Muskeln

Ein Muskel besteht aus Muskelfaserbündeln. Die Muskelfaserbündel sind von einer Bindegewebshülle umgeben. Der Muskel läuft an seinen Enden in Sehnen aus, die an den Knochen ansetzen.
Die Muskulatur ist ein stark ausgeprägtes Organ der Wirbeltiere. Die menschliche Muskulatur hat einen Anteil von ca. 50 % am Gesamtkörpergewicht.

Die Muskulatur besitzt die Fähigkeit, sich zu verkürzen und somit dicker und härter zu werden. Die Muskeln werden aktiv kontrahiert, können aber nur passiv wieder gedehnt werden. Die Dehnung erfolgt oft durch einen anderen Muskel, einen Gegenspieler (Antagonisten).

Muskulatur des Menschen

Muskulatur des Menschen

Muskeln - Muskulatur des Menschen (Schema)

Beim Anwinkeln des Unterarms verkürzt und verdickt sich der Armbeugermuskel (Bizeps) an der Vorderseite des Oberarms. Der Bizeps kontrahiert und übt durch den Sehnenfortsatz einen Zug auf den Unterarmknochen aus. Es entsteht bei der Drehung im Ellenbogengelenk eine Hebelwirkung. Während der Kontraktion des Bizeps erschlafft der Armstreckermuskel (Trizeps) an der Rückseite des Oberarms. Der Trizeps wird gedehnt.
Beim Strecken des Arms läuft ein umgekehrter Vorgang ab. Der Armstreckermuskel kontrahiert (verkürzt und verdickt sich) und zieht den Unterarmknochen in die gestreckte Lage zurück. Während der Kontraktion des Trizeps wird der Bizeps gedehnt.

Die aktive Bewegung wird durch Muskeln ermöglicht, die antagonistisch arbeiten. Muskelpaare, die gleichförmig arbeiten, werden als Synergisten bezeichnet.
Je nach der Belastungsart unterscheidet man zwei Kontraktionsformen:

  1. isotonische Kontraktion und
  2. isometrische Kontraktion.

Bei einer isotonischen Kontraktion verkürzt sich der Muskel bei ungefähr gleichbleibender Muskelspannung. Durch die Verkürzung des Muskels wird eine Bewegung erzeugt.
Bei der isometrischen Kontraktion erhöht sich dagegen die Muskelspannung bei ungefähr gleicher Muskellänge. Hierbei wird ein Muskel in einer bestimmten Stellung fixiert, sodass er sich nur wenig verkürzen kann. Um die geforderte Arbeit leisten zu können, steigt die Muskelspannung (der Muskeltonus) an, was viel Energie verbraucht (Beispiel: Halten oder Tragen von Gegenständen).

Die Muskelkontraktion erfordert den Einsatz von Energie. Neben dem ATP (Adenosintriphosphat) liegt bei Wirbeltieren auch die energiereiche Verbindung Kreatintriphosphat (KTP) im Muskel vor. Das Kreatintriphosphat speichert der Körper in der Muskelzelle, und es liefert während intensiver Muskelarbeit für die ersten 10 Sekunden die benötigte Energie. Dieser Zeitraum entspricht etwa der Ausführung von 2-4 schweren Wiederholungen. Diese Art der Energiebereitstellung wird als anaerob bezeichnet, das heißt ohne die Zufuhr von Sauerstoff.

Ein 75 kg schwerer Mann besitzt folgende Energievorräte:
1. ATP
2. KTP
3. Glykogen
4. Fette
8 kJ
15 kJ
4 600 kJ
3 000 000 kJ

Für die Muskelkontraktion werden zunächst die Reserven an ATP und KTP genutzt. Die Verkürzung und Verdickung des Muskels wirkt sich auf das benachbarte Bindegewebe und die Blutgefäße aus. Die Durchblutung wird verringert und somit verschlechtert sich die Sauerstoffversorgung des Muskels. Der Muskel muss mit dem an das Myoglobin gebundenen Sauerstoff auskommen. Die Muskelarbeit wird beeinflusst:

  • vom Sauerstoffgehalt des Muskels,
  • der Sauerstoffzufuhr durch das Blut und
  • der Glucosenachlieferung aus dem Glykogenspeicher.

