Kraft ein umfassendes Thema (nicht nur im Sport) Kraft Grundlage jeder Bewegung Kraft Fähigkeit, durch Muskeltätigkeit Widerstände zu überwinden

Transkript

1 Kraft ein umfassendes Thema (nicht nur im Sport) Kraft Grundlage jeder Bewegung Kraft Fähigkeit, durch Muskeltätigkeit Widerstände zu überwinden Kraft Produkt aus Masse m und Beschleunigung a (F=m*a) Folie 1

2 Biologische Grundlagen Muskelkraft hat in sportlicher Hinsicht zwei wesentliche Bedeutungen: Ø als Voraussetzung zur Realisierung jeglicher sportlicher Leistung, Ø als Schutz vor Schädigung des Bewegungsapparats durch extreme Belastungen. Folie 2

3 Biologische Grundlagen 1. Aufbau und Funktion der Skelettmuskulatur Muskelfaser Myofibrille Sarkomer Folie 3

4 Biologische Grundlagen 1. Aufbau und Funktion der Skelettmuskulatur Gleittheorie der Muskelkontraktion Kontraktion = Verkürzung der Sarkomere Dabei werden die Aktinfilamente unter Energieverbrauch (Spaltung von ATP) zwischen die Myosinfilamente gezogen. Dieser Vorgang wird als Greif-Loslass-Zyklus bezeichnet. Sarkomer Folie 4

5 Biologische Grundlagen 1. Aufbau und Funktion der Skelettmuskulatur Für das einzelne Sarkomer gilt das Alles oder nichts Gesetz D.h. ein Sarkomer verkürzt sich maximal oder überhaupt nicht. Folie 5

6 Biologische Grundlagen 2. Innervierung der Muskulatur Motorische Einheit Gesteuert wird dieser Vorgang vom Großhirn über die Nervenfasern. Mehrere Muskelfasern werden durch eine motorische Nervenzelle innerviert. Das gesamte System aus Nervenzelle und Muskelfasern nennt man: Motorische Einheit Folie 6

7 Biologische Grundlagen 2. Innervierung der Muskulatur Motorische Einheit Folie 7

8 Biologische Grundlagen 2. Innervierung der Muskulatur Motorische Einheit Die Anzahl der von einem Alpha-Motoneuron innervierten Muskelfasern, das Innervationsverhältnis, reicht von 1:1600 beim Wadenmuskel (Grobkoordination möglich) bis zu 1:10 beim Augenmuskel (gute Abstufbarkeit der Muskelkraft = Feinkoordination möglich) Die Kraftdosierung in einer einzelnen motorischen Einheit erfolgt dabei über die Entladungsfrequenz der ankommenden Nervenimpulse. Folie 8

9 Biologische Grundlagen 3. Spannungsentwicklung Die Koordination zwischen den motorischen Einheiten des gleichen Muskels bezeichnet man als intramuskuläre Koordination. Je besser dieses Zusammenspiel der motorischen Einheiten funktioniert, desto größer ist die durch den Muskel erzeugbare Maximalkraft. Folie 9

10 Biologische Grundlagen 3. Spannungsentwicklung Durch Krafttraining werden in der Erholungsphase sowohl die Aktin- und Myosinfilament als auch die Myofibrillen vermehrt und damit der Muskelquerschnitt vergrößert. Die Muskelfasern werden dicker. Man spricht auch von Hypertrophie. Verbesserungen sind bei 3-4-maligem Training pro Woche erst nach einigen Wochen zu erwarten. Folie 10

11 Biologische Grundlagen 3. Spannungsentwicklung Wie neuere Untersuchungen zeigen, kann der Muskelquerschnitt auch durch Hyperplasie (Vermehrung der Muskelfasern) erhöht werden. Dies ist allerdings nur durch hochintensive Kraftbelastungen - vor allem exzentrisch - möglich. Folie 11

