author's personal copy -...

1 23

Wiener Medizinische Wochenschrift ISSN 0043-5341Volume 164Combined 11-12 Wien Med Wochenschr (2014)164:228-238DOI 10.1007/s10354-014-0277-x

(Hoch-)intensives Intervalltrainingmit Kindern und Jugendlichen imNachwuchsleistungssport

Florian Azad Engel & Billy Sperlich

1 23

Your article is protected by copyright and

all rights are held exclusively by Springer-

Verlag Wien. This e-offprint is for personal

use only and shall not be self-archived

in electronic repositories. If you wish to

self-archive your article, please use the

accepted manuscript version for posting on

your own website. You may further deposit

the accepted manuscript version in any

repository, provided it is only made publicly

available 12 months after official publication

or later and provided acknowledgement is

given to the original source of publication

and a link is inserted to the published article

on Springer's website. The link must be

accompanied by the following text: "The final

publication is available at link.springer.com”.

review

228 (Hoch-)intensives Intervalltraining mit Kindern und Jugendlichen im Nachwuchsleistungssport 1 3

Zusammenfassung Um die Effektivität von (Hoch-)inten-sivem Intervalltraining (HIIT) im Nachwuchsleistungs-sport und bei untrainierten gesunden Kindern und Jugendlichen in der wissenschaftlichen Literatur ein-zuschätzen, wurde eine computerbasierte Literaturre-cherche in den elektronischen Datenbanken PubMed, MEDLINE, SPORTDiscus und Web of Science durch-geführt. Studien, welche die Auswirkungen von HIIT-Interventionen auf die Leistungsfähigkeit von Kindern und Jugendlichen (9–18 Jahre) anhand von Analysen der motorischen oder leistungsphysiologischen Kenngrößen der Probanden, vor und nach der Trainingsinterven-tion, analysierten, wurden berücksichtigt. Die Ergebnisse zeigten eine Verbesserung aerober und anaerober Leis-tungsparameter bei einer Anwendung von zwei bis drei Einheiten HIIT pro Woche über einen Zeitraum von fünf bis zehn Wochen, zusätzlich zum normalen Training. Langzeitstudien zu HIIT, welche auf langfristige Trai-ningseffekte hinweisen, fehlen. Darüber hinaus wurde aufgrund von physiologischen Besonderheiten während HIIT-Protokollen eine verbesserte Ermüdungsresistenz bei Kindern im Vergleich zu Erwachsenen belegt, was als gute Voraussetzung für die Anwendbarkeit von HIIT bei Kindern interpretiert werden kann.

Schlüsselwörter Hoch intensives Training · Ausdauer · Anpassungserscheinungen · Kinder und Jugendliche · Trainingseffekte

High-intensity interval training for young athletes

Summary A computer-based literature research dur-ing July 2013 using the electronic databases PubMed, MEDLINE, SPORTDiscus and Web of Science was per-formed to assess the effect of the high intensity interval training (HIIT) on sport performance in healthy children and adolescents. Studies examining the effect of HIIT on aerobic and anaerobic performance pre and post to HIIT-Interventions in children and adolescents (9–18 years) were included. The results indicate increased aer-obic and anaerobic performance following two or three HIIT sessions per week for a period of five to ten weeks, additional to normal training. Results regarding long term effects following HIIT have not been documented so far. In addition, due to the physiological characteris- tics during HIIT protocols improved fatigue resistance has been demonstrated in children as compared to adults, which may be interpreted as a prerequisite for the appli-cability of HIIT in children.

Keywords High intensity training · Endurance · Adap-tions · Children and adolescents · Performance im-provements

Einleitung

Das (Hoch-)intensive Intervalltraining (HIIT) wird in der wissenschaftlichen Literatur seit geraumer Zeit als „neue“ Trainingsmethode zur Verbesserung der sub-maximalen und maximalen Ausdauerleistungsfähigkeit von erwachsenen Athleten [1–5] wie auch im klinischen

Prof. Dr. B. Sperlich ()Lehrstuhl für Sportwissenschaft, Institut für Sportwissenschaft, Julius -Maximilians Universität Würzburg,Judenbühlweg 11, 97082 Würzburg, DeutschlandE-Mail: [email protected]

F. A. Engel, Dipl Spo SciForschungszentrum für den Schulsport und den Sport von Kindern und Jugendlichen, Karlsruhe Institut für Technologie,Karlsruhe, Deutschland

Eingegangen: 15. Januar 2014 / Angenommen: 17. März 2014 / Online publiziert: 15. April 2014© Springer-Verlag Wien 2014

Wien Med Wochenschr (2014) 164:228–238DOI 10.1007/s10354-014-0277-x

(Hoch-)intensives Intervalltraining mit Kindern und Jugendlichen im Nachwuchsleistungssport

Florian Azad Engel · Billy Sperlich

Author's personal copy

review

(Hoch-)intensives Intervalltraining mit Kindern und Jugendlichen im Nachwuchsleistungssport 2291 3

Setting [6] angewendet. Arbeiten aus den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts [7] dokumentierten bereits wesent-liche Anpassungserscheinungen des Herz-Kreislaufsys-tems im Zuge von intensivem Intervalltraining, welches zuerst in der Leichtathletik seine Anwendung fand.

Das Spektrum der Intensität, Dauer und Häufigkeit von HIIT ist in der Literatur uneinheitlich und wird meist mit maximalen (ca. 90–100 % der maximalen Laufge-schwindigkeit oder Leistung, Herzfrequenz sowie Sauer-stoffaufnahme (VO2

)) und supramaximalen (> 100 %) Intensitäten oder sogenannten „all out“ Belastungen im Intervallprinzip definiert [4, 5]. Die Dauer der einzelnen Intervalle variiert zwischen 6 s und 8 min mit Pausenlän-gen von 45 s bis 8 min.

HIIT-Interventionen sind im Nachwuchsleistungs-sport bei weitem nicht so intensiv erforscht wie bei erwachsenen Athleten oder im klinischen Setting. Neu-ere HIIT-Studien bei Kindern und Jugendlichen deuten darauf hin, dass die „Grundfitness“, sowie spezielle aerobe und anaerobe Fähigkeiten, insbesondere zeitsparend verbessert werden können und daher HIIT als sinnvolle Trainingsmethode in dieser Alterspanne Anwendung findet [8–16]. Lange Zeit ging man davon aus, dass die anaerobe Leistungsfähigkeit im Kindesalter kaum oder gar nicht trainierbar sei [17–19]. Ursache dafür war u.a. die „Trigger-Hypothese“ von Katch (1983) [17], die besagt, dass vor Beginn der Pubertät intensives Ausdauertrai-ning zu keinen oder keinen lohnenswerten Verbesse-rungen der anaeroben Kapazität führen würde. Als Folge dieser Theorie wurden kontinuierliche, niedrig-intensive Belastungsformen als Ausdauertrainingsmethoden für Kinder und Jugendliche in deutschsprachigen Lehrbü-chern zur Verbesserung der Ausdauerleistungsfähigkeit favorisiert [18, 19].

Ziel dieses Übersichtsartikels ist es: 1.) die aktuel-len Ergebnisse von HIIT-Studien im Nachwuchsleis-tungssport zusammen zu fassen, 2.) die Effektivität von HIIT für Kinder und Jugendliche zu analysieren und 3.) anhand der Ergebnisse Kriterien zur Gestaltung von HIIT-Protokollen für den Nachwuchsleistungssport zu erstellen und 4.) Vorschläge zur Periodisierung von HIIT im Nachwuchsleistungssport zu erarbeiten.

Methodik

Im Juli 2013 wurde eine Literaturrecherche in den elek-tronischen Datenbanken PubMed, MEDLINE, SPORT-Discus und Web of Science durchgeführt. Die folgenden Schlüsselwörter wurden für die Suche nach relevanten Artikeln verwendet: „High intensity (interval) training“, „high intensive (interval) training“, „sprint interval trai-ning“, „interval training“, „exercise“, „children“, „adole-scents“, „block periodization“, „endurance performance“, „training“. Zusätzlich wurden die Literaturlisten der ver-wendeten Artikel und von bereits vorher identifizierten Artikeln nach weiteren relevanten Studien durchsucht. Ausgeschlossen wurden Studien mit erkrankten sowie älteren (> 18 Jahre) Probanden (Abb. 1).

