VO2max auf der Apple Watch: so entsteht die Cardiofitness, wie genau sie ist und was sie dir sagt

Auf der Apple Watch heißt die VO2max „Cardiofitness“ (Apple schreibt auf seiner Supportseite „VO2 Max“). Dieser Beitrag klärt, was die Zahl bedeutet, woher die Uhr sie nimmt, warum sie manchmal fehlt und wie viel du ihr zutrauen kannst. Die Fakten stammen von Apples Supportseite, Apples Whitepaper und einer veröffentlichten Studie, bei Observa von unserer eigenen App. Das ist keine ärztliche Beratung. Wenn du bei Belastung Brustschmerzen, Atemnot oder Schwindel bemerkst, lass das ärztlich abklären, egal was die Uhr anzeigt.

Die wichtigsten Angaben auf einen Blick

Eine Tabelle mit Normwerten nach Alter und Geschlecht gibt es hier nicht: Apples Supportseite nennt keine Zahlen dazu, und Tabellen aus Laborstudien passen nicht ohne Weiteres zu einer Uhr-Schätzung. Belegen lässt sich Folgendes:

Was ist die VO2max?

Apple beschreibt die Cardiofitness auf seiner Supportseite Deine Cardiofitness-Niveaus verfolgen als Maß für deine VO2max, also die maximale Sauerstoffaufnahme, und als aussagekräftigen Indikator für die allgemeine körperliche Gesundheit. Das Whitepaper zur Cardiofitness (auf Englisch) von Mai 2021 geht ins Detail. Die VO2max ist demnach die größte Sauerstoffmenge, die der Körper aus der Atemluft aufnehmen und über den Zellstoffwechsel verbrauchen kann. Üblicherweise wird sie aufs Körpergewicht bezogen und in ml/kg/min angegeben. Mit dem Alter sinkt sie normalerweise, und auf Bevölkerungsebene unterscheidet sie sich zwischen den biologischen Geschlechtern.

Im Labor misst man sie bei einer Spiroergometrie, im Englischen cardiopulmonary exercise testing: auf einem Ergometer oder Laufband mit steigender Belastung, mit einer Maske, die den Sauerstoff in der ein- und ausgeatmeten Luft erfasst. Im Alltag schätzt man sie laut Whitepaper häufiger aus Belastungen unterhalb des Maximums, weil das günstiger ist, weniger Zeit braucht und weniger anstrengt. Genau das tut auch die Uhr.

Wie die Apple Watch die Cardiofitness schätzt

Laut Apples Supportseite schätzt eine Apple Watch Series 3 oder neuer die Werte mit dem Herzfrequenzsensor und dem Bewegungssensor, während du in der App „Training“ „Gehen outdoor“, „Laufen outdoor“ oder „Wandern“ aufzeichnest. Trainings in Innenräumen zählen nicht, auch nicht an Fitnessgeräten. Außerdem fließen dein Alter, dein Geschlecht, dein Gewicht, deine Größe und Medikamente ein, die die Herzfrequenz beeinflussen können.

Das Whitepaper erklärt das Prinzip: Die Schätzung beruht auf einer Vorhersage aus Belastungen unterhalb des Maximums, du musst also nicht deine maximale Herzfrequenz erreichen. Ein Wert kann nach Gehen, Laufen oder Wandern im Freien auf relativ flachem Gelände entstehen, mit einer Steigung oder einem Gefälle von unter 5 %, mit ausreichend gutem GPS- und Herzfrequenzsignal und mit genügend Belastung. Das erste solche Training liefert noch keinen Wert, und die Uhr muss vorher mindestens einen Tag getragen worden sein.

So findest du den Wert: Öffne die Health-App, tippe auf „Entdecken“, dann auf „Herz“ und auf „Cardiofitness“. Mit „T“, „W“, „M“, „6 M.“ und „J“ wechselst du zwischen Tag, Woche, Monat, sechs Monaten und Jahr; angezeigt wird jeweils der Durchschnitt.

Gute Werte und Normwerte: was Apple sagt und was nicht

Die Health-App vergleicht deinen Wert mit Gleichaltrigen gleichen Geschlechts. Solche Einordnungen gibt es ab 20 Jahren. Tippst du auf „Alle Cardiofitness-Niveaus anzeigen“ und dann auf ein Niveau, siehst du, wie dein Ergebnis im Vergleich zu anderen deines Alters und Geschlechts liegt. Über die Info-Taste in der oberen Ecke siehst du die durchschnittlichen Werte aller Altersgruppen für „Weiblich“, „Männlich“ oder „Alle“. Die Supportseite selbst enthält keine Zahlentabelle; die Werte stehen nur in der App.

