Die optimale Trittfrequenz

Wirbelwind mit Vorteilen

Wer schneller tritt, gewinnt. Und doch gibt es Athleten, die mit tiefer Kadenz Weltmeister werden. Warum die Wissenschaft und nicht das Gefühl Recht hat.

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Selbstverständlich hat Jan Ullrich schon vor Jahren gelesen, warum Armstrong schneller war. Die hohe Trittfrequenz Armstrongs mache den Unterschied. Also machte sich Ulle auf, seine Pedale in armstrongischer Superkadenz wirbeln zu lassen. Der Amerikaner brachte es auf 110 Umdrehungen pro Minute, und selbst am Berg drehten seine Beine nur selten unter 90 Umdrehungen. Nur: Das funktionierte bei Ullrich nicht. Es habe sich komisch angefühlt, soll Ullrich nach seinem Selbstversuch zu Protokoll gegeben haben. Ullrichs Körper wollte anders. Und lag damit nicht ganz falsch. Obwohl die Fakten aus Wissenschaft und Rennsport fast alle gegen seinen kräftigen Stil sprechen. Ullrich fährt nicht alleine. Auch der Triathlet Olivier Bernhard pedalte meist mit 80 Umdrehungen oder noch langsamer. Und holte so drei Duathlon-Weltmeistertitel über die Langdistanz und gewann mehrmals den Ironman Switzerland. Der Bahnfahrer Graham Obree fuhr 1993 seinen Stundenweltrekord mit 85 Umdrehungen pro Minute. Wenn man nur eine einzige Kurbelumdrehung betrachtet, dann kommt es noch langsamer. Dann wäre eine Kadenz von rund 60 Umdrehungen pro Minute die effizienteste Geschwindigkeit. Dann nämlich kann der Muskel seine Kraft am besten entfalten, der Wirkungsgrad ist am höchsten. Mit zunehmender Trittfrequenz sinkt dieser Wirkungsgrad. Und genau das spüren Nichtradfahrer. Wenn sie sich in den Sattel schwingen, gibt ihnen das Gefühl für die ersten Kurbelumdrehungen genau diese langsame Frequenz vor. Sie radeln mit grossen Gängen über die Landstrasse. Allerdings nicht sehr lange. Denn bald werden die Beine schwer. Und immer schwerer.

Drei Gründe für mehr Umdrehungen
Radfahren ist mehr als eine einzige Kurbelumdrehung. Radfahren ist eine beinahe endlose Aneinanderreihung von Tretzyklen. Aber wie soll das der Körper eines Radsporteinsteigers wissen, wenn er es noch nie erlebt hat? Es gibt kaum eine Sportart, die in ihrer Ausführung auf den ersten Blick so simpel erscheint, und doch so komplex und wissenschaftlich vielfach nur schwer fassbar ist. In einem sind sich die Wissenschaftler jedoch – fast – einig: Eine hohe Trittfrequenz ist energetisch hocheffizient. Drei Gründe sprechen dafür:

  • Beim Radfahren muss man die langfristige Muskelbelastung studieren. Wenn sich Anspannung und Entspannung des Muskels schneller folgen und damit die Phasen der Anspannung kürzer sind, dann wird der Blutfluss im Muskel weniger gestört. Ein kontrahierter, also angespannter Muskel, drückt die Adern zusammen. Das Blut kann in dieser Zeit nur noch beschränkt zirkulieren und einerseits dem Muskel Sauerstoff zuführen und andererseits Abfallstoffe wie Laktat abführen. Wer schneller tritt, lässt das Blut besser zirkulieren.
  • Wer schneller kurbelt, macht mit dem Pedal mehr Weg und braucht darum weniger Kraft. Denn erst Kraft x Weg = Leistung. Die Leistung bestimmt, wie schnell ein Fahrer unterwegs ist, nicht die Kraft alleine, mit der man in die Pedale tritt. Erst zusammen mit der Umdrehungsgeschwindigkeit wird aus der Kraft Leistung. Wer mehr Kurbelumdrehungen macht, also mehr Weg, kann mit weniger Kraft auf dem Pedal dieselbe Leistung erbringen. Das heisst: Wer schneller kurbelt, belastet Muskulatur und Gelenke weniger.
  • Wer mit viel Kraft und tiefer Kadenz tritt, braucht mehr Muskelfasern als wenn er schneller, dafür lockerer treten würde. Die langsamen Muskelfasern reichen bei einem grossen Krafteinsatz nicht mehr aus, da müssen auch die schnellen mobilisiert werden. Eine Studie der US-Universität Wisconsin (Ahlquist, Basset, Nagle, Thomas, 1992) zeigte: Ob man mit 50 oder 100 Umdrehungen pro Minute fährt, die Anzahl benutzter langsamer Muskelfasern ist in beiden Fällen etwa gleich gross. Doch bei nur 50 Umdrehungen müssen zusätzliche schnelle Muskelfasern eingesetzt werden. Nicht primär die Geschwindigkeit einer Muskelkontraktion, sondern die maximal geforderte Kraft bestimmt die Zusammensetzung der eingesetzten Muskelfasern. Das Problematische an den schnellen Muskelfasern: Sie produzieren mehr Milchsäure (Laktat). Und diese ist für die Leistung des Muskels Gift. Viele Studien haben sich vor allem in den 90er-Jahren mit der «richtigen» Trittfrequenz beschäftigt. Der Konsens: Die ideale Trittfrequenz liegt bei 100 bis 110 Umdrehungen pro Minute. Dann ist der Muskel optimal durchblutet, das Kraft- Weg-Verhältnis stimmt und die schnellen, Laktat produzierenden Fasern werden möglichst geschont. Der biologische und der physikalische Wirkungsgrad sind optimal. Die 100 bis 110 Umdrehungen decken sich mit den bei den Profis gemessenen Frequenzen, sind aber schneller als die meisten Hobbyfahrer treten. Die meisten Stundenweltrekorde wurden mit 110 Umdrehungen geholt. Lance Armstrong ist mit bis zu 115 Umdrehungen pro Minute gefahren, Franco Marvulli dreht seine Bahnrunden mit 125 Umdrehungen. Im Sprint können es gar 160 und mehr sein. Allerdings haben die Bahnfahrer keine Wahl: denn Bahnräder sind Eingänger.