12 Biologische Grundlagen 3. Spannungsentwicklung Verschiedene Schutzeinrichtungen des motorischen Nervensystems verhindern, dass alle Myofibrillen gleichzeitig angesprochen werden können, um eine Überlastung von Sehnen und Muskeln zu vermeiden. Nur durch Drogen oder in extremen Gefahrensituationen können die sogenannten autonomen Reserven angesprochen und eingesetzt werden. Folie 12

13 Biologische Grundlagen 3. Spannungsentwicklung Stimulanzien Hierzu zählen Stoffgruppen, die die Aktivität des Zentralnervensystems stark stimulieren, z. B. Amphetamine, Kokain, Ephedrin und Koffein (in hohen Mengen; normaler Kaffeegenuss ist erlaubt). Als Aufputschmittel werden sie kurz vor oder während des Wettkampfs eingenommen.sie steigern die motorische Aktivität, erhöhen die Risikobereitschaft und vertreiben die Müdigkeit, aber auch das Gespür für die natürliche Leistungsgrenze (s. Grafik). Nach Einnahme von Stimulanzien gab es Todesfälle im Sport. Folie 13

14 Biologische Grundlagen 4. Agonist-Antagonist-Synergisten Der Muskel kann durch Kontraktion Gelenke beugen oder strecken. Die aktiven Muskeln werden AGONISTEN genannt. Der Gegenspieler wird als ANTAGONIST bezeichnet. Sind mehrere Muskeln an der Beugung oder Streckung beteiligt, bezeichnet man sie als SYNERGISTEN. Folie 14

15 Das Zusammenspiel der AGONISTEN (Synergisten) und der ANTAGONISTEN bezeichnet man als intermuskuläre Koordination. Ziel im Sport: AUTOMATISIERUNG Folie 15

16 Biologische Grundlagen 5. Arbeitsweisen der Muskulatur Abhängig vom Verhältnis der eigenen Muskelkraft (innere Kraft) und der von außen auf den Körper einwirkenden Kraft (äußere Kraft) kann sich der Spannungszustand und die Länge eines Muskels verändern. Man unterscheidet: > Überwindende Arbeitsweise (positiv-dynamisch = konzentrisch) > Nachgebende Arbeitsweise (negativ-dynamisch = exzentrisch) > Haltende Arbeitsweise (statisch) > Nachgebend-überwindende Arbeitsweise (reaktiv) Folie 16

17 5. Arbeitsweisen der Muskulatur Situation Arbeitsweise des Muskels Beispiele Ablauf der Längenänderung Innere Kraft ist größer als äußere Kraft überwindend=positiv-dynamisch = konzentrisch Heben in den Ballenstand: Wadenmuskel verkürzt sich. Innere Kraft ist geringer als äußere Kraft Innere Kraft zunächst geringer, dann größer als äußere Kraft Innere Kraft ist gleich der äußeren Kraft nachgebend=negativ-dynamisch = exzentrisch nachgebend überwindend (exzentrisch - konzentrisch) = reaktiv haltend = statisch Senken aus dem Ballenstand in den Stand: Wadenmuskel wird verlängert Absprungphasen bei Sprüngen: In der Stemmphase Verlängerung anschließend Verkürzung der Muskulatur. Kreuzhang an den Ringen, Handstand, Standwaage: Die Muskellänge bleibt konstant. Folie 17

18 Biologische Grundlagen 6. Muskelfasertypen Eine ganz wesentliche Besonderheit der Muskelfasern ist die Existenz verschiedener Muskelfasertypen die sich in ihrer Struktur unterscheiden. Folie 18

19 Biologische Grundlagen 6. Muskelfasertypen Typ I slow-twitch = ST-Faser intermediäre Fasern Typ IIa / IIb fast-twitch = FTO-Fasern FTG-Fasern Folie 19

20 Folie 20

21 Biologische Grundlagen 6. Muskelfasertypen Alle Muskelfasern einer motorischen Einheit gehören immer zu einem Fasertyp. Jeder Muskel besteht immer aus beiden Fasertypen. In einem Muskel überwiegt immer ein Fasertyp. (Funktionsbezogen: Phasisch / tonisch) Die Zusammensetzung der Skelettmuskulatur ist überwiegend genetisch bedingt. Zum Sprinter bzw. zum Ausdauersportler wird man geboren! Folie 21

