Maximale Leistung und maximale Arbeit

(Aus dem Kaiser Wilhehn-Institut ffir Arbeitsphysiologie Dortmund.)

Maximale Leistung und maximale Arbeit. Yon

Alexander Szak:ill.

Mit 10 Textabbildungen.

(Eingegangen am 27..Miirz 1943.)

Inhaltsverzeichnis. seite 1. ]?roblenlstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2. ]3ishcrige Untersuehungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3. Methodik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 4. Versuchsergebnisse und Besprechung . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

a) Die m~xlmale Leistung und ihre Abh/ingigkeit von begrenzenden Fak- toren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

b) Leistung und maximalc Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 5. 2raktisehe Folgerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 6. Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Schrifttumsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

1. Problemstellung. Die k6rpeHiche Leistungsf/~higkeit eines Individuums wird durch das

Arbeitsquantum, das es im /~ul3ersten Fal|e hervorzubringen vermag, defhfiert (Lehmann 1). Dieser Arbeitsbetrag - - die maximale Arbeit - - kennzeichnet den Zeitpunkt, in dem leistungsbegrenzende Faktoren zum Abbruch der Arbeit zwingen. Man kSnnte almehmen, dab dieser an sich klare und einfache Begriff der Leistungsf/~higkeit fiir ihre Messung ebcnso eiirfache Methoden zul/iBt. Man braucht nur die maximale A_rbeit verschiedener Menschen bei e iner bestimmten Arbeitsform zu bestimmen, um ihre Leistungsf/~higkeit untereinander vcrgleichen zu k6nnen. So eilffach liegen die Verh/~ltnisse jedoch nieht. Die maximalc Arbeit wird, je nach der Intensitiit der Arbeit, also der Gr6fle der ,,Lei- stung", verschieden ausiallen. Sie erreicht bei gr6Beren Leistungen ldeinere, bei kleineren Leistungen gr6Bere Betr/ige. Es erhebt sich also die Frage, bei welcher Leistung die Arbeit bis zum Niehtmehrk6nnen bei I)ersonen verschiedener Leistungsf/~higkeit fortgeffihrt werden soll.

Je nach der Gr6Be der Leistung kann im Augenblick des Nichtmehr- k6nnens das Versagen eines anderen Organes leistungsbegq'enzend wirken. ]~s gibt z. B. fiir jeden Mensehen eine obere Grenze der Leistung, die er eirffach deshalb nicht zu iiberschreiten vermag, well seine Muskelkraft nieht ausreicht, die Gegenkraft zu tiberwinden. Die Begrenzung kann aber auch durch das Versagen des Kreislaufes oder der Atmung er- folgen. Sie kann ihre Ursache ~mch in dem Versagen der peripheren

].0 Alexander Szak~ll:

Os-Aufnahme linden. Das ist z.B. der ]~'all, wenn die h{uskeldurchblutung ungeniigend ist. Bei Arbeit in heittem Klima nimmt die I-Iautdurch- blutung infolge Steigerung der K6i]gcrtemperatur in dem Mafle zu, dM3 das Blur vorwiegend indifferentes Gewebe passierend fast so saner- stoffreich wie arterielles Blur dem IIerzen zustr6mt. Blutmangel in den arbeitenden Muskeln ist die notwendige l~olge.

Die Arbcitsbegrenzung kann nach Christensen 2 and Dill 3 bei hohen Leistungsstufcn auch durch Ersch6pfung der Kohlehydratreserven er- folgen. Ws eine m/~l~ige Leistung bei vorwiegcnder Fettkost lange durehgefiihrt werden kann, gelingt dies bei hohen Leistungsstufen nicht. Wfirde der Vp. an Stelle yon :Fett Zuckcr gegeben werden, so k6nnte die Leistung ~ erheblieh 1/~nger fort~esctzt werden. Zur Dureh- fiihrung yon schwersten Leistungsstnfen scheinen demnach Kohlehydrate unentbehrlich zu sein.

W/~hrend die erw/~hnten F~ktoren bei ihrer maximalen Beanspru- ehung den Zustand des Nichtmehrk6nnens relativ genau erkemmn and festlegen lassen, kommen wir bei mittleren bis kleinen Leistungen zu Arbeiten, bei denen die Ausseh6pfung der Leistungsf/~higkeit sehwerer festzustellen ist; die leistungsbegrenzenden ~'aktoren sind weniger gut definiert. Psyehische 1V[omente spielen eine immer grSBere Rolle und kSmmn die Bedeutung der physischen leistungsbegrenzenden Faktoren iiberdecken. Die Vp. gibt zwar an, nieht weiter arbeiten zu kSnnen, ohne aber sagen zu kSnnen, was sic an einer Fortsetzung der Arbeit hindert. Lehmann, Straub und Szakdll 4 haben n/~her ausgefiihrt, dab sehon lange vor dem Eintritt einer tats/~chlichen Arbeitsunf/~higkeit subjektiv der Eindruck vorhanden ist, dab die Arbeit nicht 1/~nger fortgesetzt werden kann. Die praktisch erreichbare Leistungsgrenze ist daher in mittleren und kleinen Leistungsbereichen kein feststehender Punk% und entspricht nieht notwendig dem Zeitpunkt des Versagens einer physiologiscben ~unktion; sie liegt vorher and ist nur subjektiv dadurch definiert, dab die Summe der negativen Faktoren der Ermfidung und Unlust grSl]er empfunden wird gls die der positiven Faktoren des Antriebes und Lei- stungswillens (Szalcdll 5). Demnach besitzt der Menseh eine objektive nnd eine subjektive Leistungsgrenze.

In den geschilderten Umst/~nden ]iegt eine wiehtige Ursaehe fiix" die Unzuverlgssigkeit der Messung der maximalen Arbeitswerbe. Da/3 die Leistungsbegrenzung bei mittleren ur/d kleinen Leistungen mehr, bei grSBeren Leistungen weniger yon Leistungswillen und Leistungsbereit- schaft der Vp. abh/ingen, beweist, dab Pharmaca, wie z .B. Pervitin (Lehmann, Straub und Nzakdll 4) eine Ausnutzung yon Leistungsreserw;n erm6glichen, die im normalen Zustand unter dem Schutz zentr~ler Kemmungen (subjektive Leistungsgrenze) stehen. Chargkteristisch ffir solehe Mittel ist, dab sic keine wirkliehe Steigerung der Leistungsf/~higkeit hervorbringen, wie ctwa das Phosphat, Lecithin oder Traubenzucker,

Maximale Leistung und nmximMe Arbeit. l l

sondern dab sic lediglich die subjektivc Leistungsgrenze bis zur objek- riven Leistungsbegrenzung hinaussehieben.

Es ist also zu erwarten, dal~ bei einer Bestimnnmg der lnaximalen Arbeit die stSrenden Ei~fliisse der subjektivcn Einstellung mn so geringer wcrden, je grSBere Leistung gew~hlt wird.

W~Lhlt man z. ]3." bei Arbeit am Fahrradergometer eine sehr grofte Belastung, so dal~ es nicht mehr gelingt, die Pedale in Bewegung zu halten, so wird die Leistung mit Sieherhei$ dadurch begrenzt, dab die Kraft der Beinmuskulatur nicht mehr ausreicht, um die entgegen- wirkende Kraft zu fiberwinden. Der leistungsbegrenzende Faktor ist die ungenfigende Kraf t tier arbeitenden Muskeln. Bereits eine geriug- ffigige Herabsetzung der Leistung kann die Arbeit ffu" eine gewisse Zeit ermSglichen. Sie kanu aber bei der bestehenden groBen :Belastung nur solange dtzrchgeffihrt werden, Ms die ]~higkei t des Muskels anaerob zu arbeiten, die Ausftihrung der Arbeit ernl6glieht. Da die Leistung nach Verbrauch des im Muskel selbst an Myoglobin gebundenen O~- Vorrates infolge ~VIilchs~ureanhiiufung sehr schnell begrenzt wird, er- fahren Atmung und allgemeiner Kreislauf in di.esem Leistungsbereieh nur eine geringfiigige Vers

Bei weiterer I-Ierabsetzung der Leistung werden die erreiehbaren maximalen Arbeitsbetr~ge inlmer gr61]er. Dabei t re ten andere leistungsbegrenzende Faktoren in den Vordergrund. Wir komnlen zuerst in einen Leistungsbereich, in dent ein Teil des 02-Bedarfes der arbeitenden Muskn- latur dureh die Lunge aufgenommen und dem arbeitenden Muskel zu- gefiihrt wird. Da aber der Bedarf die maximale 09-Aufnahmef'~higkeit des K6rpers fibersteigt, kann keine konstante Arbeitsphase erreicht werden.

Diese A r t e n d e r Leistungsbegrenzung sind gut definiert und yon der subjektiven Einstellung der Vp. wenig abh~ngig. ]:)ms EITeichen der Leistungsgrenze ist auch s crkennbar. Is t z .B. die nmximale Pulszahl erreicht und kommt bei den Vpn. das Versagen des Kreislaufes durch die Cyanose deutlich zmn Ausdruek, so ist wohl daraus zu ersehen, dab die gew~hlte Leistmlg nicht l~inger fortgesetzt werden k~mn. Man wird also zur Bestimmung der maximalen Arbeit anl besten Leistungen w~hlen, bei denen die leistungsbegrenzenden Faktoren yon subjektiven Einfliissen gar nieht oder nur wenig beeinflul3t werden.

Wenn man in Betracht zieht, daft die Leistungsstufen, die diesen begrenzende~l Faktoren entspreehen, yon Menseh zu Mensch verschieden sind, wird es verstgndlieh, dal~ sieh hieraus methodische Schwierigkeiten ergeben miissen. Selbst die zur Bestimmung der maximalen Arbeit zu wghlende Leistung bleibt eine relative, yon Mensch zu Mensch ver- sehiedene GrSf~e. Eine Leistung, die yon einem Menschen au f beliebige Dauer leieht durchgeftihrt werden kann, bedeutet ftir den anderen sehon die maximale Bcla.stung.

12 Alexander Szak~ll :

I n bezug auf die ]?rage, wie sich die Le i s tungsbegrenzung bei verschiedenen Leis tungen verh/~lt, konn te E. A . Miil ler ~ ~ls erster zeigen, dag bei versehiedenen Personen die Zunahm e der Arbe i t smax ima mi t s tufenweise he rabgese tz t en Le is tungen reehg groBe Unterschiede zeigt. Die Ursache hiea'fiir v e r m u t e t er in der verschiedenen Beanspruehbarke i t der le i s tungsbegrenzenden Fak to ren . Es is t also n ieh t zu erwarten, dal~ durch diejenige max imale Arbei t , die in e inem einzigen, weml aueh auf dis K6rperlu 'Mt abges t immten Leis tungsbereich gewonnen wurde, die k6rperliche Leistungsf/~higkeit wirklich ausre ichend gekennze ichne t werden kann . Aussicht auf Erfolg versprieht viel eher die B e s t i m m u n g der Arbe i t smaxima in Abh/ingigkei t yon der Leis tung. Ers t aus dem Kurvenver l au f der derar t gewonnenen m a x i m a l e n Arbei tswer te k6 imen wir d a n n ein Bild fiber die Leis tungsfs des u n t e r s u c h t e n Mensehen en tnehmen . Die Grund lagen ffir die Leistungsf/~higkeit s ind in ana to- mischen u n d funkt ione l len Gr6Ben gegeben. Die Pr i i fung der Frage, welehe dieser Gr6gen dureh Muskelarbei t versehiedener Le i s tung maximal in Ansprueh genommen werden, ist Zweek der vor l iegenden Arbei t .

2. Bisherige Untersuchungen.

Die lCangordnung der Leistungsf/~higkcit mehrerer Pcrsonen kann dadurch bcstlmmt werden, daft man die Arbelt bis zum NichtmehrkSnnen fortsetzt. Bei hoher Leistung wird als mal3gebende GrSl~e fiir die Begrenzung der Arbeit das maximale O~-Aufnahmeverm5gen angesehen. Je gr6fter dies ist, eine um so gr6ftere Leistung kann erreicht werden (Herbst ~, Dill und Mitarbeiter 8, Granati und Pe- retti 9 u. a.).

Dill, Talbott und Edwards lO untersuchten an l0 gesunden M/innern verschiedenen Alters ( 1 8 ~ 0 Jahre) die Beanspruchbarkcit der Funktionen, von denen zu erwarten war, da/~ sie die Rangordnung dcr mcnschlichen Leistungsf/ihigkeit bestimmen. Sie wahlten zu diesem Zweck die Laufarbeit auf ebener Bahn. Die Laufgeschwindigkeit betrug bei allen Vpn. um 9,2 km/Std. Es konnte festgestellt werden, daft Personen mit grSfterer Ermfidbarkelt eine erheblich geringere Zu- nahme der Eiweift- und H~moglobinkonzentration im ]Mute erreichten als Per- sonen, die bei Ausfilhrung der gleichen Arbeit fiberhaupt keine Ermiidung zeigten. Bei der ersten Gruppe yon Personen wurde ein starkes Ansteigen yon Lactaten gefunden, jedoch ist dieses durch Abnahme anderer Anionen, namentlich yon Bicarbonaten und Proteinaten kompensicrt. Im ]3lute sehr lelstungsf/ihiger Per- sonen wurde neben der Bluteindiekung, die dutch Abwanderung yon etwa 6%, der leicht diffundierenden Ionen enthaltenden :b'ltissigkeit aus der ]31utbahn zustande kam, elne Zunahme der anorganischcn Phosphate und des Calciums beobachtet. Zwischen Anh~ufung yon Lactaten im Blur, Ventilation und Leistungs- fahlgkelt konnte eine enge Beziehung festgestellt werden. Diejenige Vpn., welche eine Milchs/~ureanh~ufung yon 4--5 M~qu. pro Liter Blut (0,31---0,40 rag-%) aufwiesen, hatten bei der gleiehen Leistung eine erheblieh gr6ftere Lungenventilation als diejenigen, bei denen die Milchs~iurekonzentration unterhalb yon 2 M/iqu. blieb. Bei der Gruppe mit hoher Milchsi~urckonzcntration war die Leistungsfi~higkeit sehr schlecht, die Leute hatten sich am Ende der Arbeit restlos ausgegeben. Die pro Liter aufgenommenen 02 geatmete Luftmenge betrug bei diesen Personen 25--30 Liter gegentiber 20--24 Litcrn bei den lelstungsfRhigcren Personen. Die Umache der hohen Ventilationsquotienten konntc in dem Verhalten der O~-Siitti-

Maximale Leistung und maximale Arbeit. 13

gung des arteriellen Blutes gefunden werden. "W/ihrend diese bei Personen mit normMer Ventilation durchwcg um 95% betrug, wurde bei der anderen Gruppe trotz hoher Ventilation nut ein O~-Si~ttigungsgrad yon weniger als 92% gefunden.

