Leistungssport Mit der Körpermaschine an die Grenzen

Der Mensch hat den vielseitigsten Bewegungsapparat aller Lebewesen. Doch so richtig gut kann er nur gehen. Spitzensportler erkunden, wo die absolute Leistungsgrenze liegt - mit Training, Pillen und Chirurgie. Forscher suchen derweil nach dem Fitnessgen im Erbgut.

Von Tobias Hürter


Bei 180 Watt Tretwiderstand laufen mir erste Schweißperlen den Rücken hinunter. So fühlt sich Sport an. Die Betreuerin reicht ein Handtuch und schaltet den Ventilator ein. Vor der Tour de France 1997 saß der spätere Sieger Jan Ullrich auf demselben Standrad wie ich heute und absolvierte die gleichen Tests. Bei 180 Watt fing er damals erst an, in die Pedale zu treten. Zum Warmwerden.

Auf dem Monitor an der Wand ist eine Treppe vorgezeichnet: Alle drei Minuten erhöht das System den Widerstand automatisch um 20 Watt. "Bis jetzt haben wir jeden kleingekriegt", sagt Hans-Hermann Dickhuth. Er ist Leiter der sportmedizinischen Abteilung des Klinikums Freiburg und hat mich komplett verkabelt, um meine körperlichen Grenzen zu testen. Elektroden horchen mein Herz ab, alle paar Minuten wird Blut aus meinem rechten Ohrläppchen gezapft, immer wieder pumpt sich eine Blutdruckmanschette an meinem Arm auf. Und zwischendurch muss ich auch noch eine Atemmaske über Mund und Nase stülpen – Abgasuntersuchung.

Ich will dem Geheimnis der Maschine Mensch auf die Spur kommen. Was macht sportliche Höchstleistung aus, was unterscheidet Hobby- von Spitzensportlern wie Jan Ullrich? Ihre Körper sind doch aus dem gleichen Material wie meiner. Sind die Ullrichs nur besser trainiert? Oder sind ihre Körper für den Radsport geboren, meiner aber nur für den Schreibtisch? Kurz: Was hat Ulle, was ich nicht habe?

Luft im Schwimmer-Darm für besseren Auftrieb

Damit das klar ist: Das ist keine Sache zwischen Jan Ullrich und mir. Es geht um das menschliche Leistungsvermögen. Wissenschaftler analysieren Messkurven von Ausnahmeathleten in Fachzeitschriften und erörtern sie auf Kongressen. Sie entschlüsseln das Erbgut und suchen nach möglichen Fitnessgenen. Dabei geht es nicht nur um die reine Erkenntnis. So mancher träumt vom nächsten Schritt – davon, die Maschine Mensch auf mehr Leistung zu tunen.

Eigentlich passen Sonntagssportler wie ich auf Dickhuths Standrad so gut wie ein Traktor in eine Jaguar-Werkstatt. Im Freiburger Klinikum lassen sich normalerweise nur Hochleistungsathleten testen, um mit Hilfe der Ergebnisse ihre Trainings- und Wettkampfziele zu definieren. Nach ihren Messungen können die Prüfer Marathonzeiten auf die Minute genau vorhersagen. Hier beginnen Profikarrieren – oder sie enden, bevor sie überhaupt begonnen haben.

Gehört ein Körper zu den besten der besten, stellt er manche Maschine in den Schatten: 100-Meter-Läufer zum Beispiel beschleunigen in der Startphase schneller als ein Porsche. Und Radprofis bewältigen 200 Kilometer über ein halbes Dutzend Hochgebirgspässe im Renntempo mit so wenig Nahrungsenergie, dass ein Motorrad mit Sprit des gleichen Brennwerts bestenfalls zur nächsten Tankstelle käme.

Allerdings sehen selbst Sport-Asse schlecht aus, wenn sie sich mit Tieren messen müssen. "Der Mensch ist lediglich ein ganz guter Dauerläufer", sagt Robert McNeill Alexander, Biomechaniker an der Universität von Leeds in England, "das ist die einzige Sportdisziplin, in der er mit tierischer Konkurrenz ganz gut mithalten kann." An die globale Leistungsspitze kommt er nicht heran. Im Januar stellte der Äthiopier Haile Gebrselassi mit einer Zeit von knapp 59 Minuten einen neuen Weltrekord über die Halbmarathonstrecke (gut 21 Kilometer) auf. Pronghorn-Antilopen preschen in der gleichen Zeit etwa dreimal so weit durch die afrikanische Steppe.

Beim Springen sieht es noch schlechter aus: Mit Weiten von 16 Metern lassen Kängurus die menschliche Springerelite wie müde Hopser wirken. Die Beuteltiere haben für weite Sätze die perfekte Muskel-Sehnen-Kombination. Auch in der Disziplin Schwimmen versagt der Mensch kläglich. Unser Auftriebskörper, die Lunge, liegt weit weg vom Körperschwerpunkt. Zwar hält sie den Kopf über Wasser, die Beine sinken aber ab. Das erschwert eine schnittige Wasserlage – weshalb sich die Spitzenschwimmer der DDR einst von hinten Luft in den Darm pumpten. Außerdem fehlt uns schlicht die Stromlinienform: Wir brauchen neunmal so viel Kraft wie ein gleich schwerer Delfin, um uns durchs Wasser zu ziehen. Dafür machen Delfine auf dem Trockenen eine noch schlechtere Figur als wir im Wasser, obwohl sie von Landlebewesen abstammen. Sie sind Spezialisten, wir sind Generalisten.

