Bewegungswissenschaft

Körperextremitäten.
Die dynamische Muskelarbeit ermöglicht raum-zeitliche Bewegungen.
Die bei sportmotorischen Fertigkeiten vorrangig zu beobachtende positivdynamische konzentrische Muskelarbeit (überwindend) bewegt durch die Muskelverkürzung – Annäherung von Ursprung und Ansatz des Muskels – das Körpergewicht des Menschen oder Fremdgewichte. Beim Klimmzug an der Reckstange muss der Sportler die Oberarme durch den M. biceps brachii beugen, um den Körper zur Reckstange hochzuziehen. Darüber hinaus dient die dynamische Muskelarbeit der Überwindung äußerer Widerstände.
Bei der negativ-dynamischen exzentrischen Muskelarbeit (nachgebend) dient die Längenzunahme des Muskels bei aktiven Gegenbewegungen dem Abfangen von Sprüngen oder der Realisierung von Auftaktbewegungen. Im Beispiel des Klimmzugs bremst der kontrahierte M. biceps brachii das Herabsenken des Körpers ab.
    Die Art der muskulären Anspannung – isometrische, isotonische und auxotonische Muskelanspannung – bewirkt ein unterschiedliches Kontraktions- und Dehnungsverhalten der kontraktilen und elastischen Elemente des Skelettmuskels (W EINECK , 2004).
Bei der isometrischen Muskelanspannung (haltend-statisch) dehnen sich die elastischen Muskelelemente, während sich die kontraktilen Elemente verkürzen. Hierdurch kommt es zu einer intramuskulären Spannungsänderung, ohne dass von außen eine Längenveränderung des Skelettmuskels beobachtet werden kann. Verharrt der Sportler beim Klimmzug auf einer bestimmten Höhe für eine gewisse Zeitdauer, verkürzt sich der Muskel isometrisch.
Bei der im Sport selten vorkommenden isotonischen Muskelkontraktion nimmt die Länge der kontraktilen Muskelelemente ab, während die Länge der elastischen Elemente unverändert bleibt. Insgesamt führt dies zu einer Muskelverkürzung.
Die bei sportlichen Bewegungen vorherrschende auxotonische Muskelanspannung stellt eine Kombination der isometrischen und isotonischenMuskelanspannung dar, die eine Längenveränderung des Skelettmuskels und eine Veränderung der Muskelspannung bedingt.
    Durch die differenzierte Zu- und Abschaltung der motorischen Einheiten kann das Zentralnervensystem die Skelettmuskeln kurzfristig an veränderte Last-Kraft-Momente oder bewegungsbedingte Geschwindigkeits- und Beschleunigungsveränderungen anpassen.
    Die bioelektrische Erregbarkeit bezeichnet die Fähigkeit der Nerven- und Muskelfasern, elektrische Potenziale zu erzeugen und weiterzuleiten. Dieses Phänomen veranschaulicht besonders prägnant das Membranmodell ( vgl. Abb. 82 ). Die Zellmembran der Muskelfasern stellt für bestimmte Ionen ein mehr oder weniger durchlässiges Diffusionshindernis dar, das die Flüssigkeit der Muskelfaserzelle von der Flüssigkeit des Außenmediums trennt. Beim nichtkontrahierten Muskel ist die interzelluläre Flüssigkeit reich an Kaliumionen (K+, Verhältnis innen zu außen: 150 mmol : 5 mmol) und verschiedenen Anionen (A-). Dagegen enthält die extrazelluläre Flüssigkeit mehr Natriumionen (Na+, Verhältnis außen zu innen: 150 mmol : 15 mmol) und Chloridionen (Cl-, Verhältnis außen zu innen: 120 mmol : 10 mmol). Dies führt zu einem Ionenungleichgewicht zwischen dem Innen- und Außenmedium der Muskelzelle. An der Muskelfasermembran entsteht ein Ruhepotenzial von -80 mV bis -90 mV.

    Abb. 82: Schematische Darstellung der Depolarisation der Muskelfasermembran als Ursache der fortschreitenden Erregung (Abkürzungen siehe Text; mod. nach L AURIG , 1983, S. 67)
    Die Durchlässigkeit der Zellmembran der
Muskelfasern kann durch die bioelektrischen Potenziale der
α-Motoneuronen für einzelne Ionenarten kurzzeitig selektiv
verändert werden. Hierdurch kommt es zu einem verstärkten Einstrom
von K + - und NA + -Ionen in den interzellulären
Raum und einer Umkehr des Potenzialverhältnisses von Innen- und
Außenleiter (+20 mV bis +50 mV). Die lokale Potenzialdifferenz
bewirkt eine kurzzeitige Depolarisation, die sich mit einer
Zonengröße von 1-3 mm 2 und einer Geschwindigkeit von 3-6 m/s in beide Richtungen entlang der Zellmembran ausbreitet. Weitere chemische Prozesse führen zu einer Verkürzung der kontraktilen Elemente des Muskels. Ohne die fortlaufende Erregung der Zellmembran durch das α-Motoneuron stellt sich nach kurzer Zeit das ursprüngliche Ruhepotenzial ein.
    Die fortschreitende Depolarisation bezeichnet die Biologie als Erregung , die ausgelöste Potenzialänderung als bioelektrisches Aktionspotenzial . Die zeitlich enge