Kraft 1 - Grundlagen

Kraft ist die Eigenschaft, die zu einer Änderung des Ruhe- und/oder Bewegungszustandes eines Gegenstandes führt.

F= m x a (Kraft = Masse x Beschleunigung)

• Maß der Kraft (F) = Newton (N)

• 1 N = die Kraft, die 1 Kg in 1 Sekunde auf Meter pro Sekunde beschleunigt !

• 1 N 0 ca. 100g

Kraft ist die Fähigkeit des Nerv-/Muskelsystems, durch Innervations- und Stoffwechselprozesse Muskelkontraktionen mit mehr als 30% des spezifischen Kraftmaximus durchzuführen und dabei Widerstände zu überwinden, ihnen nachzugeben oder sie zu halten.

• dynamisch

  1. konzenzrisch = überwindend

  2. exzentrisch = nachgebend

• statisch

  1. isometrsich = haltend

• Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus (DZV)

  => exzentrisch - konzentrisch

=> Maximalkraft abhängig von Querschnitt und Rekrutierung

=> Schnellkraft + Kraftausdauer abhängig von Maximalkraft

TENDOMUSKULÄR

• Muskelmasse

• Muskelfaserzusammensetzung

• Muskelfaserausprägung

• Kapillarisierung

• Muskelelastizität

• Sehnenelastizität

NEURONAL

• Rekrutierung

• Frequenzierung

• Synchronisation

• Inhibitionsabbau

• Reflexförderung

BIO-MECHANISCH

• Gelenkstellung

• Hebelverhältnisse

• Erwärmungsgrad

• externe faktoren (Schuhe, Boden etc)

• 656 Muskeln

• 212 Knochen

• 140 echte Gelenke 72 unechte Gelenke

• 244 Freiheitsgrade

• potentielle Kraftentwicklung eines Muskels ist abhängig vom Muskelquerschnitt (Anzahl der parallel arbeitenden Fasern = Myofibrillen = Sakomere)

• für die Ermittlung der realen Kraft (am Sehnenzug) ist der physiologische Querschnitt maßgebend

• Ermittlung des (für resultierende Kraft relevanten) Querschnitts durch Messung und Addition aller senkrecht zum Faserverlauf liegenden Fasern -> bei gefiederten Muskeln also “schräg zur Muskel-/Kraftzugachse

  
  

=> Vorteil gefiederter Muskeln: Große Kraftentwicklung bei kleinem Platzbedarf

=> Nachteil gefiederter Muskeln: geringer(e) Bewegungsamplituden

(1) Agonisten

• Muskeln, die eine intendierte bewegung ausführen

• z.B M. biceps brachii bei Flexion Ellenbogengelenk

(2) Antagonisten

• Muskeln, die die im Verhältnis zum Agonisten entgegengesetzte Bewegung ausführen

• z.B. M. triceps als Extensor des Ellenbogengelenks = Antagonist zum M. biceps brachii

(3) Synergisten

• Muskeln, die die Bewegng des Agonisten unterstützen

• z.B. M. brachialis + M. brachoradialis

=> eine runde Bewegung funktioniert nur, wenn Agonist und Antagonist koordiniert zusammenarbeiten (Spannung - Entspannung, Verkürzung - Verlängerung)

=> insofern ist die Übersetzung “Spieler” und “Gegenspieler” irreführend: die Muskeln arbeiten zusammen und nicht gegeneinaner

a) Glattes Muskelgewebe

b) Quergestreifte Skelletmuskulatur

c) Herzmuskulatur (=Mischung)

=> Hier entsteht Kraft -> und damit die Möglichkeit von Bewegung!

Kontraktile Einheit = Sarkomer

• Myosinfilamente

• Aktinfilamente

• Tintin

Gleit-Filament-Theorie (Huxley, 1957)

“Ruderbewegung in 4 Schritten”:

1. Blockade der “Einrastestellen für Myosinköpfe” auf Aktinmolekül durch Troponinkugeln (ohne ATP!)

2. Brückenbildung zwischen Myosinköpfchen und den Einrastestellen auf Aktinmolekülen (ohne ATP!) > nach Freisetzung von Kalziumionen infolge Nervenimpuls > “Freigabe Einrastestellen”

3. aktive Kippbewegung des eingerasteten Myosinköpfchens (mit ADP!)

4. lösen der bestehenden Brücken und das erneute Blockiren der Einrastestellen auf dem Aktinfilament (mit ATP!)

=> Kontraktion (Kraftentwicklung) durch Entlanghangeln oder Myosinköpfe an Aktinfilamenten in Richtung Z-Scheibe unter Verbauch von ATP!