Der Erkliirung hierfiir wird die Tatsaehe zugrunde gelegt, dab die Anhi~ufung yon Milchs/~ure, Mso eine S/~uerung des Blutes, eine Rechtsverschiebung der 02- ])issoziationskurve bewirkt. In dem Bemiihen, die gleiche O3-Si~ttigung zu erreichen, wurde das Atemminutenvolumen vergrSI3ert. Prinzipiell das gleichc Verfahren wird yon Zaeper n zur Beur$eilung der kSrperlichen Leistungsfiihigkeit angewendet. Der Untersehied besteht lediglich darin, dal~ O3-Aufnahme und Atemminuten- volumen am Drehkurbelergographen bei maximalen Leistungen bestlmmt werden. Beziiglich der Leistungsbegrenzung bestchen nach Zaeper 13 Unterschiede zwischen ,,maximalen kurzdauernden" und , , langdauernden" Leistungen. Bei kurzdauernden Leistungen kommt es nur auf die Sauerstofftransportleistung des Kreislaufes an, die sich aus dem Produkt yon Herzminutenvolumen und arteriovenOser O2-Differenz ergibt. Die Leistungsf/~higkeit des Kreislaufes ist um so hSher zu bewerten, je mehr O 2 in der Zeiteinheit aufgenommeu werden kann. Bei langdauernder Anstrengung wird infolge Blutsituerung die Atmung zum begrenzenden Faktor. Nun ist aber zu bedenken, dab das Auftreten grol]er Sauremengen im Blur letzten Endes wieder yore ]~reislauf abhitngig ist; denn je besser die Peripherie mit O 3 versorgt wird, desto geringer wird die M6glichkeit des Auftretens anoxybiotischer, saurer Stoff- weehselprodukte und umgekellrt. Bei sehlechterer Versorgung der Perip]lerie ist also die Ursache der geschilderten Begrenzung der kOrperlichen Leistungsf/ihigkeit zwar im Kreislauf zu suchen, zum Ausdruck konlmt sic aber in der Atnlung, in dem dann ebcn auch das maxima]e Atemminutenvolumen nicht zur ausreichendeu 03-Besehaffung geniigt. ])ie Et'mittlung des Grades der Be~nspruchung yon Atem- minutenvolumen und O~-Aufnahme bei versehiedenen Persouen erm6g]ieht die ]3estimmung der Leistungsf/ihigkeit derselben 13

Den mal3gebenden Einflul3 der Ventilation auf die Leistungsf/thigkeit konnte much It . Weber la best/itigen. Von den 19 am Fahrr,~dergometer untersuehten Jugendlichen zeigten diejenigen die gr68te Arbeitsdauer, bei denen die schnelle Zunahme der Atemfrequenz am sp~testcn auftrat. Dic typische Erkli~rung dec Vpn., als sic die Ursache fiir den Abbruch der Arbcit angabcn, lautete: ,,Sic h/ittcn keine Luft mehr bekommen".

H. Michaelis und E. A. M,igler v,, 1G erkl~tren sieh m i t d e r Brauchbarkeit des yon Dill und Zaeper angewandten Prinzips zur Bestimmung der kSrperlichen Lei- stungsf/~higkeit bei Gesunden und Gciibten nicht einverstanden. Als Griinde fiir die Ablehnung ffihren sie an, dal~ crstens die Ausnfitzung des Atemsaucrstoffes helm (Tbergang yon kleinsten his zu grSI~ten Leistungcn nur wenig ansteigt, d .h . die pro aufgenommenen Liter 03 geatmete Luftnlenge (Ventflationsquotlent) yon kleiuen bis zu gr6f~ten Leistungen fast konstant bleibt; zweitens, dab beim Kurbel- und I~adfahrversueh am Gesuuden die m'~ximale O3-Aufnahme nur des jeweils arbeitendcn Muskels, nicht dagegen die maximale Leistung yon Herz und Atmung erful~t wird. Es wird angenommen, dalt bei den untersuchten Arbeitsformen die l~egrenzung der Leistung durch das Versagcn der Durchblutung der arbcitenden Muskeln erfolgt.

Beispiele fiir die periphere Begrenzung der Lcistung finden wir auch bci Arbeit il~ hoher Umgebungstemperatur. Lehmanu und Szalccil117 fanden, dal~ bei Hitze- arbeit am Fahrradergonleter kurz vor dem Nichtmehrk6nnen eine auffallende Atemnot ~mftreten kamL die zum Einstellen der Arbeit zwingt. Bereits bei Begim~ der ])yspnoe sank die O3-Ausnutzung in der Atemluft auf sehr niedrige Werte. (~egenfil)er den Versuchen in normalem Klima mit einem Ventilationsquotienten Yon 19 Litern erreiehte diese GrO[~e bei der gleichtm Leistung einen Betrag yon 2(i~28 Litern. Gleiehzeitig sank auch die Aummtzung des Bhltsauerstoffes. J)ie

14 Alexander Szakgll:

ermit tel te arteriovenSse Differenz, die bei der gleichen Vp. un te r denselben Arbeits- und Hitzebedingungen vorher etwa 7 Vol.-% betragen butte, sank wiihrend der Atemnot uuf 2- -3 Vol.-%. Dus Blur kehrte also noeh fast v611ig arterialisiert zur Lunge zurfick. Die Ursuehe hierfiir ist, dab sich die Hantgof/~Be infolge erhShter Witrmeregulution s tark erweitern, so dug ein groger Teil des t~lutes dm'eh die H~ut fliogt. Dot" O2-Bedarf der urbeitenden Muskeln betrug 18(10 eem/Min. (einer Leistung yon 650 mkg/Min, entsprechend). Nueh dor ermit tel ten urterioven6sen O~-])ifferenz und un te r der Annahme eines maximalen :Horzminuteuvolumens yon 30 Litern ist uber dcm Blur nur 900 eem 02 en tnommen worden; ein Betrag, der n icht uus- reieht, den Bedarf des Muskols zu decken. Es mugte also zu einer Situerung des Blutes kommen, die ihrerseits die Atemnot und dadurch die Begronzung der Lei- s tung herbeiftihrte.

]"fit" uusere sp/tteren Bet ruehtungen ist es notwendig, den Befund yon Chri- stensen is zu erw/thnen, wonaeh die O2-Ausnutzung des Blutes bei Arbei t in sehr groBen Leisbungsbeceiehen, die an der Grenzo dos NSgliehen liogon, bei drobendem Versugen ebenso wie in den erw~hnten Hitzeversuehen kleiner werden kann . I m ~2inklang mi t Beobaehtungen yon Liudhard ~9 wird uls Ursaehe hierfiir ungenommen, dab gr6f3ere Blu tmengen unt/~Lige Orgune (Haut) pussieren. Der Rtickgung der O2-Ausnutzung , deren Anstieg sonst parallel mi t dec Zunahme der Leistung als Regel zu bet raehten ist, kunn demnaeh uueh un te r normulen klimutisehen Be- dingungen gMehzeit ig mit denl Nichtmehrk6nnen auftreten. Ein anderm', yon unserem S tandpunk t ebenful]s wichtiger Befund Uhrist(msens bezieht sieh auf das Verhulten des Sehlugvolumens bei verschiedenen Leistungen. Es wurden, unub- h/~ngig yon Leistung, Herzminutenvolmnen und Sehlagfrequenz bei der glolchen Vp. fast unver/~nderte Sehlagvoluminu gemessen. Es wird wahrseheinlieh gemacht , dal3 diese kons tan ten Seblagvolumina Zeiehen dafiir sind, dab das Herz J~ei den verschiedenen ArbeitsgrSgen mit ad/ tquater l~ifllung arbeitet . I n der folgenden Tabelle I huben wit die uns vom S tundpunk t der Leistungsf/thigkeit interessierenden Werte Christensens zusummengestell t .

VO.

E. L. L. B . L . M . T . M . P . O . B . M . N . I t . E. N.

L e i s t u n g

m k g / M i n .

840 720 720 960

1680 1680 1680

(~'CII] O~ ])ro Litcl, l~lut mls~'cmltzt

108 97 89

103 108 106 131

T a b e l l e 1.

o..- Min.-VoL Vcrbr0~ueh ecm/Min. Liter

2100 19,4 1970 20,3 2240 25,1 2450 23,8 3790 35,1 3940 37,3 3790 28,9

Schh~g- Volu ln in l l ,

r

104 134 161 142 209 208 173

l>ul s IOz-Transport ])]'l) Pll]S

Min. ecru

187 11,2 15i 14,7 156 13,9 168 I4,6 168 22,6 179 22,0 167 21,9

E. L. L., B . L . und M.T . sind wonig trMniorte weibliche Vpn. M.P . ist ein unt ra in ier ter Mann. Dim iibrigen Vpn. sind gut truinierte Loute. In der Tubelle haben wit nu r den erreiehten gr6gten Leistungen entspreehende Wer te zusummengestell$. Diese Leistungen konnten moist nur relat iv kurze Zeit h indureh gehulten werden, woil, wie Christensen sehreibt, diese naeh einer gewissen JOuuer iiber die Kr~tfte der VI m. hinuusgingen. Be t raeh ten wit nun einerseits die maximalen Lei- stungen, andererseigs die dazugehSrenden (]rude der l~eanspruehung dos Kreisluufes, so sehen wfr, wie ers taun/ ieh grolle Differenzen bei don versehiodenon l~ersonen bestehen. Wir woisen noeh kurz auf die in der le tzten Sp,~lte yon uns errechneten Zahlen bin, welehe die 02-Transport leis tung Wo Pulssehlag durst.ellen. ])io Vuria- t ionsbrei te betr/~gt ] 1 1 2 3 eem O2!

Maximale Leistung und maximale Arbeit . 15

In den Arbei ten yon Christensen werden bereits die 1)el verschiedencn Lei- s tuugen erreiehbaren maximalen Arbeitswerte, d . h . maxinlale Fahrzei ten mit der ~eanspruchbarke i t des Kreislaufes wcnigstcns andeutungsweise in Zusammenhang gebracht . Es ist das Verdienst von E. A. Miillev ea als erster die Beziehungen zwischen Leistung und maximaler Arbei t s tudier t zu haben. Er stellte fast, dab die Abnahme des Arbei tsmaximums mi t zunehmender Leistung bei versehiedenen ])ersonen n icht gleieh groB ausfMlt. Diese Verschiedenheit der maximalen Arbei ten wird durch Untersehiede in der Leistungsf~higkeit el"klih:t. Dureh Kreuzung der ] ' :urven zweier Vpn. kann die Leistungsf~thigkeit der einen bei hohen Lels tungen doppelt so groB, bel kleincn Leistungen dagegen halb so groB sein wie die Lcistungs- f~thigkeit der anderen. Es wird diskutiert , dab diese Verschiedenheiten ihre Ursache in folgenden Umsti~nden haben kSnnen: :Die ]i'~higkeit zur Ausdauer bei kleinen Leistungen h~ingt yon der (]rSBe der Vaskularisierung der Muskeln und dami t yon der GrSBe der maximalen Durehblu tung ab. Die Ausdauer bei groSen Leis tungen ist eine Funk t ion der F~thigkcit tier Muskeln, Sauerstoffschuldcn einzugehen. Beim ~be rgang yon kleinen zu groBen Leis tungen n immt der EinfluB des ersten Fak tors immer nlchr ab, der des zweiten Faktors immer mehr zu.

Das aus der maximalen Fahrzei t erreehnete Arbei tmnaximum folgt ftir alle Vpn. der Gleichung log A max = a 1 �9 log A r + b I. In dcr Formel bedeutet A max die maximale Arbei t und _N die Leistung. Die t (ons t an t e a t entst~rieht demnaeh dem Richtungsfaktor der Leistungskurvc. Er ist yon Person zu Person auBer. ordentl ich verschiedcn, d. h. die Abnahmc des Arbei t smaximums mi t zunehmender Leistung ist sehr verschieden groB.

Eiue andere Gruppe yon A r b e i t e n verzichtet auf cine absolute Messung der Leistungsf~thigkeit und beg niigt sich ffir prakt lsche Zwecke mi t einer Relativ- messung und geht yon dcr Uberlegung aus, daft m an a n s t a t t dcr nlaximalen natiir- l ichen Grenze der Leistungsfghigkeit dent Nich tmehrk6nnen als Grenze einen anderen beliebigen, aber objekt iv meBbaren P u n k t der Beanspruehung des Organis- mus wiihlte.

