Muskelphysiologie und Fasertypen

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Questions and Answers

Welche Art von Muskelfaser ist für Ausdauerleistungen geeignet?

Myoglobin

Slow-twitch Fasern (correct)

Querbrücken

Fast-twitch Fasern

Welches Protein ist für die "Ruderbewegungen" des Myosins verantwortlich?

Myoglobin

Querbrücken (correct)

Mitchendrien

Actin

Was ist die Hauptaufgabe von Mitchendrien in Muskelfasern?

Signalübertragung

Kontraktionskraft

Sauerstofftransport

Energiespeicherung (correct)

Welche Eigenschaft der Fast-twitch Fasern führt zu schneller Ermüdung?

Geringe Anzahl an Mitchendrien (B) Signup and view all the answers

Welche Aussage über den Kontraktionsmechanismus der Muskelzelle ist korrekt?

Die Muskelfaser verkürzt sich durch die relative Verschiebung von Actin- und Myosin-Filamenten zueinander. (D) Signup and view all the answers

Welches der folgenden Proteine ist NICHT für die Kontraktion der Muskulatur verantwortlich?

Titin (B) Signup and view all the answers

Welche Art von Muskelfasern wird von α-Motoneuronen versorgt?

Extrafusale Fasern (B) Signup and view all the answers

Welche Aussage zur Z-Scheibe ist falsch?

An der Z-Scheibe sind die Myosinfilamente verankert. (D) Signup and view all the answers

Welche Funktion haben intrafusale Fasern?

Sie dienen als Dehnungsrezeptoren. (B) Signup and view all the answers

Welche Aussage zur H-Zone ist richtig?

Die H-Zone enthält nur Myosin-Filamente. (A) Signup and view all the answers

Was passiert, wenn ein einzelnes Aktionspotential (AP) ein α-Motoneuron erreicht?

Die Muskelfaser erfährt eine einzelne Zuckung. (C) Signup and view all the answers

Welche strukturelle Einheit ermöglicht die Kontraktion der Muskelfaser?

Sarkomer (D) Signup and view all the answers

Was passiert, wenn ein α-Motoneuron eine schnelle Abfolge von Aktionspotentialen (APs) sendet?

Die Muskelfaser erfährt eine anhaltende Kontraktion (Tetanus). (D) Signup and view all the answers

Was beschreibt das A-Band?

Bereich mit Überlappung von Aktin- und Myosinfilamenten (D) Signup and view all the answers

Welche Rolle spielt Titin im Sarkomer?

Titin sorgt für die Stabilität und Elastizität des Sarkomers. (D) Signup and view all the answers

Welche Art von motorischer Einheit ermöglicht die beste feinmotorische Kontrolle?

Motorische Einheiten mit wenigen Fasern (D) Signup and view all the answers

Welche Aussage über intrafusale Fasern ist richtig?

Sie werden von sowohl α- als auch γ-Motoneuronen versorgt. (D) Signup and view all the answers

Wie verändert sich die H-Zone während der Kontraktion?

Sie wird kürzer. (A) Signup and view all the answers

Welche Aussage über die Bewegung der Actinfilamente während der Kontraktion ist richtig?

Die Actinfilamente bewegen sich in Richtung M-Linie. (C) Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt die Funktion von γ-Motoneuronen?

Regulierung der Spannung von intrafusalen Fasern. (C) Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen ist FALSCH?

Je größer die Anzahl der Muskelfasern in einer motorischen Einheit, desto präziser ist die Bewegung. (B) Signup and view all the answers

Welche Trainingsbereiche werden im Krafttraining im Allgemeinen unterschieden?

Maximalkraft, Schnellkraft, Kraftausdauer (C) Signup and view all the answers

Welcher Intensitätsbereich wird für Maximalkrafttraining empfohlen?

Ca. 70-100 % des Maximalkraftniveaus (A) Signup and view all the answers

Welches Ziel wird mit Hypertrophietraining verfolgt?

Vergrößerung des Muskelquerschnitts (C) Signup and view all the answers

Was bedeutet "IK" im Zusammenhang mit Maximalkrafttraining?

Intramuskuläre Koordination (B) Signup and view all the answers

Wie unterscheidet sich IK-Training von Hypertrophietraining hinsichtlich der Kraftentwicklung?

Hypertrophietraining führt zu größerer Kraftzunahme, IK-Training zu geringerer Kraftzunahme (A) Signup and view all the answers

Was ist der Hauptvorteil von IK-Training?

Steigerung der Kraft durch verbesserte Aktivierung der Muskelmasse (A) Signup and view all the answers

Welche Trainingsmethode ist am besten geeignet, um die Maximalkraft zu verbessern?

Maximalkrafttraining mit maximalem Gewicht (C) Signup and view all the answers

Welcher Faktor beeinflusst die Maximalkraft am stärksten?

