Atemmuskeltraining: Anatomie der Atemmuskulatur, Trainingsmethoden und gesundheitlicher Nutzen
Wir atmen etwa 20.000 Mal am Tag – doch die wenigsten wissen, dass die Atemmuskulatur genauso trainierbar ist wie Bizeps oder Quadrizeps. Atemmuskeltraining (auch als Lungentraining bekannt) ist ein gezieltes Krafttraining für die Muskeln, die unsere Atmung steuern. Was in der Rehabilitationsmedizin seit Jahrzehnten etabliert ist, entdecken nun auch Ausdauersportler, Musiker und gesundheitsbewusste Menschen für sich.
Dieser Grundlagenartikel erklärt Ihnen die Anatomie der Atemmuskulatur, stellt die wichtigsten Trainingsmethoden vor und zeigt, was die Wissenschaft über den Nutzen von Atemmuskeltraining sagt. Damit bildet er das Fundament unserer Artikelserie rund um Atemtrainer und Lungentraining – von der Theorie bis zur praktischen Anwendung.
Inhaltsverzeichnis
Anatomie der Atemmuskulatur
Um zu verstehen, wie Atemmuskeltraining wirkt, lohnt sich ein Blick auf die beteiligten Muskeln. Die Atemmuskulatur lässt sich in zwei funktionelle Gruppen unterteilen: Inspirationsmuskulatur (Einatmung) und Exspirationsmuskulatur (Ausatmung).
Das Zwerchfell (Diaphragma) – der Motor der Atmung
Das Zwerchfell ist der wichtigste Atemmuskel. Es handelt sich um eine kuppelförmige Muskel-Sehnen-Platte, die den Brustraum vom Bauchraum trennt. Bei der Einatmung kontrahiert das Zwerchfell und flacht sich ab – dadurch vergrößert sich das Thoraxvolumen, und Luft strömt in die Lunge. In Ruhe ist das Zwerchfell für 70-80 % der inspiratorischen Arbeit verantwortlich. Innerviert wird es vom Nervus phrenicus, der aus den Rückenmarkssegmenten C3-C5 entspringt.
Äußere Interkostalmuskeln
Die äußeren Zwischenrippenmuskeln (Musculi intercostales externi) unterstützen das Zwerchfell bei der Einatmung. Sie heben die Rippen an und erweitern so den Brustkorb. Bei körperlicher Belastung steigt ihr Beitrag zur Atemarbeit deutlich an.
Akzessorische (Hilfs-)Atemmuskulatur
Bei intensiver Belastung oder erschwerter Atmung werden zusätzliche Muskeln rekrutiert: Die Musculi scaleni (Treppenmuskeln) heben die oberen Rippen an, der Musculus sternocleidomastoideus (Kopfwender) hebt das Brustbein. Diese Muskeln sind in Ruhe kaum aktiv – ihr Einsatz signalisiert eine erhöhte Atemanforderung, etwa bei maximaler sportlicher Leistung oder bei eingeschränkter Atemfunktion.
Exspirationsmuskulatur
Im Ruhezustand ist die Ausatmung ein passiver Vorgang: Die elastische Rückstellkraft der Lunge und des Brustkorbs genügt, um die Luft auszupressen. Bei forcierter Exspiration – etwa beim Husten, beim Singen oder bei intensivem Sport – werden jedoch aktive Muskeln benötigt: Der Musculus rectus abdominis (gerader Bauchmuskel) und die Musculi obliqui (schräge Bauchmuskeln) drücken die Bauchorgane gegen das Zwerchfell und erhöhen so den Druck im Brustraum. Die inneren Interkostalmuskeln senken die Rippen und verkleinern den Thorax zusätzlich.