Dieses Prinzip ftir die Bes t imnmng der menschIichen Leistungsfahigkeit haben zuerst Lehmann und Szakdll 21 in einer Untersuchung fiber den EinfluB der Ultra- v iole t tbes t rahlung auf die Leistungsfghigkeit angewandt . Sie w~ihlten als Kri- ter iunl der k6rperlichen l nans p r uchnahm e die Erholungsvent i la t ion. Kraut , JLeh- mann und Szakdll 2.2 entwiekelten dieses Prinzip dahin, dab a n s t a t t der Erholungs- vent i la t ion dim mlnutl iche Pulszahl als Ind ica tor ffir die k6rperliehe Inanspruch- nahme gew~Lhlt wurde. Eine wesentliehe Verfeinerung der naeh diesem Prinzip arl)eitenden Methoden bedeutete die Weiterentwicklung dieser Methode yon G. Zeh. mann und H. Michaelis :a. Grundlage ist die Ausffihrung einer Arbei t bis zu dem Moment, in denl das P roduk t aus Pulsdruek und Pulsfrequenz den Wef t yon 10 000 erreicht. Von einer an die absolute Muskelkraft angepal~te Lcistung be- ginnend, wird dlese stufenweise so lange gesteigert, bis dieses l~rodukt erreicht wird. Die bis dah in erreichten ]?ahrzeiten bzw. die geleistete Arbei t s ind d a n n kenn- zeichnend ffir die Leistungsfhhigkeit . Die Methode bewhhrt sieh ausgezeichnet zur Erfassung yon Sehwankungen in. der Leistungsf~higkeit bei versehiedenen :Ern~hrungsarten 24 und zur Gewinnung yon Kurven der Arbeitsdisposit ion iiber den Tag. Fiir die prakt ische Brauchbarke i t der Methode ist die Tatsache kenn- zeiehnend, daft die gewonnenen Rangordnungen der LeistungsfAhigkeit mi t den auf Grund jahrelanger Kenn tn i s gefMlten prakt ischen Urtei len weitgehend fiber- e inst immen.

3. M e t h o d i k .

U n s e r e A b s i c h t w a r , d i e L e i s t u n g s f i ~ h i g k e i t v e r s c h i e d e n e r P e r s o n e n

in A b s o l u t w e r t e n z u b c s t i m m e n , m n z u n i i c h s t z u r A u f s t e l l u n g e i n e r

16 Alexander Szak~ll :

go . N r .

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 24 25 26 27 28 29 29a 30 3l 32 34 35 36 39 40 41 42 43 44 45

Alto:

J a h r

13,fi 14,0 14,4 14,7 14,7 14,1 15,5 16,0 16,3 16,9 17,1 17,1 18,1 19,0 19,3 19,9 20,6 20,9 20,5 28,3 32,0 33,0 34,0 34,1 34,3 34,7 34,8 35,7 36,0 36,8 37,1 38,0 38,0 40,0 40,0 40,7 43,0 43,0 45,0 48,0

G e w i c

k g

43,s 52,C 43,3 57,8 46,4 45,4 52,2 57,{J 54,C 79,1 80,8 58,~1 73,8 63,5 58,3 60,3 68,5 57,7 66,2 62,7 52,6 58,fl 67,3 64,8 72,5 73,8 60,0 68,1 65,2 73,0 68,8 72,0 63,4 69,7 56,1 60,0 82,1 64,0 60,0 63,0

Gri i~c

Olll

151,8 164,1. 159,8 157,1 161,4 158,2 163,1 173,9 162,5 ]75,1 176,0 177,5 178,2 177,2 168,1 170,2 175,0 163,1 171,3 173,9 165,6 171,3 170,9 169,9 174,0 168,8 165,6 168,9 164,4 175,9 170,0 171,3 159,4 171,2 166,7 164,4 178,2 ] 64,6 154,6 168,7

Ta=

Anlca l ,en i i bc r (lie L e l s t u n g

�9 ] I nmxir~m,h~ Vital- ] Leistung

kapa.zitiit, J ma,ximale Obers(~henkel- , m.m

I q n e r s c h n i t t R e d . - L i t e r [ rnl~g/Min, q c m m k g

2,60 3,00 2,40 2,71 3,22 3,25 3,49 3,47 2,64 3,91 4,43 3,41 4,01 4,31. 3,77 3,53 4,93 2,95 5,23 4,12 3,31 4,45 4,86 3,54 ~,20 ~,40 3,91 3,85 3,78 3,46 1,97 3,41 3,90 3,73 3,88 ~),48 1,13 3,12 ~,33 3,61

867 1020 768

1051 868 838

1089 1.200 1010 1285 1551 1100 1470 1290 1283 1125 1560 ]027 1259 1060 910

1040 1260 1088 1145 1140 1310 1065 1186 1145 1108 1250 1193 1168 1020 1.163 1223 1095 850 690

179 187 159 219 163 170 204 194 185 200 269 195 248 216 2O0 2O8 244 164 226 188 156 ]63 204 179 240 1911 188 215 184 208 196 213 184 2]3 158 190 230 207 206 181

4,85 5,45 4,83 5,83 5,32 4,93 5,33 6,18 5,46 6,43 7,81 5,66 5,93 5,97 6,42 5,41 6,37 6,25 5,55 6,75 5,57 6,38 6,17 6,07 4,78 5,82 6,99 4,95 6,44 5,50 5,65 5,88 6,50 5,48 6,47 6,13 5,33 5,29 4,13 3,82

R a n g o r d m m g in der Leistungsf/~higkeit zu gelangen. Diese R a n g o r d n u n g wird cs d a n n ges ta t ten , zwischen ~ e n s c h e n mi t gu te r u n d schlechter Leistungsfi~higkeit Gruppenmerkmale aufzustel len. Es wurden Vpn. zwischen 13--48 Lebens jahren untersucht , so dab sicber ein weites Bercich der menschlichen Leistungsfi~higkeit eHaBt wurde.

Als exakt und leieht dosierbare Arbeit wurde das Radfahren auf einem elektriseh gebremsten Fahrradergometer gew~hlt. Unserer Problemstellung entsprechend

Milxinla]e /~cishuig und nmshntdc A,'bolt. 17

b e l i e 2.

..'t r b e i i sp t f l s Hl l I ,x.

p r o M h l .

210 2O0 185 205 207 185 205 200 188 182 173 1188 200 178 ]80 200 176 1164 204 180 154 176 ]80 lfi0 190 198 180 180 ] 46 184 152 156 160 I {i0 177 173 I{i8 164 184 124

A.t,t~in- YO ]11111011

Lil'.orlMin.

44,5 59,5 45,fi 52,6 42,3 47,6 50,7 55,8 42,2 78,0 65,7 58,2 63,2 58,6 63,3 61,4 62,9 53,1. 70,6 72,2 47,5 52,9 65,2 52,1 62.7 75,1

57,7 58, I 50,7 68,0 53,7 56,7 59,9 70,0 52,5 79,3 [17,3 47,1 65,2 4s

( )~- Y lq , l l l ' l l l l ( ,h

( . ! c m / i i n .

21.60 2480 ] 900 2520 2170 2102 2665 2910 2485 3230 3570 2853 300O 3220 300O 2910 297O 254[ 3060 2280 1947 2237 2678 2820 2950 2840 3020 278[) 2693 271o 2457 2808 2815 275O 2391 3032 2902 191.5 2290 1898

() : - T r n , l l ~ l i o r i p r o l h l l s

('(!111

10,3 12,4 10,3 12,3 10,5 11,4 13,0 14,5 13,2 17,8 20,6 15,2 15,0 18,1 16,7 14,6 16,9 115,5 15,0 ]2,7 12,7 12,7 14,9 17,6 15,5 14,4 16,8 15,4 18,5 14,7 16,2 18,0 17,7 17,2 13,5 17,5 17,3 ] 1,7 12,4 15,3

V e n t i l a t ion pro l a t e r ()>

(!( ' I l l

20,6 24,O 24,0 20,9 19.5 22,7 ] 9,0 19,2 17,0 24,2 18,4 20,4 21,1 18,2 21,1 21,f 21,2 20,9 23,1. 31,7 24,4 23,7 24,4 18,5 21,3 26,5 19,1 20,9 18,8 25,1 28,9 20,2 21,3 25,5 26,2 26,2 23,2 24Ji 28,5 25,3

Atenizfigv pro Min.

i -

2[; 46 36

2[i 42 27 2[i 52 28 44 27 42 28 28 2S 27 31 31 26 44 50 30

muitten wir zuers~ don Aufangs])unkt der individuellen Lcishmgskurvo, d .h . dic ,,max]roMe Leistung" bcstlmmen. Da uns in erster LiMe funktionelle Gr61.~en dos Kreislaufes und Atemapparabes interessierten, kamen Leistungen yon so kurzer ])auer, dr~B eine voltstitndige Umstelhmg von Kreisiauf und Atmung :nieht ert'olgt, nicht in Betracht. .Die Ermit$huig dot" .,m~rximMcn beistuilg" geschah dahor folgenderma.Bon: Die Belastung des FMu'rades wurdo yon 10 zu 10 Watt solangc gesteigert, his clio Vp. das duroh ein Metronom vorgeschriebene !l'empo nieht mehr halten konnte. Die Erfahrung zeigte,, dab die le tz~, mit dem vorgesehriebenen

A2ebeltsDhys olog e 13. ~d, 2

18 Alexander Szakgll :

Tempo gefahrene Leistung etwa der Leistung entsprach, bei der (tie Fahrzeit einc der Leistung entspreehende Beanspruchung yon Atmung und Kreislauf erm6g- liohte. Diese Leistungen konnten yon den Vpn. etwa 4--9 Min. lang durchgefiihrt werden.

Die so ermittelte Leistung bildet den Anfangspunk~ der Leistungsf/~higkeitskurve der Vp. In den folgenden Versuehen wurde die Leistung stufenweise herab- gesetzt und die maxim~le Arbei~ bei mehreren Leistungen bes~immt. Um einen Tminingseffekt naeh M6glichkeit zu verraeiden, erfolgten die elnzelnen Bestim- mungen mit ~ausen yon einigen Tagen.

Die 40 m/innlichen VI m. wurden zun/~ehst auf ihren Gesundheitszustand unter- sueht, lqur gesundheitlich einwandfreie 1)ersonen wurden zu den Versuchen heran- gezogen. Die Vpn. waren tells Sehiiler, teils Bergleute. Der G~ng der Untersuehung war im einzelnen folgender: Zun/iehst wurdo der ]hlheumsatz bestimmt, dann die Vitalkapazi~/~t. Im Laufe der Versuehsreihe stellte sich die Notwendigkeit einer Messung des Obersehenkelquerschnittes heraus. Dieser wurde uater der Annahme eines kreisf6rmigen Quersehlfittes aus dem gr6/Jten Oberschenkelmnfang des rechten Beines errechnet. Die Dicke des Fettpolsters wurde mit cinem Taster- zirkel gemessen und yon dem Oberschenkeiquerschnitt abgezogen. Am ersten Versuehstage wurde die maxim~le Leistung und die dazugeh6rige maximak~ Arbeit bestimmt. Je nach der Dauer der Leistung wurde in regelmi~fligen Zeitabschnitten yon 2--10 Min. Pulszahl und Blutdruek gemessen. W/thrend der Arbeit wurden forthlffend Respirationsversuche durchgefiihrt, yon [,5---3 Min. Dauer nach Douglas-Haldane.

])as Arbeitstempo betrug 50 Pedalumdrehungen pro Minute. Der Takt wurde mit einem Me~ronom vorgesehrieben, die Letstung so]ange durehgeffihrt wie die Vpn. das Tempo halten konnten. /)as Niehtbefolgen des vorgesehriebenen Tempos wurde aIs Zeichen des NiehtmchrkSnnens ~ufgefa/lt und die Leistung abgebrochen.

])as Fahrradergometer, das an Stelle des Hinterrades eine Sehwungscheibe trug, war dutch eine .Antriebswelle fiber ein V()rgelege mit einem Dynamo verbunden. Das ~'bersetzungsverhiiltnis (1 : 5) war so gew/~hlt, d~i] die grSflte Ge- sehwindigkeit 80 Pedalumdrehungeu je Minute, die Dynamoseheibe eine Um- drehungszahl von 400 pro Minute erreiehte und 300 Watt leistete. Die kleinste Pedalumdrehungszahl betrug 30 pro Minute bei 150 Uml/~ufen des Dynamos und einer Leistung yon 100 Watt. Dementsprechend war unsere Dynamomasehine geeignet ffir dieAufnahme vonLeistungen yon 100--300Watt. Elne andereMSglieh- keit, die Leistung zu variieren, bot die Verwendung eines gr6Beren Verniehtungs- widerstandes im Hauptstromkreis. Dureh das Variieren eines Sehieberwider- standes lieflen sich bei konstanter Tourenzahl verschiedene Leistungen einstellen. So lassen sieh z. B. bei einer Tourenzahl yon 50 Pedalumdrehungen Leistungen yon 0---235 Watt, entspreehend 0--1437 mkg/Min, einstellen.

In der schnellen Eiustellung auf die geforderte Leistung liegt ein Vorteil unserer Mel]anlage gegeniiber anderen Prinzipien. :Am Kroghschen Fahrradergometer z. B. dauert die Einstellung auf eine bestimmte, dureh die aufgelegten Gewiehte gegebene Leistung einige Zeit, so dab bei Beginn einer neuen Leistungsstufe eine Ungenauig- keit besteht.

Die Bremsleistung aller Fahrradergometer h/~ngt im hohen Grade yon den Spannungsschwankungen des Gleichstromnetzes ab. Diese betrugen bei uns im Laufe eines Tages etwa • 5%. Um diese Fehlerquelle zu beseitigen, benutzten wir start des Netzstromes einen Drehstrom-Gleichstrom-Motorgenerator, der uns den Gleichstrom ftir die Felderregung der Belastungsmaschine lieferte. Die dureh die Vp, an die Dynamomaschine abgegebene Leistung wurde mit Hilfe eines Watt- sehreibers (Braun u. Co., Frankfurt~Main) aufgeschrieben. Die Eiehnng der Anlage erfolgte mit Hilfe eines Elektromotors bekannter Leistung.