Deshalb steht hier auch keine Tabelle mit „guten“ und „schlechten“ Werten. Solche Tabellen unterscheiden sich je nach Bevölkerungsgruppe und Messmethode, und eine Uhr schätzt die VO2max anders, als ein Labor sie misst. Wenn du eine Zahl aus der Health-App liest, nimm die Einordnung der App als Orientierung und sprich mit deiner Ärztin oder deinem Arzt, wenn du wissen willst, was sie für dich bedeutet.

Apple beschreibt außerdem eine Mitteilung bei niedriger Cardiofitness. Nach der Supportseite kommt sie, wenn dein Niveau für dein Alter und Geschlecht niedrig ist, und erneut, wenn es niedrig bleibt. Laut Whitepaper musst du sie selbst einschalten, ab 20 Jahren, und sie löst aus, wenn die Schätzung beständig und mit genug Sicherheit niedrig genug ist, um ein Risiko für langfristige gesundheitliche Probleme oder eine Einschränkung im Alltag nahezulegen. Bei 20 bis 59 Jahren liegt die Schwelle am untersten Quintil für Geschlecht und Altersdekade nach der FRIEND-Datenbank (Fitness Registry and Importance of Exercise National Database). Ab 60 Jahren gelten feste Schwellen von 18 ml/kg/min für Männer und 15 ml/kg/min für Frauen, die laut Whitepaper mit selbstständigem Leben im hohen Alter zusammenhängen.

Warum die Cardiofitness keine Daten zeigt oder falsch wirkt

Die Gründe, die Apple nennt, liegen bei der Uhr, bei deinem Profil in der Health-App oder bei den Bedingungen:

• Es zählen nur „Gehen outdoor“, „Laufen outdoor“ und „Wandern“, und vor der ersten Schätzung müssen mindestens 24 Stunden Tragezeit und mehrere solcher Trainings liegen (Supportseite). Radfahren steht nicht auf dieser Liste.
• Ein falsches Alter, Geschlecht oder Gewicht in der Health-App kann die Schätzung dauerhaft verfälschen (Whitepaper).
• Bestimmte Medikamente und Erkrankungen, die die Herzfrequenz begrenzen, können laut Supportseite zu einer Überschätzung führen. Das Whitepaper beziffert den Effekt: Bei den Teilnehmenden der Validierung, die Betablocker oder Kalziumkanalblocker nahmen, lag der Fehler bei 11,8 ± 4,0 ml/kg/min, solange die Medikamente nicht in der Health-App angegeben waren, und bei 1,6 ± 3,1, nachdem sie eingetragen waren.
• Zu niedrig kann die Schätzung ausfallen, wenn du mehr leistest, als die Uhr erkennt, etwa mit schwerem Rucksack, einem getragenen Kind oder auf Sand, oder wenn die Herzfrequenz durch Flüssigkeitsmangel, Koffein, große Hitze oder einen frischen Wechsel in die Höhe höher liegt (Whitepaper).
• Die normalen körperlichen Veränderungen in der Schwangerschaft, ein Herzschrittmacher oder bestimmte Erkrankungen können die Schätzung ebenfalls ungenau machen (Whitepaper).

Für mehr und genauere Schätzungen rät das Whitepaper zu häufigen Trainings im Freien, zu höherer Belastung im Training und dazu, die Uhr den ganzen Tag zu tragen, nicht nur beim Sport.

Wie genau ist die VO2max der Apple Watch?

Das Whitepaper beschreibt eine Validierung mit 221 Teilnehmenden, die eine Apple Watch Series 4 trugen und Belastungstests absolvierten. Die Referenz war keine Messung bei maximaler Belastung, sondern eine Hochrechnung aus Belastungen unterhalb des Maximums. Die Schätzung der Uhr lag im Schnitt 1,4 ml/kg/min über dieser Referenz, mit einer Standardabweichung von 4,7. Die Zuverlässigkeit zwischen zwei Schätzungen im Abstand von mehr als 28 Tagen (Intraklassen-Korrelation, ICC) lag laut Tabelle bei 0,86; im Fließtext nennt Apple 0,87. Apple folgert, die Schätzung sei im Vergleich zu gängigen Messmethoden genau und zuverlässig, mit einem mittleren Fehler von unter 1 MET (etwa 3,5 ml/kg/min).

