Ausbildung zum Militärsportleiter (MSL)

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1 Ausbildung zum Militärsportleiter (MSL)

2 2. Unterrichtsblock Teil 2: Folien 51 bis 104  4.2 Das sportmotorische Konzept (Physische Energie: Kraft & Ausdauer)

3 Physische Energie Die konditionelle Substanz umfasst alle energieliefernden physischen Aspekte der sportlichen Leistung: Kraft, Ausdauer, Schnelligkeit und Beweglichkeit Die Bedeutung der einzelnen Leistungsaspekte für eine Sportart verdeutlichen die folgenden Definitionen: Kraft kommt in der Praxis in isolierter Form nur als «Maximalkraft» vor. Sie ist die grösstmögliche Kraft, die ein Muskel oder eine Muskelgruppe bei maximaler willkürlicher Aktivität entfalten kann. Kraftausdauer bedeutet Ermüdungsresistenz bei Muskelarbeit, die über einen längeren Zeitraum ausgeführt wird. Ausdauer ist die Fähigkeit, eine gegebene Belastung ohne nennenswerte Ermüdungsanzeichen über einen möglichst langen Zeitraum aushalten zu können. Die Schnelligkeitsausdauer ist die Widerstandsfähigkeit gegen ermüdungsbedingten Geschwindigkeitsabfall bei maximaler Schnelligkeit. Schnelligkeit ist die Fähigkeit, der Situation angepasst und mit grosser Präzision schnell zu handeln. Schnellkraft ist die Fähigkeit, einen möglichst grossen Kraftstoss in kurzer Zeit zu entwickeln und Widerstande mit hoher Kontraktionsgeschwindigkeit zu überwinden. Beweglichkeit ist die Fähigkeit, Bewegungen willentlich mit der optimalen Schwingungsweite der beteiligten Gelenke auszufuhren.

4 Biologische Grundlagen
Exkurs: Biologische Grundlagen

5 Passive und aktive Strukturen
Das Bewegungs- und Stützsystem besteht aus aktiven und passiven Strukturen. Aktive Strukturen (Muskulatur): Die Muskeln bilden den aktiven Teil des Bewegungs- und Stützsystems. Jede Muskelfaser ist über eine motorische und sensorische Nervenfasern mit dem zentralen Nervensystem (ZNS) verbunden und bilden einen Teil des neuromuskulären Systems. Passive Strukturen (Binde- und Stützgewebe): Knochen- und Knorpelstrukturen, Sehnen und Bänder sowie Schleimbeutel und Sehnenscheiden. Bewegt werden die Knochen und alles, was mit ihnen in Verbindung steht. Das Ausmass einer Bewegung ist von der Beweglichkeit der beteiligten Knochenverbindungen, den Gelenken, abhängig. Für jede Bewegung wird Kraft benötigt. Der Muskel, als der aktive Teil des Bewegungsapparates, ist das einzige kraftproduzierende Organ, welches die Fähigkeit hat, sich zu kontrahieren, das heisst sich zusammenzuziehen. Die Auslösung und Steuerung der Muskelkontraktion erfolgt durch das Nervensystem. Anpassung: Das Bewegungs- und Stützsystem passt sich den gestellten Anforderungen an; es ist trainierbar.

6 „Nur was gefordert wird, wird gefördert!“
Passive und aktive Strukturen Jede sportliche Aktivität setzt sich aus Haltung und Bewegung zusammen. Eine wesentliche Voraussetzung dafür ist ein funktionstüchtiger Körper. Diese Funktionstüchtigkeit wird aber nur durch geeignete Belastungen, zum Beispiel in Form von Sport, gefördert und erhalten. „Nur was gefordert wird, wird gefördert!“

7 Passive Strukturen: Knochen
Je nach Quelle Knochen, die von wenigen Millimetern bis zu einem halben Meter gross sein können.

8 Passive Strukturen: Knochen
Knochengewebe stützen, halten, schützen wird durch Belastung verdichtet bzw. Abnahme der Knochendichte verzögert sich kann wachsen (Epiphysen) gute Regenerationsfähigkeit (z.B. nach Bruch) Bau und Funktion Lange Knochen günstige Hebel für Bewegung Kurze Knochen federnde Tragfunktion Platte Knochen Stütze und Schutz Bau und Funktion stehen in enger Beziehung zueinander: Lange Knochen: günstige Hebel für Bewegung  Arme, Beine Kurze Knochen: federnde Tragfunktion  Wirbelsäule, Fuss, Hand Platte Knochen: Stütze und Schutz  Schädel, Brustkorb, Becken Aufbau: Die Knochen bestehen aus einer kompakten «Rinde» und einem System von feinen Knochenbälkchen. Diese sind so ausgerichtet, dass die auftretenden Kräfte optimal aufgefangen werden. Jeder Knochen ist von einer derben Bindegewebshaut, der Knochenhaut (Periost), umhüllt. Diese schützt den Knochen und ist reich an Blutgefässen und Schmerzrezeptoren. Längenwachstum: Erst mit Abschluss des Längenwachstums verknöchern die knorpligen Wachstumszonen (Epiphysenfugen). Deshalb besteht eine Gefahr der Verletzung und Dauerschäden durch übermässige Belastung beim Jugendlichen. Osteoporose Erhöhte Knochenbrüchigkeit Wirksame Prävention: Aufbau einer grossen Knochenmasse  durch viel Bewegung, Sport, gesunde Ernährung und den Verzicht auf Nikotin.