Die Größe des Muskels (C) Signup and view all the answers

Was ist die Definition von "relativer Kraft"?

Die Kraft, die ein Mensch im Verhältnis zu seinem Körpergewicht aufbringen kann. (D) Signup and view all the answers

Welche Sportarten erfordern eine hohe Reaktivkraft?

Tennis, Tischtennis, Handball (C) Signup and view all the answers

Was ist die korrekte Definition von "Kraftausdauer"?

Die Fähigkeit, die Kraft über einen längeren Zeitraum bei hoher Intensität aufrechtzuerhalten. (C) Signup and view all the answers

Welche der folgenden Sportarten erfordert keine große Kraftausdauer?

Gewichtheben (C) Signup and view all the answers

Was ist der Unterschied zwischen "absoluter Kraft" und "relativer Kraft"?

Absolute Kraft bezieht sich auf die maximale Kraft, die ein Mensch aufbringen kann, relative Kraft auf die Kraft im Verhältnis zum Körpergewicht. (C) Signup and view all the answers

Welche Eigenschaft wird in der Definition von Kraft als 'motorische (konditionelle) Fähigkeit' beschrieben?

Die Fähigkeit, durch Muskelaktivität Widerstand zu überwinden, entgegenzuwirken oder zu halten. (C) Signup and view all the answers

Wie wird die Kraft in der Physik definiert?

Kraft ist das Produkt aus Masse und Beschleunigung. (C) Signup and view all the answers

Welche Aussage über glatte Muskulatur ist korrekt?

Glatte Muskulatur ist unwillkürlich steuerbar und befindet sich in den Blutgefäßen und im Darm. (B) Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen über die Skelettmuskulatur ist FALSCH?

Die Skelettmuskulatur ist für die Bewegung von Gliedmaßen verantwortlich, kann aber nicht für die Atmung genutzt werden. (D) Signup and view all the answers

Wofür sind die Fibrillen (=Fäserchen) in der Skelettmuskulatur verantwortlich?

Für die Übertragung von Muskelkraft auf Knochen. (D) Signup and view all the answers

Welche Aussage trifft auf die Skelettmuskulatur NICHT zu?

Die Skelettmuskulatur ist durch das vegetative Nervensystem gesteuert. (C) Signup and view all the answers

Wie unterscheiden sich glatte und quergestreifte Muskulatur?

Glatte Muskulatur ist durch das vegetative NS gesteuert, quergestreifte Muskulatur ist durch das ZNS und PNS gesteuert. (B), Glatte Muskulatur arbeitet unwillkürlich, quergestreifte Muskulatur arbeitet willkürlich. (D) Signup and view all the answers

Welches der folgenden Beispiele ist kein Beispiel für Skelettmuskulatur?

Herzmuskel (A) Signup and view all the answers

Study Notes

Kraft- und Krafttraining

Krafttraining ist ein wichtiger Bestandteil des Sportstudiums.
Kraft wird als motorische (konditionelle) Fähigkeit definiert, Widerstände zu überwinden, ihnen nachzugeben oder sie zu halten.
Kraft ist eine physikalische Größe, berechnet mit der Formel F=m*a (Kraft = Masse x Beschleunigung).

Muskelarten

Die Muskulatur wird in glatte und quergestreifte Muskulatur unterteilt.
Glatte Muskulatur, wie Blutgefäße und Darm, wird vom vegetativen Nervensystem gesteuert und kann nicht bewusst gesteuert werden.
Quergestreifte Muskulatur, wie Skelettmuskeln, ist bewusst steuerbar und vom zentralen und peripheren Nervensystem gesteuert.

Skelettmuskulatur: Aufbau und Feinbau

Die Skelettmuskulatur besteht aus vielen Muskelfasern.
Muskelfasern (ca. 40-50% des Körpergewichts) bestehen aus Muskelfaserbündeln (Faszikel).
Die Faszikel setzen sich aus Fibrillen (Faserchen) zusammen.
Fibrillen bestehen aus den Proteinen Actin, Myosin (kontraktile Proteine) und Titin (Verankerungsprotein).
Das Sarkomer ist die kleinste funktionelle Einheit der Muskelfibrille.
Sarkomere sind streifenförmig aufgeteilt und von Z-Scheiben begrenzt.
Titin spielt eine wesentliche Rolle für Stabilität und Elastizität des Muskels.

Muskeltypen (Extrafusale Fasern)

Extrafusale Fasern werden vom α-Motoneuron versorgt.
Kontraktion dieser Fasern erzeugt die Muskelbewegung.
Intrafusale Fasern (in den Muskelspindeln) werden von zwei Axonen (sensorisch und motorisch) versorgt.
Die intrafusalen Fasern dienen als Dehnungsrezeptoren.

