Krafttraining

Querschnittsfläche aller Filamente und
der Anzahl der Myosinköpfe, die mit den Aktinfilamenten zusammenwirken, das heißt der Sarkomerlänge.
    Muskeln mit langen Sarkomeren (längere Aktin- und Myosinfilamente) entwickeln pro Querschnittsflächeneinheit größere Kräfte, weil in größerem Maße eine Überlappung möglich ist.
    Alle Sakromere einer Myofibrille arbeiten in Serie. Die Kraft, die von einem, oder auf ein Element der linear angeordneten Serie ausgeübt wird (das heißt von einem Sakromer in der Myofibrille), entspricht der Kraft in jedem der anderen Elemente in der Serie, Derhalb entwickeln alle Sakromere der Myofibrille die gleiche Kraft, und sich am Ende der Myofibrille ergebende Kraft hängt nicht von der Länge ab.
    Die von einer Muskelfaser produzierte Kraft wird von der Anzahl der Aktin- und Myosinfilamente begrenzt und damit von der Anzahl der parallel arbeitenden Myofibrillen. Die Unterschiede der parallel und in Serie arbeitenden Sarkomere sind in Abbildung 3.1 am Beispiel von zwei „Fasern“, die jeweils aus zwei Sarkomeren bestehen, angeführt. Um das Muskelkraftpotenzial abzuschätzen, bestimmen Forscher anstelle der Anzahl der Filamente deren Querschnittsfläche. Das Verhältnis zwischen Filamentfläche zur Muskelfaserfläche wird als Filamentdichte bezeichnet. Krafttrainingsübungen können die Anzahl der Myofibrillen pro Muskelfaser und die Filamentdichte vergrößern, indem Größe und Kraft der Muskelzellen zunehmen. Wir wissen wenig über den Einfluss von Krafttraining auf die Sarkomerlänge. Das Vermögen des Muskels zur Kraftentwicklung hängt von seinem physiologischen Querschnitt ab, insbesondere von der Anzahl der im Muskel enthaltenen Muskelfasern und deren Querschnittsoberfläche.
    Es ist allgemein bekannt, dass sich durch ein Krafttraining der Muskelumfang vergrößert. Diese Vergrößerung wird Muskelhypertrophie genannt und ist in typischer Weise bei Bodybuildern zu beobachten. Muskelhypertrophie wird hervorgerufen
durch eine Zunahme der Anzahl motorischer Fasern (als Faserhyperplasie bezeichnet) oder
durch eine Verlängerung der Kreuzbrückenfläche einzelner Fasern (Faserhypertrophie).
    In neueren Untersuchungen wurde festgestellt, dass sowohl Hyperplasie als auch Hypertrophie zur Muskelquerschnittsvergrößerung beitragen. Allerdings ist der Anteil der Faserhyperplasie ziemlich gering und kann für praktische Belange des Krafttrainings vernachlässigt werden. Die Muskelquerschnittsvergrößerung ist hauptsächlich bedingt durch die Querschnittsvergrößerung der einzelnen Faser und nicht durch Zunahme der Faseranzahl (durch Fasersplitting). Personen mit einer großen Anzahl kleiner (dünner) Muskelfasern haben bessere Voraussetzungen, gute Gewichtheber oder Bodybuilder zu werden als Personen mit einer geringen Faseranzahl in ihren Muskeln. Der Querschnitt der einzelnen Fasern und konsequenterweise der Muskelquerschnitt erhöhen sich infolge des Trainings. Die Faseranzahl verändert sich nicht wesentlich.

    Abb. 3.1: Die relativen Wirkungen einer seriellen und parallelen Sarkomeranordnung auf die mechanischen Eigenschaften einer Muskelfaser. Zusätzlich sind im unteren Teil die relativen, isometrischen und isotonischen Eigenschaften für Fall a und b illustriert.
Aus: Edgerton, V. R., Poy, R. R:, Grgor, R. J. & S. Rugg (1986). Morphological basis of scelettal muscle power output. In Jones, McCartney & McComas (Hrsg). Human muscle power. ( Hier ). Champaign: Human Kinetics. Abdruck mit Erlaubnis.
    Schematisch können zwei Typen von Muskelfaserhypertrophie beschrieben werden: sarkoplasmatische und myofibrilläre Hypertrophie ( s. Abb. 3.2 ).
    Die sarkoplasmatische Muskelhypertrophie ist durch die Zunahme an Sarkomerplasma (halbflüssige, interfibrilläre Substanz) und der nichtkontraktilen Proteine gekennzeichnet, die nicht direkt an der Kraftentwicklung des Muskels beteiligt sind. Kennzeichnend ist, dass sich die Filamentdichte in den Muskelfasern bei einer Querschnittsvergrößerung der Muskelfaser verringert, ohne von einer Muskelkraftzunahme begleitet zu sein. Myofibrilläre Hypertrophie bedeutet eine Vergrößerung der Muskelfaser durch mehr Myofibrillen und dementsprechend mehr Aktin- und Myosinfilamente. Gleichzeitig werden kontraktile Proteine synthetisiert und die Filamentdichte nimmt zu. Dieser Typ der Faserhypertrophie führt zu einer steigenden Kraftentwicklung.

    Abb. 3.2: Sarkoplasmatische und myofibrilläre Hypertrophie
    Training mit hohen Widerständen