Ausgabe 4 2024 / 4/2024

Nutzen Sie Ihre Atmung, um einen Leistungsvorteil zu erlangen

• von Maša Iskra, Caterina Salvotti & Nina Zammit

Einatmen. Ausatmen. Einatmen. Ausatmen. Achten Sie auf Ihr Atemmuster? Im Sport ist die Kontrolle über das eigene Atemmuster und dessen Regulierung ein entscheidender Vorteil. Die Autoren stützen sich auf empirische Erkenntnisse und geben einen Überblick über die Wissenschaft hinter der willentlichen Atemregulierung und ihre Rolle bei der Leistung olympischer Athleten.

Betrachten Sie das Beispiel von Emma, einer Schwimmerin, die sich auf die kommenden Olympischen Sommerspiele vorbereitet. Um sich geistig und körperlich auf den Wettkampf vorzubereiten, erstellt sie eine Checkliste, um ihre (Vor-)Wettkampfroutine sorgfältig zu planen. Nachdem sie mehrere Elemente abgehakt hat, bleibt ihr Blick bei psychisches und physisches Aktivierungsmanagement hängen. Schon zuvor hat sie vor einem Rennen Angstzustände verspürt, die Entspannungstechniken erforderlich machten. Allerdings möchte sie am Start auch nicht zu schläfrig sein und langsamer als Ihrer Konkurrent:innen sein. Wie kann man diesem Dilemma begegnen und die optimale Aktivierung von Körper und Psyche erreichen? Um diese Frage zu beantworten, schlagen wir eine willentliche Atemregulierung vor.

Der Ursprung und die vier Haupttechniken der willentlichen Atemregulierung

Atmen ist für jeden Menschen überlebensnotwendig. Während die Bedeutung der Atmung in allen Epochen seit der Antike erkannt wurde, sind besonders östliche Kulturen dafür bekannt, atemregulierende Techniken wie Pranayama zu entwickeln, d. h. die Kontrolle von Lebensenergie durch die Regulierung des Atems (Saraswati, 1997, S . 47). Heutzutage können Pranayama-Techniken immer noch durch Yoga-Übungen erlernt und durchgeführt werden.

Im Sportkontext haben sich Atemtechniken weiterentwickelt, um spezifischen Anforderungen gerecht zu werden. Sie sind einfacher als die klassischen Pranayama-Techniken und lassen sich besser an unvorhersehbare Situationen anpassen, wie sie beispielsweise auf einem Fußballplatz, einem Tennisplatz, einer Eisbahn oder in einem Schwimmbad vorkommen. Trotz dieser Anpassungen können Atemtechniken auch bei einfachster Anwendung ihre Vorteile entfalten.

Atemtechniken im Sport können anhand ihrer Atemfrequenz und -tiefe unterschieden werden. Die Atemfrequenz wird in Zyklen pro Minute gemessen, die aus einer vollständigen Inhalation und einer vollständigen Exhalation bestehen. Die vier wichtigsten im Sport üblicherweise angewandten Atemtechniken sind langsames Atmen, schnelles Atmen, Hyperventilation und Atemanhalten (Laborde et al., 2022). Langsames Atmen ist die Atemtechnik, die in Forschung und auf dem Sportfeld das größte Interesse geweckt hat. Sie wird mit einer Frequenz unter 10 Atemzyklen pro Minute, am häufigsten bei 6 Atemzyklen pro Minute, ausgeführt, wobei durch die Nase eingeatmet und mit gespitzten Lippen durch den Mund ausgeatmet wird. Es ist auch wichtig, langsames Atmen abdominal auszuführen, was bedeutet, dass sich der Bauch (und nicht der Brustkorb) auf und ab bewegt.

Die Technik der schnellen Atmung dagegen fordert eine Erhöhung der Atemfrequenz über das normale Tempo hinaus. Diese Technik wurde in weitaus geringerem Umfang erforscht und ein allgemeingültiges Protokoll muss noch entwickelt werden. Allerdings wird schnelle Atmung bei Anfängern üblicherweise mit Frequenzen zwischen 25 und 60 Atemzyklen pro Minute und bei erfahrenen Pranayama-Praktizierenden mit noch höheren Frequenzen (120 oder mehr Atemzyklen pro Minute) durchgeführt. Schnelle Atmung wird durch flaches Ein- und Ausatmen durch die Nase durchgeführt, um eine geringe Luftmenge aufzunehmen und Hyperventilation zu vermeiden. Wie bei der langsamen Atmung wird die Atembewegung durch den Bauch angetrieben.

