Kritische Kraft im Klettern: Konzepte, Messung und praktische Anwendungen

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Einleitung

Die kritische Kraft (CF, Critical Force) ist eine zentrale physiologische Schwelle im Klettern und beschreibt die höchste auf Dauer aufrechterhaltbare Kraftleistung, die die Fingerbeuger über einen bestimmten Zeitraum erbringen können. Sie überträgt das Konzept der kritischen Leistung (Critical Power), das in Ausdauersportarten weit verbreitet ist, auf kletterspezifische isometrische Aufgaben.
CF wird häufig zusammen mit W′ betrachtet – einem endlichen Energiespeicher, der die Fähigkeit beschreibt, Arbeit oberhalb der CF zu leisten, bevor Erschöpfung eintritt. Zusammen ermöglichen CF und W′, Ermüdungsresistenz zu quantifizieren, Trainingsanpassungen zu überwachen und Trainingsintensitäten gezielt zu steuern.

Messung und Validierung der Kritischen Kraft

Die kritische Kraft im Klettern kann auf zwei Hauptarten gemessen werden: Mehrversuchs-Test (Multi-Trial Intermittent Contraction Test) und Einzelversuchs-All-Out-Test (Single-Trial All-Out Test)
Beide Methoden sind wissenschaftlich validiert, unterscheiden sich jedoch in Komplexität, Ausrüstung und Zuverlässigkeit.

1. Mehrversuchs-Test mit intermittierenden Kontraktionen

Der Mehrversuchs-Test schätzt CF und W′ anhand mehrerer Ausbelastungstests bei unterschiedlichen Intensitäten der maximalen Fingerkraft ab. In der Studie von Giles et al. (2019) [1] führten die Teilnehmer intermittierende isometrische Kontraktionen (7 s Belastung, 3 s Pause) bei 45 %, 60 % und 80 % ihrer maximalen Fingerkraft aus. Für jeden Versuch wurden die Gesamtarbeit (Wlim) und die Zeit bis zur Erschöpfung (Tlim) aufgezeichnet. Die hyperbolische Beziehung zwischen Arbeit und Zeit erlaubt es, CF als Steigung und W′ als Achsenabschnitt des Arbeit-Zeit-Modells zu bestimmen.

Tets Gütekriterien

  • Es wurde eine hohe Korrelation für die Parameterschätzungen der verschiedenen CF-Modelle gefunden, wobei das Arbeit-Zeit-Modell die Daten am besten abbildete.
  • Schätzungen der CF aus einem EInzelversuchstest stimmen gut mit den Ergebnissen des Mehrversuchs-Tests überein, während W′ eine geringere Übereinstimmung aufweist.
  • Das Protokoll verwendet Ausrüstung, die in den meisten Kletterhallen verfügbar ist, und macht es somit möglich, den Test einfach durchzuführen.

Testprotokoll

Ziel

Bestimmung der CF und W′ mithilfe mehrerer Versuche bei unterschiedlichen Prozentsätzen der maximalen Fingerkraft.

Benötigtes Testequipment

  • Fest installiertes Hangboard für beide Hände
  • Flaschenzug-System
  • Verschiedene Gewichtsscheiben oder ähnlich
  • Klettergurt

Testdurchführung

  • Aufwärmen
    • Führe 5–10 Minuten allgemeines Kletter-Warm-up durch.
    • Hänge dich an die Zielleiste um die Fingerbeugemuskulatur optimal zu aktivieren und steigere die Intensität schrittweise
  • Fingermaximalkrafttest
    • Teste deine maximale Fingerkraft, indem du mit beiden Armen in der halb-aufgestellten Fingerstellung an der Leiste hängst. Halte die Arme gestreckt und die Schultern aktiv angespannt. Eine 23 mm-Leiste wird häufig verwendet, da sie die Fingerbeuger gleichmäßig beansprucht.
    • Schätze die maximale Last, die du für 7 Sekunden halten kannst. Erhöhe das Gewicht (mittels Zusatzgewicht an Klettergurt) oder reduziere die Belastung mithilfe eines Flaschenzugsystems.
    • Hänge dich an die Leiste. Kannst du diese nicht 7 Sekunden halten, reduziere die Last beim nächsten Versuch. Kannst du diese leicht halten, erhöhe das Gewich. Wiederhole dies, bis du die maximale Last gefunden hast, die du gerade noch für 7 Sekunden halten kannst. Pausiere >5 Minuten zwischen den Versuchen und versuche, dein Maximum innerhalb von ca. 4 Versuchen zu ermitteln.
  • Mehrversuchs-Test mit intermittierenden Kontraktionen
    • Plane drei separate Versuche: einen bei 45 %, einen bei 60 % und einen bei 80 % der maximalen Fingerkraft.
    • Lass zwischen den Versuchen entweder 20 Minuten oder mehr als 24 Stunden (bevorzugt für eine genauere Messung) Pause.
    • Ausführug
      • Hänge intermittierend (7 s Belastung, 3 s Pause) an der Leiste mit dem Zielprozentsatz der maximalen Fingerkraft, bis zum Muskelversagen. Passe die Last mit Zusatzgewicht oder Entlastung über den Flaschenzug an.
      • Notiere die Zeit bis zur Erschöpfung (Tlim) und berechne die Gesamtarbeit (Wlim), indem du die absolute Last mit Tlim multiplizierst.
    • Berechnung
      • Erstelle ein Diagramm mit Wlim (Y-Achse) und Tlim (X-Achse) um die hyperbolische Beziehung zu bestimmen.
      • Bestimme CF als die Steigung der linearen Arbeit-Zeit-Beziehung und W′ als den Achsenabschnitt.
      • Zur Vereinfachung kannst du die Tabelle verwenden, in der nur die gemessenen Parameter eingetragen werden müssen. (Link)
    • Interpretation der Messwerte
      • CF repräsentiert die höchste auf Dauer aufrechterhaltbare Fingerkaft
      • W′ steht für die begrenzte Kapazität der Arbeit oberhalb der CF.

