VO2max in Sportuhren verstehen und Leistung maximieren

Die VO2max beschreibt die Fähigkeit des Körpers, eine bestimmte Menge Sauerstoff über die Lunge in den Körper aufzunehmen und über den Blutkreislauf zu den Muskeln zu transportieren, wo er zur Energiegewinnung genutzt wird. Dabei wird ein definierter Zeitraum betrachtet, in dem der Sauerstoff aufgenommen wird (z.B. 1 Minute). Der Zusatz „max“ beschreibt, dass es sich um die größtmögliche Sauerstoffmenge und deren Verarbeitung im Körper handelt. Die VO2max gilt als Goldstandard zur Beurteilung der Fitness eines Sportlers.

Einige Sportuhren und Fitnessarmbänder messen die VO2max automatisch. Für diejenigen, die mehr über die Verwendung speziell in Sportuhren wissen möchten, haben wir diesen Artikel erstellt. Er hilft, die Sportuhr besser zu verstehen und einzuschätzen, ob sie möglicherweise Unsinn erzählt. Zum Beispiel können Sie mit den Vergleichswerten weiter unten im Artikel die angezeigten Werte besser interpretieren und auf Plausibilität prüfen.

Ganz unten geben wir auch allgemeine Tipps, einen Buchtipp und empfehlen Sportuhren mit VO2max-Unterstützung.

VO2max

Für körperliche Aktivitäten ist eine ausreichende Sauerstoffaufnahme sehr wichtig. Je höher die Sauerstoffaufnahme VO2, desto leistungsfähiger ist der Sportler. VO2 steht für Volumen (V) und Sauerstoff (O2). Die Sauerstoffaufnahme steigt mit der Intensität der körperlichen Belastung. Diese Relation kann gemessen und zur Ableitung verschiedener gesundheitlicher Aspekte genutzt werden. Die Messung der Sauerstoffaufnahme erfolgt in einer Zeiteinheit, in der Regel pro Minute.

Für Sportler sind vor allem die maximal möglichen Leistungen von Bedeutung. Zu deren Messung steht die VO2max zur Verfügung, die ab einem bestimmten Trainingszeitpunkt auftritt und dann auf einem Niveau „verharrt“. Das bedeutet, dass dann die maximale Sauerstoffaufnahme erreicht ist und nicht mehr gesteigert werden kann. Die Steigerung genau dieses Niveaus kann durch gezielte Übungen je nach vorhandenem Fitnessniveau trainiert werden, d.h. die Sauerstoffaufnahme und -verarbeitung pro Zeiteinheit erhöht werden, und mit guten Sportuhren kontrolliert und automatisch aufgezeichnet werden. Das Ergebnis ist vor allem eine Leistungssteigerung, da mehr Energie pro Zeiteinheit umgesetzt werden kann, obwohl man sich nicht mehr anstrengen muss. Einfacher ausgedrückt: Man kann mit vergleichsweise geringerem Aufwand ein Tempo halten.

Sportuhren verwenden die so genannte relative VO2max. Diese bezieht sich auf Menge, Zeit und Körpergewicht. Dadurch ist eine vergleichbare und realistischere Einschätzung möglich. Gemessen wird die relative VO2max in der Einheit Milliliter pro Kilogramm pro Minute (ml/kg/min). Sie soll ausdrücken, wie viel Sauerstoff (Milliliter) pro Kilogramm Körpergewicht während einer Minute intensiver körperlicher Belastung maximal vom Körper aufgenommen wird und zur Energiegewinnung genutzt werden kann.

VO2max ist die Grundlage für eine der wichtigsten Beurteilungen eines Sportlers: die Leistungsfähigkeit. Das heißt, wie viel Energie der Körper für eine bestimmte Leistung maximal bereitstellen und verbrennen kann. Oder anders ausgedrückt: Wie intensiv der Körper arbeiten muss, um eine bestimmte Leistung zu erbringen. Experten verwenden verschiedene Begriffe, wenn sie über die VO2max sprechen. Dazu gehören kardiorespiratorische Fitness, kardiovaskuläre Fitness, aerobe Leistungsfähigkeit, aerobes Fitnessniveau oder auch aerobe Performance-Kapazität.

Neben der relativen VO2max gibt es auch die absolute VO2max, die die Sauerstoffaufnahme in Litern pro Minute (l/min) darstellt, aber das individuelle Körpergewicht nicht berücksichtigt. Ein Vergleich ist daher kaum möglich, da z.B. größere Menschen in der Regel auch eine quantitativ höhere Sauerstoffaufnahme haben.

Ein höherer Wert deutet in der Regel auf einen vergleichsweise fitteren Gesundheitszustand und eine höhere Ausdauerleistungsfähigkeit hin.

