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Die Zelle des Muskelgewebes, die Muskelzelle, auch Muskelfaser genannt, hat die Möglichkeit, sich gegen einen Widerstand zu verkürzen. Dies ist im menschliche Körper wie bei allen anderen Tieren auch die Grundlage für eigentlich alles, was sich am Körper bewegt; die wenigen Ausnahmen wie weiße Blutkörperchen seien hier vernachlässigt.
Man unterscheidet drei Typen von Muskulatur:
Die quergestreifte Skelettmuskulatur interessiert den Sportler besonders, obwohl die anderen Muskeltypen für das Dasein und damit die Sportausübung fast noch wichtiger sind. Denn die Ausbildung der Skelettmuskulatur macht den Unterschied von Jedermann zum Sportler, die anderen sind hier im Rahmen der Zubringersysteme (Herz-Kreislauf-Atmung, Verdauung, Ausscheidung etc.) genauso wichtig, entwickeln sich aber auch dann beim Training mit, wenn man ihnen keine gesonderte Beachtung schenkt: es trainiert sich immer das im Körper, was gerade gebraucht wird, andere Systeme bilden sich auf das von ihnen geforderte Niveau zurück. Es ist aber die Neuerung der Trainingslehre in den letzten Jahren schlechthin, dass man für die Erstellung von Trainingsplänen immer neben dem unmittelbar Geforderten auch die Grundlagen- und Zubringersysteme im Auge hat. Und daher auch mein tiefer Einstieg mit erst Erklärung: "was ist eine Zelle?" bis zur später geplanten Erklärung der moderneren Trainingsmethoden.
Hier eine kurze Auflistung von Systemen, die aufgrund quergestreifter Skelettmuskulatur funktionieren können:
Die Muskelzellen sind spindelförmig, verschieden lang, und werden durch ein Gitterfasernetz zusammengehalten. Die glatte Muskulatur bildet die Muskelwand des Darms und der Luftwege, der ableitenden Harnwege und der Geschlechtswege und die dicke Wand der Gebärmutter. Sie haben viel Sarkoplasma, so heißt das Zellplasma bei den Muskelzellen und wenige Myofibrillen. Sie sind zur Dauerkontraktion ohne nennenswerte Ermüdung fähig. Die glatte Muskelzelle ist noch teilungsfähig.
In der Funktion unterscheidet sich die glatte Muskelzelle von den quergestreiften Zellen hauptsächlich dadurch, dass sie funktioniert, ohne dass dies dem Menschen bewußt wird. Die Darmtätigkeit geht weitgehend automatisch, einerseits durch das autonome Nervensystem, andererseits aber auch durch Ereignisse wie Darmfüllung, Aktivität im Nachbarbereich u.a. gesteuert.
Die Herzmuskulatur ähnelt stark der quergestreiften Skelettmuskulatur. Jedoch bilden die Zellen einen Verband, der um die Herzinnenräume herum einen dreidimensionalen Muskel bildet, der bei seiner Kontraktion den Innenraum verkleinert; die Skelettmuskulatur ist hauptsächlich in Längsrichtung angeordnet, da die Gelenke fast ausschließlich durch Zug bewegt werden. Die Myofibrillen sind relativ dick und spärlicher als im Skelettmuskel, ergeben jedoch auch eine typische Querstreifung. Das Sarkoplasma, so heißt das Zellplasma bei den Muskelzellen, ist reichlich. Die Kombination aus quergestreiften Myofibrillen und reichlich Sarkoplasma ergibt die schnelle Kontraktion während der Systole (= Zusammenziehen des Herzen für den Blutauswurf ins Gefäßsystem) und dem lebenslangen ununterbrochenen Schlagen des Herzens. Auffallend sind noch die Glanzstreifen, wo die Zellen des Herzmuskels mit den Nächsten verbunden sind, das Bild entsteht, weil die Haftung zwischen den Beiden besonders ausgeprägt ist.
Das Reizleitungssystem besteht aus besonders ausgebildeten Herzmuskelzellen, welche fähig sind, die Steuerreize für das Herz entlang ihrer Lage weiterzuleiten. Die Zellen sind voluminös, haben viel Sarkoplasma und wenig Myofibrillen. Für die koordinierte Aktion des ganzen Herzens sind sie unerläßlich, hierher fällt auch die Erscheinung des wohl bekannten Herzschenkelblocks, wenn diese Reizübertragung an einer Stelle unterbrochen ist, ein lebensgefährlicher krankhafter Defekt, der hier aber nicht näher erklärt werden soll.
Funktionell besteht der Hauptunterschied zur Skelettmuskulatur darin, dass das Herz autonom funktioniert ohne dabei dem Menschen bewußt zu werden; wenn man das Herz spürt, dann ist etwas außergewöhnliches im Gange und mitunter der Notarzt im Anmarsch. Eine Teilungsfähigkeit der Muskelfasern ist nicht anzunehmen; durch Belastung nehmen sie aber an Dicke zu, wie bei den anderen Muskeltypen auch. So kommt es bei Ausdauerathleten (und nur bei diesen) zum Sportlerherz, welches größer und schwerer ist, weil sich der Muskel an die höhere Anforderung genauso anpaßt, wie wir es von den Extremitätenmuskeln her kennen. Das Cor bovinum (einfach übersetzt "Herz wie Kuh") ist allerdings krankhaft und tritt auf, wenn aufgrund irgendeines Defektes irgendwo im Körper eine ständig erhöhte Herzaktivität gefordert wird. Das geht weit über die Anforderung hinaus, welche zum Sportlerherz führt, das Sportlerherz ist erst einmal nicht krank. Das cor bovinum ist ständig gefährdet auf Herzinfarkt und andere Herzmuskelerkrankungen, weil die Eigenblutversorgung des Herzmuskels nicht mit dem höheren Bedarf des hypertrophierten (= durch Funktionsanforderung gewachsenen) Herzmuskels Schritt halten kann und es insbesondere bei höherer Belastung zur Unterversorgung der Muskelfasern kommt (Bergwanderung in Gruppe, unerwatete körperliche Anforderung bei Schadenfeuer oder weit fort bei Autopanne, und andere).
Die eigentliche Feinsteuerung des Herzens entsteht in diesem selbst, die übergeordneten Steuerimpulse kommen aber wie beim Darm von dem autonomen Nervensystem. Man kann sich das stark vereinfacht vorstellen wie bei Trainer und Athlet: der Trainer sagt: "schneller, höher, den Arm weiter zurück (oder was Vergleichbares)", der Athlet macht dies dann selbst. Das Herz kann seine Grundfunktion auch mit sehr wenig übergeordneten Impulsen aufrechterhalten, sinnvoll funktioniert es aufgrund seiner Eigenaktivität unter den "Anweisungen von höherer Stelle". Das ist aber nur theoretisch, weil ja bei Ausfall des Hirns die Atemmuskulatur versagt und so weiter ...
Und nun endlich ...
Das wesentliche Element des Muskels ist die Muskelfaser. Das ist die eigentliche Zelle des Muskels. Diese Fasern sind von einer zarten Bindegewebsschicht umgeben und durch dichtere Septen (= Trennschichten) des Bindegewebes zu Bündeln zusammengefaßt. In diesem Bindegewebe verlaufen Blutgefäße und Nerven. Die Muskelenden sind durch Sehnen aus straffem Bindegewebe mit dem Knochen verbunden.
Zwischen den Muskelfaserbündeln (= Fleischfaser) gibt es noch Fettpolster und sensible Endorgane, welche als Muskelspindeln und Sehnenrezeptoren als Meßinstrumente für den Zustand des Muskels zu dessen Steuerung unerläßlich sind. Dazu später.
Die quergestreifte Muskelfaser ist eine schlauch- oder spindelförmige Zelle, deren Zellmembran als Sarkolemm bezeichnet wird. Die Faser kann bis 15cm lang und 0,1mm dick werden.
Im Wesentlichen findet man: die Zellmembran = inneres Sarkolemm, die Grundsubstanz des Zellplasma = Sarkoplasma, die Mitochondrien, die kontraktilen Myofibrillen, das sarkoplasmatische Reticulum = eine Sonderform des endoplasmatischen Retikulum, die Zellkerne und als Speicherprodukt das Glykogen (= langkettige Speicherform der Glucose).
Die Muskelfaser enthält viele Kerne, die in der Regel randständig unter der Zellmembran liegen.
Das Sarkolemm ist eine mehrschichtige Membran und erhält das Membranpotential aufrecht. Dieses ist wichtig bei der Reizübertragung für die Auslösung der Muskelaktion.
Das Sarkoplasma bildet die Grundsubsanz des Zellplasma, wo alle anderen Strukturen inklusive der kontraktilen Elemente eingelagert sind.
Den größten Volumenanteil der Muskelfaser nehmen die kontraktilen Elemente, dieMyofibrillen ein. Die typische Querstreifung entsteht durch die regelmäßige Zusammenlagerung der Myofilamente Actin und Myosin. Wesentlich für die Funktion des Muskels ist dabei das Sarkomer, das ist sozusagen die kleinste funktionelle Einheit des Muskels. Es handelt sich dabei um die Moleküle, welche die Kontraktion bewerkstelligen. Die Skizze rechts zeigt an den Seiten die Z-Streifen. Diese sind sozusagen die Zuganker, welche zueinander bewegt werden können. Von ihnen gehen zur Mitte hin die Actinfäden, welcher wiederum zwischen die in der Mitte liegenden Myosinfäden hineinlaufen. Zwischen dem Z-Streifen und dem Beginn der Myosinfäden liegt der I-Streifen. Über die ganze Länge der Myosinfäden erstreckt sich der A-Streifen. Und in der Mitte, wo nur Myosinfäden liegen, hat man den H-Streifen. Dies entspricht dem unteren Teil der Abbildung und damit der entspannten (relaxierten) Muskulatur. In der Mitte des Myosinmoleküls befindet sich der M-Streifen, wo die Myosinfäden untereiander verbunden sind, in unserer Skizze nicht eingezeichnet. Es verbinden also die Z-Streifen die Actinmoleküle an deren Ende, die M-Streifen die Myosinmoleküle in deren Mitte. Und bei der Kontraktion, siehe oberer Teil der Skizze, wird durch Ineinandergleiten der Actin- und Myosinmoleküle der Z-Streifen näher an den M-Streifen herangezogen, die I-Streifen verschwinden weitgehend und die H-Streifen ganz. Die Muskelzelle wird dabei kürzer und auch dicker.
