Jeder Ausdauersportler kennt es, fühlt es, assoziiert etwas damit – meistens Schmerz. Jahrzehntelang galt es als bloßes Abfallprodukt, als „Müll“ in den Zellen. Heute hat sich sein Image gewandelt. Zumindest in der Wissenschaft. Der Stoff, aus dem die Schmerzen sind, heißt: Laktat. Dies war natürlich eine grobe Vereinfachung. Noch immer wird nicht zu 100 Prozent verstanden, wie und was Laktat bewirkt. Doch klar ist: Einige „Wahrheiten“ zu dem Stoffwechselprodukt haben sich als falsch herausgestellt. Immer noch kursieren viele Fehlinformationen. Neuere Studienergebnisse zeigen: Laktat ist mehr und kann mehr, als man bisher glaubte. Die Entstehung: Im Ruhezustand gewinnt der Körper seine Energie zu drei Vierteln aus Fett.

Die restliche Energie stammt hauptsächlich aus Kohlenhydraten. Diese werden zur Energiegewinnung in Einfachzucker zerlegt. 75 Prozent davon nutzt das Nervensystem, besonders das Gehirn. Die Mitochondrien, die „Kraftwerke“ der Zellen, liefern unter Verwendung von Sauerstoff Energie. Da Sauerstoff notwendig ist, wird von einer aeroben Energiebereitstellung gesprochen. Steht nicht genug davon zur Verfügung, so wird Energie weniger effizient ohne ihn, „anaerob“, gewonnen. Unter anderem mittels der sogenannten Milchsäuregärung, bei der auch Laktat entsteht.

Ermüdung und Leistung

Laktat ist das Salz der Milchsäure. Im Deutschen wird im Sprachgebrauch nicht zwischen Milchsäure und Laktat unterschieden. Im Körper zerfällt die entstehende Milchsäure fast vollständig in Laktat und positiv geladene Wasserstoffteilchen H+. Je mehr Wasserstoffionen vorhanden sind, desto saurer werden Flüssigkeiten und Gewebe eingestuft. Diese H+-Ionen wurden lange als Ursache der muskulären Ermüdung gesehen. Es ist somit nicht das Laktat, das „sauer“ macht.

Im Gegenteil: Es wirkt sogar schwach basisch. Neuere wissenschaftliche Untersuchungen sehen Laktat nicht mehr als Ursache der muskulären Ermüdung an – sondern als Veränderungen des Stoffwechsels. Diese wirken sich demnach negativ auf die Muskelkontraktion und Aktivierungsprozesse aus. Die intrazelluläre Übersäuerung zeigt neueren Studien zufolge kaum direkte Auswirkungen auf die Muskelfunktion – und scheint auch bei hohen Intensitäten die Glykolyse nicht zu beeinträchtigen. Stattdessen wird in dem Phosphat, das während der Belastung durch den Abbau von Kreatinphosphat ansteigt, eine weitere Hauptursache für die gesamte Muskelermüdung gesehen.

Hier wird das Laktat demnach „entlastet“. Doch der positive „Imagegewinn“ geht noch weiter: Der Stoff ist sogar ein Energieträger – und kann somit während des Sports genutzt werden. Generell ist die anaerobe Energiegewinnung aus Glukose im Vergleich zu der aeroben viermal so effizient. Dabei entsteht aus Glukose das sogenannte Pyruvat. Der Vorgang erfordert ein bestimmtes Co-Enzym, das NAD. Dieses wird jedoch bei der Glykolyse „verbraucht“. Daher kann selbst bei unendlich viel verfügbarer Glukose nur ein gewisser Teil davon zur Energiegewinnung dienen. Um schnell neues NAD zu generieren, wandelt der Körper das aus Glukose entstandene Pyruvat weiter in Laktat um. Dieses neue NAD steht nun wieder der anaeroben Energiegewinnung durch Glykolyse zur Verfügung. Bei diesem Vorgang entsteht zwangsläufig zunehmend Laktat. Die Bildung von Laktat unterstützt somit die anaerobe Energiegewinnung aus Kohlenhydraten. Es ist demnach nicht zwangsläufig das Resultat eines Sauerstoffmangels – sondern auch ein wichtiger und potenter Energieträger.

Laktatoxidation

Die Umwandlung von Pyruvat zu Laktat geschieht anaerob mithilfe des Enzyms LDH. Dieser Vorgang wird als Laktatoxidation bezeichnet. In der Muskulatur hängt die Art des LDHs stark vom Typ der Muskelfaser ab: In den weißen schnellzuckenden Muskelfasern dominiert die M-Isoform, welche die Laktatproduktion katalysiert. In den roten langsamzuckenden Fasern, die bei Ausdauerspezialisten dominieren, findet sich vor allem die H-Isoform, welche die Laktatelimination begünstigt. Laktat wird nicht nur in der Muskulatur erzeugt beziehungsweise eliminiert, sondern auch in Organen und Geweben. Im Herzen dominiert die Laktatoxidation. Insbesondere unter hohen Belastungen gewinnt das Herz weit über 50 Prozent seiner Energie über die Oxidation von Laktat.