Zusammenfassung:

• Relativer VO2max: Milliliter pro Kilogramm pro Minute (ml/kg/min), z.Bsp. 45 ml/kg/min
• Absoluter VO2max: Liter pro Minute (L/min): z.Bsp. 4,1 L/min

Wie wird VO2max in Sportuhren ermittelt?

So genau wie im Labor?

Eine sehr genaue Auswertung der persönlichen Sauerstoffaufnahme erhält man in einem Labor oder Institut für Leistungsdiagnostik. Dort können Interessierte z.B. im Rahmen einer so genannten Spiroergometrie mit Hilfe eines Laufbands oder Fahrrad-/Ruderergometers sowie einer speziellen Atemmaske eine genaue, aufwendige und teure Messung u.a. der Sauerstoffaufnahme durchführen lassen.

Sportuhren und Fitnessarmbänder haben diese Möglichkeiten nicht, sondern errechnen und schätzen indirekt aus mehreren Faktoren einen Näherungswert. Denn sie können nicht wirklich direkt messen, wie viel Sauerstoff der Körper tatsächlich aufnimmt und wie er im Körper und in der Muskulatur verarbeitet wird, wie es die oben erwähnte Spiroergometrie durch die Analyse der ausgeatmeten Gase in einem speziellen Gerät kann.

Wie genau misst eine Sportuhr den VO2max?

Im Vergleich zu Labormessungen können Sportuhren eine Schätzgenauigkeit von ca. 95% erreichen, so zumindest die Angaben von Firstbeat (mehr zum VO2max-Algorithmus von Firstbeat (PDF)), dessen Algorithmus in vielen Sport- und Fitnessuhren namhafter Hersteller zu finden ist. Dazu gehören Garmin, Suunto, Withings, Huawei und seit kurzem auch Casio mit der GBD-H1000. Die 95 Prozent wurden aus 2690 Läufen von 79 Sportlern ermittelt.

Die Genauigkeit hängt von mehreren Faktoren ab, wie wir weiter unten erläutern. Vor allem benötigt die Uhr Sensoren, die möglichst genau messen können, wie z.B. Herzfrequenzsensoren (integriert oder extern) und GPS-Empfänger.

Welche Parameter sind wichtig?

Der VO2max wird z.B. von vielen Garmin Sportuhren beim Gehen und Laufen automatisch ermittelt. Während er bei Garmin einfach VO2max heißt, verwenden Polar Laufuhren den Begriff Running Index, der eng mit dem VO2max verbunden ist. Dazu benötigt die Uhr korrekte persönliche Daten wie Alter, Geschlecht und Körpergröße. Zusammen mit diesen und den während der Aktivität gesammelten Daten errechnet die Uhr einen individuellen Wert. Die wichtigsten Daten aus den Aktivitäten sind die Herzfrequenz und die Lauf- bzw. Gehgeschwindigkeit, die zueinander in Beziehung gesetzt werden. Die Herzfrequenzdaten können vom integrierten optischen Herzfrequenzsensor der Uhr (FAQ zu optischen Herzfrequenzsensoren) oder von Brustgurten stammen, die vor allem beim Training hilfreich sind.

Kommen Daten von weiteren Sensoren hinzu, wie z.B. GPS-Daten, ist eine noch genauere Auswertung möglich. Denn mit GPS-Daten kann die Laufgeschwindigkeit wesentlich genauer bestimmt und Höhenunterschiede können berücksichtigt werden. Zum Beispiel ist es für die Berechnung relevant, ob man sich in großer Höhe mit weniger Sauerstoff befindet. Würde der Algorithmus dies nicht erkennen, würde dies automatisch zu einer schlechteren Auswertung und unzuverlässigeren Ergebnissen führen.

Garmin greift bei einigen Modellen zusätzlich zu den GPS-Daten auf Daten von integrierten oder koppelbaren Wettersensoren zurück. Diese erkennen z.B. besonders schwüles Wetter und können dies in Relation zu den Leistungsdaten setzen. Auch die Historie der Trainingsbelastung ist ein wichtiger Parameter.

Achten Sie deshalb beim Kauf einer Sportuhr auf einen integrierten GPS-Empfänger. In unserer Liste der besten Laufuhren finden Sie eine gute Orientierung und einige Empfehlungen, mit denen wir gute Erfahrungen gemacht haben. Am Ende dieses Artikels stellen wir auch einige unserer Meinung nach sehr gute Modelle mit VO2max-Funktion vor und vergleichen sie. Übrigens: Je genauer es sein soll, desto mehr und genauere Sensoren sollte die Uhr haben. So kann sie den Einfluss der Umgebung auf die Leistung besser erkennen und einordnen. Auch ein Wettersensor kann wichtig sein.