Das sarkoplasmatische Retikulum ist eine in der Muskelfaser vorkommende Sonderform des endoplasmatischen Retikulum. Man unterscheidet ein längs (longitudinal) verlaufendes L-System von Schläuchen um die Myofibrillen und das quer (transversal) verlaufende T-System, welches aus schlauchförmigen Einstülpungen des Sarkolemm besteht. Es ist jeweils ein T-Tubulus an seinem Ende mit zwei L-Tubuli aneinandergelagert (Triaden). Vorweggenommen sei hier nur, dass die T-Tubuli die Änderung des Potentials des Sarkolemm, welche durch die daran angelagerten Nerven (siehe später) ausgelöst wird, in die Tiefe leiten, die L-Tubuli übernehmen diesen Impuls und lösen damit das Ineinandergleiten der Myofilamente aus.
Die Mitochondrien der Muskelfasern sind zwischen den Myofibrillen zu Säulen oder beiderseits der Z-Streifen an den I-Streifen gitterförmig angeordnet. Ihre Zahl hängt vom Muskeltyp ab.
Was mein altes Lehrbuch (1975) hier schreibt, kann man getrost vergessen, der Wissensstand hat sich hier wesentlich überarbeitet. Heute sollte jeder Trainer ein spezielleres Wissen über die Muskelfasertypen haben, als die damaligen Verfasser medizinischer Lehrbücher vielleicht schon wußten, sich aber noch nicht in ein Lehrbuch zu schreiben trauten.
Tatsächlich gibt es nach dieser Betrachtungsweise zwischen den
beiden Typen der fast twitch fibres und der slow twitch
fibres tausende Zwischenstufen, ich möchte dies auf drei Typen
zusammenfassen:
Das Ganze hat wesentlich mit der Energieverwertung in der Muskulatur zu tun, dazu unter der nächsten Überschrift.
Je nach Ansprechverhalten der einzelnen Muskelfaser unterscheidet man also die oben aufgelisteten Fasertypen. Welcher Typ sich entwickelt, hängt davon ab, welche Nervenfaser vom Zentralnervensystem kommend mit welcher Muskelfaser in der Peripherie zusammenwächst. Dies geschieht aber schon vor der Geburt und ist genetisch vorgegeben. Bezüglich der Verteilung im Körper muß man zwei Betrachtungen vereinen: einerseits die Funktion des entsprechenden Muskels, andererseits der Körper als Ganzes. So steht fest, daß bei jedem Menschen die Stütz- und Haltemuskulatur zu einem hohen Prozentsatz aus den ST-Fasern besteht, während die phasische Muskulatur, welche an den Armen und Beinen für die Aktionen wie Jagd und Flucht, aber auch für jede Arbeit im heutigen Sinn verantwortlich ist, einen hohen Anteil an FT-Fasern hat. Und dabei ist wieder zu sagen, daß die Muskeln, welche vorwiegend einen Gelenkswinkel abfedernd halten sollen, wie die Wademmuskel, wiederum eher langsame Fasern enthalten, die, welche für die Schnelligkeit der Bewegung verantwortlich sind, mehr schnelle Fasern. Es scheint also so zu sein, dass die Muskel, welche nötig sind, um bei Jagd, Kampf und Flucht reagieren und agieren zu können, schnell sind, und solche, die dabei das ganze Gestell unseres Körpers abstützen, langsam arbeiten. Und daher das Schwergewicht der Verteilung langsamer Fasern im Rückenbereich, der schnellen im Gliedmaßenbereich, da wieder bei haltenden Muskeln doch mehr langsame Fasern. Nichtsdestotrotz enthält aber jeder Muskel alle diese Fasertypen, die obige Betrachtung gibt nur das Verhältnis wieder. Und daher gibt es wiederum Menschen, welche insgesamt gesehen im Vergleich mit Anderen besonders viele schnelle Fasern haben, mit welchen sie Kraft besonders schnell reagierend oder agierend aus der Ruhe heraus entwickeln können, sie bilden den überwiegenden Anteil der sogenannten Schnellkraftsportler, in der Leichtathletik also die Sprinter, Springer und Werfer. Und andere haben wiederum einen Überhang der langsamen Fasern, aus ihnen rekrutieren sich die erfolgreichen Ausdauersportler. Der Zwischentyp, den ich hier als FTO-Fasern bezeichne, ist ein Typ von FT-Fasern, der, wenn erforderlich, die schnelle Aktion unterstützt, bei langem Ausdauertraining aber zu einem Verhalten wie die ST-Fasern tendiert. Bekannt ist, dass die Entwicklung in Richtung langsamer Aktion nicht rückgängig gemacht werden kann, die Entwicklung zur schnellen Aktion aber wohl. Daher sollte man nicht zu früh ein ständiges Ausdauertraining angehen, wenn man noch nicht verläßlich weiß, wofür man sich eignet. Jeder Schnellkraftathlet kann später ein beachtliches Niveau als Volkslaufteilnehmer entwickeln, der umgekehrte Weg funktioniert nicht. Insgesamt muss aber gesagt werden, dass die verschiedenen Muskelfasern zwar in ihrer Verteilung nicht durch Training beeinflußbar sind, aber die fast twitch fibres bilden sich besonders stark aus, wenn sie durch zu ihnen passende Bewegungsabläufe angesprochen werden, das gleiche gilt analog für die slow twitch fibres, und der Zwischentyp kann sich überhaupt je nach der Anforderung entwickeln. Wenn beispielsweise ein typischer Fasttwitcher nur Ausdauer trainiert, wird er ein gewisses Niveau in diesem Bereich erlangen, für den Schnellkraftsport ist er dann nicht mehr so geeignet, weil diese typischen Muskelfasern das Niveau des nichttrainierenden Normalbürgers nicht übersteigen. Das gilt auch umgekehrt. Für die Weltspitzenleistung muß die entsprechende Muskelfaserverteilung vorhanden sein, und dann auch gezielt trainiert werden.
Die fast twitch fibres, deutsch schnell zuckende Fasern, werden von dicken Nervenfasern versorgt, welche ein arhythmisches Erregungsmuster weiterleiten. Das heißt, die Impulse für die Auslösung der Tätigkeit der Muskelfaser kommen durchaus auch überraschend, und die Faser kann sie verarbeiten. Die Energiegewinnung geschieht dabei fast immer anaerob, es wird also mehr Energie umgesetzt als in der kurzen Zeitspanne Sauerstoff zur Verfügung steht. Man spricht von einer Sauerstoffschuld, dazu gleich unter der nächsten Überschrift. Die Muskelfaser ist daher mit den Enzymen der anaeroben Glykolyse besser ausgestattet als die langsame Faser, und hat die Strukturen, die für die komplette Zuckerverbrennung mit Sauerstoff nötig sind, nicht in so ausgeprägter Menge und Form. Daher erscheint sie heller, man nennt sie auch weiße Muskelfaser. Speziell trainiert wird sie, wenn man sich nach ihrem Erregungsmuster verhält, also bei flotten Ballspielen mit ständig wechselnder Situation eher als bei Ausdauerläufen. Und bei plötzlicher Gefahr sind die Fasttwitcher, will sagen Schnellkraftathleten, im Vorteil; sie ruinieren sich eher durch Situationen, in die sie durch ihren Übereifer gelangen. Damit habe ich auch angesprochen, daß wohl auch der Typ, welcher man ist, unter anderem mit der Faserverteilung zusammenhängt; typische Werfer sind immer aggressiver als Ausdauersportler, die aber langfristig nicht viel harmloser sein müssen.
Die slow twitch fibres, deutsch langsam zuckende Fasern, werden von dünneren Nervenfasern versorgt, welche kontinuierlich Impulse an die Muskelzelle leiten. Es dürfte der Unterschied zu den schnellen Fasern wohl in der möglichen Schnelligkeit der Kontraktion liegen und auch in der verzögerten Reaktion auf plötzliche Änderung der Anforderung. Aber das ist nach meiner persönlichen Meinung nicht unbedingt das Wesentliche. Viel wesentlicher ist nämlich, dass sie das bewerkstelligen, was ich als "vorgeplante Aktion" bezeichne. Zum Beispiel den immer wiederkehrenden Schritt des Marathonläufers. Die Schrittimpulsübertragung auf den Boden ist dabei gar nicht so unterschiedlich zum Sprinter, nur die Stärke ist geringer, und die Auslösung ist eben vorhersehbarer. Besonders wichtig ist aber, dass die langsamen Fasern besonders mit den Zellorganellen ausgestattet sind, welche die Energiegewinnung mit Zuckerumsatz unter Sauerstoffausgleich bewerkstelligen, daher kann die Energie so lange erzeugt werden, bis der Zuckervorrat zur Neige geht, und da sich der Marathonläufer zwischenverpflegt... Neben den Mitochondrien gibt es vor allem auch sauerstoffspeichernde Teilchen, das Myoglobin, in weit höherer Konzentration als bei den fast twitch fibres. Das Myoglobin ist dem Hämoglobin des Blutes ähnlich. Und es ist rot. Daher wir die ST-Faser auch als rote Muskelfaser bezeichnet. An typischen Schnellkraftleistungen ist die langsame Faser nur am Rande beteiligt, an Maximalkraftleistungen aber sehr wohl! Bei Heben des Maximalgewichtes ist gar keine so hohe Geschwindigkeit möglich, gelingt es, die für die Auslösung der Bewegung nötige Anfangsgeschwindigkeit zu erreichen, dann kann ein Athlet aufgrund der Rekrutierung aller Muskelfasern schließlich seine Bestleistung verbessern; ein typischer Marathonläufer wird aber auch hier unterlegen sein, der Gewichtheber kann bezüglich seiner Muskelausstattung ein durchschnittlicher Mensch sein, vielleicht etwas verschoben in Richtung Fasttwitcher.
