EINFÜHRUNG IN DIE BEWEGUNGS- UND TRAININGSWISSENSCHAFT Priv.-Doz. Dr. phil. Klaus Wirth Allgemeine Punkte TRAININGSWISSENSCHAFT Trainingswissenschaft als Teildisziplin der Sportwissenschaft hat zum Ziel, verallgemeinernde Aussagen zu Problemen zu finden, die in Zusammenhang mit der Analyse der sportlichen Leistung, mit Training und mit Wettkampf auftreten und die die Sportarten und Sportbereiche insgesamt betreffen. Sie hat den Charakter einen angewandten Wissenschaft, deren Aussagen die Grundlage für die Verbesserung der Trainings- und Wettkampfpraxis liefern. (Carl, K. in Beyer, E. (Hrsg.). Wörterbuch der Sportwissenschaft, 1992) Sport and Exercise Sciences TRAINING lat. trahere vulgärlat. tragere traginare ziehen, schleppen Mengl. trainen / altfrz. traîner hinter sich her ziehen, schleppen, schleifen Engl. training Gerundium von to train erziehen, ausbilden, schulen, üben, abrichten, zureiten TRAINING Training ist ein komplexer Handlungsprozess mit dem Ziel der planmäßigen und sachorientierten Einwirkung auf die sportliche Leistungsentwicklung Rationelle und systematische Einwirkung auf die Leistungspotenzen von Menschen durch effektive Maßnahmen, Methoden und Verfahren sowie ein hohes Maß an Eigenaktivität und Übungstätigkeit zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit, der Vervollkommnung spezialisierter Tätigkeiten bzw. der Orientierung von Handlungs- und Verhaltensweisen. TRAINIEREN Durch ständiges planmäßiges Üben die Leistungsfähigkeit erhöhen. Neuromuskuläres System Kraft Koordination Ausdauer Schnelligkeit Beweglichkeit 1
KOORDINATION KOORDINATION Am Zustandekommen einer geordneten Bewegung beteiligte Faktoren und Prozesse: Physikalisch Biologisch / Physiologisch, Psychologisch. KOORDINATION Bewegungskoordination beinhaltet: Vorbereitung der Bewegung (Orientierung / Planung), Steuerung und Regelung der Bewegung (Kontrolle). Bewegungshandlung beinhaltet: Bewegungskoordination, Phase der Handlungsbewertung, die sich der Bewegungsausführung anschließt. DIE BEWEGUNGSKOORDINATION UNTER UNTERSCHIEDLICHEN PERSPEKTIVEN MORPHOLOGISCHE ASPEKTE Bewegungsrhythmus Bewegungskoppelung Bewegungsfluss Bewegungspräzision Bewegungskonstanz Bewegungsumfang Bewegungstempo Bewegungsstärke 2
BIOMECHANISCHE ASPEKTE Physikalische Voraussetzungen und Bedingungen, von denen die Lösung einer Bewegungsausgabe abhängt: Die zu erzeugenden bzw. auszunutzenden inneren und äußeren Kräfte. Die Kontrolle der Freiheitsgrade des Bewegungssystems. Die Wechselwirkungen innerhalb des Bewegungssystems. Die Bewältigung des Gleichgewichtsproblems. Von besonderer Bedeutung sind: Widerlager, Wirkungsgrad. BIOMECHANISCHE ASPEKTE NEUROPHYSIOLOGISCHE ASPEKTE DER BEWEGUNGSKOORDINATION NEUROPHYSIOLOGISCHE ASPEKTE Das sensomotorische System besteht grob aus folgenden Elementen: Zentrales Nervensystem (ZNS), Afferente Nervenbahnen, Efferente Nervenbahnen, Skelettmuskulatur. NEUROPHYSIOLOGISCHE ASPEKTE Motorik baut sich auf aus: Halte- oder Stützmotorik der Regulation beruht: Vorwiegend auf reflektorischen Mechanismen (spinale Ebene) Zum Teil auf supraspinaler Ebene (Hirnstamm; Teile des Kleinhirns) Zielmotorik Regulation erfolgt vorwiegend auf supraspinaler Ebene Koordination: Intramuskulär, Intermuskulär. NEUROPHYSIOLOGISCHE ASPEKTE 3
NEUROPHYSIOLOGISCHE ASPEKTE Funktionen des Kleinhirns (Cerebellum): Erhält Kopie des Entladungsmusters, welches über absteigende Nervenbahnen zum Rückenmark gesendet wird. Über afferente Nervenbahnen erhält das Kleinhirn Informationen aus der Peripherie. Nimmt Abgleichung der Informationen vor. Liefert alle 10 20 ms Informationen über den Thalamus an den Kortex. Im Kortex erfolgen dann ggfs. Korrekturen der Output Signale. NEUROPHYSIOLOGISCHE ASPEKTE Kleinhirns regelt zudem: Gleichgewicht, Koordination von Stütz- und Zielmotorik, Muskeltonus, Räumlich-zeitliche Programmierung beabsichtigter Bewegungen. NEUROPHYSIOLOGISCHE ASPEKTE Basalganglien: Neuronenanhäufungen (sog. Kerne) im Zwischen- und Endhirn. Empfangen Afferenzen aus dem gesamten Kortex. Sind zuständig für: Ablauf präziser Bewegungsabläufe, Ablauf automatisierter Bewegungsabläufe. NEUROPHYSIOLOGISCHE ASPEKTE Stammhirn: Steuerung lebenswichtiger Funktionen (Atmung / Kreislauf / Herztätigkeit), Vielfältige Aufgaben im Bereich der Koordination. NEUROPHYSIOLOGISCHE ASPEKTE Stammhirn: Formatio reticularis: Erhält von allen Sinnesorganen Zuleitungen Wichtigstes Steuerungs- und Kontrollinstrument für die Stützmotorik Filtert Informationen aus der Körperperipherie Beeinflusst die Aufnahmebereitschaft der Hirnrinde (aufmerksamkeitsregulierende Funktion). NEUROPHYSIOLOGISCHE ASPEKTE Rückenmark (spinale Ebene): Ankommende Innervationsmuster (supraspinal) werden mit den aus der Peripherie kommenden Zustandsmeldungen abgeglichen. Zwischenneurone filtern, verstärken oder dämpfen diese Signale. Alpha-Motoneuron leitet das überarbeitete Signal an Muskel weiter. 4
NEUROPHYSIOLOGISCHE ASPEKTE Analysatoren für die Bewegungskoordination: Kinästhetischer Analysator, Taktiler Analysator, Vestibularanalysator, Optischer Analysator, Akustischer Analysator. LERNEN Speicherung von Informationen im Gehirn geschieht anscheinend durch: Änderungen bzw. Anpassungen im Bereich der Neurotransmitter, Synapsen und Interneurone. Verlagerung von Regulationsprozessen aus kortikalen Strukturen auf subkortikale Bereiche. Bei Lernprozessen sind andere Hirnareale aktiv als bei der Ausführung einer bereits beherrschten Bewegung. LERNEN Frage: Wie sind mehr als 500 Skelettmuskeln des menschlichen Körpers, die an mehr als 200 Knochen ansetzen und dabei zu Bewegungen in über 100 Gelenken führen können, von ca. 100 Milliarden Neuronen des Nervensystems zu koordinieren? HANDLUNGSTHEORETISCHE ASPEKTE DER BEWEGUNGSKOORDINATION HANDLUNGSTHEORETISCHE ASPEKTE Aufeinander Aufbauende Systemebenen: Physikalische Verhaltensdisposition, Biologische Verhaltensdisposition, Psychische Verhaltensdisposition, Soziale Verhaltensdisposition. HANDLUNGSTHEORETISCHE ASPEKTE 5