Originalstudien mit „peer-review“ Verfahren wurden berücksichtigt, welche HIIT-Interventionen und die Aus-wirkungen auf die Leistungsfähigkeit von männlichen oder weiblichen Kindern und Jugendlichen (9–18 Jahre) jeweils vor und nach einer HIIT-Intervention analysier-ten. Zur Analyse der Trainingseffekte von HIIT auf moto-rische oder leistungsphysiologische Kenngrößen, wie die aerobe und anaerobe Ausdauerleistungsfähigkeit, Kraftfähigkeiten und die sportartspezifische Leistungs-fähigkeit sowie Studien mit und ohne Kontrollgruppen wurden akzeptiert. Studien mit gesunden, nicht über-gewichtigen oder adipösen, trainierten und untrainier-ten Kindern und Jugendlichen wurden ausschließlich einbezogen.

Ergebnisse

Von den ursprünglich n = 64 identifizierten Studien in den Datenbänken wurden, basierend auf den Ein- und Aus-schlusskriterien, letztlich n = 15 Studien in diesem Über-sichtsartikel analysiert (Abb. 1).

Charakterisierung der HIIT-Interventionen

Die in Tab. 1 dargestellten HIIT-Studien analysier-ten Jungen und Mädchen im Alter von 10 bis 18 Jahren der Sportarten Fußball, Basketball, Handball, Triath-lon, Schwimmen und Ski-Alpin (VO

2max bzw. VO

2peak

39,9–65,3 ml·min−1·kg−1) sowie untrainierte (VO2max

bzw. VO

2peak 43,9–46,2 ml·min−1·kg−1) männliche und weibliche

Kinder und Jugendliche.Die Intervalldauer betrug je nach Protokoll zwischen

10 s und 4 min mit jeweils drei bis 40 Wiederholungen. Die Trainingsinterventionen umfassten eine Zeitspanne von vier bis zehn Wochen, mit durchschnittlich zwei bis

Abb. 1 Flow Diagramm des Auswahlprozesses relevanter Studien


review


Auto

ren

Kont

roll-

grup

pe

Anza

hl P

roba

n-

den/

Spor

tart/

Alte

r [Ja

hre]

Initi

ale

VO2p

eak/

max

[ml·m

in−1·

kg−1

oder

l/min

−1]

Inte

nsitä

tAn

zahl

& D

auer

Inte

rval

le

Daue

r & In

tens

ität

Erho

lung

Anza

hl

Einh

eite

n

[n]

Inte

rven

-

tions

daue

r

Post

VO 2p

eak/

max

[ml·m

in−1·

kg−1

oder

l/m

in−1]

Proz

entu

ale

Verä

nder

ung

VO2p

eak/

max

[%]

HIIT

Res

ulta

te

Dele

xtra

t et

al.,

(201

3)

[22]

ja18

/Bas

ket-

ball/

16k.

A.

90 %

HF

peak

/95 %

VIF

T

8–13

× 15

s15

s J

oggi

ng12

6 W

oche

n–

–↑

V IFT

↔ R

SA↔

Def

ensi

vagi

lität

↑ Of

fens

ivag

ilitä

tk.

A.

2v2

SSG

(90 %

HF

peak

)2 ×

(2–

3 × 3–

4 m

in)

pass

iv12

6 W

oche

n–

–

Wah

l et a

l. (2

013)

[16]

nein

16/T

riath

lon/

1557

,3 ±

8,5

90–9

5 %

HFm

ax4 ×

4 m

in3

min

, 60 %

HF

max

, akt

iv o

der

kom

plet

t pas

siv

152

Woc

hen

57,9

± 8,

6+

1,0

↔ V

O 2max

Sper

lich

et a

l. (2

011)

[13]

ja19

/Fuß

ball/

1355

,1 ±

4,9

90–9

5 % H

F max

varia

bel (

4–15

× 30

s–4

min

)1–

3 m

in,

50–6

0 % H

F max

135

Woc

hen

58,9

± 4,

7+

6,9

↑ T 10

00m

↑ Sp

rint

↔ D

J, S

J, C

MJ

55,3

± 4,

350

–70 %

HF m

axFa

hrts

piel

und

DM

(6–3

0 m

in)

–56

,4 ±

3,7

+ 2,

0↔

T10

00m

↑ Sp

rint

↔ D

J, S

J, C

MJ

Sper

lich

et a

l. (2

010)

[14]

ja26

/Sch

wim

-m

en/1

039

,9 ±

9,1

92 %

PB

varia

bel

varia

bel

245

Woc

hen

44,5

± 7,

4+

11,5

↑ La

c max

↑ LE

N↑

T 2000

m

↔ T

100

m

↔ V

T

39,4

± 9,

785

% P

Bva

riabe

lva

riabe

l24

43,1

± 6,

7+

9,4

↓ La

c max

↔ L

EN↔

T20

00 m

↔ T

100

m

↔ V

T

Brei

l et a

l. (2

010)

[15]

ja22

/Ski

-Alp

in/1

753

,0 ±

4,6

90–9

5 % H

F max

4 × 4

min

3 m

in, a

ktiv

1511

Tag

e56

,2 ±

5,1

+ 6,

0↑

VO2m

ax

↑ PP

O↑

VT↑

High

Box

Jum

p

52,9

± 6,

3no

rmal

es

Trai

ning

––

54,4

± 7,

0+

2,8

Buch

heit

et a

l. (2

009)

[21]

ja32

/Han

dbal

l/15

–95

% V

IFT

12–2

4 × 15

s15

s, p

assi

v20

10 W

oche

n–

–↔

CM

J↔

10m

Spr

int

↑ RS

A↑

V IFT

–SS

G–

–20

10 W

oche

n–

–

Faud

e et

al.

(200

8) [9

]Ja

10/S

chw

im-

men

/16

–HI

T: 3

0,8 %

ob

erha

lb IA

Tva

riabe

lpa

ssiv

& a

ktiv

244

Woc

hen

––

↑ IA

T↔

T10

0m

↔ T

400m

–VO

T: 2

3,3 %

ob

erha

lb IA

Tva

riabe

lpa

ssiv

& a

ktiv

––

↑ IA

T↔

T10

0m

↔ T

400m

Impe

llizz

eri

et a

l. (2

006)

[1

1]

nein

29/F

ußba

ll/17

55,6

± 3,

490

–95 %

HFm

ax

4 × 4

min

3 m

in, 6

0–70

%HF

max

, akt

iv16

8 W

oche

n60

,2 ±

3,9

+ 8,

3↑

LT↑

RE↑

Lauf

stre

cke

im S

piel

Cham

ari e

t al.

(200

5) [8

]ne

in18

/Fuß

ball/

1465

,3 ±

5,0

90–9

5 % H

F max

4 × 4

min

3 m

in, 6

0–70

%HF

max

, akt

iv16

8 W

oche

n70

,7 ±

4,3

+ 8,

3↑

Hoff-

Test

(9,6

%)

↑ RE

(14 %

)

Tab

. 1 C

hron

olog

isch

e Ü

ber

sich

t d

er In

terv

entio

nsst

udie

n zu

hoc

hint

ensi

vem

Inte

rval

ltrai

ning

mit

Kin

der

n un

d J

ugen

dlic

hen


review


Auto

ren

Kont

roll-

grup

pe

Anza

hl P

roba

n-

den/

Spor

tart/

Alte

r [Ja

hre]

Initi

ale

VO2p

eak/

max

[ml·m

in−1·

kg−1

oder

l/min

−1]

Inte

nsitä

tAn

zahl

& D

auer

Inte

rval

le

Daue

r & In

tens

ität

Erho

lung

Anza

hl

Einh

eite

n

[n]

Inte

rven

-

tions

daue

r

Post

VO 2p

eak/

max

[ml·m

in−1·

kg−1

oder

l/m

in−1]

