Sportwissenschaften (Medizin, Psychologie, Trainingswissenschaften)

• 7 HW (sehr beweglich), 12 BW (links + rechts), 5 LW (vorne + hinten)

• Wirbel werden nach unten hin immer dicker

• Zwischen den Wirbeln liegen Bandscheiben

• Geschwungene S-Form gewährleistet Federfunktion

• Autochtone Rückenmuskulatur: medialen (stabilisieren) und lateralen (unterstützen Lateralflexion & Extrension) Trakt. "erector spinae" 

• Besteht aus Schulterblatt & Schlüsselbein

• Verbindet Obere Extremitäten und Rumpf

• 2 Kugelgelenkige Verbindungen am Schlüsselbein

• Muskeln: Trapez, Latisimus, Brustmuskel, Rotorenmanchette, Bizeps, Trizeps, Rippenmuskulatur, Schultermuskel

• Jeweils 3 (Knochen: Humerus, Radius, Ulna)

• Pronation, Supination, Extension & Flexion

• Besteht aus 3 verwachsen Knochen im Hüftbein (Synostose) 

• Überträgt die Last des Oberkörpers auf die Beine 

• Fußwurzel, Mittelfuß, Endgliedern

• 2 Sprunglenke

• Dorsal- & Plantarflexion

• Extension, Flexion, Elevation, Rotation, Supination, Pronation, Abduktion, Adduktion

• Musculus, Os, Tendo (Sehne), Ligamentum (Band), Articuilus (Gelenk), Nervus, Arteria, Vena 

• Faszie > Muskelfaserbündel > Muskelfasern (Zellen) > Myofibrillen (Eiweiße) > Sarkomeren (Myofilamente)

• Mehrere Zellen können zu einer großen verschmelzen, haben dann mehrere Zellkerne (Muskelfasern)

• T-Tubuli transportieren elektrische Signale in die Tiefe der MF. (Muskelfaser)

• L-Tubuli als Kalziumspeicher

• Mitochondrium in der Faser (Kraftwerke der Zelle, hier wird Sauerstoff in Energie umgewandelt)

• Myofilamente sind Proteine, die in Sarkomeren organisiert sind

• Sarkomer sind die Bereiche zwischen den Z-Scheiben

• Myosin kommt von der M-Scheibe und hat Köpfchen mit einer Bindungsstelle für Aktin welches von der Z-Scheibe kommt und Bindungstasche für ATP

• Um Aktin windet sich Tropomyosinfaden (wird regelmäßig von Troponinmolekühlen versztärkt)

• Troponin haben Bindungsstelle für Kalzium

• In Ruhe blockieren Troponinmolekühle die Bindungsstelle des Myosins im Aktin

• Titinfilamente durchspannen stabilisiernd das ganze Sarkomer

• Aktin & Myosin (Eiweiße) vollziehen die Muskelkontraktion

• Als erstes muss ein elektrisches Signal (Aktionspotential) an der Muskelfaser über die Nervenzellen ankommen

• T-Tubuli leitet Signal in die Tiefe

• In der Tiefe liegen dann die L-Tubuli (Sarkoplasmatische Retikulum)

• Aktionspotential geht in die Tiefe und sorgt dafür, dass bestimmte Rezeptoren ihre Form ändern und am L-Tubuli mechanisch Kalzium Kanäle öffnen (Elektromechanische Kopplung)

• → Dadurch werden Sarkomere mit Kalzium geflutet

• Grundvoraussetzung: Anwesenheit von Kalzium & ATP

• ATP bindet nach Kontraktion in der Bindungstasche des Myosinköpfchens und löst Verbindung und Myosin und Aktin

• Die Spaltung von ATP zu ADP und Phosphat spannt Myosinhals von 45 auf 90 grad

• Kalzium kommt aus L-Tubuli und bindet Troponin

• Troponinmysinfaden wird schwerer rutscht weg und gibt Bindungsstelle am Aktin für Myosinköpfchen frei

• Gespanntes Myosinköpfchen bindet Aktin

• Dann entwichen Phosphat & ADP aus Myosinköpfchen und gespannter Myosinhals weicht zurück auf 45 grad, dadurch zieht sich das Sarkomer zusammen und der Muskel verkürzt sich

