Grundlagen der Sportphysiologie und Muskelanatomie

Struktur der Muskelfilamente

Es gibt drei Arten von Proteinen:

• Aktin: Bildet die Spiralstruktur.
• Troponin: Bindet an Aktin und Tropomyosin. Es besteht aus drei Untereinheiten:
  • C: Calcium-bindende Einheit.
  • I: Hemmende Einheit.
  • T: Troponin-Tropomyosin-Verbindung.
• Tropomyosin: Blockiert die Bindungsstellen von Aktin und Myosin.

Muskelanpassungen

• Hypertrophie: Zunahme der Größe der Muskelfasern und somit des Muskels.
• Hyperplasie: Zunahme der Anzahl der Muskelfasern, nicht der Größe (nachgewiesen bei Katzen).
• Atrophie: Reduzierung der Muskelgröße durch mangelnde Beanspruchung und Proteinverlust.

Reflexe und Sensorik

Autogene Hemmung

Ein Reflex, der die Muskulatur entspannt. Bei maximaler Muskelkontraktion bewirkt dieser Reflex eine Entspannung, um Spannungen durch Dehnung abzubauen.

Muskelspindel

Sensorische Strukturen innerhalb der Muskelfasern nahe der Sehne. Ihre Aufgabe ist die Erkennung von Längenänderungen und deren Geschwindigkeit.

• Struktur: Aktin und Myosin fehlen in der Mitte, nur an den Enden vorhanden.
• Innervation: Gamma-Motoneuronen.
• Fasertypen: Nuclear Bag (zentrale Kerne) und Nuclear Chain (Kettenkerne).
• Sensorische Innervation: Primär (anulo-spiral, hohe Geschwindigkeit) und sekundär (Rosette, niedrigere Geschwindigkeit).
• Antworttypen: Statisch (Signale bei anhaltender Dehnung) und dynamisch (Signale bei plötzlicher Dehnung).

Bewegungsmuster

Engramme: Im Gehirn gespeicherte Bewegungsmuster (Motor-Programme). Sie können sensorisch (langsam) oder motorisch (schnell) gespeichert werden.

Energiestoffwechsel

O2-Defizit und Sauerstoffschuld

Bei submaximaler Belastung dauert es etwa 3 Minuten, bis der VO2-Wert stabil ist. In dieser Zeit entsteht ein O2-Defizit, das durch anaerobe Energiegewinnung ausgeglichen wird. Nach der Belastung wird eine Sauerstoffschuld abgebaut, um Phosphatspeicher aufzufüllen und Laktat zu eliminieren.

Vegetatives Nervensystem

• Sympathikus: Erhöht Herzfrequenz und Schlagkraft, erweitert Gefäße, verbessert Atmung und Stoffwechsel.
• Parasympathikus: Senkt die Herzfrequenz, verengt Herzkranzgefäße und führt zur Bronchokonstriktion.

Weitere physiologische Aspekte

• Proteinspeicherung: Proteine können nicht gespeichert werden, sondern bilden Strukturen. Überschüsse werden in Fett oder Glucose umgewandelt oder über Leber und Nieren ausgeschieden.
• Pachymeter (Kaliber): Ein Messinstrument zur Bestimmung kleiner Durchmesser, z. B. der Hautfaltendicke bei anthropometrischen Messungen.
• Motorische Einheit: Besteht aus einem Motoneuron und den von ihm innervierten Muskelfasern. Es überträgt Signale vom ZNS zur Auslösung der Muskelkontraktion.
• Glykogenspareffekt: Durch die Oxidation von Fetten zur ATP-Gewinnung wird Glykogen geschont, was besonders bei Ausdauersportlern mit hoher Mitochondriendichte auftritt.