Übersicht: Die Atemmuskulatur im Detail
| Muskel | Funktion | Innervation | Aktivierung |
|---|---|---|---|
| Zwerchfell (Diaphragma) | Primäre Inspiration (70-80 %) | N. phrenicus (C3-C5) | Jeder Atemzug |
| Äußere Interkostalmuskeln | Anhebung der Rippen (Inspiration) | Nn. intercostales (Th1-Th11) | Jeder Atemzug, verstärkt bei Belastung |
| Mm. scaleni | Hebung der oberen Rippen | Rr. anteriores (C3-C8) | Bei erhöhtem Atembedarf |
| M. sternocleidomastoideus | Hebung des Sternums | N. accessorius (XI), C1-C3 | Bei maximaler Inspiration |
| M. rectus abdominis | Forcierte Exspiration | Nn. intercostales (Th5-Th12) | Husten, Sport, forcierte Ausatmung |
| Mm. obliqui (ext./int.) | Forcierte Exspiration | Nn. intercostales, N. iliohypogastricus | Husten, Sport, forcierte Ausatmung |
| Innere Interkostalmuskeln | Senkung der Rippen (Exspiration) | Nn. intercostales (Th1-Th11) | Forcierte Exspiration |
Warum Atemmuskeltraining? Die wissenschaftliche Grundlage
Die Atemmuskulatur unterliegt denselben physiologischen Prinzipien wie die Skelettmuskulatur – und das bedeutet: Sie ermüdet, sie atrophiert bei Nichtgebrauch, und sie reagiert auf gezieltes Training mit Kraftzuwachs.
Ermüdung der Atemmuskulatur
Bereits in den 1990er-Jahren zeigten Dempsey und Kollegen, dass die Atemmuskulatur bei intensiver körperlicher Belastung signifikant ermüdet. Das Zwerchfell verliert nach anstrengendem Ausdauersport messbar an Kontraktionskraft – ein Effekt, der die Leistungsfähigkeit unmittelbar begrenzen kann [Dempsey et al., 2006].
Der Metaboreflex – wenn die Atmung den Beinen Blut stiehlt
Ein besonders faszinierender Mechanismus wurde von Harms und Kollegen beschrieben: Ermüdete Atemmuskeln lösen einen sympathischen Reflex aus – den sogenannten respiratorischen Metaboreflex. Dieser führt zu einer Vasokonstriktion in der arbeitenden Skelettmuskulatur. Im Klartext: Wenn Ihre Atemmuskulatur ermüdet, wird die Durchblutung Ihrer Beinmuskulatur eingeschränkt. Somit priorisiert das Herz-Kreislauf-System die Versorgung der Atemmuskeln – auf Kosten der Leistung [Harms et al., 1997].
Die Atemmuskulatur steht in direkter Konkurrenz zur Arbeitsmuskulatur um die verfügbare Blutversorgung. Wer die Atemmuskulatur kräftigt, verschiebt diesen Ermüdungspunkt nach hinten – und gewinnt Leistungsreserven im gesamten Körper.
Progressive Overload funktioniert auch beim Atmen
Bereits 1976 wiesen Leith und Bradley nach, dass die Atemmuskulatur auf das Prinzip der progressiven Überlastung reagiert: Durch gezieltes Training gegen einen Widerstand lassen sich sowohl die Kraft (Stärke) als auch die Ausdauer (Ermüdungswiderstand) der inspiratorischen Muskulatur verbessern [Leith & Bradley, 1976].
Messbarer Trainingseffekt: MIP als Schlüsselparameter
Der maximale inspiratorische Druck (MIP) – auch als PImax bezeichnet – ist der zentrale Messparameter für die Kraft der Einatemmuskulatur. Gemessen wird er gegen ein verschlossenes Mundstück, angegeben in Zentimetern Wassersäule (cmH2O). Eine Metaanalyse von Beaumont und Kollegen, die 25 randomisierte kontrollierte Studien auswertete, ergab eine durchschnittliche MIP-Verbesserung von 20-30 % nach vier bis acht Wochen strukturiertem Atemmuskeltraining [Beaumont et al., 2018]. Damit liegt die Trainierbarkeit der Atemmuskulatur in einem Bereich, der mit dem Kraftzuwachs peripherer Muskelgruppen bei Untrainierten vergleichbar ist.