• Prozess passiert mehrmals & in mehreren Fasern

• ATP wird benötigt um diese Verbindung von Aktin und Myosin wieder zu lösen

• Typ I (Rote Muskelfasern, Slow Twitch) langsam und ausdauernd, langfristig viel Energie produzieren (aerobe Energiebereitstellung) hoher Sauerstoffspeicher, viel Mitochondrien, viel Myglobin

• Typ IIA intermediär

• Typ IIX (Weiße Muskelfaser, Fast Twitch) schnelle Muskelfasern, schnell ermüden (anerobe Energiebereitstellung)

• Bedingt möglich aber eher von Typ IIX zu Typ I als andersrum

• Konzentrisch: Verkürzung des Muskels

• Isometrisch: Haltephase

• Exzentrisch: Streckung, Verlängerung des Muskels

 Optimale Überlappung von Aktin und Myosin (Vordehnung) gleich mehr Kraft

• Menge: Hypertrophie Größer der Muskelfasern

• Muskelzusammensetzung mehr Typ IIX gleich mehr Kraft (Kraft x Geschwindigkeit = Leistung (Energie x Zeit)) → Können doppelt soviel ATP umsetzen wie Typ I Muskelfasern

• Rekrutierung (Anzahl der beteiligen Motorischen Einheiten) und Frequenzierung (wie schnell kommt ein Signal an)

• Nerven die Muskelfasern ansteuern, eine oder mehrere  

• → Kleine & größere Einheiten für feine oder grobe Bewegungen  

• Verbindung von Nerv und Muskelfaser 

• Verlust von Alphaneuronen, werden kompensiert

• Also weniger motorische Einheiten, aber größere

• Dadurch Verlust von Feinsteuerung  

• Ruhepotential: Grundlage für elektrische Erregung. Elektrostatische und chemische Kräfte, Kaliumkanäle geöffnet, Kalium strömt solange chemisch getrieben (Diffusion) aus der Zelle, weil mehr Kalium in der Zelle ist, bis sie negativ geladen ist -70mV

• Aktionspotential: Bei Stimulation öffnen sich einzelne Natriumkanäle, außerhalb der Zelle mehr, also strömt Natrium in die Zelle bis -50mV, dann öffnen sich alle Kanäle, chemisch getrieben & elektrisch angezogen sorgen sie für komplette Ladungsumkehr

• Herstellung Ruhepotential: Natrium-Kalium-Pumpe und Kaliumstrom sorgt für Wiederherstellung des Ruhepotentials (Pro ATP-Teilchen: 2K rein & 3N raus)

• Weiterleitung von Aktionspotential: Nervenbahnen sind von Schwann`schen Zellen isoliert und verringern so den Widerstand und machen das leiten schnelle

• Energie kann nicht erzeugt werden, sondern nur ineinander Umgewandelt.

• Zusammen hat die Welt ein gesamt Energie Produkt.

• Einheit für Energie: Joule 

• Das Produkt aus Kraft und Wegstrecke. 

• Chemisch → mechanisch, elektrisch, thermisch

• Mechanisch: Muskelkontraktion

• Elektrisch: Aktionspotential

• Thermisch: Wärme/Körpertemperatur

• Energie (Kraft x Weg) pro Zeit oder auch Kraft mal Geschwindigkeit

• Messung: Joule pro Sekunde = Watt

• Leistung wird in Watt gemessen 

• 10.000 kj 

• (Grundumsatz + Nahrungsbedingter Umsatz (Ruheumsatz)) + Arbeitsumsatz 

• Grundumsatz ca. 80-120 kj/d pro kg → große Streuung

• → Einflussgrößen: Alter, Geschlecht, Gesundheit, Hormone

• Skelettmuskel (Hauptverbraucher), Fett, Gehirn (Verbraucht im Verhältnis am meisten), Organe, Rest

• Arbeitsumsatz kann den Gesamtumsatz durch Aktivität um ein Vielfaches steigern 

• Besteht aus Adenin, Ribose und 3 Phosphatresten

• Energieträger (Hauptfunktion)