ZEITLICHE STRUKTUR DER HANDLUNG Handlungsphasen: Antizipationsphase, Realisationsphase, Interpretationsphase. ZEITLICHE STRUKTUR DER HANDLUNG Antizipationsphase: Bewegungen werden vorbereitet und geplant, Erfassen der Bewegungsaufgabe und damit des Handlungsziels, Abschätzen möglicher Handlungsfolgen, Einschätzen der Erfolgswahrscheinlichkeit unter Berücksichtigung der einzusetzenden Mittel und des erforderlichen Anstrengungsgrades, Entwerfen eine Handlungsplans, Festlegung der Auslösebedingungen für den Bewegungsbeginn, Festlegung des Gütemaßstabs für die Handlungsbewertung. ZEITLICHE STRUKTUR DER HANDLUNG Realisationsphase: Umsetzung des Handlungsplans, Durchsetzung der verfolgten Intentionen, Abschirmung gegenüber Störungen und Ablenkungen. ZEITLICHE STRUKTUR DER HANDLUNG Interpretationsphase: Ergebnisse und Folgen der Handlung werden wahrgenommen und subjektiv bewertet. Schnelle und genaue Festlegung des Handlungsresultates und der Konsequenzen. Ursachenanalyse (Erklärung) für den Handlungsverlauf. Einschätzung des Selbst- und Fremdverantwortlichkeit. ZEITLICHE STRUKTUR DER HANDLUNG DEFINITIONEN Koordinative Fähigkeiten Koordinative Fähigkeiten stellen weitgehend gefestigte und generalisierte Verlaufsqualitäten für Bewegungsorganisations- und Regulationsprozesse dar und sind Leistungsvoraussetzungen zur Bewältigung unterschiedlicher Bewegungen mit dominant koordinativen Anforderungen. (vgl. Neumaier 2006, S.81) 6
DEFINITIONEN Motorische Fertigkeiten Die motorischen Fertigkeiten bezeichnen speziell erworbene und gespeicherte dispositionelle Eigenschaften im Sinne von relativ stabilen motorischen Handlungen bzw. von automatisierten Komponenten, Teilhandlungen bzw. Operationen. Es handelt sich also um den konkreten, individuellen koordinativen Aneignungsgrad bestimmter motorischer Handlungen oder Handlungskombinationen. (vgl. Hirtz 1994, S.127) DEFINITIONEN Fähigkeiten und Fertigkeiten verbessern sich gewissermaßen in einem gemeinsamen Aufschauklungsprozess. (Neumaier 2006, S.83) DEFINITIONEN Leistungsvoraussetzungen Die personenbezogenen Einflußgrößen auf die motorische Handlungsfähigkeit, die bei der Bewegungskoordination die Prozesse der Informationsaufnahme und verarbeitung, der Bewegungsprogrammierung und kontrolle bestimmen, werden zusammenfassend als koordinative Leistungsvoraussetzungen bezeichnet. (vgl. Neumaier 2006, S.84) STRUKTURMODELL Druckbedingungen Präzisionsdruck STRUKTURMODELL Druckbedingungen Zeitdruck Verfügbare Bewegungszeit, Schnelligkeitsanforderungen, Reaktionsschnelligkeit. STRUKTURMODELL Druckbedingungen 7
STRUKTURMODELL Druckbedingungen STRUKTURMODELL Druckbedingungen PLANUNG DES KOORDINATIONSTRAININGS VARIATIONSPRINZIP Bewegungsziele und Funktionen: Variation des zu erreichenden Bewegungsziels. Variation der Bewegungsmerkmale: Dynamik der Gesamtbewegung, Räumliche Abwandlung einzelner Bewegungsteile Veränderung der Bewegungsstruktur (Weglassen bzw. hinzunehmen von Bewegungsteilen). VARIATIONSPRINZIP Physikalisch-biomechanische Bedingungen: Variation der Masse / Massenverteilung: Zusatzgewicht, Gewichtsreduktion, Bekleidung. Material- und Geräteeigenschaften (Schläger, Diskus, Ball, Ski etc.). Umweltbedingungen: Bodenbeschaffenheit, Witterung, Geländeprofil etc. VARIATIONSPRINZIP Bedingungen der sportlichen Auseinandersetzung und Kooperationsbedingungen: Aktionsraum, Erlaubter / geforderter Körperkontakt, Zeitliche Realisationsbedingungen (zeitgleich, vor/nach einander), Umfeld (z.b. Zahl der Gegner), Verhalten mitwirkender Personen. 8
VARIATIONSPRINZIP Besondere energetische Bedingungen: Belastungsdauer, Krafteinsatz. Besondere psychologische Bedingungen: Soziale Stressoren (Verhalten von Trainer, Zuschauer etc.). Psycho-physische Befindlichkeit (Ermüdungseinflüsse). Informationsbedingungen: Gesichtsfeldeinschränkungen, Ohrstopfen / zusätzlicher Lärm, Tragen von Handschuhen. Vestibulärer Vorbelastungen etc. VARIATIONSPRINZIP Informationsbedingungen: Kinästhetische Informationsanforderungen, Taktile Informationsanforderungen, Optische Informationsanforderungen, Akustische Informationsanforderungen, Gleichgewichtsanforderungen. Manipulationsformen: Gesichtsfeldeinschränkungen, Ohrstopfen / zusätzlicher Lärm, Tragen von Handschuhen, Vestibulärer Vorbelastungen etc. DEFINITION Die Koordinativen Fähigkeiten Synonym: Gewandtheit sind Fähigkeiten, die primär koordinativ, d.h. durch die Prozesse der Bewegungssteuerung und regelung bestimmt werden. Sie befähigen den Sportler motorische Aktionen in vorhersehbaren (Stereotyp) und unvorhersehbaren (Anpassung) Situationen sicher und ökonomisch zu beherrschen und sportliche Bewegungen relativ schnell zu erlernen. TRAINIERBARKEIT DER KOORDINATIVEN FÄHIGKEITEN Erhält zwischen dem siebten Lebensjahr und dem Eintritt in die Pubertät ihren größten Entwicklungsschub.??? In dieser Zeit ist eine schnelle Reifung des ZNS zu beobachten.??? Verbesserung der Informationsverarbeitung.??? Rechtzeitige Schulung ist von elementarer Bedeutung für den späteren Entwicklungsgrad.!!! KOMPONENTEN DER KOORDINATIVEN FÄHIGKEITEN Motorische Anpassungs- und Umstellungsfähigkeit Fähigkeit, während des Handlungsvollzuges auf Grund wahrgenommener oder vorausgenommener Situationsveränderungen das Handlungsprogramm den neuen Gegebenheiten anzupassen oder die Handlung auf völlig andere Weise fortzuführen. KOMPONENTEN DER KOORDINATIVEN FÄHIGKEITEN Differenzierungs- und Steuerungsfähigkeit Fähigkeit zum Erreichen einer hohen Feinabstimmung einzelner Bewegungsphasen und Teilkörperbewegungen, die in großer Bewegungsgenauigkeit und Bewegungsökonomie zum Ausdruck kommen.?? 9
KOMPONENTEN DER KOORDINATIVEN FÄHIGKEITEN Reaktionsfähigkeit Fähigkeit zur schnellen Einleitung und Ausführung zweckmäßiger kurzzeitiger motorischer Aktionen auf ein Signal. Dabei kommt es darauf an, zum zweckmäßigen Zeitpunkt und mit einer aufgabenadäquaten Geschwindigkeit zu reagieren, wobei meistens das maximal schnelle reagieren das Optimum ist.? KOMPONENTEN DER KOORDINATIVEN FÄHIGKEITEN KOMPONENTEN DER KOORDINATIVEN FÄHIGKEITEN Orientierungsfähigkeit Fähigkeit zur Bestimmung und Veränderung der Lage und Bewegung des Körpers in Raum und Zeit, bezogen auf ein definiertes Aktionsfeld und/oder ein sich bewegendes Objekt. Gleichgewichtsfähigkeit Fähigkeit, den gesamten Körper im Gleichgewichtszustand zu halten oder während und nach umfangreichen Körperverlagerungen diesen Zustand beizubehalten bzw. wiederherzustellen.? KOMPONENTEN DER KOORDINATIVEN FÄHIGKEITEN Rhythmisierungsfähigkeit Fähigkeit, einen von außen vorgegebenen Rhythmus zu erfassen und motorisch zu reproduzieren sowie den verinnerlichten, in der eigenen Vorstellung existierenden Rhythmus einer Bewegung in der eigenen Bewegungstätigkeit zu realisieren. Kombinations- bzw. Kopplungsfähigkeit Fähigkeit, Teilkörperbewegungen untereinander und in Beziehung zu der auf ein bestimmtes Handlungsziel gerichteten Gesamtkörperbewegung zweckmäßig zu koordinieren.? KOMPONENTEN DER KOORDINATIVEN FÄHIGKEITEN Aus der Vielzahl von Komponenten lassen sich drei Grundfähigkeiten ableiten: Motorische Steuerungsfähigkeit, Motorische Anpassungs- und Umstellungsfähigkeit, Motorische Lernfähigkeit. BEWEGLICHKEIT DEFINITION UND STRUKTUR??? Sport and Exercise Sciences 10