Willentliche Hyperventilation wird häufig synonym mit der schnellen Atemtechnik bezeichnet, wobei der entscheidende Unterschied in der Atemtiefe liegt. Bei der Durchführung der willentlichen Hyperventilation atmen Praktizierende schnell, nehmen aber zusätzlich größere Luftmengen auf als bei der schnellen Atmung. Diese Technik wird vorsichtig angewendet und der Hyperventilationszustand ist mild und äußerst kurzlebig, wie später ausführlicher erläutert wird.

Schließlich umfasst das Atemanhalten, wie das Wort selbst schon sagt, Phasen, in denen der Praktizierende weder ein- noch ausatmet, die als Apnoen bezeichnet werden. Apnoen können nach einer vollständigen Ein- oder Ausatmung durchgeführt werden.

Bild 1: Techniken zur freiwilligen Atemregulierung entsprechend der Atmung Frequenz und Tiefe

Die physiologischen und psychologischen Auswirkungen von Atemtechniken

Allgemein formuliert lassen sich Atemtechniken in solche unterteilen, die darauf abzielen, eine psychophysiologische Entspannung oder eine psychophysiologische Aktivierung zu induzieren. Auf physiologischer Ebene führt eine willentliche Atemregulierung zu Veränderungen in der Aktivität des autonomen Nervensystems. Dieses System ist in den Parasympathikus und den Sympathikus unterteilt, die allgemein unter den Ausdrücken „Ruhe und Verdauung“ und „Kampf oder Flucht“ bekannt sind. Während eine erhöhte Aktivität im Parasympathikus die Entspannung widerspiegelt, signalisiert eine höhere Aktivität im Sympathikus die Aktivierung. Zusätzlich zu dem autonomen Nervensystem moduliert die Atmung auch die Gehirnaktivität und beeinflusst kognitive, emotionale und sensomotorische Prozesse (Heck et al., 2017). Es wird angenommen, dass diese psychophysiologischen Veränderungen die leistungsfördernden Wirkungen der einzelnen Atemtechniken zugrunde liegen.

Bild 2: Techniken zur willentlichen Atemregulierung gemäß des primären autonomen Regulationsmechanismus

Nachdem Sie gelernt haben, wie jede Technik korrekt ausgeführt wird, besteht der nächste Schritt zur effektiven Nutzung der regulierten Atmung bei sportlichen Leistungen in einem umfassenden Verständnis der spezifischen Auswirkungen, die jede Technik auf Körper und Psyche hat. Es wurde gezeigt, dass langsames Atmen die parasympathische Aktivität über die Aktivierung des Vagus Nervs erhöht, was eine psychophysiologische Entspannung zu Folge hat. Dieser Effekt kann noch verstärkt werden, indem man die Ausatmungsphase verlängert und so von der natürlichen Senkung der Herzfrequenz beim Ausatmen profitiert. Auf theoretischer Ebene wird angenommen, dass langsames Atmen die bidirektionale Verbindung zwischen Gehirn und Herz beeinflusst, was im Einklang mit dem neuroviszeralen Integrationsmodell ist (Sevoz -Couche & Laborde, 2022; Smith et al., 2017). Durch die Aktivierung des zentralen autonomen Nervensystems im Gehirn und die Erhöhung der   Herzfrequenzvariabilität, welcher durch den Vagus Nerve reguliert wird und ein  Indikator der parasympathischen Aktivität ist, soll langsames Atmen die Selbstregulation auf emotionaler, kognitiver und kardialer Ebene verbessern. Eine verbesserte Selbstregulation kann Sportlern helfen, den schwächenden Symptomen von vorwettkampfbedingter Angst, wie z. B. starkem parasympathischen Rückzug und negativen Emotionen, entgegenzuwirken.

Auf kognitiver Ebene wurden Verbesserungen der Aufmerksamkeit, der Kognitiven Hemmung/Blockierung, des Arbeitsgedächtnis und des flexiblen Denkens festgestellt (z. B. Laborde et al., 2019, Paul & Garg, 2012).

