VO2max: In Sportuhren verstehen und richtig einsetzen

Der VO2max beschreibt die Fähigkeit des Körpers, eine bestimmte Sauerstoffmenge über die Lungen in den Körper zu bringen und durch die Blutversorgung zu den Muskeln zu transportieren, wo diese zur Energieerzeugung verwendet wird. Dabei betrachtet man einen definierten Zeitabschnitt in dem der Sauerstoff aufgenommen wird (wie etwa 1 Minute). Der Zusatz „max“ beschreibt den Umstand, dass die größtmögliche Sauerstoffmenge und ihre Verarbeitung im Körper gemeint ist. VO2max gilt als Goldstandard bei der Fitnessbewertung eines Sportlers, dazu gleich mehr.

Einige Sportuhren und Fitness-Armbänder tracken die VO2max automatisch. Für diejenigen, die mehr über den Einsatz speziell in Sportuhren wissen möchten, haben wir diesen Beitrag erstellt. Er hilft die Sportuhr besser zu verstehen und einzuschätzen, ob diese möglicherweise Quatsch erzählt. So können Sie beispielsweise anhand der Vergleichswerte weiter unten gelieferte 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 Aufnahme von Sauerstoff sehr wichtig. Je größer die Sauerstoffaufnahme VO2, desto leistungsfähiger sind Sportler. VO2 steht für Volume (V) und Oxygen (O2). Dabei steigt die Sauerstoffaufnahme bei intensiverer körperlicher Belastung. Diese Relation kann gemessen und ausgenutzt werden, um verschiedenste gesundheitliche Aspekte abzuleiten. Die Messung der Sauerstoffaufnahme erfolgt in einer Zeiteinheit, in der Regel pro Minute.

Für Sportler sind vor allem maximal mögliche Leistungen von besonderer Bedeutung. Für das Messen dieser steht der VO2max zur Verfügung, der ab einem bestimmten Trainingszeitpunkt eintritt und dann auf einem Niveau/Level „hängenbleibt“. Das heißt, dass dann das Maximum an Sauerstoffaufnahme erreicht wurde und nicht mehr gesteigert werden kann. Die Steigerung genau dieses Niveaus kann durch gezielte Übungen je nach vorhandenem Fitnesslevel trainiert, also die Sauerstoffaufnahme und -Verarbeitung je Zeiteinheit erhöht, und mit guten Sportuhren gesteuert und automatisch getracked werden. Das Ergebnis ist vor allem eine Perfomance-Steigerung, da mehr Energie je Zeiteinheit umgesetzt werden kann, obwohl man sich nicht mehr anstrengen muss. Um es einfacher auszudrücken: ein Tempo mit vergleichsweise niedrigerer Anstrengung halten können.

In Sportuhren kommt der sog. relative VO2max zum Einsatz. Dieser hat einen Bezug auf Menge, Zeit und Körpergewicht und ermöglicht deshalb eine vergleichbare und realistischere Einschätzung. Gemessen wird der relative VO2max in der Einheit Milliliter pro Kilogramm pro Minute (ml/kg/min). Diese soll ausdrücken, welche maximale Menge (Milliliter) an Sauerstoff über eine Minute unter intensiver körperlicher Belastung pro Kilogramm Körpergewicht im Körper aufgenommen und zur Energieerzeugung verarbeitet werden kann.

Die VO2max-Metrik wird als Grundlage für eine der wichtigsten Bewertungen eines Sportlers genommen: nämlich, der Leistungsfähigkeit. Das heißt, wie viel Energie der Körper für eine bestimmte Leistung max. bereitstellen und verbrennen kann. Oder anders: wie intensiv sein Körper arbeiten muss, um die erzielte Performance zu erreichen. Experten verwenden unterschiedliche Begriffe, wenn sie über den VO2max reden. Darunter kardiorespiratorische Fitness, kardiovaskuläre Fitness, aerobe Leistungsfähigkeit, aerober Fitnesslevel oder auch mal aerobe Performance-Kapazität.

Neben der relativen, gibt es auch die absolute VO2max-Angabe, die die Sauerstoffaufnahme in Liter pro Minute (L/min) darstellt, aber das individuelle Körpergewicht nicht berücksichtigt. Ein Vergleich ist somit kaum vorzunehmen, da größere Menschen beispielsweise i.d.R. auch eine mengenmäßig größere Sauerstoffaufnahme haben.