Proz

entu

ale

Verä

nder

ung

VO2p

eak/

max

[%]

HIIT

Res

ulta

te

McM

illan

et

al. (

2005

) [12

]ne

in11

/Fuß

ball/

1763

,4 ±

5,6

90–9

5 %HF

max

4 × 4

min

3 m

in, 7

0 %HF

max

, akt

iv20

10 W

oche

n69

,8 ±

6,6

+ 10

,1↑

SJ↑

CMJ

Mc

Man

us e

t al

. (20

05) [

68]

ja35

/unt

rain

ierte

Ju

ngen

/10

45,5

± 3,

4Al

l out

7 × 30

s2:

45 m

in, a

ktiv

248

Woc

hen

50,7

± 3,

7+

11,4

↑ VO

2pea

k

↑ Sa

uers

toffp

uls

47,0

± 6,

585

%

HFm

ax/7

5–85

%

VO2 pe

ak

20 m

in D

M–

248

Woc

hen

50,7

± 6,

9+

7,9

↑ VO

2pea

k

↔ S

auer

stof

fpul

s

44,7

± 6,

5Ke

in T

rain

ing

––

–8

Woc

hen

45,4

± 6,

4+

1,6

↔ V

O 2pea

k

↔ S

auer

stof

fpul

s

Sieg

ler e

t al.

(200

3) [6

9]ja

34/F

ußba

ll/16

–10

0 %3–

5 × 4–

6 Sp

rints

/Spr

ünge

k. A

.30

10 W

oche

n–

–↑

SRT

↑ T 20

m

↑ fe

ttfre

ie M

asse

↓ Kö

rper

fett

–VO

Tk.

A.

k. A

.30

10–

–↔

SRT

↔ T

20 m

Baqu

et e

t al.

(200

2) [2

4]ja

53/u

ntra

i-ni

ert/1

043

,9 ±

6,2

100–

130 %

M

AS5–

40 ×

10–2

0 s

10 s

, 20

s, 3

min

, pa

ssiv

14 (à

30

min

)7

Woc

hen

47,5

± 7,

2+

8,2

↑ M

S

46,2

± 8,

5Ke

in T

rain

ing

––

–45

,3 ±

7,2

− 1,

9↔

VO 2p

eak

Helg

erud

et

al. (

2001

) [10

]ja

19/F

ußba

ll/18

58,1

± 4,

590

–95 %

HF m

ax4 ×

4 m

in3

min

, 50–

60 %

,HF

max

, akt

iv16

8 W

oche

n64

,3 ±

3,9

+ 10

,7↑

VO2m

ax

↑ LT

↑ RE

↑ Le

istu

ng im

Fuß

balls

piel

58,4

± 4,

3Te

chni

ktra

inin

g m

it Ba

ll–

–16

8 W

oche

n59

,5 ±

4,4

+ 1,

9↔

VO 2m

ax

↔ L

T↔

RE

↔ L

eist

ung

im F

ußba

ll-sp

iel

McM

anus

et

al. (

1997

) [20

]ja

30/u

ntra

inie

rte

Mäd

chen

/10

1,54

± 0,

2M

axim

al3–

6 × 10

s3–

6 × 30

s30

s,

90 s

, pas

siv

238

Woc

hen

1,67

± 0,

2+

8,4

↑ VO

2max

↑ PP

↔ M

P

1,30

± 0,

180

–85 %

HF m

axDM

–1,

43 ±

0,2

+ 10

,0↑

VO2m

ax

↑ PP

↔ M

P

1,49

± 0,

1Ke

in T

rain

ing

––

1,46

± 0,

1+

2,0

↔ P

P↔

MP

↑ si

gnifi

kant

e Ve

rbes

seru

ng, ↓

sig

nifik

ante

Ver

schl

echt

erun

g, ↔

kei

ne s

igni

fikan

te V

erän

deru

ng, k

. A. k

eine

Ang

abe,

VO 2m

ax M

axim

ale

Saue

rsto

ffauf

nahm

e, V

O 2peak h

öchs

te g

emes

sene

Sau

erst

offa

ufna

hme,

VIFT G

esch

win

digk

eit

der m

axim

alen

aer

oben

Kap

azitä

t (er

mitt

elt i

m In

term

itten

t Fitn

ess

Test

), SS

G Sm

all-S

ided

Gam

e (S

piel

auf

Kle

infe

ld),

2v2

zwei

geg

en z

wei

, RSA

Rep

eate

d Sp

rint A

bilit

y (6

× 20

m S

prin

ttest

), M

AS M

axim

al a

erob

e Ge

schw

indi

g-ke

it (2

,4 ×

Lauf

gesc

hwin

digk

eit i

n de

r let

zten

Stu

fe d

es S

huttl

e Ru

n Te

st),

MS

Lauf

gesc

hwin

digk

eit i

n de

r let

zten

Stu

fe d

es S

huttl

e Ru

n Te

st, H

F He

rzfre

quen

z, S

RT S

huttl

e Ru

n Te

st, V

T Ve

ntila

toris

che

Schw

elle

, LT

Lakt

atsc

hwel

-le

, RE

Lauf

ökon

omie

, PB

Pers

önlic

he B

estz

eit,

LEN

Punk

tesy

stem

zur

Beu

rteilu

ng d

er S

chw

imm

leis

tung

, orie

ntie

rt am

akt

uelle

n W

eltre

kord

, PP

Peak

Pow

er im

Win

gate

Ana

erob

ic T

est,

MP

Mea

n Po

wer

im W

inga

te A

naer

obic

Te

st, P

PO P

eak

Pow

er O

utpu

t im

Rad

ergo

met

er-S

tufe

ntes

t, DM

Dau

erm

etho

de, S

J Sq

uat J

ump,

CM

J Co

unte

r Mov

emen

t Jum

p, D

J Dr

op J

ump,

MB5

Mul

tiple

5 B

ound

s Te

st, R

RJ15

Wie

derh

olte

r Reb

ound

Jum

p fü

r 15

Seku

nden

, La

c max

Max

imal

e La

ktat

bild

ungs

rate

, IAT

Indi

vidu

elle

ana

erob

e Sc

hwel

le, T

2000

Ben

ötig

te Z

eit ü

ber 2

000

m, T

400 B

enöt

igte

Zei

t übe

r 400

m, T

100 B

enöt

igte

Zei

t übe

r 100

m, T

20 B

enöt

igte

Zei

t übe

r 20

m, P

max

Pea

k Po

wer

im F

orce

Ve

loci

ty T

est,

VOT

Volu

men

orie

ntie

rtes

Trai

ning

(Tra

inin

g m

it ho

hem

Um

fang

und

ger

inge

r Int

ensi

tät)

Tab

. 1 (

Fort

setz

ung)


review


hochintensive Aktionen (+ 18 %) während sich die Geh-strecken reduzierten. In der Studie mit jungen Schwim-mern bewirkte das HIIT eine signifikante Verbesserung der Schwimmleistung (2000 Meter Test und verbesserte Punktzahl in der Bewertung der 100 Meter Schwimmleis-tung nach LEN Punktesystem) [14].

Die zentrale und periphere Ermüdungsresistenz („Fatigue Resistance“) während HIIT bei Kindern und Erwachsenen

Detaillierte Übersichtsarbeiten [24, 25] dokumentieren, dass die körperliche Ermüdung während HIIT bei Kin-der- und Jugendlichen im Vergleich zu Erwachsenen ver-langsamt ist und gleichzeitig die Regeneration nach HIIT schneller erfolgt (siehe Tab. 2). Die biologischen Mecha-nismen erhöhter Ermüdungsresistenz (im internationa-len Sprachgebrauch als „Fatigue Resistance“ bezeichnet) während HIIT bei Kindern und Jugendlichen sind bisher nicht gänzlich geklärt und wahrscheinlich auf eine Viel-zahl von physiologischen, anatomischen und psycholo-gischen Faktoren zurück zu führen.

