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Friedrich-Schiller-Universität Jena Institut für Sportwissenschaft Sportmedizin Oberseminar

Skript Kraft

Namen:

Baumann, Felix Doering, Ole Flemming, Anne Geisler, Josefin Erna Glässel, Tanja Göhring, Louis Kleemann, Jana Kurtz, Maximilian Potratz, Paul Trinks, Juliane Christin Ziermann, Jonas

Kraft: -

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Definition: Kraft als körperliche Fähigkeit bezeichnet die Eigenschaft, Widerstände zu überwinden bzw. diese zu halten. Im sportwissenschaftlichen Sinne unterscheidet man 3 Erscheinungsformen der Kraft: ▪ Maximalkraft = größtmögliche muskelspezifische Kraft ▪ Kraftausdauer = Fähigkeit, Kraftleistungen über einen längeren Zeitraum / häufige Wiederholungen ermüdungsfrei vollbringen ▪ Schnellkraft = in kurzer Zeit eine optimale situationsadäquate Kraftleistung erreichen Die Entwicklung der Kraftausdauer besitzt dabei die größten Potenzen im Sinne der Gesundheitsförderung!!!!!!! Hinsichtlich der muskulären Arbeitsweise kann zusätzlich in statische (Halte-) und dynamische (Bewegungskraft) differenziert werden

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Teilbereich 1: Kraft als konditionelle Fähigkeit (Weineck) Kraftarten: Treten meist in Kombination auf (Weineck,2004, S. 352) nach Anteil der beteiligten Muskulatur • globale Kraft = "[entwickeltes] Kraftniveau der Hauptmuskelgruppen" (Weineck,2004, S. 351) • lokale Kraft = Kraftniveau, das durch "Einsatz einzelner Muskeln bzw. Muskelgruppen" (Weineck,2004, S. 351) erreicht wird

nach Sportarten • allgemeine Kraft = unabhängig von Sportart • spezielle Kraft = abhängig von Sportart

nach Muskulaturarbeitsweise

• dynamische Kraft = mit Längenänderung der Muskulatur verbunden •überwindend (Kontraktion) oder nachgebend (Dehnung) • Maximalkraft, Schnellkraft, Kraftausdauer • statische Kraft = "Spannung, die ein Muskel oder eine Muskelgruppe in einer bestimmten Position willkürlich gegen einen fixierten Widerstand auszuüben vermag" (Weineck,2004,, S. 353, zit aus Hollmann/Hettinger 1980) •ohne Längenänderung der Muskulatur • statische Kraft ist immer größer als dynamische Kraft nach Hauptbeanspruchung • Maximalkraft •z.B. wichitig für Gewichtheben • Schnellkraft •z. B. wichtig für Weitsprung • Kraftausdauer •z.B. wichtig für Rudern • Mischformen •Maximalkraftausdauer, Schnellkraftausdauer •Explosivkraft, Startkraft nach Einbezug des Körpergewichts • absolute Kraft: vom Körpergewicht unabhängig • relative Kraft: Kraftentwicklung unter Beachtung des Körpergewichts

Abb.1. Kraftarten im Überblick (nach Weineck,2004, S.351) 3

Kraft ist abhgg. von: Muskelhypertrophie: -

Dickenwachstum des Muskels durch Verdickung der Myofibrillen Zunahme der DNA- und Proteinbildung als Folge eines überschwelligen Reizes (Weineck,2004. S. 353)

Muskelfaserhyperplasie: - Dickenwachstum des Muskels durch Vermehrung der Myofibrillen - Vorsorgemechanismus (Schutz vor zu starker Belastung) - Z.B. durch starke Dehnungsreize (exzentrischer Reiz) - Entstehung o Durch Faser-Splitting (neue Muskelfasern werden gebildet, nachdem ein bestimmter Querschnitt der Muskulatur erreicht ist) oder o Durch Satellitenzellen (neue Muskelfasern werden durch diese gebildet) - Wird erreicht durch o Elektrostimulation o Bodybuildingmethode (Weineck, 2004, S. 353-356). Muskelvolumen: = Muskelquerschnitt x Muskellänge - „begrenzt die maximal mögliche Kontraktionskraft“ (Weineck, 2004, S. 357). - Von Körpergewicht abhängig (Weineck, 2004, S. 357). Muskelstruktur: -

Abhängig von Faserstruktur (parallele, einfache oder doppelte Faserfiederung) Struktur des Muskels = anatomisch vorgeben → durch Training nicht beeinflussbar!

