Biologische Grundlagen von Kraft/ Methodik des Krafttrainings und Adaptationswirkungen

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1 Biologische Grundlagen von Kraft/ Methodik des Krafttrainings und Adaptationswirkungen

2 Überblick 1. Biologische Grundlagen von Kraft 1.1 Muskulatur des Menschen 1.2 Aufbau der Skelettmuskulatur 1.3 Muskel- und Muskelfasertypologie 1.4 Grundlagen der Muskelkontraktion 1.6 Motorische Einheit 1.5 Arbeitsweisen der Muskulatur Kraftfähigkeiten, Definition Kraft, Belastungsnormativen 2.2 Maximalkraft 2.3 Schnellkraft 2.4 Reaktivkraft 2.5 Kraftausdauer 2.6 Morphologische und metabolische Adaptationserscheinungen 2.7 Zusammenhang von Hypertrohpie und Neuronaler Adaptation 2.8 Zusammenfassung, Überblick Seite 2

3 Ziele des Krafttrainings Ganzkörperkräftigung Vermeidung von neuromuskulären Dysbalancen Basis für sportliche Leistungen Rehabilitation nach Verletzungen Erhöhung der Belastbarkeit in Sport, Beruf und Alltag Prävention degenerativer Erkrankungen Seite 3

4 1.1 Muskulatur des Menschen Kopfwender (M. sternocleidomastoideus) Deltamuskel (M. deltoideus) Bizeps (M. biceps brachii) Adduktoren Kapuzenmuskel (M. trapezius) Großer Brustmuskel (M. pectoralis major) Gerader Bauchmuskel (M. rectus abdominis) Schräger Bauchmuskel (M. obliquus externus abdominis ) Gerader Schenkelmuskel (M. rectus femoris) Schienbeinmuskel (M. tibialis anterior) Biologische Grundlagen Seite 4

5 1.1 Muskulatur des Menschen Deltamuskel (M. deltoideus) Dreiköpfiger Oberarmmuskel (M. triceps brachii) Breiter Rückenmuskel (M. latissimus dorsi) Kapuzenmuskel (M. trapezius) Äußerer schräger Bauchmuskel (M. obliquus externus abdominis ) Großer Gesäßmuskel (M. glutaeus maximus) Zweiköpfiger Oberschenkelmuskel (M. biceps femoris) Großer Schenkelanzieher (Adduktor) Zwillingswadenmuskel (M. gastrocnemius) Wadenbeimuskel (M. poroneus) Biologische Grundlagen Seite 5

6 1.2 Aufbau der Skelettmuskulatur (HOHMANN, 2002) Biologische Grundlagen Seite 6

7 1.3 Muskelfasertypologie a) Weiße Muskelfaser = FT-Faser (fast-twitch) dicke und schnell zuckende Faser vor allem bei schnellkräftigen und intensiven Muskelbeanspruchungen in Aktion hohe Ermüdbarkeit anaerob b) Rote Muskelfaser = ST-Faser (slow-twitch) dünne, langsame und ermüdungsresistente Faser wird bei Muskelarbeit mit geringer Intensität beansprucht dunkelrote Färbung durch hohen Myoglobingehalt aerob (HOWALD, 1984) Biologische Grundlagen Seite 7

8 1.3 Muskelfasertypologie Biologische Grundlagen Seite 8

9 1.4 Grundlagen der Muskelkontraktion Biologische Grundlagen Seite 9

10 1.5 Motorische Einheit (Blum & Friedmann, 1997) (nach Edington & Edgerton, 1976) Biologische Grundlagen Seite 10

11 1.5.1 Rekrutierung (nach Ehlenz, Grossen & Zimermann, 1995) Biologische Grundlagen Seite 11

12 1.6 Arbeitsweisen der Muskulatur Kontraktionsformen Arbeitsweisen Beispiel Liegestütz konzentrisch exzentrisch isometrisch überwindend positiv-dynamisch nachgebend negativ-dynamisch haltend statisch Drücken vom Boden in den Stütz Absinken vom Stütz zum Boden Stützposition halten Biologische Grundlagen Seite 12

13 1.6 Arbeitsweisen der Muskulatur statisch exzentrisch konzentrisch Biologische Grundlagen Seite 13

14 1.6 Arbeitsweisen der Muskulatur Absprung beim Weitsprung Biologische Grundlagen Seite 14

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16 2.1 Definition Kraft, Kraftfähigkeiten Definition: Kraft ist die Fähigkeit des Nerv- Muskel-Systems, durch Muskeltätigkeit Widerstände zu überwinden, ihnen entgegen zuwirken bzw. sie zu halten. Maximalkraft Schnellkraft Kraft Reaktivkraft Kraftausdauer Seite 16

17 2.1.1 Belastungsnormativen Grundsatz des Krafttrainings: Die Ziele bzw. die Adaptationserscheinungen sind jeweils von den Belastungsnormativen abhängig. Belastungsnormativen: 1. Belastungsintensität (%, prozentuale Anteil der absoluten Maximalkraft) 2. Belastungsdauer (Wiederholungen) 3. Belastungsumfang (Wiederholungen x Serien x kg) 4. Belastungsdichte (Pause zwischen den Serien) 5. Tempo 6. Trainingshäufigkeit Seite 17

18 2.2 Maximalkraft Definition: Die Maximalkraft ist die höchstmögliche Kraft, die das Nerv- Muskel-System bei willkürlicher Kontraktion auszuüben vermag. Beispiel: Gewichtheben Maximalkraft dynamisch statisch Seite 18