Auch das Gehirn kann Laktat aufnehmen und damit einen Teil der ansonsten notwendigen Glukose ersetzen. Auch die Laktat-Produktionsrate unterscheidet zwischen den Muskelfasertypen: In den „schnellen“ Fasern liegt sie deutlich höher als in den „langsamen“. Zudem gilt: Trainierte Sportler weisen im Vergleich zu untrainierten eine deutlich bessere Fettverbrennung und eine veränderte Laktatverwertung auf. Ergo gilt: Die jeweiligen Muskelfasertypen zeigen große Unterschiede in der Laktataufnahme und dem Laktatabbau.

Muskelfasern und Energie

Schnellzuckende Muskelfasern produzieren am meisten Laktat. In den ausdauernden Muskelfasertypen kann mitunter mehr Laktat abgebaut werden als entsteht. Bei Trainierten zeigen sich während lockerer Einheiten nicht nur verringerte Laktatwerte, sondern auch geringere Glukosekonzentrationen. Verminderte Laktat- und Glukosewerte im Blut bei niedriger Trainingsbelastung können ein Indikator für die Erholungsfähigkeit trainierter Sportler sein. Die Laktatoxidation macht mit über 75 Prozent den Hauptanteil bei der Verwertung von Laktat aus. Der Laktataustausch und damit die -elimination hängen dabei auch von der Blutflussgeschwindigkeit zwischen den unterschiedlichen Geweben ab. Der Laktatgradient zwischen Muskel und Blut könnte ein wichtiger Faktor sein, der bestimmt, ob Laktat vom Muskel aufgenommen oder abgegeben wird.

Der zweite wichtige Weg der Verwertung ist die Neugewinnung von Glukose: Ein Fünftel des Laktats wird dafür eingesetzt. Die Leber ist in der Lage, anfallendes Laktat, das von der Muskulatur ins Blut abgegeben wird, durch spezielle Enzyme in Glukose zu verwandeln und wieder ins Blut abzugeben. Von dort kann es zum arbeitenden Muskel transportiert werden. Auch in der Regenerationsphase nach dem Training spielt Laktat eine Rolle. Die Glykogenbildung im Muskel hängt in erster Linie von Glukose ab. Dennoch scheint ein nicht unwesentlicher Anteil der Muskelglykogenbildung in schnellzuckenden Muskeln über Laktat vonstattenzugehen – vor allem unmittelbar nach dem Training, wenn die zirkulierenden Laktatspiegel erhöht sind. Zudem dient der Stoff auch als wichtiges Signalmolekül – weshalb ihm auch die Bezeichnung „Laktathormon“ zukommt. Die Funktion scheint hier vor allem die Anpassung an Belastungen zu sein. Dies betrifft unter anderem die Wundheilung, Gefäßneubildung und Sympathikus-Nerv-Regulation. Doch: Die Forschung steht hier noch ganz am Anfang ihrer wichtigen Erkenntnisse.

Transportwege

Die Transportwege: Das Laktat kann zwischen den unterschiedlichen Muskelfasern über eine Art „Zell-Zell-Shuttle“ ausgetauscht werden, ohne dass es ins Blut übertreten muss. Die Abgabe vom Muskel ins Blut und der Transport zu Organen passiert mithilfe spezieller Transportsysteme: den sogenannten MCTs. Diese Systeme spielen vor allem bei kurzen intensiven Belastungen eine wichtige Rolle zur Aufrechterhaltung der Leistung. Die MCT-Dichte in den Zellen ist bei guttrainierten Sportlern nicht nur in der Muskulatur, sondern auch in anderem Gewebe und in Zellen höher als bei Untrainierten. Der Zahl und Funktion der Laktattransporter kommt eine zentrale Rolle bei der Leistungsfähigkeit eines Sportlers zu.

In der Trainingslehre wird aktuell oft von der „Laktatbildungsrate“ gesprochen. Um die Ausdauerfähigkeit zu steigern, ist eine geringe Laktatbildungsrate anzustreben, denn diese hängt potenziell mit einer verbesserten Fettverbrennung und einer Schonung der Kohlenhydrat-Vorräte zusammen. Die Laktatbildungsrate wird aus Messungen des Blutlaktats abgeleitet. Sie bezieht sich auf die Messwerte im Blut und nicht zwingend auf die „reale“ Rate der Laktatbildung im Muskel. Es ist richtig, dass eine gesteigerte Glykolyserate bei zunehmender Belastung mit einer Zunahme der Blutlaktatkonzentration einhergeht und dass schnellzuckende Muskelfasern – vor allem bei kurzen und intensiven Belastungen – eine höhere Laktatbildung aufweisen. Dennoch haben gut trainierte Sportler tendenziell eine niedrigere Laktatkonzentration im Blut, da sie in der Lage sind, das Laktat besser zu verwerten.