Trainingsmethoden im Überblick
Atemmuskeltraining lässt sich in drei grundlegende Methoden unterteilen, die sich in Zielmuskulatur, Wirkungsweise und Gerätetechnik unterscheiden.
Inspiratorisches Muskeltraining (IMT)
Beim inspiratorischen Muskeltraining atmen Sie gegen einen definierten Widerstand ein. Dieser Widerstand zwingt die Einatemmuskulatur – allen voran das Zwerchfell – zu erhöhter Kraftentwicklung. IMT ist die am besten untersuchte Methode des Atemmuskeltrainings und bildet daher die Grundlage der meisten klinischen Protokolle.
Innerhalb des IMT unterscheidet man zwei Widerstandsprinzipien:
- Threshold Loading (Schwellenlast): Ein federbetriebenes Ventil öffnet sich erst ab einem eingestellten Druck. Der Widerstand bleibt über den gesamten Atemzug konstant – unabhängig von der Atemflussgeschwindigkeit. Dies ermöglicht eine exakte Dosierung und Reproduzierbarkeit.
- Flow-resistives Training: Der Widerstand entsteht durch eine verengte Öffnung. Je schneller Sie einatmen, desto höher der Widerstand. Die Belastung variiert daher mit der Atemtechnik, was die Dosierung weniger präzise macht.
In der wissenschaftlichen Literatur wird Threshold Loading aufgrund der besseren Standardisierbarkeit bevorzugt. Elektronische Geräte wie der POWERbreathe K5 bieten darüber hinaus die Möglichkeit, den Widerstand dynamisch anzupassen und das Training in Echtzeit zu überwachen.
Exspiratorisches Muskeltraining (EMT)
Beim exspiratorischen Muskeltraining atmen Sie gegen einen Widerstand aus. Zielmuskulatur sind die Bauchmuskeln und die inneren Interkostalmuskeln. EMT spielt eine besondere Rolle bei der Verbesserung der Hustenkraft – ein relevanter Faktor in der Rehabilitation, etwa nach längeren Beatmungsphasen oder bei eingeschränkter Mobilität. Auch für Blasinstrument-Musiker und Sänger kann EMT eine sinnvolle Ergänzung sein.
Kombinierende Methoden
Einige Geräte und Trainingsansätze kombinieren inspiratorische und exspiratorische Widerstände in einem Gerät und trainieren so beide Atemphasen. Ein weiterer Sonderfall ist die voluntäre isokapnische Hyperpnoe: Hierbei atmen Sie über einen längeren Zeitraum mit hoher Frequenz, ohne dass sich der CO2-Spiegel verändert – ein Ausdauertraining für die gesamte Atemmuskulatur. Diese Methode erfordert allerdings spezialisierte Laborgeräte und findet hauptsächlich in der Forschung Anwendung.
Insgesamt verfügt das inspiratorische Muskeltraining (IMT) über die breiteste Evidenzbasis. Die Mehrzahl der Studien, Meta-Analysen und klinischen Empfehlungen bezieht sich auf diese Methode.
Vergleich der Trainingsmethoden
| Methode | Zielmuskulatur | Evidenzlevel | Typische Geräte | Einsatzgebiet |
|---|---|---|---|---|
| IMT (Threshold Loading) | Zwerchfell, äußere Interkostalmuskeln | Hoch (zahlreiche RCTs und Meta-Analysen) | POWERbreathe K5, Threshold IMT | Sport, Rehabilitation, allgemeines Wohlbefinden |
| IMT (Flow-resistiv) | Inspirationsmuskulatur | Moderat | Einfache Atemtrainer mit Lochblende | Einstieg, Basistraining |
| EMT | Bauchmuskulatur, innere Interkostalmuskeln | Moderat (weniger Studien als IMT) | PEP-Geräte, Threshold PEP | Rehabilitation, Hustenkraft, Musiker |
| Kombiniert (IMT + EMT) | Gesamte Atemmuskulatur | Moderat | Kombigeräte mit Doppelventil | Ganzheitliches Atemtraining |
| Isokapnische Hyperpnoe | Gesamte Atemmuskulatur (Ausdauer) | Hoch (aber gerätekomplex) | SpiroTiger, Laborgeräte | Forschung, Leistungssport |
Wer profitiert von Atemmuskeltraining?