Das ist eine Studie des Herstellers über sein eigenes Produkt. Die Zahlen zeigen außerdem, dass der Durchschnitt individuelle Abweichungen verdeckt: Bei einer Standardabweichung von 4,7 ml/kg/min kann der Fehler bei dir deutlich über 1,4 liegen. Für die Frage „Apple Watch oder Garmin“ liegt keine geprüfte Quelle vor, deshalb vergleicht dieser Beitrag die Uhren nicht.

Fitness und Sterblichkeit: was die Forschung zeigt

Apples Whitepaper stützt die Bedeutung der Messgröße auf Forschung, darunter eine Kohortenstudie von Mandsager und Kollegen, 2018 in JAMA Network Open erschienen (auf Englisch). Die Studie untersuchte 122.007 erwachsene Patientinnen und Patienten, die in einem universitären medizinischen Zentrum zum Belastungstest auf dem Laufband überwiesen wurden, und beobachtete sie im Median 8,4 Jahre lang. Nach Risikoanpassung war die Gesamtsterblichkeit umgekehrt proportional zur kardiorespiratorischen Fitness und in der fittesten Gruppe am niedrigsten. Die Autoren schließen, dass die Fitness mit der Langzeitsterblichkeit umgekehrt zusammenhängt, ohne dass sich eine obere Grenze des Nutzens zeigte.

Drei Vorbehalte gehören dazu. Es ist eine rückblickende Beobachtungsstudie mit Menschen, die zum Belastungstest überwiesen wurden. Die Daten zeigen einen Zusammenhang, aber nicht, dass eine höhere VO2max das Leben verlängert. Die Fitness wurde dort in metabolischen Äquivalenten am Höhepunkt des Laufbandtests erfasst, nicht mit einer Uhr. Und was ein bestimmter Wert für dich bedeutet, sagt die Studie nicht: Das ist eine Frage für die Arztpraxis.

VO2max verbessern

Apples Supportseite schreibt in der englischen Fassung, dass die meisten Menschen ihre VO2max verbessern können, indem sie Intensität und Häufigkeit ihres Herz-Kreislauf-Trainings erhöhen. Das Whitepaper ergänzt nach weiteren Studien, dass hochintensives Intervalltraining auf Studienebene die größten Zuwächse bringt: meist etwa 5 bis 10 % bei Programmen von 6 bis 12 Wochen. Es erwähnt auch, dass bei weniger Bewegung oder Inaktivität Rückgänge von ähnlicher oder größerer Größe (bis zu 27 %) schon nach 2 bis 3 Wochen berichtet wurden und dass die Gene bei den Unterschieden zwischen Menschen etwa 50 bis 70 % ausmachen sollen.

Im Beitrag Apple-Health-Daten auswerten: 6 Werte, die sich lohnen, und 12, die du ignorieren kannst gehört die VO2max zu den Werten, die sich nur über Quartale bewegen: Ein Blick pro Monat reicht. Wie viel Alltagsbewegung sich lohnt, steht in Wie viele Schritte am Tag sind gesund?. Ein Wert, der schneller auf dein Verhalten reagiert, ist der Ruhepuls; wie du ihn einordnest, erklärt der Beitrag Ruhepuls normal: Werte, Frau und Mann, Alter, Schlaf und Apple Watch.

Wo Observa dazu passt

Observa liest die in Apple Health gespeicherte VO2max und berechnet sie nicht selbst. Die Karte „Kardio-Fitness“ im Tab „Herz“ zeigt den letzten Wert, eine Einstufung („Überlegen“, „Ausgezeichnet“, „Gut“, „Ausreichend“ oder „Verbesserungsbedarf“) und einen Trend („Verbessernd“, „Rückläufig“ oder „Stabil“). Die Einstufung vergleicht den Wert mit Erwachsenen gleichen Alters und Geschlechts, anhand von Medianwerten der Allgemeinbevölkerung. Kennt die App Alter oder biologisches Geschlecht nicht, zeigt sie keine Einstufung, sondern nur Wert und Trend. Die Karte ist kostenlos; der Detailbildschirm mit dem Verlauf der letzten Messungen über 30 und 90 Tage gehört zu Premium.

Observa zeigt, was Apple Health aufgezeichnet hat. Die App ist kein Medizinprodukt und stellt keine Diagnosen. Die Einstufung in Observa ist eine Orientierung und ersetzt keine ärztliche Einschätzung. Preise und Testzeitraum stehen auf der Seite der App.