Der Muskel im Sport

Dr. Pierre LevasseurInnere MedizinPrävention- und SportmedizinLütticherstrasse 21852074 Aachenkontakt@praxis-levasseur.de

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