9 Passive Strukturen: Gelenke und Knorpel
Knorpelgewebe dämpfen, gleiten wird durch belasten ernährt und erhalten geringe Regenerationsfähigkeit nach Schaden oder Abnützung Die Knochen stehen durch Gelenke miteinander in Verbindung. Jedes Gelenk besteht aus einer Gelenkpfanne und einem Gelenkkopf. Zwischen den spiegelglatten Gelenkflächen aus hyalinem Knorpel liegt ein hauchdünner Zwischenraum, der Gelenkspalt. Die Gelenke werden durch Bänder (passiv) und durch Muskeln (aktiv) stabilisiert und gesichert. Jedes Gelenk wird von einer Gelenkkapsel aus derbem Bindegewebe umschlossen. Diese ist mit einem feinen Epithelgewebe, der Synovialmembran, ausgekleidet. Die Gelenkflächen werden von einer gefässlosen Knorpelschicht überzogen und durch eine schleimige Flüssigkeit, die Gelenkschmiere, feucht gehalten. Prellungen, Verstauchungen und Verrenkungen schädigen dieses Gewebe und können, wenn sie sich wiederholen oder unsachgemäss behandelt werden, zu dauernden Gelenkveränderungen führen (Arthrosen). Im Kniegelenk vergrössern zwei halbmondförmige Knorpelkeile, die Menisken, die flache Gelenkpfanne des Schienbeins. Meniskusverletzungen (Einrisse, Quetschungen) treten häufig beim Skifahren, Fussball oder Handball auf.

10 Passive Strukturen: Gelenke
Scharniergelenke (Ellbogengelenk, Fingergelenke) - Bewegung um eine Achse Sattelgelenke (Grundgelenk des Daumens) - Bewegung um zwei Achsen Kugelgelenke (Hüftgelenk, Schultergelenk) - Bewegung um drei Achsen

11 Passive Strukturen: Wirbelsäule
erlaubt aufrechten Gang erlaubt Biegungen und Drehungen schützt das Rückenmark und die Nervenstränge Bandscheiben helfen Schläge zu dämpfen sind empfindlich auf (falschen) Druck und Zug Die Wirbelsäule wird aus einer grösseren Zahl von Wirbeln aufgebaut, welche einerseits durch kleine Gelenke, anderseits durch die knorpligen Zwischenscheiben miteinander in Verbindung stehen. Die Wirbelsäue ist S-förmig geschweift und wird durch Bänder passiv und durch die Muskulatur aktiv stabilisiert. Die Fähigkeit, den Rumpf zu stabilisieren, ist eine wichtige Voraussetzung für die Gesundheit der Wirbelsäule, die Lebensqualität und jede sportliche Leistung. Sie hängt in erster Linie von der Kraft und Einsatzbereitschaft der Rumpfmuskulatur ab.

12 Passive Strukturen: Sehnen und Bänder
führen, stützen, halten wenig dehnfähig wenig „trainierbar“ gute Regenerationsfähigkeit z.B. nach Riss Sehnen: Die Sehnen übertragen die Muskelkraft auf die Knochen. Sie bestehen aus straffem kollagenem Bindegewebe. Sehnen passen sich Belastungsänderungen an, indem die Bindegewebsfasern zahlreicher, dicker und belastbarer werden. Wir können zwischen Ursprungs- und Ansatzsehnen unterscheiden. Als Ursprungssehne bezeichnen wir die Sehne, die näher beim Körperzentrum liegt, die andere ist die Ansatzsehne. Bänder: Bänder verbinden Knochen über Gelenke hinweg. Sie bestehen aus dem gleichen Material wie Sehnen und können sich an veränderte Beanspruchungen ebenfalls anpassen. Wenn man seinen Fuss in alle möglichen Richtungen bewegt, dann merkt man, dass die Bewegungen nur bis zu einem bestimmten Punkt möglich sind. Würde der Fuss mit Gewalt über diesen Punkt hinaus weiterbewegt, dann käme es zu einer Verrenkung des Gelenkes. Bevor dies jedoch stattfände, würden zuerst die Bänder gezerrt, überdehnt oder gar abgerissen. Die Bänder verhindern also zu grosse Bewegungsausschläge.

13 Aktive Strukturen: Muskeln
Ca. 650 Muskeln menschlichen Körper, davon ungefähr 400 Skelettmuskeln.

14 Muskelarbeit Muskeln können nur ziehen
Jedes Gelenk wird von (mindestens) zwei Muskeln kontrolliert. Diese wirken gegeneinander  Agonist & Antagonist Agonist Die Agonisten leisten die Hauptarbeit  z.B. Bei Liegestützen leistet der Strecker des Ellbogengelenks (M. triceps brachii) als Agonist alternierend konzentrische (beim Heben) und exzentrische Arbeit (beim Senken). Antagonist Die Antagonisten kontrollieren als Gegenspieler die Bewegungen, indem sie bremsend, dosierend und stabilisierend nachgeben  z.B. Die Antagonisten des Armstreckers (M. triceps brachii) sind die Armbeuger (M. biceps brachii) Die Agonisten und die Antagonisten sind gleichberechtigte Partner. Sie übernehmen abwechslungsweise die Führungsrolle. Erst ihre sich ergänzende Wirkung ermöglicht koordinierte Bewegungen. Wenn Agonist und Antagonisten gleichermassen (statisch) aktiv sind, heben sich ihre Drehmomente gegenseitig auf, sodass bestimmte Gelenkswinkelstellungen und Haltungen fixiert werden. Muskeln können nur ziehen Muskeln sind in Paaren angebracht (Agonist und Antagonist) um Bewegungen zu kontrollieren

15 Aktive Strukturen: Muskeln
Bewegung ist das Ergebnis von Muskelarbeit, welche durch das Wechselspiel von Kontraktion und Entspannung erfolgt. halten, verkürzen, nachgeben/bremsen sehr anpassungsfähig (d.h. gut trainierbar  Dickenwachstum) dehnfähig, regenerierbar (z.B. nach Riss) Schnelle (FT) und langsame (ST) Muskelfasern Es gibt drei Arten von Muskelgewebe: Skelettmuskulatur Herzmuskulatur Glatte Muskelfasern in den Blutgefässen und am Verdauungstrakt Im Folgenden wird ausschliesslich auf die Skelettmuskulatur eingegangen Aufbau und Funktionsweise der Skelettmuskulatur: In den Skelettmuskeln werden Muskelfasern durch feine Bindegewebshüllen zu Muskelfaserbündeln zusammengefasst. Viele Muskelfaserbündel bilden einen Muskel, der seinerseits durch eine derbe Bindegewebshülle (Faszie) zusammengehalten und geschützt wird. Jede Muskelfaser enthält viele parallel zur Faserrichtung angeordnete Myofibrillen. Die Myofibrillen sind schlauchförmig, haben einen Durchmesser von etwa 1-2µm und erstrecken sich über die ganze Länge der Muskelfaser. Sie bestehen aus hintereinander angeordneten Sarkomeren. Deshalb erscheinen sie unter dem Mikroskop quergestreift. Die Sarkomere sind die kontraktilen Funktionseinheiten der Myofibrillen. Sie bestehen aus einer Reihe hintereinandergeschalteter Eiweissmoleküle, dem Aktin- und Myosinfilament. Bei einer Muskelkontraktion schieben sich diese Moleküle aktiv ineinander Ab dem 30. Lebensjahr verliert der Mensch pro Jahr etwa 1% seiner Muskelmasse, wenn er nicht durch regelmässiges Training etwas dagegen unternimmt. Das Muskelgewebe ist jedoch das einzige Gewebe, das effizient Energie verbrauchen und überschüssige Depots abbauen kann. Wer Adipositas (Fettleibigkeit) vermeiden oder reduzieren will, muss deshalb seine Muskulatur erhalten und «pflegen».