Maxima.le Leisgung und maximale Arbeit. 19

d. Versuchsergebnisse und Besprechung.

a) Die maximale Leistung und ihre Abhgngigkeit yon begrenzenden Faktoren. I~ der Ta.bclle 2 sind diese ma-ximM errcichten Leistuugen uaserer Vpn. mit einigen ~natomischen und fm~ktionellcn GrSl~en vcr- glichen. Sic) schwank~en bei unseren Vpn. zwischcn 690 und 1560 mkg. Aus der Art unscres Vorgehens bei Best, immung dieser m~ximale~ Lei- stungen kom~te ein Zus~unmenh~ng mit der ]~Iuskelkraft erwartet werden. 13~ die ]Pahrn~darbeit im wesentlichen aus einer Reihe yon Streckungcn mid Beugungen der Oberschenkelmuskulatur besteh t, w~hlten wir ~ls Marl ~/ir die Entwicklung der Muskeim~sse den gr6Bten Obersche~fl~el- quersehuitt. Ordnenwir die Leistungen in der Abb. 1 n~ch dem Ober-

TabeHe 3. , , . .

Oborsehemkel- ~ IYlaxlm~lc q l t c r s c h l l i f , t L O | S I ; U l l g "

qem m]cg]Min.

160 904 170 ~ 965 180 1025 190 1087 200 1150 2]0 1210 220 1273 230 1335 240 1395 250 1455 260 1515

8O0

I ?00,

~ 0 ~ L I I ~ I I I I f , i I I I I I fSO /60 fTO /80 f$O 200 2/0220 250 ZqO 250 260 Z'IO 280

.4.bb. 1.

'schenkelquerschnitt der Vp., so erkemlen wir deutlich eine Bezichung ZWischen den beiden GrSl~en. Die Stremmgen sind dadurch bedingt, d,~J.~ bei diesen Leistungen neben dcr Muskelkraft auch funk~ionelle Faktoren lnitbestimmend einwirken. Es ist zu erwarten, dab die Streuungen bci weiterer Steigerung der Leismng kleiner werden; der Einflu]] des l~'eis- ]anfes, der Atmung und der s des Muskels, Os-Sohulden einzugehen, nimmt immer mehr a,b, so d~B schlieBlich die ~uskelkr~ft allein (ibrig bleibt. Die mittlere Kurve der Abb. 1 ergibt, daft einem Zuwachs der Obersehenkelquerschnitte yon 160 auf 260 qcm eine Leistungs- zunuhme yon 905~1515 mkg/Min, entspricht. Aus T~be]le 3 ist zu ersehen, dab eine Zum~hme des Oberschenkelquerschnittes um 10 qcm emen Zuw~chs der maximalen Leistung yon rund 61 mkg/Min, erm6glich~.

Mar1 br~ucht ~lso nut den Oberschenkelquerschnitt der zu unter- sueher~de~l Person zu messen, um mit einiger Sicherheit die yon ihr

2*

~0 Alexander Szakgdl :

durehfiihrbare max:inmle Leistung aus der Tabelle entnehmen zu k6nnen. Die Proportionalit/~t zwisehen maximaler Leistung and Oberschenkel- quersehnitt besagt, dab die pro 1 qem geleistete Arbeit bei allen Vpn. etwa gleieh groB ist. Sic betr/i, gt hn Mittel 5,83 mkg/Min, oder, wenn wir yon unserem Nateri~d 5 Personen, die wegen funktioneller Sehw/~ehe anderer Fa.ktoren weniger als 5 mkg/Min, pro 1 qem Ober- schenkelquersetmitt durehhalten konnten (F~lle Nr. 1, 3, 28, 44, 45), weg- lassen, so kommen wir entspreehend Tabelle 3 zu einer Leistung yon rund 6 m/kg pro I qem Obersehenkelquersehnigt. Ans der Tabelle 2 ist zu entnehmen, dab das Alter auf diese Gr61]e keinen Einflug ausfibt.

Mit der Feststellung einer Proportionalitgt zwisehen Obersehenkel- quersehnitt und maximaler Leistung ist die Aufgabe einer K1/~rung der Zusammenh/imge zwisehen der maximalen Leistung und funktionellen

Gr6Ben keineswegs eindeutig zugunsten einer tsao a natomischen Gr6Se gel6st. Einmal sehliel]t die ls0a gefundene Beziehung nieht aus, d~g sieh ~ndere, 12oo ebenso enge oder sogar engere finden l~ssen, deren

..~ lt0o Bedeutung dann erst zu diskutieren w/~re; zuzn -~ loo0 .mderen wiirde der Muskelquersehnitt allein ftir "~ 9 ~ . . die Funktion mlr geringe Bedeutung haben, wenn

80o . sieh nieht far die maximale Leistung wesentliehe I~ I) 1~ 18 18 2)2) funktionelle Gr6gen ebenfalls entspreehend ent-

0 2 - ]~an,.~t~t~ ,~ s~ l .~ cem wickeln witrden. Dal~ der Zuwaehs einer a.nato-

xbl,. s. misehen GrSge eine propoi~io~elle Zunahmp der maximalen Leistungen mit sich bringt, kann

nur so zustande kommen, d~B a,lle anderen Organe, deren l~'nnktion yon :Bedeutnng ist, in ihrer Entwiekbmg ebenfalls voransebreiten. Es ist zu erwarten, dab z .B. zu einem groBen Oberschenkelquersehnitt ein entspreehend groltes Herz gehSrt, das i'iir die genfigende Durch- blutung der arbeitenden ~uskula tur sorgen kann. Ta.ts/~ehlieh besteht, zwischen dem Sauerstofftransport je Pulsschlag bei der maxima, len L~istung und dem Obersehenkelquersehnitt eine Proportionalit/tt. Die maximale Leistung nimmt daher aueh proportional der 02-Transport- leistung des Kreislmdes, d .h . d er pro Pulsschlag tr~nspol~.ierten 0 2- Menge zu (Abb. 2).

:Die GrSBe des O~-Transportes je Pulssehlag wird dm'eh das Sehlag- volumen, die Oe-Kapazit/~t des Blutes and die O~-Ausnutzm~g bestinnnt. Sic ist als ein signifikanter Wert der Kreislmfftransportleistung zu be- traehten. Da, Christensen ~s unabh'~ngig yon der Leistung, dem Herz- minutenvolumen and der Sehlagfrequenz bei der gleiehen Person konstante und nicht mehr steigerungsf/~hige Sehlagvolumina. gemessen hat, kann man wohl annehmen, dab (tie yon uns ermittelten, bei maxima.ler Leistung gewonnenen Oe-Transportwerte maxima len Schlagvolumina entspreehen. Ob die O~-Tl'anspoYtwerte maximale watch, h/~ngt auflerdem

Maxixmde I.eiutung toni maximalc Arbeil. 21

'[&vou ab, ob dic Oa-Ausnutzung noch steigcrungsfghig wax. Das ist jedoch wcnig wahnscheinlich, wcil in dcr Mehrzahl der Fglle die Zahl der minutliehen Kerzschlgge schon ihrcn hSehst errciehbgren Wert zcigte bzw. ill den anderen Fgllml durch den Anstieg der Ventilationsquotienten Zeichen dMiir nachweisbar sind, dab die Leistung tatsgehlich begrenzt war, d .h . dal~ unserc 09-Tnmsportwerte nicht mchr. steigerungsfahig w a r e n .

In der folgenden ErSrterung wird (lie ]?rage der Beanspruchbarkei t leistungsbegrenzender gaktoren veto Standpunkt des gesamten K6rpers aus bcsproehen. An Ha.nd unseres Versuehsma.teri~ds sell gepriift werden, ob die Leis~ungsbegrenzung wMdich a uf der HShe der Beanspruchba.r- kcit der gepriiften Funktionen cffolgte. Die, funktionellen Gr6gen sind mit d e n korrespondicrenden maximalen Leis~ungen in der Tabelle 2 zusammengestellg. Bei den jugendlichen Vpn. betrggt die hSehste er- reichte Pulszahl 180--200 Schlgge pro Minute. Gleichhohe Werte land hei bis mlr Erseh6pfung fiihrenden Lanfarbeit Robinson as. Wir haben seine bei dieser in 2--5 Min. zur v611igen Ersch6pfung fithrenden An- strengung gewonnenen ~Verte umgereehnet und fanden, dab in den Altersstufen yon 1.0--20 Jahren der maximale O=-Transport pro Puls- schla,g mit dem Alter yon 7,30 auf 18,5 ecru zunimmt. Hierbei handel( es sich um Mittelwerte yon 46 Jugendliehen. Die l~bereinstimmung mit mlseren Werten ist, obwohl diese bei Fahrradarbei t gewonnen win'den, eine reeht gute. Bei den Robinsonsehen maximalen Leistungml bleibt der maximale O2-Tra.nsport/Pulssehlag etwa his zum 40. Lebens- jahr auf der gleiehen HShe, um dann his zum 70. Lebensjahr alhnghlich ~mI einen Wm~t yon 12 ecru herabzusinken.

' Bei 7 Vpn., Nr. 27, 31, 34, 35, 36, 39 und 42 (Ta.belle 2), is( offenbar (lie maximale Pulszahl nieht erreieht worden. Die O,-Transportwerte pro Pulsschlag zeigen abet mit 17,6, 18,5, 16,2, 18,0, 17,7, 17,2 und 17,3 ccm gleichzeitig hohe Werte. Da es sieh hierbei mn Personen yon mehr als 34 gahren handel(, erhebt sich die Frage, ob die relativ niedrige Pulszahl durch das Alter bedingt is(.

In der zitierten Arbeit konntc Jlobiuaon zoigcn, dal3 die Steigerungsfithigkeit dec Pulszahl durch maximMe Leistung etwa veto 25. LcbensjMlr an alhniihlich abnimmt. Wghrend im 25. Lebensjahr maxinmle Werte yon 170--200 genlessen Wurdert, sanken diese Werte bis zmn 50. Lebensjahr auf 160--180 herab. Anderer- seits is( aber auch zu erw/tgen, dal~ gerade besonders leistungsfghige .Personen mit hohem Sehlagvolumen, Mso mit hoher TransportMstung bei maxinlalen Leistungen ~uch bei Chriatensen 18 relativ niedrige minutliche Pulszahlen zeigten. Asmusso~ und Ohristenseu 26 versuchen diesen Befund dadurch zu erklitren, dab bei groBer Blutfiillung der zentralen Gefiige die Pulsfrequenz niedrig, d~s Herzminutenvolumen aber relativ grol3 is~; bei kleinerer Blutfiilhmg is( das Minutenvolumen klein und die Pulsfrequenz abet hoch. Dic holm Pulsfrequenz wird hier wie aueh wghrend der Arbeit bei erhShter Umgebungstempemtur als eine Kompensation fiir einen geringen, zontrn.l-vm16sen Dmwk aufgefa,~t.

22 Alexander Sz~ks

Da sich unsere Vpn. auch durch hohe Os-Transportleistung aus- zcichnen und die gefahrenen Leistungen mit 6 mkg/qcm Oberschenkel- querschnitt wirklich maximale Leistungen darstellen, erscheint uns die Erkl~rung yon Asmussen und Christensen wahrsch~dnlicher als die alters- bedhlgte VermindeI~ng der SteigerungsfEhigkeit der Pulszahl . Diese ist bei unserem ~Iateriad nur bei der 48j~hrigen Vp. Nr. 45 festste]lbar. Den sichersten Beweis dMf2r, dab die Vpn. unter den gewghlten Be- dingungen bis an die Grenze ihrer Leistungsfghigkeit gekommen waren, muBte das Verhalten des Atemvolumens liefm~. Es ist zu erwarten, dab bei. einer maxim~den Beanspruehung der Kreis]aufleistung ein Punkt mTeieht wh'd, we der O~-Transport ungeniigend wh'd, also der Muskel Os-Schuhlen eingehen muB. Dic hierbei auftretende Sguerung mug im

*z Sinne Dill lo und Zaeper li die Ventilation erh6hen. Dies

2o ist dort ~nl h'iihesten zu �9 erwa,rten, wo die 02-Trans-

~. ts �9 portleistung gering int. In . .

Is . der ~olgenden Abb. 3 ist ' ': der Zusammenhang zwisehen

~1~ S~uerstofftra.nsport pro Puls- ~ t 2 "'" sehlag und O2-Ausnutzung

�9 der Atemluft (Atemvolumen , ' ' ' ' ' pro Liter O~-Verbr~meh) zu-

kMilpmlO z sammengestell t . Es ist deut- Al~h. 3. lich zu ersehen, dag im all-

gemeinen mit der Abnahme tier Os-Transportleistung des Kreisl~mfes die Luftausniitzung sehlechter wird. Diese Korrelation sprieht daiiir, da.B ein hohes Atemvolumen bzw. eine sehlechte O~-Ausniitzung der Atmungsluft als ein Indicator ffir das Versagen der O~-Transportleistung des Kreislaufes ilffolge maximaler Beau spruchung angesehen werden kama.

Bei Zun~hme der Leistung am ~ 'ab~adergometer besteht bei Per- sonen mit geringer I~'eislaufleistung eine O~-Aufnahme, die den w~eh- sende~l Bedarf der Muskulatur ~xieht mehr zu deeken verm~g. ]~s ent- stehen daher im Muskel SAuren, die sieh im Blute ansamnaeln und eine Verschiebung der O~-Dissoziationskurve retch reehts bewirken. Die Folge davon ist - - um die Reehtsw~rsehiebung dureh erhShten O~-P~rti~l- druck zu kompensieren - - eine erhebliehe. Zmmhme des Atemvolumens, die dureh Reizung des Atemzentrums leieht zu erklgren ist.

Es bleibt noch die Fr~ge zu Mar(m, ob die Leistungsbegrcnzung ~uch eiae periphere sein k~nn. Man kSnnte sieh vorstelle~, dag damb wmm die Durchblutung der arbeitenden Muskulatur infolgc ungenfigender Vascularisation nicht ausreickt, mn den Beda.rf zu decken, ebenfalls cine S/i, uerung ttuft.ritt, (lie ihrerseits (lie Reehtsversehiebung dcr H~mo-

M~ximalc Leistung und m~ximale Arbeit,. 23

globiukurve mit ihren Konsequenzen bewirken kaml. In diesem Fall brauehte der Kreislauf keine maximale Beanspruchung zu zeigen.