Die intermediar type fibre, auch als FTO-Faser bezeichnet, zu deutsch schnell zuckend unter Sauerstoffverbrauch, jeder dieser Ausdrücke dürfte eine Hilfskonstruktion sein, sollte besonders beachtet werden, gerade weil sie nicht typisch zuzuordnen ist. Auch sie ist durch einen bestimmten Nerventyp versorgt. Sie hat die Möglichkeit zur azyklischen Aktion genauso offen wie die der zyklischen. Das gilt im Übrigen für alle Fasertypen, aber die fast twitch fibres und die slow twitch fibres können eben besonders gut ihrer Eigenheit folgend agieren und in ungenügender Form das Andere; der Zwischentyp kann Anfangs alles. Dann wirkt sich die Lebenssituation aus. Da sich jede Zelle an die Anforderungen anpasst, die an sie gestellt werden, kann dieser Typ die schnell zuckenden dann besonders gut unterstützen, wenn der Mensch eben vorwiegend schnellkräftig unterwegs ist. Und wenn dauernde Ausdauerleistung gefragt ist, dann werden eben die langsam zuckenden Eigenschaften aktiviert. In der heutigen Industriegesellschaft wird dies wohl mit dem ausgeübten Sport und dem dazu nötigen Training zusammenhängen. Nicht mit dem Wettkampf selbst, der dauert zu kurz, die meiste Zeit verbringt man mit dem Training. Interessant ist auch, dass die Entwicklung zur schnellen Aktion sich bei geänderter Anforderung rückbildet, die Entwicklung zur langsamen aber nicht. Wer frühzeitig mit Marathontraining beginnt, wird sich die Möglichkeit zum Schnellkraftsportler aus diesen Grund verbauen, die vorhandenen fast twitch fibres genügen ohne die Unterstützung durch die intermediar fibres mitunter nicht. Jedoch ist das Spielverhalten der meisten Kinder durchaus hierzu passend. Beim Nachwuchstraining soll man so oft als möglich das natürliche Verhalten der jungen Athleten für seine Pläne nützen, und nicht umgekehrt die eigenen Vorstellungen gegen die Natur durchzusetzen versuchen. Dieser allgemeine Grundsatz hat seine Berechtigung eben auch in Bezug auf die Muskelfaserentwicklung. Und noch etwas ganz ganz wichtiges! Wenngleich der Ausdauersport nach alter Erfahrung und nach neuesten Erkennntnissen die Schnellkraftleistung schädigt, eine gewisse Grundarbeit im Ausdauerbereich muß auch jeder Schnellkraftsportler absolvieren, wer gar keine Ausdauer hat, der erleidet auch bei Schnellkraftdisziplinen wie Weitsprung oder Diskuswurf Schiffbruch, wenn er an die Spitze will. Und der typische Ausdauerathlet darf durchaus auch einmal mit den Schnellkraftleuten mitmachen, um sich ein Mindestniveau in dieser Richtung zu erhalten; eines allein ist auch bei genetisch extrem ausgebildeten Athletentypen schädlich.
Innerhalb der Muskelfaser gibt es also die Myofibrillen, deren funktionelle Einheit wiederum das Sarkomer ist. Wie zur Zeit diskuttiert (= von Wissenschaftlern veröffentlicht und zurzeit überprüft) stellt sich die Muskelkontraktion folgendermaßen dar:
Das Myofilament besteht also aus Actin, Myosin, und wie man neuerlich für wichtig hält aus Titin. Ein Aktinfilament besteht aus Eiweißmolekülen, die in einer Doppelspirale angeordnet sind. Tropomyosinfäden und Troponinmoleküle dürften dabei das Gerüst bilden. Das Myosinfilament besteht aus Myosinschaft, Myosinhals und Myosinkopf. Die Köpfchen ragen in regelmäßigen Abständen seitlich aus dem Myosinfaden heraus. Das Titin bindet sich an andere Eiweiße des Sarkomers, besonders an das Myosin. Es dürfte in etwa die Funktion eines Halteapparates mit gewissen Rückstelleigenschaften nach der aktiven Kontraktion haben.
Über die motorische Endplatte wird der Nervenimpuls auf die Muskelzellmembran übertragen, über das transversale System des sarkoplasmatischen Retikulum (T-System) an die longitudinalen Tubuli (L-System) des sarkoplasmatischen Retikulum herangebracht. Diese setzen Ca++ Ionen frei, welche die am Myosinkopf sitzende ATP-ase aktivieren, als Folge wird ATP gespalten zu ADP und P und es wird die gespeicherte Energie des ATP frei.
Bisher wusste man schon, dass bei der Muskelkontraktion die Aktinfäden zwischen die Myosinfäden hineinrutschen, sodaß sich das Sarkomer verkürzt. Die I-Streifen werden schmäler, die H-Streifen in der Mitte verschwinden praktisch.
Der Myosinkopf, welcher seitlich aus dem Myosinfaden heraussteht, ist mit dem Aktin durch eine sogenannte Querbrücke verbunden. Diese löst sich, wenn ein ATP am Myosinkopf anlagert (sprich an der ATP-ase). Und unter Phosphorsäure, welche durch die ATP-Spaltung frei wird, biegt sich der Kopf seitlich ab. Und lagert sich an anderer Stelle an das Aktin, diese Bindung verstärkt sich, wenn die Phosphatkonzentration wieder fällt (weil ATP wieder hergestellt wird). Geichzeitig wird der Winkel von 90° wiedererlangt, so daß der Aktinfaden nachgezogen wird (power stroke, Ruderschlag des Myosinkopfes).
Mit neuerlicher Auslösung durch den versorgenden Nerven wiederholt sich dies. Das Sarkomer verkürzt sich pro Querbrückenzyklus rund um 1% seiner Länge, insgesamt bis zu 50% beim Skelettmuskel, 75% beim glatten Muskel.
Der Zerfall von Adenosintriphosphat (ATP) in Adenosindiphosphat (ADP) und Phosphorsäure (P) und Energie ist also der Vorgang, der die Muskelkontraktion aus Sicht der benötigten Energie ermöglicht. ATP steht aber nur in sehr begrenzter Menge zur Verfügung, und die Energie wird nur bis zu einem Viertel, bestenfalls bis zu einem Drittel in mechanische Muskelbewegung umgewandelt, der Rest ist Wärme, die abgeleitet werden muss (Schwitzen etc.).
Bei längerer Dauer der Muskelarbeit muss daher ATP sofort wieder hergestellt werden.
Der erste Vorgang dazu ist der Zerfall von Kreatinphosphat zu Kreatin und Phosphorsäure, dabei wird kurzfristig sehr viel Energie frei; aber auch das Kreatinphosphat ist nur in geringer Menge vorhanden.
Die eigentlichen Energieträger sind die Kohlenhydrate und Fette. Beim entsprechend trainierten Sportler können die Kohlenhydrate bis zu 1,5 Stunden intensive Ausdauerbelastung ermöglichen. Der weitaus größere Energiespeicher sind die Fette, diese ermöglichen stundenlange, ja bis tagelange Arbeit.
Es gibt eine Abstufung der Energiegewinnung nach der Intensität der Muskelarbeit. Sehr hohe Intenstitäten sind bei reiner Phosphatspaltung nur kurzfristig möglich, noch immer hohe Intensität erreicht man durch anaerobe Glykolyse, hohe Ausdauerintensität bei aerober Glykolyse, und bei geringeren Intenstitäten kann es zu echten Langzeitleistungen kommen, allerdings unter Energiegewinnung aus Fettverwertung.
Systematisch unterscheidet man 4 Mechanismen der Energiegewinnung. Welche Energiegewinnung aktiviert wird, hängt von der Belastungsintensität ab, die Belastungsdauer ergibt sich daraus sekundär, denn wenn man es etwas langsamer angeht, kann man länger arbeiten.
Die anaerob - alaktazide Energiebereitstellung hat den Zerfall von ATP und von Kreatinphosphat zur Grundlage, die Energie kann am schnellsten umgesetzt werden, jedoch für nur 6 bis maximal 15 Sekunden. Sie ist entscheidend für Maximal- und Schnellkraft sowie für Schnelligkeit. Die energiereichen Phosphate werden in Sekunden bis Minuten wieder hergestellt.
