Männer und Frauen zeigen im Sport unterschiedliche Leistungen. Georg Neumann und Kuno Hottenrott zeigen nun die Ursachen. Und wie so oft, liegt es mal wieder vor allem an den Hormonen.

1. Geschichte

Lange Zeit wurden leistungsphysiologische Erkenntnisse von untersuchten männlichen Bevölkerungsgruppen abgeleitet. In vielen Sportarten hatte die Frau in der Vergangenheit Benachteiligungen erfahren. Bis zum Ende der 70er Jahre des vorigen Jahrhunderts hielt sich die Vorstellung, dass die Frauen nicht für Ausdauerleistungen geschaffen seien. Ursache für diese Fehlbeurteilung war der Zusammenbruch von zwei Frauen nach dem 800-Meter-Lauf bei den Olympischen Spielen in Amsterdam 1928. Die Benachteiligung der Frau im Sport beruhte zum Teil auf leistungsphysiologischen Irrtümern, die wiederum zu Mängeln in Training und Forschung im Ausdauersport bei Frauen führten. Von offizieller Seite wurde dieses Frauenbild erst zu den Weltmeisterschaften 1983 im Marathonlauf korrigiert. Erst allmählich konnten Frauen bei allen vergleichbaren Sportarten bei Olympischen Spielen starten (Tab. 1).

Jahr der OS Disziplin Siegerzeit
1928 Amsterdam 100 m Lauf;
4 x 100 m Staffel
800 m Lauf
12,2 s;
48,4 s
2:16,8 min (D)*
1932 Los Angeles 100 m Hürden
(1968: 80 m)
11,7 s (10,3 s)
1948 London 200 m Lauf 24,4 s
1960 Rom 800 m Lauf 2:04,3 min
1972 München 4 x 400 m Lauf 3:23,0 min
1972 München 1.500 m Lauf 4:02,8 min
1984 Los Angeles 400 m Hürden 54,61 s
1984 Los Angeles 3.000 m Lauf ,
Marathonlauf
8:35,96 min;
2:24:52,00 h
1988 Seoul 10.000 m Lauf 31:05,21 min
1992 Barcelona 10 km Gehen 44:32 min
1996 Atlanta 5.000 m Lauf 14:59,98 min
2000 Sydney 20 km Gehen 1:29:04 h

Tab. 1.: Start der Frauen zu Lauf- und Gehwettbewerben bei Olympischen Spielen (OS)

2. Körperbaumerkmale

In vergleichbaren Sportarten weisen Männer und Frauen unterschiedliche Körpermaße auf. Frauen sind zwischen acht und 13 Zentimetern kleiner und bis zwischen sieben und zehn Kilogramm leichter (Tab. 2). Die relativen Anteile an Körperfett betragen z. B. im Triathlon 25 Prozent bei den Frauen und 15 Prozent bei den Männern, wobei es deutliche Sportartenunterschiede gibt. Afrikanische Läuferinnen haben nur 18 Prozent und Läufer nur neun Prozent Körperfett.
Beim Vergleich des Body-Mass-Index (BMI) – einer Messzahl zur Beurteilung des Gewichts (sie wird ermittelt aus dem Körpergewicht in Kilogramm geteilt durch die Körpergröße im Quadrat) – der 20 weltbesten Langstreckenläuferinnen mit Langstreckenläufern ergab sich ein hochsignifikanter Unterschied: Frauen: 18,1 ± 1,3 und Männer 19,62 ± 0,76. Der Geschlechtsunterschied bei den Körperbaumerkmalen zwischen den Triathleten und Läufern ist weniger deutlich ausgeprägt, weil hier athletischer ausgebildete Frauen starten.

3. Herz und Lunge sind gleichermaßen betroffen

Auch bei den Organen Herz und Lunge lassen sich Geschlechtsunterschiede nachweisen. Die Frauen haben ein kleineres Sportherz. Ein weiterer Geschlechtsunterschied lässt sich in der Herzgröße und im Herzgewicht belegen und betrifft auch die Dicke der Herzkammern und den Durchmesser der Hauptschlagader. Die Herzfrequenz (HF) verändert sich während der Belastung (Hottenrott & Neumann 2007). Die Abweichungen sind bei einer Laktatkonzentration von 2 bis 3 mmol/l am größten
(Tab. 2). Die bisher verwendeten Formeln zur Steuerung der Trainingsbelastung mit der Herzfrequenz haben nicht berücksichtigt, dass es in diesem Punkt Unterschiede bei den Geschlechtern gibt. In Tab. 2 ist eine Formel zur Belastungssteuerung mit der Herzfrequenz in verschiedenen Sportarten, unter Berücksichtigung von Geschlecht, Alter und Sportart, aufgeführt.