Ein höherer Wert deutet i.d.R. auf einen vergleichsweise fitteren Gesundheitszustand und ausdauernder Leistung 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 über den persönlichen Sauerstoffverbrauch erhält man in einem Labor oder Institut für Leistungsdiagnostik. Dort können Interessierte beispielsweise im Rahmen der sog. Spiroergometrie mit Hilfe eines Laufbands oder Fahrrad-/Ruderergometers sowie einer speziellen Atemmaske eine präzise, aufwendige und kostspielige Messung unter anderem der Sauerstoffaufnahme durchführen lassen.

Sportuhren und Fitness-Armbänder haben diese Möglichkeiten nicht, stattdessen errechnen und schätzen sie indirekt anhand mehrerer Faktoren einen ungefähren Wert. Denn sie können nicht wirklich direkt die tatsächlich in den Körper aufgenommene Sauerstoffmenge und deren Verarbeitung in Körper und den Muskeln messen so wie es oben erwähnte Spiroergometrie schafft, indem sie ausgeatmete Gase in einem speziellen Gerät analysiert.

Wie genau misst eine Sportuhr den VO2max?

Im Vergleich zu Labormessungen können Sportuhren eine Schätzgenauigkeit von ca. 95% erreichen, so zumindest die Angabe von Firstbeat (mehr über den VO2max-Algorithmus von Firstbeat (PDF) erfahren), dessen Algorithmus in vielen Sport- und Fitnessuhren namhafter Hersteller steckt. Darunter Garmin, Suunto, Withings, Huawei oder seit neulich auch Casio mit der GBD-H1000. Diese 95% wurden auf Grundlage von 2690 Läufen von 79 Sportlern bestimmt.

Dabei hängt die Genauigkeit von einigen Faktoren ab, wie wir nachfolgend erläutern. Vor allem aber benötigt die Uhr möglichst präzise messende Sensoren, wie beispielsweise HR-Sensoren (integriert oder extern) und GPS-Empfänger.

Welche Parameter sind wichtig?

Den VO2max ermitteln beispielsweise viele Garmin Sportuhren während des Gehens und Laufens automatisch. Während er bei Garmin einfach VO2max heißt, wird in Polar Laufuhren der Begriff Running Index verwendet, der sehr eng mit dem VO2max verbunden ist. Die Uhr benötigt dafür korrekte persönliche Daten wie Alter, Geschlecht und Körpergröße. Zusammen mit diesen und Daten, die während Aktivitäten gesammelt wurden, errechnet die Uhr einen individuellen Wert. Zu den wichtigsten Daten aus Aktivitäten gehören die Herzfrequenz und Lauf-/Gehgeschwindigkeit, die zueinander in Relation gebracht werden. Die Herzfrequenzdaten können dabei aus dem integrierten optischen Pulssensor der Uhr (unsere FAQ zu optischen Pulssensoren) oder von HR-Brustgurte stammen, die vor allem im Training hilfreich sind.

Kommen Daten von weiteren Sensoren wie etwa GPS-Daten hinzu, kann eine noch genauere Auswertung vorgenommen werden. Denn anhand von GPS-Daten können eine viel genauere Laufgeschwindigkeit ermittelt als auch Höhenunterschiede mitberücksichtigt werden. Für die Errechnung ist es beispielsweise relevant, ob man sich in großer Höher mit weniger Sauerstoff befindet. Würde der Algorithmus sowas nicht erkennen, führte das automatisch zu einer schlechteren Auswertung und unzuverlässigeren Ergebnissen.

Garmin bezieht in einigen seiner Modelle neben GPS- sogar Daten von integrierten oder koppelbaren Wettersensoren. Diese erkennen etwa besonders schwüles Wetter und können dies zur Relation der Leistungsdaten setzen. Auch die Historie der Trainingsbelastung ist ein wichtiger Parameter.

Achten Sie deshalb bei der Anschaffung einer Sportuhr darauf, ob sie einen integrierten GPS-Empfänger hat. In unserer Liste der besten Laufuhren, finden Sie eine gute Orientierung und einige Empfehlungen, mit denen wir gute Erfahrung sammeln konnten. Auch am Ende dieses Artikel stellen wir einige unserer Ansicht nach sehr gute Modelle mit VO2max-Feature vor. Außerdem gilt: je genauer man es haben möchte, desto mehr und genaue Sensoren sollte die Uhr besitzen. So kann sie den Einfluss der Umgebung auf die Leistung besser erkennen und einordnen. Sogar ein Wettersensor kann wichtig sein.