16 Muskelfasertypen Typ I: ST-Fasern (slow-twitch) Intermediärtyp
ST-Fasern oder auch dunkle bzw. rote Fasern sind langsam zuckende und damit tendenziell langsam kontrahierende Muskelfasern. Sie sind auf Dauerleistung mit begrenztem Kraftaufwand ausgelegt und ermüden nur sehr langsam. Die ST-Fasern gewinnen ihre Energie aerob, wobei der dazu benötigte Sauerstoff dem Blut entnommen wird. Sie werden auch Typ-1- Fasern und oxidative Fasern genannt. Marathon Radrundfahrten usw. Intermediärtyp Der Intermediärtyp (FTO) ist in seinen Eigenschaften zwischen roter und weisser Muskulatur angesiedelt. Durch gezieltes Training lässt sich dieser Typ im Gegensatz zu den anderen in die eine oder andere Richtung beeinflussen. Typ II: FT-Fasern (fast-twitch) FT-Fasern oder auch helle bzw. weisse Fasern sind schnell kontrahierende Muskelfasern. Sie verbrauchen mehr Energie und ermüden schneller. Sie werden auch Typ-2-Fasern oder glykolytische Fasern genannt. Sprint Boxen Handball usw. Die Muskelfaserverteilung ist weitgehend genetisch bestimmt. Umwandlung von FT-Fasern in ST-Fasern möglich, aber umgekehrt kaum realisierbar  schneller werden können alle, zum Sprinter wird man geboren.

17 Nervensystem Nervengewebe Signale übertragen hochkompliziertes System
geringe Regenerationsfähigkeit Das Nervensystem ist ein komplexes Informationsverarbeitungs- und Kommunikationssystem. Man unterscheidet zwischen dem zentralen Nervensystem (ZNS: Gehirn und Rückenmark) und dem peripheren Nervensystem (PNS: Nervenfasern, die das ZNS mit der Körperperipherie verbindet). Geschützt durch den knöchernen Schädel und die Wirbelsäule erhalten Gehirn und Rückenmark, die Hauptteile des Zentralnervensystems, eine grosse Zahl verschiedener Informationen. Die Übermittlung erfolgt durch die sensiblen Nerven. Der motorische Nerv, welcher die auslösenden Impulse vom Zentralnervensystem (Gehirn und Rückenmark) dem Muskel überträgt, steuert die Muskelkontraktion.

18 Stoffwechsel Baustoffwechsel Betriebs- oder Energiestoffwechsel
Wachstum und Erneuerung durch Zellteilung und mit Eiweissbestandteilen Betriebs- oder Energiestoffwechsel Bereitstellung von Energie durch Verbrennung von Kohlenhydraten und Fetten Stoffverarbeitung im Körper Wärme 36-37°  Bewegungsenergie Stoffaufnahme durch Nahrung Stoffwechselsystem: Stoffwechselprozesse bilden die Lebensgrundlage jeder einzelnen Zelle und damit des ganzen Organismus. Der Stoffwechsel dient dem Aufbau und Unterhalt des Körpers und ist für die Energiebereitstellung zuständig. Baustoffwechsel: Durch den Baustoffwechsel werden körperfremde Stoffe in körpereigene Substanzen umgewandelt. Er dient dem Aufbau und Unterhalt der Zellen, Gewebe und Organe und sorgt für die Anpassung an erhöhte Belastung. Energiestoffwechsel: Über den Energiestoffwechsel wird Energie in Form von Adenosin-Tri-Phosphat (ATP) für die verschiedenartigen Leistungen der Zellen generiert. ATP ist das universelle ≪Zahlungsmittel≫ für alle Leistungen der Zellen. Traubenzucker  Sauerstoff O2  Stoffausscheidung durch den Körper Wasser  Kohlendioxyd CO2 

19 Energiestoffwechsel ATP ATP ADP+P Energie ADP+P Energie
Der direkte Energiespender für die Muskelarbeit ist ein phosphathaltiger Eiweisskörper, das Adenosin-Tri-Phosphat (ATP). Durch Abspaltung eines Phosphatteilchens wird Energie frei für die Kontraktion. ATP ATP ADP+P Energie ADP+P Energie Je intensiver eine Muskelfaser arbeitet, desto schneller wird ATP gespalten und desto schneller muss es wieder ersetzt werden: Die ATP-Bildungsrate muss mit dem Verbrauch von ATP Schritt halten. Die Muskelfasern verfügen über verschiedene Möglichkeiten zur Herstellung von ATP.

20 Energiestoffwechsel ADP + P ATP
Der direkte Energiespender für die Muskelarbeit ist ein phosphathaltiger Eiweisskörper, das Adenosin-Tri-Phosphat (ATP). Durch Abspaltung eines Phosphatteilchens wird Energie frei für die Kontraktion. ADP + P Energie Energie ATP Die Energieproduktion ist ein sich ständig wiederholender Zyklus. Je intensiver eine Muskelfaser arbeitet, desto schneller wird ATP gespalten und desto schneller muss es wieder ersetzt werden: Die ATP-Bildungsrate muss mit dem Verbrauch von ATP Schritt halten. Die Muskelfasern verfugen über verschiedene Möglichkeiten zur Herstellung von ATP.

