Hermann Heck publiziert internationale Spitzenforschung über 50 Jahre hinweg:
Vom ersten Laktatschwellenkonzept 1976 zum digitalen Stoffwechselzwilling in PNAS 2026
Von den ersten Konzepten der Laktatschwelle 1976 bis zur Computersimulation eines individuellen menschlichen Energiestoffwechsels: Eine neue Publikation in PNAS (Proceedings of the National Academy of Science) verbindet mehr als ein halbes Jahrhundert sportmedizinischer Forschung. Eine zentrale Rolle spielt dabei Prof. Dr. Hermann Heck, langjähriges Vorstandsmitglied im Sportärztebund Nordrhein.
Heck gehört zu den Wissenschaftlern, die die leistungsphysiologische Laktatforschung in Deutschland entscheidend mitgeprägt haben. Bereits 1976 war er Koautor der wegweisenden Publikation von Alois Mader und Kollegen zur 4-mmol/l-Laktatschwelle und zur Beurteilung der sportartspezifischen Ausdauerleistungsfähigkeit. 1985 folgte als Erstautor seine grundlegende Arbeit zum maximalen Laktat-Steady-State (MLSS).
Nun ist Heck erneut an einer wegweisenden Publikation beteiligt. Gemeinsam mit einem internationalen Forschungsteam untersuchte er das bereits in den 1980er-Jahren von Alois Mader entwickelte mathematische Modell des menschlichen Energiestoffwechsels. Das Modell verbindet Glykolyse, oxidative Phosphorylierung und das Phosphokreatin-System und berechnet daraus unter anderem Laktatkonzentration, Sauerstoffaufnahme, pH-Wert und Fettoxidation während körperlicher Belastung.
Hermann Heck spielte auch bei dieser neuen Studie eine zentrale aktive Rolle. Er führte einen wesentlichen Teil der Computersimulationen durch und diskutierte die Ergebnisse in Online-Meetings mit den internationalen Projektpartnern, darunter Jessie Axsom in den USA und Jeffrey Rothschild in Neuseeland. Dass Heck diese Arbeit als lange emeritierter Professor mit derselben wissenschaftlichen Neugier und Aktivität fortführt, unterstreicht die außergewöhnliche Kontinuität seiner Forschung.
Die Ergebnisse sind bemerkenswert: Ohne die grundlegenden Gleichungen für die einzelnen Simulationen anzupassen, reproduzierte das Modell zehn bekannte Phänomene der Belastungsphysiologie. Dazu zählen Laktatschwelle und MLSS, aktive Laktatelimination, Fettoxidation, Sauerstoffaufnahme und metabolische Ermüdung.
Mit der frei verfügbaren Open-Source-Software MetaboliSim (https://metabolisim.org) lässt sich nun ein virtueller Mensch anhand individueller physiologischer Größen modellieren. Daraus ergibt sich perspektivisch die Idee eines digitalen Zwillings für Sport und Bewegung: Werden beispielsweise Leistungsdaten aus Wearables mit individuellen physiologischen Parametern kombiniert, könnte das Modell künftig den Energiestoffwechsel während Training und Wettkampf in Echtzeit simulieren und etwa Informationen über Substratverbrauch oder Ermüdung liefern.
Für Hermann Heck schließt sich damit ein bemerkenswerter wissenschaftlicher Kreis: von den experimentellen Grundlagen der Laktatschwelle in den 1970er-Jahren über das MLSS-Konzept bis zum digitalen Zwilling des Energiestoffwechsels im Jahr 2026. Nur wenige Wissenschaftler haben ein Forschungsgebiet über einen Zeitraum von mehr als 50 Jahren so kontinuierlich und aktiv mitgestaltet.