Wichtig: Fehlererkennung

Auch Stopps und Starts werden von guten Algorithmen erkannt – gute Sportuhren haben eine automatische Stopp-Erkennungsfunktion, die etwa bei Ampeln greift –  und fließen nicht in das Endergebnis mit ein.

Firstbeat VO2max: Erkennt und ignoriert Störungen (Screenshot firstbeat.com)
Firstbeat VO2max: Erkennt und ignoriert Störungen (Screenshot firstbeat.com)

Bevor die Sportuhr eine gute Abschätzung liefern kann, muss sie in den ersten Wochen den Träger sozusagen zuerst kennenlernen. Vor allem seine Herzfrequenz und Trainingsverhalten. So kann sie mit der Zeit Messfehler besser erkennen und einordnen. Zu Messfehlern können auch weitere verschiedene Störquellen beitragen. Diese sind gut in der mittleren Reihe des obigen Screenshots zu erkennen und können je besser die Uhr ist, erkannt und im Endergebnis entfernt werden.

Insgesamt sollte man mitnehmen, dass in so einem Algorithmus in Sportuhren tatsächlich im Hintergrund unheimlich viele Daten einfließen, so dass eine realistische Einschätzung dabei rauskommen kann. Neben persönlichen, Gesundheits- sowie Trainings- und Sensordaten, fließen auch Daten aus Wissenschaft und Erfahrungswerten ein. Es wird sogar berücksichtigt, dass die VO2max mit steigendem Alter kontinuierlich abnimmt (siehe Vergleichswerte).

Damit die Uhr den Fortschritt besser misst, einordnet und den Besitzer darüber informiert und motiviert, ist es wichtig, dass sie mindestens GPS hat, so oft wie möglich getragen und regelmäßig mit ihr unter freiem Himmel trainiert wird. Ist keine GPS-Einheit möglich, so kann auch ein Laufsensor mit der Uhr gekoppelt werden. Radfahrer können auch einen kompatiblen Leistungsmesser einsetzen.

Vorteile guter VO2max: Was bringt mir das?

Die Sauerstoffaufnahme beeinflusst unter anderem unsere Ausdauerleistung. Diese nimmt mit steigendem Alter ab, unabhängig davon, ob man trainiert oder nicht. Jedoch führt regelmäßiges Training dazu, dass sie langsamer abnimmt, so dass die allgemeine Fitness im Vergleich zu gleichaltrigen Menschen i.d.R. besser ist und auch die Lebenserwartung beeinflusst. So liegt der Richtwert bei untrainierten Menschen mit steigendem Alter bei einem Abfall von ca. 8-10%, während Menschen mit regelmäßigen Sportaktivitäten lediglich einen Abfall zwischen 4-5% haben.

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
  • Passende Fitness- und Leistungsziele setzen
  • Fitnesslevel/-Fortschritt auswerten
  • Mit vergleichbaren Sportlern vergleichen/wissen, wo man in etwa steht
  • Effektivität des Trainings ermitteln
  • Je höher der VO2max, desto besser ist die Ausdauerfähigkeit trainierbar
  • Motivation zur Verbesserung/weiterzumachen
  • Allgemein gesünderes Lebensgefühl und längere Lebenserwartung

VO2max Vergleichswerte

Um eine Idee davon zu bekommen welche Werte bei Sportlern üblich sind, folgen ein paar Vergleichswerte. Allgemein gilt, dass bei Breitensportlern Werte von 40 ml/kg/min gut und Werte ab 50 ml/kg/min sehr gut sind.

