Skelett und Muskulatur

Skelett

Das menschliche Skelett verfügt im ausgewachsenen Zustand über 233 Knochen, die Hälfte davon befindet sich in den Händen und Füßen. Neben der Stabilität des Körpers sorgt das Skelett für den Schutz der Organe.

Unterteilt wird das menschliche Skelett in obere und untere Extremitäten sowie den Stamm, welcher sich wiederum in Kopf, Hals und Rumpf unterteilt. Der Rumpf gliedert sich wiederum in Thorax (Brust) und Abdomen (Bauch).

Muskulatur

Die Muskulatur des menschlichen Körpers unterscheidet sich in Halte- und Bewegungsmuskulatur. Die Haltemuskulatur wird auch als tonische Muskulatur bezeichnet und ermöglicht gezielte Bewegungen. Regelmäßiges Training verbessert deren Fähigkeiten.

Gegenspieler der Haltemuskulatur ist die Bewegungsmuskulatur, auch genannt phasische Muskulatur, zu finden z. B. in den Adduktoren, der dreiköpfigen Unterschenkelmuskulatur, der Achillessehne, gerader und äußerer Oberschenkelmuskel, dem kleinen Brustmuskel, der Wadenbeinmuskulatur und vielen mehr. Ohne Training würde diese Muskulatur schnell abbauen. Allerdings ist diese durch das ständige Kontraktionserfordernis normalerweise täglich gefordert, durch Training können die stabilisierenden und haltenden Effekte jedoch noch deutlich verbessert werden.

Tonische Muskulatur finden wir im großen und kleinen Brustmuskel, im absteigenden Teil des Trapezius, im Schulterblattheber, in der Ober- und Unterschenkelmuskulatur. All diese Muskeltypen gehören zur quergestreiften Muskulatur.

Bei den Muskeln werden quergestreifte, glatte und Herzmuskulatur unterschieden. Die einzelnen Muskeltypen unterscheiden sich wie folgt:

• Quergestreifte Muskulatur:
  Die quergestreifte Muskulatur bildet die klassische Skelettmuskulatur, welche kontraktile Tätigkeiten aufgrund von nervalen Reizen ausführen können und welche wir durch Krafttraining verbessern können. Kontraktile Tätigkeit bedeutet, dass sie die Fähigkeit haben sich zu verkürzen. Weiters können sie sich dehnen und sind elastisch, nach einer Dehnung oder Kontraktion kehren sie wieder in den Ausgangszustand zurück.
• Glatte Muskulatur:
  Die meisten Hohlorgane des menschlichen Körpers sind mit glatter Muskulatur ausgekleidet. Glatte Muskulatur ist nicht steuerbar, daher können wir unsere Organe auch nicht bewusst steuern.
• Herzmuskulatur:
  Bestehend aus quergestreiftem Myokard verfügt die Herzmuskulatur über einige anatomische und funktionelle Besonderheiten: Sie ist nicht willkürlich steuerbar, arbeitet kontinuierlich und mit einem Rhythmus von ca. 75 Schlägen pro Minute. Schrittmacher der kontinuierlichen Kontraktion ist der Sinusknoten, welcher regelmäßig den Impuls dafür setzt.

Kraftaufbau im Muskel

Folgende Faktoren haben Einfluss auf die Kontraktionskraft der Muskeln:

• Je nach Anzahl der verfügbaren motorischen Neuronen erfolgt eine stärkere oder schwächere Kontraktion. Der Befehl geht vom Gehirn aus, über die Nervenfasern wird er zum Rückenmark geleitet und weiter über Motoneuronen zu den Erfolgsorganen, also den Muskeln. Stehen mehr Motoneuronen zur Verfügung, fällt die Kontraktion stärker aus. Training mit schweren Gewichten kann diesen Effekt fördern. Je nach Bedarf werden mehr oder weniger Muskelfasern erregt. Diese Erregung dauert nur ein Tausendstel Sekunde. Muskeln arbeiten immer nur mit einem Tel ihrer Fasern, um Dauerleistungen wie langes Stehen oder Tragen von Gegenständen ohne zu schnelle Ermüdung durchführen zu können.
• Die Höhe der Impulsfrequenz, welche die Muskelkontraktion auslöst, bestimmt auch die Intensität der Kontraktion. Durch intensives Training mit vielen Wiederholungen und schweren Gewichten wird die Impulsfrequenz gefördert.
• Die Größe des Muskels korreliert mit der Muskelkraft. Erhöht man den Muskelquerschnitt durch Training, wird auch die Kraft größer. Übungen mit Gewichten im Bereich von 80 % der Maximalkraft sind ideal, um die Muskelgröße zu erhöhen.
• Die intramuskuläre Koordination zwischen den Muskelfasern eines einzelnen Muskels kann durch Krafttraining verbessert werden, was zu besserer Muskelkontraktion führt.
• Die intermuskuläre Koordination, also das Zusammenarbeiten von verschiedenen Muskeln wird ebenfalls durch Krafttraining verbessert. Die Muskeln erlernen das Zusammenspiel mit benachbarten Muskeln und sie ermöglicht auch ein schnelleres Erlernen von Bewegungen.