Die anaerob - lakatazide Energiebereitstellung ist für Kraftausdauer und Schnelligkeitsausdauer entscheidend. Es kann sehr hohe Leistung zwischen 15 und 45 Sekunden (maximal 60 Sekunden) erbracht werden. Die Glucose des Muskels wird dabei unvollständig abgebaut, es entsteht Milchsäue = Laktat, die sich im Muskel anhäuft. Der Muskel wird sauer, er bekommt tatsächlich ein saures Milieu; allerdings ist die Milchsäure selbst nach neueren Erkenntnissen daran nicht schuld, die Säure entsteht vereinfacht ausgedrückt, weil das ATP schließlich nicht mehr gleich regeneriert werden kann. Jedoch da Milchsäure nun einmal dabei entsteht, kann man sie als "Indikator", also als Anzeiger der Situation, ansehen, und sie wird daher gemessen. Hohe Milchsäurekonzentration ist schädlich, wenngleich nicht durch die Milchsäure selbst. Diese ist sogar ein wichtiger Energielieferant für den weiteren Verlauf und die Regeneration. Und den Muskelkater verursacht sie sicher nicht. Das nach hoher Anstrengung übliche Auslaufen und "cool - down - exercises" sind sehr sinnvoll, weil dabei die Milchsäure ausgeschwemmt wird und überhaupt die Durchblutung aufrechterhalten wird. So leitet man die Regeneration nach hoher Belastung ein, es muss einfach einen Stoffdurchsatz geben, wenn entstandene Stoffe (= Schlackenstoffe) entsorgt werden und die für danach nötigen Ausgangsstoffe (= Metaboliten) wieder aufgefüllt werden.
Die aerobe Glykolyse ist der vollständige Glukoseabbau unter Sauerstoffverbrauch. Die mögliche Intensität ist abhängig von der maximalen Sauerstoffaufnahme, daher ist die VO2max ein Kennwert für die Beurteilung von Ausdauerathleten, sie wird angegeben in Milliliter Sauerstoff pro Minute bezogen auf das Körpergewicht: (ml O2/kg und min). Die Dauer ist abhängig von der Menge Zucker, der zur Verfügung steht. Gute Ausdauerathleten mit noch hoher Intentsität (5000m, gegen 10000m) haben eine hohe O2max pro kg Körpergewicht und einen guten Zuckerspeicher. Daher ist ihr Tempo hoch, wo der Sauerstoffausgleich gerade noch gegeben ist und die anaerobe Komponente noch nicht überwiegt: aerob-anaerobe Schwelle. Die aerob-anaerobe Schwelle ist beim Läufer einfach die Geschwindigkeit, wo er sich in diesem Grenzbereich befindet. Sie ist ein Kennwert für die Beurteilung der Leistungsfähigkeit. Sie hat aber zwei Größen: die Intensität in Form der zugeordneten Laufgeschwindigkeit, und die Dauer, über die man sie bringen kann. Gut trainierte Ausdauerathleten haben daher gut gefüllte Zuckerspeicher, viele Enzyme der aeroben Glykolyse, eine verbesserte Muskeldurchblutung durch Vermehrung der Blutkapillaren im Muskelquerschnitt, und ein besser ausgebildetes Herz-Kreislauf-Lungen-System. Die aerobe Glykolyse allein gibt es aber nicht. Es läuft immer gleichzeitig auch die anaerob-laktazide Glykolyse ab, umso mehr, je schneller man läuft. Und wenn die entstehende Milchsäure nicht mehr im Gleichgewicht gehalten werden kann, weil sie in so großer Menge gebildet wird, dass sie nicht mehr oxidiert werden kann, dann ist eben die aerob-anaerobe Schwelle überschritten. Und die mögliche Einsatzdauer auf die der Schnelligkeitsausdauer begrenzt.
Die Fettoxydation und die aerobe Glykolyse laufen immer gleichzeitig. Bei einem 5000m-Wettkampf wird allerdings fast ausschließlich Zucker abgebaut, kaum Fett. Das Problem ist, dass die Manipulation von Fett, bis es zur Energiegewinnung bereitsteht, relativ langsam verläuft und in sich Sauerstoff braucht. Es ist die Fettverbrennung also bei niedrigerer Intensität der Belastung zuständig, denn sie braucht mehr Sauerstoff als die Zuckerverbrennung und geht insgesamt langsamer, allerdings nie ohne gleichzeitige Zuckerverbrennung, Fett allein kann praktisch nicht verwertet werden. Jedoch ist eine gute Fettverbrennung schonend für die Zuckerreserven, und Fett hat auch der schlanke Typ mehr als er bei einem Marathonlauf braucht. Die Zwischenverpflegung des Marathonläufers geschieht für den Flüssigkeitshaushalt, er schwitzt ja lange, siehe oben bei Verhältnis mechanische Energieverwertung zu Wärmeverlust. Und um die Zuckerreserven wieder aufzufüllen, dann kann er doch etwas schneller laufen als bei reiner Fettverwertung.
Es ist also die Energiegewinnung in der Muskelfaser abhängig von der Intensität der Muskelarbeit. Bei der klassischen hebenden Tätigkeit, wenn man etwas hochhebt oder hält, liegt die Grenze von der aeroben Muskelarbeit zur anaeroben Muskelarbeit bei etwa 30% der maximalen Kraftfähigkeit. Es kann also nur ein relativ geringer Gegenstand weit getragen werden. Bei der Fortbewegung allerdings ist die erreichte Fortbewegungsgeschwindigkeit maßgeblich für die Grenze von der aeroben Muskelarbeit zur anaeroben Muskelarbeit.
Der Grund liegt einfach darin, dass die verschiedenen Arten der Energiebereitstellung ihren typischen Energieumsatz haben: ATP zerfällt sofort, daher geht das sehr schnell, und es kann dadurch eine sehr hohe Intensität der Muskelarbeit erreicht werden, allerdings aufgrund der begrenzten Menge an ATP und auch der begrenzten Menge an Kreatinphosphat, dessen Zerfall der erste Mechanismus für die ATP-Wiederherstellung ist, ist die sogenannte Phosphatbatterie in wenigen Augenblicken verpufft. Die Wiederherstellung der energiereichen Phosphate geschieht in der darauffolgenden "Verschnaufpause" durch aerobe Energiebereitstellung, daher ist als äußeres Zeichen auch die Atmung momentan sehr aktiviert (man schnauft). Da hier während der Aktion kein Zucker umgesetzt wird, kann auch keine Milchsäure entstehen, die Aktion ist anaerob alaktazid, das heißt, es wird kein Sauerstoff verbraucht und keine Milchsäure gebildet. Eine typisches Beispiel im Sport ist Tennis: die Spitzenspieler haben die schnellen, aber kurzzeitigen Ballwechsel speziell trainiert, so daß sie diese gegebenenfalls stundenlang wiederholen können. Bei einem Dauerlauf muß sich der Spitzenspieler nicht wesentlich von der nicht trainierenden Normalbevölkerung unterscheiden, wenngleich es ihm nicht schadet, auch hier eine Basis zu haben. Die Muskelfasern, welche auf dieses spezielle Belastungsmuster besonders ansprechen und daher beim Tennisspieler selektiv zu trainieren sind, das geschieht durch die spezielle Belastung während dem Training, wo man die "Kurzzeitausdauer" vorrangig trainiert, sind die FTG - Fasern. Das gilt für alle "Ballspieler". Hat ein Mensch genetisch mehr FTG - Fasern als der Normalbürger, eignet er sich daher auch für Spitzenleistungen in diesem Sport besser, jeder muß seine vorhandenen Fähigkeiten in den vorgegebenen Grenzen verbessern. Physiologisch verbessern sich einfach ausgedrückt die Zellbestandteile, welche die Phosphatbatterie ausmachen. Sowohl ATP als auch die zugehörigen Enzyme werden beim speziellen Training vermehrt, und die FTO - Fasern können sich in den Dienst der Anforderungen stellen und aufgrund ihrer Anpassung für einige Jahre den FTG - Fasern stark ähneln. In der Leichtathletik sind die azyklischen Schnellkraftdisziplinen, also Sprung und Wurf, wo die entscheidende Muskelaktion pro Versuch nur einmal, aber maximal gefordert wird, diesem Belastungsschema zuzuordnen.
Wenn die Muskelarbeit beim Normalbürger ca. 6 Sekunden oder länger gebracht werden muß, beim speziell trainierten Schnellkraftathleten kann das auch bis zu 15 Sekunden gehen, dann steht also die Phosphatbatterie nicht mehr zur Verfügung. Trotzdem kann eine sehr hohe Intensität der Muskelarbeit noch gebracht werden, wenngleich sie geringer ist als bei der anaerob-alaktaziden Arbeit. Dies ist möglich, weil das ATP aus dem entstandenen ADP + P unter Energieverbrauch regeneriert wird. Diese Energie entsteht aus dem Abbau der Glukosemoleküle bis zur immer noch sehr energiereichen Milchsäure, dazu ist noch kein Sauerstoff nötig, daher anaerob-laktazide Arbeit. Da auch dieser Vorgang noch sehr schnell ist, ist die damit erreichbare Intensität der Muskelarbeit immer noch hoch; allerdings geht das nur solange, bis der Zucker in der Muskelfaser weitgehend in Milchsäure umgesetzt ist. Und da dabei die immer noch sehr energiereiche Milchsäure überbleibt, ist die Auswertung eigentlich schlecht. Der Vorteil liegt eindeutig in der schnellen Verfügbarkeit von vergleichsweise wenig Energie aus dem vorhandenen Zucker. Die Belastungsdauer ist mit 15 - 45 Sekunden, mit einer Streuung je nach Trainingszustand, anzunehmen. Faustregel: Weltspitzenathleten der 400m - Strecke können ihre Disziplin praktisch anaerob-laktazid ausüben, sie haben dann auch die höchsten Milchsäurewerte aller Athleten, bei jugendlichen Anfängern wird die Grenze aufgrund der langsameren Geschwindigkeit und aufgrund der kürzeren möglichen Belastungsdauer oft unter 250m liegen. Daher die 300m-Strecke bei Jugendmeisterschaften, die muß sich mancher bereits einteilen. Die entstandene Milchsäure kann dann unter Sauerstoffverbrauch weiter verwertet werden, und der Zucker in der Muskulatur muß durch das Blut neu angeliefert werden. Dann könnte man neu belasten, da die Wiederauffüllung des Zuckerspeichers in der Muskulatur momentan überschießend ist (Hyperkompensation), kann man, wenn man diesen Zeitpunkt erwischt, das sogenannte Intervalltraining durchführen: man läuft immer dann, wenn man sich von der vorhergehenden Belastung "lohnend" erholt hat. Also im Bereich von ca. 90 Sekunden beim Anfänger, von ca. 45 Sekunden beim Hochtrainierten. Nach einigen Wiederholungen ist dann aber Serienpause... Wegen der Vollständigkeit: wenn die Erholung erschöpfend ist, also die Ausgangslage vor dem Lauf fast schon wieder erreicht ist, spricht von der Wiederholungsmethode des Lauftrainings, wenn gerade die Energie wieder zur Verfügung steht, von Intervallmethode. Die dazu passenden Muskelfasern sind auch bei der anaerob-laktaziden Muskelarbeit die FT - Fasern beider Typen. Sie verbessern bei gezieltem Training die Möglichkeit des Enegieumsatzes durch erhöhte Zuckereinlagerung, Vermehrung der für den Umsatz benötigten Enzyme und so weiter.. Es paßt sich bei einem Training immer die dabei geforderte Muskulatur an, Menschen mit mehr FT - Fasern sind im Weltspitzenbereich im Vorteil.
