Ventilatorische Schwellen VT1 und VT2: wo Atmung und Laktat sich einig sind und wo nicht

Was deine Atmung über die Intensität verrät

Die ventilatorischen Schwellen VT1 und VT2 sind zwei Knickpunkte der Atmung in einem Stufentest mit Atemgasmessung. VT1 trifft im Labor ziemlich genau die erste Laktatschwelle und taugt als Obergrenze für lockeres Training. VT2 liegt meist deutlich über dem maximalen Laktat-Steady-State, besonders wenn sie aus einer steilen Rampe stammt. Für Schwellenzonen braucht VT2 deshalb einen Abschlag.

Wer einmal mit Maske auf dem Laufband stand, kennt den Ablauf. Die ersten Stufen sind ruhig, die Atmung läuft mit. Irgendwann atmest du tiefer, ohne dass es sich schon hart anfühlt. Und ein paar Stufen später wird das Atmen hektisch, flach und schnell, und du weißt, dass es bald vorbei ist. Genau diese beiden Momente sucht die Auswertung.

Der erste Knick heißt VT1. Ab hier steigt die Atmung stärker als die Sauerstoffaufnahme, gemessen am Atemäquivalent für Sauerstoff, während das Atemäquivalent für Kohlendioxid noch flach bleibt. Die Erklärung lieferten William Beaver, Karlman Wasserman und Brian Whipp 1986. Wenn mehr Laktat entsteht, puffert Bicarbonat die begleitende Säure, und dabei fällt zusätzliches Kohlendioxid an, rund 22 Milliliter pro Milliäquivalent. Diesen CO2-Überschuss erkennt die V-Slope-Methode als Steigungswechsel. In ihren zehn Tests lag der Punkt etwa 0,5 mmol/l über der mathematisch bestimmten Laktatschwelle.

Der zweite Knick, VT2 oder respiratorischer Kompensationspunkt, liegt klar darüber. Bei Beaver waren es 2,51 gegen 1,83 Liter Sauerstoff pro Minute. Jetzt reicht der Puffer nicht mehr, der Blut-pH sinkt, und der Atemantrieb legt zu. Die Atmung steigt nun auch schneller als die CO2-Abgabe, der CO2-Partialdruck in der Ausatemluft fällt. Du atmest gegen die Übersäuerung an.

Eine Korrektur am alten Bild gehört dazu. Wasserman hatte die „anaerobe Schwelle“ als Punkt gedeutet, an dem dem Muskel der Sauerstoff ausgeht. David Poole und Kollegen haben 2021 im Journal of Physiology 50 Jahre Streit darüber aufgearbeitet. Ihr Befund: Für Sauerstoffmangel im Muskel gibt es keinen Beleg. Laktat steigt, weil der Glykolyse-Fluss mit der Leistung zunimmt. Die Gasaustauschschwelle bleibt trotzdem nützlich, als nichtinvasive Schätzung der Laktatschwelle. Nur der Name „anaerob“ führt in die Irre.

Für dich heißt das vor allem eins. Die Atemgase zeigen dir keinen Schalter von aerob auf anaerob, sondern zwei Stellen, an denen der Säure-Basen-Haushalt sichtbar wird. Wie gut diese Stellen zu den Laktatschwellen passen, ist eine eigene Frage.

Wo Atem- und Laktatschwellen zusammenfallen

Die sauberste Gegenüberstellung stammt aus Murcia. Jesús Pallarés und Kollegen ließen 2016 vierzehn trainierte Radfahrer mit einer mittleren VO2max von 62,1 ml/kg/min zweimal eine Rampe mit 25 Watt pro Minute fahren und maßen dabei Atemgase und Laktat auf jeder Stufe. Dazu kamen mehrere Dauertests, um das MLSS zu finden.

Unten passte es gut. VT1 lag bei 200 Watt und einem Laktat von 1,1 mmol/l, die erste Laktatschwelle bei 214 Watt und 1,6 mmol/l. Der mittlere Unterschied betrug 13,6 Watt, die Korrelation r = 0,72. Für eine Obergrenze des lockeren Bereichs ist das nah genug. Wer bei 205 Watt locker fährt, liegt nach beiden Methoden richtig.

Oben passte es auch, nur nicht zu dem Wert, den viele erwarten. VT2 lag bei 304 Watt und 4,2 mmol/l. Das deckte sich mit der Leistung bei Laktat-Schwelle plus 2 mmol/l (300 Watt) und mit der festen 4-mmol/l-Marke (304 Watt). Mit dem MLSS hatte es wenig zu tun.

Bei der Wiederholbarkeit schnitten die Atemschwellen sogar besser ab. Ihr Variationskoeffizient lag zwischen zwei Testtagen bei 1,6 bis 3,5 Prozent. Ausnahmen waren das Kriterium RER = 1 und die V-Slope-Auswertung mit 5,0 bis 6,4 Prozent. Die meisten Laktatverfahren kamen auf 3,4 bis 3,7 Prozent, die Dmax-Methode auf 10,3 Prozent. Ein Schwachpunkt bleibt die Stichprobe. Vierzehn Männer, alle gut trainiert, alle auf dem Rad.

