Der Muskel

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Der Muskel

Der Mensch besitzt rund 600 Muskeln, wovon ca. 400 Skelettmuskeln sind. Bei einem durchschnittlichen Mann besteht ca. 40% der gesamten Körpermasse aus der Muskulatur (bei trainierten Menschen weitaus mehr), bei der Frau ca.35%. Die Muskulatur selbst besteht zu 80% aus Wasser und zu 20% aus Protein.

Es gibt drei verschiedene Muskelarten, die sich in Bau und Funktion unterscheiden:
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Skelettmuskulatur (quergestreift)
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Eingeweidemuskulatur (glatt)
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Herzmuskel

Nur die Skelettmuskulatur unterliegt der eigenen Kontrolle. Muskeln wie der Herzmuskel, Gefäßmuskeln oder die Speiseröhrenmuskulatur, können nicht willkürlich gesteuert werden. Vom Aufbau unterscheiden sich Skelettmuskulatur und Eingeweidemuskulatur fast kaum. Der Eingeweidemuskulatur fehlt das quergestreifte Muster der Skelettmuskulatur.

Ansonsten ist die Eingeweidemuskulatur langsamer und ausdauernder. Sie kann nicht ermüden und weißt einen ständigen Muskeltonus (Muskelspannung) auf.
Die Herzmuskulatur ist quergestreift und auch teils glatt. Es ist ein Hohlmuskel, der auch nicht ermüdet.

Das motorische Nervensystem steuert die Muskeltätigkeit. Je nach Anspruch, werden mehr oder weniger Muskelfasern angeregt. Es arbeiten fast nie alle Muskelfasern, nur immer ein Teil davon im Muskel. Das ist notwendig, um z.B. beim Stehen, der Muskel nicht zu schnell ermüdet. Ermüden die benutzen Fasern, so setzten andere ein. Es ist eine Reserve an Muskelfasern da.


Bei Anstrengungen wird die meiste bereitgestellte Energie von den Muskeln verbrannt, dabei entsteht Wärme, die durch das Blutkreislaufsystem gekühlt wird. Das Blutsystem dient zudem als Nahrungs- und Energieträgerlieferant. Die Energieliefernaten sind primär die Kohlenhydrate (Zucker), dann die Fette und zweckentfremdet in Ausnahmefällen die Proteine.

Der Muskel besteht aus einzelnen Faserbündeln, die aus Fasern gebildet werden. Eine Muskelfaser umfasst mehrere Myofibrillen. Diese bestehen aus den Proteinen Myosin und Aktin, die über Querverbindungen ineinandergleiten können. Das macht die Kontraktion eines Muskels aus. An den Fibrillen münden Nervenenden, über die Signale vom Gehirn als elektrische Reize eine Kontraktion auslösen.

 

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Quelle: Hohmann/Lames/Letzelter - Einführung in die Trainingswissenschaft, koerpertypen


Der Muskel ist an seinen Enden über Sehnen mit dem Knochen verwachsen. Durch Nervenimpulse werden die Muskelzellen zum kontrahieren ihrer Sehnen gebracht, was in einer Gesamtkontraktion des Muskels ausartet. Je nach Intensität des ausgeübten Reizes, sind mehr oder weniger Muskelzellen an einer Kontraktion beteiligt, so lassen sich feine Kraftunterschiede in der Kontraktion kontrollieren.
Das Gleiten von Myosin und Aktin hört nach dem Nerven-Impuls auf und der Muskel erschlafft.

Die für die Kontraktion benötigte Energie, gewinnt der Muskel aus der Spaltung von ATP, Creatinphosphat, ... (siehe hier) in der Querverbindung zwischen Aktin und Myosin.


Die Myofibrillen werden durch Zunehmen der Calciumionen-Konzentration aktiviert, welche durch das motorische Nervensystem aktiviert und im Bereich der Muskelzelle freigesetzt werden.
Die Dauer die, vom Nervenimpuls bis zur Kontraktion vergeht, beläuft sich auf 0,001 sec. Diese Zeit wird als Latenzzeit bezeichnet.
Die Ca 2+ -Ionen komen aus den "longitudialen Tubuli", die unterhalb der "transversalen Tubuli" liegen. Die transversalen Tubli sind Öffnungen in der Muskelzellenoberfläche.
Nach beenden der Kontraktion, werden die Ca 2+ -Ionen zurück in die longitudialen Tubuli gepumpt.