Wird auch die Zeitspanne der anaerob alaktaziden Belastungsmöglichkeit überschritten, so muß nochmals die Intensität, beim Lauf das Tempo, reduziert werden. Es kommt zur Aeroben Glykolyse. Das heißt, es wird unter Sauerstoffverbrauch der Zucker komplett abgebaut, so daß aus einem Zuckermolekül sehr viel Energie gewonnen werden kann. Dies ist der zweiteffektivste Weg der Energiegewinnung in der Muskulatur. Allerdings geht das Ganze langsamer vor sich als die anaerobe Glykolyse, so daß die Intensität geringer sein muß, die Dauer kann aber bei durchaus 20 Minuten bis zu 90 Minuten bei Ausdauertrainierten liegen. Die Leistungsfähigkeit dieses Weges geht zu Ende, wenn der Muskelzucker aufgebraucht ist. Die Intensität der Muskelarbeit ist dagegen von der Menge des angelieferten Sauerstoff abhängig. Einfach weil das Herz - Kreislauf - Atmungssystem hier die Engstelle ist. Entgegen der weitläufigen Meinung vieler Sportler und auch Trainer ist es aber nicht so, daß bei Beginn des Ausdauertrainings gleich einmal das Herz vergrößert wird; Ausdauertraining wirkt wie jedes Training auf das, was dabei belastet wird. Und die Sauerstoffzufuhr und Kohelndioxid- und Wasserabfuhr sind beim Anfänger gut genug, um noch nicht als limitierender Faktor der Leistung zu wirken. Erst wenn sich innerhalb der Muskelzelle die Zuckereinlagerung, aber auch die Enzyme und Substrate, welche für diese Form der Energiegewinnung verantwortlich sind, (und die Zahl der Mitochondrien) an die nunmehrige Belastung angepaßt haben, wird der angelieferte Sauerstoff zu wenig. Dann wir dieses "Zubringersystem" belastet, und es paßt sich eben wiederum das an, was belastet wird. Es kommt nun zu verbesserter Muskeldurchblutung, nachweisbar durch Vermehrung der Blutkapillaren am Muskelquerschnitt, zu besserer Blutförderung des Herzen, welches sich vergrößert, und in engeren Grenzen auch zu einer besseren Lungenfunktion; diese hat von Natur aus bei dem Ganzen die größten Reserven schon angelegt. Die dazu passende Muskelfaser ist die ST - Faser. Wer von Natur mehr davon hat, ist für den Ausdauersport besser geeignet. Ist der Muskelzucker weitgehend abgebaut, kann auch mit dem Blut Zucker an die Muskelzelle herangeführt werden. Dieser stammt entweder aus dem Zuckerlager in der Leberzelle, andere Depots werden praktisch nicht herangezogen, oder aus der "Zwischenverpflegung" ab der Halbmarathonstrecke. Die mögliche Laufintenstität ist etwas geringer als bei der Verwertung des muskeleigenen Zuckers, es wird aber dieser geringe Abfall in Kauf genommen, wenn man dadurch noch gut über einen Marathon kommt.
Die aerobe Energiegewinnung in der Muskulatur ist nie ganz ausgeschaltet, auch die fast twitch fibres überleben mit diesem Mechanismus, bei hoher Belastung sind sie besser für die anaerobe Komponente geeignet. Und immer wird auch die Fettverwertung in der Muskelzelle ablaufen. Diese ist erstens die Energie schlechthin bei Ruhe und Erholung, also für die Aufrechterhaltung der Basisfunktion des Lebens, in allen Zellen, was wir als Sportler hier anhand der Einsatzmöglichkeiten der Muskulatur betrachten, spielt sich ja fast gleich in jeder Körperzelle für deren Energiedeckung ab. Die Fettverbrennung ist aufgrund ihrer langen Dauer, es ist jedenfalls immer genug Fett vorhanden (außer wenn jemand schlicht verhungert), eigentlich die wichtigste Energiequelle der Muskulatur. Und eines zivilisierten Staates. Denn alle Bauarbeiter, alle Fabriksarbeiter, alle Handwerker, Dienstleister, schlicht alle, die durch ihre tägliche Arbeit ihren Beitrag zur Gesellschaft leisten, funktionieren aufgrund der Fettverwertung. Ihr "Training" beschränkt sich meist auf die Gewöhnung an die tägliche Arbeit, und die muß täglich stundenlang geleistet werden. Es gäbe sonst nicht das Haus, in dem ich gerade sitze, und auch nicht diesen Komputer, auf dem ich gerade schreibe... Im Sport ist die Fettoxydation zuständig für die längeren Ausdauerleistungen, allerdings unter nochmaliger Rücknahme der Intensität. Der Ironman entscheidet sich hauptsächlich bei der Fettverwertung. Die Fettoxydation läuft aber immer zugleich mit der Zuckeroxydation, nie allein; sie kann aber das Schwergewicht der Energieverwertung ausmachen. Und wenn sie gut ist, dann können die Zuckervorräte mitunter länger anhalten. Die Grenze ergibt sich ja auch hier aus der Intensität: kann ich ein gewisses Tempo noch unter vorwiegender Fettverwertung laufen, dann bleiben die Zuckerspeicher länger erhalten, als wenn ich hier schon viel Zucker brauche. Daher ist die Verbesserung der Fettverwertung für Ausdauerathleten immer genauso sinnvoll wie die Verbesserung der aerob-anaeroben Schwelle, wo es vorwiegend um die Zuckerverwertung geht. Läuft man langsamer weg (Longjogg), dann wird die Fettoxydation fast sofort angekurbelt, dienlich vor allem für Regeneration wenn man vorher die Zuckerspeicher abgeräumt hat (Auslaufen nach Wettkampf), aber auch für den Normalbürger, wenn er abnehmen soll-will-muß. Und die zugehörige besonders geeignet Muskelfaser ist die ST - Faser. Ironmansieger haben sicher keinen Überhang der FT-Fasern.
Kleine Auswahl von Links:
Die Skelettmuskulatur kann willkürlich betätigt werden; das bezieht sich aber auf das übergeordnet Bewegungsprogramm, nicht auf die Steuerung der einzelnen Muskelfaser. Es ist sehr viel an Logik und Verarbeitung von Nervenimpulsen verschiedener Art nötig, um ein Gelenk zu bewegen. Wir vereinfachen dahingehend, dass wir das Ergebnis der Bewegung haben wollen, dieselbe läuft, zumindest sobald sie sich eingespielt hat, automatisch, wenn auch bewusst ab. Die Darmmotorik als Beispiel für die Tätigkeit der glatten Muskulatur wird weder geplant noch wird sie uns bewusst.
Wir haben also ein Bewegungsschema für alles, was wir tun wollen. Dazu mehr an anderer Stelle. Ermöglicht wird dies alles, weil eine Nervenfaser einen Nervenimpuls an die einzelne Muskelzelle heranführt, welche dann kurz zuckt. Eine Aneinanderreihung dieser Zuckungen hält dann den Muskel in seiner verkürzten Position, und zwar auch gegen einen Widerstand. So entsteht die Kraft, die der arbeitende Muskel entwickelt.
Die Nerven, welche ihre Impulse an die Muskelfaser heranbringen, verzweigen sich in der Muskulatur, und jede Endverzweigung liegt mit einer plattenförmigen Endigung an der Muskelzelle an. Durch diese Platte wird der Steuerimpuls für die Motorik der Muskelfaser übertragen, daher der Ausdruck motorische Endplatte (der Nervenfaser an der Muskelfaser). Vereinfacht erklärt ist der Nervenimpuls als eine an der Oberfläche der Nervenfaser entlanglaufende Depolarisierungswelle. Die Nervenzelle hat an ihrer Membran eine charakteristische Verteilung von Ionen, so daß sie geladen ist. Am Zellkörper der Nervenzelle kann diese Polarisierung aufgehoben werden. Das breitet sich in alle Richtungen entlang der Zellmembran aus, an der Stelle der Entstehung wird das Potential (unter Energieverbrauch, mittels ATP etc.) wiederhergestellt. Wenn dieser Impuls eine gewisse Stärke übersteigt, man spricht von der Erregungsschwelle, dann läuft er über die ganze Länge der dünnen Fortsätze der Nervenzelle bis zu deren Ende. Die dünnen Fortsätze sind das, was wir als Nervenfaser bezeichnen. Und die motorischen Nerven haben eben eine plattenförmige Verbreiterung am Ende, welche an der Muskelmembran klebt.