Bei einem 100-m-Lauf ist der Muskelstoffwechsel überwiegend anaerob. Während der Entspannungsphase (nach 3-5 min) kann durch eine verstärkte Sauerstoffzufuhr das Gleichgewicht zwischen Sauerstoffaufnahme und -bedarf wieder hergestellt werden. Die Milchsäure kann vollständig abgebaut oder wieder zu Glucose und Glykogen aufgebaut werden.

Energiebereitstellung im Muskel

Energiebereitstellung im Muskel

Für eine dauerhafte Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Muskeln müssen aber die Faktoren gefördert werden, die eine ausreichende ATP-Bildung ermöglichen. Zu diesen Faktoren gehören:

  • erhöhte Blutversorgung des Muskels,
  • gesteigerte Leistungsfähigkeit des Blutkreislaufs und des Atmungssystems,
  • eine erhöhte Speicherung von Glykogen und
  • ein schnellerer Stoffabbau in den Mitochondrien.

Eine Förderung dieser Faktoren kann nur durch das Widerholen gleichartiger körperlicher Aktivitäten (Training) erreicht werden.

Energiebereitstellung für die Muskelarbeit: Durch Glykogen- und Fettspaltung werden Energiereserven in Form von ATP frei. Bei der Muskelarbeit werden sie verbraucht. Muskelbewegung ist eine der wichtigsten Energienutzer des tierischen Organismus.

Energiebereitstellung für die Muskelarbeit: Durch Glykogen- und Fettspaltung werden Energiereserven in Form von ATP frei. Bei der Muskelarbeit werden sie verbraucht. Muskelbewegung ist eine der wichtigsten Energienutzer des tierischen Organismus.

Training

Bei einer erhöhten Muskelaktivität nehmen die Konzentrationen an Zwischenprodukten zu. Eine regelmäßige sportliche Aktivität erhöht den Ablauf von Stoffwechselprozessen. Sport sorgt gleichzeitig für einen rationellen Bewegungsablauf, sodass entsprechende Bewegungsfolgen mit einem möglichst geringen Kraftaufwand der Muskeln durchgeführt werden können. Gleichzeitig wird der Schwellenwert für die Erregbarkeit des trainierten Muskels herabgesetzt.

Die Wirkung einer regelmäßigen sportlichen Aktivität auf die Muskulatur hängt von der Intensität und Dauer ab. Mit einer zunehmenden Trainingsdauer nimmt der Leistungszusatz zunächst sichtbar zu, bis ein Leistungsgrenzwert erreicht ist. Bei einer Ausdehnung der Intensität und Dauer des Trainings kann die größtmögliche Leistungsfähigkeit erreicht werden. Man unterscheidet Ausdauer- und Krafttraining voneinander.
Werden Bewegungsabläufe ohne maximalen Kraftaufwand wiederholend ausgeführt, so spricht man vom Ausdauertraining. Zu den Ausdauersportarten gehören Laufen, Schwimmen, Radfahren, Skaten und Rollschuh fahren sowie zügiges Gehen (Walking).

Werden einzelne Muskeln unter erheblichem Kraftaufwand trainiert, indem eine relativ kurzzeitige Maximalleistung mit einem großen Anteil an statischer Haltearbeit erbracht wird, so spricht man von Krafttraining .

Zu den durch regelmäßige sportliche Aktivität erreichten Wirkungen auf das Herz-Kreislauf-, Atmungs-, Stoffwechsel- und Muskelsystem gehören:

  • Massen- und Volumenzunahme der Muskelfasern, die mit einer Zunahme an Myofibrillen, Myofilamenten und Mitochondrien in den Muskelfasern verbunden ist,
  • Kapillarisierung des Muskels, d. h. eine stärkere Durchblutung des Muskels, die einen erhöhten Stoffaustausch an der größeren Gesamtoberfläche der Kapillaren ermöglicht,
  • Stoffanreicherung an Energievorräten (ATP, KTP, Glykogen) und an Myoglobin im Muskel,
  • Erhöhung der Enzymkonzentrationen, die die aeroben und anaeroben Stoffwechselprozesse katalysieren, und
  • Zunahme der maximalen Muskelkraft, berechnet auf den Muskelquerschnitt.