BEWEGLICHKEIT Gebräuchliche Synonyme: Gelenkigkeit Dehnfähigkeit Flexibilität Gelenksbeweglichkeit Biegsamkeit Beweglichkeitsamplitude DEFINITION Die Beweglichkeit ist die Fähigkeit und die Eigenschaft des Sportlers, Bewegungen mit großer Schwingungsweite selbst oder unter dem unterstützenden Einfluss äußerer Kräfte in einem oder in mehreren Gelenken ausführen zu können. (Weineck 1994) DEFINITION Die Beweglichkeit wird wesentlich durch zwei Komponenten bestimmt: Dehnfähigkeit (Eigenschaft von Muskeln, Bändern, Sehnen und Gelenkkapseln, Längenveränderungen zu tolerieren), Gelenkigkeit (beschreibt die durch die Struktur knöcherner Verbindungen ermöglichte Bewegungsamplitude). ZUGESCHRIEBENE EFFEKTE Eine gut ausgeprägte Beweglichkeit soll: Verletzungsprophylaxe: Die Gefahr von Verletzungen der Muskeln, Sehnen, Bänder und Gelenkkapseln bei hohen Beanspruchungen verhindern. Muskuläre Dysbalancen als Folge hoher einseitiger Belastungen vermeiden helfen oder bestehende Dysfunktionalitäten abbauen. Regeneration: Nach intensiven Trainings- und Wettkampfbelastungen den erhöhten Muskeltonus senken und zur allgemeinen psychischen Entspannung beitragen. ZUGESCHRIEBENE EFFEKTE Eine gut ausgeprägte Beweglichkeit soll: Aufwärmen: Durch die Herabsetzung der inneren Reibung in der Muskulatur, den Ausnutzungsgrad der muskulären Leistungsfähigkeit bei Kraft-, Schnelligkeitsund Ausdauerleistungen erhöhen. Motorisches Lernen: Das Erlernen neuartiger Bewegungen erleichtern. AKTIVE / PASSIVE BEWEGLICHKEIT Die aktive Beweglichkeit bezeichnet die maximale Bewegungsamplitude, die in einem Gelenk durch die Kraftentwicklung der Muskulatur und der resultierenden Dehnung der (möglichst entspannten) antagonistischen Muskulatur erreichbar ist. Von passiver Beweglichkeit spricht man, wenn die Amplitude der Bewegung durch die Einwirkung zusätzlicher äußerer Kräfte (z.b. Schwerkraft oder Partnerhilfe) ermöglicht wird. Die passive ist immer größer als die aktive Beweglichkeit. 11
STATISCHE BEWEGLICHKEIT Unter statischer Beweglichkeit wird diejenige Gelenkwinkelstellung verstanden, die über mehrere Sekunden bis zu einer Minute gehalten werden kann. DYNAMISCHE BEWEGLICHKEIT Die dynamische Beweglichkeit beschreibt die maximale Bewegungsamplitude, die einmalig durch Nachfedern oder aus einer schwunghaften Bewegung heraus erreicht wird (die dynamische Beweglichkeit ist stets größer als die statische Beweglichkeit). ALLGEMEINE BEWEGLICHKEIT Als allgemeine Beweglichkeit wird das normale physiologische Bewegungsausmaß in den drei großen Gelenksystemen des Körpers (Schultergelenk, Wirbelsäule, Hüftgelenk) bezeichnet. SPEZIFISCHE BEWEGLICHKEIT Disziplinbezogene und an sportartspezifischen Techniken ausgerichtete Beweglichkeitsanforderungen bestimmen das Maß der im Training zu entwickelnden spezifischen Beweglichkeit. NORMALE BEWEGLICHKEIT Als normale Beweglichkeit wird der durch die sog. anatomische Bewegungsgrenze limitierte maximale Bewegungsausschlag bei passiven Bewegungen und die durch die sog. physiologische Bewegungsgrenze er-reichbare Amplitude der aktiven Bewegung bezeichnet. HYPERMOBILITÄT Eine deutlich über das normale, physiologisch unbedenkliche Maß hinausgehende Beweglichkeit wird als Hypermobilität bezeichnet. Mögliche Ursachen: Genetisch bedingte Bindegewebsschwäche, Fehl- und Überlastung. In manchen Sportarten muss eine lokale, d.h. einzelne Gelenke betreffende Hypermobilität als unverzichtbare Voraussetzung für das erreichen von sportlichen Höchstleistungen angesehen werden (z.b. rhythmische Sportgymnastik). 12
HYPOMOBILITÄT Eine stark eingeschränkte Beweglichkeit in einem oder mehreren Gelenken kennzeichnet die sog. Hypomobilität. VERKÜRZUNG Muskelverkürzungen sind strukturelle Längenverluste in den Muskeln, die mit einer Abnahme der Sarkomerzahl einhergehen und die physiologischen Raumbewegungen (Amplituden) einschränken. (Gisler 1998) VERKÜRZUNG Bewegungsverhalten führt zu einem Fehlen adäquater Längenreize für eine Vielzahl von Muskeln Fehlhaltungen. Besonders betroffen sind hiervon: M. trapezius M. levator scapulae M. pectoralis major M. iliopsoas Mm. ischiocrurales M. rectus femoris Mm. adductores M. triceps surae BEWEGLICHKEIT UND MUSKULÄRE DYSBALANCEN Ungleichgewicht bzgl. Dehn- und Kraftfähigkeiten zwischen einem Muskel und seinem Antagonisten wird als muskuläre Dysbalance bezeichnet. Ursachen: lokale Fehl- oder Überlastung, Verletzung, fehlerhaftes Training (z.b. schlecht koordinierte Bewegungen), langfristige Zwangshaltungen. BEWEGLICHKEIT UND MUSKULÄRE DYSBALANCEN Mit einem ausgeprägten muskulären Ungleichgewicht werden in Verbindung gebracht: Verminderung der Bewegungsqualität. Haltungsinsuffizienz. Veränderung der Belastungsverteilung in den Gelenken. Erhöhte Anfälligkeit für Verspannungen. Verminderte Belastbarkeit / geringere Leistungsfähigkeit. Häufigeres Auftreten von Überlastungssyndromen. Erhöhte Verletzungsanfälligkeit. BEWEGLICHKEIT UND MUSKULÄRE DYSBALANCEN Mögliche Folgen: Eingeschränkte Stoffwechselversorgung der Muskulatur. Unphysiologische Druckbelastungen auf Gelenke durch eingeschränkte Beweglichkeit: Hohe und chronische Druckbelastung auf kleinen Gelenkflächen. Gelenkstoffwechsel wird beeinträchtigt. erhöhtes Arthroserisiko! 13
EINFLUSSFAKTOREN AUF DIE BEWEGLICHKEIT LEISTUNGSBEEINFLUSSENDE FAKTOREN Geschlecht: Höhere allgemein Beweglichkeitsleistung beim weiblichen Geschlecht. Höhere Östrogenspiegel der Frau bewirkt hierbei: Höherer prozentuale Fettanteil bei vermindertem Muskelanteil. Vermehrte Flüssigkeitsspeicherung. Geringere Gewebsdichte größere Dehnfähigkeit der Gewebsstrukturen. Vergleichbare Trainierbarkeit. Sport and Exercise Sciences LEISTUNGSBEEINFLUSSENDE FAKTOREN AKUTE LEISTUNGSBEEINFLUSSENDE FAKTOREN Erwärmung Ermüdung Psyche Thienes 2000, S.61 VERHALTEN DES MUSKELS BEI DEHNUNG ANATOMISCHE EINFLUSSFAKTOREN Knochen Gelenke Sehnen (weisen mit einer Zugfestigkeit von 40-60 N/mm 2 eine höhere Zugfestigkeit als Aluminium auf (20-40 N/mm 2 ) Bänder: Schwach durchblutete Bindegewebsstränge. Dienen hauptsächlich der Stabilisierung von Gelenken. Je nach Funktion unterscheidet man Verstärkungs-, Führungs- und Hemmungsbänder. Sport and Exercise Sciences 14