Und es gibt eine Gegenstimme. Thomas Quinn und Brittany Coons testeten 2011 fünfzehn junge Erwachsene auf dem Laufband und fanden die Laktatschwelle höher als die ventilatorische Schwelle, nicht gleichauf. Das widerspricht Pallarés weniger, als es klingt. Welche Laktatschwelle ein Labor meint, hängt von der Definition ab, und die Spanne zwischen „erster Anstieg“ und „plus 0,5 mmol/l“ macht schnell 20 oder 40 Watt aus. Ein Vergleich von VT1 und LT1 ist immer auch ein Vergleich zweier Auswerteregeln.

Warum VT2 nicht dein Schwellentempo ist

Das maximale Laktat-Steady-State ist die höchste Leistung, bei der dein Laktat über 30 Minuten stabil bleibt. Daran hängen Schwellenintervalle, Tempodauerläufe und das Pacing für Rennen um die Stunde. Bei Pallarés lag es mit 255 Watt fast genau zwischen VT1 und VT2. Die Autoren schreiben das deutlich hin: Das MLSS entspricht weder der einen noch der anderen Atemschwelle.

Rechne das in eine Einheit um. Wer 3 × 12 Minuten an VT2 fährt, weil im Testbericht „anaerobe Schwelle 304 W“ steht, fährt rund 20 Prozent über seinem MLSS. Das ist keine Schwelleneinheit mehr. Das ist ein Intervall im schweren Bereich, das nach der zweiten Wiederholung zäh wird und nach der dritten oft nicht mehr fertig gefahren wird.

Die Meta-Analyse von Miguel Ángel Galán-Rioja und Kollegen zeigt dasselbe Muster über neun Studien mit 104 Personen, gemessen an der Critical Power als Grenze zwischen schwerem und sehr schwerem Bereich. VT1 lag im Mittel 30 Prozent darunter, das MLSS 11 Prozent darunter. Der Kompensationspunkt lag 6 Prozent darüber, VT2 sogar 21 Prozent. Zwischen CP und VT2 fand sich nicht einmal eine signifikante Korrelation (r = 0,39). Ihr Fazit ist klar formuliert. Keine dieser Schwellen ist ein Synonym für CP.

Hier wird es unübersichtlich, weil „VT2“ und „RCP“ in manchen Laboren dasselbe meinen und in anderen nicht. Lies im Bericht nach, welches Kriterium verwendet wurde.

Streitfall Kompensationspunkt: Messfehler der Rampe oder echte Abweichung?

Ob der RCP wenigstens mit der richtigen Korrektur die Schwelle trifft, ist eine echte Kontroverse, und beide Seiten haben Daten.

Daniel Keir und Kollegen aus Kanada und Italien maßen 2015 an zwölf Männern CP, MLSS und RCP. Bei der Sauerstoffaufnahme lagen alle drei praktisch gleichauf: 3,29 Liter pro Minute an der CP, 3,34 am RCP, 3,27 am MLSS. Bei der Leistung nicht. Die Rampe zeigte am RCP 262 Watt, CP und MLSS lagen bei 226 und 223 Watt. Ihre Deutung: Es ist dieselbe physiologische Grenze. Die Rampe überschätzt nur die Watt, weil die Sauerstoffaufnahme der steigenden Last hinterherläuft. Wer diese Verzögerung herausrechnet, bekommt aus einer einzigen Rampe einen brauchbaren Schwellenwert.

Joshua Leo und Kollegen aus Australien hielten 2017 dagegen. Elf Männer fuhren drei Rampen mit 15, 30 und 45 Watt pro Minute. Der RCP wanderte mit: 243, 268 und 292 Watt, bei einer CP von 247 Watt. Selbst bei der flachsten Rampe war die Übereinstimmung mit einem Konkordanzkoeffizienten von 0,73 und einem typischen Fehler von 28 Watt mäßig, bei der steilsten mit 0,42 und 55 Watt schlecht. Ihr Schluss steht im Titel. Der RCP ist kein valider Ersatz für die CP.

Beide Gruppen widersprechen sich nur halb. Keir sagt, die Grenze ist dieselbe und die Watt sind verzerrt. Leo sagt, die Watt sind so verzerrt, dass der Wert im Alltag nicht trägt. Wer recht hat, hängt davon ab, ob du die Korrektur für dein Protokoll kennst. Die meisten Testberichte, die wir von Athleten sehen, nennen sie nicht.

Talk-Test und HRV: Schwellen ohne Maske

Die Atmung spürst du auch ohne Labor. Der Talk-Test nutzt genau den ersten Knick. Solange du bequem einen Absatz vorlesen kannst, liegst du unter VT1. Wird es unsicher, bist du dort.