Muskelfaserart: -

-

Training + maximale Kraft hängen von Fasern ab Je höher der Anteil an FT-Fasern, desto besser ist der Muskel auf Kraft trainierbar FT-Fasern: o Größerer Muskelfaserquerschnitt o erhöhte anaerobe Kapazität o Hochfrequentes salvenförmiges Innervationsmuster Krafttraining führt zu Querschnittsvergrößerung der FT-Fasern 4

Muskuläre Energiebereitstellung: -

Energiereiche Phosphate entscheidend (ATP, KP) Erhöhung der Phosphatspeicher durch Training für KA auch Glykogen relevant

Muskelfaserlänge & Zugwinkel: -

Kraft und Kraftzuwachs ist abhängig von der Winkelstellung der Gliedmaßen Gelenkwinkel, der die Abhängigkeit des Muskels bzw. seines Zugwinkels bestimmt durch wirkende Gesetze, wie Hebelgesetz, Kraft nicht linear

Koordinative Leistungsfähigkeit: -

Intramuskuläre Koordination (Anzahl aktivierter motorischer Einheiten, Frequenz & Synchronisierung) Bei maximalen Muskelanspannungen spielt Synchronisierung der Aktivitäten der motorischen Einheiten eine wichtige Rolle Bei stufenweiser Erhöhung werden zunehmend neue/mehr motorische Einheiten einbezogen

Motivation: -

Leistungskapazität des Menschen in verschiedene Bereiche einzustufen Jeder Bereich bedarf einer unterschiedlichen Willensleistung Grenze zwischen gewöhnlicher Einsatzbereitschaft und autonom Geschützen Reserven = Mobilisationsschwelle

Geschlecht & Alter: -

Frauen = geringere Muskelmasse und geringerer Querschnitt (ca. 70% der Kraft von Männern) Mit zunehmendem Alter sinkt maximale Kraft Verlust abhängig von Alltagsbeanspruchung oder Niveau der koordinativen Leistungsfähigkeit Aufhalten diese Prozesses durch adäquates Krafttraining möglich (bis 50.-60. Lebensjahr)

Tagesperiodik: -

Tagesrhythmus bedingt Kraft um ±5% Trainingsgewohnheiten beeinflussen Leistung

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Statische Kraftausdauer -

Enger Zusammenhang mit statischer Maximalkraft Je mehr Kraftkomponente im Vordergrund, desto mehr hängt sie vom Niveau der statischen Maximalkraft ab - Je geringer Kraftkomponente, desto mehr hängt sie von Ausdauerleistungsfähigkeit ab - Wichtig im Sportartenbereich, in denen kurz- oder längerfristige maximale/submaximale Haltearbeit geleistet wird: o Gerätturnen o Gewichtheben o Ringen o Felsenklettern ➔ Statische Kraft spielt wesentlich geringere Rolle als dynamische Kraft für den Schulsport

Krafttraining Tabelle. 1. → Zusatzwissen Tab. 1. Formen positiv und negativ dynamischer Mischformen im Krafttraining (Weineck, 2010, S.378380). Plyometrisches Training = Elastizitäts-, reaktives, exzentrisches Training, z.B. Niedersprungtraining - setzt gut entwickelt Grundstruktur der Kraftfähigkeiten voraus; ohne theoretische Kenntnisse mit hohen Verletzungsrisiken verbunden - komplexe Kopplung des Effekts des negativ dynamischen Trainings mit dem des positiv dynamischen Trainings o Momente des Dehnungsreflexes, der Vorinnervation, der elastischen Muskelkomponente - Dehnungsreflex führt zu einer verstärkten und schnelleren Kraftentwicklung durch eine intensivere Inanspruchnahme von Muskelfasern