PARALLEL- UND SERIENELASTISCHE ELEMENTE Alter 1996, S.73 DEHNFÄHIGKEIT DES GEWEBES Der Muskel (in vivo) kann bis zu 160% seiner Ausgangslänge gedehnt werden. Bei diesem Dehnungszustand kommt es zu keiner Überlappung der Aktin- und Myosinfilamente. Ein Muskel- oder Muskelfaserpräparat (in vitro) lässt sich bis zu 200% dehnen, bevor es zerreißt. Sehnen sind nur geringfügig dehnbar (7-8%). VERHALTEN UNTER DEHNUNG VERHALTEN UNTER DEHNUNG VERHALTEN UNTER DEHNUNG Sehne (andauernde Dehnung): Die stark ansteigende Sehnenspannung nimmt mit zunehmender Dauer wieder ab (Phänomen: längenkonstante Relaxation). Werden die kollagenen Strukturen der Sehne langsam gedehnt und dann einige Zeit unter konstanter Spannung gehalten, werden diese länger bildet sich nur sehr langsam zurück (creeping-phänomen). 15
Schönthaler & Ohlendorf 2000 S.54 Schönthaler & Ohlendorf 2000 S.57 LANGFRISTIGE ANPASSUNGEN LANGFRISTIGE ANPASSUNGEN Wirkung auf die Skelettmuskulatur noch in großen Teilen unklar. Anlagerung von Sarkomeren (?). Sport and Exercise Sciences ANPASSUNGEN ANPASSUNGEN AN INTENSIVE BELASTUNGEN Belastung scheint akut zu einer Reduktion der Kollagen-Synthese zu führen, die dann jedoch in den darauf folgenden Tagen rapide ansteigt (Langberg et al. 1999). Metabolische Aktivität in Sehnen (erhöhte Kollagen- Protein-Synthese) wird durch Belastung angeregt (Heinemeier et al. 2007a, 2007b; Langberg et al. 1999, 2000; Miller et al. 2005). 16
ANPASSUNGEN AN INTENSIVE BELASTUNGEN Durch Training werden Bindegewebsstrukturen dicker und stabiler (Tabary et al. 1972). Größere CSA der Achilles-Sehne bei Ausdauersportlern (Rosager et al. 2002; Magnusson & Kjaer 2003; Kongsgaard et al. 2005). Proportionale Veränderung des nicht-kontraktilen Gewebes bei Hypertrophie des Skelettmuskels (MacDougall et al. 1984; Seynnes et al. 2009). ANPASSUNGEN AN INTENSIVE BELASTUNGEN Zunahme der Eiweißsynthese als Folge muskulärer Dehnung wurden sowohl in vivo (Booth & Seider 1979; Goldspink et al. 1983; Goldspink & Goldspink 1986) als auch in vitro (Goldspink 1977) beobachtet. Reaktionen lassen sich tierexperimentell schon 6 Stunden nach Beginn einer Dehnung von normal innervierten ebenso wie von denervierten Muskeln zeigen. ANPASSUNGEN AN INTENSIVE BELASTUNGEN Zunahme des Endomysiums wie des Perimysiums nach Ruhigstellung Effekt setzt bereits nach ein bis zwei Tagen ein (Williams & Goldspink 1984). Im Verlängerten Muskel steigt absolute Kollagenmenge an (Goldspink 1992). (Klee & Wiemann 2005, S.51) (Gisler 1998, S.37) Zunahme der Muskellänge / Sarkomerzahl (Butterfield & Herzog 2005, 2006; Goldspink & Harridge 2003; Tabary et al. 1972; Williams 1990; Williams et al. 1986; Williams & Goldspink 1971, 1973, 1978) (Klee 2003, S.49) 17
KRAFT / MUSKELMASSE Muskelfaserhypertrophie im Tierexperiment (Alway 1994; Antonio & Gonyea 1993; Goldspink et al. 1995; Yang et al. 1997). Kraftzuwachs durch Beweglichkeitstraining (Handel et al. 1997; Wiemann & Jöllenbeck 1989; Worrel et al. 1994). Gesteigerte Proteinsynthese (Goldspink 1997). Hormonelle Reaktion besonders IGF-1-Isoformen (Goldspink 1995, 2005; Goldspink et al. 2002; Yang et al. 2005). METHODISCHE PROBLEME Meist nur biomechanische Daten. Neuronale Anpassungen. Muskelpräparat vs. arthromuskuläres System: Kompletter Muskel. Mehrere Muskeln. Veränderungen im Bindegewebe (Epi-, Peri- und Endomysium) Rolle parallelelastischer Elemente bei der Spannungsübertragung (z.b. Rolle des Desmins; Muskelfaserverlauf). METHODEN DES BEWEGLICHKEITSTRAININGS Sport and Exercise Sciences ZIELE DES BEWEGLICHKEITSTRAININGS Erweiterung / Erhaltung der maximalen Bewegungsamplitude (Dehnfähigkeit). Mobilisation der Gelenke (Gelenkigkeit). Steigerung komplexer sportmotorischer Leistungen. Verletzungsprophylaxe (?) Regenerationsbeschleunigung (?) Aufwärmen: Beeinflussung der aktuellen Stoffwechsellage im Gelenk. Reduktion der muskulären Dehnungsspannung. Aufwärmen FUNKTION Regeneration FUNKTION Vergrößerung der Bewegungsamplitude in einem oder mehreren Gelenken als konditionelle Voraussetzung in einer Sportart. 18
FUNKTION Verletzungsprophylaktische Wirkung: Fehlhaltungen mit Langzeitfolgen. FUNKTION Verletzungsprophylaktische Wirkung: Schutz vor akuten Verletzungen. METHODEN DER MUSKELVERLÄNGERUNG Funktionelle Entspannung ( Herabsetzen des Muskeltonus). Strukturelle Veränderung ( Dehnfähigkeit). Mobilisation ( Gelenkigkeit). FUNKTIONELLE ENTSPANNUNG Ziele: Zurückführung verspannter Muskeln in einen physiologischen Grundtonus. Strukturelle Längenveränderung (gering). Verbesserung der Stoffwechsellage. Reduktion erhöhter neuromuskulärer Aktivität. Verbesserung der Regeneration nach Belastung. Prophylaxe bzgl. Verspannungen und Verkürzungen. FUNKTIONELLE ENTSPANNUNG Durchführungsempfehlungen: Aktiv und passiv statisches Dehnen zu empfehlen. Zugwirkung muss am richtigen Ort ankommen. Beteiligte passive Strukturen sollten möglichst geschont werden. Liegende Haltung ist zu bevorzugen ( Entspannung). Ruhige, gleichmäßige Bewegungen. Das Auftreten von Dehnreflexen oder einer Schmerzhemmung ist zu vermeiden. Ruhige Atmung. FUNKTIONELLE ENTSPANNUNG Durchführungsbeispiel: 10 15 sec. (evtl. 20 30 sec.) halten. Bei prophylaktischer Anwendung 2 4 mal pro Woche. Bei Problemzonen 1 3 mal täglich. Mögliche Beseitigung verspannungsbedingte Schmerzen innerhalb von 2 6 Wochen. 19
MOBILISATION Zu Mobilisationsverlust führen: Operative Eingriffe im Gelenk mit konsekutiven Verklebungen der Kapselgewebe. Chronische Gelenkentzündungen. Überlastung mit der Folge von Kapselverletzungen und anschließender Vernarbung der Strukturen. Unterbelastung (Inaktivität; Immobilität). MOBILISATION Ziele: Prophylaxe (Schutz vor Verspannungen und Bewegungseinschränkungen). Vergrößerung eines pathologisch eingeschränkten Bewegungsspielraums (z.b. traumatisch bedingte Mobilisationsverluste). Anregung der Durchblutung und des Stoffwechsels in Muskel und Gelenken. MOBILISATION Durchführungsbeispiel: Geringe Intensität ( funktionelle Entspannung). Das Auftreten von Dehnreflexen oder einer Schmerzhemmung ist zu vermeiden. 10 20 Wiederholungen in 3 Sätzen. Belastungshäufigkeit: 3 mal pro Woche bis täglich (bei starken Verspannungen sogar mehrmals pro Tag). METHODEN DER MUSKELVERLÄNGERUNG Belastungsnormativa: Reizintensität; Reizdauer; Reizhäufigkeit; Reizdichte; Reizform. STRETCHINGTECHNIKEN PNF-Methoden (propriozeptive-neuromuskuläre Fazilitation): Anspannungs-Entspannungs-Dehnen unter Ausnutzung der reziproken Hemmung: Wenn der Dehnung eines Muskels die maximale isometrische Kontraktion seines Antagonisten vorausgeht, wird durch Auslösung der reziproken Hemmung eine Entspannung des Zielmuskels bewirkt. Die der Antagonistenkontraktion folgende Entspannung des Zielmuskels soll dann eine stärkere Dehnung ermöglichen. 20