21 Energiestoffwechsel ATP ➞ ADP+P + Energie ADP+P + Energie ➞ ATP
Der direkte Energiespender für die Muskelarbeit ist ein phosphathaltiger Eiweisskörper, das Adenosin-Tri-Phosphat (ATP). Durch Abspaltung eines Phosphatteilchens wird Energie frei für die Kontraktion. ATP ➞ ADP+P + Energie Alle Zellen benötigen für ihre Arbeit chemische Energie in Form von ATP. Um die in den ATP-Molekülen gespeicherte Energie zu nutzen, werden diese gespalten. Sie zerfallen zu Adenosin-Di-Phosphat (ADP) und einer freien Phosphatgruppe (P). ADP+P + Energie ➞ ATP Muskelfasern verbrauchen bei ihrer Arbeit kiloweise ATP, verfügen aber nur über einen kleinen Vorrat. Dieser darf niemals vollständig verbraucht werden, weil sonst die Muskelfasern zugrunde gehen. Da es keinen ATP-Austausch im Organismus gibt, muss dieses durch einen ≪Recyclingprozess≫ in den einzelnen Muskelfasern laufend gewonnen werden. Je intensiver eine Muskelfaser arbeitet, desto schneller wird ATP gespalten und desto schneller muss es wieder ersetzt werden: Die ATP-Bildungsrate muss mit dem Verbrauch von ATP Schritt halten. Die Muskelfasern verfugen über verschiedene Möglichkeiten zur Herstellung von ATP.

22 Energiestoffwechsel Möglichkeiten zur Herstellung von ATP
Der Vorrat an ATP in der Muskelfaser reicht für ca. 2-3 Sekunden Muskelarbeit aus. Alle folgenden Schritte zur Energiegewinnung dienen allein dem Wiederaufbau von ATP, da ohne ATP-Zerfall keine Kontraktion stattfinden kann. In jeder Muskelfaser befindet sich auch ein Vorrat eines andern Eiweisskörpers, des Kreatinphosphat (KP), welches ein Phosphatteilchen abspalten und an das ADP abgeben kann, um ATP zu bilden. Der Vorrat an Kreatinphosphat in der Muskelfaser reicht für ca Sekunden Muskelarbeit aus. Als weiteren Energieträger enthält jede Muskelfaser eine gewisse Menge Stärke (Glykogen = Zucker), welche in einem ersten Schritt ohne Beteiligung von Sauerstoff zu Milchsäure (Laktat) abgebaut wird. Bei diesem Prozess wird ATP produziert. Er heisst anaerobe Glykolyse und läuft sehr schnell ab. Die nächste ATP-Produktionsmöglichkeit bei moderater Intensität ist der Abbau von Stärke und Fetten. Der aerobe Abbau von Stärke ist der schnellere Energielieferant als der Abbau von Fetten. Die ATP-Bildungsrate verläuft etwa vier mal schneller als bei der Fettverbrennung.

23 Energiestoffwechsel alaktazid laktazid
Vereinfachte graphische Darstellung durch welche Möglichkeiten Energie in Form von ATP in der Muskulatur hergestellt werden kann. Anaerob: Kreatinphosphat (anaerob-alaktazid): höchste Energieflussrate; Energiespeicher jedoch sehr begrenzt. Kohlenhydrate (anaerob-laktazid): zweithöchste Energieflussrate; Laktatanhäufung führt zur Übersäuerung. Aerob: Kohlenhydrate: dritthöchste Energieflussrate; Speicher gross aber begrenzt. Fette: tiefste Energieflussrate; Speicher beinahe unbegrenzt.

24 Energiestoffwechsel Grundsätzlich wird zwischen der anaeroben (Sauerstoffunabhängige Energiebereitstellung) und aeroben (Sauerstoffabhängige Energiebereitstellung) unterschieden. Die aerobe Energiebereitstellung braucht eine gewisse Zeit um anzulaufen und setzt erst langsam ein. Schlüsselt man die Energiegewinnung weiter auf, können in Abhängigkeit von der Intensität und der Dauer der Belastung folgende Formen zur Energiebereitstellung unterschieden werden: Sehr kurze intensive Belastung (3-10 sec) Anaerob-alaktazide Energiegewinnung mittels ADP und Kreatinphosphatspeicher ( Sauerstoffunabhängige ATP-Produktion ohne Laktatproduktion) Beispiele: Würfe, Gewichtheben, Sprints (z.B. 100m) usw. Kurze intensive Belastung ( sec) Anaerob-laktazide Energiegewinnung durch anaeroben Glukoseabbau (Zuckerverbrennung) mit Laktatbildung Beispiele: Stehvermögensportarten wie 400m-Lauf, Ringen, Ski Slalom, Judo Längere intensive Belastungen (15-60min) Aerobe Energiegewinnung durch «Verbrennung» von Glukose Beispiele: Mittelstreckendistanzen (5’000/10’000m-Lauf), 1km Schwimmen usw. Längere extensive Belastungen (30-120min) Aerobe Energiegewinnung mit dominanter Fettverbrennung Beispiele: Marathon, Radetappen usw.

25 Energiestoffwechsel ATP-bildende Systeme in der Muskelfaser bei andauernder Belastung in Abhängigkeit von der Intensität und der Dauer der Belastung.

26 Energiestoffwechsel Verwendung der verschiedenen Stoffwechselwege
Wie das ATP bereitgestellt wird, hängt von der Intensität ab und von der Kapazität der entsprechenden Energiesysteme. Je grösser die Leistung (Intensität) ist, desto mehr stehen die anaeroben Stoffwechselprozesse (insbesondere das Kreatinphosphatsystem) im Vordergrund. Je länger die Leistung dauert, desto mehr tragen die sauerstoffabhängigen Stoffwechselprozesse zur Deckung des Energiebedarfs bei. Bei hoher Intensität steht dem Körper zu wenig Zeit zur Verfügung die benötigte Energie aus Fetten und Glukose zu beziehen. Bei geringer Intensität, grossem Umfang und einer langen Dauer bedarf der Körper lediglich einer niedrigeren Energieflussrate. Zur Produktion von ATP werden die Glukose- und Fettreserven angezapft.