Zahlreiche Untersuchungen zeigten, dass Kin-der gegenüber Jugendlichen und Erwachsenen einen geringeren Rückgang der absoluten sowie auf das Kör-pergewicht relativierten Leistung im Verlauf von HIIT aufweisen (siehe Tab. 2). Die Abnahme der dynamischen Muskelkraft während maximal ausgeführter isokineti-scher Knieextension ist bei 11-bis 14-jährigen Kindern geringer als bei Jugendlichen und Erwachsenen [26–29] (siehe Tab. 2). Auch Studien mit sportartspezifischen Testprotokollen auf dem Fahrrad (10 × 10 s Sprint, 2 × 30 s Sprint, 1 × 90 s Sprint) und mit dem Armkurbelergome-ter (1 × 30 s) sowie auf dem Laufband (10 × 10 s Sprint) und bei Feldtests im Laufen (10 × 10 s Sprint; 6 × 20 s Sprint) zeigten weniger starke Abnahmen der dynami-schen Muskelkraft bei Kindern gegenüber Jugendlichen und Erwachsenen (siehe Tab. 2).

Hebestreit et al. (1993) untersuchten die Regeneration von Kindern im Vergleich zu Erwachsenen nach einem Wingate Anaerobic Test. Die 10-jährige Jungen waren in der Lage bereits nach 2 min Regeneration 96,4 % ihrer Leistung aus dem ersten 30-sekündigen Maximaltest auf dem Fahrradergometer zu reproduzieren, die erwach-senen Männer benötigten 10 min Regenerationszeit, um 94,0 % der Leistung aus dem ersten Wingate Anaerobic Test zu erreichen [30].

Biologische Ursachen der besseren Ermüdungsresistenz von Kindern gegenüber Erwachsenen

Blutlaktatkonzentration Kinder weisen im Vergleich zu erwachsenen Sportlern geringere absolute Blutlaktat-werte während und nach intensiven Einzel- und Inter-vallbelastungen auf [31–34]. Die geringeren Laktatwerte

drei HIIT Trainingseinheiten pro Woche. In zwei Studien absolvierten die Athleten einen Trainingsblock von 11 bzw. 14 Tagen mit jeweils 15 HIIT Trainingseinheiten [15, 16]. Langzeitstudien, welche Hinweise auf die Nachhal-tigkeit beinhalten oder auf Langzeiteffekte von HIIT hin-deuten, sind bisher nicht vorhanden.

Als Trainingsintensitäten wurden in der Literatur hohe bis sehr hohe Belastungsintensitäten gewählt. Am häu-figsten wurde die Belastungsintensität von 90–95 % der maximalen Herzfrequenz [8, 10–13, 15, 16] angegeben. Weitere Studien definieren die Intensität der Intervalle als „all out“ Belastungen [20], anhand 90 % der persönli-chen Bestzeit [14], 90 % der Geschwindigkeit der aeroben Kapazität [21, 22], sowie mit Intensitäten von 30 % ober-halb der individuellen anaeroben Schwelle [9] (Tab. 1). Die Pausengestaltung erfolgt überwiegend aktiv (50–70 % HFmax

) [8, 10–13, 15] und in einigen Studien passiv [16, 20, 23]. Die Pausendauer reicht von 10 s bis 3 min. Die Durchführung von HIIT erfolgt teilweise sportartspezi-fisch, beispielsweise als 4 × 4 min Dribbelparcours mit Ball für Fußballspieler [8, 12] oder als Schwimmtraining für Schwimmer [9, 14] und als Schwimm- und Radtrai-ning für Triathleten [16]. In einigen Studien erfolgte das HIIT teilweise in einer von der Zielsportart weitgehend unabhängigen Form, wie beispielsweise HIIT auf dem Fahrradergometer für Skifahrer [15] oder als Intervall-läufe ohne Ball für Fußballer [10, 13] bzw. Basketballer [22] und Handballer [21].

Als Kontrollintervention wurde meist ein submaxima-les Ausdauertraining (50–85 % der HFmax

oder 85 % der Geschwindigkeit der Bestleistung) mit längerer Dauer pro Trainingseinheit [9, 13, 14, 20] oder das normale sportartspezifische Vereinstraining [15] durchgeführt. In zwei Studien wurde keinerlei Training mit der Kontroll-gruppe absolviert [20, 23].

Effekte von HIIT auf aerobe und anaerobe Leistungskomponenten

Die meisten Studien zeigen, als wesentlichste Anpassung infolge von HIIT (Tab. 1), eine signifikante Verbesse-rung der absoluten und relativen VO

2max bzw. VO

2peak von

durchschnittlich 7,9 % ± 3,9 (Range: 1,0–11,5 %) in 2–10 Wochen (Durchschnitt: 6,3 Wochen).

Zwei Studien demonstrierten Leistungsverbesserun-gen anaerober Komponenten im High Box Jump [15] und im Wingate Anaerobic Test [20], sowie die Verbes-serung von Sprint- und Sprungleistungen [12, 13]. Die komplexe sportartspezifische Leistungsfähigkeit der jungen Sportler verbesserte sich ebenfalls in Folge der HIIT Interventionen. Nach der HIIT Trainingsphase wie-sen jugendliche Fußballer im Fußballspiel eine erhöhte absolvierte Distanz, eine höhere Anzahl von Sprints und Ballbesitzen auf und das Fußballspiel konnte in höheren Intensitätsbereichen absolviert werden [10]. Die Fuß-baller in der Studie von Impellizzeri et al. (2006) [11] wiesen nach dem HIIT im Fußballspiel ebenfalls eine höhere absolvierte Laufstrecke auf, absolvierten mehr


review


Austausch und Verteilung von Metaboliten und führen insgesamt zu einer geringeren maximalen Laktatkonzen-tration [31, 35, 37] nach HIIT.

Während HIIT weisen Kinder bei gleichen Laktatkonzen- trationen niedrigere und kaum veränderte H+-Ionenk- onzentrationen als Erwachsene auf [33]. Kinder können im Vergleich zu Erwachsenen die Ratio von Blutlaktat zu H+ über eine höhere Atemfrequenz besser regulieren und somit mehr CO

2 zu Beginn der Belastung abatmen

[33]. Zudem weist der kindliche Säure-Basen Haushalt im Vergleich zu dem eines Erwachsenen womöglich eine bessere Diffusion von H+ Ionen zwischen Sarkolemm und Kapillarwänden auf [37].

Muskelfaserspektrum, Muskelmasse und Muskelfaserre-krutierung Die geringere absolute Laktatkonzentration und Leistungsabgabe mit erhöhter Ermüdungsresistenz bei Kindern im Vergleich zu Erwachsenen kann auf ein unterschiedliches Muskelfaserspektrum zurückzuführen

bei Kindern können durch a) eine geringere Produktion, b) bessere Verteilung innerhalb und zwischen unterschied-lichen Gewebskompartimenten (v.a. Blut, Muskulatur) sowie c) höhere Elimination oder einer Kombination aus a), b), c) zurückzuführen sein.

Eine geringere Laktatproduktion kann auf die insge-samt geringere kindliche Muskelmasse zurückzuführen sein [24, 25]. Hinsichtlich der Laktatelimination von Kin-dern und Jugendlichen ist die Literaturlage uneinheit-lich. Während Beneke et al. [2005] [31] bei präpubertären Jungen eine schnellere Elimination von Blutlaktat nach einer einzelnen intensiven Belastung (Wingate Anae-robic Test) gegenüber Jugendlichen und Erwachsenen feststellte, konnte Dotan et al. (2003) [35] keine unter-schiedlichen Eliminationsraten von Jungen und Män-nern nachweisen.