STRETCHINGTECHNIKEN PNF-Methoden (propriozeptive-neuromuskuläre Fazilitation) Anspannungs-Entspannungs-Dehnen unter Ausnutzung der Eigenhemmung: Synonyme: postisometrisches Dehnen / CRS-Methode (contract-relax-stretch / CR-stretch); Maximale isometrische Kontraktion des Antagonisten geht der Dehnung voraus. Durch den Spannungsreiz auf die Sehne löst das Golgi- Sehnenorgan die autogene Hemmung aus kurzzeitige reflektorische Entspannung des Muskels. (Klee & Wiemann 2005, S.56) (Klee 2003, S.153) (Klee 2003, S.154) (Klee 2003, S.155) (Klee 2003, S.156) 21
AUSDAUER DEFINITION Ausdauer ist charakterisiert durch die Fähigkeit, eine gegebene Leistung über einen möglichst langen Zeitraum durchhalten zu können. Somit ist Ausdauer identisch mit Ermüdungswiderstandsfähigkeit. (Hollmann / Hettinger 2000). Sport and Exercise Sciences DEFINITION Physische Ausdauer: Ermüdungswiderstandsfähigkeit des gesamten Organismus bzw. einzelner Teilsysteme. Psychische Ausdauer: Fähigkeit des Sportlers einem Reiz, der zum Abbruch einer Belastung auffordert, möglichst lange widerstehen zu können. DEFINITION Unter Ausdauer wird allgemein die psycho-physische Ermüdungswiderstandsfähigkeit des Sportlers verstanden. Biologisch gesehen basiert die Ausdauer auf der metabolischen Kapazität der Arbeitsmuskulatur und der Transportkapazität des Blutkreislaufsystems. LEISTUNGSBESTIMMENDE FAKTOREN Sauerstoffaufnahmefähigkeit Atmungssystem Herz Bluttransportkapazität Kapazität der Enzyme des aeroben und anaeroben Stoffwechsels (Muskelfaserzusammensetzung) Größe der Glykogendepots. Technikökonomie Flexibilität Kraft Psyche Es besteht eine ausgeprägte Divergenz zwischen dem, was physiologisch möglich ist, und dem was psychologisch toleriert wird (Shephard 1993) Kayser, B. (2003). European Journal of Applied Physiology 90, S.413 22
PSYCHOLOGISCHE FAKTOREN It remains clear that a combination of genetic talent and a lot of training leads to a high VO 2 max, but in competition the difference between a winner and a loser may indeed be not so much in differences in VO 2 max but rather in how big a safety margin the CNS imposes in order for the organism to stay clear of serious damage. Perhaps Kenyan long distance runners do so well because they are able to push the limits imposed by the CNS closer to the danger zone, which would explain there edge over other long distance runners who have otherwise quite similar physiological characteristics. Kayser, B. (2003). European Journal of Applied Physiology 90, S.418 LEISTUNGSBESTIMMENDE FAKTOREN Anthropometrische Merkmale: optimale Körperhöhe optimale Hebelverhältnisse optimales Körpergewicht Technik Talent Ausdauerleistung Anthropometrie / Alter / Geschlecht Exogene Faktoren STRUKTUR Unter dem Aspekt der muskulären Energiebereitstellung unterscheidet man aerobe und anaerobe Ausdauer. Kritik: in der Sportpraxis sind immer Mischformen der Energiebereitstellung gegeben. Regenerationsund Entspannungsfähigkeit Taktisch-kognitive Fähigkeiten Psyche Konditionelle Fähigkeiten Gesundheitszustand STRUKTUR Unter dem Aspekt der Arbeitsform unterscheidet man in statische und dynamische Ausdauer (Bewe-gungsbzw. Haltearbeit). Unter dem Aspekt des Anteils der beteiligten Muskulatur unterscheidet man allgemeine (Grundlagenausdauer) und lokale Ausdauer: 1/6 bis 1/7 der Gesamtmuskulatur. Herz-Kreislauf-Atmungssystem und periphere Sauerstoffausnutzung limitierend. 23
ALLGEMEINE UND SPEZIELLE AUSDAUER Die allgemeine Ausdauer stellt hier die sportartunabhängige Form der Ausdauer (Grundlagenausdauer) dar. Unter spezieller Ausdauer wird die für eine Sportart charakteristische (spezifische) Art der Ausdauer verstanden. AUFGABEN DER SPEZIELLEN AUSDAUER Das Training der speziellen Ausdauer muß folgende Aufgaben erfüllen : Entwicklung der primär benötigten Stoffwechselsysteme. Entwicklung des Renntempos. Variieren des Renntempos im Wettkampf (Renntaktik). Psyche (Ertragen der Wettkampfdauer in hohem Tempo). Koordination / Ökonomisierung der Technik. Die Leistungen in die äußeren Wettkampfbedingungen (Streckenprofile u.a.) umsetzen zu lernen. KURZ-, MITTEL- UND LANGZEIT- AUSDAUER Kurzzeitausdauer (KZA): 35 120 Sekunden Hoher anaerober Anteil an der Energiebereitstellung. Mittelzeitausdauer (MZA): 2 10 Minuten Energiebereitstellung erfolgt zunehmend auf aerobem Weg. Langzeitausdauer (LZA): > 10 Minuten Energiegewinnung weitestgehend aerobe. KURZ-, MITTEL- UND LANGZEIT- AUSDAUER LZA I 10 35 Minuten LZA II 35 90 Minuten LZA III 90 360 Minuten LZA IV über 360 Minuten Neumann, Pfützner & Berbalk 2001 24
ERMÜDUNG Sport and Exercise Sciences Wilmore & Costill 2004, S.149 Wilmore & Costill 2004, S.149 25
Wilmore & Costill 2004, S.91 Neumann, Pfützner & Berbalk 2001 ANPASSUNGEN WICHTIGE ADAPTATIONEN Atmung Sauerstofftransport Herzleistung Kapillarisierung Enzymsystem Aktiver Bewegungsapparat Passiver Bewegungsapparat Sport and Exercise Sciences 26
KENNGRÖßEN DER HERZFUNKTION Herzschlagfrequenz Herzschlagvolumen Herzminutenvolumen MAXIMALE HERZFREQUENZ Einflussfaktoren: Altersabhängig Motivation Die während eines Ausdauertests gemessene maximale Herzfrequenz ist zudem vom Ermüdungsgrad abhängig. BELASTUNGSHERZFREQUENZ Abhängig von: Alter Trainingszustand involvierte Muskelmasse Umgebungstemperatur Ermüdungsgrad Körperhaltung Biorhythmus HERZFREQUENZ Mögliche weitere Einflussfaktoren auf die Herzfrequenz in Ruhe und unter Belastung: Flachland / Höhe Stress Schlafmangel Ernährung Dehydration Übertraining Krankheit 27