27 ATP-Produktion ATP ist die einzige, direkt verwertbare Energie bei der Muskelkontraktion! Die Mitochondrien sind die Kraftwerke für die ATP-Produktion aus Kreatinphosphat (KrP), Glukose und Fettsäuren. Laktat wird in der Leber (mittels Sauerstoff) wieder zu Glykogen aufgebaut, ist also kein Abfallprodukt. Schematische Darstellung der ATP-Produktion in den Muskelfasern.

28 Physische Energie Die konditionelle Substanz umfasst alle energieliefernden physischen Aspekte der sportlichen Leistung: Kraft, Ausdauer, Schnelligkeit und Beweglichkeit Ende Exkurs biologische Grundlagen. Neues Thema «Kraft».

29 Kraft… …ist die Fähigkeit des Nerv-Muskel Systems durch Innervations- und Stoffwechselprozesse mit Muskel-kontraktion Wiederstände zu überwinden (konzentrische Arbeit), ihnen entgegenzuwirken (exzentrische Arbeit) oder sie zu halten (statische Arbeit). …ist die wichtigste Voraussetzung, um sich im Gravitationsfeld der Erde zu behaupten. …beeinflusst das Selbstvertrauen und Selbstwertgefühl sowie die Leistungsfähigkeit und die Belastbarkeit.

30 Effekte des Krafttrainings
Spannungs- und Entspannungsfähigkeit Erhöhung der aktiven Körpermasse grösserer Energieverbrauch Belastungstoleranz und Verletzungsresistenz Stabilität des Rumpfes und der Gelenke Erhöhung der Knochendichte: Osteoporoseprophylaxe Lebensqualität Selbstsicherheit und mentale Stärke Attraktivität und Alltagstauglichkeit Durch systematisches Krafttraining im Schul-, Gesundheits- und Freizeitsport kann mehr erreicht werden als nur eine Zunahme an Kraft. Ein sinnvoll konzipiertes Krafttraining, kombiniert mit Mobilisierungs- und Dehnungsübungen, dient der umfassenden Pflege aller neuromuskulären Strukturen und Funktionen, verbessert die Alltagstauglichkeit und erhöht die Lebensqualität.

31 Erscheinungsformen der Kraft
Maximalkraft Die grösstmögliche Kraft aufbringen Kraftausdauer einen erhöhten Krafteinsatz lange beibehalten Schnellkraft die Kraft schnell einsetzen können Reaktivkraft einen hohen Kraftimpuls in einem Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus generieren Maximalkraft Sie ist die grösstmögliche Kraft, die ein Muskel oder eine Muskelgruppe bei maximaler willkürlicher Aktivität entfalten kann. Relative Maximalkraft: Kraft im Verhältnis zur Körpermasse. Ist vor allem in jenen Sportarten entscheidend, in denen die Körpermasse getragen und beschleunigt werden muss (z.B. Klettern, Kunstturnen, Laufen, Skispringen) bzw. bei Sportarten mit Gewichtsklassen. Kraftausdauer Ist die Widerstandsfähigkeit gegenüber Ermüdung bei längerer Belastungszeit. Gehört zu den Ausdauer-Fähigkeiten. Es wird zwischen aerober und anaerober Kraftausdauer unterschieden. Schnellkraft Ist die Fähigkeit, in kurzer Zeit gegen mittlere Wiederstände möglichst viel Kraft zu entwickeln. Reaktivkraft Ist die Fähigkeit, in einem Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus einen hohen Kraftimpuls zu realisieren. Im Alltag und im Sport arbeiten die Muskeln sehr häufig reaktiv, das heisst, zuerst bremsend oder dämpfend (dynamisch exzentrisch) und dann beschleunigend (dynamisch konzentrisch) Startkraft Komponente der Schnellkraft Äussert sich in der Fähigkeit, bei Kontraktionsbeginn innerhalb von 30 Millisekunden einen hohen Kraftwert zu erreichen. Ist entscheidend bei Misstritten, und wenn einem Gegner keine Gelegenheit zum Reagieren gelassen werden darf (Überraschende Aktionen beim Fechten, Boxen, Ringen, Judo und bei Finten in den Spielsportarten Explosivkraft Äussert sich in der Fähigkeit, einen schnellen Anstieg des Kraftwertes zu realisieren. Ist entscheidend, wenn es darum geht, in sehr kurzer zeit möglichst viel Wirkung zu erzielen (Absprung im Weit- und Hochsprung, Würfe in der Leichtathletik oder im Judo, Angriffe im Karate- und Boxsport). Startkraft Explosivkraft

32 statisch (oder isometrisch)
Arbeitsweise der Muskulatur dynamisch = bewegen statisch (oder isometrisch) = halten plyometrisch im Wechsel exzentrisch = bremsen konzentrisch = beschleunigen

33 Krafttraining: Aufbau
Das Krafttraining muss systematisch aufgebaut werden. Die Rumpf und Gelenkstabilität, die Belastungstoleranz der Knochen, Muskeln, Sehnen und Bänder, die intra- und intermuskuläre Koordination sind im Alltag und in den meisten Sportarten wichtiger als eine grosse Muskelmasse 15-16 Jahre: Belastungsfähigkeit via Umfang erhöhen, Bewegungsabläufe Hanteltraining erlernen 13-15 Jahre: Haltung und Belastungsfähigkeit erarbeiten (Stabilität: Fussgelenke, Becken, Schultern) 08-13 Jahre: vielseitige Kräftigung, Haltung (Turnen)

34 Krafttraining: Umfang und Intensität
Muskelmasse aufbauen (Hypertrophie)  Vergrösserung des Muskelquerschnittes hervorgerufen durch Dickenwachstum der Muskelfaser (vgl. Abb. unten). Intramuskuläre Koordination steigern  Verbesserung der Fähigkeit eines Muskels, möglichst viele seiner Muskelfasern zu kontrahieren bzw. anzuspannen. Bevor die Hypertrophie beim Training der Maximalkraft einsetzt, gewinnt der Muskel immer zuerst ein gewisses Mass an Kraftzuwachs durch eine verbesserte intramuskuläre Koordination. Trainingseinsteiger werden also in einer ersten Phase an Maximalkraft zulegen, ohne dass der Muskelquerschnitt zunimmt. Anzahl Sätze: Im Gesundheitssport: 1 Satz, optimales Verhältnis zwischen Aufwand und Ertrag (Satz, der zu einer weitgehend vollständigen lokalen Erschöpfung, zu einem momentanen Muskelversagen führt). Im Fitnesssport: 2-5 Sätze, wobei der zweite Satz prozentual einen geringen Mehrwert bringt und man daher eher gleich drei Sätze oder mehr wählt. Im Leistungssport: 3-8 Sätze. Weineck, 2004