Propriozeptives Training = Kräftigung einer bestimmten Zielmuskulatur, bei gleichzeitiger Beanspruchung der koordinativen Fähigkeiten bzw. des gesamten propriozeptiven Systems, z.B. mithilfe eines labilen Untergrunds - Anwendung häufig in der Prävention, Rehabilitation und im allgemeinen Koordinationstraining ▪ Schwerpunkt auf einer funktionalen Verletzungs- und Sturzprophylaxe - auch für Optimierung der eigenen Kraft bzw. Schnellkraft (Sprungkraft) möglich

→ vorwiegend im Leistungsbereich, daher für Schule eher irrelevant

→ eher der Koordination zuzuordnen

Isometrisches Training = statisches Training - es kommt in der Muskulatur zu einer hohen Spannungsentwicklung ▪ keine sichtbare Kontraktion bzw. Dehnung des Muskels 6

Tab. 1. Vor- und Nachteile des statischen Trainings (nach Weineck, 2010, S. 381). Vorteile -

einfache Durchführung hohe Kraftzuwachsraten zeitsparendes Training ฀ hohe Trainingseffektivität schnelle Querschnittszunahme kann zur schnelleren bis explosiven Kraftausübung beitragen - isometrische Trainings sehr gut für Rehabilitation

Nachteile -

beim Training für dynamische Sportarten, eher als Ergänzung negativer Einfluss auf die Muskelelastizität mögliche Stagnation der Kraftzunahme ฀ Monotonie des Trainings fehlende Kapillarisierung des Muskels ฀ nicht herzkreislaufwirksam - in der Durchführung häufig Pressatmung ฀ soll vermieden werden

Krafttraining als Gesundheitstraining (Weineck, 2010) Allgemeines zum Krafttraining als Gesundheitstraining: - ca. 70% aller Altersunfälle sind auf eine verminderte Geh-, Lauf- und Sprungfähigkeit zurückzuführen - Krafttraining beugt einem frühzeitig einsetzenden Haltungsverfall mit entsprechenden Folgeschäden vor, besonders Rückenschmerzen sind die Folge von fehlender ausgeprägter Muskulatur o bereits in der Schule sollte vorbeugend für die Haltung trainiert werden bzw. ein Bewusstsein dafür geschaffen werden - Altersbedingt auftretende Osteoporose wird durch allgemeines Krafttraining dezimiert bzw. verzögert → bewirkt erhöhte Knochenstabilität - positive Wirkung auf Hirnaktivität und psychophysischen Leistungsfähigkeit durch dynamisches Kraftausdauertraining o vor allem für SuS relevant Tab. 2. Krankheitshäufigkeit von Rückenschmerzen (RS) in Deutschland und die Vorteile/ Wirkung vom Krafttraining bzgl. Rückenschmerz (nach Weineck, 2010, S.385f.) RS in Deutschland -

70-80% der Deutschen leiden an RS (mind. 1x im Leben) sehr hohe „Rückfallquote“ (beinahe alle) 30% leiden täglich an RS muskuläre Defizite erhöhen Risiko für RS signifikant

Vorteile vom Krafttraining bei RS -

Verbesserung/ schmerzfrei bereits nach 6 Wochen (60-70% der Betroffenen) 80-90% sind schmerzfrei nach 12 Wochen Krafttraining bringt nachweisbar keinen Schaden/ Nachteil mit sich prinzipielle Wirksamkeit bei verschiedenen Verlaufsformen und Altersstufen