Hohe Trittfrequenz heisst auch hoher SauerstoffverbrauchUnd doch herrscht nicht nur Einigkeit bei der Wahl der Trittfrequenz. Gerade bei Triathletinnen und Triathleten beobachtet man häufig eine relativ tiefe Trittfrequenz. Der im vergangenen Jahr zurückgetretene Triathlet Olivier Bernhard stellte bei Tests fest, dass er bei gleichem Puls mit tiefer Trittfrequenz mehr leisten kann als mit hoher. Natascha Badmann tritt mit 90 bis 95 Umdrehungen pro Minute. Der Trittfrequenz übrigens, die noch in den 90er-Jahren als ideal gegolten hatte. «Ich fühle mich bei dieser Trittfrequenz einfach am wohlsten», sagt die sechsfache Ironman- Siegerin Badmann. Schliesslich steige der Sauerstoffverbrauch mit zunehmender Trittfrequenz. Das spürt auch der Radprofi Martin Elmiger: «Je schneller ich pedale, umso mehr komme ich ins Schnaufen. Und wenn ich mal so richtig ausser Atem bin, dann muss ich wieder grössere Gänge fahren.» Das bestätigt eine Studie der California State University (Marsh, Martin, 1993). Erfahrene Läufer und Radfahrer mussten mit Trittfrequenzen von 50 bis 110 fahren. Dabei massen die Wissenschaftler den Sauerstoffverbrauch der Probanden. Der war in beiden Gruppen bei rund 65 Umdrehungen pro Minute am geringsten nicht zufällig liegt diese Frequenz auch im selben Bereich, in dem die Beinmuskulatur den höchsten Wirkungsgrad aufweist. So mag man sich fragen: Warum denn schneller treten? Dazu eine etwas ketzerische Theorie von Natascha Badmanns Trainer und Lebenspartner Toni Hasler: «Die hohen Trittfrequenzen sind erst ein Thema, seit es die Sauerstofftransporter gibt.» Hasler meint damit EPO. Das Dopingmittel erhöht die Anzahl der Sauerstoff transportierenden roten Blutkörperchen. Haslers Interpretation liegt auf der Hand und kann wohl nicht endgültig widerlegt werden, zumal mittlerweile selbst der amerikanische Ambassador der hohen Trittfrequenz unter dringendstem EPO-Verdacht steht. Und doch greift Haslers These – hoffentlich – zu kurz. Denn die wissenschaftlichen Untersuchungen zu den idealen Frequenzen wurden nicht (nur) mit Profis gemacht. Amateure können sich teure EPO-Kuren kaum leisten – und doch waren die Resultate dieselben. Also kann man wohl getrost folgern: Meistens triumphieren die bereits beschriebenen Vorteile der hohen Trittfrequenz über den einen messbaren Vorteil des geringeren Sauerstoffverbrauchs bei langsamer Kurbelkadenz. Anzufügen ist, dass sich eine über fünfstündige kontinuierliche Belastung einer Natascha Badmann oder eines Olivier Bernhards bei einem Ironman wesentlich unterscheidet von den abrupten Tempoveränderungen, die im Rennradsport auftreten. Die Idealfrequenz für beide Belastungsformen ist daher nicht exakt gleich.

