Anatomische und physiologische Grundlagen der sportlichen Bewegung

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1 Anatomische und physiologische Grundlagen der sportlichen Bewegung

2 Muskeln, Gene und Sport "...Das Geheimnis der Muskelbewegung steckt vor allem in den Myofibrillen. Sie bestehen aus winzigen aneinander gereihten Kammern, den Sarkomeren. Wenn sich der Muskel kontrahiert, agieren darin hauptsächlich zwei Sorten fadenförmiger Proteine, Myosin und Aktin. Die Proteine selbst ziehen sich nicht zusammen. Der Mechanismus ähnelt vielmehr im Prinzip einem altmodischen Teleskop, das eingefahren wird: Die Aktinfäden, die von beiden Enden der Kammer wie Borsten zwischen das zentrale Myosinbündel ragen, werden zu dessen Mitte gezogen.

3 Muskelfasertypen 1 Rote Muskelfaser (langsame, ermüdungsresistente Faser) auch Typ-I- Faser genannt 2 Intermediärtyp (schnelle, relativ ermüdungsresistente Faser) Typ IIa/c 3 Weiße Muskelfaser (sehr schnell arbeitende Faser mit kurzfristig hoher Kraftleistung) Typ IIb-Faser

4 Feinstruktur_Schaubild

5 Muskelstoffwechsel_Schaubild

6 So arbeitet die Muskulatur Alle unsere Bewegungen gründen auf Muskeln bzw. auf dem Zusammenspiel von Nervensystem und Muskulatur. Egal, ob wir nur einen Mausklick oder einen 100m-Lauf machen. Die ca. 600 Skelettmuskeln unseres Körpers machen etwa 45 Prozent unseres Körpergewichts aus. Muskeln ziehen sich auf Befehl zusammen und entspannen dann wieder. Jeder Muskel beziehungsweise jede Muskelgruppe hat - "festgeschweisst" durch Sehnen - zwei oder mehrere Ansatzpunkte an den zu bewegenden Knochen. Wenn wir zum Beispiel den Unterarm anwinkeln, zieht sich unser großer Bizepsmuskel zusammen. An seinen Enden läuft er in Sehnen aus, die auf der einen Seite am Schulter-, auf der anderen Seite am Unterarmknochen ansetzen. Kontrahiert sich der Muskel, so bewegen sich diese Ansatzpunkte aufeinander zu: Das dazwischen liegende Gelenk wird gebeugt. Gleichzeitig muss der entgegengesetzt arbeitende Streckmuskel - der Trizeps - entspannt werden. (Agonist - Antagonist)

7 Agonisten / Antagonisten

8 Was passiert nun, wenn die Nerven den Befehl zur Muskelkontraktion geben? _ Schaubild... Muskelfaser und Sarkomer....

9 Faserbündeln Muskelfaser (Muskelzelle) Legt man sie unter ein Mikroskop, so erkennt man, dass die Faserbündel aus weiteren Untereinheiten bestehen - den eigentlichen Muskelzellen. Die Muskelfasern bestehen aus einer Vielzahl sogenannter (Myo-) Fibrillen. Das Geheimnis der Muskelbewegung steckt vor allem in diesen Myofibrillen. Sie bestehen aus winzigen aneinander gereihten Kammern, den Sarkomeren. Wenn sich der Muskel kontrahiert, agieren darin hauptsächlich zwei Sorten fadenförmiger Proteine, Myosin und Aktin. Bei ihnen handelt es sich um lange, dünne Fäden, die aus zwei verschiedenen Eiweißen bestehen - Aktin und Myosin. Das Aktin bildet in regelmäßigen Abständen feste Anheftungsscheiben, von denen dünne Fäden ausgehen. Zwischen diesen Fäden liegen die Myosinmoleküle. Ihre Enden überlappen sich mit den Enden der Aktinfäden.

10 Arbeitsweisen der Muskulatur isometrische Kontraktion 1 isometrisch : (haltend-statisch) Es treten intramuskuläre Spannungsänderungen auf, ohne dass es zu einer Längenänderung der Muskeln kommt. Der Muskel verkürzt sich gar nicht oder nur minimal. Er wird angespannt, ohne seine Länge zu verändern. (Beispiel: Bleibt man während des Klimmzuges in einer bestimmten Höhe hängen und verharrt einige Zeit in dieser Position, leistet der Muskel statische Arbeit und verkürzt sich isometrisch.)