35 Hypertrophie und intermuskuläre Koordinaiton
auf Hypertrophie (Muskelwachstum) hin trainierte Muskelfaser untrainierter Muskel im Querschnitt auf intramuskuläre Koordination hin trainiert Die Grafik zeigt auf der linken Seite einen untrainierten Muskel. Die ausgefüllten Kreise stehen für aktivierte Fasern. Intramuskuläre Koordination: Durch gezieltes Krafttraining kann der Muskel lernen, mehr Fasern gleichzeitig zu aktivieren (= verbesserte intramuskuläre Koordination). Die Anzahl der parallel aktivierten Muskelfasern können also so gesteigert werden. Durch diese verbesserte intramuskuläre Koordination kommt es zu einem Kraftzuwachs bei gleichem Muskelquerschnitt.  verbesserte Koordination der Muskelfasern innerhalb des Muskels. Hypertrophie (Muskelwachstum): Kraftzuwachs durch einen vergrösserten Muskelquerschnitt. Bevor die Hypertrophie beim Training der Maximalkraft einsetzt, gewinnt der Muskel immer zuerst ein gewisses Mass an Kraftzuwachs durch eine verbesserte intramuskuläre Koordination. Trainingseinsteiger werden also in einer ersten Phase an Maximalkraft zulegen, ohne dass der Muskelquerschnitt zunimmt. Weineck, 2004

36 Krafttraining: Maximalbelastung
Prozente der Maximalleistung Mögliche Wiederholungszahlen 47% 20 61% 15 64% 14 67% 13 70% 12 72% 11 75% 10 77% 9 80% 8 83% 7 86% 6 88% 5 92% 4 95% 3 97% 2 100% 1 Konzept vom individuellen hypothetischen Maximalgewicht (h1RM) 1RM = 1 repetition maximum Die Maximalbelastung ist oft problematisch zu bestimmen (zu schwere Last, Unsicherheit, Unterstützung usw.). Die Tabelle des h1RM ist für Basisübungen wie Kniebeugen, Bankdrücken, usw. relativ genau und einfach anzuwenden, für komplexe und spezielle Übungen dagegen nicht geeignet. Bezieht sich auf die Ausführungen von Folie 80. h1RM = hypothetisches 1 RM

37 Reihenfolge des Trainings
Einstimmen/Einlaufen vor Schnelligkeit Kraft Ausdauer Auslaufen/Ausklingen Logischer Ablauf.

38 Rumpf gegen Ende des Trainings
Aufbau eines Trainings Grosse Muskeln vor kleinen Muskeln Mehrgelenkig vor eingelenkig Komplexe vor einfachen Übungen Rumpf gegen Ende des Trainings Übungswahl innerhalb einer Krafttrainingseinheit:

39 Methodische Hinweise wärme dich gut auf
gehe konzentriert an die Gewichte, bereite dich mit leichten Lasten vor niveaugerechte Belastung eine langfristige und harmonische Entwicklung anstreben (Dysbalancen vermeiden) dynamische, technikorientierte Übungen bevorzugen mit den grösseren Muskelgruppen beginnen gute Technik und korrekte Ausführung sind wichtiger als dein Rekord! Musik wirkt motivierend

40 Verhalten im Kraftraum
Ordnung halten (Gewichte wegräumen) Schweisstuch verwenden keine nackten Oberkörper Geräte nach Gebrauch reinigen kein unnötiges Besetzen von Geräten gutes Schuhwerk für Langhanteltraining verwende die Verschlüsse zur Sicherung der Gewichte an den Hanteln bitte Kollegen um Hilfestellung bei maximalen Lasten

41 Physische Energie Die konditionelle Substanz umfasst alle energieliefernden physischen Aspekte der sportlichen Leistung: Kraft, Ausdauer, Schnelligkeit und Beweglichkeit Im Folgenden wird das Thema «Ausdauer» behandelt.

42 Ausdauer Die Ausdauer ist die Fähigkeit, eine gegebene Leistung über einen möglichst langen Zeitraum zu vollbringen. Sie bedeutet auch Ermüdungswiderstandsfähigkeit und ist somit die Basis für eine rasche Wiederherstellungsfähigkeit. In den Ausdauersportarten ist sie leistungsbestimmend, und bei allen übrigen Disziplinen ist sie notwendig, um (ausdauernd) trainieren zu können, im Wettkampf erfolgreich zu sein und sich nach körperlichen Belastungen rasch zu erholen.

43 Bezeichnung des Anlasses mit Datum bzw Geschäft / Vorhaben
Stand TT.MM.JJ Effekte des Ausdauertrainings Ausdauer-training Psyche Verbesserung von Stimmung, Wohlbefinden, antidepressive Wirkung, Stressabbau, Angstabbau Hormonsystem Blutdrucksenkung, weniger Stresshormon-ausschüttung Stoffwechsel Bessere Insulinsensivität, Vorbeugung gegen Diabetes Typ II, verbesserte Fettverbrennung, Cholesterinsenkung Immunsystem Verringerte Infektanfälligkeit, Vorbeugung gegen Krebs und Tumore, Stärkung des Immunsystems Bewegungs-apparat Stärkung von Knochen, Knorpeln, Sehnen und Bändern, Kräftigung der Muskulatur Herz-Kreislauf-System Niedriger Ruhepuls, weniger Herzrhythmus-störungen, bessere Sauerstoff-versorgung Wer regelmassig die Ausdauerleistungsfähigkeit trainiert, bleibt leistungsfähig und länger jung. Weil die aerobe Leistungsfähigkeit verbunden ist mit der Regenerations- und Adaptationsfähigkeit, bildet sie eine wichtige Grundlage für die Leistungsoptimierung im Alltag und im Sport. Referent oder Herausgeber