Kürzere Kreislaufzeiten aufgrund kürzerer Perfusions-strecken zwischen Muskelgewebe und Kapillargefäßen bei Kindern [36] bedingen prinzipiell einen schnelleren

Tab. 2 Literaturübersicht zu Studien über altersabhängige Ermüdung (Muscle Fatigue) während Hochintensivem Training (Ein-zelbelastungen) und Hochintensivem Intervalltraining (Intervallbelastungen) bei Kindern, Jugendlichen und Erwachsenen. (mo-difiziert nach: Ratel et al., 2006, S. 1036)

Autoren Probanden/Alter/Geschlecht Sportart Protokoll Indizes Regenerationsverhalten

Buchheit et al. (2010)[34]

Kinder: 9,6/♂Jugendliche: 15,2/♂Erwachsene: 20,4/♂

Fahrradergometer 10 × 10 s; Pause: 5 min STMP Kinder = Jugendliche = Erwachsene

Dipla et al. (2009)[27]

Kinder: 11,3/♂Jugendliche: 14,7/♂Erwachsene: 24,0/♂Kinder: 10,9/♀Jugendliche: 14,4/♀Erwachsene: 25,2/♀

Isokinetischer Dynamo-meter

4 × 18 Knieextensionen und Knieflexionen; Pause: 1 min

FR Jungen >Jugendliche >MännerMädchen >JugendlicheMädchen >FrauenJugendliche = Frauen

Paraschos et al. (2007)[29]

Kinder: 10,5/♂Erwachsene: 24,3/♂


25 x maximale isokineti-sche Knieextensionen

STMP Jungen > Männer

Zafeiridis et al. (2005)[26]



4 × 30 s; Pause: 1 min2 × 60 s; Pause: 2 min


Ratel et al. (2004)[70]

Kinder: 11,7/♂|Erwachsene: 22,1/♂

Nicht motorisiertes Lauf-band & Fahrradergometer

10 × 10 s; Pause: 15 s PPTotal Work

Jungen > Männer

Halin et al. (2003)[71]


Armergometer 1 × 30 s maximale isomet-rische Ellbogenflexion

FR Jungen > Männer

Lazaar et al. (2002)[72]


Laufen 10 × 10 s; Pause: 30 s; 1- und 5 min

Zurück gelegte Strecke

Jungen > Männer

Ratel et al. (2002)[33]

Kinder: 9,6/15,0/♂Erwachsene: 20,4/♂

Fahrradergometer 10 × 10 s; Pause: 30 s STMP Jungen > Männer

Dupont et al. (2000)[73]


Laufen 6 × 20 s; Pause: 1 min Zurück gelegte Strecke

Jungen > Männer

Soares et al. (1996)[74]


Bankdrücken (Arm- und Brustmuskulatur)

5 × 80 % des ORM bis zur Erschöpfung; Pause: 90 s

Anzahl der Wie-derholungen

Jungen = Männer

Gaul et al. (1995)[75]


Fahrradergometer 1 × 90 s Sprint FR Jungen > Männer

Kanehisa et al. (1995)[28]

Kinder: 14/♂Erwachsene: 18–25/♂


50 x Knieextensionen Höchste aufge-zeichnete Kraft

Jungen > Männer

Hebestreit et al. (1993)[30]


Fahrradergometer 2 × 30 s; Pause: 1-, 2- und 10 min


♂ männlich, ♀ weiblich, P Pause, STMP Short Term Muscle Power (Kurzzeitmuskelkraft), ORM One Repetition Maximum (Maximales Gewicht welches einmal gestemmt werden kann), FR Fatigue Resistance (Ermüdungswiederstandsfähigkeit), FI Fatigue Index (Ermüdungsindex im Wingate Anaerobic Test), PP Peak Power (Höchste mechanische Kraft im Sprint auf dem Fahrradergometer)


review


laufzeiten [24, 25, 56] und Perfusionsstrecken zwischen Muskelgewebe und Kapillargefäßen [36] begründet. Ein weiterer Grund für die schnellere Regeneration der Sauerstoffaufnahme könnte das kleinere Sauerstoffdefi-zit der Kinder zu Beginn der intensiven Belastung sein, welches eine kleinere Sauerstoffschuld zur Folge hat und somit nach Ende der Belastung die schnellere Rückkehr zu Ruhewerten ermöglicht [51].

Basierend auf früheren Arbeiten [24] fasst Abb. 2 eine Vielzahl von potentiellen Faktoren zusammen, die die erhöhte Ermüdungsresistenz von Kindern erklären.

Gesundheitliche Aspekte zum HIIT mit Kindern

Um ein dauerhaftes „Overreaching“ oder gar ein Über-trainingszustand durch HIIT bei Kindern und Jugend-lichen zu vermeiden, müssen generelle Strategien zur Periodisierung von HIIT im Nachwuchsleistungssport erarbeitet werden. Das HIIT weist naturgemäß eine hohe kardiopulmonale und metabolische Beanspruchung auf und eine, je nach Sportart (Laufen vs. Fahrradergo-meter), erhöhte Belastung für den passiven Bewegungs-apparat. Sprunghaft gesteigerte und dauerhaft hohe körperliche Beanspruchungen können negativ auf das Immunsystem wirken [57] und ein sogenanntes „Over-reaching“ auslösen, was einen Leistungsrückgang sowie Burnoutsymptome bewirken kann [23, 58]. Zudem kön-nen hohe Umfänge (> 18 Std/Woche) von starken Stoß- und Sprungbelastungen vor und während der Pubertät negativ auf das Längenwachstum der Knochen von jun-gen Athletinnen wirken [59, 60].

Zu betonen ist natürlich, dass HIIT einen sehr unter-schiedlichen Intensitätsgrad aufweisen kann, der bekanntlich von anaerob-alaktaziden Belastungen bis hin zu hoch laktaziden Belastungen reichen kann.

Bei der Diskussion um intensive Belastungen im Nachwuchsleistungssport muss zwischen chronisch-einseitiger Frühspezialisierung im Hochleistungssport und Intensivierung von Belastungen im Training diffe-renziert werden. Beeinträchtigungen im Längenwachs-tum des passiven Bewegungsapparates wurden bisher nur bei exzessiv und andauernd wiederholten Sprün-gen und Stoßbelastungen bei Wettkampfturnerinnen im frühen Kindesalter beobachtet, wobei die Turnerinnen extrem hohe Trainingsumfänge absolvierten [59–61]. In einem geringeren Umfang durchgeführte intensive Sprungbelastungen (über 7 Monate 3x/Woche 100 beid-beinige Sprünge von einer 61 cm hohen Kiste) hingegen haben einen positiven Effekt auf die Mineraldichte in Hüftgelenk und Wirbelsäule von vorpubertären Jungen und Mädchen (7,5 Jahre) [62].

Da die Interventionsdauer der vorgestellten HIIT-Stu-dien den Zeitraum von 10 Wochen nicht überschreitet und das jährliche Wachstum von vorpubertären Kin-dern in etwa 5 cm pro Jahr beträgt, ist es unwahrschein-lich dass diese relativ kurzen Interventionen von HIIT sich negativ auf das Wachstum von Kindern auswirken [63, 64]. Interventionsstudien zu Krafttraining mit hoher

sein. Kinder verfügen über einen höheren Anteil an Typ I Muskelfasern als Erwachsene [38–41]. Typ I Muskelfa-sern oxidieren Laktat aufgrund einer hohen Dichte an Monocarboxylat-Transporter 1 (MCT1

: Protein in der Zellmembran, welches die Diffusion von Laktat und H+ aus der Muskelzelle katalysiert und ein Übersäuern der Muskelzelle vermeidet), wodurch Laktattransport und -elimination beschleunigt sind [42, 43]. Der hohe Anteil an Type II Muskelfasern im Muskelfaserspektrum bei männlichen Erwachsenen führt zwar zu höheren Spit-zenwerten der mechanischen Leistung, aber auch zu einer erhöhten Ermüdung während HIIT [44, 45].

Resynthese von Kreatinphosphat Zur Minimierung des ermüdungsbedingten Abfalls der Leistung während intensiver Muskelarbeit kommt der Biosynthese ener-gieliefernder Prozesse, insbesondere die Resynthese von Kreatinphosphat (KP), in den Intervallpausen eine besondere Bedeutung zuteil. Die Wiederauffüllung der KP-Speicher bei Erwachsenen ist eng mit der oxidativen Kapazität verknüpft [46]. Je höher die oxidative Kapa-zität, desto schneller wird KP resynthetisiert, was eine erhöhte Ermüdungsresistenz während HIIT erklärt [46]. Erwachsene weisen im ersten von zehn intensiven Inter-vallen eine stärkere Entleerung der KP-Speicher auf als neunjährige Kinder [47]. Kinder (6–12 Jahre) füllen ihre intramuskulären KP-Speicher in der Wade nach einer stufenweise ansteigenden Belastung schneller auf als Erwachsene [48]. Als Grund für die schnellere Auffüllung bzw. die langsamere Entleerung der kindlichen KP-Spei-cher wird vermutet, dass Kinder während HIIT vermehrt oxidative als glykolytische Stoffwechselwege beanspru-chen [24, 25, 47].