Die dynamische Bewegungsarbeit und die statische Haltearbeit ergeben zusammen die muskuläre Kontraktionsfähigkeit. Die Grafik erklärt den Zusammenhang zwischen den einzelne Bausteinen:

• Dynamisch-konzentrische Kontraktionsformen beschreiben Bewegungen entsprechend der Muskelfunktion. Die aufgebrachte Muskelkraft ist höher als der gegebene Widerstand.
• Dynamisch-exzentrische Kontraktionsformen erfordern von außen angreifende Kraft (also Widerstand, z. B. durch Hantel), welche größer als die Kontraktionskraft des Muskels ist.
• Exzentrische Kontraktionsformen tragen zum Masse und Kraftzuwachs bei. Die Belastung mit schweren Gewichten bewirkt eine stärkere Beanspruchung und folglich eine schnellere Masse- und Kraftentwicklung der Muskeln als bei geringeren Gewichten. Auf die erhöhte Muskelkatergefahr bei exzentrischen Kontraktionsformen ist allerdings Bedacht zu nehmen.
• Exzentrisch-konzentrische Kontraktionsformen verbinden Übungen, in welchen die Muskulatur trotz Anspannung gedehnt (negative Phase) wird mit jenen, in welchen sich die Muskeln zusammenziehen (positive Phase). Beim Weitsprung oder beim Sprintschritt werden diese Fähigkeiten verbessert. In der exzentrischen Phase wird außerdem der Dehnungsreflex aktiviert, welcher vom Zentralnervensystem kontrolliert wird und Muskeltätigkeit sowie Koordination steuert. Die Aktivierung dieses Reflexes verbessert die Muskelkontraktion.

Ideal wäre die Kombination von dynamisch-konzentrischen und dynamisch-exzentrischen Kontraktionsformen.

Muskelaufbau

Je nach Muskeltyp (quergestreift, glatt oder Herzmuskulatur) variiert der Aufbau des einzelnen Muskel. Gemein haben alle Muskeltypen die Hauptbestandteile Aktin und Myosin (dies sind die kontraktilen Elemente innerhalb der einzelnen Fasern) und die Umgebung mit einer Bindegewebshülle. Die Bindegewebshülle umschließt den Muskel und ist aus kollagenem Bindegewebe aufgebaut. Nerven und Blutgefäße versorgen die Muskulatur mit notwendigen Nährstoffen. Die Verbindung zwischen Nervenzelle und Muskelfaser heißt Synapse. In diesen Synapsen werden die innerhalb der Nervenzelle elektrisch weitergeleiteten Impulse in chemische Befehle konvertiert und an die Muskelfaser weitergeleitet. Hat eine Nervenzelle mehrere Muskelfasern zu bedienen, fällt die Kontraktion grobmotorischer aus (z. B. Bein). Werden weniger Muskelfasern durch eine Nervenzelle versorgt, wie z. B. in den Augen, ist die Muskulatur feinmotorischer.

Muskelfasertypen

Hinsichtlich der Muskelfasertypen werden Slow-Twitch(ST)-Fasern (rote, dunkle Muskelfasern) und Fast-Twitch(FT)-Fasern (diese sind weiß, glucogenreich und dienen der Energiegewinnung durch aeroben Stoffwechsel) unterschieden. Darüber hinaus existiert ein Intermediärtyp, welcher schnell UND relativ ermüdungsresistent ist. Die ST-Fasern werden auch als langsame oder rote Fasern bezeichnet, die FT-Fasern sind schnelle bzw. weiße Fasern. Der Anteil dieser Fasern bestimmt die Maximalkraft und Schnellkraft der Muskulatur. Je höher der Anteil an schnellen Muskelfasern ist, desto höher und schneller kann durch Hypertrophietraining Muskelmasse aufgebaut werden. Slow-Twitch-Fasern hingegen sind positiv für die Ausdauer, ermüdungsresistenter und langsamer. Jeder Muskel besteht aus beiden Fasertypen, je nach Beanspruchung durch Training und genetischer Veranlagung können Slow- oder Fast-Twitch-Fasern vermehrt vorkommen. Krafttraining verbessert den Energiestoffwechsel in den Muskelfasern, indem sich der Stoffwechsel an die steigende Belastung anpassen muss und dadurch auch die Belastungsfähigkeit.