Zusammenhängende Bewegungsabläufe (z. B. Schwimmen, Radfahren) erfordern eine entsprechende Koordination der Erregung von Muskeln durch das Nervensystem. Sportliche Aktivitäten, besonders bei ungleichmäßiger Belastung einzelner Muskeln, sowie der sinnvolle Wechsel von Anspannung (Kontraktion) und Entspannung (Dehnung) sind für die Gesunderhaltung des Bewegungsapparats und der Erhaltung seiner Leistungsfähigkeit von außerordentlicher Bedeutung.

Dehnung

Beim Ausführen von Dehnungsübungen sollten Sie folgendes beachten:

1.Nehmen Sie eine präzise Position ein!
2.Lenken Sie die Aufmerksamkeit in das Dehnungsgefühl!
3.Atmen Sie tief ein und aus! Lassen Sie den Sauerstoff durch den Körper fließen! Gehen Sie nun in eine natürliche Atembewegung über!
4.Beobachten und spüren Sie die Dehnung! Entspannen Sie!
5.Halten Sie nach Ihrem Körpergefühl die Dehnungsposition 20-90 Sekunden!
6.Lösen Sie die Position langsam auf! Wechseln Sie in eine andere Position!

Die Leistungsfähigkeit der Muskeln unterliegt auch rhythmischen Veränderungen im Tagesverlauf sowie größeren Zyklen.

Bewegungsmangel

Die erzielten Trainingsergebnisse sind umkehrbar (reversibel), d. h. bei einer längeren Unterbrechung der sportlichen Aktivität gehen die erzielten Wirkungen auf die o. g. Organsysteme verloren. Bewegungsmangel führt zu einem Proteinabbau. Eine durch Bewegungsmangel auftretende Inaktivitäts-Muskelatrophie im Bereich der Haltemuskeln kann zu Haltungsschäden, Haltungsfehlern und Fehlentwicklungen im knöchernen Bereich führen.
Häufig ist ein Mangel an körperlicher Aktivität mit dem Risikofaktor Übergewicht verbunden.

Haltungsfehler führen zu körperlichen Veränderungen, können aber auch angeboren sein.

Haltungsfehler führen zu körperlichen Veränderungen, können aber auch angeboren sein.

Muskelverletzungen

Bei Verletzungen der Muskeln liegen die Ursachen überwiegend in fehlender Erwärmung und Fehl- oder Überbelastungen der entsprechenden Regionen. Muskelverhärtungen, Muskelzerrungen, Muskelkater und Muskelfaserrisse kommen so zustande. Die schmerzlichen Folgen kann man oft durch Wärmebehandlung, Verbände, Massagen oder Salben behandeln. Bei einer Muskelprellung ging eine stumpfe Gewalteinwirkung auf den Muskel voraus. Hier hilft Kühlen der betroffenen Bereiche, bei Hautverletzungen muss die Wunde behandelt werden. Muskelfaserrisse oder Sehnenverletzungen müssen unbedingt sofort ärztlich untersucht werden.

Beim Auftreten einer der o. g. Muskelverletzungen ist die sportliche Aktivität einzustellen, um möglichst weitere Negativfolgen zu vermeiden.
Der Aufbau und Ablauf eines Trainingsprogramms sollte effektiv und risikoarm sein. Ziel der körperlichen Aktivität sollte es sein, die Beweglichkeit zu erhalten bzw. zu erhöhen, damit keine schädigenden Belastungen der Muskeln und Gelenke auftreten.

Bau eines Skelettmuskels

Bau eines Skelettmuskels

Stand: 2010
Dieser Text befindet sich in redaktioneller Bearbeitung.

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