Leseprobe - Academy of Sports

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Anatomische, physiologische
und biomechanische
Grundlagen
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Kapitel 4 - Muskulatur
4.1.1 Aufbau eines Muskels
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4.1 Die Muskulatur
4.1.2 Differenzierung Muskelfasertypen
4.2 Skelettmuskulatur
4.2.1 Einteilung der Muskelgruppen
4.2.2 Grundebenen des Körpers
4.2.3 Bewegungsrichtungen
4.2.4 Vorstellung wichtigsten Einzelmuskeln
4.3 Arbeitsweise der Skelettmuskulatur
4.3.1 Steuerung der Muskelkontraktion
4.3.2 Kontraktionsarten
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4.3.3 Muskelspannungsformen
4.4. Anpassung an Training
4.5 Immobilisation
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Lernorientierung
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Nach Bearbeitung dieses Kapitels werden Sie:
 den Aufbau und die Einteilung der Muskelgewebsarten und
Sehnen kennen;
 den detaillierten Aufbau und Funktion der Skelettmuskulatur
verstehen;
 Kontraktionsarten, Steuerung der Muskelkontraktion,
Muskelspannungsformen kennen;
 das Zusammenspiel der Muskulatur bei Bewegungen und
Bewegungsebenen / -richtungen begreifen;
 die Hauptmuskelgruppen und deren Funktion, Lage und
Besonderheiten kennen;
 die Anpassungen der Muskulatur an sportliches Training
verstehen;
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 die Anpassungen der Muskulatur an Immobilisation verstehen.
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Der aktive Bewegungsapparat besteht aus der Skelettmuskulatur, den
Sehnen und den Hilfseinrichtungen der Skelettmuskulatur, worunter die
Sehnenscheiden, Schleimbeutel und Sesambeine fallen. Auf die Sehnen ist
bereits in Kapitel 3 eingegangen worden, weshalb dieses Kapitel vorrangig
der Muskulatur gewidmet ist. Abbildung 24 zeigt einen Überblick über die
verschiedenen Muskelgewebearten.
Abbildung 24 - Verschiedene Muskelgewebe im Längs- und Querschnitt
(Huch/Jürgens, 2007, S. 95)
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4.1 Die Muskulatur
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Die aus über 600 Einzelmuskeln bestehende Skelettmuskulatur machen
beim Mann etwa 40 Prozent und bei einer Frau ungefähr 23 Prozent des
Körpergewichts aus (je nach Trainingszustand). Sie sind damit das größte
Organ des Körpers. Erst durch Muskeln werden Bewegungen möglich.
Muskelzellen besitzen alle die Fähigkeit zur Kontraktion. Dadurch wird die
gesamte Muskelzelle (auch Muskelfaser genannt) verkürzt. Man
unterscheidet drei Muskelgewebsarten (vgl. Abbildung 24):
Skelettmuskulatur
Glatte Muskulatur (Eingeweidemuskulatur):
Herzmuskulatur
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4.1.1 Aufbau eines Muskels
Abbildung 25 - Schematische Darstellung des Aufbaus des Skelettmuskels
(Hohmann/Lames/Letzelter, 2002, S. 68)
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Das kontraktile Element des Muskels ist die Muskelfaser (vgl. Abbildung
25). Eine Muskelfaser kann eine Länge zwischen wenigen Millimetern bis
hin zu 15 cm haben. Jede Muskelfaser ist von einer dünnen
Bindegewebsschicht, dem Sarkolemm, umhüllt. Diese setzt sich an beiden
Seiten in eine zarte Sehne aus Kollagenfasern fort. Ungefähr 10 - 50
Muskelfasern sind zu einem Primärbündel (Muskelfaserbündel)
zusammengefasst,
welches
wiederum
von
einer
dünnen
Bindegewebsschicht umhüllt ist. Gruppen von solchen Primärbündeln
werden wiederum zu Sekundärbündeln zusammengefasst, sog.
Fleischfasern. Diese haben einen Durchmesser von 1 - 2 mm.
Ein Skelettmuskel besteht also aus tausenden von Muskelfasern, die in
hierarchischer Ordnung von Bindegewebe umhüllt sind.
Jede Muskelfaser ist aus fadenförmigen Strukturen aufgebaut, den so
genannten Myofibrillen. Diese durchziehen die Muskelfaser der Länge nach
und sind aus kleineren Einheiten aufgebaut.
Die Myofibrillen sind aus den so genannten Myofilamenten aufgebaut. Unter
dem Mikroskop ist eine deutliche Querstreifung erkennbar. Dies liegt daran,
dass die Myofibrillen in Längsrichtung durch die Z-Scheiben in funktionelle
Segmente unterteilt sind, die Sarkomere (Aktin und Myosin).
Hinweis
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Die Sarkomere sind der „Elementarmotor“ des Muskels, da sich hier die
Aktin- und Myosinfilamente überlagern und daher durch ein
Übereinandergleiten die Muskelkontraktion bewirken.
Mechanik der Muskulatur
Das Zusammenspiel zwischen zentralem Nervensystem und der
Skelettmuskulatur wird über die so genannten motorischen Einheiten
gesteuert. Diese setzt sich aus einer Vorderhornzelle des Rückenmarks,
einem efferenten motorischen Nerv sowie den Muskelzellen, die von
diesem Nerv versorgt werden, zusammen.