Die Ausnahme bestätigt die Regel
Allgemein aber gilt: Je länger eine Belastung dauert, umso klarer spricht die geringere Muskelbelastung für die hohe Trittfrequenz. Dass es bei Etappenrennen wie einer Tour de France gescheiter ist, schneller zu treten, hat Armstrong mit seinen sieben Siegen zur Genüge bewiesen. Doch wo sind die Grenzen gegen unten? Olivier Bernhard fuhr in Ironman-Rennen auch nach 4 Stunden noch locker mit 80 Umdrehungen. Und rannte dann den Marathon oft schneller als die gesamte – meist schneller tretende – Konkurrenz. Bernhard scheint die körperliche Voraussetzung dazu zu haben, den höheren Kraftaufwand und die schlechtere Durchblutung des Muskels auch nach 4 Stunden noch gut verdauen zu können. Doch er ist wohl eher eine der Ausnahmen, welche die Regel bestätigen. Fazit: Hobbyfahrer müssen sich solch aussergewöhnliche Voraussetzungen abschminken und tun besser daran, schneller zu treten. Und zwar nicht nur in der Ebene, sondern auch am Berg. Selbst in Steigungen gilt: je schneller man kurbelt, umso schneller fährt man langfristig. Eine fixe Umdrehungszahl können die Theoretiker jedoch nicht nennen. Je steiler die Strasse steigt, umso langsamer kann man pedalieren. Die Schwerkraft fordert Tribut. Ein Armstrong fiel allerdings auch in Bergetappen kaum je unter 90 Umdrehungen pro Minute. Solange möglich, sollten Radfahrer zudem im Sattel sitzen bleiben. Wohl ist der Wiegetritt eine Entlastung für gewisse Muskelpartien, für das Gesäss und die Arme. Auch kann man erst im Wiegetritt die maximale Kraft auf die Pedale bringen, da der Kniewinkel maximal offen ist. Doch gerade das ist ein Nachteil des Wiegetritts: hohe Kraft und damit höhere Laktatbildung. Sitzen bleiben mag der Energiehaushalt lieber. Warum es die Radprofis trotzdem tun? Weil es bei ihnen nicht nur um möglichst effiziente Energienutzung geht, sondern auch um Taktik, um Angriff, um nachzuführen oder dranzubleiben. Sobald sie jedoch alleine unterwegs sind, im Zeitfahren, bleiben auch sie im Sattel. Martin Elmiger: «Beim Zeitfahren kann ich unmöglich aufstehen, das würde mich komplett aus dem Tritt bringen.»

Der Radfahrer fährt auch mit dem Kopf
Wer mit hoher Trittfrequenz fahren will, muss sich diese Fähigkeit in der Regel zuerst erarbeiten. Der Radfahrer tritt nicht nur mit den Beinen. Er tritt auch mit dem Hirn. Das Hirn gibt die Befehle, die Beine führen aus. So muss der Radfahrer sowohl die Muskulatur an die hohe Trittfrequenz gewöhnen wie auch die neurologischen Voraussetzungen schaffen. Er muss also auch dem Hirn die schnellere Bewegung eintrichtern. Mit 110 Umdrehungen pro Minute über mehrere Stunden zu fahren ist für viele ohne spezifisches Training kaum möglich. Auch wenn sie es wollten. Und bereits kurzfristig hohe Umdrehungszahlen lassen den Untrainierten wie ein Ball auf dem Sattel herumhüpfen. Der Weg zur hohen Trittfrequenz kann ganz schön ruppig sein. Das ist wie beim Schwimmen. Wer sich nicht früh genug eine saubere Technik angeeignet hat, braucht später viel mehr Zeit, diese zu erlernen. Das dürfte mit ein Grund gewesen sein, warum Ullrich nicht einfach umstellen konnte. Drei Millionen Mal dreht der Deutsche seine Kurbel pro Jahr schon seit seiner Jugend. Das Bewegungsmuster hat sich eingebrannt. In der Schweiz sind bei Schüler- und Jugendkategorien die schwersten Gänge verboten. Die alte Radfahrerschule sah im Wintertraining die Fahrt mit dem Starrlauf vor. Ohne Freilauf muss man immer mitkurbeln und man hat nur einen Gang zur Verfügung. Ein hervorragendes Souplesse- Training. Aber auch ein gefährliches. Denn wer auch nur einmal vergessen hat zu treten, lag schnell ungewollt auf dem Asphalt. Ungefährlich kann man die Souplesse auf dem Spinningrad trainieren. Karin Thürig profitiert davon, dass sie Spinning-Lektionen gibt: «Das hat mir sehr gut getan. Bei meiner Fahrt zu WM-Gold im Zeitfahren dieses Jahr bin ich mit einer unglaublich hohen Kadenz gefahren.» Immer noch am besten trainiert man die hohe Trittfrequenz jedoch auf dem eigenen Rad. Zum Beispiel mit Intervallen, in denen man mit extrem hoher Kadenz fährt (5x200 Meter). Oder man versucht zwei Stunden lang, Kadenz 130 zu halten. Das machte auch Olivier Bernhard. Obwohl er im Wettkampf nie so hochgefahren ist: «Es ist wichtig, dass man beide Extreme trainiert, schnell und langsam. Erstes schult das die koordinative Ansteuerung, zweites gibt es Kraft und sensibilisiert für den runden Tritt.» An eine hohe Trittfrequenz muss man sich langfristig herantasten, muss den Reflex, langsamer treten zu wollen, überlisten. Denn nicht immer weiss der Körper alles besser. Manchmal ist es das Hirn, das entdeckt, wie man länger schneller Radfahren kann. Radfahren ist eben doch mehr als nur in die Pedale treten.

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