José Rodríguez-Marroyo und Carl Foster prüften das 2013 an achtzehn hochtrainierten Radfahrern. Auf jeder Stufe lasen sie einen Standardtext vor. Die erste Stufe, auf der Sprechen nicht mehr bequem ging, lag bei 3,6 W/kg und 148 Schlägen pro Minute. VT1 lag bei 3,7 W/kg und 150 Schlägen. Die Stufe, auf der gar nicht mehr gesprochen werden konnte, deckte sich mit dem Kompensationspunkt, 5,3 W/kg und 176 gegen 177 Schläge. Die Korrelationen für die Leistung lagen bei 0,86 und 0,94. Für einen Test, der nichts kostet, ist das bemerkenswert.

Ganz so glatt ist es bei Hobbysportlern nicht. Bei Quinn und Coons lag der Punkt, an dem Sprechen noch bequem war, bei 64 Prozent der VO2max und 82 Prozent der maximalen Herzfrequenz, und er passte dort besser zur Laktatschwelle als zur ventilatorischen. Der Talk-Test zeigt dir also zuverlässig die Gegend, nicht den exakten Wattwert.

Die zweite Feldmethode kommt aus der Uhr. Algorithmen wie DFA-alpha1 suchen in der Herzratenvariabilität nach Knickpunkten. Valérian Tanner, Grégoire Millet und Nicolas Bourdillon fassten 2024 fünfzig Studien mit 1160 Personen in einer Meta-Analyse zusammen. Im Mittel lagen die HRV-Schwellen praktisch auf den Referenzschwellen, die Korrelation betrug 0,85. Interessant ist das Detail. Die erste HRV-Schwelle lag über VT1, aber unter LT1. Die zweite lag nahe an VT2 und unter LT2. Atem- und Laktatschwellen sind in diesen Studien also nicht deckungsgleich, und die Uhr landet je nach Vergleich etwas anders.

Für den Alltag ist das eine gute Nachricht mit Einschränkung. Im Mittel funktionieren beide Werkzeuge. Für deinen persönlichen Schwellenwert in Watt würden wir uns auf keines allein verlassen.

Was das für deine Zonen heißt

Das Drei-Zonen-Modell, mit dem Stephen Seiler die Intensitätsverteilung von Spitzensportlern beschrieben hat, ist an VT1 und VT2 verankert. Bei elf norwegischen Junioren im Skilanglauf lagen über 32 Tage rund 75 Prozent der Einheiten unter VT1, 8 Prozent dazwischen und 17 Prozent darüber. Die Laktatmessungen dazu passten: 71 Prozent der Einheiten unter 2 mmol/l, 22 Prozent über 4 mmol/l. Für die Beschreibung, wie viel locker und wie viel hart trainiert wird, eignen sich die Atemschwellen also gut. Mehr dazu im Artikel zu polarisiertem und pyramidalem Training.

Für die Steuerung einzelner Einheiten ziehen wir daraus vier Schlüsse.

• VT1 kannst du übernehmen. Als Obergrenze für Grundlage und lange Einheiten ist sie so gut wie die erste Laktatschwelle, und die Wiederholbarkeit ist hoch. Bei Pallarés lag sie bei 71 bis 78 Prozent der maximalen Herzfrequenz.
• VT2 aus der Rampe ist eine Obergrenze, kein Ziel. Schwellenintervalle und Doppelschwelleneinheiten gehören darunter. Das MLSS lag dort bei 81 bis 87 Prozent der HFmax, VT2 bei 87 bis 92 Prozent.
• Den Schwellenwert gegenprüfen. Ein 30-Minuten-Dauertest mit Laktat, eine Critical-Power-Bestimmung oder ein sauber gefahrener Feldtest liegen näher an dem, was du halten kannst.
• Nur gleiche Protokolle vergleichen. Ein Test mit 25 Watt pro Minute und einer mit 40 liefern unterschiedliche VT2-Werte, auch wenn sich an deiner Form nichts geändert hat.

Ein typischer Fall aus dem Coaching: Ein Triathlet bringt einen Bericht mit „aerobe Schwelle 210 W, anaerobe Schwelle 300 W“ und trainiert seit Wochen Schwellenblöcke bei 290 Watt. Die Einheiten fühlen sich jedes Mal an wie ein Wettkampf. Sein Problem ist keine fehlende Form, sondern eine Zahl, die nie als Trainingsziel gedacht war.

Brauchst du überhaupt eine Spiroergometrie? Für die VO2max und eine saubere VT1 lohnt sie sich, ein Pflichttermin ist sie nicht. Die Lungenfunktion in Ruhe, also die Spirometrie, ist übrigens ein anderer Test und sagt über deine Schwellen nichts. Wer seine Zonen schon aus einem Laktattest oder einem guten Feldtest kennt, gewinnt durch die Maske vor allem eine zweite Meinung zur unteren Grenze. Und die ist in den meisten Studien ohnehin die, bei der sich beide Methoden einig sind.