Herzfrequenzformel nach Hottenrott
THF= HFmax x 0,70 x LFi X TZi x GFi X SPi

THF: Trainings-Herzfrequenz;
HFmax:=208- 0,7 x Lebensalter für Erwachsene bzw. HFmax:= 220-Lebensalter für Kinder und Jugendliche. Die Formeln sollten nur zur Anwendung kommen, wenn die maximale Herzfrequenz durch einen sportartspezifischen Test nicht bestimmt werden kann.
LFi: Leistungsfaktoren (i1=1,0 Einsteiger; i2=1,03 Fitnesssportler; i3=1,06 Leistungssportler)
TZi: Trainingszielfaktoren (i1=1,0 Grundlagenausdauertraining 1; i2= 1,1 GA 1-2-Training, i3= 1,2 GA 2-Training)
GFi: Geschlechtsfaktoren (Frauen: i1=1,10 niedrige; i2=1,06 mittlere; i3=1,03 hohe Intensität; Männer: i4=1,0)
SPi: Sportartfaktoren (i1=1 Laufen)
Tab. 2.: Neue Herzfrequenzformel für trainierte Frauen und Männer (Hottenrott & Neumann, 2007)

Bei vergleichbarer Stoffwechsellage hatten die Frauen eine wesentlich höhere Herzfrequenz, die zehn Schläge pro Minute bei Laktat 2 mmol/l und sieben Schläge pro Minute bei Laktat 4 mmol/l betrug. Bei der maximalen Herzfrequenz (HFmax Frauen 182,6 Schläge/min und HFmax Männer 181,2 Schläge/min) wurde kein Geschlechtsunterschied bei der untersuchten Bevölkerungsgruppe gefunden.
Neben der Herzfrequenz bzw. dem Herzvolumen ist die maximale Sauerstoffaufnahme(VO2max) ein aussagefähiger Parameter für das Herz-Lungen-System und eine international anerkannte Referenzgröße zur Beschreibung der gewählten Belastungsintensität. Vor der Pubertät gibt es in der maximalen Sauerstoffaufnahme keine Unterschiede zwischen Jungen und Mädchen. Gegenwärtig beträgt der Geschlechtsunterschied im Leistungssport bei der maximalen Sauerstoffaufnahme im Blut zehn bis 12 Prozent. Die bisher mitgeteilten Spitzenwerte in der VO2max betrugen 77 ml/kg/min bei einer russischen Skilangläuferin und 94 ml/kg/min bei einem schwedischen Skilangläufer. Bei Kadertriathleten, also den geförderten Topsportlern einer Sportart, machte im Lauf- und Radtest der geschlechtsbedingte Unterschied bei eigenen Untersuchungen in der maximalen Sauerstoffaufnahme zwischen 18 bis 23 Prozent aus.
Die niedrige aerobe Leistungsfähigkeit der Frau gegenüber dem Mann, bei der also noch keine Übersäuerung der Muskulatur entsteht, kommt auch in der Sauerstofftransportkapazität im Blut zum Ausdruck. Diese wird beurteilt am Hämoglobin (Hb), dem eisenhaltigen roten Blutfarbstoff. Durchschnittliche Hb-Werte der Männer liegen bei 15,5 g/dl (14-17 g/dl) und der Frauen bei 13,8 g/dl (12-16 g/dl). Eine Abnahme der
Hb-Konzentration im Blut bedeutet, dass das Blut weniger Sauerstoff transportieren kann und deshalb die Ausdauerleistungsfähigkeit vermindert ist. Eine Abnahme des Hämoglobins um 0,1 Prozent führt zu einer Verminderung der maximalen Sauerstoffaufnahme um ein Prozent.

