Leseprobe - Academy of Sports

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L E SEPROBE
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Anatomische,
physiologische und
biomechanische
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Lehrskript
Kapitel 4 – Muskulatur
4.1.1 Aufbau eines Muskels
4.2 Skelettmuskulatur
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4.1.2 Differenzierung Muskelfasertypen
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4.1 Die Muskulatur
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
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4.3.1 Steuerung der Muskelkontraktion
4.3.2 Kontraktionsarten
4.3.3 Muskelspannungsformen
4.4. Anpassung an Training
4.5 Immobilisation
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Lernorientierung
Nach Bearbeitung dieses Kapitels werden Sie:
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 den Aufbau und die Einteilung der Muskelgewebsarten und Sehnen kennen,
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 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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Lehrskript
Scannen Sie diesen QR-Code ab und sehen Sie sich das Lehrvideo zum Thema Muskulatur an.
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Alternativ finden Sie das Lehrvideo im Online Campus in der
Lerngruppe dieses Lehrgangs.
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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 25 zeigt einen Überblick über die
verschiedenen Muskelgewebearten.
Abbildung 25 – Verschiedene Muskelgewebe im Längs- und Querschnitt
(Huch/Jürgens, 2007, S. 95)
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4.1 Die Muskulatur
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4.1.1 Aufbau eines Muskels
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Die aus über 600 Einzelmuskeln bestehende Skelettmuskulatur macht 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 25):
- Skelettmuskulatur,
- Glatte Muskulatur (Eingeweidemuskulatur,
- Herzmuskulatur.
Abbildung 26 – 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
26). Eine Muskelfaser kann eine Länge von wenigen Millimetern bis 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 zu Sekundärbündeln zusammengefasst, den sog.
Fleischfasern. Diese haben einen Durchmesser von 1-2 mm.
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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).
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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.
Hinweis zur 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.
Typ I
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1. Typ I (slow twitch = ST-Fasern),
2. Typ II b (fast twitch = FT-Fasern),
3. Typ II a (Intermediärtyp).
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.
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Typ II b
Der helle (weiße) Muskelfasertyp (fast twitch glycolytisch oder FTGFaser) wird sehr schnell innerviert und ermöglicht kräftige Kontraktionen, ermüdet aber schneller. Man bezeichnet ihn auch als Bewegungsmuskel (schnell kontrahierend und kräftig).
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 27 zeigt die drei 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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darin, dass sie frei von Ermüdungserscheinungen sind, also über sehr lange Zeit das gleiche Kraftpotenzial abrufen können.
Abbildung 27 – 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).
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Entlastungsfunktion
Die Muskeln entlasten die Gelenke (z. B. Stöße abfangen).
Haltefunktion
Die Muskulatur hält den Körper in aufrechter Position.
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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
betrachten beispielsweise aufgrund der anatomischen Lage die Oberschenkelmuskulatur als Ganzes, andere unterscheiden sie nach funktionellen Kriterien in Beinbeuger und Beinstrecker.
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Eine mögliche Einteilung finden Sie unten aufgeführt und einen Gesamtüberblick geben die Abbildung 28 und Abbildung 29.
Prinzipiell kann festgehalten werden, dass es für jedes Körperteil Muskelgruppen gibt, die Bewegungen ermöglichen.
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Gesäßmuskulatur,
Rumpfmuskulatur,
Hüftbeugemuskulatur,
Schultermuskulatur,
Brustmuskulatur,
Oberschenkelmuskulatur,
Unterschenkelmuskulatur,
Oberarmmuskulatur,
Unterarmmuskulatur.
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Abbildung 28 – Oberflächliche Skelettmuskulatur von vorne
(Huch/Jürgens, 2007 S. 105)
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Abbildung 29 – Oberflächliche Skelettmuskulatur von hinten
(Huch/Jürgens, 2007 S. 106).
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