Aus einem Versuch, der dieses Bild ergibt, ziehen Michaells und Miiller 1~ den SchluB, dal~ im KurbeI- und Radfahrversuch am Gesunden 11ur die maximale On-Aufnahme der jeweils arbeitenden Muskeln erfal3t wird, nicht dagegen die maximale Beanspru•hung von tIerz und Atmung begrenzend wirkt. Es handelt sich hierb3i um Versuehe an einer Vp., deren Leistung nur auf maximal 840 mkg/~[n, gesteiger~ werden kom~te. :Die minutliehe Pulszahl stieg maxhnal nur auf 158. Der O~-Transport pro Pulsschlag war dabei mit maximal 12,0 cem sekr niedrig, die 0 n- Ausnutzung mi t 31,6 Li tern Atemluft pro Liter aufgerommener 0 n sehr schleeht. Dieser Versuch zeigt, wie die Verfasser mit RecLt hervor- heben, mit aller Deutlichkeit das Iasuffizientwerden der Mu,~keldurch- blutung. 1)as gleichc Verhalten zeigen LU unserer Versuchsreihe die Vpn. Nr. 24, 39 und 45. 2 weitere Beispiele fiir das Versagen der pt'ri- pheren I~'eislaufleistung sind in der bereits zitierten Arbeit yon Dill lind Mitarbeiter ~0 enthalten.

Bei unserer Vp. Nr. 18 handelt es sich um efilen jungen Mann, der bei sehr gut entwickeltem OberkSrper infolge durehgemaehter Rachitis aur clue sehr schwach entwickelte Beimnuskulatur hatte. Die Vp. zeigte bei der ftir sie maximalen Lgistung eine Pulszahl yon 164, einen O2-Tra.nsport yon 15,5 ccm und einen Ventilationsquotienten yon 20,9 Li- tern. Trotzdem konnte die sonst sehr ehrgeizige Vp. keine [5here Lei- stung erreiehen. Als Erkl/~rung fox diesen Befund bleibt nur, daI~ bei guter Kreislanfleistung die lV[uskelkraft zur Bew~ltigung ehler ]:6heren Leistung zu klein war.

Aueh flit das Verhalten derjenigen unserer Vpn., welche bei maximaler Kreislaufbeanspruehung noch eine gute Atemluftausnutzung zeigen, liegt eine solche Erkl~rung nahe. Zwisehen der Entwicklmlg yon Kreislauf und BeLumuskeln b~steht in diesen F/~llen gewissermaBen ein Ungleiehgewieht zuungunsten der Muskulatur. B e i Arbeitsformen, welche grSgere Muskelmassen gleiehzeitig beanspruchen, ist diese Er- seheinung wahrscheinlieh nieht erkennbar,

Zur Stiitze dieser Auffassung haben wh" die yon Robinson 25 bei mittelsehwerer und sehwerster Laufleistung gewonnenen Ergebaisse umgereehnet (Tabelle 4).

Wir sehen, dab bei maximaler Leistung der Ventilationsquotient ohne Ausnahme stark zunimmt. Alle Ventilationsvolumina sind in diesen Versuchen kurz vor dem Versagen gemessen worden, daher die relativ hohen ventflationsquotienten bereits bei mittelschwerer Arbeit. Es ist auffallend, dab bei bis zur ErschSpfung for~gefiil~rter Arbeit die Ventilationsquotienten mit 33--36 Litern Luft pro aufgenommenen Liter On bei allen Altersgruppen, also bei ~ensehen mit sehr versehiedener Leistungsf/~higkeit etwa gleich grol3 sind.

24 Alexander SzakMl:

Tal)clle 4.

. \ l tcr l it!l" Y I i �9

(i,1 I 0,4 14,1 17,4 24,5 35,1 44,3 51,0 fi3,1

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( ):-.% I l l l i t l . h i l i r I A l c r / M i t ] .

O.fi7 0,95 1,54 1,89 1,96 2,0~ } 2,02 I,$7 1,91

Ventilation ~/cntih~.tiol~ IAier,'Min. two Liter O._.

21,2 31,6 27,2 28,ti 42,(i 27,fi 48,(i 25,7 47,6 24,3 52,8 26,4 55,7 27,[i 48,6 26,0 52,S 27,7

E r s e h i i p f t ~ z z d e A l 'bt~'it

( ) . . -A I.lf]ltl ]"1111 (~

l , i t t q ' ; ~ ! I i l

0,98 1,56 2,63 3,61 3,53 3,42 2,92 2,63 2,35

Ventilation Ventilation l,iter/Mh~. ])ru L i t e r r

33,3 34,0 53,4 34,3 92,2 35,[

121,0 33,6 118,2 33,4 122,4 35,,~ 97,6 33,4 $6,8 33,0

, 80,8 '~4,4

]f~ssen wit die Ergebnisse zusa m mc~h so kthnum wit folgcnden Schlul.~ ziehen. Dic gr61~te f/Jr 4 - -9 MIn. durehfithrbare Leistung des Menschen bei ]g~hrradarbeit wird im groi~en , r od ganzen durch die Muskelkra.ft bcst immt. Sie kt~nn mit Hilfe des gr61.~tell ()berseheJ~kelquersehnittes ermit tel t werden und betr~gt (,twa 6 mkg je ~litmte und 1 qcm Obcr- schenkelque/'sehnitt. ])a. Muskuhl.tm" und / ~ i s l a u f a,natomisch und funktionell im a llgemeinen aufeinander hal~nonisch abgest immt sind, erreicht der Kreisla,uf sehle nmximale ]3eanspruchung ungefithr gleich- zcitig mit der maximalen Immspruchmdmu~ tier Mu~kelkrM't.. l )enmach k6nnen bei steigender Muskelkraft (Oberschenkelquerschnitt) desha,lb grSl~ere ma, xima.le Leistungen erreicht werden, well die ~umtomischen Grundlagen tier hlnktionellen ]faktoren (z. B. Herzgr61.~e) ebenfMls ent- sprechcnd zum'hmen. Es besteht da.her ~,.ueh eine enge Korrelation zwisehen tier Transportleist tmg des Kreishuufes und tier maxima.len Lcqstung. Abweiehungen yon diesem Mlgemeinen VerhMten sind durch ]M<ongruenz in der 2\usbihhmg der leistungsichernden ]~'aktoren bedingt. Ungenfigende Mvskeldurehblutung wird zmn leistungsbegrenzenden Fak- tor, wenn die periphere \:~seula,ris~rtion relativ zum zentrMen K~qsla.uf wenig ausgebihlet i.~t. Sowohl da.s zens wie ~ueh d~s periphere Ver- s~ugen der Kreislaufleistung ha.t eine Versehleehtc~mg dcr Ausnutztmg der Atemluft zur Folge, die Ms Zeichen ffir eine "S~uerung des Blutes und dadurch bedingte ILechtsw,rschiebung der Oz-])issoziationskurve a.ufzufassen ist.

b) Lei~tung und .mtlxi'mttlc Arbzit. Bei t i e r Betra.chtung, wi(~ sieh (lie Arbeitsmaxima. bei M~c./lSC]len versehiedener LeistungsfiLhigkeit ver- hMten, w o r m man (lie. Leistung stufenweise herabsetzt, gehen wir Ms Anfa.1~gsleist, mg yon der beswochenen ,m~ximalen Leis~ung aus. Da dies,, Leistungen mu" fiir relativ kurze Zeitdauer a usfiihrbar waren, sind in diesem .Falh~ dic gleiehen Faktoren begrenzend, sowohl fiiz" die Leistung wie a.uch fikr die maxima, le Arbcit. l)a.s gilt um so mehr, als ihre ~ess tmg !m.tm'gemSl~ jeweils gegen Ende d e r Arbeitsleistm~g erfolgte.

31aximale Leistung und maximale Arbci~. 25

Di(, bei s tufenweisc herabgese tz ten Le is tmlgen gewonnencn Arbei ts - maxim~b sind ~ms dcr Tabel le 5 z u cn tnehmen . Es wa,r uns bewuBt, dtd.~, in je k lc inere Le i s tungss tu fen wi t kommen , um so weniger eine sichere Lcislmngsbeglx:,nzung vorha,nden ist . I)ic Arbe i t sma .x ima werden, j(, wei tc r wir kommen , i lnmer mehr du tch die Lus t o(h,r Unlus t de r V('r- suehspe, rsonen beeinf luSt . ] )esha lb er,sohien es tins zweekm/iBig, die, Leistungsfi i~higkeitskurwm . ;,0

80 mlscrer Vi?n. , welche die Abh/ tng igke i t der Arbc i t s - ~ s0 max ima yon dcr Le i s tung zum At t sd ruck br ingen, "-~ qo nm. a.us solch(m W e r t e n zu kons t ru ie ren , b(,i (lenen ~ Ja die bcgrcnzcndun Faktoren n och e inwandfre i erfa.l.L . ~

20 ba.r W~mql. W i t g ingen d a h e r me i s t ran" Ms zu [~(;istmtgcn h e n m t e r , die maxi lna le Arbc i ten yon e lwa 50 000 mkg erg~bcn, la

Zur Erfa.ssmig dcr Bcziehungen zwischen Lei- s tung mM max inmh ' r Arbe i t wurden zun'~ehst aats den ~V(,]'ten, (lie unsere 40 Vpn. l ieferten, Mit te l -

, I r

200 ~ 1 0 7 1 ~ l eb /u~ tn~/m~;z .k hb. 4.

werte gezogen trod dic mi t t l e re Le i s tungsf / ih igke i t skm'vr a.utgezcichm't, (Abb. 4). Zeichnen w i r diese K u r v e in ein Koordina . tensys tem, in dcm die Ordina.l,e l oga r i t hmie r t ist., so erha.lten wix cint~ anni ihcrnd g('rad(, Linie. E . A . , l l i Z l l e r 6 mlhn, (,inch doppe l t logarit, hmischen Vcr- |a.uf dc r K u r v e an. Da. jedoch (lit,. Gerad l in igke i t du tch die doppelt .c Logarit, hmi(,xtmg nioht verbes,sert wird, w/~hlen wi t (lie ('illtitoh(H'e ]0o1'nl. Die K u r v e folgt (h, mmu~h (h 'r G l e M n m g :

log E =: , . : l - -kx

wit s~q,ze, A : - t og a

mul /,: .... b log G,

chum ist~ log E -- log a - - b x log ("

un(l E := a G --b .r (i)

wobci E die nmxhnah, Arbe i t , x die Le i s tung b e d c u t c t . Die Grundzah l G sctzen wi t in unserenl ]2allc - - 10. Die K o n s t ~ n t e el i s t de r R ich tungs - faktor , d ie K o n s t a n t e b de r E x p o u e n t e n f a k t o r .

Nach dcr EinfluBgr6Bcnrechnung von H . S t e v e n s 2~ vorgehend, wMfien wit an der cmph, iseh gewonnencn Kurvc in den gr6Beren his nfitthwen Leistungslmreichen Wo d i e ] ~ ' | e s s u n g e n a,nl, g c l l a u e s t e n s i l l d , 3 E-~eVort, t! a u s :

]~'1 : a, I() b ' r I,

E, , ~ a. l 0 b :r.,

E:) - : a 10 b .':a.

])ic Wertc E~ und E,, sind zur Bcstimmm~g tier Konstanten a und b nOtig, dcr Weft Ea dient zur Priifung. Entsprieht der Kurvenverlauf der aufgestellten Formel, so nmB E~ mit Hilfc yon ;c~ an Hand der crrcehneten ](onstanten a und b bestimmbar

26 Aloxandcr SzakMl :

vp, Nr.

] 0

1]

12

ii A 11 [~r ( ;~ - w i c h l

[ .Jah,.c J k~

13,9 43,0

I4,() 52,0

14,4 43,3

14,7 57,8

14,7 46,4

14,1, 45,4

15,5

16,0

16,3

16,9

17,1

17,1

Ta,-

A l l g a l ) c D . l i b e l ' di( , ~ ~ l t s g o f i i h r t e n P u l s z a h l l

(~ro/, |o J fle}lllJttqllel" j kalm-zt~it, l ) r o q c l l l , . Zll Zlt L c m t u n g Obe~:- ; M ' b c i t [ A n f o m g E n d e J

s c h e n k e l - ' - I d c r ' d e r I [ q u c r s c h n i t t ! I A r ' b c i ~ A r b e i g [ t i n J q ( ' m [ I A t c r I m k g / M i n . l u k g ! l l l k g I ]

151,8

164,1

159,8

157,1

161,4

158,2

163,1

173,9

162,5

175,1

176,0

177,5

194

185 2,64

200 3,91

269 4,43

195 3,4[

867 4,85 720 4,02 587 3,28 516 2,88

1020 5,45 858 4,59 (}54 3,50 768 4,83 618 3,88 514 3,23

1051 5,83 805 4,47 637 3,54 868 5,32 644 3,95 475 2,91 838 4,93 670 3,94 569 3,35

1089 5,33 937 4,59 820 4,02 695 3,41

1204) 6,18 1090 : 5,62 982 5,05 859 ! 4,43 796 4,].0

4510 13500 31000 50620

5610 12300 32750 23040 43000 66780

9450 33500 76540

7330 27000 71240

10900 23000 36000

6360 19000 43000

1.05 810 8660

14504) 25000 45500 62000

684 �9 3,53 107000

.1010 5,46 808 ! 4,37 738 4,00 700 .~ 3,79

1285 6,43 1180 5,89 ]020 5,10

957 4,80

1551 5,77 1500 5,58 1324 4,93 1230 4,57

1100 5,66 1080 5,54 1018 5,23

908 4,68 ~2g 4,25

12800 47000 74000 94000

]0200 20100 46600 60300

37411 5941

28770 66600

21330 23500 31700 53710 79500

210 186 174 160 L77 176 150 1.70 [64 143

173 174 144 207 144

210 210 190 186 200 200 188 185 181 [60

205 183 158 207 159

123 1.40

160 185 145 159 ]28 155 180 205 195 210 185- 198 164 179 200 200 186 L94 170 184 159 164 150 172 144 ]52

I56 188 144 168 162 180 124 152

168 L82 170 194 134 172 ]28 168

164 180 169 194 170 196 139 190

188 1196 I96 205 1.76 196 184 203 172 195

Maximalc Lcist, uug un~[ ma.ximale ArbeE. 27

bel le 5.