Die Leistungsfähigkeit und -bereitschaft kann durch gezieltes Training erheblich verbessert werden.

Der Muskel adaptiert, er passt sich den gegebenen Umständen an. D.h. wenn er ständig belastet wird (ausreichend Erholung inbegriffen), passt er sich der Belastung an, dass diese leichter fällt.

Die Koordination verbessert sich, da der Bewegungsablauf eingeübt wird und sich so der Muskel "genauer" bewegen kann.

Der Muskel wird belastbarer, die Muskelfasern verdicken sich (Hypertrophie) und können mehr Kraft einsetzten.
Die Durchblutung wird besser, weil sich die Anzahl der Kapillaren (den kleinsten Blutgefäßen im Körper) ansteigt.
Der Aminosäurepool im Blut wird größer, um auch den Muskel besser zu versorgen.
Stoffwechselprodukte wie Laktat (Milchsäure), das bei Muskeltätigkeit entsteht, werden besser ertragen und abgebaut.
Durch die bessere intra- und intermuskuläre Koordination singt der Energiebedarf im Muskel.
Der Stoffwechsel wird besser, da die Zahl der Mitochondrien, den Kraftwerken der Zelle, ansteigt und so unteranderem mehr Körperfett verbrennt.
Der Muskeltunus (die Spannung im Muskel) steigt, die Erregungsfrequenz erhöht sich, das motorische Nervensystem passt sich an und noch viele weitere Vorteile ergeben sich aus Muskeltraining.

Quelle: Basiswissen über Muskeln

 

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Quelle: veganstrength

 

 


 

 

Muskelfasertypen

 

Man geht davon aus, dass der Anteil an den verschiedenen Muskelfasertypen weitestgehend genetisch vorgegeben ist und sich bei den meiisten Menschen die Waage hält. Im Gegensatz zum schnellen (weißen) Muskelfasertyp, der kaum vermehrt werden kann, spricht vieles dafür, dass intermediäre Muskelfasern durch Ausdauertraining in ST-Fasern (rote Fasern) umgewandelt werden können. Eine Umwandlung von "roten" zu "weißen" Muskelfasern hingegen scheint nicht möglich.

Rote Muskelfaser (ST-Faser, slow twitch, Typ-I-Faser, tonische Muskelfaser)
 
Die rote (dunkle) Muskelfaser spricht auf Reize vergleichsweise langsam an, hat eine längere Kontraktionszeit, atrophiert und ermüdet langsam. Rote Muskelfasern haben einen - im Vergleich zur weißen Muskelfaser - geringeren Durchmesser, eine geringere Kontraktions- und Membranleitungsgeschwindigkeit und neigen zur Verkürzung.
 
ST-Fasern werden über langsam leitende Nervenbahnen innerviert (durch kleine Alpha-Motoneuronen, die ein kontinuierliches Impulsmuster zeigen) und ihr Stoffwechsel ist vor allem charakterisiert durch ihren Reichtum an Glykogen und Enzymen des aeroben Stoffwechsels.  
Eine Umwandlung von FT-Fasern (weiße Muskelfasern) in ST-Fasern (rote Muskelfasern) ist durch Training möglich, die Umkehrung von ST- in FT-Fasern jedoch nicht. Nach Abbruch des Ausdauertrainings kehrt die vorübergehend umgewandelte Faser wieder zu ihrem ursprünglichen Fasertyp zurück.