Andererseits wurden die aktivierenden Wirkungen von der schnellen Atmung und willentlichen Hyperventilation auf eine erhöhte sympathische und verringerte parasympathische Aktivität zurückgeführt. Bei einer „Kampf-oder-Flucht“-Reaktion kann eine Person beispielsweise einen Anstieg ihrer Herzfrequenz und der vom Körper verbrauchten Sauerstoffmenge bemerken. Diese physiologische Veränderung verbessert die Energieerzeugung und -versorgung und damit die Muskelfunktion, insbesondere in den schnell zuckenden Muskelfasern. Darüber hinaus erhöht sich während der willentlichen Hyperventilation der pH-Wert des Blutes, was zu einer Verengung der Blutgefäße führt und unseren Drang zu Atmen verringert. Trotz der Ähnlichkeiten können die subjektiven Wahrnehmungen dieser beiden Techniken unterschiedlich sein. Während bei der schnellen Atmung häufig das Gefühl von Energie und Wachsamkeit eintrat, ging eine anhaltende Hyperventilation eher mit Panik und Unruhe einher (Balters et al., 2018; Gilbert, 1999). Aufgrund dieser Empfindungen wird der Begriff „Hyperventilation“ oft negativ wahrgenommen. Im Gegensatz zu angstinduzierter Hyperventilation üben Personen bei willentlicher Hyperventilation eine gezielte Kontrolle über ihre Atmung aus. 

Dennoch verspüren bestimmte Bevölkerungsgruppen, wie z. B. Patienten mit Panikstörungen, während der willentlichen Hyperventilation deutlich mehr negative Empfindungen als gesunde Kontrollpersonen, obwohl die physiologischen Reaktionen ähnlich sind (Wollburg et al., 2008). Dieser Befund lässt sich auf eine Fehlinterpretation der Körpersignale als Angst auf kognitiver Ebene zurückführen, was zeigt, dass bei der Umsetzung von willentlicher Hyperventilation bei Sportlern, die unter Panik- und Angststörungen leiden, Vorsicht geboten ist.

Interessanterweise löst Atemanhalten eine parasympathische und sympathische Ko-Aktivierung aus, wodurch die Aktivität in beiden Zweigen des Nervensystems erhöht wird. Im Gegensatz zur Hyperventilation sinkt der pH-Wert des Blutes beim Anhalten des Atems, was zu einer Erweiterung der Blutgefäße führt. Weitere Veränderungen im Körper umfassen eine verringerte Herzfrequenz und eine Umverteilung des Blutflusses, um die Funktion wichtiger Organe wie des Gehirns bei Sauerstoffmangel aufrechtzuerhalten (Eichorn et al., 2017; Gilbert, 1999). Im Sport wird Atemanhalten oft mit Wasserimmersionen kombiniert, daher ist es auch wichtig festzuhalten, dass kaltes Wasser die Ko-Aktivierung beider Zweige des Nervensystems noch verstärkt.

Aufgrund dieser unterschiedlichen Effekte muss jede Technik gezielt eingesetzt werden, um die sportliche Leistung zu fördern und nicht zu behindern. Im folgenden Abschnitt wird anhand von Beispielen aus olympischen Disziplinen erläutert, wann Sportler bestimmte Atemtechniken anwenden sollten.

Implementierung der Atemregulierung im (olympischen) Sport

Die praktischen Umsetzungsmöglichkeiten der eingeführten Techniken unterscheiden sich je nach Sportdisziplin aufgrund der Vielfalt der kognitiven und motorischen Anforderungen an die Sportler (siehe Laborde et al., 2022). Sprinter im 100-Meter-Lauf profitieren möglicherweise am meisten von einer schnellen Aktivierung, während Marathonläufer vielfältigere Atemtechniken anwenden sollten, um verschiedene Phasen des Ereignisses zu meistern. Darüber hinaus kann die Atmung nicht nur während der sportlichen Leistung, sondern auch vor und nach dem Hauptereignis verändert werden.