• Spannungsentwicklung beruht auf Interaktion von Milliairden (seriell + parallel aktivierten) Myosinköpfen bzw. Summe aller Sarkomere in - jeweils aktivierten - Muskelfasern !

• Muskelkraft hängt primär von der funktionellen Querschnittsflächen !

• Je größer der Muskelquerschnitt, desto höher das Kraftentwicklungspotential !

• Muskelkraft hängt von der Rekrutierung + Frequenzierung der Muskelfasern; von Muskelfasertypen/-zusammensetzung; von Bindegewebseigenschaften ab

=> Muskelkraft abhängig von der Anzahl der Sarkomere -> Volumenwachstum in die Breite -> mehr Myofibrillen => Querschnittsfläche

Optionen funktioneller Anpassung

• morphologisch (Muskel - Knochen - Bänder)

• neuronal

• bio-chemisch

• kardio-vaskulär

• hormonell

Hypertrohpie

• Zuhnahme des Muskelquerschnitts durch Zellwachstum

• bei Krafttraining mit mindestens 60-70% Fmax

• abhängig von Intensität, Dauer, Trainingszustand etc.

• alle Muskelfasern, bevorzugt Typ II

• Zunahme der Kollagenmasse im intramuskulären Bindegewebe (Epimysium, Perimysium, Endomysium9

• Zunahme Dehnungswiderstand des intramuskulären Bindegewebes; Verbesserung maximale Dehnbelastbarkeit

• Zunahme der festigkeit von Sehnen und Bändern; Veränderung der Sehneneigenschaften: größer, kräftiger, verletzungsresistenter

• Erhöhung Mineralisationsgrad der Knochen

• Zunahme der Knochendichte

• Stimulation der knochenneubildung

=> bei Krafttraining mit hohen Lasten

=> bei Sportarten mit hohem Kraft- oder Schnellkrafteinsatz -> höhere Knochenparameter als bei Sportarten, die mit eigenem Körpergewicht arbeiten (Ausdauersport)

=> Sturzprophylaxe

=> Osteoporoseprophylaxe

• Zunahme Zahl und Größe der Mitochondrien

• Erhöhung von Glykogengehalt bzw. -speicherfähigkeit

• Verbesserung Speicherfähigkeit für energiereiche Phosphate

• Verbesserung Enymausstattung/-aktivität

• Steigerung Myoglobingehalt

• Verbesserung Kapillarversorgung Muskel

• Erhöhung Potential zur Lypolyse

=> hauptsächlich durch Kraftausdauertraining

Intermuskuläre Koordination

• vermehrte Aktivierung synergistischer Muskeln

• verbesserte Zusammenarbeit / Abstimmung von Agonisten und Antagonisten

=> hauptsächlich bei Anfängern

Intramuskuläre Koordination

• vermehrte Rekrutierung motorischer Einheiten

• höhere Reizfrequenz motorischer Einheiten

• Verbesserung der Reflexaktivität

• Verbesserung der Vorinnervation

HERZ-KREISLAUF-SYSTEM

• Zunahme des Schlagvolumens

• Abnahme der Herzfrequenz

• Abnahme des Blutdrucks

• Zunahme der maximalen Sauerstoffaufnahme

ENDOKRINE REAKTION / ADAPTION

• im Verlauf langfristigem Training grundsätzlich anabole Wirkung

• Initiierung und Regulierung reparativer Prozesse und funktioneller Gewebeadaptionen

PHASE A: NEURONALE ANPASSUNG

1. Intermuskuläre Koodrination

   • Synchronisation

   • Inhibitionsabbau

   • Reflexförderung

2. Intramuskuläre Koordination

   • Rekrutierung

   • Frequenzierung

PHASE B: MORPHOLOGISCHE ANPASSUNG

1. Hypertrophie

   • Wachstum Muskelquerschnitt

2. Umwandlung Muskelfasertypen

• Durchführung Diagnose zur aktuellen Kraftfähigkeit !

• Priorität der Testung auf Defizite (“Kraftverluste”) aus Sitzender Tätigkeit !

  -> Hüftstreckmuskulatur (Gesäß und Oberschenkelrückseite)

  -> Kniestreckmuskulatur (Oberschenkelvorderseite)

  -> Rumpfstreckmuskulatur (Rückenstrecker / Core-Training)

  -> Rumpfbeugemuskulatur (Bauch / Core-Training)

• Anwendung Muskelfunktionstests

• Diagnose Kraftfähigkeit im Blick auf Optimierungsoptionen für sportartspezifische Anforderungen !

• Anwendung von trainingswissenschaftlicher Leistungsdiagnostik und (allgemeinen) Krafttests

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