Vt~nt}lal~h)l~'~qll~ Elldt,_ I

Zll ;~ llf[I lll~'

I 1I 111 IV tier Arbeit

TAt.or : Altfllllg fh':r LiqStllllg

19,1

20,9 18,9 24,0

24,4 24,0 24,2 21,0 20,9 19,5 19,9 19,5 19,4 ]9,9 22,7 23,3 22,2 19,0 ] 9,(1 20,5 17,6 ]9,2 ]8,9 2(1, 2 19,6

19,4 17,0 19,5

24,2

24,4 29,8

18,4 18,2 18,6 17,0

20,5

21,3 19,8 19,9

20,6 - - - -

21,6 21,2 - - -

23,3 - - - -

23,1 24,4 25,2

23,6 24,4 23,2 19,7 19,8 20,1

20,9 21,1 19,9 20,2 20,3 20,6

] 9,6 19,4 19,4 18,2 19,8 20,1

2~,5 22,2 23,6 23,0 - - - -

18,4 19,2 19,0 18,3 1.8,4 18,1

19,0 18,4 - 18,9 19,6 18,9

19,0 18,8 20,5

] 9,8 17,5 17,9

25,5 - - - - - - - - - 26,8

19,6 19,8 19,3

20,8 19,0 -

19,9 - - - - 18,1 18,9 19,7

0 ~-rl'r tl~118]) 01'| pro l)1118 CCIII

10,1

9,6 9,6

14,0

12,1 11,2 9,9 9,6

14,6 13,0 12,3 10,5 I1,4 10,0

13,1 12,8 13,3 14,8 11,9 1.1,8 11,7 14,5 15,9 12,5 11,8

] 1,9, 15,9 13,2

19,2

17,9

21,8 21,8 21,0 21,2

15,2

13,7 12,6 11,8

ztk " Ende (lel!

.krbcif

8,9

8,8 8,3

] 2,4

9,7 10,3 9,0 8,6

12,3 ]2,4 11;2 10,5 10,3 8,8

11,4 11,7 10,9 13,0 11,1 11,0 ]0,7 14,5 15,3 11,6 11,4

11,3 13,2 1 1 , 3

17,8

14,0

19,8" 19,0 18,2 15,5

14,5

12,3 11,4 10,4

I t'Ol'llrll 1l(']1 ] g i'lgO

ecmIMin. I pro 3Iim

2160 - -

1 . 5 3 4

2 4 8 0

1~9 1900 1624 1375 2520 2258 1776 2170 1,639 1233

2102 1864 ] 697 2665 2325 2178 1918 2910

[r fn,ktor

log (t

6,244

5,889

5,760

6,285

6,047

5,647

7,178

6,478

6,929

6,769

9,624

6,641

28 Alexander Szakall :

VI). Nr.

13

14

15

16

17

18

19

20

24

-~5

26

27

28

32,0 52,6

33,0 58,0

34,0 67,3

34,1 64,8

34,3 72,5

164

Ang'al)cn ill)or [lie mlsgcffflJrtcn be i s | ; l l nR ' c J i

l . c l s t l Z l l g

[J�94 ([CIII Illlt x i l | l l l k ' ] , o i s t l l l l g O ] ) c r -

.~ehenkcI- Arbcit qllOl!sCl tllitl~

mkix/Min, mkg mkI~

1470 12811 1140 875

1290 1168 11145 912

128"3 1102 (.t77 859

1125 966 863

156O 1223 I. I ;3:3 11t76 895 ~10

1027 975 935 871

1259 1012 877

1060 846 696

910 830 760

1040 859 82O

1260 1077 1055

1088 I010 932

1145 944 852

5,93 5,18 4,59 3,53

5417 5,411 4,83 4,22

6,42 5,51 4,89 4,3o

5,41 4,64 4.15

6,37 5,()2 4,65 4,41 3,67 3,33

6,25 5,{)4 5,70 5,31

5,55 4,48 3,88

6,75 4,47 3,7(t

5,87 5,34 4,89

6,37 5,28 5,03

6,17 5,28 5,14

6,07 5,63 5,2].

4,78 3,94 3,55

762( I (i O5o 26 5[,17 7Oo1o

9269 l!}500 4100(1 !) 1 ()qlO

5 547 17 50O :38 51111 81 I110

10790 26610 47 440

2 684 14650 24 000 30600 76860

I 17 000

5 260 1.1510 21430 59610 12 550 38 500 78890

9530 19020 3(1150

8190 1473O 25300

21720 53810 65 590

10 070 36700 48460

13050 23750 44690

917(1 3406(9 6l 71(}

'Fa.bcllu 5

I qtlsza hi Min.

Zll z n n 11111,11~4' E n d c

(|(~1' ([{~r ArbciI ArbciL

177 200 165 165 165 195 142 ]74

170 185 150 185 166 180 146 168

l (iS 180 167 192 166 190 144 180 176 200 174 198 140 184

156 176

14(i 184 f50 [71 148 166 136 148

164 164 13O 169 156 170 148 172

180 208 [ 72 200 172 1.88

168 184 156 168 140 164

145 154 128 152 132 138

164 180 :144 156 140 152

168 180 144 176 lfiO 172

1.60 1.78 136 164 ] 40 154

172 1190 148 184 152 16,~

29

O 2-] '1"~I181101 ' t | ) r o I ' U I S CCIYI

Z l t Z l l i I i fIl,1]R' I,~ I l f l t~

det' der Arl)eit Arheit

Fortsetzung).

Vent ilationsquotitm| Liter

. " t | l | ' i l l l ~ ' ( [Ol ' h t 2 i s t U l l i g l ' ] H d e

l[ Ill IV

21.1

18,5 17,9 1,~,2

17,8 lfi,5 21,1

I~,tl 19.7. 21,1 18,2 I,~,1 21,2

2 I.~

17,2 2(I,9 2(1,1 21,5 2o,~ 23,1 21.7 19,11 '.11,7 31,5 24,N 24,4 19,4 18,9

2412 23,8 22,,5 24,4 25,2 20,9 17,6

17,1 21,3 21,2 19,:1

2

18,3 20,,q 19.4

1fi,7 18,4 __~

I ~q.(i 19,(.) 20,1 19,9

19,7 20,11

18,0 17,8

23,5 l,q,9 21,2 20,2 20, I

21,9 22,0 19,fi 19,2

30,8 23,7

21,3 23,9 --- 23,7 24.3 22,7 23,5

, . ]

- 23,1

18,fi - -

IS,2 ....

19,ql 20.2 18,3 IS.I

1<1

20, I

21,0

19,8

20,4

IN,fi

2711

23,{;

24,8 2418

17.6

I P

Ot

17,0 15,0

.16,2 13,7 16,1 13,2 18,9 117,4

14,8 13,7 14,9 13,0 17,9 16,7

1

13,3 l.I ,6 14,7 11,8 11i,5 14,,5 15,7 13,8 1{i,5 12,,5 19, I 16,9

18,9 15,0

115,1 13,8 15,5 15,5

14,1 12,9 13,7 I 1,9 1~;,3 14,7 14,S 12,7 13, I | 2 , 0 13,fi 12,4 13.,5 12,6 12,0 10,2 13,1i 12,S 14,4 12 1 I 1.8 I 1,3 13,~ 12,7 14,0 12,!1 14,3 13.2 15,9 14,9 17.7 Iii,5 15,[i 14,5 14,1 14,2

14,5 13,2

17,2 15,fi 16,2 13,0 14.1 12.8

'1l I 1. 11

Ma, xhna.le l,eistung und maxhnale Arbelb.

tr fakt,m'

10 K o

tL265

7,351

7,2fi4

l i ,S15

ti,S4fi

10,4141

il,7211

5,$) 16

6,R7~,

ti,592

S, 71 t:l

7,7tis

7,2O5


Jahre

29 . 34,7

29,~ 34,8

30 35,7 '

3 | 36,0

32 36,8

34 37,1

35 38,01

36 38,0

39 40,0

4 0 40,0

41 40,7

42 43,0

43 43,0

44 45,0

45 48,0

(]0- wicl]t.

kg

73,8

60,0

68,1

65,2

73,0

68,8!

72,0

63,4

69,7

56,1

I 60,0

82, l

64,0 iR),0

63,0

I Ober- :chonkel- Gr(iBe quer-

sebnttt J

cnl I qcm

168,4 [ 196

165,6 188

168,9 215

164,4 ] 84

175,9 208

170,0 196

172,3 213

159,4 1.84

171,2 213

1.66,7 158

164,4 190

! 78,2 230

1 {14,6 207

] 54,6 206

]68,7 I 1.81

VitM ka.l) a zttfl,t

Litcl

4,40

3,91

3,85

3,78

3,46

1,77

4,41

3,90

3,73

3,88

2,48

4,13

3,12

3,33

3,6l

A~lg;~l)en fiber die anugefiihrten Loistungcn

Imistung ] pro qem iml~ximale [,t!isI I1]lg O])el'- sehonke]- Arbeit

mkg/Min.

1140 985 810

1310 1218 1063 1065

979 888

1186 1090 1014 1145 I037

873

1108 1000

924 1.250 1169 ].090

].193 1123 1030 ]168 1023

926 1020 860 783

1163 948 8O5

1223 996 904

1095 922 861

850 710 550

090 582 450

q um'sehnitt mkg

5,82 5,02 4,13 6,99 G,50 5,66 4,95 4,55 4,13

6,44 5,93 5,52

5,50 4,98 4,20

5,65 5,10 4,72

5,88 5,50 5,13

6,50 6,10 5,59 5,48 4,81 4,35 6,47 5,47 4,97 6,13 4,98 4,23

5,33 4,33 3,93 5,29 4,46 4,16

4,13 3,45 2,67

3,82 3,22 2,49

mkg

7980 17260 40450

8000 ]6150 565O0

8729 24040 70950. 16600 33820 60850 I3750 22770 48925

15515 34510 60000

13750 32460 60000 14350 22540 41110

9340 23240 46330 16320 38700 58980 11630 37370 69600

7580 28820 49670

7660 19280 27570

5000 11070 27500

4000 10210 31800

TM~elle 5

Palszahl I Min. I

din' der l Arbeit Arbcit I

180 198 166 1811 152 164 174 180 160 182 164 174

164 188 156 192 136 188

140 154 152 156 132 162

168 188 176 180 150 162

136 154 132 152 120 156 144 176 146 154 136 168 140 160 152 172 140 168 146 160 136 160 128 140 160 184 156 172 136 164 160 173 124 142 120 132

148 168 148 176 134 152 164 180 142 156 132 160

156 184 148 176 148 152

]24 126 118 126 112 114

Maximale Leistung und m~ximalc Arbeit. 31

(~ortsetzung).

29,8 21,7 20,8 19,1 ]6,1 17,0 20,9 20,4 20,3 18,8 18,1 16,3 25,1 26,1 24,0 21,4

20,7 22,8

20,1 21,3 21,9 22,3 25,5 22,8 20,6 26,2 24,4 20,(~ 26,2 22,6 20,3 23,2 22,2 22,1 24,6 21,2 20,6

28,5 25,2 26,2

23,0 24,1 '22,5

Venttlationsquoticnt Lit, or

Anfa,n~ dot Leistung L

l I l 11

21,5 23,8 20,5

17,0 19,9

21,3 i 23,2 - l - -

1.8,7 17,2 �9 17,8

26,5 24,7 23,7 - -

20,0 22,0

] 9,5 19,4

21,3 ' 22,3 I

24,2 ] 9,7 20,0

23,6 e,), ,) 2(} 4 20,2

]7,7 [ 20,1

22,5 21,1 . 21,2

25,6 - 22,7 - -

25,2 -- 25,9 26,6

26,0 27,4 24,3 PA,4

Ende

IV

r -

]9,4

O a - T r f t n s p o r l ; p r o ] ) I l l s Ce l l l

Z l l g l t A n f t ~ n g ] ! ] m l e

dor der Arbelt Arl)c

]4,4 13,1 14,8 13,7 13,9 12,9 17,4 L6,8 15,4 13~6 ] 5 ,7 14 ,8

17,0 14,8 :14,9 .12,1

.16,2 11,7 19,2 ]7,5 ] 6,6 16,2 18,0 14,7 16,1 14,4 14,8 14,5 14,9 13,8 ]8,6 !6,0

]8,8 14,5 ]9,] 15,6 1 .q,3 18,3 19, l ]5,5 20,1 17,6 ] 7 ,2 ] 5,2 ]7;7 14,8 18,8 17,2 ]9,5 116,6 17 ,8 16,:1

14,9 13,0 12,6 11,5 12,3 10,2 18,9 17,5 ]6,8 14,7 17,3 15,7 19,6 ]7,3 17,4 d4,6 15,5 13,7 11,7 10,6 11,5 10,5 ] 1 ,4 9,4

I3,3 11,2 12,8 10,8 9,8 i 9,6

15,3 i., 15,1 13,6 i 12,8 12,4 { 12,2

259( 246f 211. r, 3021] 247C 256,~ 278C 232( 220s 2693 2522 2374 2711J 2611} 2235 2457

2255 2756 2818 2605 2815 26211 2480 2750 2657 2237 2391 ] 970 1678 3032 2080 2O7O 291}2 2577 2(/80 1915 1640 1509

2068 1900 1454

]898 1610 1387

R i ~ h l ; u n f f s - f l t k t , o r

]O~' (t

6,342.