Motorische Einheit

Eine motorische Einheit besteht aus einem α-Motoneuron, dessen Axon und mehreren Muskelfasern.
Motorische Einheiten mit wenigen Muskelfasern ermöglichen eine feinmotorische Kontrolle (z.B. Finger).
Ein einzelner Puls (AP) des Motoneurons erzeugt eine einzelne Zuckung der Muskelfaser.

Sarkomer: Struktur und Funktion

Ein Sarkomer besteht aus Aktin- und Myosinfilamenten.
Die Filamente überlappen miteinander und ermöglichen die Kontraktion durch die Bewegung der Myosinkörper bei Belastung.
Z-Scheiben begrenzen die Sarkomere.

Kontraktionsmechanismus der Muskelfaser:

I-Band: enthält nur Aktinfilamente.
A-Band: überlappende Actin- und Myosinfilamente.
H-Zone: enthält nur Myosinfilamente.
Die Myosin-Querbrücken führen "Ruderbewegungen" aus, welche die Verschiebung der Actinfilamente bewirken.

Arten von Muskelfasern

Slow-twitch-Fasern (Typ I): benötigen viel Sauerstoff, sind ausdauernd und rot.
Fast-twitch-Fasern (Typ II): benötigen wenig Sauerstoff, sind schnell ermüdend und weiss.
Typ IIA-Fasern sind eine Zwischenform.

Einfluss von Training auf Faserverteilung

Die Verteilung von Slow- und Fast-twitch-Fasern ist zum Teil genetisch bestimmt.
Training kann aber die Fasertypen beeinflussen und transformieren.

Arbeitsweisen der Muskulatur

Statische (isometrische) Arbeit: Muskeln kontrahieren, halten aber ihre Länge bei.
Dynamische Arbeit:
- Konzentrisch (Überwindend): Muskeln verkürzen sich.
- Exzentrisch (Nachgebend): Muskeln verlängern sich.

Differenzierung der Kraftfähigkeit

Absolute Kraft: Maximalkraft (größtmögliche, willkürliche Kraft).
Relative Kraft: Verhältnis von Maximalkraft zum Körpergewicht.

Elektromyographie (EMG)

Die EMG ist eine Untersuchungsmethode in der Neurophysiologie, welche die natürlichen elektrischen Spannungen im Muskel misst.
Man unterteilt die Elektromyographie in Oberflächen- und Nadelelektroden.

Mögliche Fragestellungen bei EMG-Untersuchungen

Welche Muskeln werden wann und wie stark bei einer Bewegung aktiviert?
Wie ist der zeitliche Verlauf der Muskelaktivierung bei einer Bewegung?
Wie verändert sich die Muskelaktivierung bei Ermüdung oder Krankheit?

Kraft-Zeit-Kurven

Die Kraftentwicklung in Abhängigkeit der Zeit ist ein wichtiges Werkzeug für die Schnellkraft.

Schnellkraft

Fähigkeit, einen möglichst hohen Kraftimpuls in kurzer Zeit zu erzeugen.
Schnellkraft wird in Ballsportarten, Leichtathletik u.ä. gebraucht.

Reaktivkraft

Fähigkeit, einen möglichst hohen Kraftimpuls innerhalb eines Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus zu erzeugen.
Reaktivkraft wird z.B. im Absprung bei Ballsportarten benötigt.

Kraftausdauer

Fähigkeit, eine möglichst hohe Kraft über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten.
Kraftausdauer wird in Sportarten mit langer Dauerbelastung benötigt.

Maximalkrafttraining

Oft mit Muskelaufbau verbunden.
Intra Muskel Kommunikation ist hochwichtig.
Hypertrophie-Effekte führen zur Vergrößerung des Muskelquerschnitts.

Trainingsbereiche im Krafttraining

Die Trainingsbereiche werden in % des Maximalkraftniveaus angegeben.
Dies sind Richtwerte, die je nach Trainingsziel angepasst werden müssen.

Weitere Faktoren der Kraft

Muskelquerschnitt
Muskelfaserspektrum
Inter- und Intramuskuläre Koordination
Energiebereitstellung
Psychische Faktoren (Motivation, Wille)

Diagnostische Verfahren

Biomechanische Verfahren basieren auf Kraft-Zeit-Kurven.
EMG-Messungen dienen zur Datenerfassung und Analyse der Muskelaktivität.

Hinweise zur Vermeidung von Verletzungen

Aufwärm- und Vorbelastungsphasen sind essentiell.
Koordinativ-technische Übungsausführung sollte gut gelernt sein.
Gelenke müssen vor Überlastung geschützt werden.
Dosierte Wiederaufnahme nach längeren Pausen.
Geräte müssen sicher sein und müssen in gutem Zustand sein und funktionieren.

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Description

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