Atemmuskeltraining wird in unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt – von der Sportphysiologie bis zur Rehabilitation. Die folgenden Zielgruppen können besonders von einem gezielten Lungentraining profitieren.
Ausdauersportler
Läufer, Radfahrer, Schwimmer und Triathleten stehen bei Wettkämpfen häufig an der Grenze ihrer Atemkapazität. Studien zeigen, dass inspiratorisches Muskeltraining die wahrgenommene Atemnot bei Belastung (Dyspnoe) reduzieren und die Leistung im Zeitfahren verbessern kann [McConnell & Sharpe, 2005]. Für Spitzensportler, bei denen Prozentbruchteile über Sieg und Niederlage entscheiden, ist das ein relevanter Faktor.
Ältere Menschen
Die Kraft der Atemmuskulatur nimmt mit dem Alter natürlicherweise ab. Zwischen dem 20. und 70. Lebensjahr kann der maximale inspiratorische Druck um etwa 30 % sinken [Enright et al., 1994]. Gezieltes Atemmuskeltraining kann dazu beitragen, die Atemeffizienz im Alter zu erhalten und das allgemeine Wohlbefinden zu unterstützen.
Menschen mit eingeschränkter Belastungstoleranz
Personen, die bei körperlicher Aktivität schnell außer Atem geraten, können von einem systematischen Lungentraining profitieren. Atemmuskeltraining kann die subjektiv empfundene Belastbarkeit verbessern und die Atemeffizienz im Alltag unterstützen.
Musiker und Sänger
Blasinstrumentisten, Sänger und Schauspieler sind auf eine präzise Atemkontrolle angewiesen. Atemmuskeltraining kann die Fähigkeit verbessern, den Luftstrom fein zu dosieren, den Atemdruck gleichmäßig aufrechtzuerhalten und Phrasen länger zu halten.
Berufstaucher und Höhensportler
In Umgebungen mit erhöhtem Atemwiderstand (Tauchen) oder reduziertem Sauerstoffangebot (Höhensport, Bergsteigen) kann eine kräftigere Atemmuskulatur die Leistungsfähigkeit und das Wohlbefinden unterstützen.
In der Rehabilitation
Im Bereich der Physiotherapie und Rehabilitation ist Atemmuskeltraining ein etabliertes Verfahren. Es wird unter fachlicher Anleitung beispielsweise im Rahmen der pulmonalen Rehabilitation, nach längerer Immobilisation oder nach Operationen eingesetzt. In diesem Kontext findet die Anwendung stets unter therapeutischer Aufsicht statt.
Ergänzend: Autonome Balance und Atemtraining
Bewusstes, tiefes Atmen aktiviert den Parasympathikus und kann zur Entspannung beitragen. Wer sich für die Schnittstelle zwischen Atmung und autonomem Nervensystem interessiert, findet in unserem Artikel zur transkutanen Vagusnervstimulation mit Nurosym weiterführende Informationen zu diesem Themenfeld.
Praktische Umsetzung: So starten Sie mit Atemmuskeltraining
Atemmuskeltraining ist unkompliziert in den Alltag integrierbar. Mit einem geeigneten Gerät und einem strukturierten Protokoll lassen sich bereits nach wenigen Wochen messbare Fortschritte erzielen.