MAXIMALE HERZFREQUENZ Formeln: maximale Hf (1): 220 Lebensalter maximale Hf (2): 210 ½ Lebensalter maximale Hf (3): 220 Lebensalter ± 10% (Åstrand 1993; Bärtsch 2004) maximale Hf (4): 220 Lebensalter ± 15 (Hagerman 2004) MAXIMALE HERZFREQUENZ Hf bei einer Intensität von 70 Prozent (Beispiel für einen 40 Jährigen): maximale Hf (1): 180 126 maximale Hf (2): 190 133 maximale Hf (3): 162 198 113 139 maximale Hf (4): 165 195 115-137 MAXIMALE HERZFREQUENZ Die maximale Herzfrequenz ist von der Art der Belastung abhängig: Hf max Radfahren = Hf max Schwimmen + 10 Hf max Laufen = Hf max Radfahren + 15 Hf max Laufen = Hf max Schwimmen + 25 TRAININGSHERZFREQUENZ Formeln: Trainings-Hf (1): 180 Lebensalter Trainings-Hf (2): 180 Lebensalter (minus weitere 5 Herzschläge pro Lebensjahrzehnt jenseits der dritten Dekade) Trainings-Hf (3): 170 Lebensalter 180 Lebensalter bei biologisch jüngeren und trainierten Personen obere Trainings-Hf (4): 200 Lebensalter opt. Trainings-Hf (5): 170 ½ Lebensalter ± 10/min (gültig bis 60.Lebensjahr) TRAININGSHERZFREQUENZ Formel: Hf nach Karvonen: maximale Hf Ruheherzfrequenz = Hf-Reserve Intensität = % x Hf-Reserve + Ruheherzfrequenz TRAININGSHERZFREQUENZ 40 Jahre 50 Jahre 60 Jahre maximale Hf (1) 180 170 160 maximale Hf (3) 162 198 153 187 144 174 Trainings-Hf (1) 140 130 120 Trainings-Hf (2) 135 120 105 Trainings-Hf (3) 130 140 120 130 110 120 obere Trainings-Hf 160 150 140 optimale Trainings-Hf 150 ± 10 145 ± 10 140 ± 10 28
Neumann, Pfützner & Berbalk 2001 Neumann, Pfützner & Berbalk 2001 29
Neumann, Pfützner & Berbalk 2001 Neumann, Pfützner & Berbalk 2001 Neumann, Pfützner & Berbalk 2001 Neumann, Pfützner & Berbalk 2001 Neumann, Pfützner & Berbalk 2001 30
SEHNEN / KNOCHEN Bei Ratten führte ein intensives Ausdauertraining zu einer Hypertrophie der Achillessehne, ein moderates jedoch nicht (Sommer 1987) Intensität der Belastung scheint demnach eine Rolle zu spielen (Birch et al. 1999). Bei Läufern (> 80 km/wo.) 22% dickere Achilles- Sehnen gefunden als bei Nicht-Läufern (Rosager et al. 2002). SEHNEN / KNOCHEN Größere CSA der Achilles-Sehne bei Ausdauersportlern (Rosager et al. 2002; Magnusson & Kjaer 2003; Kongsgaard et al. 2005). Ein neunmonatiges Training reicht nicht, um die CSA der Achillessehne zu vergrößern (Hansen et al. 2003). SEHNEN / KNOCHEN BMD der lumbalen Wirbelsäule bei Läufern und Untrainierten gleich, distale Femur und proximale Tibia tendenziell höher (Chilibeck, Sale & Weber 1995). Bei älteren Läufern mit vielen Trainingsjahren auch lumbaler Bereich mit höherem BMD als bei Untrainierten (Chilibeck, Sale & Weber 1995). SEHNEN / KNOCHEN Höherer BMD bei Gewichtheberinnen im Vergleich zu Ausdauersportlerinnen bzw. Untrainierten (Chilibeck, Sale & Weber 1995). Krafttrainierte männliche Sportler haben höheren BMD als Läufer und Schwimmer bzw. Untrainierte (Chilibeck, Sale & Weber 1995). SEHNEN / KNOCHEN Sehr hohe Laufvolumina (ca. 150 km/woche) können bei Männern einen negativen Effekt auf BMD haben (ähnliche Ergebnisse bei Frauen); (Chilibeck, Sale & Weber 1995). Sportliche Aktivität mit hohem Volumen kann bei Frauen zu einer Reduktion des Östrogenspiegels führen, was dazu führt, dass der Knochenabbau die Neubildung übersteigt (Rosen 2005). TRAININGSMETHODEN Sport and Exercise Sciences 31
TRAININGSMETHODEN Um ein Ausdauertraining effektiv zu gestalten sollten die Anforderungen der jeweiligen Ausdauerfähigkeit an die Stoffwechselvorgänge und die physiologische Wirkung der jeweiligen Trainingsmethoden und inhalte bekannt sein. GRUNDLAGENAUSDAUER Sport and Exercise Sciences EFFEKTE, DIE EINER GUTEN GRUNDLAGENAUSDAUER ZUGESCHRIEBEN WERDEN Fett werden früher in erhöhtem Maße als Energieträger genutzt. Dienen auch bei höheren Belastungsintensitäten noch als Energiequelle. Erholungsfähigkeit: Bessere Elimination von Stoffwechselabbauprodukten. Schnelleres Umstellen von einer sympathikotonen auf eine vagotone Situation. EFFEKTE, DIE EINER GUTEN GRUNDLAGENAUSDAUER ZUGESCHRIEBEN WERDEN Minimierung von Verletzungen. Steigerung der psychischen Belastbarkeit. Vor allem für Spielsportarten gilt: Konstant hohe Reaktion- und Handlungsschnelligkeit. Verringerung technischer Fehlleistungen und Vermeidung ermüdungsbedingter taktischer Fehlverhaltensweisen. Allgemein besserer Gesundheitszustand (?) ZU BEACHTEN! Die Ausdauerleistungsfähigkeit muß den sportartspezifischen Ansprüchen angepaßt sein. Ist nicht maximal sondern optimal zu entwickeln. Zu hohes Ausdauertrainingsvolumen Gefahr, daß andere Trainingsinhalte zu kurz kommen. Ein Ausdauertraining kann zu einer negativen Beeinflussung von Schnelligkeits- und Schnellkraftleistungen führen. ZU BEACHTEN! 32
ZU BEACHTEN! Ein zu umfangreiches Ausdauertraining kann zu einem zu großen Trainingsvolumen und damit zu einer Leistungsverschlechterung ( Übertraining) führen. DAUERMETHODE Sport and Exercise Sciences DAUERMETHODE Umfangbetonte lange Belastung. Nicht durch Pausen unterbrochen. Variierende Geschwindigkeit möglich. Ziel ist eine Verbesserung der aeroben Kapazität. Angesprochen werden alle Organ- und Energiesysteme, die für aerobe Energiebereitstellung zuständig sind. DAUERMETHODE Belastungsintensität liegt bei etwa 50-85% der VO 2max Überschreiten der anaeroben Schwelle ist unerwünscht. Neumann, Pfützner & Berbalk 2001, S.98 33
Ist abhängig von: Sportart Leistungsniveau Trainingsperiode BELASTUNGSDAUER Extensive Dauermethode: Depotfettabbau 4 6 Stunden (Radsport) 2 3 Stunden (Lauf) bis 60 Minuten (Spielsportarten) BELASTUNGSDAUER Intensive Dauermethode: Glykogenabbau unter aeroben Bedingungen bis 2 Stunden (Radsport) bis 60 Minuten (Lauf) bis 30 Minuten (Spielsportarten) EXTENSIVE DAUERMETHODE Besonders wichtig für LZA I IV (Straßenradsport, Marathon-, 100-Kilometer- oder 24-Stunden-Lauf). Wichtig auch für MZA. Läufe werden im Bereich der aeroben Schwelle durchgeführt. INTENSIVE DAUERMETHODE Wichtig für MZA LZA I IV. Starke Ausschöpfung der Glykogenspeicher. Läufe werden im Bereiche der anaeroben Schwelle durchgeführt. INTENSIVE DAUERMETHODE Bei der Durchführung ist zu beachten: Läufe im Bereich der anaeroben Schwelle können nur über einen begrenzten Zeitraum ausgeführt werden. Rasche Entleerung der Glykogenspeicher. Nicht häufiger als zwei- bis dreimal pro Woche durchführen. Psychisch stark belastende Läufe. DAUERMETHODEN Regeneratives Training: Intensität: 40 50% Dauer: 0,5 2 Stunden (sportartabhängig) Extensive Dauermethode: Intensität: 50 85% Intensitätsbereich stark leistungsniveauabhängig Intensive Dauermethode: Intensität: 70 95% Intensitätsbereich stark leistungsniveauabhängig 34
INTERVALLMETHODE Wilmore & Costill 2004, S.380 Wilmore & Costill 2004, S.194 Sport and Exercise Sciences INTERVALLMETHODE Wechsel zwischen Belastungs- und Erholungsphasen. Pausenintervall unvollständige Erholung. Beanspruchten Systeme kein Erreichen des Ausgangsniveaus in der Pause. Besonders geeignet für die KZA und MZA. Nach trainingsphysiologischen Gesichtspunkten unterscheidet man ein extensives und ein intensives Intervalltraining. INTERVALLMETHODE Die Belastungsstruktur bei dieser Methode wird durch folgende Faktoren bestimmt: Dauer der Belastungsphasen Intensität der Belastungsphasen Dauer der Erholungsphasen Art und Intensität der Tätigkeit in den Erholungsphasen Anzahl der Wiederholungen 35
