Trainer/in für gerätegestütztes Krafttraining

Die Verbindungsstelle zwischen Nervenfasern und Muskelfasern nennt man nach der Beschreibung der Struktur und Funktion motorische Endplatte. Sie überträgt den Ner- venreiz auf die Muskelfaser (vgl. Abb. 3). Das verbreiterte und verdickte Endstück der Nervenfaser wird als Synapse bezeichnet. Wenn ein Nervenimpuls (Reiz) an der moto- rischen Endplatte angekommen ist, wird aus kleinen Speicherbläschen (Vesikel) der motorischen Endplatte ein Überträgerstoff (Azetylcholin) freigesetzt. Dieses Azetyl- cholin gelangt durch Diffusion sehr schnell über den synaptischen Spalt zwischen End- platte und Muskelfaser zu bestimmten Rezeptoren an den Muskelzellen und löst dort über eine Kette weiterer Reaktionen ein Aktionspotenzial aus, was dann zu einer Mus- kelkontraktion führt

Wenn nun die Muskelzelle durch einen Nervenimpuls zur Kontraktion angeregt wird, geschieht beinahe gleichzeitig in allen Sarkomeren der Muskelzelle der folgende Pro- zess: Die dicken Myosinfilamente ziehen die dünnen Aktinfilamente von beiden Seiten aus in die Mitte des Sarkomers. Dabei gleiten beide Filamente aneinander vorbei (The- orie der gleitenden Filamente; vgl. Abb. 5). Dadurch werden die einzelnen Sarkomere und damit letztendlich auch die Myofibrillen und die ganze Muskelzelle kürzer und gleichzeitig dicker (das Volumen jedes einzelnen Sarkomers bleibt erhalten), wodurch in der Muskelzelle eine mechanische Spannung entsteht. Die Summe aller Sarkomer- Verkürzungen wird als Kontraktion des Skelettmuskels nach außen hin sichtbar. Wenn die Wirkung des Nervenimpulses nachlässt, ziehen die Myosinfilamente nicht mehr an den Aktinfilamenten, so dass die Sarkomere auf Grund der elastischen Strukturen der Einzelelemente wieder in ihre Ausgangsposition zurückkehren können.

Hier spricht man in der Sportwissenschaft von einer sogenannten „Vorspannung“ bzw. „Vordehnung“ (Komi, 1994). Eine technisch perfekte Ausholbewegung wirkt sich des- halb steigernd auf den Kraftstoß aus, weil die Energie, die der Antagonist zur Vordeh- nung des betreffenden Muskels aufwendet, in den bindegewebigen elastischen Mus- kelstrukturen gespeichert werden kann und sich im Augenblick der Kontraktion zu der vom Muskel (Agonist) aktiv entwickelten Spannung addiert (vgl. hierzu auch die Aus- sagen zum reaktiven Kraftverhalten in Kapitel 1.1.4).

Auch im gerätegestützten Krafttraining besteht bei Übungen die Möglichkeit, eine sol- che Vorspannung in der Ausgangsposition der Bewegung auszulösen.

Die notwendige Energie zur Querbrückenbildung liefert die Spaltung des Adeno- sintriphosphates (ATP). Das ATP ist nicht nur für die Kontraktionsvorgänge in der Mus- kelzelle, sondern auch für den Abtransport der Calciumionen und somit für die Er- schlaffung der Muskelzelle verantwortlich (sogenannte „Weichmacherwirkung“ des ATP). 

Während Typ-I-Muskelfasern eher langsam und ausdauernd arbeiten (engl. „Slow- Twitch-Fibres“, d. h. langsam zuckende Fasern oder ST-Fasern), können Typ-II-Muskel- fasern schnelle und kräftige Kontraktionen realisieren (engl. „Fast-Twitch-Fibres“, d. h. schnell zuckende Muskelfasern oder FT-Fasern).

• mitochondrienhaltigere „fast twitch oxidative fibres“ (FTO-Fasern – entspricht den Typ-IIa-Fasern);

• mitochondrienärmere „fast twitch glycolytic fibres“ (FTG-Fasern – entspricht den Typ-IIb-Fasern).

• a) Druckbelastungen

• b) Zugbelastungen 

• c) Biegebelastungen 

• d) Schub- bzw. Scherbelastungen 

• e) Torsionsbelastungen 

Bei Zug- und Druckbelastungen wirkt die Kraft senkrecht auf die Körper- bzw. Gelenk- achse; daher sind auch bisweilen die Bezeichnungen axiale Druck- und Zugbelastung zu finden.

Zu Biegebelastungen kommt es, wenn die Kraft nicht axial (wie bei Druck- oder Zugbe- lastungen) wirkt, sondern außerhalb der Körpermitte bzw. der Gelenkachse angreift. Hält man im aufrechten Stand links und rechts je eine gleich große Gewichtslast eng am Körper, so wirkt in erster Linie eine Druckbelastung auf die Wirbelsäule. Wird hin- gegen die gleiche Gewichtslast nur mit einer Hand gehalten, so kommt es neben der Druckbelastung zu einer nicht unerheblichen Biegebelastung auf die Wirbelsäule.