Leistungstests und Werte

Studien zeigen: Ein verbesserter aerober Stoffwechsel trägt zu einer besseren Laktateliminierung bei. Im Blut wird das Laktat gemessen, welches im Muskel gebildet wurde und in die Blutbahn übergetreten ist. Nicht dargestellt werden kann, wie viel Laktat im Muskel eliminiert wird und wie viel Laktat über den Bedarf von Herz, Gehirn et cetera dem Blut entnommen wird. In der Leistungsdiagnostik werden über die Messung des Blutlaktats Rückschlüsse auf die Leistungsfähigkeit gezogen.

Der Ablauf: Man sitzt auf einem Ergometer, während der Widerstand alle drei Minuten um 20 beziehungsweise 30 Watt erhöht wird. Am Ende jeder Stufe wird je ein Tropfen Blut abgenommen, meist am Ohrläppchen. Dabei steigt der Energiebedarf und eine Messung der Laktatwerte zeigt einen Anstieg des Blutlaktats. Der Körper produziert immer nur so viel Laktat wie nötig – und versucht, das vermehrt anfallende Laktat wieder abzubauen.

Die Abbaurate ist dabei nicht gleichbleibend, sondern steigt mit der zunehmenden Laktatproduktion. So hält der Körper die Konzentration bei einer steigenden Belastung für eine gewisse Zeit annähernd konstant.

Maximale Laktatschwelle

Das Niveau mit der höchsten Blutlaktatkonzentration, bei der dies gelingt, nennt man die maximale Laktatschwelle, maxLass oder MLSS, maximal lactate steady state. Gewöhnlich wird dabei von der „Laktatschwelle“ oder kurz „Schwelle“ gesprochen. Oberhalb dieser steigt die Laktatkurve stetig weiter an. Ein weiterer gebräuchlicher Schwellenbegriff ist der der sogenannten „individuellen anaeroben Schwelle“, IAS. Der Zusammenhang zwischen der Laktatschwelle und der IAS zeigte sich in Untersuchungen bei rund 95 Prozent der Probanden.

Noch heute wird teilweise der Fehler gemacht, absolute Laktat-Werte zur Interpretation der Leistungsfähigkeit heranzuziehen. Die Anwendung der laktatbasierten Schwellenkonzepte geht auf eine wissenschaftliche Veröffentlichung aus dem Jahr 1976 zurück. Auf der Laktatleistungskurve bei einem Test wurde die „aerob-anaerobe Schwelle“ als Punkt definiert und sollte als Kriterium zur Beurteilung der Ausdauerleistungsfähigkeit dienen. Die Schwelle wurde auf einen Blutlaktatwert von vier Millimol pro Liter festgelegt, da sich dieser Wert bei den zugrunde liegenden Untersuchungen am häufigsten zeigte. Noch heute wird auf diesen Wert Bezug genommen, obwohl sich in der Praxis bei Belastungstests individuelle Werte zwischen zwei und acht Millimol ergeben.

Die absoluten Laktatwerte an der Schwelle sagen dabei nicht zwingend etwas über die absolute Leistungsfähigkeit aus. Denn: Mit der zunehmenden aeroben Kapazität eines Sportlers nimmt die Laktatkonzentration an der maximalen Laktatschwelle ab.

Funktionsleistungsschwelle

Um die Ausdauerleistung abzuschätzen, wurde die sogenannte Funktionsleistungsschwelle FTP, Functional Threshold Power, eingeführt. Die FTP ist die maximale Leistung, die über 60 Minuten hinweg erbracht werden kann. Bei hochtrainierten Sportlern stimmt sie gut mit der Laktatschwelle überein.

Für das Laktat existieren zahlreiche Schwellenkonzepte, wobei insbesondere zwei Schwellen häufig Verwendung finden: An der ersten beginnt die Laktatkonzentration durch den höheren Energiebedarf über den Ruhewert anzusteigen. Die zweite ist die Laktatschwelle und soll den Übergang zwischen der teils noch aeroben und anaeroben Energiebereitstellung markieren – wobei Letztere jedoch individuell ist.

Die Elimination von Laktat hängt sowohl von seiner Konzentration als auch vom Umsatz des aeroben Stoffwechsels ab. Je höher die Konzentration des Laktats und je höher der aerobe Energieumsatz sind, desto stärker ist auch die Elimination. Während einer starken körperlichen Belastung werden gut vier Fünftel des gebildeten Laktats in der aeroben Energiebereitstellung verwendet. Ein Sportler kann somit trotz unveränderter Laktatwerte in zwei aufeinanderfolgenden Leistungstests in der Zwischenzeit eine Steigerung seiner Leistung erfahren haben, die sich nicht in einer Veränderung der Laktatwerte widerspiegeln muss.

Ein Ziel des Trainings sollte es daher sein, die Umverteilung und Verwertung von Laktat im Körper zu optimieren – und damit die Leistungsfähigkeit des Athleten bei seinem Sport zu steigern.

Original-Artikel veröffentlicht im Rennrad-Magazin, Autorin Lisa Brunnbauer. Titelfoto: ergonbike.com | pd-f

24. Februar 2025