240 Watt, ungefähr die Leistung eines Mixers. Schweiß tropft auf den Linoleumboden des Freiburger Klinikums. Inzwischen reicht mein Diesel nicht mehr aus. Meine Muskeln haben spürbar hochgeschaltet: auf Kohlenhydrate. Kann es sein, dass der Mensch auch fürs Radfahren nicht geschaffen wurde?, denke ich. Das Reden überlasse ich von nun an der Betreuerin.

Im Gehen ist der Mensch unübertroffen

Eine nicht sehr sportlich scheinende Disziplin gibt es immerhin, in der Homo sapiens brilliert: das gemächliche Gehen. Da sind wir Energiesparweltmeister in unserer Gewichtsklasse. "Gemessen an Tieren gleicher Größe gibt es keine effizientere Fortbewegungsart", sagt Robert McNeill Alexander. Einen ebenen Kilometer zu gehen kostet ungefähr so viel mechanische Energie wie ein Stockwerk Treppen steigen. Wer stehen bleibt und sich ein bisschen aufregt, verbraucht mehr.

Einmal in Bewegung gesetzt, tickt unser Gehapparat wie ein Uhrwerk. Mit jedem Schritt wird ein Teil der Vorwärtsenergie in Sehnenspannung und einem sanften Hub der Körpermasse zwischengespeichert, dann fast verlustfrei in Vortrieb zurückverwandelt. Weil wir von der Ferse bis zu den Zehen abrollen, müssen wir kaum die Knie beugen. Die Beine schwingen wie Uhrpendel unter dem Rumpf durch. "Das Pendelprinzip ist das Geheimnis unseres Gangs", sagt McNeill Alexander. Bei leichtem Gefälle geht man von selbst. Unsere Sehnen federn so gut wie Gummiseile, unsere Gelenke gleiten sanfter als Industrielager. "Der Reibungskoeffizient von Knorpel auf Knorpel übertrifft jedes technische Material", schwärmt Wilfried Alt, Bewegungsforscher an der Universität Stuttgart.

Lange galt der menschliche Gang unter Evolutionsbiologen als Kompromisslösung. Sie dachten, unsere Vorfahren hätten sich in die Vertikale erhoben, um eine bessere Aussicht oder die Hände frei zu haben. Aber womöglich entsprang die Gattung Homo dem evolutionären Druck zu sparsamer Fortbewegung: "Der aufrechte Gang war für sich Grund genug", sagt Wilfried Alt. "Werfen und Werkzeuggebrauch hat der Mensch erst viel später gelernt."

Neuerdings dämmert Humanbiologen, dass die Natur unseren Bewegungsapparat nicht nur für das Gehen, sondern auch fürs Rennen ausgelegt hat. Die amerikanischen Forscher Dennis Bramble und Daniel Lieberman zeigten in einer Studie, dass unsere Vorfahren schon vor zwei Millionen Jahren die Merkmale von Läufern entwickelten: verstärkte Fersen, längere Beine, schmalere Hüften, größere Gelenkflächen zur besseren Stoßabsorption und Knochenansätze für zugfeste Sehnen – an der Achillessehne eines flott laufenden 70-Kilogramm-Menschen zerrt eine Kraft, die dem Gewicht einer knappen halben Tonne entspricht. Allzu schnell sind wir allerdings nicht. Wozu auch hätten unsere Vorfahren mit 60 Sachen hinter Antilopen her laufen sollen, wenn sie clever genug waren, ohne solche Hetzerei zu überleben? Die evolutionäre Nische des Menschen ist schließlich von je her Schlauheit, nicht Schnelligkeit.

Das menschliche Gehirn verschlingt fast ein Fünftel des Ruhe-Energieumsatzes seines Trägers. Im Austausch für so viel Denkkapazität mussten wir körperlich mit einem Sparmodell vorlieb nehmen. Unsere Kreislaufkapazität reicht nur noch aus, um die Beine voll in Aktion zu halten. Wenn wir zusätzlich die oberen Gliedmaßen bewegen, müssen wir unten bremsen. "Wir sind nicht nur vom Körperbau her Zweibeiner, sondern auch vom Stoffwechsel her", sagt der Sportmediziner Hans Hoppeler von der Universität Bern.

320 Watt. Ich überschreite jenen kritischen Punkt, den Sportphysiologen als "individuelle anaerobe Schwelle" bezeichnen. Jetzt gerät mein Energiestoffwechsel aus dem Gleichgewicht, er kann die verlangte Tretleistung auch mit der Verbrennung von Kohlenhydraten nicht mehr decken. Er muss eine chemische Abkürzung nehmen, bei der in der Muskulatur Milchsäure anfällt – wie Ruß in einem Motor, wenn man Vollgas gibt. Ein brennendes Gefühl entwickelt sich in meinen Beinen. Das Zerfallsprodukt der Milchsäure, Laktat, sammelt sich nun rapide in meinem Blut.

  • 1. Teil: Mit der Körpermaschine an die Grenzen
  • 2. Teil


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