19 2.2.1 Determinanten der Maximalkraft Determinanten 1. physiologischer Muskelfaserquerschnitt 2. Muskelfaserzusammensetzung 3. Energiereiche Phosphate 4. willkürliche Aktivierungsfähigkeit (neuronale Steuerung): 3.1 intramuskuläre Koordination 3.2 intermuskuläre Koordination 5. Motivation Seite 19

20 2.2.2 Neuronale Aktivierung Intermuskuläre Koordination: Das Zusammenspiel zwischen den Muskeln z.b. zwischen Agonist, Antagonist & Synergist Intramuskuläre Koordination: Die Koordination der Aktivierung verschiedener motorischer Einheiten des gleichen Muskels Maximale Rekrutierung: möglichst alle motorischen Einheiten mit einbeziehen. Maximale Frequenzierung: möglichst früh alle motorischen Einheiten auch die mit der höchstmöglichen Entladungsfrequenz stimulieren. Maximale Synchronisation: verschiedene motorischen Einheiten werden gleichzeitig kontrahiert. Seite 20

21 2.2.3 Training der Maximalkraft a) Muskelaufbautraining (MA) Trainingsmethode Belastung Intensität Wiederholung Serien Pause Tempo Konzentrisch wiederholte submaximale Anspannung 60-80% < 2 min Bodybuildingmethode (Standardmethode) (unvollständig) Langsam bis zügig b) Intramuskuläres Koordinationstraining (IK) Trainingsmethode Belastung Intensität Wiederholung Serien Pause Tempo Konzentrische kurzeitige maximale Anspannung % min Maximalkraftmethode (vollständig) schnell bis explosiv Seite 21

22 2.2.2 Training der Maximalkraft Beispiel: Pyramidentraining (Friedmann, 2008) Seite 22

23 2.3 Schnellkraft Definition: Schnellkraft ist die Fähigkeit, Widerstände mit höchstmöglicher Kontraktionsgeschwindigkeit zu überwinden. Dynamische Kraft pro Zeiteinheit. Beispiele: Leichtathletik Boxen Fechten Seite 23

24 2.3.1 Determinanten der Schnellkraft Determinanten 1. Maximalkraft 2. Intramuskuläre Koordination 3. Intermuskuläre Koordination 4. Querschnittsfläche der FTO- und FTG- Fasern 5. Muskelvordehnung 6. Größe und Form der zu bewegenden Masse Seite 24

25 2.3.2 Training der Schnellkraft Trainingsmethode Belastung Intensität Wiederholung Serien Pause Tempo Schnellkraftmethode Konzentrisch submaximale Anspannung 30-60% min (vollständig) maximal Seite 25

26 2.4 Reaktivkraft Definition: Die Reaktivkraft ist die Fähigkeit, die exzentrische Muskelaktion zur Verstärkung der konzentrischen Aktion zu nutzen. Dehnungsverkürzungszyklus (DVZ) Man unterscheidet zwischen: 1. langer DVZ, z.b. Basketball 2. kurzer DVZ ( ms), z.b. Dreisprung Seite 26

27 2.5 Kraftausdauer Definition: Die Kraftausdauer ist die Fähigkeit, einen Bewegungswiderstand (mind. 30% der Maximalkraft) andauernd oder wiederholt bewältigen zu können. Beispiele: - Geräteturnen - Ringen - Rudern Seite 27

28 2.5.1 Determinanten der Kraftausdauer Determinanten 1. Maximalkraft 2. Ermüdungswiderstandsfähigkeit 3. Energiebereitstellung Seite 28

29 2.5.2 Training der Kraftausdauer Trainingsmethode Belastung Intensität Wiederholung Serien Pause Tempo Kraftausdauer -methode Konzentrisch submaximale Anspannung 30-60% min langsam Seite 29

30 2.5.2 Training der Kraftausdauer Beispiel Zirkeltraining Belastungszeit: sec Pause: sec Umfang: 2-3 Rundgänge (Friedmann, 2008) Seite 30

31 2.6 Wie steigert ein Muskel seine Kraft? Seite 31

32 2.6.1 Morphologische Adaptation Hypertrophie: Proteinkatabolismustheorie Hohe Muskelbelastung Riss in der Z-Scheibe Aufspleisung des beschädigten Sarkomers in Längsrichtung der Myofibrille Repairmechanismus Tochterfibrille entstehen entwickeln sich zu ausgewachsenen Myofibrillen durch fortlaufende Proteinresynthese Muskeldickenzunahme! (Sale, 2003) Seite 32

33 2.6.2 Metabolische Adaptationen 1. Energiespeicher: ATP- und Kreatinphosphatdepot Glykogengehalt Mitochondriendichte und Myoglobingehalt 2. Enzymaktivität: Myosin-ATPase (für die Spaltung von ATP) Enzyme für die Glykolyse Enzyme für den Fettabbau 3. Herz-Kreislaufsystem: Kapillarisierung Herzvolumen Blutvolumen Seite 33

34 2.7 Zusammenhang: Hypertrophie & Neuronale Adaptation (nach Sale, 1988) Seite 34

35 2.8 Zusammenfassung der Methoden IK MA (Hypertrophie) Kraftausdauer WDH Schnellkraft WDH : Anzahl der Wiederholungen MA: Muskelaufbaumethode IK: Intramuskuläres Koordinationstraining Seite 35

36 2.8 Zusammenfassung der Methoden Erweiterung des Energiepotentials der Muskulatur Verbesserung der Innervationsfähigkeit der Muskulatur Morphologische Adaptationen Metabolische Adaptationen Verbesserung der intramuskulären Koordination Optimierung der intermuskulären Koordination MA IK Kraftausdauermethoden Schnellkraftund Reaktivkraftmethoden (mod. nach MARTIN, 1991) Seite 36