Dynamische Kraft ➢ kommt innerhalb eines bestimmten Bewegungsablaufs zum Tragen ➢ unterteilt sich in o Maximalkraft o Schnellkraft 7

o Kraftausdauer Maximalkraft Die dynamische Maximalkraft ist die höchste Kraft, die das Nerv-Muskel-System bei willkürlicher Kontraktion innerhalb eines bestimmten Bewegungsablaufes zu realisieren vermag.

leistungsbestimmende Faktoren Niveau der statischen Kraft

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dynamische Maximalkraft korreliert mit statischer Maximalkraft

Koordinative Leistungsfähigkeit der Muskulatur

→ Intermuskuläre Koordination • Sportliche Leistungsfähigkeit durch optimales intermuskuläres Zusammenspiel (neben intramuskulärer Koordination) • Fehlsteuerungen → Verringerung der max. möglichen dyn. Kraftentwicklung • perfekte sportartspezifische Technik beeinflusst Ausprägungsgrad der potenziell möglichen Kraftentwicklung • Leistungsverbesserung in der dyn. Kraftentwicklung nur durch kombiniertes Kraft- und Techniktraining!

Muskelvordehnung

Überdehnung des Muskels • Verringerung der Anzahl knüpfbarer Brückenbindungen im Überlappungsbereich der Aktin- und Myosinfilamente → geringere Kraftentwicklung Zu starke Verkürzung des Muskels • Aktin- und Myosinfilamente sind so weit ineinandergeschoben, dass sie gegen ZMembran stoßen → weitere Kontraktion wird erschwert/unmöglich • Kraft nimm mit zunehmender Verkürzung ab (bei max. Verkürzung = 0) •

Optimum der Kontraktionskraft zwischen 90 u. 110% der Ruhelänge des Muskels (Hasselbach 1975)

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Muskel bereits etwas vorgedehnt Maximum an Brückenbindungen pro Zeiteinheit möglich (=Kraftmaximum)

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Bewegungsgeschwindigkeit

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• •

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Durch Vordehnung kommt elastische Kraft hinzu Gesamtkraft des Muskels steigt mit zunehmender Vordehnung so lange an, wie die Zunahme der elastischen Kraft durch die Dehnung größer ist als die Abnahme der aktiven Muskelkraft Abhängig vom Gewicht der verlagerten Masse → Korrelation zwischen max. entwickelbarer Kraft & Bewegungsgeschwindigkeit Abnahme des Gewichts = Erhöhung der Bew.-geschwindigkeit = Abnahme der einsetzbaren Kraft Hohes Gewicht = langsame Bew.geschwindigkeit → fast alle motorischen Einheiten können eingesetzt werden (viele Brückenbindungen pro Zeiteinheit) = höhere Kraftentwicklung für maximale Entwicklung der Muskelmasse (durch Hypertrophie) müssen Trainingsmethoden gewählt werden, die eine ausreichend hohe Kraftentwicklung ermöglichen (Schnellkrafttraining allein nicht ausreichend)!

Art der Kraftentwicklung (positiv/negativ dynamisch)

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negativ dyn. (nachgebende) Kraft ist bei jeder Bewegungsgeschwindigkeit größer als positiv dyn. (überwindende) Kraft, dazwischen liegt isometrisches Maximum

Ermüdungsgrad

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positiv dyn. Kraft fällt bei zunehmender Ermüdung (Wiederholungszahl) relativ schnell ab, während negativ dyn. Kraft ansteigt steigende Wiederholungszahl → muskulärer ATP-Spiegel sinkt → Weichmachwirkung des ATP sinkt/fällt weg → Brückenbindungen lösen sich immer schwerer → Widerstand gegen muskuläre Dehnkräfte wird erhöht negativ dyn. Kraft kann nicht beliebig erhöht werden (Golgi-Rezeptoren sorgen für reflektorischen Arbeitsabbruch als Schutzmaßnahme) negativ dyn. Krafttraining sehr effektiv, da Maxima höher liegt als bei isometrischer oder positiv dyn. Kraftentwicklung

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Schnellkraft→ Zusatzwissen Die Schnellkraft beinhaltet die Fähigkeit des Nerv-Muskel-Systems, Widerstände mit höchstmöglicher Kontraktionsgeschwindigkeit zu überwinden (Harre 1976).

