Der Muskel - Quelle der Kraft

Der Muskel ist ein komplexes System. Selbst bei einer scheinbar einfachen Aufgabe wie dem Heben einer Tasse muss erst eine Vielzahl an Prozessen ablaufen, bis aus dem Wunsch eine Handlung wird.

Von > | 21. Oktober 2015 | Aus: TRAINING

IMG_7588 | Wadenmuskel Chrissie Wellington

Wadenmuskel Chrissie Wellington

Foto >Frank Wechsel / spomedis

Struktur

Betrachtet man unter dem Mikroskop den Oberarmmuskel triceps brachii, lassen sich zahlreiche Untereinheiten erkennen. Der Muskel ist von einer elastischen Muskelhaut umhüllt und besteht aus einer Vielzahl von Faserbündeln. Ein Bündel wiederum setzt sich aus vielen einzelnen Muskelfasern, den Muskelzellen zusammen. Eine Muskelfaser ist verhältnismäßig dünn: Sie ist zwischen 0,1 und 15 Zentimetern lang und misst im Querschnitt lediglich 20-100 Mikrometer. Zum Vergleich: 1 Zentimeter entspricht 10.000 Mikrometern. 80 Prozent der Faser machen die Myofibrillen aus. In Ihnen steckt das Geheimnis der Muskelbewegung. Sie bestehen aus winzigen aneinander gereihten Kammern, den Sarkomeren. Wenn sich der Muskel kontrahiert, verschieben sich hauptsächlich zwei Sorten fadenförmiger Eiweiße ineinander, nämlich Myosin und Aktin. Die verbleibenden 20 Prozent füllt das Sarkoplasma, eine salz- und proteinhaltige Flüssigkeit. In ihr schwimmen die Kraftwerke der Zelle, die Mitochondrien. Bei ausreichender Sauerstoffzufuhr produzieren sie einen Großteil der benötigten Energie. Außerdem lagern dort die Energiereserven der Zelle, Fetttröpfchen und Muskelglykogen.

Nerv-Muskel-Zusammenspiel

Im Bindegewebe verlaufen nicht nur die Blutgefäße, sondern auch die Impulsgeber des Körpers, die Nerven. Sie kontrollieren die Bewegung (Kontraktion) des Muskels, indem sie die Befehle von Gehirn und Rückenmark an die Muskulatur weiterleiten. Die Nervenenden (Synapsen) stehen in direktem Kontakt mit den Muskelzellen und geben mittels eines elektrochemischen Signals das Zeichen zur Kontraktion. Daraufhin greifen die Myosinmoleküle wie kleine Widerhaken in die Aktinfäden und ziehen sie aufeinander zu. Der Effekt: Die Muskelfaser verkürzt sich und wird dicker. Die Muskelfasern können unterschiedlich schnell (Frequenzierung) und unterschiedlich zahlreich (Rekrutierung) angesprochen werden. Mit Rekrutierung ist die Erfassung einer bestimmten Anzahl von Fasern gemeint und mit Frequenzierung die Anpassung der Stärke der Kontraktion. Zusammen bilden Rekrutierung und Frequenzierung die intramuskuläre Koordination, die im Krafttraining eine wichtige Rolle spielt.

Energieversorgung

Für die Energieversorgung der Muskelfaser sind die Blutgefäße zuständig. Zahllose kleine Äderchen (Kapillaren) durchziehen die Bindegewebshüllen der Muskelfasern und umspinnen sie mit einem dichten Versorgungsnetz. Ausdauertraining bewirkt eine Verbesserung der sogenannten Kapillarisierung. Es kann sich um eine Öffnung von Ruhekapillaren, eine Erweiterung vorhandener Kapillaren oder um eine echte Kapillarneubildung handeln. Bevor die vom Blut gelieferten Nährstoffe die Muskeln antreiben können, müssen sie verbrannt werden. Dies geschieht auf verschiedenen Wegen. Bei ausreichendem Sauerstoffangebot nutzt der Körper bevorzugt die Mitochondrien, die Kraftwerke der Zelle. Die gewonnene Energie wird zunächst in einem besonderen Molekül, dem Adenosintriphosphat (ATP), gespeichert. Das ATP wandert dann vom Sarkoplasma aus in die Myofibrillen. Dort gibt das ATP die gespeicherte Energie in dem Moment ab, in dem sich der Muskel zusammenzieht. Ausdauertraining erhöht Volumen und Zahl der Mitochondrien.

Muskelkater

Als Hauptursache für das Phänomen Muskelkater gelten ungewohnte körperliche Tätigkeiten, die die Belastbarkeit des Muskels überschreiten. Früher ging man davon aus, dass sich Milchsäure (Laktat) im Muskel ansammelt und den Muskelschmerz auslöst. Studien konnten jedoch zeigen, dass auch bei Belastungen, bei denen keine erhöhten Laktatwerte entstehen, Muskelkater auftreten kann. Daher gilt diese Theorie als überholt. Neuere Untersuchungen machen nun haarfeine Muskelrisse für die Schmerzen verantwortlich. Übersteigt die Muskelspannung bei intensiven Belastungen eine bestimmte Grenze, reißen mikroskopisch kleine Strukturen in der Muskelfaser. In diese Muskelrisse tritt Zellwasser ein, ein Ödem entsteht. Hieraus resultiert ein Dehnungsschmerz, der Muskelkater. Meist tritt er 24 Stunden nach Belastungsende ein und kann bis zu einer Woche anhalten. Als schmerzlindernd gilt lockere Bewegung, die die Durchblutung in den betroffenen Regionen fördert und so die Regeneration beschleunigt.

Trainierbarkeit

Damit der Muskel sich anpasst, muss er regelmäßig beansprucht werden. Bis zum Alter von etwa 12 Jahren gibt es hinsichtlich der Trainierbarkeit von Mädchen und Jungen keine großen Unterschiede. Mit ansteigendem Alter macht sich dann immer stärker die Wirkung des männlichen Sexualhormons Testosteron bemerkbar. Weil Testosteron den Muskelaufbau massiv fördert, entwickelt sich die Kraftfähigkeiten von Männern und Frauen in der Pubertät deutlich auseinander. Unabhängig davon erreichen beide Geschlechter ihr Kraftmaximum im Alter von 20 bis 30 Jahren. Die Fähigkeit der Adaptation an Krafttraining bleibt jedoch beim Menschen bis ins hohe Alter erhalten. Bei Trainingspausen kann ein Muskel maximal zehn Tage lang sein Leistungsniveau konservieren. Zwingt aber eine Verletzung oder Krankheit einen Athleten zu vollständiger körperlicher Inaktivität, verliert zum Beispiel der vordere Oberschenkelmuskel (Musculus quadriceps femoris) deutlich rascher an Leistungsfähigkeit: Laut einer britischen Studie ist er bereits nach zwei Wochen 15 Prozent schwächer, nach drei Wochen hat er insgesamt 21 Prozent seines Leistungsvermögens eingebüßt.