8,353

9,471

8,]05

6,460

7,731

9,188

7,5t)3

7,516

6,608

7,133

7,010

6,449

5,794

6,190

32 Alexaude, r Szak:dl :

sein. Die Bestimmung der Konstanten aus den Gleiehungen w m E 1 und E~ wurde, wie folgt ausgef i ihrt :

l o g E l : ] o g a - f f b x l l o g ] 0 ,

log E 2 ~ log a + b x 2 log 10, log E 1 - - log E 2 -- b (x l - - x2) log 10 =: b (x I - - xe)

b log lgl - - log E 2 . . . . . . . . , (2) X 1 - - X~

E1 �9 (3) a = 10fJx "

I n der folgenden Tabelle 6 sind die gefundenen, wie auch die a,n R a n d der e rmi t t e l t en K o n s t a n t e n a und b bereehneten Werte yon x und E zusammengeste l l t . Zur Bereehnung der K o n s t a n t e n sind den maximalen Arbe i ten yon 10 000 und 20 0 0 0 m k g entsprechende L e i s t n n g e ,

~z~ . gew'~hlt worden. Die K o n s t a n t e n tier

800O0

70000

.~ 60000

~ JO000

2OOOO

10000

/e/s/ua 5 mkg/mP+. Abb. 5.

Mitte lkurve lauten b : - - 0 , 0 0 3 0 7 log a : 7,33 402.

])ie gleichen Werte sind ,3,tlch lit der Abb. 5 e ingetragen, Wi t sehen, da, B die gefundene und (lie erreclmetc

T a b e l l e 6.

( le fundene ~Verte

I ,eistung m a x i m a l e IH'O Mill. Arbe i t

mkff m k g

1086 10000 988 20000 924 3o000 SS8 40000 810 70000 784 90000

Boreehnel,e "~\rortt!

hlgl~|:llllff IllllxinlII]l: pro Mill Al'beil,

IIIkff l l lkg'

1086 1 0 0 0 0 988 2 0 0 0 0 924 31430 SSS 4054O 810 70360 784 84 560

Miittelwcrtskurw~ kamn vone inander abweicht . Denmach entspr icht dcr Verlauf der Kurve <|er maxbnah, N Arbei ten bej stufenweise her'~b- gesetzten Lcis tungen einer Exponen t ia lkurve .

Es wurden n u m n e h r die Konsta, n ten a und b aus den gcmessenen Leis tungen und Arbe i t smaxim~ der e inzehwn \ :pn. er rechnet und an .ira,rid diesel' K o n s t a n t e n (tie Arbei t skurve der einzehmn Vpn. aufgezeichnet. Diese K u r v c n sind in der Abb. 6 eingetragen.

Aus dicser Abbih lung ist e rkennbar , (lab die Lcistamgsfs verschiedener Personen dutch zavei Fakto~vn b e s t i m m t wird: ])ureh e inen Wer t fak tor wird die Lgge, d. 11. der A n f a n g s p u n k t der individuet len Leistungskurve an der Abszissenachse festgelegt. Sic ist, wie wit gesehe~t haben, yon der ~uske lk ra f t , gemessen durch den Obersehenkelquer- schnit t , abhitngig. Dutch cinch Rich tungsfak tor wird die Steilheit der

Maximale Lcistung und m~uximalc Arbcit. '*'* O 0

ehlzelnen Kurvclt bestimmt. Je steiler die Zun~hme der ma.ximalen Arbeiten bei herabgesctztcr Leistung erfolgt, um so besser ist die Lei- stungsf/~higkeit,. ])iesen lgicht.ungsfa.ktor drfmkt die Konstante log a unserer Gleichung aus. Je grSger sic ist,, um so steiler verl~uft die Kurve und umgekehrt,.

Wie berei*s E. A . Miiller ~ bemerkte, ist zu erwarten, dab die GrSgc des ]~ichtungsfaktors voll funktionellcn :Faktoren abhangig ist. Wir 1200~

110000

90000

800O0

!::I qo006

30000

20000

700C

r

"11 I I I I I I

#a ~oo ~o ~oo ~o s~o ~ ,,oo ,2oo .,~oo ~ o ,5oo ,~o Ze/~to t m~j/ml~.

A b b . 6.

sehetl aus unseren Kurven, dab die Muskelkraf$ zw,~r besbimnlend fffr die maximMe Leistung ist, nicht abet dafffr, wie lange eine geringerc Leistung durehgeffihrt werden kann. Es gilt denmacli einen Weg zu linden, der wenigstens in groBen Ziigen erm6glicht, fiber die Abh~ngig- keit des Richtungsfa.kt6rs yon physiologischen Fa.ktoren ein Um,il zu bilden.

Die Arbeitsmaxima sind mit den zugeh6rigen Leistungen und cinigen funktioaellcn Gr6gen in der Tabelle 5 zusammengestellt. Ein Zusammml- hang seheint zwisehen unseren Igichtungsfaktoren und den Ventilations-

A r h e | t s p h y s l o l o g l e . 13. I td . 3

~ Alexander 8zalcs :

quotienten zu' bestehen (Abb. 7). Die Korrelation beider GrSgen zeigt, dag mit zunehmender Versehleehterung der Atemluftausnutzung der I~iehtungsfaktor a kleiner wird, d .h . die Steilheit der Leistungsfghig- kei tskurve abnimmt. Bei niedrigen Atemvolumina, d .h . bei guter Sauerstoffausnutzamg Wfi'd die Streuung sehr groB. Neben hohen a- Werten (gtinstigen) kommen auch relativ niedrige vor. Es scheint daher so zu sein, dab zum mindesten bei guter Ou-Ausnutzung bei verschiedenen Personen noch andere Gr6gen eine mM~gebende golle spielen. Unsere Vpn. mit sehleehter Luftausnutzung zeigten bei den maximMen Leistungen, wie oben ausgefiihrt, gleichzeitig schleehtere O~.Transl0ort- leistungen des Kreislaufes. Eine schlechte Kreislauftransportleistung

71,0 t mas~'male Le/~fung m#tle~,e l~lung Hu~e lelMtr I

10,0[ " . . .

go

~ ' , �9 . ., . . . . : �9

.:.. ."... : : . . . " . ; . . . . s ,~ : .. : : . . .

r I I I [ I I [ i I I r ~ I 20 22 2~12~

V~nlilallonscuo#enl. {Al~mwlum~n /n /ile~'peo au~enomm~ner /ile~ L72]. Abl,. 7.

wird sieh aber auch auf die Arbeitsmaxinl~ a.uswirken. Bei .Pcrsonen, bei denen ein Versagen yon Kreislaufgr5~ert aus dem VerhMten des Vcntilationsquotienten nicht erkennbar war, finden wh" vorwiegend hohe l~ichtungsfaktoren. Naeh der Abb. 7 kommen hohe a-l%ktoren oberhalb eines Ventilationsquotientcn yon 22,5 Litern Luft pro Liter aufgenommenen O~. vor.

In Abb. 7 ist durch ein Kreuz die Vp. der yon Michael is und Mi~ller 1~, 16 beschriebenen Versuche hervorgehoben: Wie bereits erw/~hnt, zeigte diese Vp. eine sehr schlechte Ausnutzung der Atemlu~t. Aus den fiir die maximalen Fahrzeiten yon 6 und 13 Min. bei Leistungen yon 840 bzw. 720 mkg/Min, lassen sieh Arbeitsmaxima yon 5040 und 9,360 mk'g erreehnen. Hieraus haben wir die Konst~nte a berechnet. Sie betr/igt: log a = 5,58. Dem ungtinstigen Ventilationsquotienten ens also in Obereinstimmung mit unseren Ergebnissen eine extrem niedrige Konstante a.

Wenn auch die Korrelation zwischen Ventilationsquotient und I~iehtungsfaktor auf die maBgebende golle des Kreislaufes ffir die Be- grenzung der maximalen Arbeit hinweist, vermag sic doeh keine Ant-

M~.xi,n~le Leistung und maxim~de Arbei~. ~I5

wort auf die Frage zu geben, welehe Komponente des Kreislaufes dureh ihr Versagen die Leistungsbegrenzung bewirkt,.

Aus Tabelle 5 ista zu m[sehen , d,~l] ill der gegel der Sa.uerstofftranspor~ pro Pulssehlag yon Aniang bis zum Ende der Einzelversuehe a,bnimmt. Gleiehzeitig findel~ ehm kompensataorisehe Zunahme der Pulsfrequenz start. Eine Ausm~hme bilden nur diejenigen :Fglle, in denen bei Beginn des Versuches b~,reits die m~ximale Pulszahl m~'eicht wurde. Dieser Befund erinnert an Beobaehtungen, die wh' bei Kitzeversudmn machten. Als Erklgrung kann die ~uch yon Christensen is und Lindhm'd lo beob- �9 ehtete Tatsache gelten, dab die Sauerstoff~usnutzung des Blutes bei nahender Lelstungsmffghigkeit abnimmt. Eine Verkleinerung des Schb~g- volumens in diesem Zust~nde ist yon Christenaen nicht beobachtet worden, wohl ~ber nahm bei seinen untrainierten Vpn. die Sehlagfrequenz zu (Ohristensen =s), so dab alas ~Y[inutenvolumen sehr hohe Werte erreiehte. Obwohl wir in unseren Versuchen das Schlagvolmnen nieht best immt haben, scheint doch der Schlul] berechtigt, dab die Zun~hme des Herz- minutenvolumens durch Zuna.hme tier Frequenz bei unvergnd'ertem Sehlagvolumen kompensatoriseher Natur ist.

In ]~bereinstimlmmg mit Chriztensen nehmen wir an, riM3 die l~er,~b- setzung der auf den Pulssehl~g entf~llmlden O2-Tr~nsportleistung a ls Folge der Versehleehterung tier peripheren .Blutmlsnutzung ~nzusehen ist. Bei bis zur Arbeitsunfghigkeit durehgef~hrten Leistungen etwa der gleichen Gr613enordnung land Christ$nsen =0, da~ die eEl6hte K6rper- temperatur einmx der wesentlichsten ]~ktoren fiir die Begrenzung der Arbeitsdauer darstellt. Ein Toil des kreisenden Bhltes mull aus wi~rme- regula.torischen Griinden an die I-[aut abgegeben werden. Diese zusittz- liehe Belastmlg setzt die Kreislaufbe~nspruchung bis ~n die Grenze des ~6gliehen her~uf, die ihrerseits zu:dell bekannten Konsequenzen ftihrt. 1)emnach ist zwischen Abnahme des O2-Transportes pro I)ulsschlag und Ventilationsquotient bei bevorstehendem Vm,~agen eine ]~eziehung zu erw~rten. Diese Abnahme wurde in Prozenten der jeweiligen Ausgangs- werte ausgedrtickt und dieser prozentuelle Betrag den Ventilations- quotienten in der Abb. 8 gegen/ibe~gestellt. In der Tat seheu wir, dab bei den gr6I~ten und noch mehr (ton mittleren Leistungen eine Korreltt- tion angedeutet ist. Sie bes~gt, duB, je mehr der O=-Tl'ansport pro t)uls- sehlag herabsi~tkt, um so kleinex die Ventih~tionsquotienten ~m Ende der Arbeit sind und umgekehrt.

Der Sim~ dieses Zusammenh~nges wird verstgndlich, wemt wh" ,~uf Q rund unserer fr/iheren ~berlegungen bedenken, dab kleine O=-Trans- portwerte grebe Ventflationsqtmtienten, ~lso schlechte Atemluftaus- ~*Utzung zur l~olge haben. Bei der vorliegenden Gegeniiberstetlung linden wir nun die hohen Ventil~tionsquotienten gleichzeitig mit geringer Abnahme tier O=.Tr~nsportleistung. Es ist versti~ndlieh, daft in don Fglle~t, we die O=-Transportleistung bereits zu ]~eginn der Leistung

3*

..q6 Alexander Szak{~ll:

gering ist, zumal diese niedrigen Werte zumeist mit maximalen minutlichen Pulszahlen verbunden sind, nur viel geringere Abnahmen derselben m6glieh sind. Die Leistung wird eher begrenzt, als bei Personen, bei denen die Transportleistung des Kreislaufes bei niedriger Pulsfrequenz hoeh ist. Die Korrelation zwisehen Ventilationsquot.ient mM Abnahme des 02-Transportes ist nnr bai den maximMen nnd mittleren Leistungen vorhanden, bei den kleineren Leistungen ist sic - - vielleicht wegen der allzu grol~en Streuung der Werte - - nicht mehr zu erkennen.

Die besprochenen Ergebmsse iiber den Zus~munenhang zwisehen Leistung und maximMer Arbeit lassen sieh folgendermaf~en zusammen- fi~ssen: Die Arbeitsmaxim,~ entspreehen bei sinkender Leistung in ihrem Verlauf einer Exponentia.lk(wvc,, deren S t e i l h e i t lie na.eh der Ltqstungs-

J2 Y2 dO ,'~$~;ma/e Le/,,c/un.q dO m[///e~ Le/stung

i~ 28 " 28 ii " " . 26

~ " �9 ~4/ ~ �9 ",

.o �9 22 , -* �9 ."

�9 20 o, " ,

18 18

dbnahme des 0~- Transpoetes ~ P~d~d~lay yore Antan~ b/s z~m Ende der /~luny ~b % des Ays~jwa.te~ au~drb~l

Abb. ~.

f&higkeit verschieden ist und sich mit Hilfe des aus der Formel E ~: a G --bx ergeb~nden Richtungsfaktors a ausdriicken li~gt. Je gr6Ber der Richtungsfaktor a, um so besser ist die L(dstungsfs ])ureh cinch Wertfaktor, dessen Gr68e yon dem Oberschenkelquersehnitt ,tbhitngig ist, wird die L~ge der indivi(hMlen L~,ist, mgsf'~higkeitskurve an der Ab?zissenachse festgelegt. Je gr6Ber der Obersehenkelquersehnitt., d .h . die MaskelkrMt, um so besser ist die LeistungsfShigkeit tier untersuchten Person zu bewerten, jedoeh kommen FSlle vor, in denen di,, dutch grebe Muskelkraft erworbene Rangordnung d er Leistungsf~higkeit dutch einen niedrigen Riehtungsfaktor herabgemindert wird.