2. Einzelversuchs-All-Out-Test

Der Einzelversuchs-All-Out-Ansatz umfasst typischerweise einen 4-minütigen Test mit intermittierenden, maximalen Kontraktionen bestehend aus 24 Intervallen. In jedem Intervall belasten die Kletterer die Leiste mit ihrer maximalen noch zur Verfügung stehenden Kraft für 7 Sekunden, gefolgt von einer Pause von 3 s [2][3][4].
CF wird aus dem Kraftplateau der letzten Kontraktionen bestimmt, und W′ wird als kumulative Arbeit oberhalb der CF berechnet.

Tets Gütekriterien

  • Sowohl CF als auch W′, normiert auf das Körpergewicht und geschlechtsspezifisch angepasst, korrelieren stark mit der Kletterleistung: CF ist der stärkere Prädiktor für Sportklettern (r = 0,61), während W′ für Bouldern relevanter ist (r = 0,34). Ein kombiniertes Modell erklärte 66 % der Sportkletter- und 44 % der Boulderleistung [2].
  • Die Test-Retest-Reliabilität ist generell gut bis ausgezeichnet (CF: ICC = 0,848, W′: ICC = 0,820), wobei die intraindividuelle Variabilität für CF und W′ höher ist [4].
  • Verifikationstests zeigten, dass die Teilnehmer häufig scheiterten, wenn CF als mittlere Kraft der letzten drei Kontraktionen definiert wurde, während sie erfolgreicher waren, wenn CF als minimale Kraft der letzten drei Kontraktionen (CFmin) definiert wurde. CFmin korrelierte zudem stärker mit der Kletterleistung [3].
  • Die während des Tests gemessene Sauerstoffkinetik der Muskulatur zeigten eine hohe Variabilität und waren wenige zuverlässig, um Erschöpfung vorherzusagen, weshalb Vorsicht bei der Interpretation geboten ist [3].

Testprotokoll

Ziel

Bestimmung der CF und W′ mithilfe eines Einzelversuchs-All-Out-Tests.

Benötigtes Testequipment

  • Kraftmessgerät: Climbro Hangboard oder Tindeq Progressor
    • Beim Tindeq Progressor: Ein tragbares Fingerboard sowie eine sichere Aufhängung.
  • Klettergurt & Gewichtsscheiben (falls du einarmig an der Testleiste hängen kannst)

Testdurchführung

  • Aufwärmen
    • Führe 5–10 Minuten allgemeines Kletter-Warm-up durch.
    • Ziehe an die Zielleiste und steigere die Belastung schrittweise.
  • Testausfürung
    • Befolge die Anweisungen der App, die mit deinem Gerät (Climbro oder Tindeq Progressor) verknüpft ist.
    • Führe 24 Wiederholungen von 7 Sekunden maximaler Belastung mit 3 Sekunden Pause dazwischen durch (insgesamt ca. 4 Minuten). Ziehe bei jeder Wiederholung so stark wie möglich; vermeide Pacingstrategien.
    • Benutze eine standardiserte Leistengröße (üblicherweise 20mm).
    • Optional kannst du Verifikationstests mit reduzierter Last (CF − 2 kg, CF − 4 kg) in einer separaten Testsession durchführen.
  • Datenverarbeitung
    • Die Daten werden von der jeweiligen App aufgezeichnet und verarbeitet.
    • CF sollte am besten als minimale Kraft der letzten drei Kontraktionen (CFmin) berechnet werden.
    • W′ ist die kumulative Arbeit, die oberhalb der CF geleistet wird.
  • Interpretation
    • CF steht für Ermüdungsresistenz und dauerhaft aufrechterhaltbare Kraft der Fingerbeuger.
    • W′ zeigt die Kapazität für kurze, hochintensive Belastungen an.
    • Es ist mit einiger intraindividueller Variabilität zu rechnen; zur Genauigkeit kann eine Wiederholung des Tests erforderlich sein.

Quellenangaben

[1] Giles, D., Hartley, C., Maslen, H., Hadley, J., Taylor, N., Torr, O., Chidley, J., Randall, T., & Fryer, S. An All-Out Test to Determine Finger Flexor Critical Force in Rock Climbers.. International journal of sports physiology and performance. 2020 https://doi.org/10.1123/ijspp.2020-0637

[2] Giles, D., Chidley, J., Taylor, N., Torr, O., Hadley, J., Randall, T., & Fryer, S. The Determination of Finger-Flexor Critical Force in Rock Climbers.. International journal of sports physiology and performance. 2019 https://doi.org/10.1123/ijspp.2018-0809

[3] Baláš, J., Gajdošík, J., Javorský, T. et al. Measuring critical force in sport climbers: a validation study of the 4 min all-out test on finger flexors. Eur J Appl Physiol 124, 2787–2798 (2024). https://doi.org/10.1007/s00421-024-05490-7

[4] McClean, Z., MacDougall, K., Fletcher, J., Aboodarda, S., & MacIntosh, B. Test-Retest Reliability of a 4-Minute All-Out Critical Force Test in Rock Climbers.. International journal of exercise science. 2023; 16 4. https://doi.org/10.70252/dbic1991

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