Wirkt eine Kraft nicht senkrecht (axial), sondern parallel zur Oberfläche, so herrscht eine Schub- bzw. Scherbelastung. Allein durch das Vorbeugen des Oberkörpers wirken auf Grund seiner Gewichtslast bereits Schubbelastungen auf die Wirbelsäule. Hohe Schub- bzw. Scherbelastungen stellen, speziell bei zu hoch gewählten Trainingsinten- sitäten, im Krafttraining bisweilen ein Problem dar, insbesondere wenn keine musku- läre Gelenkstabilisierung erzielt werden kann.

Wirkt die im vorangegangenen Abschnitt dargestellte Schubbelastung radial um eine Längsachse mit der Tendenz, diesen Körper zu verdrehen, so spricht man von einer Torsionsbelastung. Torsionsbelastungen treten typischerweise bei Rotationsbewe- gung in den Gelenken auf (z. B. Wirbelsäulen-, Schulter-, Hüft- oder Knierotationen).

Eine biomechanische Gesetzmäßigkeit besagt, dass eine Kraft stets eine gleichgroße entgegengerichtete Kraft auslöst (biomechanisches Prinzip der Gegenwirkung „actio = reactio“;. Wirkt nun eine Kraft auf einen Körper (actio), so muss diese Kraft abgeleitet bzw. weitergeleitet werden, da sich ansonsten der Körper in die Kraftrichtung fortbewegen würde (reactio). Die Kraft wird zwischen diesen Angriffspunkten innerhalb des Körpers übertragen; die Kraft „fließt“ durch den Körper.
Je nach Körperpositionierung, kann der Kraftfluss z. B. über den Boden, über eine Sitz- oder Liegefläche oder Gerätearretierungen (z. B. Polster) abgeleitet werden. Im Fol- genden wird der Kraftfluss bei einigen ausgewählten Übungsbeispielen dargestellt.

Aus physikalischer Sicht ist die Kraft [F] das Produkt aus Masse [m] und Beschleunigung [a]. Die Formel für die Kraft aus physikalischer Sicht lautet somit:

Formel:

F=mxa

Sobald eine Kraft bzw. Gewichtslast außerhalb des Körperschwerpunkts bzw. außer- halb des Körperdrehpunkts angreift, ergibt sich neben der reinen Kraftwirkung [FG] noch zusätzlich ein äußeres Drehmoment. Ein solches Drehmoment [M] ist das Produkt aus der von außen wirkenden Gewichtslast [FG] und dem Lastarm [L], wobei der Last- arm senkrecht zur Kraftrichtung und durch den Drehpunkt eines involvierten Gelenkes verläuft. Die Formel für das äußere Drehmoment lautet somit:

Formel M = FG x L

Während das äußere Drehmoment durch die Gewichtslast der Zusatzgewichte sowie durch den Lastarm gekennzeichnet wird, ent- steht das innere Drehmoment durch die Zugkraft bzw. Kontraktionskraft der Arbeits- muskulatur [FMuskulatur] und ihren Hebelarm [H] über die Ansatzsehnen auf die invol- vierten Knochen. Die Zugkraft der Arbeitsmuskulatur verläuft dabei aus anatomischer Sicht in Richtung ihres Faserverlaufs.

Formel:

M = FMuskulatur x H

Beim erwachsenen Sportler führt Krafttraining zu einer Querschnittszunahme sowohl der Typ-I- als auch der Typ-II-Muskel-fasern. Eine Muskelvolumenzunahme durch eine Verdickung der einzelnen Muskel- fasern wird als Hypertrophie bezeichnet. Verantwortlich für Hypertro- phieprozesse sind Satellitenzellen. Nach Muskelverletzungen (z. B. Mikrotraumen durch Krafttraining) werden die Satellitenzellen aktiviert. Sie proliferieren durch Teilung und wandern an der Muskelfaser entlang zur ver- letzten Stelle. Dort verschmelzen sie zu einem vielkernigen Muskelschlauch, der dann zu einer Muskelfaser ausreift. Auf diese Art und Weise wird eine abgestorbene Muskelfaser durch eine neue, leistungsstärkere Muskelfaser ersetzt. Als Subkategorien werden die myofibrilläre (Zunahme der kontrak- tilen Proteine) sowie die sarkoplasmatische Hypertrophie (Zunahme des Sar- koplasma sowie der nicht kontraktilen Proteine) differenziert.