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kann bei einer Person in verschiedenen Extremitäten unterschiedlich stark ausgeprägt sein (z.B. Boxer: schnelle Arm-, aber langsame Beinbewegungen) je höher die zu überwindende Kraft, desto größer die Bedeutung der Kraft: Der Korrelationsgrad zwischen Maximalkraft und Bewegungsgeschwindigkeit erhöht sich mit der Vergrößerung der Kraft! Schnellkraftvermögen realisiert sich bei dynamischer und isometrischer Kontraktion gleichermaßen

Schnellkraftvermögen hängt ab von (nach Bührle/Schmiedtbleicher): 1. Zahl der bei Bewegungsbeginn gleichzeitig aktivierten motorischen Einheiten (intramuskuläre Koordination) 2. Kontraktionsgeschwindigkeit der aktivierten Muskelfasern (Anteil FTFasern) 3. Kontraktionskraft der eingesetzten Muskelfasern (Muskelquerschnitt)

Ausprägungsgrad der Schnellkraft setzt sich zusammen aus: • •

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Maximalkraft (Hauptkomponente) Explosivkraft: Fähigkeit, einen möglichst steilen Kraftanstiegsverlauf realisieren zu können ▪ abhängig von Kontraktionsgeschwindigkeit der motorischen Einheiten der FT-Fasern, der Zahl der kontrahierenden motorischen Einheiten, der Kontraktionskraft der rekrutierten Fasern Startkraft: Fähigkeit, einen möglichst hohen Kraftanstiegsverlauf zu Beginn der muskulären Anspannung realisieren zu können ▪ Leistungsbestimmend bei Bewegungen mit hoher Anfangsgeschwindigkeit (z.B. Boxen, Fechten) Bei niedrigen Widerständen dominiert Startkraft, bei zunehmender Last Explosivkraft, bei sehr hohen Lasten Maximalkraft! 10

Kraftausdauer Die dynamische Kraftausdauer stellt die Ermüdungswiderstandsfähigkeit der Muskulatur bei lang andauernden dynamischen Kraftleistungen dar. •

Leistungsbegrenzende Faktoren der dyn. Kraftausdauer entsprechen denen der statischen Kraftausdauer (abgesehen von intra- und intermuskulären koordinativen Komponenten)

Kriterien für Kraftausdauer • •

Reizstärke Reizumfang

→ Art der Energiebereitstellung ergibt sich aus Kraftintensität & Reizumfang bzw. Reizdauer Sonderform: Schnellkraftausdauer •

•

Wichtig für Sportarten, in denen über längeren Zeitraum schnellkräftige Extremitäten- oder Rumpfbewegungen leistungsbestimmend sind (z.B. Boxen, Fechten, Fußball, Volleyball) abhängig von: o schneller Erholungsfähigkeit der beteiligten Muskulatur o gut entwickelter lokaler aerober und anaerober Ausdauerfähigkeit

dynamisches Kraftausdauertraining ➔ verbesserte muskuläre Pufferkapazität ➔ Vermehrung der beanspruchten Energiespeicher (insbes. Kreatin, Glykogen) ➔ Verbesserte Erholungsfähigkeit der Arbeitsmuskulatur

Trainingsmethoden zur Entwicklung der Kraftfähigkeiten Untrainierte Sportler • • •

•

Je untrainierter, desto allgemeiner und umfangsbetonter das Training (Grundlage bilden) Geringe Belastungen erzielen ausgeprägten Kraftzuwachs (Körpergewicht, Sandsäcke etc.) Auf ausreichend Adaptionszeit achten, da Anpassungen im passiven Bewegungsapparat relativ langsam stattfinden

