Aufbau und Funktion wichtiger Körpersysteme und ihr Bezug zum Training

Die Systeme des menschlichen Körpers Bewegungs- systeme Seele / Psyche Genetisches System Weiter Systeme Homöostase Versorgungs- systeme Immun- System Steuerungs- systeme

Homöostase griech.: „gleichartig, ähnlich“ bezeichnet das ständige Bestreben des Organismus, verschiedene physiologische Funktionen (wie Körpertemperatur, Pulsschlag, Blutzuckerspiegel u.a.) einander anzugleichen und diesen Zustand möglichst konstant zu halten http://www.socioweb.de/lexikon/lex_geb/begriffe/homoeost.htm 17.09.08 Ziel optimale Anpassung an die Umwelt Minimierung des Kräfteaufwands zur Lebenserhaltung

Homöostase http://www.allposters.com/-sp/Arnold-Schwarzenegger-Posters_i841542_.htm http://kroppsbygging.wordpress.com/2009/02/06/rocky-stallone-arnold-schwarzenegger/ 08.04.09

Grundsätze „Alle Teile des Körpers, die eine Funktion haben, werden gesund, wohlentwickelt und altern langsamer, sofern sie mit Maß gebraucht und in Arbeit geübt werden, an die man gewohnt ist. Wenn sie aber nicht benutzt werden und träge sind, neigen sie zur Krankheit, wachsen fehlerhaft und altern schnell.“ HIPPOKRATES, ca. 400 v.Ch. „Die Qualität der Struktur und Funktion eines Organs hängt, neben seiner genetischen Determinierung, entscheidend von seiner funktionellen Belastung ab.“ nach Wilhelm ROUX, Anatom, Embriologe, Halle 1850-1924 als Biologische Grundregel postuliert

Grundsätze „Mit anderen Worten, der Körper bleibt ständig in Bewegung wie eine große lebendige Baustelle. Ein Leben lang baut er um und passt sich jeder veränderten Lage sogleich an. Das ist auch der Grund, warum trainierte Menschen im Notfall bessere Reserven und Kompensationsmöglichkeiten haben als ungeübte.“ Dr. R. DAHLKE: Herz(ens)-Probleme. München S. 228 Mediziner, Facharzt für Naturheilwesen, Psychotherapie und Homöopathie „Jedes Gewebe im menschlichen Körper passt sich an physikalische Belastungen und fehlende Belastungsreize an.“ J. J. DE MORREE: Dynamik des menschlichen Bindegewebes. 1. Aufl. München 2001, S. 52 Die Funktion bestimmt das Organ!

Homöostase und Training Belastung zerstören durch … Belastung !!!

Prinzip des trainingswirksamen Reizes der Belastungsreiz muss eine bestimmte Schwelle überschreiten Reizstufenregel (auch ARNDT-SCHULTZsche Regel) Psychiater Rudolf ARNDT (1835-1900) Pharmakologe Hugo Paul Friedrich SCHULZ (1853-1932) Reizintensität Wirkung unterschwellige Reize keine Wirkung schwach überschwellige Reize funktionserhaltend stark überschwellige Reize optimale Anpassungserscheinungen, Verbesserung des Leistungsniveaus zu starke Reize funktionsschädigend

Superkompensation = überschießende Wiederherstellung wirksamer Trainingsreiz = Overload Abnahme des Leistungsstandes (LS) = Ermüdung Wiederherstellung des LS auf Ausgangniveau überschießende Wiederherstellung des LS = Superkompensation Rückgang zum Ausgangsniveau, wenn kein erneuter, wirksamer Reiz erfolgt erneute Leistungssteigerung bei wirksamen Trainingsreiz zum richtigen Zeitpunkt http://www.sporttutgut.de/doku.php/fitness:oldstuff, 31.08.09

Prinzip der optimalen Relation von Belastung und Erholung gesteigerte Leistungsfähigkeit gleichbleibende Leistung durch zu lange Trainingspausen Leistungsabnahme/Übertraining durch zu schnelle Reizsetzung http://www.moosbummerl.com/trollen/das_phaenomen_der_superkompensation.php, 26.01.10

Training … Kondition (je nach Sichtweise) ist das planmäßige Setzen von Reizen mit Overload Störung der Homöostase  Anpassung der beanspruchten Systeme bezieht sich auf Motorische Grundeigenschaften Ausdauer Kraft Schnelligkeit Flexibilität? Technik / Koordination Reiz  Reizverarbeitung  Reizumsetzung Taktik Psyche soll den Leistungszustand erhöhen, erhalten (Erhaltungstraining), gezielt vermindern (Abtraining) Kondition (je nach Sichtweise) nach WINGERDEN, B. v.: Bindegewebe in der Rehabilitation. Vaduz 1998

Prinzip der ansteigenden (progressiven) Belastung die Anforderungen konditionelle koordinative technische taktische intellektuelle willensmäßige müssen systematisch gesteigert werden über längeren Zeitraum konstante Belastungen verlieren ihre Wirksamkeit dienen nur dem Erhalt der Leistungsfähigkeit

Wäre zu klären: Welche Art der Belastung benötigen die einzelnen Körpersysteme? Wann ist der richtige Zeitpunkt für mein nächstes Training?