Die trainingsinduzierte Zunahme von Dicke und Zahl der Myofibrillen wird auch als

„myofibrilläre Hypertrophie“ bezeichnet (Zatsiorsky, 1996, S. 80). Eine weitere Form der Hypertrophie stellt die sogenannte „sarkoplasmatische Hypertrophie“ dar. Die sar- koplasmatische Hypertrophie ist durch die Zunahme an Sarkoplasma und der nicht- kontraktilen Proteine im Muskel gekennzeichnet, die nicht direkt an der Kraftentwick- lung des Muskels beteiligt sind (Zatsiorsky, 1996, S. 80). Kennzeichen der sarkoplas- matischen Hypertrophie ist, dass sich die Filamentdichte in der Muskelfaser bei einer gleichzeitigen Querschnittsvergrößerung der Muskelfaser relativ verringert, ohne von einer Muskelkraftzunahme begleitet zu sein. Dagegen führt die myofibrilläre Hyper- trophie durch den Zuwachs an kontraktilen Proteinen stets zu einer Kraftsteigerung.

Unter Muskelhyperplasie versteht man eine Faservermehrung innerhalb der Muskeln.

Es ist wohl am ehesten davon auszugehen, dass bei einem konventio- nellen Krafttraining im Freizeit- und Fitnesssport die Muskelvergrößerung in erster Li- nie bzw. ausschließlich über Hypertrophieprozesse zustande kommt. Dagegen ist es durchaus denkbar, aber wissenschaftlich nicht eindeutig bewiesen, dass die extreme Muskelmasse mancher Hochleistungssportler (z. B. Bodybuilder, Powerlifter, Gewicht- heber etc.) nicht nur auf eine Verdickung der Zelle, sondern auch, zumindest zu einem kleineren Anteil, auf Hyperplasie-prozesse ergänzend zur Hypertrophie zurückzufüh- ren ist.

Die Kontraktionskraft eines gesamten Muskels lässt sich durch das Nervensystem abstufen. Zum einen kann sich die Anzahl der aktivierten mo- torischen Einheiten ändern (je mehr motorische Einheiten aktiviert sind, desto stärker ist die Kraft). Diesen Mechanismus nennt man „Rekrutierung". 

Zum anderen kann das Nervensystem die Impulsfrequenz an die motorischen Einheiten verändern (je höher die Impulsfrequenz, desto höher die Kontraktionskraft der motorischen Einheit). Die- sen Mechanismus nennt man „Frequenzierung“.

Werden die motorischen Einheiten möglichst gleichzeitig in den Kontraktionsvorgang einbezogen, um eine fließende und genaue Bewegung zu erzeugen, so spricht man von „Synchronisation“. Gerade zu Be- ginn eines Krafttrainings spielt die Synchronisation der motorischen Einheiten eine entscheidende Rolle.

Auf neuromuskulärer Ebene verbessert sich die Rekrutierung und Frequen- zierung von Muskelfasern. Pro Zeiteinheit können mehr Muskelfasern gleichzeitig innerviert werden (intramuskuläre Koordination). Zudem ver- bessert sich das Zusammenspiel mehrerer an einer Bewegung beteiligten Muskeln (intermuskuläre Koordination). Gerade beim Trainingsbeginner sind die ersten Kraftzuwächse primär auf neuronale Adaptation und weniger auf Hypertrophieprozesse zurückzuführen.

•  der kinästhetische Analysator,

• der taktile Analysator,

• der statico-dynamische Analysator,

• der optische Analysator,

• der akustische Analysator.

1. Kinästhetik kann auch als „Bewegungsempfindung“ umschrieben werden

2. Da die Rezeptoren dieses Analysators in der Haut lokalisiert sind, hat er jeweils an der Information über solche Bewegungsabläufe oder Teilabläufe wesentlichen Anteil, die in unmittelbarem Kontakt mit der Umwelt erfolgen

3. Durch vestibuläre Signale (Vestibularorgan = Gleichgewichtsorgan; lokalisiert im In- nenohr) findet eine ständige Information über die Lage des Kopfes im Schwerefeld der Erde an koordinierende Zentren statt

4. Die Rezeptoren des optischen und akustischen Analysators werden auch als Distanz- oder Telerezeptoren bezeichnet, da sie Signale empfangen können, deren Sender nicht in unmittelbarer Berührung mit dem Rezeptor steht (z. B. das Sehen einer kor- rekten Übungsausführung einer anderen Person)

5. Vom Sportler werden im Bewegungsvollzug akustische Signale aufgenommen, die durch den Bewegungsvorgang entstehen bzw. damit verbunden sind (so kann der Sportler beim Krafttraining an Maschinen hören, wenn der Gewichtsblock, bedingt durch eine zu große oder unkontrollierte Bewegungsamplitude, aufsetzt und kann diese Information zur Bewegungskorrektur verarbeiten).

Ein koordinativ-integratives Krafttraining verfolgt das Ziel, Kraftqualitäten in funktionelle, alltagsnahe Bewegungsmuster zu transferieren. Bei dieser Form des Krafttrainings steht das Training einer Bewegung im Vordergrund, nicht das Training eines Muskels. Ein höherer koordinativer Anspruch kann durch die Integration von Übungen in mehreren Bewegungsebenen bzw. über mehrere Bewegungsachsen, über Veränderung der Stand-, Stütz- oder Sitzfläche oder über die Kombination bzw. Gleichzeitigkeit von Gleichge- wichts- und Krafttraining erfolgen.