GRUNDLEGENDE REGELN Trainingsintensität liegt stets oberhalb bzw. an der anaeroben Schwelle. Keine vollständige Erholung. Nächste Belastung bei einem Puls von 120-140 / min (lohnende Pause). Die lohnende Pause gestaltet sich um so kürzer: je besser der Trainingszustand, je kürzer die Tempostrecke (Belastungsdauer), je geringer die Lauf- Schwimm- und Radfahrgeschwindigkeit (Intensität) ist. GRUNDLEGENDE REGELN Aktive Pause (Traben / Gehen). Zeitdauer und Tempo der Einzelbelastungen hängt vom Trainingsziel ab. EXTENSIVE INTERVALLMETHODE Großen Umfang. Niedrige Intensität. Verbesserung der aeroben Kapazität steht im Vordergrund. Die Gesamtdauer der einzelnen zu absolvierenden Teilstrecken sollte unter: 60 Minuten liegen (Lauf) unter 3 Stunden (Rad) EXTENSIVE INTERVALLMETHODE Gesamtumfang bis zu 15km. Teilstrecken zwischen 1000 und 5000m. Stecke Anzahl der Läufe Pause (s) Pausengestaltung 200m (?) 20-40 (?) 30-90 Traben 400m (?) 20-40 (?) 60-90 Traben 800m (?) 10-20 (?) 60-120 Traben 1000m 8-12 120-300 Traben INTENSIVE INTERVALLMETHODE Geringen Umfang. Hohe Intensität. Verbesserung der aeroben und anaeroben Kapazität (in Abhängigkeit von der Sportart bzw. der Gestaltung des Intervalltrainings). INTENSIVE INTERVALLMETHODE Strecke Anzahl der Läufe Pause (min) Pausengestaltung 600m 4-6 in Serien 2x2-3 2-5Serienp. 5-10 Gehen / Traben 800m 4-8 in Serien 2x2-4 2-5Serienp. 5-10 Gehen / Traben 1000m 4-10 in Serien 2x2-5 3-5Serienp. 5-10 Gehen / Traben 1600m 4-8 in Serien 2x2-4 3-5Serienp. 5-10 Gehen / Traben 2000m 3-6 in Serien 2x3 oder 3x2 4-8Serienp. 5-10 Gehen / Traben 36
WIEDERHOLUNGSMETHODE WIEDERHOLUNGSMETHODE Mehrfaches Wiederholen einer gewählten Streckenlänge (oder Zeit). Maximal mögliche Intensität. Geringe Wiederholungszahl. vollständiger Erholung Starke Entleerung der Kreatinphsophat- und Glykogenspeicher. Sport and Exercise Sciences WETTKAMPFMETHODE Sport and Exercise Sciences ZIELE Zusätzliche Motivation (weitere Leistungsreserven mobilisieren). Wettkampferfahrung. Wettkampfhärte. Verbesserung des taktischen Verhaltens. WETTKAMPFMETHODE Vorbereitung auf den saisonalen Höhepunkt in Form von: Einzelwettkämpfen, Wettkampfblock. Sollte jedoch nicht zu häufig eingesetzt werden. 37
STRECKE: MARATHON STRECKE: 3000 10000M STRECKE: 800 1500M KRAFT Sport and Exercise Sciences KRAFTTRAINING Indirekt leistungsfördernd (Präventiv). Direkt leistungsfördernd (Sportarten mit Anforderungen an Maximal- und Schnellkraft). STRUKTUR DER KONDITIONELLEN FÄHIGKEIT KRAFT Sport and Exercise Sciences 38
MAXIMALKRAFT Definition Die Maximalkraft stellt den höchsten realisierten Kraftwert dar, der bei maximaler Willkürkontraktion gegen einen unüberwindlichen Widerstand erreicht wird. EXPLOSIVKRAFT Definition Explosivkraft beschreibt die Fähigkeit des neuromuskulären Systems, einen bereits begonnenen Kraftanstieg (Startkraft) maximal weiterzuentwickeln. SCHNELLKRAFT Definition Mit Schnellkraft wird die Fähigkeiten des neuromuskulären Systems bezeichnet, einen möglichst großen Kraftstoß (Impuls) in der zur Verfügung stehenden Zeit zu produzieren. Die Schnellkraft setzt sich aus den Komponenten Explosivkraft und Maximalkraft zusammen. KRAFTAUSDAUER Definition Kraftausdauer bezeichnet die Fähigkeit des neuromuskulären Systems, eine möglichst große Kraftstoßsumme (Impulssumme) in einer gegebenen Zeit gegen höhere Lasten zu produzieren. KRAFTAUSDAUER Definition Die gegebene Zeit muss so beschaffen sein, dass überwiegend anaerob gearbeitet wird. Dies ist über einen Zeitraum bis zu 1-2 Minuten möglich. KRAFTAUSDAUER Definition Der Terminus Kraftausdauer impliziert, dass Krafteinsätze realisiert werden, die über 30% der individuellen Maximalkraft liegen. Die Trainingspraxis zeigt jedoch, dass im Kraftausdauertraining Belastungen über 50% gewählt werden müssen, damit vorwiegend anaerobe Stoffwechselanpassungen auftreten und zumindest bei Untrainierten mit einer Maximalkraftsteigerung zu rechnen ist. 39
KRAFTAUSDAUER Definition Die Kraftausdauer setzt sich aus der Größe des Einzelkraftstoßes (Schnellkraft) sowie der Fähigkeiten zusammen, die Reduktion dieser Komponente möglichst gering zu halten (Ermüdungswiderstandsfähigkeit). ZUSAMMENHANG ZWISCHEN KRAFT UND AUSDAUER Sport and Exercise Sciences RANDBEDINGUNGEN VON KRAFTAUSDAUERLEISTUNGEN Höhe des Krafteinsatzes pro Kontraktion. Schnelligkeit des Krafteinsatzes pro Kontraktion. Dauer des Krafteinsatzes pro Kontraktion. Frequenz der Krafteinsätze. Anzahl der Kontraktionen bzw. Dauer der Kontraktion (insbesondere im Falle isometrischer Arbeteisweise). RANDBEDINGUNGEN VON KRAFTAUSDAUERLEISTUNGEN Arbeitsweise der Muskulatur: Isometrisch, Konzentrisch, Exzentrisch, Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus. Beanspruchte Muskelgruppe. 40
ZUSAMMENHANG ZWISCHEN KRAFT UND SCHNELLKRAFT / SCHNELLIGKEIT KRAFT- UND AUSDAUERTRAINING Unterschiedliche akute und langfristige Reaktionen: Zentrales Nervensystem. Endokrines System. Stoffwechsel. Morphologische Anpassungen: Passiver Bewegungsapparat. Muskelfasern: Qualitativ Quantitativ Sport and Exercise Sciences SCHNELLIGKEIT Maximale Bewegungsschnelligkeit und Maximalkraft korrelieren je nach motorischer Aufgabe nur schwach. Je höher der Widerstand wird, der beschleunigt werden muss, desto höher der Einfluss der Maximalkraft. Je höher die Bewegungsgeschwindigkeit ist, desto höher ist die Anforderung an das zentrale Nervensystem. SCHNELLIGKEIT Ausreichende Beweglichkeit ist erforderlich, um technisch auf hohem Niveau arbeiten zu können: Kräfte sollen so wirken können, wie es für den Vortrieb bzw. die Lösung des motorischen Aufgabe am günstigsten ist. Muskuläre Aktivität, die nicht für die Lösung der motorischen Aufgabe benötigt wird, soll vermieden werden. Adams et al. 1992 ZYKLISCHE UND AZYKLISCHE SCHNELLKRAFTLEISTUNGEN Anderst, Eksten & Koceja 1994 Baker & Nance 1999 Berger 1963 Butcher et al. 2001 Capen 1950 Clutch et al. 1983 Costello 1984 De Profit et al. 1988 Fagan & Doyle-Baker 2000 Fatouros et al. 2000 Fry et al. 1991 Häkkinen & Komi 1985 Häkkinen et al. 1998 Hernandez & Salazar-Rojes 2004 Hoff & Berdahl 2000 Holtz, Divine & McFarland 1988 Manolopoulos, Papadopoulos & Kellis 2005 McBride et al. 2009 Mero 1988 O Shea & O Shea 1989 Polhemus & Burkhardt 1980 Polhemus et al. 1980 Shimp-Bowerman 2000 Silvester et al. 1982 Stone et al. 2003 Trzaskoma & Trzaskoma 2000 Van den Tillmar 2004 Venable et al. 1991 Verchoshansky 1992, 1995 Wisloff et al. 2004 Young 1995 41