Aufgrund der übergreifenden Entspannungswirkung des langsamen Atmens wird diese Technik in einer Vielzahl von Sportdisziplinen sowie im alltäglichen Leben eingesetzt. Die Vorteile regelmäßiger langsamer Atemübungen haben sich bei späteren Leistungen im Basketball, Tanzen, Laufen, Schwimmen und Radfahren gezeigt. Das Potenzial dieser Technik liegt in der regelmäßigen Anwendung, die physiologische Anpassungen ermöglicht. Um langsames Atmen optimal in die Praxis zu integrieren, können Sportler diese Technik vor oder nach den Trainingseinheiten anwenden. Darüber hinaus kann langsames Atmen zu einer unverzichtbaren Technik werden, um Ängsten oder Stress vor dem Wettkampf entgegenzuwirken. Sportler können auch nach dem Wettkampf oder Training von den Entspannungseffekten profitieren, um sich geistig und körperlich zu erholen. Es wird nicht empfohlen, langsames Atmen während der sportlichen Betätigung durchzuführen, da es bei unsachgemäßem Training zu Atembeschwerden und Leistungseinbußen kommen kann.

Die aktivierende Wirkung von der schnellen Atmung macht es zu einer optimalen Technik, die unmittelbar vor einer kurzen, intensiven Trainingseinheit durchgeführt werden kann, bei der Sportler maximale Kraft benötigen oder sehr wachsam sein müssen. Beispielsweise können Kugelstoßer diese Technik anwenden, bevor ihre maximale Kraft auf dem Feld erfordert wird. Darüber hinaus kann diese Technik im Alltag geübt werden, um von ihren allgemein aktivierenden Effekten und der Stärkung der Abdominalmuskulatur zu profitieren. So kann schnelles Atmen auch in eine Morgenroutine integriert werden, um für das nachfolgende Training konzentriert und optimal aktiviert zu sein.

Der bei willentlicher Hyperventilation erreichte Anstieg des pH-Werts des Blutes macht diese Technik zu einer optimalen Strategie, um eine schnelle Erholung zwischen intensiven Sprints zu ermöglichen. Ein Läufer, der Sprintsätze als Teil einer Trainingseinheit durchführt, kann daher während der Erholungsphase 20 bis 30 Sekunden willentliche Hyperventilation durchführen, um eine schnellere Erholung für den nächsten Satz zu ermöglichen. Beim Radfahren hat sich gezeigt, dass willentliche Hyperventilation, das 30 Sekunden vor jedem Sprintsatz durchgeführt wird, die Aufrechterhaltung der Kraft während der gesamten Übung unterstützt (Sakamoto et al., 2014). Aufgrund des erhöhten Körperschwankens, das durch die Durchführung dieser Technik verursacht wird, wird davon abgeraten, sie bei Sportarten anzuwenden, bei denen Gleichgewicht erforderlich ist. Da physiologische Veränderungen, die während willentlicher Hyperventilation auftreten, als Angst fehlinterpretiert werden können, ist es besonders wichtig, diese Atemtechnik bei der Instruktion positiv zu formulieren und eine detaillierte Erklärung der erwarteten Auswirkungen zu geben.

Atemanhalten bewirkt aufgrund der eingeschränkten Sauerstoffzufuhr ähnliche physiologische Vorteile wie das Training in großen Höhen. Daher kann es eine zeit- und kosteneffiziente Alternative darstellen, wenn solche physiologischen Anpassungen für die Leistung vorteilhaft sind, beispielsweise bei Langstreckenläufern. Darüber hinaus wird beim Schwimmtraining häufig unterschiedlich langes Atemanhalten durchgeführt, da die Phasen des Atemanhaltens eng mit der Bewegungsausführung gekoppelt sind.

Um physiologische Vorteile zu erzielen sind langfristige Interventionen mit Atemanhalten erforderlich, die in viele Trainingsprogramme verschiedener Disziplinen integriert werden können. Beispielsweise führte ein 2-wöchiges dynamisches Atemanhalte-Training (d. h. Atemanhalten während des Schwimmens) zu schnellerem Freistil- und Unterwasserschwimmen, wobei die Verringerung der Herzfrequenz als zugrunde liegender Mechanismus vorgeschlagen wurde (Mulder et al., 2021). Die Durchführung von Atemanhalten während Wettkampfleistungen (außer Schwimmen/Tauchen) wird nicht empfohlen, da die verringerte Sauerstoffversorgung der Muskeln die Leistung beeinträchtigen kann.

