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Kraft-Biologische Grundlagen
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1 1. Arbeitsweisen der Muskulatur -Motorische Einheit: Nervenzelle in Verbindung mit den von ihren angesteuerten Muskelfasern -Nervenzelle ist mit mehreren Muskelfasern verbunden ➤ Für Kontraktion eines Muskels zuständig -Bewegung entsteht: Muskeln über Sehnen Zug auf die Knochen übertragen -Flüssiger Bewegungsablauf: Zusammenspiel zweier gegensätzlich wirkender Muskeln (Agonist und Antagonist) -Ablauf der Kontraktion: Aktin und Myosin verschieben sich Verkürzung/Dehnung mit jeweiliger Spannungsänderung Erst Spannungsänderung dann Längenänderung ► Abhängig von innerer Kraft zur äußeren Kraft -3 Arbeitsweisen der Muskulatur Isometrische Arbeitsweisen -keine Bewegung, jedoch ist der Muskel aktiv -> statisch, haltend Konzentrische Arbeitsweisen -Überwindung eines Widerstands -der Muskel verkürzt ARBEITSWEISEN der MUSKULATUR Exzentrische Arbeitsweisen -Nachgebende Bewegung -Muskel bremst ab und verlängert ABLAUF der KONTRAKTION Dynamische Arbeitsweisen überwindend positiv-dynamisch (-konzentrisch) innere Kraft ist größer als äußere Kraft Bsp.: Heben in den Ballenstand . nachgebend negativ-dynamisch (=exzentrisch) außere Kraft ist größer als innere Kraft Bsp.:- Senken aus dem Ballenstand in den Stand Kraft - Biologische Grundlagen -Amortisationsphase bei Sprüngen Ruhe Ruhe 0000 0000 -0000- -0000 Spannungs- zunahme mit Verkürzung Spannungs- zunahme mit Verlängerung (Dehnung) nachgebend-überwindend (Kombination) =reaktiv zunächst äußere Kraft größer als innere Kraft, dann innere Kraft größer als äußere Kraft Bsp.:-Laufen, -Absprung auf nachgebenden Unterlagen (z.B. Beachvolleyball) explosiv-reaktiv Bsp.:-Absprungphase bei Sprüngen (DVZ) -Schmetterschläge Statische Arbeitsweise haltend innere Kraft- äußere Kraft Bsp.:-Kreuzhang -Handstand meist 0000 Ruhe -0000² Ruhe -0000- Spannungs- zunahme mit Verlängerung (Dehnung) und anschließender Verkürzung Spannungs- zunahme ohne Längentinderung haltend-bewegend Bsp.: Handstandabrollen Die Größe der Gewichte beschreibt die unterschiedliche Krafteinwirkung auf den Muskel. Tab. 16: Arbeitsweisen der Muskulatur und Ablauf der Kontraktion; "DVZ= Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus 2 2. Muskelfasertypen -Skelettmuskulatur ist aus versch. Muskelfasertypen zusammengesetzt -Steuerung der Kraftentwicklung über Zahl der motorischen Einheiten + Aktivierung unterschiedlicher Muskelfasertypen -2 Arten von Fasern: -schnell kontrahierende, helle Fasern (FT= fast-twitch) -langsam kontrahierende, dunkle Fasern (ST= slow-twitch) -Farbunterschied wegen den versch. Großen Mengen an Myoglobin (roter...
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Blutfarbstoff) -durch ihre Stoffwechseleigenschaften (Energiegewinnung) lassen sich die FT-Fasern weiter differenzieren: -FTO = fast- twitch- oxidativ -FTG = fast- twitch- glykolytisch Eigenschaften Man unterscheidet sie auf Grund ihres Kontraktionsverhaltens physiologisch • Kontraktion • Ermüdung Spannungsentwicklung Reizschwelle (Erregung) biochemisch • Myoglobin¹ energiereiche Phosphate Enzymgehalt für Stoffwechsel morphologisch • Mitochondrien • Kapillaren Faserquerschnitt Eignung Fasertypen der quergestreiften Muskulatur ST-Fasern (Slow-Twitch-Fasern; langsame, rote Fasern) schnelle Fasern • langsam gering • niedrig • langsam hohe aerobe Kapazität viel (rot) . wenig 0 selektive Veränderung durch Training hoch für aeroben Stoffwechsel • sehr viele • sehr viele . klein lange Dauerleistungen langsame Skilangläufer Fasern Langstreckler Ruderer 20 Marathonläufer Straßenradrennfahrer Mittelstreckler Nic sportler Turner Sprinter FTO-Fasern (oxidative Ausprägung) • schnell • hoch • hoch schnell Abb. 39: Faserverteilung in Abhängigkeit von den motorischen Anforderungen bei Erwachsenen (verändert nach Zintl/Eisenhut 2004, 78). FT-Fasern (Fast-Twitch-Fasern; schnelle, weiße Fasern) • mäßig • viel aerober und anaerober Stoffwechsel • viele • viele • groß Abb. 40: Verschiedene Fasertypen der quergestreiften Muskulatur und ihre Eigenschaften; (roter Muskelfarbstoff (0-Speicher)). aerobe/anaerobe Kapazität hohe anaerobe Kapazität wenig (weiß) FTG-Fasern (glykolytische Ausprägung) • sehr schnell sehr hoch -Alle Muskelfasern (einer motorischen Einheit) gehören immer zu einem Fasertypen Menschen besitzen keine Muskeln, die nur aus einem Faser typ zusammengesetzt sind -Zusammensetzung zeigt eine Funktionsbezogenheit Unterscheidung typische Schnelligkeitsmuskeln -Schnelle Muskeln: z.B. äußere Oberschenkelmuskel, Bizeps & Trizeps am Oberarm -Haltemuskeln: z.B. Schollenmuskel (Teil des Wadenmuskels und der Deltamuskel) -die Verteilung der Fasertypen (in der Muskulatur) ist stark anlagebedingt sehr hoch • sehr schnell 100 80 60 40 Faseranteil in % • sehr viel hoch für anaeroben Stoffwechsel • wenig wenig • mittel kurze Dauerleistungen und explosive Bewegungen (z.B. Mittelstrecken und Sprint-, Sprung-, Wurfdisziplinen) 3 Bei den meisten Menschen ist der Anteil der beiden Fasertypen etwa gleich groß ➤ Beim ,,geborenen Sprinter“ überwiegen die FT-Fasern Beim ,,geborenen Marathonläufer" überwiegen die ST-Fasern -eine durch Ausdauertraining bedingte Umwandlung von FT- in ST-Fasern konnte nachgewiesen werden Deswegen steigen Ausdauersportler mit zunehmendem Trainingsalter auf längere Strecken um -eine Umwandlung der ST- in FT-Fasern ist nach bisherigen Forschungen nicht möglich