44 Lokale und allgemeine Ausdauer
Aus physiologischer Sicht können je nach Anteil der beteiligten Muskelmasse folgende zwei Arten der Ausdauer unterschieden werden: Lokale Ausdauer  < 1/6 der Muskelmasse Allgemeine Ausdauer  > 1/6 der Muskelmasse Lokale Ausdauer: z.B. Drehkurbelarbeit mit einem Arm Allgemeine Ausdauer: Herz-Kreislauf-System sowie die Atmung werden mitbelastet; z.B. Nordic Walking, laufen, Rad fahren, schwimmen

45 Sportartspezifische Ausdauer
Erscheinungsformen der Ausdauer Grundlagenausdauer Allgemeine Ausdauer Spezielle Ausdauer Sportartspezifische Ausdauer Langzeit-ausdauer über 10 min. Dauerlauf Laufspiele Fahrtspiele Mittelzeit-ausdauer 2 bis 10 min. Laufspiele Fahrtspiele Intervallläufe Kurzzeitausdauer 30 sek. - 2min. Tempoläufe Wiederholungs-läufe Schnelligkeits-ausdauer 4 bis 30 sek. Wiederholungs-läufe Grundlagenausdauer: Die Grundlagenausdauer im Sinn einer optimal entwickelten aeroben Leistungsfähigkeit bildet die Basis, auf der in jeder Sportart aufgebaut werden kann. Sie lässt sich mit verschiedenen Trainingsmitteln entwickeln und auf die meisten Tätigkeiten und Sportarten übertragen. Spezielle Ausdauer: Spezielle Ausdauer bedeutet Ermüdungsresistenz bei sportartspezifischer Beanspruchung des Organismus. Sie umfasst sowohl die aerobe und anaerobe Leistungsfähigkeit wie auch die aerobe und anaerobe Kapazität in sportartspezifischer Ausprägung (siehe übernächste Folie). Beispiele: Sprintausdauer, Kurz-, Mittel- oder Langzeit-Ausdauer für zyklische, kontinuierliche Aktivitäten. Durchstehvermögen in Zweikampf- und Spielsportarten für azyklische, nicht kontinuierliche Aktivitäten. Aerobe Ausdauer Anaerobe Ausdauer

46 Energiebereitstellung im Muskel
Aerob Die muskuläre Energiebereitstellung kann mittels ausreichender Sauerstoffversorgung erfolgen. Hierbei wird Traubenzucker (Glukose) und/oder Fett unter Verwendung von Sauerstoff zu Kohlendioxid und Wasser abgebaut. Dieser Vorgang dauert eine gewisse Zeit, weshalb er bei Aktivitäten mit geringerer Intensität dominiert, welche über eine längere Zeitdauer aufrechterhalten werden müssen. Die Energieausbeute ist jedoch sehr gross:  1 Zuckermolekül ergibt 38 Moleküle ATP Anaerob  Bei hohen Leistungen (hohe Bewegungsfrequenzen / großem Krafteinsatz) steht nicht genügend Sauerstoff zur Energiegewinnung zur Verfügung (Sauerstoffschuld). Das Zuckermolekül wird dadurch nicht vollständig zerlegt. Es entsteht Milchsäure (Laktat), die schnell zur Ermüdung (Übersäuerung) führt, wenn sie sich verstärkt anhäuft. Die Energieausbeute ist bei der Anaeroben Energiebereitstellung relativ gering:  1 Zuckermolekül ergibt 2 Moleküle ATP Wiederholung zur Energiebereitstellung: Diese kann sowohl aerob (mit Sauerstoff) als auch anaerob (ohne Sauerstoff) ablaufen. Die anaerobe Energiebereitstellung läuft schneller an und liefert viel Energie in einer kurzen Zeit. Die Energieausbeute ist aber gering  Zuckermolekül wird nicht komplett in Energie umgewandelt, wodurch Laktat entsteht. Die aerobe Energiebereitstellung braucht seine Zeit um anzulaufen. Sie liefert in der gleichen Zeitspanne weniger Energie als die anaerobe Energiebereitstellung (daher erbringen wir bei langandauernder Belastung eine geringere Leistung). Die Energieausbeute ist hingegen hoch  Komplette Umwandlung des Zuckermoleküls in Energie (ökonomischere Energiebereitstellung)

47 Die anaerobe Schwelle Laktat ist „Abfallprodukt“ beim anaeorben Stoffwechsel. Die anaerobe Schwelle ist der Zeitpunkt, ab welchem die Laktatproduktion im Vergleich zum Laktatabbau überwiegt. Die Folge: pH-Wert des Blutes sinkt und Leistung fällt ab. Bei Leistungen unterhalb der anaeroben Schwelle wird er Energiebedarf grösstenteils durch die aeroben Stoffwechselprozesse (die «Verbrennung» von Glukose und Lipiden) gedeckt. Auch jetzt entsteht in geringen Mengen Milchsäure, doch diese wird fortlaufend eliminiert, sodass es nicht zu einer Azidose und zu keiner Laktat-Akkumulation kommt. Es besteht ein Gleichgewicht zwischen der Laktat-Diffusion und der Laktat-Elimination. Solche Leistungen können während Stunden aufrechterhalten werden. Aerobe Schwelle: Belastungsintensität, ab der die Muskulatur nicht mehr rein aerob arbeiten kann und so ein Anstieg des Laktat-Wertes im Blut gegenüber dem Ruhewert gemessen werden kann.