Bis zu den yon uns erfaBten mittleren Leistnngsstufen bildet der Kreislauf den begrenzenden Faktor. jedoch ist "ms dem vorliegenden Material nieht zu erkennen, welche Koml)onente des Kreislaufes dell begrenzenden Faktor bildet. Als gemeinsames Zeichen fiir die frithere L~istungsbegrenzung in a,llen Leistungsstufen konnte bei weniger leistungsfs Personen die hohe Ventil,~tion pro Liter aaffgenonmmnen O~ erkamlt werden. Die gleiehen Personen zeigen eine relativ kleine 02-Transportleistnng des Kreislaufes. D~her erreiehen sit; infolge ver- mehrter W/~rnteregulation die Leistungsgrenz(,' des Kreisla.ufes friiher als ].)er,~onen mit hoher O~-Tra.nsportleistung.

Maximaic Lcistung und maximalc At'heir. 37

5. Praktischc Folgeru~ge~.

Ii~ dcr vorlicgcnden Arbeit wurde f~ia- die Elfforschung der menschlichen Leistungsf~higkeit eine cinheitliche Basin gefimden. In Uber- einstimmung mit E . A . Mi~ller ~ kaml die Leistungsf~higkeit einer Person nur daml gekennzeichnet werden, wcnn m~n die Arbeitsmaxim~ bei miadestens 3 Leistungsstufen kennt. Wird die Leistungsf~higkcit mehrerer Mcnschen bei Fahrradarbeit untereinander verglichen, so bedeutet die maximale Lcistung den Anfangspunkt der Leistungskurve, deren Lagc durch dic Muskelkr~t, gekcnnzcichnc~ durch den Ober- schenkclquerschnitt, bestimmt wird. Die maximale Leistung bzw. der Ausgangspunkt der Leistungskurve kann demnach aus dem 0ber- schenkelquerschnitt (naeh Abzug des Fettpolsters) rechnerisch ermittelt werden. Es erhebt sich die ]t~rage, ob unsere Ergebnissc auch eine so einfac.he Ermittelung des Kurvenverhmfes der AI'beitsm~xflna (Rich-~ Lungsf~ktor) erm6glichcu.

Es liegt n~he, als Mal3 ffir die maximal ~msftthrbare Arbeit den Ven- tilationsquotien~en zu wi~hlen. Wit" sahen, dab ein hoher Ventilations- quotient in allen Leistungsstufen fiir einen fi'tihen Eintrit t dcr Arbeits- unf~.higkeit spricht. In der folgendcn Tabelle 7 haben wLr die Daten solcher Vpn. zusamnlcngestellt, deren l~ichtungsfaktoren weniger Ms log 6 bctragen, die also als wenig leistungsf'~hig gelten k6mmn. In diesc Tabellc sind ~uL/erdem die D~ten dreier aus Angaben der Liter~tur iiber- nommenen Vpn. aufgenommen. Bei den yon Dil l und Mitarbeiter ~0

Tabellc 7.

Autur

Dill u. Mitarbeiter 10

M~chaeli8 u. Mi211er 16 , , , , , ,

Szakdll

5 ,

Vp.

Zo 0." .L.

N~ 2 , , 2

,, 3 ,, 3 ~ 6 ,, 6 ,, 20 ,, 20 ,, 20 ,, 44 ,, 44 ,, 44

L c i s t u n g

m k g / M i n

18C 6OC 72fl 84G

l D2(~ 654 768 518 514 ~70 569

1360 84fl 696

710 550

Vorbrauch

�9 ccm/Mtn.

2324 2792 2530 540

i510 1660 1890 2480 1819 1900 1624 1375 1864 1697 2280 2170 1676 2068 1900 1454

V e n t i l a t i o n s q u o t i e n t p ro L i t e r a u f g e n o m m e n e r O.~

A n f a n g dor

A r b e i t

24,8 22,6 18,5

24,0 24,4 24,0 24,2 21,0 23,2 22,2 31,7 31,5 23,7 28,5 25,2 26,3

Mittc der

A r b e i t

26,1 26,0 18,8

24,4

24,4 19,8

,22,2

E n d e dor

Arbel(~

25,1 30,3 20,2

i 28,4 ~ 25,3 ~; 29,4

31,6

25,2

23,2 20,1

i 23,6 23,0 [

30,8 27,1

25,2 , 26,6'


untersuchten Vpn. handelte es sieh nach Alaga~ben der Verfasser um sehr wenig leistungsf/~hige Personcn, die sich am Ende der Laufarbeit, vollkommen imsgaben. In den Versuehen yon Michae l i s und E . A . Miiller is handelt es sich um cb~c Vp., deren yon uns bcrechneter Rich- tungsf~ktor log, 5,58 bctrug. ])a in den Versuchcn yon Dill und Mit- ~rbeiter bei der Laufarbeit die Leistung nieht in Meterkilogramm aus- gcdriickt werden karat, haben wit' in der Tt~belle nur den minuffichen Saue~.~toffverbrauch eh~getragen.

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iqO0 ;~. . ,

1200

tO00 qO0. 500 600 700 800 gO0 tO00 ltO0 1200-/JO0 ~qtO0 tSO0 led~/~og mkg/m/h. Abb. 9.

Betrachten wir die bei den wenig leistungsfS, higen l%rsonen ~m- gcgebenen Ventflationsquotienten, so sehen wh', dM3 diese nicht nut etwa vor dem Abbreohen der Arbeit ansteigen, sondern bereits bci kleinen Loistungen auffallend hohe Werte zeigen. Vp. O. S. L. ist aus der Dillschen Versuchsreihe als ~Beisloiel fiir ehm gute Leistungsf/~higkeit aus Vergleichsgriinder~ mit aufgefiihrt.

Bei seinen Vpu. konnte Dill eine auffallend hohe Anh~ufung yon ~flchsgure feststellen, ohne den Grund hierfiil" zu linden. ]~[an k6zmte d~raIi deltken, dal] es sich bei allen in der Tabelle angefiihrten Vpn. um Typen h~mdelt, die (lurch hohe Milchs~urcwerte bci /~Iuskel~rbei~ gekem~zeiohlmt sh~d. Die T~tsache, dal~ diesc Vim. bei Mlen Al'beits- belastungen hohe Ventflationsquotienten zeigen, spricht dMfir, daf~ wichtigc StoffwcchselvorgAngc bei ihncn so ver]aufen, (ht/] sic ~u oincr Verminderung der Leistungsf~higkeit fiihren.

Maximale Leis~ung und m~ximale ArbeiL 39

1)~s Erkemmngsmerkmal dieser Typen, dcr hohe Vcntilationsquo- tient, lgBt sich mit Hilfe einfacher 1Viittel erkennen. ~V[an braucht nut den minutliehen Sauerstoffverbraueh bei einer beliebig gew/~hlten Lei- stung im Verh/~ltnis zu der Ventilation zu setzen, um diese Art yon Personen mit geringer Leistungsf/~higkeit erkennen zu kSnnen. Eine solehe liegt vor, welm der Richtungsfaktor kleiner als log 6 ist.

])as praktische Vorgehcn bei einer grobcn Trennung zwischen Per- sonen groBer und kleiner Leistungsf/ihigkeit wird dureh die folgenden

80 58

56

5q 52

5q~ ! dO 28 28

2~ 22 20

~ . . "

�9 oO t o " , , "

* . o~ ~ ~

50#0 52OO 2200 2q00 02- Ve.ebr~uch ccm-rain,

Abb. 10.

Kurven wesentlieh erleichtert. An Hand der yon unseren 40 Vpn. er- haltenen Werte haben wir in der Abb. 9 den Sauerstoffverbrauch je Minute als Funktion der Leistung aufgezeichnet. Jeder einzelne Punkt in dieser Abbfldung ist ein Mittelwert yon 2--4 einzelnen Respirations- versuchen. Wit sehen, dab mit mmehmender Leistung der Sauerstoff- verbraueh geradlinig ansteigt. Trotz der Streuungen ist es mSglich, bei gegebener Leistung den O~-Verbrauch annahernd abschatzen zu k6nnen. In der Abb. 10 ist das Atemminutenvolumen als l%nktion des minutlichen Ou-Verbranches eingetragen. Ein Vergleich der beiden Durchschnittskurven ergibt, daI~ der Ventilationsquotient in allen Be- reiehen der Kurven etwa 20 Liter Atemluft pro Liter aufgenommenen 02 betragt. Dieser Ventilationsquotient ist als Norm fiir den Mensehen aufzufassen.


Experimentell muB man bei einer gewghltmt Leistung nur das Atem- minuten.volume, m, essen und daraus mit Hilfe des naeh Abb. 9 be- reelmeten O~-Verbrauehes den t~tsS, chliehen Ventilationsquot!enten be- rcdmen. Wird ein Ventil~tionsquotient etw~ yon 20 gcfunden, so ist ~mzunehnu,,n, dab die mltersuehte Person normal leistungsfghig ist. Is t aber der experimentell gefundene Ventilationsquotieng grolt, so kann m~m nfit Sicherheit ammhmen, dab die untersuehte Person einen niedrigen lgiehtungsfaktor hut. An Kaltd der TabelIe 7 ermittelten Venti- lationsqnotienten kam~ die Grenze fib" (lie Trennung ffir weuiger lei- stmlgsfghige Personen mit niedrigerem l{ichtungsfaktor Ms log 6 auf (,inen Ventilationsquotienten yon 22 Litcrn pro Liter aufgenommenen O., gesetzt werden. Diese Linie ist in Abb. 8 eingetragen.

6. Z u s a m m e n / a s s u n g .

An einem Versuchslm~terial yon 40 Versuehslaei~onen wurde der Versuch mtternommen, die k61]?erliche Leistungsfghigkeit des Menschen zu kemlzeichnen. Durch die Schaffung einer einhdtlichen Basis, welehe (lar~ms besteht, (1M~ bei jedem lVIensehen sowohl die ~naximale Leistung wie ~meh die Arbeitsmaxima bei herabgesetzten Leistungsstufen bestimmt werden, wird eine einheitliche Betr~chtungsweise der k61])er- lichen Leisttmgsf/ihigkeit erm6glicht. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt :

1. l)ie Leistungsfighigkeit versehiedcner Personen wird dm-eh 2 10ak- t,oren bestimmt. Dutch einen Wertfaktor ~drd die Lage, d. h. der AMangspunkt der individuellen Leistungslghigkeitskurve, die d(,r maximMen Leistung entsprieht, festgelegt. Er ist yon der ]V[uskelkra~/t, gemessen durch den Oberschmlkelquerschnitt, abhgngig. ])ie Arbeits- maxiin~ entsprechen bei sinkender Leistung in ihrenl Verlauf einer Exponentialkul~e, deren Steilheit je mmh der Leistungsfghigkeit verschieden ist und sich nlit Hilfe des aus der Formel E = a G - b x

vrgebendcn Richtungsfaktors a ausdrficken 1/iBt. Je gr6Ber der lr tungsfaktor a, um so besser ist die Leistungsfghigkeit.

2. Ermittehmgen iiber die funktionellen 3{aBe der Leistungsfghigkeit ergaben folgendes Bild: iDa ?r und Kreislauf anatomisch und funk~ionell im Mlgemeinen in ihrer Entwieklung aufeinander harmonisoh abg6stimmt sind, en'eieht der Kl'eislmff seine maximale ]~eanslmmhung mlgefghr gleiehzeitig mit der maximalen Inanspmlehnabme der Muskel- kr~ft. I)emnach k6nnen bei steigender lViuskelka'aft deshalb gr6gere maximale Leistungen erzielt werden, well die amrtomisehen Grundlagen der funktionellen Faktoren ebenfalls entspreehend zunehnlen. Den Beweis hieIffiir liefert die Ta~saehe, dab zwischen dem 02-Transpox't des Kxeis- laufes mid der maximMml Leistung, d .h . )g[uskelkraft, eine enge 1(el"- relation besteht. Abweielmngen "con. diesem allgemeinen "Verh~flten sind

Max]male Lcistung uiM max]male Arbcit. 41

dureh I n k o n g r u e n z in de r A u s b i l ( h m g d e r 5{~skelkra.ft u n d de r Kre i s - l a u f f m t k t i o n e n b e d i n g t . U n g e n i i g e n d e ~ u s k e l d u r e h b l u t u n g wird z u m l e i s t u n g s b e g r e n z o n d e n ) ' ak to r , wemt die pe r iphe re Vascu lax i sa t ion re la- I, iv z u m z e n t r M e n Kre i s l~u f wen ig ~ u s g e b i l d e t ]st. Sowohl d~s zon t ra le , wie ~ueh das pe r iphe re Versage~t d e r Na 'eis l~mfleis tung ha.t e ino V e r - s(~hleelm;rung der A u s m ~ t z u n g d e r A t e m l u f t zur l~olge, die als Ze iehen fiir e ine S s dos B l u t e s u n d da, du rch b e d i n g t e Reeh t sve r sch iebm~g der O.~-Dissoziat ionskurve a u f z u f a s s e n ]st.

Die s( 'Meehte A u s n u t z u n g de r A t e m l u f t , d. h. de r hohc V e n t i l a t i o n s - quo t i en t , wi rd a u e h be] h c r a b g e s e t z t e n L e i s t u n g s s t u f e n be] dc r l ~ i - s t u n g s b e g r e n z u n g m~ch d e n A r b e i t s m a x i m a h i n z u m Ze i chen fiir e ine ger ingere Le i s tungs f i ih igke i t . Die Urs~ehe hierff ir komm~ bis zu den n d t t l e r e n L e i s ~ u n g s s t u f e n - i n d e m f r i ihe ren Ve r s~gen (los l~a'eislanfes e r m i t t e l t werdcn . E i n ge r inge r O~-Transpor t des I~ ' e i s l au fes gch t e i n h e r mi t h o h e m V o n t i l a t i o n s q u o t i e n t e n u n d m i t n i e d r i g c m ICich tungs fak to r der i n d i v i d u e l l e n Le i s tungs f i~h igke i t skurve .

3. Es wi rd efit Weg gezeigt , de r das E r k e n n e n yon wen]ge t h,ist, ,mgs- fiUdgen tYrson(m m i t einS~ehen 5{i t te lu e rm6g l i eh t .

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Maximale Leistung und maximale Arbeit