Sauerstoffaufnahme- und Sauerstoffkinetik Die meis-ten Studien zeigen eine signifikante Verbesserung der absoluten und relativen VO2max

von durchschnittlich 7,9 % ± 3,9 (Range: 1,0 –11,5 %) nach 2–10 Wochen HIIT. Eine gesteigerte VO

2max wirkt sich in Ausdauersportarten

[49] sowie in Spielsportarten [10, 50] positiv auf die sport-spezifische Leistungsfähigkeit aus.

Zu Beginn von HIIT zeigen Kinder ein schnelleres Ansteigen der Sauerstoffaufnahme als Erwachsene [51–54]. Während sich die initiale Sauerstoffaufnahme bei submaximaler körperlicher Arbeit zwischen Kindern und Erwachsenen nicht unterscheidet, reagiert die Sauer-stoffaufnahme bei intensiven Belastungen bei Kindern schneller [51, 53]. Die schnellere Anpassung der Sauer-stoffaufnahme an einen erhöhten Bedarf bei intensiver körperlicher Arbeit ermöglicht es Kindern im Vergleich zu Erwachsenen länger aerobe Stoffwechselvorgänge zu nutzen und erst zu einem späteren Zeitpunkt die anae-robe Energiebereitstellung vermehrt zu beanspruchen [53]. Darüber hinaus zeigt sich nach intensiven Belas-tungen bei Kindern ein schnelleres Regenerationsver-halten in der Sauerstoffaufnahme [30, 55] sowie in der CO2

Abgabe und der Atemfrequenz als bei Erwachsenen [30, 52]. Die Ursachen für die schnellere Regeneration der Sauerstoffaufnahme liegen wohl in kürzeren Kreis-


review


Spielsportarten sind bei der Trainingsgestaltung zu beachten.

5. Bei Muskel- oder Gelenkproblemen, Abgeschlagen-heit oder nachlassender Schulleistungen ist ein Über-lastungssyndrom zu prüfen. Der motivationale Hin-tergrund der Kinder ist in solchen Fällen sorgfältig zu prüfen.

6. Die Athleten sollten über Hitze-/Kälteschädigungen, Übertraining und den damit verbundenen Verletzun-gen aufgeklärt werden.

7. Den Athleten, Eltern und Trainern sollte die Möglich-keit gegeben werden, sich über Themen wie Sporter-nährung, Flüssigkeitszufuhr und Übertrainingssymp-tome zu informieren, um eine hohe Leistungsfähigkeit gewährleisten und Gesundheitsbeeinträchtigungen vermeiden zu können.

8. Trainer sollten besonders darauf achten, dass die Kin-der von ihren Eltern nicht zu einer exzessiven Wett-kampfteilnahme gedrängt werden.

Praktische Empfehlungen und Praxisbeispiele

HIIT ist aufgrund seines relativ geringen Zeitbedarfs und seiner Effizienz, die sich in den Trainingseffekten wiederspiegelt, dazu geeignet variabel im Training von Nachwuchsleistungssportlern berücksichtigt zu werden. Prinzipiell liegen dem HIIT vor allem drei Protokolle zu Grunde, die individuell in die jeweilige Trainingseinheit bzw. Sportart transferiert werden können:

1. Protokolle mit sehr kurzer Belastungs- und Entlas-tungsdauer: ≤ 15 s; z. B. 8–10 × 15 s Belastung (100–120 % vVO

2max) mit ca. 15 s passiver Pause [5]

Muskelspannung und anaeroben Komponenten mit vorpubertären Kindern (< 20 Wochen) zeigten keinen negativen Einfluss auf das Wachstum von vorpubertä-ren Kindern [64, 65]. In wieweit für den Aspekt Wachs-tum eine Übertragbarkeit vom Krafttraining auf das HIIT vorliegt kann nur mit HIIT Langzeitstudien empirisch überprüft werden. Jedoch existieren bisher keine empi-rischen Hinweise dass HIIT sich auf Größenwachstum oder Geschlechtsreife von Kindern auswirkt [63].

Entgegen der teilweise vertretenen älteren Lehrbuch-meinung belegen wissenschaftliche Trainingsstudien anschaulich die positive Wirkung von intensiven Trai-ningsmethoden auf die Ausdauerleistungsfähigkeit von Erwachsenen, aber auch von Kindern und Jugendlichen. Diese Effekte sind in vergleichsweise kurzer Zeit erreich-bar. Einer Überforderung des kindlichen Organismus muss durch eine gezielte Beobachtung der chronischen Belastungsantwort gegengesteuert werden. Übertrai-ningsphänomene können natürlich auch bei Kindern auftreten. Von der American Academy of Pedriatics [66] liegen hier klare Empfehlungen vor:

1. Pro Woche sind mindestens ein bis zwei wettkampf-freie Tage einzuhalten, an denen auch sportartspezi-fisches Training zu vermeiden ist, um der psychophy-sischen Erholung genügend Zeit zu geben.

2. Die Steigerung des Trainingsumfanges, der Wieder-holungszahl oder die Gesamtdistanz sollte innerhalb einer Woche nicht mehr als um 10 % gesteigert wer-den.

3. Es wird empfohlen, über zwei bis drei Monate im Jahr kein sportartspezifisches Training durchzuführen.

4. Wettkampfmäßig sollte gleichzeitig nur eine Sportart betrieben werden. Zusätzliche Belastungsumfänge in

Abb. 2 Schematische Ab-bildung der Gründe für die schnellere Regeneration von Kindern während hochintensi-vem Intervalltraining. (modi-fiziert nach [24], S. 111)


review


rend HIIT bei Kindern größer als bei Erwachsenen. Keine der hier vorgestellten Studien dokumentierte eine Über-forderung des kindlichen Organismus. Ferner besteht ein dringender Forschungsbedarf zur Wirkung von intensivem Training auf den kindlichen Organismus um die teilweise herrschende Lehrmeinungen der 70–80er Jahre kritisch zu hinterfragen.

InteressenkonfliktDie Autoren erklären, dass keine Interessenkonflikte im Zusammenhang mit dieser Publikation bestehen.

Literatur

1. Laursen PB. Training for intense exercise performance: high-intensity or high-volume training? Scand J Med Sci Sports. 2010;20(Suppl. 2):1–10.

2. Sperlich B, Hoppe MW, Haegele M. Ausdauertraining – Dauermethode versus intensive Intervallmethode im Fuß-ball: Endurance Exercise – High Volume vs. High-Intensity Interval Training in Soccer. Deutsche Zeitschrift für Sport-medizin. 2013;65(1):10–7.

3. Laursen PB, Jenkins DG. The scientific basis for high-in-tensity interval training: optimising training programmes and maximising performance in highly trained endurance athletes. Sports Med. 2002;32(1):53–73.

4. Buchheit M, Laursen PB. High-intensity interval training, solutions to the programming puzzle: part I: cardiopulmo-nary emphasis. Sports Med. 2013;43(5):313–38.

5. Buchheit M, Laursen PB. High-intensity interval training, solutions to the programming puzzle: part II: anaerobic energy, neuromuscular load and practical applications. Sports Med. 2013;43(10):927–54.

6. Wahl P, Hägele M, Zinner C, et al. High Intensity Training (HIT) für die Verbesserung der Ausdauer-leistungsfähigkeit von Normalpersonen und im Präven-tions- & Rehabilitationsbereich. Wien Med Wochenschr. 2010;160(23–24):627–36.

7. Reindell H, Roskamm H. Ein Beitrag zu den physiologi-schen Grundlagen des Intervalltrainings unter besonde-rer Berücksichtigung des Kreislaufs. Schweiz Z Sportmed. 1959;7:1–8.