Vereinfacht dargestellt wird bei Eintreffen einer Depolarisierung an der Nervenendigung aus dieser der Stoff Acetylcholin in den Spalt zur Muskelzelle hin freigesetzt, man spricht von einem Überträgerstoff, dem Transmitter. Dieses Acetylcholin löst an der Muskelmembran eine Depolarisierung aus, welche bei Überschreiten der Reizschwelle sich über die Muskelmembran hinweg ausbreitet. Und dabei auch den Teil der Membran depolarisiert, welcher durch das T-System des sarkoplasmatischen Retikulum in die Tiefe gezogen ist. So kommt der Impuls an das L-System des sarkoplasmatischen Retikulum, wo er Ca++-Ionen freisetzt, siehe oben unter genaueres zur Muskelkontraktion.
Die Versorgung des Muskels mit seinen motorischen Nerven nennt man auch Innervation (Nerv Hineingebung salopp übersetzt). Es gibt Muskelfasern, welche den Impuls an ihrer Oberfläche nicht weit leiten können, diese werden dann an vielen Stellen durch die Nervenfaser berührt, es kommt zu keiner typischen Endplatte, sondern zu traubenförmigen Gebilden. Diese Muskelfasern können dauerhaft kontrahiert werden, auch löst Acetylcholin keine Einzelzuckung aus, sondern eine Kontraktur (Dauerkontraktion). Auch Fasern der Muskelspindel sind so versorgt.
Die Nervenfasern teilen sich normalerweise kurz vor ihrem Ende und versorgen dann mehrere Muskelfasern mit je einer motorischen Endplatte. Es müssen dann alle dazu gehörigen Muskelfasern gleichzeitig zucken, wenn der Nerv einen Impuls heranleitet. Eine Nervenfaser mit allen zugehörigen Muskelfasern nennt man daher motorische Einheit.
Starke Muskel, welche eine weniger fein abgestufte Bewegung vollführen müssen, wie der große Gesäßmuskel als Paradebeispiel, er ist unser stärkster Muskel und für die Hüftstreckung und damit den Sprung verantwortlich, haben sehr viele Muskelfasern zu einer motorischen Einheit zusammengefaßt. In den Augenmuskeln liegt die Anzahl der Muskelfasern einer motorsichen Einheit unter 10, sie müssen kaum Kraft entwickeln, aber die Bewegungen des Augapfels möglichst genau ausführen. Und die Muskel, welche im Augapfel die Pupille verstellen, sollen sogar pro Muskelzelle Endigungen verschiedener Nerven haben.
Ich fand folgende Links:
In der Muskulatur eingestreut liegen die sogenannten Muskelspindeln. Diese kleinen Organe bestehen aus besonders ausgebildeten Muskelfasern in Verbindung mit Nervenendigungen. Sie werden von einer Hülle umgeben und die Enden dieser länglichen, spindelförmigen Organe sind am bindegewebigen Teil des Muskels befestigt.
Die Muskelspindeln sind Dehnungsrezeptoren, das heißt, sie melden den Dehnungszustand des Muskels an das zentrale Nervensystem. Es liegen 2 bis 5 intrafusale Muskelfasern innerhalb der Muskelspindel, alle anderen Muskelzellen heißen extrafusale Fasern. Die intrafusalen Fasern sind dünner und wenige Millimeter lang.
Die Muskelspindel ist afferent und efferent (herbeiführend und hinwegführend) durch Nerven versorgt, das heißt es gibt Nerven, die Reize von der Spindel zum zentralen Nervensystem (ZNS) leiten (afferent) und daher sensibel sind und solche, welche Impulse vom ZNS zur Muskelspindel leiten (efferent). Die sensible Faser umschlingt mit ihren Enden die intrafusalen Fasern in ihrem Mittelteil. Jede Muskelspindel hat nur eine sensible Nervenfaser. Wird der Muskel gedehnt, so wird auch die an seinen Bindegewebssepten aufgehängte Muskelspindel gedehnt. Das führt zu Reizsignalen, welche diese sensible Nervenfaser zum ZNS sendet, in höherer Frequenz, wenn die Dehnung stärker ist. Die Muskelspindeln melden daher die aktuelle Länge des Muskels.
Jede Muskelspindel besitzt auch eine motorische Versorgung. Sie bilden Endplatten, welche seitlich von den Spiralen der sensiblen Fasern an der intrafusalen Muskelfaser liegen. Kommen aus dem ZNS Signale an diese Endplatte, so verkürzt sich der darunter liegende Abschnitt der Muskelfaser. Da aber die feinen und kurzen 2 bis 5 Fasern nicht imstande sind, mit ihrer Kraft den ganzen Muskel zu verstellen, kommt es zu einer Dehnung des Mittelteiles, wo die sensiblen Fasern den Dehnungszustand messen, die Enden können nicht bewegt werden. Der Sinn kann also nur in einer Vordehnung der Muskelspindelfaser liegen, was die Ausgangssituation für die Signale der sensiblen Nervenfaser zum ZNS erhöht; es wird dann eher eine hohe Muskeldehnung signalisiert, als wenn die Spindelfaser in Ruhe ist. Diese Voraktivierung der Muskelspindel geschieht wahrscheinlich, wenn man "angespannt" ist, wenn man also in voller Aktion ist und daher seine Reaktivität auf das, was eventuell kommen könnte, erhöht.
Der Dehnungsreflex ist eine negative Rückkopplung (englisch: feed back control). Wird der Muskel in die Länge gezogen, so erhöht sich als Antwort darauf automatisch seine Spannung, so daß er sich wieder verkürzt. Die Länge wird dabei von der Muskelspindel an das ZNS gemeldet. Der über diese Nervenfaser einlaufende Impuls wird auf andere Nerven weiterverschaltet. Gleich im Rückgrat teilt sich dabei dieser Impuls: er wird einerseits sofort auf das Motoneuron geschaltet, welche die Kontraktion desselben Muskels auslöst, in dem die Muskelspindel liegt, von der der Impuls kam. Gleichzeitig aber auch auf Nervenfasern, die zum Hirn hochlaufen. Das Motoneuron, also die Nervenzelle, welche die Muskelfasern zur Kraftentfaltung des Muskels steuert, bekommt also Impulse direkt von dieser sensiblen Faser der Muskelspindel und natürlich auch von der Zentrale. Die erste Verschaltung ermöglicht einen schnellen Reflex, die letztere die geplante Bewegung. Und es kann daher auch dieser Reflex von der Zentrale her ausgeschaltet werden. Oder abgemindert. Im Prinzip erfolgt immer auf eine starke, aber auch auf eine schnelle Dehnung der Muskelspindel ein Verkürzungsreflex des Muskels. Das schützt vor Überdehnung. Es löst aber auch die Gegenaktion nach Dehnung aus. Das heißt, werden bei schneller Beinstreckung die Beinbeugemuskeln schnell und fast zur Gänze gedehnt, so wird dabei dieser Dehnungsreflex unterdrückt; vom ZNS her gesteuerte Verkürzung eines Muskels unterdrückt immer gleichzeitig den Dehnungsreflex im Antagonisten. Endet aber die Verkürzung der Beinstreckmuskulatur, weil einerseits aus Bewegungserfahrung, andererseits durch die Muskelspindeln des Antagonisten das ZNS dies als sinnvoll erkannt hat, dann kommt beim Beuger der Dehnungsreflex zum Tragen.
In sich regelt sich der Dehnungsreflex ganz einfach, wenn die Muskelspindel weit und/oder schnell gedehnt wird, dann kommt es zur reflektiven Verkürzung ihres Muskels. Weil ihre Nervenfaser den Impuls nicht nur zum Hirn meldet, sondern auch direkt auf die Motoneurone des Muskels schaltet. Gleichzeitig wird aber durch die höhere Verschaltung im Bereich Hirnstamm, Kleinhirn und Großhirn der Dehnungsreflex im Antagonisten vermindert, er soll ja nicht gleichzeitig kontrahieren. Wird ein Muskel zur Kontraktion veranlaßt, dann wird der Dehnungsreflex im Gegenspieler abgemindert. Schließlich wird aber die Meldung der Muskelspindel im Gegenspieler immer intensiver, so daß dieser schließlich sich kontrahiert, aber gleichzeitig mit einer Kontraktionshemmung des eben kontrahierten Muskels, der jetzt gedehnt werden muß. Nach optimaler Kontraktion des Streckers eines Gelenkes kommt es also zu einer reflektorischen Einleitung der Kontraktion des Beugers. Und nach dessen optimalen Kontraktion zur reflektorischen Kontraktion wiederum des dabei in die Länge gezogen Steckers. Beim schnellen Lauf dürfte die Steuerung der Beinmuskulatur weitgehend auf Seiten dieser Reflexe liegen, je langsamer man läuft, umso eher kann das System auf schnelle Reflexe verzichten und sich die Bewegung daher komplexer steuern und besser an äußere und innere Umstände anpassen.