Trainierte Sportler • • •

Je trainierter, desto differenzierter und spezifischer das Training Training konzentriert sich auf am Bewegungsablauf beteiligte Muskeln fundiertes Verständnis zu funktionellanatomischen Zusammenhängen & leistungsrelevanten Faktoren erforderlich

Trainingspraxis unterscheidet zwischen statischen und dynamischen Krafttraining 11

Dynamisches Krafttraining Positiv dynamisch (überwindend = konzentrisch = verkürzend = beschleunigend) + beteiligte Muskeln & jeweilige • Anspannungsart können durch • Imitationsübungen geübt werden • Kraftzunahme UND Verbesserung des neuromuskulären Zusammenspiels • → besonders on Sportarten mit hohen Kraftanteil & Bewegungsschnelligkeit, hohen techn. Anforderungen (Leichtathletik) •

Trainingsreize oft unterschwellig Geringere Maximalkraftentwicklung, da bei sportl. Bewegung nicht alle Muskelfasern innerviert werden Im Bereich der ungünstigsten Arbeitswinkel werden zu Beginn arbeitende Muskelgruppen sehr hoch und an Endstreckung beteiligte ungenügend belastet (→ häufig Muskelkaterbildung) (z.B. Drücken in Rückenlage)

Negativ dynamisch (nachgebend = exzentrisch = bremsendes = verzögernd) • •

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Ermöglicht muskuläre Spannungsspitzen, die positiv dynamischen und statischen Maximalkraftwerten liegen Exzentrisches Kraftmaximum 30-40% > isometrisches Kraftmaximum 10-15% > dynamisch-konzentrisches Kraftmaximum → deutlicher Muskelzuwachs bei hochgradig Trainierten nachgebende Muskelarbeit fordert weniger Energie (gleiche Leistung bei weniger O2-Verbrauch) → gut für Rehabilitationstraining

isokinetisches Krafttraining (nicht schulrelevant) • • • •

• •

Mischform aus positiv & negativ dynamischen Krafttraining Veränderter Widerstand → veränderte Hebelverhältnisse

+ voller Krafteinsatz während des gesamten Bewegungsvollzuges gleichmäßige Kräftigung der Muskulatur durch an Hebelverhältnisse angepasste Belastung gleichmäßiger Kraftverlauf = keine Belastungsspitzen = verkürzte Aufwärmzeit schwache Muskelgruppen können gezielt gekräftigt werden

•

Training trägt nur zur Verbesserung der Kraftausdauer bei, keine Verbesserung der Schnellkraft oder wettkampfspezifischen Kraft

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bei Schwimmen, Rudern, Kanusport: gleichförmiger Kraftverlauf = Bewegungsstruktur der Sportart

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Desmodromisches Krafttraining (nicht schulrelevant) • • • •

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Entwickelt von Schnell (Spitz/Schnell 1983) Stetiger Wechsel von positiv & negativ dynamischer Kraftarbeit Bewegungsgeschwindigkeit ist apparativ-maschinell vorgegeben (wird sportartspezifisch angepasst) Ununterbrochene, kontinuierliche Kraftleistung: o Belastete Muskulatur hat keine Möglichkeit, sich zu entspannen → Muskel kann sein energetisches Potenzial nicht erneuern → vollständige Ausschöpfung der ATP-Vorräte Hohes Maß an Muskelspannung & ATP-Abbau → schnelle und ausgeprägte Kraftzunahme *ATP-Abbau = entscheidender Hypertrophiereiz, begünstigt durch Dauerspannung bei dyn. Arbeit

Teilbereich 2: Krafttraining im Kindes- und Jugendalter (Weineck) -

Bei allgemeinen und vielseitigen körperlichen Ausbildung im Kindes-, und Jugendalter spielt das Krafttraining wichtige Rolle ➔ Praxis zeigt, dass Kinder und Jugendliche potenzielle Leistungsfähigkeit nicht erreichen, weil die Entwicklungsreize während der Wachstumsphase für Haltungs- und Bewegungsapparat unzureichend gesetzt werden ➔ enge Beziehun...