Studie: Geringes Lungenvolumen = schlechtere Wasserlage?

Wie hoch ist der Einfluss des Lungenvolumens auf die Wasserlage

Mehr Luft im Körper = höhere Wasserlage?

Weshalb schwimmt eigentlich ein Containerschiff, obwohl es doch mehrere Tonnen Trockengewicht besitzt? Zudem besteht es aus einem Material, welches nicht gerade als “auf dem Wasser schwimmend” bekannt ist. Kurzum: es muss einen anderen Grund dafür geben, dass die schweren Geräte in der Lage sind, an der Wasseroberfläche zu bleiben.

Hier kommt das Gesetz von Archimedes ins Spiel. Das (hohle) Containerschiff schwimmt, weil das verdrängte Wasser genauso schwer ist wie das Schiff selber. Die Auftriebskraft (des Wassers) ist also gleich groß wie die Gewichtskraft (des Schiffes): Das Schiff schwimmt!

Die Dichte eines Körpers spielt also eine große Rolle! Und damit wird der Hohlkörper zu einem wichtigen Auftriebsmerkmal. Bei uns Menschen ist hier die Lunge zu nennen, die je nach persönlichen Merkmalen bei 2-3 Litern (Durchschnitt) aber sogar auch auf Werte von 7-10 Litern (Hochleistungssportler) ansteigen kann. Das wirft die Frage auf, welchen Vorteil man hat, wenn die großvolumige Lunge mit Atemluft gefüllt wird. Sollte der Auftrieb des Körpers dann nicht auch besser sein?

Kurzum: verbessert sich die Wasserlage bei hohem Lungenvolumen?

Und mit der Antwort auf die Frage gewinnt die Technik des Atemvorgangs im Schwimmen weiter an Bedeutung. So könnte der Atemvorgang nicht nur den Stoffwechselprozess ermöglichen, sondern zugleich die Wasserlage beeinflussen. Eine Thematik, die uns noch beschäftigen wird.

Wir haben nämlich eine Studie gefunden, die sich dieser Frage widmet. Hier ist die Zusammenfassung.

Titel

Lower lung-volume level induces lower vertical center of mass position and alters swimming kinematics during front-crawl swimming

Autoren: Washino, S., Murai, A., Mankyu, H., Ogita, F., Kanehisa, H. & Yoshitake, Y. (2021)

Erschienen: Journal of Biomechanics, 121 (110428)

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Inhalt der Studie

Wir untersuchten den Einfluss des Lungenvolumens auf die Position des vertikalen Massenzentrums (CoM) und die Kinematik während des submaximalen Kraulschwimmens bei konstanter Geschwindigkeit.

Methode

Dreizehn gut trainierte männliche Schwimmer (21,2 ± 2,0 Jahre) schwammen 15 m mit einer Zielgeschwindigkeit von 1,20 m s-1 im Kraulschwimmen, während sie eine von drei Lungenvolumenstufen hielten:

maximale Inspiration (MAX / = Einatmung),

maximale Exspiration (MIN / = Ausatmung) und

dazwischen (MID).

Die dreidimensionalen Positionen von 25 reflektierenden Markern, die am Körper jedes Teilnehmers angebracht waren, wurden mit einem Unterwasser-Bewegungserfassungssystem aufgezeichnet und dann zur Schätzung des CoM des Körpers verwendet.

Die Schwimmgeschwindigkeit und die vertikale CoM-Position relativ zur Wasseroberfläche wurden berechnet und für einen Schlagzyklus gemittelt. Zugfrequenz, -länge, -amplitude sowie -geschwindigkeit und Rumpfneigung wurden auch für einen Zyklus berechnet.

Ergebnisse

Die Schwimmgeschwindigkeit war zwischen den drei verschiedenen Lungenvolumenniveaus statistisch vergleichbar (ICC [2,3] = 0,875).

Die vertikale CoM-Position wurde mit dem unteren Lungenvolumen signifikant verringert (MAX: -0,152 ± 0,009 m, MID: -0,163 ± 0,009 m, MIN: -0,199 ± 0,007 m, P < 0,001).

Schlagfrequenz, Amplitude, Geschwindigkeit und Rumpfneigung waren in MIN signifikant höher als in MAX und MID, während die Zuglänge signifikant geringer war (alle P < 0,05).

Fazit der Autoren

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass ein niedrigeres Lungenvolumen während des submaximalen Kraulschwimmens eine niedrigere vertikale CoM-Position induziert, die von einer Modulation der Schwimmkinematik begleitet wird, um den erhöhten Widerstand zu überwinden, der durch eine größere projizierte Frontalfläche entsteht.