VO2max im Vergleich (relativ)
LeistungsstandVO2max MännerVO2max Frauen
Breitensportler 18-22 Jahre44-5038-42
Breitensportler ab 30 Jahre44-50 (-1% pro Jahr)38-42 (-1% pro Jahr)
Läufer (Spitzensportler)80-85ca. 70
Skilangläufer90-95bis etwa 77
Menschen mit Herzproblemen<25

Quelle: Prof. Dr. Ingo Froböse: Leistung messen und steigern

Folgende Tabelle verdeutlicht welche Werte in einem entsprechenden Alter als gut und welche eher weniger gut sind. Zunächst die Frauen:

VO2max Vergleichswerte Frauen (relativ)
AlterSchlechtAusreichendGutSehr gutÜberragend
20-29<3636-3840-4344-4849+
30-39<3434-3637-4142-4647+
40-49<3333-3536-3839-4445+
50-59<2929-3132-3536-4041+
60-69<2727-2829-3233-3637+
70-79<2626-2728-2930-3637+

Quelle: Prof. Dr. Ingo Froböse: Leistung messen und steigern

Und noch die Männer:

VO2max Vergleichswerte Männer (relativ)
AlterSchlechtAusreichendGutSehr gutÜberragend
20-29<4242-4546-4951-5556+
30-39<4141-4344-4748-5354+
40-49<3838-4142-4546-5253+
50-59<3535-3839-4243-4849+
60-69<3232-3435-3839-4445+
70-79<2929-3132-3536-4243+

Quelle: Prof. Dr. Ingo Froböse: Leistung messen und steigern

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 hält man sich an einen entsprechend individuell zugeschnittenen Trainingsplan, um den VO2max zu steigern. Sportuhren mit der Unterstützung für Trainingspläne (siehe Sportuhr-Empfehlungen mit VO2max) können dabei helfen, den richtigen Trainingsplan auszuwählen und zu verfolgen. Allgemeine Tipps sind:

  • Anfänger: Einsteiger sollten nicht zu intensiv, sondern eher regelmäßig und moderat trainieren. Das genügt normalerweise, um die VO2max zu steigern.
  • Erfahrene Sportler mit bereits gutem Wert: kurze, mindestens 3 bis zu 15 Minuten andauernde, intensive Aktionen im Rahmen einer Trainingseinheit. Das kann beispielsweise Intervall- oder HIIT-Training sein. Auch ein Fahrtspiel kann in Betracht gezogen werden, um die Ausdauer zu steigern.

Die Verbesserung des VO2max dauert üblicherweise mehrere Wochen und Monate. Bei regelmäßigem Training sind Steigerungen zwischen 10-20% innerhalb von 10 Wochen möglich, während ohne Training eine starke Verringerung des VO2max bereits nach 2-4 Wochen eintritt, z. Bsp. wegen einer Verletzung oder aus Zeitmangel.

Regelmäßiges Training mit ausreichenden Erholungspausen sind also für den Erhalt eines guten VO2max wichtig. Ist ein Training nicht möglich, helfen jegliche körperliche Aktivitäten, um den Abfall des VO2max zu verlangsamen. Z. Bsp. durch viel gehen, Treppen steigen und so weiter. Ist man gezwungen kürzere Trainingseinheiten zu absolvieren, kann eine höhere Trainingsintensität dabei helfen, den VO2max aufrecht zu erhalten.

Weitere Tipps und Hinweise

  • Damit eine Sportuhr den VO2max so gut wie möglich errechnet, ist es wichtig richtige Gesundheitsangaben in der App/Uhr zu hinterlegen. Dazu zählen vor allem Geschlecht, Alter, Körpergröße, Körpergewicht.
  • Die Uhr sollte so oft wie nur möglich getragen werden. Suchen Sie deshalb nach einer für Ihr Handgelenk passenden Sportuhr. Inzwischen bieten namhafte Hersteller wie Garmin oder Polar für jedes Handgelenk ein passendes Gerät.
  • Der VO2max von Frauen ist im Vergleich zu vergleichbaren Männern (Alter, Fitness) niedriger.
  • Wie effizient der Körper Sauerstoff verarbeiten kann, kann auch von genetischen Faktoren abhängen.
  • Menschen mit bereits gutem VO2max haben es schwerer diesen weiter zu verbessern. Weniger fitte Menschen hingegen können durch sportliche Aktivitäten ihren VO2max leichter verbessern.
  • Der VO2max nimmt ab dem 30. Lebensjahr um ca. 1% ab.

Für welche Sportler ist der VO2max besonders wichtig?

Ein guter VO2max-Wert ist für die meisten Sportarten wichtig, aber besonders wichtig ist er für Läufer, Radfahrer, Schwimmer oder auch Skilangläufer. Also überall da, wo eine gute Ausdauer gefragt ist.

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