11 Die isometrische Kontraktion bewirkt eine Haltearbeit (statische Arbeit). Es ergibt sich keine Längenveränderung, obwohl sich das kontraktile Element des Muskels verkürzt, um eine hohe Muskelspannung zu erzeugen.

12 Arbeitsweisen der Muskulatur konzentrische Kontraktion 2 konzentrisch: (positivdynamisch, überwindend) Die intramuskuläre Spannung ändert sich und die Muskeln verkürzen sich. Nähern sich Ursprung und Ansatz des Muskels an und verkürzt sich dabei der Muskel, spricht man von konzentrischer Muskelarbeit. (Beispiel Klimmzug: Um den Körper an der Reckstange hochzuziehen, muss der Oberarm gebeugt werden. Der Bizeps arbeitet konzentrisch.)

13 Die konzentrische Kontraktion bewirkt die dynamisch-positive (überwindende) Arbeit. Dabei verändert der Muskel gleichzeitig seine Spannung und seine Länge. Es ist die wichtigste Kontraktionsform im Krafttraining.

14 Arbeitsweisen der Muskulatur exzentrische Kontraktion 3 exzentrisch: (negativ-dynamisch, nachgebend) Es kommt zu Spannungsänderungen und Verlängerung/Dehnung der Muskeln. Wird ein Muskel auseinandergezogen, also während sich Ansatz und Ursprung des Muskels voneinander entfernen, versucht der Muskel, die Bewegung abzubremsen. In diesem Falle spricht man von einer exzentrischen Kontraktion. (Beispiel: Wird der Körper nach einem Klimmzug wieder herabgelassen, bremst der Bizeps durch seine Kontraktion die Bewegung ab.)

15 Die exzentrische Kontraktion bewirkt eine dynamisch-negative (nachgebende) Arbeit. Ursprung und Ansatz des Muskels entfernen sich voneinander. Dadurch wird der Muskel länger und entwickelt eine hohe Spannung. Die exzentrische Kontraktion ist für viele Abbremsbewegungen wichtig.

16 Das Zusammenwirken von Muskeln Jede Bewegung stellt das Resultat der Zusammenarbeit mehrerer Muskeln dar. Daher werden die Hauptbewegungsmuskeln (Agonisten), die die eigentliche Bewegung ausführen, von den Antagonisten unterschieden, die für die entgegengesetzte Bewegung verantwortlich sind. Der Antagonist ist aber nicht nur der Gegenspieler, sondern er bremst und dosiert die Arbeit des Hauptbewegungsmuskels.

17 Intramuskuläre und intermuskuläre Koordination Intramuskuläre Koordination Nerv-Muskel-Zusammenspiel eines einzelnen Muskels innerhalb eines gezielten Bewegungsablaufs. Gekennzeichnet durch das Wechselspiel von Nervensystem und Skelettmuskulatur in bezug auf Einsatz und Beanspruchungsgröße der motorischen Einheiten. Intermuskuläre Koordination Zusammenwirken verschiedener Muskeln bei einem gezielten Bewegungsablauf. Gekennzeichnet durch das Zusammenspiel der agonistisch und antagonistisch tätigen Muskeln.

18 Der Bewegungsapparat des Menschen

19 Muskulatur des Menschen_Vorderansicht 1 Kopfhalter (-nicker) Kopfwender 2 Kapuzenmuskel 3 Deltamuskel 4 Großer Brustmuskel 5 Armspeichenmuskel 6 Speichenbeuger 7 Ellenbeuger 8 Hohlhandmuskel 9 Gemeinsamer Fingerbeuger 10 Runder Einwärtswender 11 Zweiköpfiger Armmuskel 12 Dreiköpfiger Vorderarmstrecker 13 Ellenstrecker 14 Gemeinsamer Fingerstrecker 15 Langer Speichenstrecker 16 Tiefer Armbeuger 17 Breiter Rückenmuskel 18 Sägemuskel 19 Äußerer schräger 20 Gerader Bauchmuskel 21 Bindenspanner 22 Schambeinmuskel 23 Langer Anzieher 24 Dreiköpfiger Unterschenkelstrecker 25 Schlanker Muskel 26 Schneidermuskel 27 Innerer Schenkelmuskel 28 Kniescheibe 29 Vorderer Schienbeinmuskel 30 Zwillingswadenmuskel 31 Schollenmuskel