4. Leistungsgrundlagen in den Muskelzellen

Zwischen den Geschlechtern gibt es deutliche Unterschiede in den Mitochondrien, den Energiekraftwerken in den Muskelzellen. Untersuchungen von Hoppeler et al. (1973), bei denen Muskelgewebe entnommen und untersucht wurde, konnten belegen, dass es in den Strukturen dieser Kraftwerke deutliche Unterschiede zwischen Männern und Frauen gibt. Der Muskel der Frau wies weniger Mitochondrien pro Myofibrille auf als der von Männern. (Myofibrillen sind Zelleinheiten, die es möglich machen, dass sich die Zelle verkürzen kann). Das Mitochondrienvolumen, der Umfang also der zelleigenen Energiekraftwerke, der Frauen war um 22 Prozent kleiner als das der Männer.
Die Muskelkraft hängt vom Durchmesser der Muskelfasern ab. Untersuchungen von Muskelfasern bei Mittelstreckenläufern und Mittelstreckenläuferinnen ergaben, dass der Muskelfaserdurchmesser der Frauen deutlich kleiner war als der von Männern. Bei den Läufern betrug die Muskelfaserfläche 7.040 µm2 und bei den Läuferinnen 5.440 µm2(Neumann & Buhl, 1981). Die Läufer wiesen eine größere Aktivität des oxidativen Enzyms Citratsynthetase (CS), ein Enzym im energiegewinnenden Zitronensäurezyklus, sowie des Enzyms Phosphoglyceratkinase (PGK), ein Enzym im anaeroben Energiestoffwechsel, gegenüber den Läuferinnen auf. Hingegen war bei Läuferinnen eine statistisch gesicherte größere Substratkonzentration (chemische Verbindungen, die durch Enzyme in Gang gesetzt wurden) an Neutralfetten, die als Energiespeicher in den Muskeln vorkommen, nachweisbar. Der höhere Fettgehalt in den Muskelfasern und der daraus resultierende höhere Fettumsatz der Frauen bei Ausdauerbelastungen wurde in den nachfolgenden Untersuchungen mehrfach bestätigt (Steffenssen et al., 2002, Venables et al., 2004).

5. Unterschiede der sportlichen Leistungen

In den Sportarten Schwimmen und Laufen lassen sich die geschlechtsbedingten Unterschiede in den erzielten Leistungen belegen.
In den 60er Jahren des vorigen Jahrhunderts betrug der Leistungsrückstand der Frauen in den Laufsportarten von 100 Meter bis Marathon 25 bis 30 Prozent (Tab. 3). Derzeit unterscheiden sich Männer und Frauen bei Läufen von 800 Metern bis 100 Kilometern in ihren Leistungen um 10,9 Prozent. Die prozentualen Leistungsunterschiede aufgrund des Geschlechts sind in den leichtathletischen Sprintdisziplinen höher als beim Ausdauerlauf (Tab. 4).

Weltrekorde in den Laufdisziplinen
Disziplin   Männer Frauen Differenz
800 m   1:41,11 min
W. Kipketer (DEN), 1997
1:53,28 min
J. Kratochvilova (TCH), 1983
11,87 %
1.500 m   3:26,00 min
H. El Gerrouj (MAR), 1998
3:50,46 min
Qu Yunxia (CHN), 1993
11,87 %
5.000 m   12:37,35 min
K. Bekele (ETH), 2004
14:16,63 min
M. Defar (ETH), 2007
13,11 %
10.000 m   26:17,53 min
K. Bekele (ETH), 2005
29:31,78 min
W. Junxia (CHN), 1993
12,31 %
Halbmarathon   58:48 min
S. M. Wanjiru (KEN), 2007
1:06:25 h
L. Kiplagat (NED), 2007
12,95 %
Marathon   2:04:26 h
H. Gebrselassie (ETH), 2007
2:15:25 h
P. Radcliffe (GBR), 2003
  8,83 %
100 km Straßenlauf   6:13:33 h
T. Sunada (JPN), 1998
6:33:11 h
T. Abe (JPN), 2000
  5,26 %
20 km Gehen (Bahn)   1:17:25,6 h
B. Segura (MEX), 1994
1:25:41 h
O. Iwanowa (RUS), 2005
10,66 %
Lauf-Gesamtdifferenz 10,86 %

Tab. 3: Aktuelle Weltrekorde von Frauen und Männern von ausgewählten olympischen und nichtolympischen Laufdisziplinen der Leichtathletik (Freiluft)