8. Chamari K, Hachana Y, Kaouech F, et al. Endurance trai-ning and testing with the ball in young elite soccer players. Br J Sports Med. 2005;39(1):24–8.

9. Faude O, Meyer T, Scharhag J, et al. Volume vs. intensity in the training of competitive swimmers. Int J Sports Med. 2008;29(11):906–12.

10. Helgerud J, Engen LC, Wisloff U, et al. Aerobic endurance training improves soccer performance. Med Sci Sports Exerc. 2001;33(11):1925–31.

11. Impellizzeri FM, Marcora SM, Castagna C, et al. Physio-logical and performance effects of generic versus speci-fic aerobic training in soccer players. Int J Sports Med. 2006;27(6):483–92.

12. McMillan K, Helgerud J, Macdonald R, et al. Physiolo-gical adaptations to soccer specific endurance training in professional youth soccer players. Br J Sports Med. 2005;39(5):273–7.

13. Sperlich B, De Marées M, Koehler K, et al. Effects of 5 weeks of high-intensity interval training vs. volume trai-ning in 14-year-old soccer players. J Strength Cond Res. 2011;25(5):1271–8.

2. Protokolle mit mittlerer Belastungs- und Entlastungs-dauer: < 45 s [5]; z. B. 12 × 30 s Belastung (90–95 % HR

max) mit 30 s Pause (50–60 % HR

max) [13]

3. Protokolle mit langer Belastungs- und Entlastungs-dauer: 2–4 min; z. B. 4–6 × 4 min (≥ 95 % vVO

2max oder

90–95 % HFmax

) mit ca. 4–5 min aktiver Pause (≤ 60–70 % vVO

2max) [5, 8, 10–13, 15, 16].

Die Prozentzahlen entsprechen der Intensität ausgehend von der maximalen Leistungsfähigkeit, z. B. der maxima-len Herzfrequenz (Hf

max) oder der Geschwindigkeit bei

der maximalen Sauerstoffaufnahme (vVO2max

). Damit ist eine individuelle Differenzierung nach den Fähigkeiten der jungen Athleten möglich, was einem hohen Maß an Binnendifferenzierung entspricht.

Die Frage nach der optimalen Anzahl von HIIT Trai-ningseinheiten pro Mikrozyklus im Nachwuchsleistungs-sport bleibt weiterhin bestehen und ist sicherlich von der Sportart, Vorerfahrung und aktuellen Trainingszielen abhängig. Die Mehrzahl der erfolgreich durchgeführten HIIT-Interventionsstudien absolvierte zwei HIIT Trai-ningseinheiten pro Woche über fünf bis zehn Wochen, zusätzlich zum normalen Training, und konnten damit effektive Leistungsverbesserungen erreichen.

Eine weitere Möglichkeit ist die Durchführung eines konzentrierten HIIT-Mikrozyklus, welcher aus ca. zehn bis vierzehn Tagen besteht an denen ausschließlich HIIT ohne zusätzliches Training absolviert wird. Breil et al. (2010) [15] konnten dies erfolgreich bei jungen Skirenn-läuferinnen und Skirennläufern (17 Jahre) durchführen und Wahl et al. (2013) [16] bei jungen Triathletinnen und Triathleten (15 Jahre).

Grundsätzlich jedoch geht es beim Einsatz von HIIT keinesfalls um den Verzicht von Trainingsphasen mit aerobem Training, sondern um das Verbessern der Trai-ningsqualität zum Erschließen von Leistungsreserven durch das Durchführen gezielter Blöcke hoher bis höchs-ter Intensitäten [15, 67].

Schlussfolgerung

Die Literaturrecherche des vorliegenden Übersichtsarti-kels zeigte dass HIIT zur Verbesserung aerober und anae-rober Leistungskomponenten erfolgreich mit Kindern und Jugendlichen im Alter von 10 bis 18 Jahren, sowohl mit Nachwuchsleistungssportler/Innen der Sportarten, Fußball, Basketball, Handball, Triathlon, Schwimmen und Ski-Alpin als auch mit untrainierten Jungen und Mädchen, angewendet wird. Bei zwei bis drei HIIT Ein-heiten pro Woche ist, mit relativ geringem zeitlichem Aufwand, über eine Dauer von zwei bis zehn Wochen mit einer Steigerung der VO2max

von durchschnittlich 7,9 % (1,0–11,5 %) zu rechnen. Zusätzlich wurden nach den Trainingsphasen mit HIIT Verbesserungen der Sprint- und Sprungleistungen sowie verbesserte anaerobe Leis-tungen und Verbesserungen der sportartspezifischen Leistungsfähigkeit beobachtet. Unabhängig des HIIT Belastungsprotokolls ist die Regenerationsfähigkeit wäh-


review


34. Buchheit M, Duché P, Laursen PB, et al. Postexercise heart rate recovery in children: relationship with power output, blood pH, and lactate. Appl Physiol Nutr Metab. 2010;35(2):142–50.

35. Dotan R, Ohana S, Bediz C, et al. Blood lactate disappea-rance dynamics in boys and men following exercise of similar and dissimilar peak-lactate concentrations. J Pedi-atr Endocrinol Metab. 2003;16(3):419–29.

36. Brooke MH, Engel WK. The histographic analysis of human muscle biopsies with regard to fiber types. 4. Children’s biopsies. Neurology. 1969;19(6):591–605.

37. Hebestreit H, Meyer F, Htay-Htay, et al. Plasma metaboli-tes, volume and electrolytes following 30-s high-intensity exercise in boys and men. Eur J Appl Physiol Occup Phy-siol. 1996;72(5–6):563–9.

38. Bell RD, MacDougall JD, Billeter R, et al. Muscle fiber types and morphometric analysis of skeletal muscle in six-year-old children. Med Sci Sports Exerc. 1980;12(1):28–31.

39. Jansson E. Age-related fiber type changes in human skel-etal muscle. In Maughan RJ, Shireffs SM, editors. Bioche-mistry of Exercise IX. Champaign: Human Kinetics; 1996. pp. 297–307.

40. Lexell J, Sjöström M, Nordlund AS, et al. Growth and deve-lopment of human muscle: a quantitative morphological study of whole vastus lateralis from childhood to adult age. Muscle Nerve. 1992;15(3):404–9.

41. Oertel G. Morphometric analysis of normal skeletal mus-cles in infancy, childhood and adolescence. An autopsy study. J Neurol Sci. 1988;88(1–3):303–13.

42. Pilegaard H, Terzis G, Halestrap A, et al. Distribution of the lactate/H+ transporter isoforms MCT1 and MCT4 in human skeletal muscle. Am J Physiol. 1999;276(5 Pt 1):843–848.

43. Juel C. Current aspects of lactate exchange: lactate/H+ transport in human skeletal muscle. Eur J Appl Physiol. 2001;86(1):12–6.

44. Colliander EB, Dudley GA, Tesch PA. Skeletal muscle fiber type composition and performance during repeated bouts of maximal, concentric contractions. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1988;58(1–2):81–6.

45. Hamada T, Sale DG, MacDougall JD, et al. Interaction of fibre type, potentiation and fatigue in human knee exten-sor muscles. Acta Physiol Scand. 2003;178(2):165–73.

46. Bogdanis GC, Nevill ME, Boobis LH, et al. Contribution of phosphocreatine and aerobic metabolism to energy supply during repeated sprint exercise. J Appl Physiol. 1996;80(3):876–84.

47. Kappenstein J, Ferrauti A, Runkel B, et al. Changes in phos-phocreatine concentration of skeletal muscle during high-intensity intermittent exercise in children and adults. Eur J Appl Physiol. 2013;113(11):2769–79.

48. Taylor DJ, Kemp GJ, Thompson CH, et al. Ageing: effects on oxidative function of skeletal muscle in vivo. Mol Cell Bio-chem. 1997;174(1–2):321–4.

49. Astrand P.O., Rodahl K. Textbook of Work Physiology. 3rd ed. New York: McGraw-Hill; 1986.

50. Hoff J, Helgerud J. Endurance and strength training for soccer players: physiological considerations. Sports Med. 2004;34(3):165–80.