SPRUNGLEISTUNG Positive Auswirkung auf unterschiedliche Sprungleistungen: KNIEBEUGE (60 ) / SQUAT JUMP Adams et al. 1992 Anderst, Eksten & Koceja 1994 Berger 1963 Butcher et al. 2001 Capen 1950 Clutch et al. 1983 Costello 1984 Fagan & Doyle-Baker 2000 Fatouros et al. 2000 Fry et al. 1991 Häkkinen & Komi 1985 Hoff & Berdahl 2000 Holtz, Divine & McFarland 1988 O Shea & O Shea 1989 Polhemus & Burkhardt 1980 Polhemus et al. 1980 Shimp-Bowerman 2000 Silvester et al. 1982 Trzaskoma & Trzaskoma 2000 Venable et al. 1991 Häkkinen et al. 1998 Hernandez & Salazar-Rojes 2004 N r r 2 p Kniebeuge (60 ) / Squat Jump 631 0,685 0,469 p < 0,01 1RM / QUERSCHNITT r r 2 p 1RM / Quer. 0,815 0,664 p < 0,01 42
KOMPONENTEN UND STRUKTUR DES KRAFTVERHALTENS Kraft Schnellkraft Kraftausdauer Explosivkraft Maximalkraft Ermüdungswiderstandsfähigkeit ADAPTATIONSMECHANISMEN Kraftsteigerung ohne Querschnittsvergrößerung des Muskels bzw. der Muskeln (Ikai & Fukunaga 1970; Moss et al. 1997; Young et al. 1983). Sport and Exercise Sciences 43
Steigerung der willkürlichen Aktivierungsfähigkeit nach einem mehrwöchigen Krafttraining (Aagaard et al. 2002; Akima et al. 1999; Cannon & Cafarelli 1987; Colson et al. 1999; Garfinkel & Cafarelli 1992; Häkkinen & Häkkinen 1995; Häkkinen & Komi 1983, 1985a, 1985b; Häkkinen et al. 1996, 1998a, 1998b, 2001a, 2001b, 2003; Higbie et al. 1996; Komi et al. 1978; Moritani & DeVries 1979; Narici et al. 1989, 1996; Ozmun et al. 1994; Rabita et al. 2000; Shima et al. 2002; Van Cutsem et al. 1998). Geringere Fähigkeit den Muskel willkürlich vollständig zu aktivieren bei Untrainierten (Adams et al. 1993; Akima et al. 1999, 2000; Behm et al. 2002; Bührle et al. 1983; Bührle & Werner 1985; Fukunaga 1976; Hollmann 1990; Ikai & Steinhaus 1961; Ikai et al. 1967; Jakobi & Rice 2002; Jakobi & Cafarelli 1998; Kalmar & Cafarelli 1999; Norregaard et al. 1994; Pensini et al. 2002; Pick & Becque 2000; Ross et al. 1999; Shima et al. 2002). Innervationsfrequenz: Wichtig für steilen Kraftanstieg (Aagaard et al. 2002; Freund & Büdingen 1978; Miller et al. 1981; Sale 1988). Bei explosiver Kraftentfaltung werden Frequenzen von 100 bis 150 Hz erreicht (David 1986; Desmedt & Gordaux 1977; Dietz 1985; Freund & Büdingen 1978; Grimby et al. 1981; Grimby & Hannerz 1977; Miller et al. 1981; Van Cutsem et al. 1988). MORPHOLOGISCHE ANPASSUNGEN Hypertrophie: Nachweisbare Veränderungen des Muskelquerschnitts bzw. des Faserdurchmessers konnte in verschiedenen Untersuchungen nach vier (Abe et al. 2000; Häkkinen & Häkkinen 1995), sechs (Bell et al. 1991; Lüthi et al. 1986; Petersen et al. 1990; Staron et al. 1991; Young et al. 1983), acht (Häkkinen et al. 1981; Housh et al. 1992; Narici et al. 1989; Staron et al. 1994; Young & Bilby 1993), neun (Tracy et al. 1999) bzw. zehn Wochen (Chilibeck et al. 1998) festgestellt werden. In contrast to other sport disciplines, weightlifters showed the greatest bone density within the bounds of a functional adaptation of the tissue. Goertzen, M. (1994, S.544) 44
TRAININGSMETHODEN Karlsson et al. 1993, Calcified Tissue International, S.212-215. Sport and Exercise Sciences HYPERTROPHIETRAINING Das Hypertrophietraining ist die wichtigste Trainingsmethode für: Rehabilitation, Fitnesssport, Leistungssport. Im langfristigen Trainingsprozess der entscheidende Faktor für die Entwicklung eines hohen Maximalkraftniveaus. Unter leistungssportlichen Aspekten folgt Ausprägungsgrad der Muskelmasse immer einem Optimaltrend. Intensität Methode der submaximalen (wiederholten) Kontraktionen / Hypertrophietraining Belastungskonfiguration Adaptationen (langfristig) 4 60 70% Anfänger Muskelmasse +++ 70 90% Fortgeschrittene / Leistungssportler Knochen / Bindegewebe +++ Wiederholungen pro Serie 1 8 12 Fortgeschrittener Kraftmaximum +++ 10 Anfänger Neuronale Ansteuerung ++ (-) Serien pro Übung 2 2 4 Fortgeschrittener 1 3 Anfänger Übungen pro Muskelgruppe 6 15 Kraft- /Leistungssportler Kraftanstieg + (-) 3 1 2 Anfänger Kraft- /Leistungssportler 2 3 Fortgeschrittener 3 Kraft- /Leistungssportler Serienpause 2 5 abhängig von involvierter Muskelmasse Kontraktionsgeschwindigkeit langsam bis zügig Einheiten pro Woche 3 2 pro Muskelgruppe Trainingsperiode 8 Wochen 1 Bauch und Waden ggf. höhere Wiederholungszahlen; 2 nur Arbeits-keine Aufwärmserien; 3 abhängig vom Auslastungs-grad in der Trainingseinheit; 4 abhängig vom Leistungsniveau. 45
Methode zur Ausprägung der Maximalkraft Belastungskonfiguration Adaptationen Belastungsintensität 90 100% Muskelmasse 1 + Wiederholungen pro Serie (1/2) 3 5 Ausnutzung des Muskelpotentials +++ Serienzahl 3 5 Kraftmaximum 2 +++ Serienpause 5 Min. Kraftanstieg 3 +++ Kontraktionsgeschwindigkeit explosiv 4 Knochen 1 + Einheiten pro Woche 1 3 KRAFTAUSDAUER Belastungen bis zwei Minuten Dauer (Schmidtbleicher 2003). Nach spätestens zweiminütiger Beanspruchungsdauer halten sich aerobe und anaerobe Stoffwechselvorgänge die Waage (Hollmann / Hettinger 2000). Ein Fortsetzen der Arbeit führt zwangsläufig zu einem Übergewicht aerober Stoffwechselanteile. Wochen 4 8 1 abhängig vom Trainingszustand 2 kurzfristig 3 nur wenn die Kontraktionsgeschwindigkeit explosiv ist Belastungskonfiguration Kraftausdauertraining Adaptationen UTR 2 Belastungsintensität 50 60% Muskelmasse + Wiederholungen pro Serie 16 Wh. 2 Min. Kraftmaximum + Serienzahl 6 10 Kraftanstieg + Serienpause Kontraktionsgeschwindigkeit 0,5 1 Min. langsam Neuronale Anpassungen (Kurzfristig: Steigerung der maximalen Aktivierung) TR + Neuronale Anpassungen (Langfristig: Länger anhaltende Aktivierung auf + + mittlerem Niveau) 1 Einheiten pro Woche 2 3 Anaerob-laktazide Energiebereitstellung +++ +++ KRAFTAUSDAUER Warum wird so viel Wert auf die Entwicklung der Kraftausdauer gelegt? Stellt ein Kraftausdauertraining die richtige Trainingsmethode im Training und in der Therapie dar? Kraftausdauertraining kommt zur Anwendung in: Rehabilitation, Fitnesstraining, Leistungssport. Wochen 4 Knochen + (0) 0 UTR = Untrainierte Person; TR = Trainierter Person. 1 abhängig von der Dauer der Belastung; 2 Anpassungen sind nur in den ersten Wochen zu erwarten. 46