Wichtig: Fehlererkennung

Auch Stopps und Starts sowie andere Störfaktoren werden von intelligenten Algorithmen erkannt und bei der Schätzung des VO2max berücksichtigt. Gute Sportuhren verfügen u.a. über eine automatische Stopperkennung, die z.B. an Ampeln greift – und nicht in das Endergebnis einfließt. Die folgende Grafik des Anbieters Firstbeat Technologies Oy zeigt Beispiele für mögliche Störquellen. Das Unternehmen ist auf physiologische Analysen für Wellness und Sport spezialisiert und wandelt verschiedene Daten in personalisierte Informationen über Training, Stress und Erholung um. Es wurde im Jahr 2020 von Garmin mit dem Ziel übernommen, die zahlreichen Algorithmen noch tiefer in seine Produkte zu integrieren.

Bevor die Sportuhr eine gute Schätzung abgeben kann, muss sie in den ersten Wochen ihren Träger sozusagen erst einmal kennen lernen. Vor allem seine Herzfrequenz und sein Trainingsverhalten. So kann sie mit der Zeit Messfehler besser erkennen und einordnen. Zu Messfehlern können auch verschiedene andere Störquellen beitragen. Diese sind in der mittleren Reihe des obigen Screenshots gut zu erkennen und können, je besser die Uhr ist, erkannt und im Endergebnis eliminiert werden.

Insgesamt sollte man mitnehmen, dass bei einem solchen Algorithmus in Sportuhren tatsächlich sehr viele Daten im Hintergrund einfließen, damit eine realistische Einschätzung herauskommen kann. Neben persönlichen, Gesundheits-, Trainings- und Sensordaten fließen auch Daten aus der Wissenschaft und Erfahrungswerte ein. Es wird sogar berücksichtigt, dass die VO2max mit zunehmendem Alter kontinuierlich abnimmt (siehe Vergleichswerte unten).

Damit die Uhr die Fortschritte besser messen, einordnen und den Träger informieren und motivieren kann, ist es wichtig, dass die Uhr mindestens mit GPS ausgestattet ist, so oft wie möglich getragen wird und regelmäßig im Freien trainiert wird. Steht kein GPS zur Verfügung, kann ein Laufsensor mit der Uhr gekoppelt werden. Radfahrer können auch einen kompatiblen Leistungsmesser verwenden.

Vorteile guter VO2max: Was bringt mir das?

Die Sauerstoffaufnahme beeinflusst unter anderem unsere Ausdauerleistung. Diese nimmt mit zunehmendem Alter ab, unabhängig davon, ob man trainiert oder nicht. Regelmäßiges Training führt jedoch zu einer langsameren Abnahme, so dass die allgemeine Fitness im Vergleich zu Gleichaltrigen in der Regel besser ist und sich auch auf die Lebenserwartung auswirkt. So liegt der Richtwert für untrainierte Personen bei einer Abnahme von ca. 8-10% mit zunehmendem Alter, während bei regelmäßig Sporttreibenden nur eine Abnahme von 4-5% zu verzeichnen ist.

Nachfolgend finden Sie wichtige Vorteile einer guten VO2max:

• Trainingspläne sinnvoll gestalten anhand eines einfachen Indikators
• durch effizientere und höhere Energieumsetzung mit weniger Anstrengung mehr durchhalten
• angemessene Fitness- und Leistungsziele setzen
• Fitnesslevel/-Fortschritt auswerten
• sich mit ähnlichen Sportlern vergleichen/zu wissen, wo man ungefähr steht
• Effektivität des Trainings ermitteln
• je höher die VO2max, desto besser kann die Ausdauerleistungsfähigkeit trainiert werden.
• Motivation zur Verbesserung/weiterzumachen
• allgemein bessere Gesundheit und höhere Lebenserwartung

VO2max Vergleichswerte

Um eine Vorstellung davon zu bekommen, welche Werte bei Sportlern üblich sind, hier einige Vergleichswerte. Als Faustregel gilt, dass bei Freizeitsportlern Werte von 40 ml/kg/min gut und Werte ab 50 ml/kg/min sehr gut sind.

VO2max im Vergleich (relativ)

Leistungsstand	VO2max Männer	VO2max Frauen
Breitensportler 18-22 Jahre	44-50	38-42
Breitensportler ab 30 Jahre	44-50 (-1% pro Jahr)	38-42 (-1% pro Jahr)
Läufer (Spitzensportler)	80-85	ca. 70
Skilangläufer	90-95	bis etwa 77
Menschen mit Herzproblemen	<25

Quelle: Prof. Dr. Ingo Froböse: Leistung messen und steigern (siehe unten: Buchempfehlung)

Die folgende Tabelle zeigt, welche Werte im jeweiligen Alter als gut und welche als weniger gut gelten. Zunächst zu den Frauen:

Quelle: Prof. Dr. Ingo Froböse: Leistung messen und steigern (siehe unten: Buchempfehlung)

Und noch die Männer:

Quelle: Prof. Dr. Ingo Froböse: Leistung messen und steigern (siehe unten: Buchempfehlung)

Nachfolgend finden sich noch Vergleichswerte für die absolute VO2max (Liter pro Minute), die aus Messungen mit Ruderergometer stammen:

• Anfänger: 25-33 rel. bzw. < 3,7 abs. VO2max
• Fortgeschrittene: 40-58 rel. bzw. abs. 3,7 – 5,2 VO2max
• Profis: > 65 rel. bzw. > abs. 5,8 VO2max
• Weltspitze: > 80 rel. bzw. abs. 6 – 6,6 VO2max

Vergleichswerte (Frauen):

• Anfänger: 22-30 rel. bzw. < abs. 2,7 VO2max
• Fortgeschrittene: 36-48 rel. bzw. abs. 2,7 – 3,5 VO2max
• Profis: > 60 rel. bzw. > abs. 4,0 VO2max

VO2max verbessern: Trainingstipps

Idealerweise sollte ein individuell angepasster Trainingsplan befolgt werden, um die VO2max zu steigern. Sportuhren mit Trainingsplanunterstützung (siehe Sportuhrenempfehlungen mit VO2max unten) können bei der Auswahl und Einhaltung des richtigen Trainingsplans helfen.

Allgemeine Tipps:

• Anfänger: Anfänger sollten nicht zu intensiv, sondern eher regelmäßig und moderat trainieren. Dies reicht normalerweise aus, um die VO2max zu erhöhen.
• Fortgeschrittene mit bereits guten Werten: Kurze, intensive Belastungen von mindestens 3 bis 15 Minuten Dauer innerhalb einer Trainingseinheit. Dies kann z. B. ein Intervalltraining oder ein HIIT-Training sein. Zur Verbesserung der Ausdauer kann auch ein Fahrtspiel in Betracht gezogen werden.

Die Verbesserung der VO2max dauert in der Regel mehrere Wochen bis Monate. Bei regelmäßigem Training sind Steigerungen von 10-20% innerhalb von 10 Wochen möglich, während es ohne Training bereits nach 2-4 Wochen zu einem starken Abfall der VO2max kommt, z.B. aufgrund von Verletzungen oder Zeitmangel.

Regelmäßiges Training mit ausreichenden Erholungspausen ist daher wichtig, um eine gute VO2max zu erhalten. Ist ein Training nicht möglich, kann jede körperliche Aktivität helfen, den Abfall der VO2max zu verlangsamen. Zum Beispiel durch viel Gehen, Treppensteigen usw. Wenn man gezwungen ist, kürzere Trainingseinheiten zu absolvieren, kann eine höhere Trainingsintensität helfen, die VO2max zu erhalten.

Weitere Tipps und Hinweise

• damit eine Sportuhr den VO2max möglichst genau berechnen kann, ist es wichtig, die richtigen Gesundheitsdaten in der App/Uhr zu hinterlegen. Dazu gehören vor allem Geschlecht, Alter, Körpergröße und Körpergewicht.
• die Uhr sollte möglichst oft getragen werden. Suchen Sie sich daher eine Sportuhr, die zu Ihrem Handgelenk passt. Namhafte Hersteller wie Garmin oder Polar bieten mittlerweile für jedes Handgelenk ein passendes Gerät an.
• Frauen haben eine niedrigere VO2max als vergleichbare Männer (Alter, Fitness).
• wie gut der Körper Sauerstoff verwerten kann, kann auch von genetischen Faktoren abhängen.
• Personen mit einer bereits guten VO2max haben es schwerer, diese weiter zu verbessern. Weniger fitte Menschen hingegen können ihre VO2max durch sportliche Aktivitäten leichter verbessern.
• ab dem 30. Lebensjahr sinkt die VO2max um ca. 1%.

Für welche Sportler ist der VO2max besonders wichtig?

Ein guter VO2max-Wert ist für die meisten Sportarten wichtig, besonders aber für Läufer, Radfahrer, Schwimmer oder auch Skilangläufer. Also überall dort, wo es auf eine gute Ausdauer ankommt.

Buchempfehlung

Prof. Dr. Ingo Froböse: Leistung messen und steigern: Die besten Methoden aus dem Profisport – für Ausdauer- und Krafttraining (ISBN-10: 3833865113)

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Sportuhren mit VO2max

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Tipp zur Tabellensteuerung: Mobilgerät: Wischen, Desktop: linker Mausklick irgendwo in Tabelle, dann mit den links-/rechts-Tasten der Tastatur

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VO2max	Ja	Ja	Ja (Running Index)	Ja	Ja
Trainings- Pläne	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja
Pulsmesser integriert	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja
externer HR-Brustgurt	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja
GPS	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja
Multisport-/Triathleten-Modus	Nein	Nein	Ja	Ja	Ja
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