Weltrekorde in den Sprintdisziplinen Halle und Freiluft
Disziplin Männer Frauen Differenz
50 m Halle 5,56 s
D. Bailey (CAN), 1996
5,96 s
I. Priwalowa (RUS), 1995
 7,19 %
60 m Halle 6,39 s
M. Green (USA), 2001
6,92 s
I. Priwalowa (RUS), 1995
 8,29 %
200 m Halle 19,92 s
F. Fredericks (NAM), 1996
21,87 s
M. Ottey (JAM), 1993
 9,79 %
400 m Halle 44,57 s
K. Clement (USA), 2005
49,59 s
J. Kratochvilowa (TCH), 1982
11,26 %
100 m Freiluft 9,72 s
U. Bolt (JAM), 2008
10,49 s
F. Griffith-Joyner (USA), 1988
  7,92 %
200 m Freiluft 19,32 s
M. Johnson (USA),1996
21,34 s
F. Griffith-Joyner (USA), 1988
10,45 %
400 m Freiluft 43,18 s
M. Johnson (USA), 1999
47,60 s
M. Koch (GDR), 1985
10,24 %
Sprint-Gesamtdifferenz 9,31 %

Tab. 4: Aktuelle Weltrekorde von Frauen und Männern in ausgewählten Sprintdisziplinen der Leichtathletik (Halle und Freiluft)

Die geschlechtsspezifischen Differenzen bei den Schnellkraftsportarten sind größer als in den Lauf- und Sprintdisziplinen (Tab. 5).

Weltrekorde in den Sprungdisziplinen  
Disziplin Männer Frauen Differenz
Hochsprung 2,43 m
J. Stotomayor (CUB), 1989
2,09 m
S. Kostadinowa (BUL), 1987
16,27 %
Weitsprung 8,97 m
C. Lewis (USA), 1984
7,52 m
G. Tschistjakowa (URS),1988
19,28 %
Dreisprung 17,83 m
CH.Olson (SWE), 2004
15,50 m
I. Krawez (UKR), 1995
15,03 %
Stabhochsprung 6,15 m
S. Bubka (UKR), 1993
5,03 m
J. Issinbajewa (RUS), 2008
22,23 %
Sprung-Gesamtdifferenz 18,20 %

Tab. 5: Weltrekorde von Frauen und Männern in den Sprungdisziplinen der Leichtathletik (Freiluft).

Im Schwimmen ähneln die geschlechtsbedingten Leistungsunterschiede dem Laufen (Tab. 6). Hier zeichnet sich ab, dass mit zunehmender Streckenlänge die Leistungsdifferenz kleiner wird. Ab Schwimmstrecken von 800 m sinkt die Leistungsdifferenz auf 7,3 % (Tab. 6).

Leistungsdifferenzen im Schwimmen
Schwimmstrecken
(50 m Becken)
Frauen(Weltrekorde/Jahr) Männer(Weltrekorde/Jahr) Differenz
50 m Freistil 24,06 s (2008) 20,50 s (2008) 17,37 %
100 m Freistil 52,88 s (2008) 47,05 s (2008) 12,39 %
200 m Freistil 1.54,82 min (2008) 1:42,96 min (2008) 11,52 %
400 m Freistil 4:01,55 min (2008) 3:40,59 min (2008) 9,50 %
800 m Freistil 8:14,10 min (2008) 7.38, 65 min (2005) 7,73 %
1500 m Freistil 15:42,54 min (2007) 14:34,56 min (2001) 7,77 %
  Gesamtdifferenz im 50-m-Becken 11,04 %

Tab. 6: Aktuelle Weltrekorde von Frauen und Männern in den Schwimmdisziplinen (50 m Becken).

Im Triathlon (Ironman auf Hawaii) hat sich der historisch entstandene große geschlechtsbedingte Leistungsunterschied, der 1979 über 20 % betrug, auf gegenwärtig 11 % eingepegelt.

6. Trainingsunterschiede

Im Leistungstraining ist die Belastung der Frauen, bezogen auf den zeitlichen Aufwand, genauso hoch wie bei den Männern. Obgleich der Umfang an Kilometern oder Strecken bei den Frauen geringer ist, benötigen sie mehr Trainingszeit, weil sie langsamer trainieren (z. B. -0,5 m/s im Skilanglauf oder Lauf). Die Unterschiede in den Wettkampfleistungen sind auch an objektiven Daten der Leistungsdiagnostik zu belegen, bei denen zum Teil noch größere Unterschiede in den funktionellen Messgrößen auftreten als sie in der Wettkampfleistung zum Ausdruck kommt.