Aufbau und Funktion wichtiger Körpersysteme

Gliederung des Nervensystems Cerebrospinale NS animales NS willkürliche NS Zentrales NS Gehirn RM Peripheres NS Hirnnerven Rückenmarks- (=Spinal-) nerven steuert willkürliche Bewegungen Autonome NS vegetative NS unwillkürliche NS Sympathicus 2 Stränge beiderseits der Wirbelsäule Parasympathicus 10. Hirnnerv N. vagus auch 3., 7., 9. Hirnnerv steuert unwillkürlichen Vorgänge Atmung Herz-Kreislaufsystem Verdauung

Physiologie des Nervensystems Reiz- Aufnahme durch Rezeptoren von außen / von innen bei genügender Intensität entsteht ein elektrischer Impuls Impuls- Weiterleitung von außen nach innen aufsteigend = afferent = sensible Nervenbahn Impuls- Verarbeitung RM Gehirn Reaktions- Weiterleitung von innen nach außen absteigend = efferent = motorische Nervenbahn Wirkung in der Peripherie Muskeln, Organe, Drüsen

Das Hormonsystem Hormone = Botenstoffe griech. „antreiben“ halten das komplizierte Wechselspiel der Lebensfunktionen im Gleichgewicht in Drüsen produzieren und ausgeschüttet über den Blutkreislauf zu Organen transportiert lösen dort entsprechende Reaktionen aus http://www.schmerzfrei-leben.ch/default_medbegr.htm, 20.01.10

Das Hormonsystem Nebennieren Geschlechtsdrüsen Adrenalin und Noradrenalin „Stresshormon“ Flucht-Kampf-Reaktion Cortisol Kohlenhydratstoffwechsel erhöht BZ bei gesteigertem Energiebedarf Fettstoffwechsel zerstört den turnover von Eiweiß Geschlechtsdrüsen Testosteron muskelaufbauende Wirkung verstärkt Knorpelneubildung Östrogen und Progesteron Förderung des Epiphysenschlusses Zyklus, Schwangerschaft macht Bindegewebe weich http://www.schmerzfrei-leben.ch/default_medbegr.htm, 20.01.10

Das Verdauungssystem Spaltung der Nahrung in verwertbare Bruchstücke Kohlenhydrate, Fette, Eiweiße Wasser Mineralien und Spurenelemente Vitamine Aufnahme der Endprodukte in das Blut Ausscheidung der nicht verwertbaren Bestandteile „1. Immunsystem“ Zusammenhang zur Befindlichkeit „2. Gehirn“ Schmetterlinge im Bauch haben Wut im Bauch http://www.biokurs.de/chemkurs/skripten/12/cs12-52.htm, 14.01.10

Das Atmungssystem Anatomie Gasaustausch Nasenlöcher / Mund Rachen Kehlkopf = Larynx Luftröhre = Trachea teilt sich in 2 Hauptbronchien teilen sich Bronchien verzweigen sich bis in die Alveolen = Lungenbläschen 300 bis 400 Millionen Alveolen errechnete Gesamtoberfläche ca. 100 bis 150 m² Gasaustausch Ausstoß von CO2 O2-Versorgung des Blutes http://www.g-netz.de/Der_Mensch/atemwegssystem/index.shtml, 14.01.10

Atemfrequenzen Alter AF pro min. Erwachsene 12 – 15 Jugendliche 16 – 19 Schulkinder 20 Kleinkinder 25 Säuglinge 30 Neugeborene 40 – 50

Lungenvolumina A Atemzugvolumen ca. 0,5 l B Vitalkapazität ca. 4,5 l C Gesamtkapazität ca. 6,0 l D Restkapazität ca. 1,5 l E maximale Einatemreserve ca. 2,5 l F maximale Ausatemreserve http://www.biologieunterricht.info/unterrichtsmaterialien/lungenvolumen.html, 04.02.10

Der Blutkreislauf Aufgabe Leitungssystem 2 Kreisläufe Motor Versorgung der Organe und Gewebe mit Sauerstoff (O2) und Nährstoffen Entfernung von Kohlenstoffdioxid (CO2) und Abfallstoffen Leitungssystem Arterien Venen Kapillare 2 Kreisläufe Körperkreislauf Lungenkreislauf Motor Herz http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph08_g8/umwelt_technik/11blutdruck/blutdruck.htm, 16.10.09, 17:20

Maximale Herzfrequenz Anzahl der Herzschläge pro Minute, die ein Mensch bei größtmöglicher körperlicher Anstrengung erreichen kann Faustregel: HFmax = 220 – Lebensalter Wenig tauglich !!! beruhen auf statistische Mittelwerte individuelle Abweichungen um mehr als 30 Schläge individuelle Größe durch Ergometrie zu bestimmen