48 Leistungsfähigkeit und Kapazität
(wie schnell) Kapazität (wie lange) anaerob Leistung, wenn die anaerobe Glykolyse intensiv aktiviert ist und die Konsequenzen (Laktatanhäufung, Azidose, O2-Defizit) ignoriert werden. Limitierend: ATP-Bildungsrate aus allen aeroben und anaeroben Energiequellen. Zeitdauer, über welche die unangenehmen Konsequenzen der anaeroben Glykolyse ertragen werden können (Laktattoleranz). Limitierend: Laktattoleranz sowie die lokalen Energiedepots (ATP, KP, muskuläres Glykogen). aerob Leistung, wenn der ATP-Bedarf durch den aeroben Stoffwechsel gedeckt und keine O2-Schuld eingegangen wird Limitierend: ATP-Bildungsrate aus den aeroben Energiequellen. Zeitdauer, über die die Glykogen- und Fettreserven bei einer Tätigkeit ausreicht, bei der der Energiebedarf durch den aeroben Stoffwechsel gedeckt wird. Limitierend: die für den aeroben Stoffwechsel verfügbaren Energiedepots (Glykogen- und Fettspeicher). Belastungen haben eine bestimmte Intensität und einen bestimmten (zeitlichen) Umfang. Wenn wir an die Intensität denken, sprechen wir von (aerober oder anaerober) Leistungsfähigkeit; wenn wir von Umfang sprechen, denken wir an die (aerobe oder anaerobe) Kapazität. Anaerobe Leistungsfähigkeit Anaerobe Kapazität Beispiele Rad fahren mit 8 Watt/kg und laufen Radsprint während 20 Sekunden mit 60 km/h und mit 22 km/h. Laufen während 20 Sekunden mit 30 km/h. Vergleich mit dem Auto Motorenleistung bei hoher Tourenzahl Tankinhalt, der durch unökonomische, aggressive und maximalem Drehmoment Fahrweise entleert wird. Aerobe Leistungsfähigkeit Aerobe Kapazität Beispiele Rad fahren mit 2 Watt pro kg Körpermasse Rad fahren während 5 Stunden mit 20 km/h Laufen mit 8 km/h. Laufen während 90 Minuten mit 10 km/h. Vergleich mit dem Auto Motorenleistung bei geringer bis mittlerer Tankinhalt, der durch ökonomische Fahrweise Tourenzahl in Watt. genutzt wird.

49 Das Training der Ausdauer
Wert % HFmax Intensitäts-stufe Sprechregel Primäre Trainingswirkung Zweckmässige Trainingsmethode 1 60-70% sehr locker singen Regeneration; Entwicklung der Erholungsfähigkeit Kontinuierliche Dauermethode 2 70-80% locker plaudern Entwicklung der aeroben Kapazität (wie lange?) Variable Dauermethode Extensive Intervallmethode 3 80-90% mittel sprechen in ganzen Sätzen Entwicklung der aeroben Leistungsfähigkeit (wie schnell?) 4 90-95% hart knapper Wortwechsel Übergang zur anaeroben Energiebereitstellung (ohne Sauerstoff); Verbesserung der Laktattoleranz (Übersäuerung der Muskeln) Intensive Intervallmethode Intermittierende Methode Wiederholungsmethode Wettkampfmethode 5 95-100% sehr hart kein Wortwechsel mehr möglich Entwicklung der anaeroben Kapazität / Leistungsfähigkeit. Die Leistungsfähigkeit einzelner Personen unterscheiden sich sehr stark. Demzufolge muss auch die Trainingsintensität dem Individuum angepasst werden. Mittels Herzfrequenz, dem subjektiven Anstrengungsempfinden oder der Sprechregel, kann jeder Sportler seine individuell optimale Trainingsintensität bestimmen. Je nach Ziel des Ausdauertrainings unterscheiden sich die Trainings.

50 ♂ 220 – Alter ♀ 226 – Alter Bestimmung des Maximalpulses
Der auf der vorherigen Folie angegebene Maximalpuls kann mit dieser Folie ungefähr bestimmt werden. 30 jähriger Mann  Maximalpuls = 190 46 jährige Frau  Maximalpuls = 180

51 Trainingsload Möglichkeiten eine Trainingseinheit / eine Trainingswoche zu bewerten: Objektive Methode Dauer(min) x Herzfrequenzzone(1-5) Bsp. 30min x Zone 3 = Trainingsload 90 Subjektive Methode Dauer(min) x Wert gemäss Intensitätsskala (1-10) Bsp. 60min x 7 = Trainingsload 420

52 Grundsätze und Methoden für das Ausdauertraining
Die Entwicklung der aeroben Leistungsfähigkeit und der aeroben Kapazität verlangt vom Organismus zahlreiche aufwändige Anpassungen. Im Vordergrund stehen die Vermehrung der Mitochondrienmasse, die Verdichtung des Kapillarnetzes, die Vergrösserung des Blutvolumens und der Hämoglobinmenge sowie die Erhöhung der Leistungsfähigkeit des Herzens und damit des Herz-Minuten-Volumens. Deshalb erfordert das Ausdauertraining einen sorgfältigen, langfristigen Aufbau. Das Training der Grundlagenausdauer ist ein regelmassiges, stressfreies, abwechslungsreiches und umfangbetontes Training von geringer bis mittlerer Intensität. Die Belastung muss sorgfältig auf die individuellen Voraussetzungen und Bedürfnisse abgestimmt werden. Allenfalls kann die Herzfrequenz mit einem Pulsmessgerat kontrolliert werden. Die Basis der speziellen Ausdauer ist die aerobe Grundlagenausdauer. Das Training der speziellen Ausdauer setzt eine seriöse Analyse des Anforderungsprofils voraus. Durch Überforderungen im Training oder durch Vernachlässigung der regenerativen Massnahmen kommt es häufig zu einem Verlust an Leistungsfähigkeit. Im Leistungssport ist es wichtig, die Entwicklung der aeroben Leistungsfähigkeit regelmassig durch Tests zu evaluieren und die Belastungen in Bezug auf Umfang und Intensität sorgfältig zu planen und sukzessiv zu steigern.

53 Ausdauermethoden

54 Reihenfolge des Trainings
Einstimmen/Einlaufen vor Schnelligkeit Kraft Ausdauer Auslaufen/Ausklingen

55 Methodische Hinweise „es ist nie zu spät, aber oft zu früh...“
belaste den (aeroben) Stoffwechsel und das Herz-Kreislauf- System in jedem Training (min. im Einlaufen) in erster Linie Grundlagenausdauer, also z.B. „Laufe dein Alter“ anstatt Läufe über m abwechslungsreiche und interessante Laufformen Kernpunkte: Atmung, Pulsfrequenz, Laufstil der individuelle Fortschritt zählt (möglich auch in sozialen Formen) Entwicklung: Spiel  Technik  Leistung grundsätzlich gehört zum Ausdauertraining eine Pulsuhr