Der Muskel im Sport
Dr. Pierre LevasseurInnere MedizinPrävention- und SportmedizinLütticherstrasse 21852074 [email protected]
Eugen Sandow (1867-1925)
Essen, 27. Oktober 2012
Anatomie des Muskels
• Bausteine:
• Muskelzellen
• Nervengewebe
• Blutgefäße
• Bindegewebe
Mikroskopische Struktur
gestreifte Grundstruktur
Ablauf der Muskelkontraktion
• Aktin-Myosin-Gleiten
Kippbewegung der Myosinköpfe
Lösungund Neubildung von Aktin-Myosin-Brücken
Elektromechanische Koppelung• Nervenreiz• Depolarisation• Ausbreitung der
Depolarisation ( T-System)• Freisetzung von Kalzium
(sarkoplasmatisches Retikulum)
• Bindung des Kalziums und Bewegung der Myosin-Köpfe
Energie und Muskelkontraktion• Ständige Spaltung• die freigesetzte Energie wird zur Bildung der
Aktin-Myosin-Brücke gebraucht
• und Regenerierung von ATP
ATP + H2O -> ADP + P+ Energie
ADP + H2O -> AMP + P +Energie
ADP + P -> ATP
Muskelfiber-Klassifikation
• II b: fast glycolytic
• Schnelle Kontraktion
• mit glykolytischen Enzymen
• starke alaktische anaerobe Kapazität
Muskelfiber-Klassifikation
• I: slow oxydative
• langsame Kontraktion
• mitochondrienreich und mit dichterem Kapillarnetz
• starke Ausdauerfähigkeit
Muskelfiber-Klassifikation
• IIa: fast oxydative glycolytic
• gemischte Kontraktion
• Mischung beider Typen
• fast alle Muskeln besitzen eine gemischte Struktur
Ständige Erneuerung der Muskulatur
• Satelliten- Zellen
Adaptation durch das Training
Steuerungsfaktoren
Myostatine
Muskel-Training• Wirkung auf das neuromuskuläre System
Optimierung der intra- und intermuskulären Koordination
Verbesserung der intramuskulären Innervation
Verbesserung der intermuskulären Innervation
(Quelle: 3)
Muskel-Training
• Adaptation der Muskelstruktur
• Durchmesser der Muskelfibern
• Veränderung der Muskelstruktur im Körper
• Veränderung der Bindegewebs- und Kapillar-Strukturen
• Veränderung der Zellultrastruktur
Muskel-Training• Biochemische Adaptation• Sauerstoffverbrauch :• leichtere kurze Belastung: kaum Sauerstoffverbrauch• stärkere längere Belastung: Sauerstoffverbrauch bis
teilweise Laktat-Freisetzung.
• Mitochondrien-Enzym-Dichte:• Zunahme der Mitochondrienzahl durch das
Ausdauertraining
• Muskelzellinhalt:• beim Ausdauertraining: Zunahme der
Glykogenkonzentration
• Stimulation und Steuerung der Muskelzell-Regeneration
• Zytokine, Hormone, Myostatin
Muskuläre Anpassung an Krafttraining
und anderen Hormonen ?
Gendoping ?
Geschlecht, Alter und Muskelkraft
• Kinder• Jungen und Mädchen: gleiche Muskelkraft
• Pubertät• Jungen kräftiger
• Erwachsene• Fettgewebsanteil doppelt so hoch bei Frauen• Kraft der erwachsenen Frau bis zu 2/3 der Kraft des
Mannes• Muskelquerschnitt der Frau: 75% desjenigen des
Mannes• ab 45 Jahren: Verschlechterung der
Leistungsfähigkeit
Sarkopenie
• altersbedingter Muskelschwund
Sarkopenie:Mechanismus
• Histologie: • Muskelfaseratrophie• Verringerung der Anzhl der motorischen Endplatten • Metabolisch: • Missverhältnis zwischen Muskel-Abbau und -aufbau• Abnahme der Muskelzellerneuerung mit zunehmenden Alter • Funktionnell:• Verschlechterung der Muskelkoordination• Zunahme der Muskelsehnensteifigkeit• Ernährung: • Senkung des Eiweissverzehrs, Appetitsenkung• Senkung der Aminosäureaufnahme: Insulinresistenz, Abnahme des Blutflusses
(Abbau des Kapillarnetzes), Verringerung der körperlichen Aktivität.• Geringere Hormonsynthese:• Wachstumshormon, Testosteron, Oestrogene, DHEAs
Sarkopenie: Behandlung
• Eiweiss-Zufuhr: • Oft im Alter unausgeglichene Ernährung• Leucinreiche Ernährung• Zeitpunkt: mittags bessere Eiweissaufnahme
• Bewegung:• Muskelkontraktion stimuliert die Proteinsynthese
• Therapie:• wenn vorhanden: Hormonmangel behandeln• Vitamin D: eher Wirkung auf Koordination, weniger auf Muskelkraft
Kraftrainingseffekte bei Älteren (>60 Jahren)
• Zunahme der Muskelkraft• Zunahme des
Muskelvolumens• Besserung der
neuromuskulären Verbindungen
Krafttraining zur Reduktion der Sarkopenie und zum Erhalt der motorischen Kompetenz sinnvoll und notwendig
Wirkung des Stretchings
• Vorbereitung der Belastung• Verschlechterung der Muskelleistung (sogar in manchen Studien
Verlust der Geschwindigkeit, der Kraft, der Ausdauerkraft)• Verbesserung der Muskelelastizität (Senkung des myostatischen
Reflexes): geeignet für extreme Bewegungsamplituden (Turnen, Eiskunstlauf)
• In der Ruhephase• Nur mit intermittierendem, dynamischem Stretching • Neuorientierung der Netzbindegewebsstruktur, vorsichtig nach
dem Wettkampf wegen Mikroläsionen der Muskelzellen• keine Wirkung auf die Funktionseigenschaften der Myofibrillen,
der Stoffwechselregeneration
Wann stretchen ?
• Vorbereitung der Belastung• Im Allgemeinen abzuraten
• Nach der Belastung• Zur Verbesserung der Muskel-Entspannung (Wirkung
auch auf die neurologische Steuerung der Muskulatur)• Nach dem Training und nach dem Wettkampf + /-• Stretching zur Regeneration nach größeren
Belastungen nicht geeignet: besser ist kühlen !
Gentherapie
Myopathien:Satellitenzellen• Intrazelluläre Produktion von
Wachstumsfaktoren• Forschung
Muskelverletzungen• Forschung
HerzinsufisienzThalassaemie
Myostatin
• Belgian Blues: Ende des 19. Jahrhunderts:Gène culard
• 1997: Entdeckung des Myostatins
• 2004: Charité in Berlin
• 2005: Liam Hoekstra