Das Bewegungssystem

Allgemeiner Aufbau eines echten Gelenks HSB ÜL-C-Ausbildung Grundlehrgang Allgemeiner Aufbau eines echten Gelenks Knochen, getrennt vom Gelenkspalt Knorpel ggf. Disken bzw. Menisken Kapsel Gelenkflüssigkeit Bänder Schleimbeutel (Bursen) umgebende Muskulatur Alle Strukturen bestehen aus kollagenem Bindegewebe! http://www.doc-feld.de/seiten/schulter.html, 09.02.10

Die Bestandteile des Bindegewebes

Kollagene Fasern Sind nicht dehnbar! Kollagen Kollagene Fasern aus dem Griechischen: Leim erzeugend Verknüpfung mehrerer Aminosäuren 3 Helices bilden eine Superhelix durch H+ -Brücken verbunden sehr hohe Zugfestigkeit 50-100 N/mm2 Kollagene Fasern richten sich nach der Belastung aus Belastung in eine Richtung  parallele Ausrichtung der Fasern Sehnen und Bänder Belastungen in alle Richtungen  gitterartige Ausrichtung der Fasern Muskelfaszien, Kapseln, Nerven Sind nicht dehnbar! http://de.wikipedia.org/wiki/Collagen, 27.09.08

Was noch zu klären ist: Welche Art der Belastung benötigen die einzelnen Körpersysteme?

Allgemeine Belastbarkeit bezieht sich auf das kardio-vaskuläre System lokale Muskelausdauer Spezifische Belastbarkeit bezieht sich auf das Bindegewebe  Bewegungsapparat Funktionelle Belastbarkeit bezieht sich auf die Leistungsfähigkeit in Arbeit, Freizeit, Sport

Verbesserung der Allgemeine Belastbarkeit nach WHO = Aerobe Kondition bezieht sich auf das kardio-vaskuläre System VO2max lokale Muskelausdauer laktische Ausdauer 20-30 (40) min. täglich das Herz-Kreislauf-System belasten Spazierengehen, Walken, Joggen oder Radfahren HF 120-140 nicht aussagekräftig Funktion bestimmt die Alltagsaktivitäten und Regeneration Haushalt Arbeit Sport / Hobby Ziele Erholungsfähigkeit  primäre Prävention Kontrolle des Körpergewichts Stimulierung des Immunsystems Schmerz- und Entzündungshemmung Auswaschen der Entzündungsmediatoren

Spezifische Belastbarkeit Bindegewebe benötigt zum Wachsen und Erhalt Bewegung und Belastung!!! Bewegung sorgt für den Transport von O2 und Nährstoffe die Durchblutung der Zellen die mechanische Verformung der Zelle selbst liefert zusätzlichen Synthesereiz die piezoelektrische Aktivität Synthese Organisation und Ausrichtung der kollagenen Fasern

Beispiel: Der Knochen … ist ein lebendiges Gewebe gut durchblutet hohe Umbauaktivität durch viele Zellen Osteoblasten bauen Knochen auf Osteoklasten bauen Knochen ab (klauen) während des Wachstums und auch im ausgereiften Knochen ständige Anpassung an die Anforderungen in Form und Stärke benötigt Zug, Druck und Biegung TITTEL, K.: Beschreibende und funktionelle Anatomie des Menschen. 12. Aufl. 1994, S. 48

Spezifische Belastbarkeit Strukturen benötigen zu erreichen durch geeignetes Trainingsmittel Knochen Zug und Druck Krafttraining Knorpel Druck Kapsel und Ligamente große ROM Gymnastik, Krafttraining Muskeln Training Ausdauer-, Krafttraining Sehnen Betonung der Exzentrik Nerven zyklisch-schnell in 5‘‘-7‘‘

Funktionelle Belastbarkeit Leistungsfähigkeit in Arbeit, Freizeit, Sport Verletzungsprophylaxe Ausführung komplexer Bewegungen in 3D im Alltag, Freizeit, Sport „Train the problem“ !!!

Konsequenzen für die Praxis Nicht länger als 1 Stunde trainieren ! sonst Ausschüttung von Hormone, die Muskeln abbauen – wie Cortisol steigt mit längerer Trainingsdauer an bei hoch intensivem Training schon nach 45 Minuten Folgen je länger trainiert wird, desto geringer ist die Wirkung für den Muskelaufbau Training mit mittlere Intensität (Ausdauertraining) fördert das Herz-Kreislauf-System hohen Intensitäten mit Zusatzlasten (Krafttraining) fördert die Bewegungssysteme (aktiver und passiver Bewegungsapparat) Krafttraining und Ausdauertraining nie zusammen in einer Trainingseinheit Testosteron vs. Östrogen