Schritt 1: Ausgangswert bestimmen (Baseline)
Im Idealfall kennen Sie Ihren aktuellen MIP-Wert. Elektronische Geräte wie der POWERbreathe K5 ermitteln diesen Wert automatisch und nutzen ihn zur individuellen Trainingssteuerung. Falls kein MIP-Test möglich ist, starten Sie mit einem niedrigen Widerstand und steigern diesen schrittweise.
Schritt 2: Standardprotokoll einhalten
Das in der Literatur am häufigsten untersuchte Protokoll lautet:
- 30 Atemzüge gegen den eingestellten Widerstand
- 2-mal täglich (morgens und abends)
- Widerstand bei 50-70 % des MIP
- Dauer pro Sitzung: ca. 3-5 Minuten
Dieses Protokoll basiert auf den Empfehlungen von McConnell (2013) und wird in der Mehrzahl der kontrollierten Studien verwendet [McConnell, 2013].
Schritt 3: Progressive Steigerung
Wie bei jedem Krafttraining gilt: Der Widerstand sollte regelmäßig angepasst werden. Steigern Sie den Trainingswiderstand alle ein bis zwei Wochen, sobald die 30 Atemzüge ohne übermäßige Anstrengung gelingen. Ziel ist ein kontinuierlicher, aber dosierter Trainingsreiz.
Schritt 4: Geduld und Konsistenz
Erste spürbare Veränderungen – weniger Atemnot bei Belastung, subjektiv leichteres Atmen – treten häufig nach zwei bis vier Wochen auf. Objektive Messungen (MIP-Verbesserung) zeigen typischerweise nach vier bis sechs Wochen signifikante Veränderungen. Für eine vollständige Anpassung der Atemmuskulatur empfiehlt die Forschung eine Trainingsdauer von mindestens acht Wochen.
Gerätehinweis: POWERbreathe K5
Der POWERbreathe K5 ist ein elektronischer Atemmuskeltrainer, der nach dem Threshold-Loading-Prinzip arbeitet. Er bietet automatische Widerstandsanpassung, Echtzeit-Feedback während des Trainings und eine detaillierte Trainingsauswertung. Die Software ermöglicht es, den Trainingsfortschritt über Wochen und Monate nachzuverfolgen – ein entscheidender Vorteil gegenüber rein mechanischen Geräten, bei denen die Belastung manuell geschätzt werden muss.
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Häufige Fragen zum Atemmuskeltraining
Kann ich mein Lungenvolumen durch Training vergrößern?
Nein. Die Gesamtkapazität der Lunge ist anatomisch festgelegt und lässt sich durch Training nicht verändern. Was sich durch Atemmuskeltraining verbessert, ist die Effizienz, mit der Sie das vorhandene Volumen nutzen: Die Atemmuskeln arbeiten kraftvoller und ermüdungsresistenter, sodass Sie bei jedem Atemzug mehr Luft effektiv bewegen können. Der Unterschied zeigt sich nicht im Lungenvolumen, sondern in der funktionellen Leistungsfähigkeit.
Wie schnell sehe ich Ergebnisse?
Subjektive Verbesserungen – etwa das Gefühl, bei Belastung leichter atmen zu können – berichten viele Anwender bereits nach zwei bis drei Wochen. Objektive Messungen (MIP-Verbesserung) zeigen typischerweise nach vier bis sechs Wochen signifikante Veränderungen. Für eine vollständige Adaptation sollten Sie mindestens acht Wochen konsequent trainieren. Wie bei jedem Training gilt: Konsistenz ist wichtiger als Intensität.
Ist Atemmuskeltraining für jeden geeignet?
Atemmuskeltraining ist grundsätzlich ein sicheres und nebenwirkungsarmes Verfahren. Gesunde Erwachsene können in der Regel ohne Bedenken mit einem Atemtrainer beginnen. Personen mit bestehenden Atemwegs- oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen sollten vor dem Start ärztlichen Rat einholen. Bei akuten Infekten der Atemwege, nach einem Pneumothorax oder bei unkontrolliertem Bluthochdruck ist von Atemmuskeltraining abzuraten. Im Zweifelsfall sprechen Sie mit Ihrem Arzt oder Ihrer Ärztin.