Nicht vernachlässigen darf man aber die Grundaufgabe des Dehnungsreflexes bei der Körperhaltung. Gerade die aufrechte Haltung des Menschen ist eigentlich unmöglich und daher von einer komplexen Steuerung abhängig. Durch den gut ausgebildeten Gleichgewichtssinn, die gut ausgebildete Orientierung im Raum und die beim Menschen alle anderen Sinnesempfindungen übertreffende optische Kontrolle (in Finsternis geht man sofort unsicherer) ist es möglich, den Körper in seine aufrechte Haltung zu bringen und zu halten. All dies wäre aber unmöglich, würde nicht sofort eine ansatzweise Spannungsänderung vorwiegend in der Stütz- und Haltemuskulatur, aber auch in der Muskulatur der Zielbewegung, durch diesen Dehnungsreflex abgefangen. Daher: Die Haltung und Stellung aller Tiere, aber des aufrecht gehenden Menschen besonders, ist möglich, weil sehr komplexe und hochverschaltete Steuerungen ständig ablaufen, welche aber durch die primitiven Reflexe unterstützt werden müssen, welche zwar nicht so kompliziert sind, aber jede Änderung der Körperhaltung schon im Ansatz sehr schnell (ohne Nachdenken) minimieren bzw. zurückstellen können. Es ist ja schon die aufrechte Haltung so labil, dass sie nicht von selbst hält, dazu kommen noch Einflüsse wie die ständige Vibration des Bodens, Wind, Änderung der Gewichtsverteilung wenn man Körperteile bewegt, aber auch bei Gang und Lauf die Reaktion auf Bodenunebenheiten, ausweichen vor Hindernissen und vieles mehr. Und das weiter oben beschriebene Zusammenspiel von Muskelgruppen bei komplizierten Bewegungsabläufen, die auch durch einfache Reflexe unterstützt werden müssen.
Außerdem muss man noch erwähnen, dass die Signale der Muskelspindel auch bezüglich der Orientierung im Raum dienen. Durch ihre Verarbeitung im ZNS weiß ich eigentlich immer, wo sich im Verhältnis zu meinem Gesichtsfeld die Enden der Gliedmaßen befinden. Die Einschätzung der Position meines Körpers und aller Körperteile ist abhängig von der Erkennung der Umgebung und der Erinnerung daran, wie sie dort aussieht, wo ich es momentan nicht sehen kann, die Abgleichung der Empfindungen des Gleichtgewichtsinnes dazu, und eben auch die Stellung der Gliedmaßen, welche sich ja aus dem Dehnungszustand der über sie ziehenden Muskel berechnen läßt. Kein Angst: primitivere Menschen orientieren sich leichter, weil sie nicht durch hochintellektuelle Einflüsse abgelenkt sind. Und der Spitzensportler ist ein hochintelligenter Mensch, anders hätte er sein Niveau nicht erreichen können, aber bei der Sportausübung im unmittelbaren Einsatz des Erlernten sollte er die Abläufe automatisiert haben und nähert sich dabei wieder dem primitiven Urmenschen an. Ein Abfahrtsläufer, der vor einem 120 km/h Sprung zuviel denkt, der liegt. Zum Erlernen dieses Sprunges durfte er aber sehr wohl das Hirn einschalten.
Für die Gesamtheit
Obwohl jede Muskelzelle in einem feinen Bindegewebsschlauch steckt, erfolgt die Kraftübertragung auf die Sehne am Ende des Muskels direkt von den Myofilamenten her. Die aus den Myofilamenten zusammengesetzten Myofibrillen laufen von einem Ende der Muskelzelle zum anderen. Die Muskelfaser ist an ihrem Ende abgerundet, schräg oder stufenförmig, das Sarkolemm ist hier stark eingefaltet, so dass die Sehnenfasern in die Muskelzelle einstrahlen; sie sind aber durch das in die Faltungen mitgehende Sarkolemm streng von den Muskelfibrillen getrennt. Jedoch gibt es eine gute Verbindung zur Sehnenfaser, wie sie sonst zwischen den Zellen eines Gewebes besteht. Der Glanzstreifen des Herzmuskels entspricht der gleichen Anordnung, dort geht aber die Kraftübertragung auf die nächste Muskelzelle über, hier auf eine Sehnenfaser.
Die straffe Schicht aus Bindegewebe, welche den Muskel umgibt, setzt sich in die fort, welche die Sehne umgibt. Im Muskel sind größere Faserbündel ebenfalls von einem Bindegewebsschlauch umgeben. Und die einzelne Muskelzelle vom feinen Endomysium, wobei immer die Schläuche untereinander und so an der Umgrenzung der Bündel auch mit den übergeordneten Schläuchen zusammenhängen. Dieses setzt sich in die Feinstruktur der Sehnen fort, ihre Sehnenbündel entsprechen so den Bündeln ihres Muskels.
Wesentlich ist nun, dass die Sehnen in das Innere des Muskels einstrahlen und sich auch dort mit den bindegewebigen Zwischenschichten verbinden. Das vergrößert die Haftfläche beträchtlich.
Am Rande erwähnt sei noch, daß man den Sehnenspindeln heute größere Aufmerksamkeit schenkt als bisher; sie entsprechen den Muskelspindeln und haben einen großen Anteil bei der übergeordneten Beurteilung und Steuerung von Bewegungen.
Der gesamte Bindegewebsapparat des Muskels gibt diesem einen inneren Halt und gewährleistet eine Verschieblichkeit der Faserbündel zueinander. Und durch Gruppenfascien werden größere Muskelgruppen zusammengehalten. Wenn der Muskel nicht gerade verläuft, dann dienen die Fascien (= tuchartige Bindegewebshäute) auch der Führung.
Schleimbeutel sind von einer Bindegewebskapsel umgebene Spalten; sie sind praktisch von der gleichen Flüssigkeit gefüllt als die Gelenke. Es gibt sie überall dort, wo Sehnen auf Knochen oder Anderes drücken und daher die Reibung verringert werden muß. Der bekannteste Schleimbeutel ist der unter der Kniescheibe: die Kniescheibe ist in die Sehne des vierköpfigen Oberschenkelmuskels (quadriceps femoris) eingelassen, dort, wo die starke gemeinsame Sehne dieser vier Muskelköpfe vorne über das Knie gespannt wird, um unterhalb am Schienbein anzusetzen. Uns fallen die Schleimbeutel auf, wenn sie, meist durch Fehlbelastung oder Überlastung, entzündet sind. Bei Kohlemännern hat sich durch das Tragen der schweren Säcke auf dem Schulterblatt ein Schleimbeutel gebildet, dort wo der Sack am Knochen reibt, ein Zeichen für die Anpassung gewisser Teile unseres Körpers an Belastung.
Sehnenscheiden könnte man auch als langestreckte Schleimbeutel ansehen; sie entstehen überall dort, wo lange Sehnen auf die Umgebung drücken bzw. zwischen den umgebenden Strukturen bei der Muskelarbeit rutschen müssen. Sie setzten dabei die Reibung und den Druck der betätigten Sehne auf die Umgebung herab. Auch die Sehnenscheiden fallen ihren Besitzern erstmals auf, wenn sie entzunden sind.
Die Bindegewebsmembran der Sehnenscheiden umgibt sowohl die Sehnen direkt als sie auch die Grenzschicht zur Umgebung darstellt; entlang einer nahtähnlichen Struktur schlägt dabei mitunter das äußere in das inner Blatt um. Zwischen den beiden Blättern findet sich Schmierflüssigkeit wie bei den Schleimbeuteln und den Gelenken. Teilweise können die Sehnenscheiden mit der Umgebung verwachsen sein und so die Führung der Sehnen bewerkstelligen helfen; ein Vergleich mit dem Bowdenzug des Fahrrades (Bremsseile) ist naheliegend, aber doch übertrieben.
Wie bei allen Organen nennt man die Stelle, wo Blugefäße und Nerven in ein Organ eintreten, Hilus. Dieser liegt oft in der Mitte des Muskels. Die größeren Blutgefäße laufen meist in Längsrichtung parallel zu den Muskelbündeln, sie geben Verzweigungen quer zur Richtung ab, deren Abzweigungen laufen wieder längs. Das geht bis zu den Kapillaren hinab, so daß man diese annäherungsweise an einem Querschnittspräparat abzählen kann. Es liegen mehrere Kapillaren so längs zur Muskelfaser, dass jede Muskelfaser von mehreren Kapillaren versorgt wird und jede Kapillare mehrere Muskelfasern versorgt. Feine Fasern haben mehr Kapillaren. Auch weiß man, dass sich die Zahl der Kapillaren im Muskelquerschnitt durch aerobes Ausdauertraining verbessert, nicht durch Krafttraining. Wenn man also lange im Bereich der aeroben Glykolyse unterhalb der aerob-anaerobe Schwelle läuft, das heißt mit langer Einwirkungsdauer pro Training und das Wochen bis Monate, dann verbessert man die Kapillarisierung der betätigten Muskulatur.
Die Muskelfasern setzen in einem mehr oder minder großen Winkel am Sehnenblatt oder mit kurzen Sehnen am Knochen an. Wenn der Ansatzwinkel deutlich sichtbar ist, dann spricht man von einem gefiederten Muskel in Anlehnung an das Erscheinungsbild einer Vogelfeder. Parallelfaserige Muskeln mit einem Muskelsehnenübergang in gleicher Höhe kommen praktisch kaum vor. Das gibt es nur bei dünnbauchigen oder flachen Muskeln.
Meist setzen die Muskelfasern spitzwinkelig an der Sehne oder dem Knochen an, so daß sich der Winkel bei der Bewegung vergrößert und so die Dickenzunahme des Muskels in diesen größeren Winkel hineinpaßt. Dadurch werden die im Muskel verlaufenden Nerven und Blutgefäße nicht komprimiert, sie können sogar mehr Platz erhalten. So kann es zu einer Pumpfunktion bezüglich der Durchblutung kommen, wenn die Muskulatur rhythmisch arbeitet. Die Venen haben dabei sogenannte Venenklappen eingebaut, sodaß der Blutfluss in seiner Richtung vorgegeben ist.