51. Armon Y, Cooper DM, Flores R, et al. Oxygen uptake dyna-mics during high-intensity exercise in children and adults. J Appl Physiol. 1991;70(2):841–8.

52. Armon Y, Cooper DM, Zanconato S. Maturation of ventila-tory responses to 1-minute exercise. Pediatr Res. 1991;29(4 Pt 1):362–8.

53. Williams CA, Carter H, Jones AM, et al. Oxygen uptake kinetics during treadmill running in boys and men. J Appl Physiol. 2001;90(5):1700–6.

14. Sperlich B, Zinner C, Heilemann I, et al. High-inten-sity interval training improves VO (2peak), maximal lactate accumulation, time trial and competition per-formance in 9–11-year-old swimmers. Eur J Appl Physiol. 2010;110(5):1029–36.

15. Breil FA, Weber SN, Koller S, et al. Block training periodiza-tion in alpine skiing: effects of 11-day HIT on VO2max and performance. Eur J Appl Physiol. 2010;109(6):1077–86.

16. Wahl P, Zinner C, Grosskopf C, et al. Passive recovery is superior to active recovery during a high-intensity shock microcycle. J Strength Cond Res. 2013;27(5):1384–93.

17. Katch VL. Physical conditioning of children. J Adolesc Health Care. 1983;3(4):241–6.

18. Weineck J. Optimales Training: Leistungsphysiologische Trainingslehre unter besonderer Berücksichtigung des Kinder- und Jugendtrainings. 15. Aufl. Balingen: Spitta; 2007.

19. Zintl F, Eisenhut A. Ausdauertraining: Grundlagen, Metho-den, Trainingssteuerung. 7. Aufl. München: Blv; 2009.

20. McManus AM, Armstrong N, Williams CA. Effect of training on the aerobic power and anaerobic performance of pre-pubertal girls. Acta Paediatr. 1997;86(5):456–9.

21. Buchheit M, Laursen PB, Kuhnle J, et al. Game-based training in young elite handball players. Int J Sports Med. 2009;30(4):251–8.

22. Delextrat A, Martinez A Small-sided game training improves aerobic capacity and technical skills in basketball players. Int J Sports Med. In press 2013. doi:10.1055/s-0033-1349107.

23. Baquet G, Berthoin S, Dupont G, et al. Effects of high inten-sity intermittent training on peak VO(2) in prepubertal children. Int J Sports Med. 2002;23(6):439–44.

24. Falk B, Dotan R. Child-adult differences in the reco-very from high-intensity exercise. Exerc Sport Sci Rev. 2006;34(3):107–12.

25. Ratel S, Duché P, Williams CA. Muscle fatigue during high-intensity exercise in children. Sports Med. 2006;36(12):1031–65.

26. Zafeiridis A, Dalamitros A, Dipla K, et al. Recovery during high-intensity intermittent anaerobic exercise in boys, teens, and men. Med Sci Sports Exerc. 2005;37(3):505–12.

27. Dipla K, Tsirini T, Zafeiridis A, et al. Fatigue resistance during high-intensity intermittent exercise from childhood to adulthood in males and females. Eur J Appl Physiol. 2009;106(5):645–53.

28. Kanehisa H, Okuyama H, Ikegawa S, et al. Fatigability during repetitive maximal knee extensions in 14-year-old boys. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1995;72(1–2):170–4.

29. Paraschos I, Hassani A, Bassa E, et al. Fatigue differences between adults and prepubertal males. Int J Sports Med. 2007;28(11):958–63.

30. Hebestreit H, Mimura K, Bar-Or O. Recovery of muscle power after high-intensity short-term exercise: comparing boys and men. J Appl Physiol. 1993;74(6):2875–80.

31. Beneke R, Hütler M, Jung M, et al. Modeling the blood lactate kinetics at maximal short-term exercise conditi-ons in children, adolescents, and adults. J Appl Physiol. 2005;99(2):499–504.

32. Falgairette G, Bedu M, Fellmann N, et al. Bio-energetic profile in 144 boys aged from 6 to 15 years with special reference to sexual maturation. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1991;62(3):151–6.

33. Ratel S, Duche P, Hennegrave A, et al. Acid-base balance during repeated cycling sprints in boys and men. J Appl Physiol. 2002;92(2):479–85.


review


66. Brenner JS. Overuse injuries, overtraining, and burn-out in child and adolescent athletes. Pediatrics. 2007;119(6):1242–5.

67. Seiler S., Tonnessen E. Intervals, thresholds, and long slow distance: the role of intensity and duration in endurance training. Sportscience. 2009;13:32–53.

68. McManus AM, Cheng CH, Leung MP, et al. Improving aerobic power in primary school boys: a comparison of continuous and interval training. Int J Sports Med. 2005;26(9):781–6.

69. Siegler J, Gaskill S, Ruby B. Changes evaluated in soccer-specific power endurance either with or without a 10-week, in-season, intermittent, high-intensity training protocol. J Strength Cond Res. 2003;17(2):379–87.

70. Ratel S, Williams CA, Oliver J, et al. Effects of age and mode of exercise on power output profiles during repeated sprints. Eur J Appl Physiol. 2004;92(1–2):204–10.

71. Halin R, Germain P, Bercier S, et al. Neuromuscular res-ponse of young boys versus men during sustained maximal contraction. Med Sci Sports Exerc. 2003;35(6):1042–8.

72. Lazaar, N., Ratel, S., Rudolf, P., et al. Performance during intermittent running exercise: effects of age and recovery duration. Biom Hum Anthropol. 2002;20:29–34.

73. Dupont G, Berthoin S, Gerbeaux M. Performance during anaerobic intermittent exercise: comparison between children and mature subjects. Sci Sports. 2000;15:147–53.

74. Soares JMC, Mota P, Duarte JA, Appell HJ. Children are less susceptible to exercise-induced muscle damage than adults: a preliminary investigation. Pediatr Exerc Sci. 1996;8(4):361–7.

75. Gaul CA, Docherty D, Cicchini R. Differences in anaero-bic performance between boys and men. Int J Sports Med. 1995;16(7):451–5.

54. Freedson PS, Gilliam TB, Sady SP, et al. Transient VO2 cha-racteristics in children at the onset of steady-rate exercise. Res Q Exerc Sport. 1981;52(2):167–73.

55. Zanconato S, Cooper DM, Armon Y. Oxygen cost and oxy-gen uptake dynamics and recovery with 1 min of exercise in children and adults. J Appl Physiol. 1991;71(3):993–8.

56. Cumming GR. Recirculation times in exercising child-ren. J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol. 1978;45(6):1005–8.

57. Nieman DC. Upper respiratory tract infections and exer-cise. Thorax. 1995;50(12):1229–31.

58. Smith DJ. A framework for understanding the trai-ning process leading to elite performance. Sports Med. 2003;33(15):1103–26.

59. Caine D, Lewis R, O’Connor P, et al. Does gymnastics training inhibit growth of females? Clin J Sport Med. 2001;11(4):260–70.

60. Theintz GE, Howald H, Weiss U, et al. Evidence for a reduc-tion of growth potential in adolescent female gymnasts. J Pediatr. 1993;122(2):306–13.

61. Caine D. Growth plate injury and bone growth: an update. Pediatr Exerc Sci. 1990;2(3):209–29.

62. Fuchs RK, Bauer JJ, Snow CM. Jumping improves hip and lumbar spine bone mass in prepubescent child-ren: a randomized controlled trial. J Bone Miner Res. 2001;16(1):148–56.

63. Ratel S. High-intensity and resistance training and elite young athletes. In Armstrong N, McManus AM, editors. The elite young athlete. Basel: Karger; 2011. pp. 84–96.

64. Falk B, Eliakim A. Resistance training, skeletal muscle and growth. Pediatr Endocrinol Rev. 2003;1(2):120–7.

65. Behringer M, Vom Heede A, Matthews M, et al. Effects of strength training on motor performance skills in chil-dren and adolescents: a meta-analysis. Pediatr Exerc Sci. 2011;23(2):186–206.


author's personal copy -...

Documents