Bild 3: Merkmale der vier Haupttechniken der willentlichen Atemregulierung

Fall im Fokus: Eine Toolbox zur Atemregulierung beim olympischen und paralympischen Schwimmen

Der Einsatz einer einzigen Atemtechnik kann einen Wettbewerbsvorteil bieten, wenn sie im entsprechenden Kontext umgesetzt wird. Der Einsatz einer Reihe von Atemtechniken kann jedoch noch wirkungsvoller sein, da der/die Sportler:in seine Atmung flexibel an unterschiedliche Aufgabenanforderungen und individuelle Bedürfnisse anpassen kann. Im ausgewählten Fokusfall beziehen wir uns auf unsere Schwimmerin Emma und greifen auf die Erfahrungen olympischer und paralympischer Schwimmer hinsichtlich ihres Einsatzes regulierter Atmung im Leistungskontext zurück (Saint-Martin et al., 2020). Insgesamt haben Schwimmer berichtet, dass sie mehrere Atemtechniken zur Leistungssteigerung und Emotionsregulation einsetzen. Die gezielte Auswahl der Technik anhand der momentanen Bedürfnisse zeigte sich in bestimmten Zeitpunkten der Umsetzung: „Während des Aufwärmens habe ich langsam geatmet. Aber kurz vor der Ankündigung begann ich, schneller zu atmen“ (Saint-Martin et al., 2020, S. 3573). Zusätzlich wurden während des Schwimmwettkampfes Atemanhalten und bewegungssynchronisierte Atmung eingesetzt, um die rhythmischen Schwimmbewegungen zu unterstützen. Beim Kraulen können Schwimmer:innenbeispielsweise das Einatmen mit Körperrotationen kombinieren und zwischen Atemzügen auf der linken und rechten Körperseite wechseln, um das Gleichgewicht zu halten.

Bild 4: Implementierung von Atemtechniken während einer Schwimmveranstaltung

Wie sieht es mit der Erholungsphase aus? Keiner der Schwimmer:innen gab an, langsames Atmen nach der Leistung verwendet zu haben, trotz des Potenzials als Erholungstechnik. Interessanterweise berichteten einige Schwimmer:innen, dass sie Atemtechniken gar nicht nutzten, aufgrund mangelnder Kenntnisse, wie sie effektiv umgesetzt werden können. Dieses Ergebnis unterstreicht die Bedeutung der Bereitstellung strukturierter und leicht zugänglicher Empfehlungen zur Implementierung von Atemtechniken in sportliche Routinen.

Empfehlungen für den Einsatz der Atemregulierung

Die Anwendung von Atemtechniken im Sport ist keine Universallösung. Generell wird empfohlen, sich vor der Anwendung dieser Techniken mit ihnen vertraut zu machen, da sie bei falscher Anwendung zu Atembeschwerden und unerwünschten Nebenwirkungen führen können. Außerdem sollten diese Techniken zunächst in Übungssitzungen durchgeführt werden, um die Regel „Mach nichts Neues bei einem Wettkampf“ ( Riewald & Rodeo, 2015, S. 226) einzuhalten. Auf dem Markt sind auch mehrere Apps erhältlich, die den Zeitlichen Ablauf der Atmung vorgeben, und eine praktikable Anleitung für die Durchführung solcher Techniken bieten. Um jedoch die korrekte Ausführung von Atemtechniken und die Überwachung der Auswirkungen sicherzustellen, empfehlen wir, sich an einen Spezialisten zu wenden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Kraft der freiwilligen Atemregulierung ihrer flexiblen und zeitnahen Umsetzung liegt. Spitzensportler können sich einen Wettbewerbsvorteil verschaffen, indem sie eine Reihe von Atemtechniken in Betracht ziehen und deren Wirkung an die spezifischen Bedürfnisse in Trainings- und Wettkampfsituationen anpassen. Zusätzlich zur Verbesserung der körperlichen Leistungsfähigkeit zeigen die beschriebenen Atemtechniken Potenzial als Hilfsmittel zur Erzielung psychologischer Vorteile, wie z. B. eine erhöhte Aufmerksamkeit, eine energetisierende Wirkung, eine verringerte maladaptiver Leistungsangst und ein verbessertes Arbeitsgedächtnis.

Literaturverzeichnis

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