Die Funktionsweise des Muskels

veröffentlicht am 8. Februar 2017 in Training von
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Wie funktioniert unsere Muskulatur?

Im folgenden Artikel wird die Funktionsweise des Muskels besprochen.

Die Skelettmuskulatur

Die Muskeln der Skelettmuskulatur reagieren auf Nervenreize, also elektrische Impulse die vom Gehirn aus gesendet werden.
Sie sind deshalb bewusst ansprechbar.
Sie können sich allerdings nur zusammenziehen (kontrahieren) und wieder erschlaffen.
Daher benötigt jeder Muskel einen bestimmten Gegenspieler, auch Antagonist (oder Strecker) genannt.
Der beanspruchte Muskel (Agonist), also in dem Fall der Beuger, kontrahiert sich, während der Antagonist erschlafft. Dieses Zusammenspiel zwischen Beuger und Strecker nennt man intermuskuläre Koordination.
Sind mehrere Muskeln Teil des Agonisten oder  Antagonisten fasst man sie als Synergisten zusammen.

Funktionsweise des Muskels

Jeder Muskel/ jede Muskelgruppe ist mithilfe von Sehnen an den Knochengelenken befestigt.
Wird beispielsweise der Arm angewinkelt kontrahiert der Bizeps- und der Brachialis- Muskel (Synergisten), was sie in diesem Beispiel zum Agonisten macht. Beim Kontrahieren der Muskel bewegen sich die Verbindungspunkte der Sehnen mit dem Schulterknochen und die Verbindungspunkte der Sehnen mit dem Unterarmknochen aufeinander zu. Dadurch wird das dazwischenliegende Gelenk gebeugt (hier: das Ellenbogengelenk).
Während dem Kontrahieren des Agonisten ist der Gegenspieler, also der Trizeps, erschlafft und gedehnt ( intermuskuläre Koordination).

Der Aufbau

Der Muskel an sich ist von der Faszie umgeben, einem straffen Bindegewebe. Unterhalb der Faszie befinden sich aneinander gereihte Muskelfasern(Durchmesser: ca. 20µm) und bilden im Ganzen ein Muskelfaserbündel (Durchmesser: ca. 100µm). Die Muskelfasern bestehen aus zahlreichen Myofibrillen (Durchmesser: 1µm), welche man in einzelne Abschnitte einteilen kann und dadurch ein Sarkomer (Größe/Länge: ca. 2,5 µm) erhält. Innerhalb des Sarkomers befinden sich die beiden hauchdünnen Proteinformen Aktin und Myosin, die verantwortlich für das Kontrahieren des Muskels sind. Hierbei bewegen sich die dünnen Aktinfilamente zwischen die Myosinfilamente unter Aufwendung von Energie und resultieren dadurch in einer Muskelverkürzung ( Gleittheorie der Muskelkontraktion).

Energiegewinnung /Energiebereitstellung

Damit dies bewerkstelligt wird, benötigt man neben den Calcium – (wichtig bei der Kontraktion des Muskels) und Magnesium – Ionen (dient zur Muskelentspannung) zusätzlich noch Energie. Diese Energie wird durch die beiden Phosphatverbindungen und Energieträger Kreatinphosphat (KP) und Adenosin – Tri – Phosphat (ATP) bereitgestellt. ATP wird im Körper durch die Verbrennung von Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen gewonnen. Da nicht jede entstandene Energie direkt verbraucht wird, werden Teile als KP, Glykogen oder Fett zwischengelagert um bei Bedarf wieder ATP herzustellen. Ein ca. 75 kg schwerer Mensch hat im Durchschnitt folgende Energiespeichermengen zur Verfügung:

Bei kurzen und sehr schweren Belastungen (im Bereich von maximal 2 bis 20 Sekunden) wird die Energie für den Muskel mithilfe von ATP und KP bereitgestellt.
Die Art dieser Energiebereitstellung bezeichnet man Anaerob Alactazid. Hierbei wird keine Milchsäure (= Lactat) gebildet und es wird kein Sauerstoff benötigt.

Wenn die Belastung schwer ist und bis zu 2 Minuten anhält, wird die Energie durch Abbau von Glykogen gewonnen(= Anaerob Lactazide Art der Energiegewinnung).
Da der Körper hier Sauerstoffmangel besitzt, bzw. nicht genug Sauerstoff zur Verfügung hat, bildet sich zusätzlich noch Lactat im Muskel und bei zu lange anhaltender Belastung kann es zu einer Übersäuerung im Muskel kommen ( Muskelkater).

Bei der Aeroben Energiegewinnung wird die Energie aus der Verbrennung von Kohlenhydraten, Fetten und eventuell auch Proteinen gewonnen.
Hier hat der Körper genug Sauerstoff zur Verfügung und bildet auch kein Lactat. Die Belastungsintensität ist gering bis mäßig und dauert lange (mehr als 30 Minuten).
Um mithilfe dieser Art der Energiegewinnung Teile seiner Fettspeicher verbrennen möchte, muss man mit einer Belastungsdauer von mehr als 120 Minuten rechnen, da viel Sauerstoff benötigt wird um aus Fett Energie zu gewinnen.

 

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