Die "rote" (langsame) Muskelfaser ist durch ihren Gehalt an Myoglobin (roter Muskelfarbstoff, der Sauerstoff speichern kann), eine große Anzahl von Mitochondiren ("Kraftwerke der Zelle", in denen die oxidative Verbrennung von Glukose und Fettsäuren stattfindet), einem relativ niedrigen Glukosegehalt und hoher Konzentration von oxidativen Enzymen (Biokatalysatoren für die die aerobe Glykolyse und Fettverbrennung) auf die aerobe Energiebereitstellung und damit auf die Ausdauerleistung mit geringer Kraftentwicklung spezialisiert. Sie findet sich vorwiegend in der "roten" Muskulatur und besitzt eine effektive Energieversorgung durch eine gute Kapillarisierung.

Weiße Muskelfaser (FT-Faser, fast twitch, Typ-IIb-Faser, phasische Muskelfaser)
 
Die weiße (helle) Muskelfaser spricht auf Reize sehr schnell an, ermöglicht kräftige Kontraktionen, neigt aber zur Abschwächung, atrohiert leichter und ermüdet schneller als die rote Muskelfaser. Sie kontrahiert etwa doppelt so schnell wie rote ST-Fasern und auch ihre Membranleitungsgeschwindigkeit ist mehr als doppelt so hoch. Im Vergleich zur roten Muskelfaser ist sie relativ dick.
 
FT-Fasern werden über schnell leitende Nervenbahnen (ca. 70 bis 120 m/s) innerviert (durch große ALpha-Motoneuronen, die ein diskontinuierliches Impulsmuster zeigen). Ihr Stoffwechsel ist vor allem durch einen Reichtum an engergiereichen Phosphaten, Enzymen der anaeroben Energiegewinnung und Glykogen charakterisiert und damit für ihre Arbeitsweise im vornehmlich anaeroben Bereich gut ausgestattet.

Die "schnellen" Muskelfasern (Typ-IIa/b/c-Fasern) sind gekennzeichnet durch einen hohen Gehalt an energiereichen Phosphaten und Enzymen, die diese spalten sowie Glykogen ohne Sauerstoff abbauen können. Sie sind auf die anaerobe Energiebereitstellung, also Kraft und Schnelligkeit spezialisiert.

Typ-IIb-Fasern weisen einen hohen Glykogen- und einen niedrigen Mitochondiengehalt auf. Ihre Energiebereitstellung erfolgt sehr rasch, vor allem über die Glykoloyse. Sie sind wichtig für kurze und intermittierende Belastungen mit hoher Kraftentwicklung.

Intermediärtyp (FTO, Typ-IIa/c-Faser)
 
Die Eigenschaften des Intermediärtyps liegen zwischen denen von hellen und dunkler Muskelfasern. Es scheint, als ob sich insbesondere dieser Muskelfastertyp durch Training gut in die eine oder andere Richtung beeinflussen lässt.

Typ-IIa-Fasern sind Fasern mit hoher Ermüdungstendenz und einem hohen Gehalt an glykolytischen und oxidativen Enzymen, die bei länger ausgeführten Kontraktionen mit relativ hoher Kraftentwicklung benötigt werden.
Typ-IIc-Fasern weisen je nach Training eher Typ-I- oder Typ-II-Eigenschaften auf.

Der Unterschied zwischen Typ-I-Fasern und Typ-II-Fasern ist wesentlich durch die Kombination von leichten und schweren Ketten in der Struktur des Myosin-Moleküls bestimmt. Durch spezifisches Training kommt es zu einer funktionellen Anpassung der entsprechenden Muskelfasertypen (selektive Hypertrophie). So führt Ausdauertraining zu einer besseren Sauerstoffversorgung der "roten" Fasern,und die Hypertrophie der "weißen" Fasern bewirkt eine entsprechende Steigerung von Kraft und Schnelligkeit.

 

Der prozentuale Anteil an roten und weißen Muskelfasern ist genetisch festgelegt. Um die für Sie persönlich beste Trainingsstrategie herauszufinden, experimemntieren Sie am besten mit unterschiedlich hohen Reizintensitäten ( Schwere des Gewichts ) und einer dementsprechend variierenden Reizdauer ( Wiederholung pro Satz ), beobachten Ihre körperliche Reaktion bzw. Fortschritte im Muskelaufbau und setzen die gemachten Erkenntnisse in die Trainingspraxis um.