22 Biologische Grundlagen 6. Muskelfasertypen Folie 22

23 Kraft- Fähigkeiten (Arten) Maximalkraft Schnellkraft Kraftausdauer Folie 23

24 Kraftarten Maximalkraft Maximalkraft ist die größtmögliche Kraft, die willkürlich gegen einen Widerstand ausgeübt werden kann. Folie 24

25 Kraftarten Maximalkraft ist abhängig von > Muskelquerschnitt > intramuskulärer Koordination > intermuskulärer Koordination > anthropometrischen Merkmalen (z. B. Arm- und Beinlänge) > energiereichen Phosphaten > Motivation > Fasertypus / Alter / Geschlecht / Trainingszustand Folie 25

26 Kraftarten Maximalkraft Bei vielen Sportarten ist nicht die Maximalkraft sondern die Relative Kraft entscheidend. Maximalkraft Relative Kraft = Körpergewicht Folie 26

27 Kraftarten Schnellkraft Schnellkraft ist die Fähigkeit des Nerv-Muskel-Systems, den eigenen Körper oder ein Gerät mit hoher Geschwindigkeit zu bewegen bzw. Widerstände mit höchstmöglicher Kontraktionsgeschwindigkeit zu überwinden. Folie 27

28 Sportartenspezifische Ausprägungen der Schnellkraft: Sprintkraft, Sprungkraft, Schusskraft, Wurfkraft, Zugkraft, Schlagkraft, Stoßkraft. Faktoren für die Größe der Schnellkraft Schnellkraftindex =F max (Kraftmaximierung) t max (Benötigte Zeit) Kraftanstieg=Explosivkraft Δ Δ F t Folie 28

29 Schnellkraft ist abhängig von der Maximalkraft und der Explosivkraft und dabei insbesondere von folgenden Faktoren > Muskelquerschnitt > Intramuskuläre Koordination > Intermuskuläre Koordination > Zahl der FT-Fasern > Körpertemperatur > Vorspannung der Muskulatur (DVZ) Folie 29

30 Je nach Arbeitsweise der Muskulatur unterscheidet man verschiedene Ausprägungen der Schnellkraft: Explosivkraft Ausprägung der Schnellkraft Reaktivkraft explosiv-konzentrisch Arbeitsweisen Explosiv-reaktiv Mit höchstem Krafteinsatz Mit höchstem Krafteinsatz nach Vordehnung DVZ Folie 30

31 dynamische statische Kraftausdauer Kraftausdauer Kraftausdauer ist die Ermüdungswiderstandsfähigkeit bei lang andauernden oder sich wiederholenden Kraftleistungen. Folie 31

32 Kraftausdauer ist abhängig von der Maximalkraft, der Schnellkraft und den leistungsbestimmenden Faktoren der anaeroben Kapazität. Beispiele: Intensive Belastungen zwischen 7 sec und 2 Minuten. Intensive Belastungen mit langsamer Bewegungsausführung (bis 6 Minuten) z.b. Radfahren, Rudern und Schwimmen. Mischformen der dynamischen und statischen Kraftausdauer (z.b. Skilaufen) Gemeinsames Merkmal: Die anaerob-laktazide Energiebereitstellung ist dominierend Folie 32

33 Wechselbeziehungen zwischen den verschiedenen Kraftarten Maximalkraft - Schnellkraft Maximalkraft (relative Kraft) ist wichtige Voraussetzung für Schnellkraft - Sprint, Sprung, Wurf Maximalkraft - Kraftausdauer Größerer Muskelquerschnitt bedeutet, dass nur ein geringer Anteil der vorhandenen Muskelfasern arbeiten muss. Kraftleistung kann länger oder über die gleiche Zeit mit größerer Kraft aufrecht erhalten werden. Kraftausdauer - Schnellkraft Enger Zusammenhang z. B. beim Volleyball- oder Basketballspiel Folie 33