• Bestandteil der DNA / Hormon

• Energie steckt in der chemischen Bindung der Phosphatreste

• → Werden durch hydrolytische Spaltung frei

• ATP-Menge reicht für 1-2 Sekunden Kraft, danach Abbruch

• 100 Kg ATP pro Tag > ATP-Resynthese notwendig 

• Kreatinphosphat: kleiner Speicher, gibt 6 Sekunden maximale Arbeit

• Kohlenhydrate: Leberglykogen, Muskelglykogen. Essenziell für einige Gewebe

• Fette: unbegrenzter Energiespeicher, überschüssige Proteine & KH werden zu Fetten

• Eiweiße: Nur bei Hungern, hauptsächlich für Proteinsynthese (Eiweiß Produktion, Muskeln)

• 1. Anaerob-alaktazid: (Im Zytosol) Kreatinphosphat übertrag P-Rest auf ADP (Kein Sauerstoff, kein Laktat) → Bei Regeneration: ATP-Überschuss füllt Kreatinphosphatspeicher wieder auf (Creatinkinase beschleunigt den Prozess) → schnell aber kurz

• 2. Glykolyse (Anaerob-Laktazid): (Im Zytosol) Glykose wird mit 2 investierten ATP in 2 Hälften geteilt, dann kann durch Übertragung von Wasserstoff auf NAD+ jedes halbe Glykoseteilchen 2 P binden, diese werden auf ADP übertragen und so entstehen 4 ATP. In Summe 2+ATP & 2 Teilchen NADH+H (Endprodukt: Pyruvat/Laktat)

• → PDH: Pyruvat wird in Mitochondrien in Acetyl-CoA umgewandelt und es entstehen 2 NADH+H Teilchen (Co2 wird abgespalten) dazu wird Wasserstoff auf NAD+ übertragen. Acetyl-CoA = Endstrecke für Abbau von Makronährstoffen

• 3. Zitratzyklus (Aerob): (In Mitochondrien) Acetyl-CoA wird in CO2 umgewandelt, die in den Nährstoff vorhandene Energie wird dabei in Form von Wasserstoff auf NAD+ & FAD übertragen. Dann reagiert der aufgenommene Sauerstoff mit dem Wasserstoff (Knallgasexplosion) → Die Energie baut Gradienten auf, die dann P und ADP zu ATP machen (Ebenfalls bleibt Wasser als Endprodukt über)

• Fette mehr als 3-mal so viel

• Beta-Oxidation: Umwandlung von Fett in Acetyl-CoA & NADH+H/FADH2

• Im Zitratzyklus  

• In der Atmungskette. 

• Brennwert (Einheit kj) ist Energie pro Masse.

• Fette produzieren pro Gramm mehr Energie als Kohlenhydrate

• → Solange genug Sauerstoff vorhanden

• Ist Sauerstoff knapp verbrennt der Körper Kohlenhydrate, da unter Sauerstoffknappheit mehr Energie gibt. (Energetisches Äquivalent: kj pro O2)

• Respiratorischer Quotient: Als Ausbelastungskriterium 

• Beginnen fast alle gleichzeitig

• Längere Belastung mehr Fettanteil

• Kreatinphosphat (0-8s), Glykolyse (0-4m), Glykogen/Fettabbau (10s-Ende)

• Ca. 5l pro Mensch

• 55% Wasser, 45% Zellen

• Sauerstofftransport über rote Blutkörperchen

• Leukozyten (Weiße Blutkörperchen)

• Wärmeregulation • Elektrolyte, Wasserhaushalt, Ph-Wert

• Hormontransport und Nährstofftransport

• In der Mitte Herz mit linken und rechten Herzhälfte

• Aus der linken Herzkammer versorgt das Herz im großen Kreislauf alle Organe/Gehirn mit frischem Blut (Nährstoffen & Sauerstoff)

• Blut wird dann in die rechte Herzkammer gepumpt und gelangt in den kleinen/Lungenkreislauf → dort wird CO2 abgeatmet und Blut wieder mit Sauerstoff angereicht

• Arterien vom Herz weg, Venen zum Herz hin

• Hochdrucksystem (Arterien, 20% des Blutes)

• Niederdrucksystem (Venen, 80% des Blutes →Volumen)