Reichen einfache Atemübungen ohne Gerät?
Atemübungen wie die Zwerchfellatmung oder Lippenbremse sind wertvolle Techniken für Atemkontrolle und Entspannung. Für eine messbare Kräftigung der Atemmuskulatur reichen sie allerdings nicht aus – es fehlt der dosierbare, progressive Widerstand. Das Verhältnis ist vergleichbar mit dem Unterschied zwischen Dehnübungen und Krafttraining: Beides hat seinen Platz, jedoch unterscheiden sich die physiologischen Anpassungen grundlegend. Ein Atemtrainer ermöglicht gezielte Kraftreize, die ohne Gerät nicht reproduzierbar sind.
Fazit
Atemmuskeltraining ist ein wissenschaftlich fundiertes, praxistaugliches Verfahren, das auf solider physiologischer Grundlage steht. Die Atemmuskulatur – allen voran das Zwerchfell – reagiert auf gezieltes Training ebenso zuverlässig wie jede andere Muskelgruppe. Nach vier bis acht Wochen strukturiertem Training sind MIP-Verbesserungen von 20-30 % realistisch, was sich in einer spürbar besseren Atemeffizienz niederschlägt [Beaumont et al., 2018].
Ob Sie als Ausdauersportler den Metaboreflex hinauszögern möchten, als älterer Mensch Ihre Atemkraft erhalten wollen oder einfach im Alltag leichter atmen möchten – Atemmuskeltraining bietet einen evidenzbasierten Weg dorthin.
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Quellen
- Dempsey JA, Romer L, Rodman J, Miller J, Smith C. Consequences of exercise-induced respiratory muscle work. Respiratory Physiology & Neurobiology. 2006;151(2-3):242-250.
- Harms CA, Babcock MA, McClaran SR, Pegelow DF, Nickele GA, Nelson WB, Dempsey JA. Respiratory muscle work compromises leg blood flow during maximal exercise. Journal of Applied Physiology. 1997;82(5):1573-1583.
- Leith DE, Bradley M. Ventilatory muscle strength and endurance training. Journal of Applied Physiology. 1976;41(4):508-516.
- Beaumont M, Forget P, Couturaud F, Reychler G. Effects of inspiratory muscle training in COPD patients: A systematic review and meta-analysis. Clinical Rehabilitation. 2018;32(11):1443-1455.
- McConnell AK, Sharpe GR. The effect of inspiratory muscle training upon maximum lactate steady-state and blood lactate concentration. European Journal of Applied Physiology. 2005;94(3):277-284.
- McConnell AK. Respiratory Muscle Training: Theory and Practice. Edinburgh: Churchill Livingstone/Elsevier; 2013.
- Enright PL, Kronmal RA, Manolio TA, Schenker MB, Hyatt RE. Respiratory muscle strength in the elderly: correlates and reference values. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 1994;149(2):430-438.
- Illi SK, Held U, Frank I, Spengler CM. Effect of respiratory muscle training on exercise performance in healthy individuals: a systematic review and meta-analysis. Sports Medicine. 2012;42(8):707-724.
- Lorca-Santiago J, Jiménez SL, Romero-Morales C, Walker-Chao C. Inspiratory muscle training in intermittent sports modalities: a systematic review. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2020;17(12):4448.
- HajGhanbari B, Yamabayashi C, Buna TR, Coelho JD, Freedman KD, Morton TA, Palmer SA, Toy MA, Walsh C, Sheel AW, Reid WD. Effects of respiratory muscle training on performance in athletes: a systematic review with meta-analyses. Journal of Strength and Conditioning Research. 2013;27(6):1643-1663.