigen Ermüdung und dem früheren Eintreten des Muskelversagens führen kann.

Wenn wir mit dem Ziel des Muskelaufbaus trainieren, möchten wir, dass unsere Kraft den limitierenden Faktor darstellt, um die motorischen Einheiten mit hoher Reizschwelle maximal zu rekrutieren und zum Wachstum zu stimulieren. Da Trainingsmasken den Energiestoffwechsel stärker zur anaeroben Glykolyse verschieben, in der Laktat als Endprodukt entsteht und durch das Brennen der Muskulatur zum vorzeitigen Muskelversagen führt, könnte der Gebrauch einer solchen Maske den Trainingsreiz für die Hypertrophie vermindern. Wenn überhaupt sollten Kraftsportler und Bodybuilder Trainingsmasken ausschließlich zum Cardiotraining verwenden, sofern sie ihre Atemmuskulatur verbessern wollen.

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Primärquelle: Dr. Dan Jolley: "Altitude training masks – an unbiased review",www.criticalfitness.com.au

Literaturquellen:

  1. Porcari, John P., et al. "Effect of wearing the elevation training mask on aerobic capacity, lung function, and hematological variables." Journal of sports science & medicine 15.2 (2016): 379.
  2. Shei, Ren-Jay. "Recent advancements in our understanding of the ergogenic effect of respiratory muscle training in healthy humans: a systematic review." Journal of strength and conditioning research 32.9 (2018): 2665.
  3. Bellovary, Bryanne N., et al. "Effects of high-intensity interval training while using a breathing-restrictive mask compared to intermittent hypobaric hypoxia." (2019).
  4. BIGGS, NICOLE C., et al. "Effects of simulated altitude on maximal oxygen uptake and inspiratory fitness." International journal of exercise science 10.1 (2017): 127.
  5. Sellers, John H., et al. "Efficacy of a ventilatory training mask to improve anaerobic and aerobic capacity in reserve officers' training corps cadets." The Journal of Strength & Conditioning Research 30.4 (2016): 1155-1160.
  6. Warren, Brian G., Frank Spaniol, and Randy Bonnette. "The effects of an elevation training mask on VO2Max of male reserve officers training corps cadets." İnternational Journal of Exercise Science 10.1 (2017): 37-43.
  7. Kurobe, Kazumichi, et al. "Effects of resistance training under hypoxic conditions on muscle hypertrophy and strength." Clinical physiology and functional imaging 35.3 (2015): 197-202.
  8. Motoyama, Yuri L., et al. "Airflow-restricting mask reduces acute performance in resistance exercise." Sports 4.4 (2016): 46.
  9. Andre, Thomas L., et al. "Restrictive breathing mask reduces repetitions to failure during a session of lower-body resistance exercise." The Journal of Strength & Conditioning Research 32.8 (2018): 2103-2108.
  10. Jagim, Andrew R., et al. "Acute effects of the elevation training mask on strength performance in recreational weight lifters." The Journal of Strength & Conditioning Research 32.2 (2018): 482-489.
  11. Baechle, Thomas R., and Roger W. Earle, eds. Essentials of strength training and conditioning. Human kinetics, 2008.
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