Muskelbauch und Sehne zusammen ergeben das bezeichnete Muskelindividuum. Dieses hat einen Ursprung (Origino) und einen Ansatz (Insertio). Als Ursprung bezeichnet man gewöhnlich das Ende, welches zum Rumpf näher liegt und dessen Verbindungspunkt dabei gewöhnlich mehr in Ruhe bleibt als der Ansatz, welcher bewegt wird, weil an dieser Seite des Gelenkes das freie Ende der Gliedmaße liegt und damit das geringere Gewicht.
Ein Muskel kann eingelenkig oder mehrgelenkig sein, das heißt, er kann über ein Gelenk ziehen oder über zwei oder mehr. Mimische Muskeln des Gesichtes oder Augenmuskeln haben natürlich keine Beziehung zu einem knöchernen Gelenk.
Manche Muskeln haben ihren Ursprung bzw. Ansatz nicht an Knochen oder Sehnen, sondern an Bindegewebshäuten.
Die Fasern der Sehnen strahlen in das Periost (Beinhaut) ein; die Bindegewebsfasern setzen sich bis in den Knochen hinein fort. So wird die Kraft auf einen größeren Bezirk des Knochens übertragen. Andere Sehnen treffen den Knochen in einem spitzen oder stumpfen Winkel und strahlen in Knochenerhebungen ein, die man wegen ihrer rauhen Oberfläche beim geputzten Knochen Tuberositas = Rauhigkeit nennt. Dabei sind die Sehnenbündel oberflächlich in den Knochen eingekittet. In anderen Fällen wird die Sehne vor ihrem Ansatz durch Bänder, knöcherne Sehnenanteile oder Knochenfortsätze so abgelenkt, daß sich der Ansatzwinkel der Sehne am Knochen während der Bewegung nicht ändert.
Die Hubhöhe des Muskels ist der Länge der Muskelfaserbündel und der Änderung ihres Ansatzwinkels proportional.
Gefiederte Muskeln mit verschiedenen Ansatzwinkeln ihrer Fasern an der Sehne haben auch Fasern von ungleicher Länge, so daß trotz der unterschiedlichen Fiederungswinkel bei einer Verkürzung eine gleiche Hubhöhe an der Sehne erzielt wird.
Die Kraft eines Muskels hängt von der Summe der Querschnitte der Fasern und von ihrem Ansatzwinkel ab. Gewöhnlich können 3 - 5 kg/cm2 Muskelquerschnitt bewältigt werden. Die Arbeit eines Muskels ist vom Faserquerschnitt und von der Hubhöhe abhängig. Die Leistung entspricht der Schnelligkeit der Kontrakion (Kraft mal Hubhöhe pro Zeit).
Der Muskel im üblichen Sinn ist für sich darstellbar, da er von einer Bindegewebshülle umgeben ist.
Wenn zwei oder mehr Muskel bei ihrer Verkürzung die gleiche Bewegung im Gelenk erzielen, so nennt man sie Synergisten. Die dabei gedehnten Muskel heißen Antagonisten. Bei totaler Kraftanstrengung können sich bis 70% aller Fasern eines Muskels gleichzeitig kontrahieren, ansonsten immer so viele wie gebraucht werden. Man spricht von Rekrutierung der Muskelfasern. Oft treten daher nur einige Muskelfaserzüge oder Streifen eines Muskels in Aktion, um eine alltägliche und nicht besonders anstrengende Bewegung zu bewerkstelligen. Man muß dabei bedenken, dass kaum ein Gelenk allein bewegt wird, meist müssen mehrere Gelenke gemeinsam wirken, um den Körper in die gewünschte Position zu bingen. Greife ich hoch, so wird nicht nur der Ellbogen gestreckt, sondern es muß auch der Arm im Schultergelenk über die Waagrechte gehoben werden, das Rückgrat wird gestreckt indem seine natürliche Krümmung verringert wird, Hüfte und Knie müssen ebenfalls gestreckt werden, und schließlich hebt sich die Ferse vom Boden. Und das der Reihe nach, weil die Absicht, etwas hoch oben Befindliches zu erreichen, dies verlangt. Man nennt dies Propriozeptive Neuromuskuläre Faszilitation, weil ausgelöst durch die Propriozeptoren, also der Muskelspindeln und Sehnenspindeln, gemeldet wird, daß eine weitere Streckung des Armes nicht mehr möglich ist, wird das Schulterblatt gedreht soweit das geht, dann wird die gewisse Beweglichkeit des Rückgrats ausgenützt und so weiter, bis man auf dem Fußballen steht. Das geht vom Hirn aus und wird auf die Muskel verschaltet. Daher neuromuskulär gesteuert. Unter Faszilitation versteht man die Bahnung eines Impulses durch das sehr komplizierte Nervensystem von einem Nerven zum nächsten und schließlich zum Erfolgsorgan, hier der Muskel. Die dabei aneinandergereihten aktiven Muskelzüge nennt man PNF-Diagonale (PNF als Abkürzung für propriozeptive neuromuskuläre Faszilitation). Dem Normalbürger fällt dies zumindest in jungen Jahren nicht auf; ist aber entlang einer PNF-Diagonale, die gibt es natürlich für jede Haltung und Bewegung, nicht nur beim Hochgreifen, welches ich hier als Beispiel angeführt habe, ist also entlang einer solchen Diagonale irgendwo die Muskulatur nicht genügend entwickelt, dann spürt man das einerseits, weil es dort schmerzt, andererseits gelingt eben die gewollte Aktion nicht gut genug. Physiotherapeuten sind einerseits gefordert, dieses Manko durch gezielte Gymnastik zu beheben, andererseits können sie natürlich auch durch Ausnutzung des Bestehens von solchen PNF-Diagonalen, oder veraltet genannt Muskelschlingen einer Haltung oder Bewegung, auch sehr gezielt einen bestimmten Muskel oder auch einen Abschitt eines Muskels trainieren.
In der Trainingspraxis sehr häufig ist, dass ein Speerwerfer (nicht nur der, aber da sieht man es am Besten) in dem Moment, wo er mit der Hand abzieht, mit dem Oberkörper seitlich wegfällt, anstatt damit in der Bewegungskulisse zu bleiben und so den Abwurf zu verstärken. Gelingt es, während dem Abwurf das Hauptgewicht des Körpers in die Richtung mitzubringen, dann wird der Abwurf härter und damit die Abfluggeschwindigkeit des Gerätes höher. Die Gefahr eines Übertretens der Abwurflinie steigt damit zwar, aber wenn man das im Griff hat, hat man sich ohne wesentlichen Kraftzuwachs verbessert. Das Abfedern des Abwurfimpulses durch Wegfallen des Oberkörpers in die andere Richtung ist zwar eine natürliche Reaktion, sonst würden es nicht alle Anfänger machen. Es soll die Belastungsspitze aus dem Ganzen herausnehmen. Aber wenn man erfolgreich sein will, muß eben die Abwurfbewegung der Hand von den Zehen her durch den ganzen Körper gestützt werden und darf nirgends nachgegeben werden. Dies alles aber nur als vorläufiges Beispiel dafür, wie das Zusammenspiel von Athlet, Gerät, Umgebung und die Aktionen des eigenen Bewegungsapparates den Erfolg beeinflußen. Die Bewegungslehre ist für mich der interessanteste Teilaspekt der Sportausübung überhaupt, leider sind wir an dieser Stelle noch weit davon entfernt, uns wirklich mit dieser zu beschäftigen. Am Ende sollten wir aber dahin kommen.
Erwähnt muß noch werden, dass wir Haltung und Zielbewegung unterscheiden. Die Zielbewegung, wie schon das Wort sagt, macht das, was man haben will. Dabei muß aber die Körperhaltung angepaßt werden und dann stabil bleiben. Siehe gleich oberhalb bei PNF. Daher gibt es Muskel, welche für die Zielbewegung geeignet sind, und solche, welche eben mehr statisch arbeiten. Erstere haben mehr schnell zuckende Fasern, letztere hauptsächlich langsam zuckende Fasern. Das wesentliche dazu ist bereits oben unter Muskelfasertypen und Ernegiegewinnung und Energieverwertung in der Muskulatur beschrieben.
Fächerförmige Muskel, die über ein Kugelgelenk ziehen, können auch in sich Antagonisten beinhalten; so liegt der Muskulus Deltoideus derart auf dem Schultergelenk, dass er die seitliche nach oben schauende Kuppel bildet, welche für die Kontur eines aufrecht stehenden Menschen charakteristisch ist. Seine vordere Kante zieht den Arm zum Brustkorb und nach vorne, die hintere zum Brustkorb und nach hinten; wirken sie gleichzeitig, dann ziehen sie den Arm zum Bruskorb und damit nach unten; hebt sich aber der Arm über die Waagrechte, diese Bewegung nennt man Elevation, dann überqueren diese Muskelfasern die Gelenksachse, und bei nunmehriger Kontraktion helfen sie den Arm weiter zu heben und damit vom Brustkorb weiter wegzubringen; gleichzeitig unterstützen sie jetzt die mittleren Fasern dieses Muskels, unterhalb der Gelenksachse waren das Antagonisten, die bei Elevation zu Synergisten werden.
Vorläufig nicht näher betrachtet soll hier die Wirkung eines Muskels in Einheit mit Erdanziehung oder gar mit Geschwindigkeitsabhängiger Trägheit von Körperteilen werden, das ist zwar ein interessanter Teilaspekt der Bewegungslehre, aber hier sicher noch verfrüht.
Beanspruchung und Verhalten des Knochens
Ist auf einer eigenen Seite angelegt, daher Klich auf Link.
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Ich betrachte diese Seite vorläufig als fertig, beachte aber die weiteren Seiten meiner Bemühungen - this side should be finished at this point, please aknowledge the other parts of my work - dobinihiaztfertiobaschaudaisondereanooan!