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4.1.2 Differenzierung Muskelfasertypen
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Es werden je nach ihren funktionellen Eigenschaften drei verschiedene
Muskelfasertypen unterschieden.
Jeder Muskel besitzt alle dieser Muskelfasertypen. Die Verteilung ist durch
die Genetik und durch die Funktion des betreffenden Muskels bestimmt.
1. Typ I (slow twitch = ST-Fasern)
2. Typ II b (fast twitch = FT-Fasern)
3. Typ II a (Intermediärtyp)
Typ I
Der dunkle (rote) Muskelfasertyp (slow twitch oder ST-Faser) spricht
auf Reize langsamer an, hat dabei eine längere Kontraktionszeit,
ermüdet aber sehr viel langsamer. Man bezeichnet Muskeln dieses
Fasertyps auch als Haltemuskeln, langsam kontrahierend und
ausdauernd.
Typ II b
Der helle (weiße) Muskelfasertyp (fast twitch glycolytisch oder FTGFaser) wird sehr schnell innerviert und ermöglicht kräftige
Kontraktionen. Er ermüdet aber schneller. Man bezeichnet ihn auch
als Bewegungsmuskel (schnell kontrahierend und kräftig).
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Typ II a (Intermediärtyp)
Dieser Fasertyp (fast twitch oxydativ oder FTO-Faser) nimmt eine
Zwischenstellung ein. Es handelt es sich um schnelle, relativ
ermüdungsresistente Muskelfasern, die hauptsächlich bei den
Sportlern der Spielsportarten vorkommen.
Der Anteil an roten und weißen Muskelfasern ist genetisch festgelegt. Man
kann ihn durch Training nur in eine Richtung verändern. Durch intensives,
langjähriges Ausdauertraining können die intermediären FTO-Fasern in STFasern umgewandelt werden. Daher haben manche Menschen eine gute
Veranlagung für Sportarten wie den „Sprint“, andere weniger. Manchmal
werden bei jungen Sporttalenten daher Muskelbiopsien entnommen, um sie
je nach vorherrschendem Muskelfasertyp optimal zu fördern.
Abbildung 26 zeigt die 3 verschiedenen Muskelfasertypen und schematisch
das jeweilige Kraftpotenzial und die Ermüdungsresistenz. Man sieht, dass
die FTG-Fasern nach sehr kurzer Zeit (ca. 50 ms) bis zu 50 % der
maximalen Kraft entwickeln allerdings auch sehr schnell ermüden. FTOFasern hingegen, können nur ca. 20 % der maximalen Kraft entwickeln bei
einer Innervationsdauer von ca. 200 ms, diese aber über einen längeren
Zeitraum ohne Ermüdungserscheinungen abrufen.
ST-Fasern innervieren noch langsamer (länger als 200 ms). Sie können
auch maximal 10 % des Kraftpotenzials entwickeln. Ihre Besonderheit liegt
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vielmehr darin, dass sie frei von Ermüdungserscheinungen sind. Also über
sehr lange Zeit das gleiche Kraftpotenzial abrufen können.
Abbildung 26 - Schematische Darstellung unterschiedlicher motorischer Einheiten
(Edington/Edgerton, 1976, S. 72)
4.2 Skelettmuskulatur
Bewegungsfunktion
Ohne die Skelettmuskulatur können wir uns nicht fortbewegen oder
statische Haltearbeiten verrichten.
Schutzfunktion
Die Muskulatur schützt die inneren Organe (z. B. Bauchmuskulatur
vor Schlägen).
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Stabilisationsfunkton
Die Muskulatur stabilisiert Gelenke und Knochen (z. B. die
Wirbelsäule).
Entlastungsfunktion
Die Muskeln entlasten die Gelenke (z. B. Stöße abfangen).
Haltefunktion
Die Muskulatur hält den Körper in aufrechter Position.
Wärmefunktion
Die Muskulatur hält die Temperatur im Körper aufrecht (z. B. Zittern
bei Kälte).
4.2.1 Einteilung der Muskelgruppen
Die Muskeln des Menschen lassen sich nach Hauptmuskelgruppen
einteilen. Dabei unterscheidet sich diese Einteilung von Autor zu Autor.
Manche nennen beispielsweise aufgrund der anatomischen Lage die
Oberschenkelmuskulatur als Ganzes, andere unterscheiden nach
funktionellen Kriterien in Beinbeuger und Beinstrecker.
Einen Vorschlag einer Einteilung finden Sie unten aufgeführt und einen
Gesamtüberblick geben Abbildung 27 und Abbildung 28.
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Prinzipiell kann festgehalten werden, dass es für jedes Körperteil
Muskelgruppen gibt, die Bewegungen ermöglichen.
 Gesäßmuskulatur
 Rumpfmuskulatur
 Hüftbeugemuskulatur
 Schultermuskulatur
 Brustmuskulatur
 Oberschenkelmuskulatur
 Unterschenkelmuskulatur
 Oberarmmuskulatur
 Unterarmmuskulatur
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Abbildung 27 - Oberflächliche Skelettmuskulatur von vorne
(Huch/Jürgens, 2007 S. 105)
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Abbildung 28 - Oberflächliche Skelettmuskulatur von hinten
(Huch/Jürgens, 2007 S. 106).
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