7. Geschlechtsunterschiede in Bezug auf Hormone und den Stoffwechsel

Inzwischen liegen sichere Daten vor, die belegen, dass bei sportlicher Belastung die Frau einen größeren Abbau der Fette aufweist, einen niedrigeren Eiweißabbau hat und weniger Kohlenhydrate im Vergleich zum Mann verstoffwechselt (Venables et al., 2004; Nielsen et al., 2003). Da die Frau über mehr weibliche Hormone (Östrogene) und weniger männliche Geschlechtshormone (Testosteron) als der Mann verfügt (Tab. 7) hat das auch Auswirkungen auf den Stoffwechsel. Der verminderte Eiweißabbau und die geringere Verbrennung an Kohlenhydraten der Frau während der Belastung sowie der erhöhte Fettstoffwechsel gehen auf den höheren Östrogengehalt gegenüber dem Mann im Organismus zurück (Hamadeh et al., 2004). Die Autoren bestätigten diese geschlechtsbedingten Stoffwechselmechanismen, indem sie Männern Östrogene gaben. Dadurch sank der Kohlenhydratabbau und Proteinabbau der Männer während der Belastung und die Fettverbrennung stieg an. Die absolut niedrigere Leistungsfähigkeit und die geringere Fähigkeit zum Abbau von Glukose der Frau im Sport führen dazu, dass die Frauen in vergleichbaren Sportarten geringere Laktatkonzentrationen (1-3 mmol/l) bei Wettkämpfen aufweisen.

Hormone Frau Mann
Östrogene (pmol/l) 73-1652* 20-85
Testosteron (nmol/l) 1,5-3,2     12-30

Tab. 7: Vergleich der geschlechtsspezifischen Hormone

*abhängig vom MenstruationszyklusDer große Unterschied in der Testosteronkonzentration ist für die verminderte Muskelkraft der Frau verantwortlich. Gleichzeitig führt die verminderte Testosteronverfügbarkeit dazu, dass die Frau größere Fettspeicher in Muskel und unter der Haut aufweist. Der Unterschied, wie die Geschlechter die Fettverbrennung steuern, ist aber noch von weiteren Hormonen abhängig. Eine fettarme Ernährung behindert bei Frauen die Wiederauffüllung der Triglyceridspeicher (Larson-Meyer et al., 2002), also der Speicher der Neutralfette, die sich in den Muskeln befinden, und vermindert ihre Langzeitausdauer. Bei Langzeitbelastungen haben Läuferinnen eine höhere Fettverbrennungsrate als die Männer und einen geringeren Eiweißabbau (McKenzie et al., 2000). Die Abhängigkeit der Fettsäurenoxidation, der Abbau von Fettsäuren vom Östrogenspiegel erlaubt die Ableitung, dass das Ausdauer betonte Training mehr in die zweite Zyklushälfte zu verlegen ist und intensivere Belastungen in der ersten Zyklushälfte zu bevorzugen sind.

8. Zusammenfassung

In vergleichbaren Sportarten ist die Frau durchschnittlich 12 Zentimeter kleiner und zehn bis 12 Kilogramm leichter als der Mann. Die Frau hat deutlich höhere Fettspeicher in den Muskeln und unter der Haut als der Mann. Die Fähigkeit der Sportlerinnen maximal Sauerstoff aufzunehmen, ist gegenüber den Sportlern derselben Sportart um etwa zehn bis 15 Prozent niedriger. Bei submaximalen Ausdauerbelastungen weisen die Sportlerinnen eine höhere Fettverbrennung, einen geringeren Eiweißabbau sowie einen niedrigeren Kohlenhydratumsatz auf. Die Verträglichkeit von Ausdauerbelastungen ist in der zweiten Menstruationszyklushälfte besser. Die Testosteronkonzentration der Frau ist um zehn bis 20 Mal niedriger als beim Mann. Hingegen ist die Östrogenkonzentration zyklusabhängig fünf bis 15 Mal höher als beim Mann. Der männliche Ausdauersportler weist gegenüber der Sportlerin eine höhere Kraftausdauer auf und hat eine bessere Fähigkeit, sich im Training auf aerobem Niveau (Laktat unter 2 mmol/l) zu belasten. Auch hat er eine bessere Fähigkeit, Glukose (Traubenzucker) abzubauen. Der geschlechtsspezifische Leistungsunterschied beträgt durchschnittlich zehn Prozent in Ausdauersportarten und 15 bis 20 Prozent in den Schnellkraftsportarten zu Ungunsten der Sportlerin.

Verfasser:
Prof. Dr. med. habil. Georg Neumann
Leipzig

Prof. Dr. Kuno Hottenrott
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Institut für Sportwissenschaft
 

Du willst mehr rund um das Thema Sport und Dr. Loges erfahren?
Folge uns auf Facebook!