20 Muskulatur des Menschen_Rückansicht 1 Kopfhalter (-nicker) Kopfwender 2 Kapuzenmuskel 3 Deltamuskel 4 Großer Brustmuskel 5 Armspeichenmuskel 6 Speichenbeuger 7 Ellenbeuger 8 Hohlhandmuskel 9 Gemeinsamer Fingerbeuger 10 Runder Einwärtswender 11 Zweiköpfiger Armmuskel 12 Dreiköpfiger Vorderarmstrecker 13 Ellenstrecker 14 Gemeinsamer Fingerstrecker 15 Langer Speichenstrecker 16 Tiefer Armbeuger 17 Breiter Rückenmuskel 18 Sägemuskel 19 Äußerer schräger Bauchmuskel 20 Gerader Bauchmuskel 21 Bindenspanner 22 Schambeinmuskel 23 Langer Anzieher 24 Dreiköpfiger Unterschenkelstrecker 25 Schlanker Muskel 26 Schneidermuskel 27 Innerer Schenkelmuskel 28 Kniescheibe 29 Vorderer Schienbeinmuskel 30 Zwillingswadenmuskel 31 Schollenmuskel 32 Untergrätenmuskel 33 Großer Rundmuskel 34 Mittlerer Gesäßmuskel 35 Großer Gesäßmuskel 36 Langer Anzieher 37 Halbsehniger Muskel 38 Zweiköpfiger Unterschenkelbeuger 39 Wadenbeinmuskel

21 Skelett des Menschen

22 Wirbelsäule

23 Knochen - Bänder Beispiel Kniegelenk Gelenke sind durch Bänder gesichert. Bänder sind bindegewebige Verbindungen von Knochen zu Knochen, die helfen, das Gelenk zu stabilisieren. Sie sind im allgemeinen nur wenig elastisch, das heißt, sie leiern aus oder reißen ganz, wenn sie überdehnt werden.

24 Sehnen Die Abbildung verdeutlicht das Zusammenwirken von Muskel- und Sehnenapparat. Bei einer Kontraktion überträgt sich die auf diese Weise entwickelte Kraft über die Sehnen auf die Knochen. (Oben: Ursprungssehne - Unten: Sehnenansatz) Sehnen haben die Aufgabe, die Kraft der Muskulatur auf das Skelett zu übertragen. Sehnen sind Verbindungsgewebe zwischen Sehnen haben die Aufgabe, die Kraft der Muskulatur auf das Skelett zu übertragen. Sehnen sind Verbindungsgewebe zwischen Muskeln und Knochen. Der Muskel setzt sich im einfachsten Fall aus dem Muskelbauch, der Ursprungssehne und der Ansatzsehne zusammen. Die Sehnen besitzen eine hohe Zugfestigkeit. Die Sehnen stellen die Verbindungen zwischen dem Muskelbauch und den Knochen dar und übertragen die Kraft auf das Skelettsystem. Sie bestehen aus kollagenen Bindegewebsfasern, die im unbelasteten Zustand leicht wellig verlaufen und so eine Dämpfung der Kraftübertragung auf den Knochen ermöglichen. Im Bereich der Ursprungssehne ziehen die Sehnenfasern gebündelt zwischen den Muskelfasern und befestigen sich einzeln an den Muskelfaserhüllen. Im Bereich der Ansatzsehne strahlen die Sehnenfasern gebündelt und sich teilweise überkreuzend in den Knochen ein. Dabei wird zunächst eine vorgelagerte Knorpelzone durchlaufen. Dadurch wird es möglich, die vom Muskel entwickelte Kraft gedämpft auf den Knochen zu übertragen. Die Sehnenscheiden sind flüssigkeitsgefüllts Gleitröhren. Sie sind dort angebracht, wo Sehnen abgewinkelt über Knochenvorsprünge verlaufen. Auf diese Weise wird bei Bewegungen die Reibung der Sehnen mit dem umgebenden Gewebe und Knochen vermindert.

25 Zu viel Theorie?

26 Literaturverzeichnis Meinel, K.; Schnabel, G.: Bewegungslehre-Sportmotorik. VW Verlag. Berlin Röthing, P; Größing, S.: Trainingslehre. Limpert Verlag. Wiesbaden Röthing, P; Größing, S.: Sportbiologie. Limpert Verlag. Wiesbaden Röthing, P; Größing, S.: Bewegungslehre. Limpert Verlag. Wiesbaden Weineck, J.: Sportbiologie. Spitta Verlag. Balingen Zimbardo, Ph. G.: Psychology and Life. Foresman and Company. Glenview www. sportunterricht.de www. nok.de

27 Das Zitat: "Es gibt kein Fach, das so viel für andere Fächer macht wie der Sport" Sabine Sabinarz-Otte, Bundeselternrat

28 ... dann beweg dich doch mal!