34 Methoden des Krafttrainings im Überblick: Folie 34

35 Folie 35

36 Trainingsmethoden Maximalkraft Folie 36

37 Weitere Trainingsmethoden der Maximalkraft Statisches Krafttraining Def.: Methode mittlerer und hoher Spannungsentwicklung und langer Anspannungszeit durch statische Belastung. Anwendung: Wirkung: Rehabilitation, Kompensation, Sportarten mit statischen Kraftanforderungen IK + Muskelquerschnitt Belastungsgefüge: I % W 20-1 D 6-8 s / bis 10min P 1-2 min Vorteile: - einfache Durchführung - geringer Zeitaufwand - schneller MA - lokale, zielgerichtete Maßnahme Nachteile: - kein Training spezieller Bewegungsabläufe - Abnahme der Dehnfähigkeit - Trainingsmonotonie, Stagnation, Folie 37

38 Trainingsmethoden Schnellkraft Explosiv-reaktives Schnellkrafttraining Def.: Schneller Dehnungs-Verkürzungszyklus der Muskulatur mit sehr hoher Intensität Anwendung: Sportartspezifisches Training Wirkung: Maximale Rekrutierung motorischer Einheiten durch: - Aktivierung der Typ II (FT) Fasern - Verbesserung der Explosivkraft - Verbesserung der Kontraktionsgeschwindigkeit Belastungsgefüge: I % W 10-6 pro Serie Serie 3-6 P 2-5 min + Ausführung: explosiv-reaktiv WICHTIG!!! Schnellkrafttraining immer auf der Basis eines Maximalkrafttrainings!!! D.h. MA IK SK Folie 38

39 Trainingsmethoden Schnellkraft Disziplinspezifisches Schnellkrafttraining Def.: Anwendung: Bewegungsformen der Wettkampfdisziplin unter erleichterten Bedingungen Sportartspezifisches Training Wirkung: Verbesserung der Kontraktionsgeschwindigkeit + IK durch: - da Kontraktionsgeschwindigkeit lastabhängig ist - Belastung unter erleichterten Bedingungen - Verbesserung der intra- und intermuskulären Koordination Belastungsgefüge: I % W 15-1 pro Serie Serie 7-3 P 5-1 min + Ausführung: explosiv Folie 39

40 Trainingsmethoden Kraftausdauer Allgemeines Kraftausdauertraining Def.: Die verschiedenen Muskelgruppen werden je nach Leistungsfähigkeit mit zunehmenden Wiederholungszahlen und kurzen Pausen trainiert. Anwendung: Grundlagentraining Wirkung: Viele Muskelgruppen umfassende Verbesserung der Ermüdungswiderstandsfähigkeit gegen Kraftleistungen. Belastungsgefüge (z.b. Circuittraining: Stationen 6-12 Belastungszeit 20s A / 40s F Pausen 40-80s A / 20-40s F Serienpause 2-4min (lohnende Pause) Rundgänge 2-6 Folie 40

41 Trainingsmethoden Kraftausdauer Disziplinspezifisches Kraftausdauertraining Def.: Phasenhaftes oder komplexes Training der disziplinspezifischen Bewegungsabläufe (auch mit Zusatzlasten) in höheren Wiederholungszahlen oder etwas längerer Belastungszeit als wettkampfmäßig erforderlich. Anwendung: Wirkung: Sportartspezifisches Training, z.b. Gerätturnen, Skilanglauf (Zwischensprints) Verbesserung der Energiebereitstellung. Belastungsgefüge: I % W 110 oder wesentlich mehr Serie 10-4 P ca. 1 min zwischen den Serien Kann auch als Pyramidentraining (Intensitätssteuerung) ausgeführt werden. Folie 41

42 Belastungssteuerung im Krafttraining Präzisierung von Zielgrößen 1. Funktion der Kraft in der konkreten Sportart? 2. Größe der Last, die auf maximale V beschleunigt werden soll? 3. In welcher Weise wird die erforderliche Kraft realisiert? Folie 42

43 Trainingswirkungen durch Krafttraining Ziel: Adaptationen zur Erhöhung der Funktion 1. Hypertrophie 2. Intramuskuläre Koordination 3. Intermuskuläre Koordination Folie 43