Es besteht ein grosses öffentliches und wissenschaftliches Interesse, was Krafttraining im Kindes- und Jugendalter betrifft. Das Hauptinteresse gilt der Verletzungsgefahr, der Effektivität des Krafttrainings – insbesondere in der Zeit vor der Pubertät – und den Mechanismen, welche für den Kraftgewinn bei Kindern verantwortlich sind. Lange Zeit galt Krafttraining für Kinder und Jugendliche aufgrund fehlender Hormone und der Angst vor Überlastung als nutzlos und gefährlich. Heute weiss man, dass bei korrekter Betreuung und altersgerechter Durchführung ein Krafttraining mit Kindern und Jugendlichen in jedem Alter sinnvoll und ungefährlich ist. Nach einer kurzen Einleitung über das Muskelwachstum und die Kraftentfaltung während der Entwicklung werden Krafttrainingsstudien aufgezeigt hinsichtlich Effekt auf die Kraft und die Knochengesundheit. Es wird dokumentiert, dass Krafttraining ein minimales Verletzungsrisiko birgt, wenn die Richtlinien eingehalten werden. Zum Schluss werden praxisnahe Empfehlungen für ein altersgerechtes, sicheres und effektives Krafttraining abgegeben.
Institut für Sport und Sportwissenschaften, Universität Basel
Krafttraining im Kindes- und Jugendalter
Zusammenfassung
Es besteht ein grosses öffentliches und wissenschaftliches Interesse, was Krafttraining im Kindes- und Jugendalter betrifft. Das Hauptinteresse gilt der Verletzungsgefahr, der Effektivität des Krafttrainings - insbesondere in der Zeit vor der Pubertät - und den Mechanismen, welche für den Kraftgewinn bei Kindern verantwortlich sind. Lange Zeit galt Krafttraining für Kinder und Jugendliche aufgrund fehlender Hormone und der Angst vor Überlastung als nutzlos und gefährlich. Heute weiss man, dass bei korrekter Betreuung und altersgerechter Durchführung ein Krafttraining mit Kindern und Jugendlichen in jedem Alter sinnvoll und ungefährlich ist. Nach einer kurzen Einleitung über das Muskelwachstum und die Kraftentfaltung während der Entwicklung werden Krafttrainingsstudien aufgezeigt hinsichtlich Effekt auf die Kraft und die Knochengesundheit. Es wird dokumentiert, dass Krafttraining ein minimales Verletzungsrisiko birgt, wenn die Richtlinien eingehalten werden. Zum Schluss werden praxisnahe Empfehlungen für ein altersgerechtes, sicheres und effektives Krafttraining abgegeben.
Abstract
There is a large public and scientific interest concerning resistance training in youth. Main interests are focussed on injury risk, the effectiveness of resistance training, in particular before puberty, and on mechanisms which are responsible for strength gain. Historically, resistance training was not recommended for children. It was generally believed that the lack of circulating androgens would preclude any strength improvement. Moreover, due to the fear of overuse and injuries it was considered to be useless and dangerous. Nowadays, there is enough evidence that resistance training in children and adolescents is effective and harmless given that it is performed age-adapted and appropriately supported. After a short introduction about muscle growth and strength progression during growth and development, the results of resistance training studies on strength and bone health as well as possible mechanisms of neuro-muscular adaptations are discussed. It is shown that resistance training is save and bears a minimum risk for injuries if guidelines are respected. At the end, we will give some practical recommendations for an age-appropriate, safe and effective resistance training.
Schweizerische Zeitschrift für «Sportmedizin und Sporttraumatologie» 55 (2), 38-44, 2007
Krafttraining - Definition und Abgrenzung
Im Allgemeinen bezeichnet der Begriff «Krafttraining» alle Trainingsformen, die mittels Arbeit gegen einen progressiv ansteigenden Widerstand eine Erhöhung der Kraft erwirken. Wenn wir von Krafttraining mit Kindern und Jugendlichen sprechen, dann meinen wir damit weder Bodybuilding, Weight lifting noch Power lifting, sondern Krafttraining im eigentlichen Sinn. Bei diesem wird mit Hilfe verschiedener Krafttrainingsmethoden die Fähigkeit geschult, Kräften entgegenzuwirken oder sie zu überwinden. Je nach Alter werden die Kräftigungsübungen mit dem eigenen Körpergewicht, mit Hilfsmitteln, Widerstandsbändern, mit Zusatzgewichten oder an Kraftgeräten durchgeführt. Um den Effekt des Krafttrainings zu steigern, wird die Anzahl der Wiederholungen oder die Höhe des Widerstandes kontinuierlich gesteigert, mit dem Ziel, eine Kraftübung möglichst lange ausführen (Kraftausdauer) oder möglichst viel Kraft (Maximalkraft) generieren zu können. Bei jüngeren Kindern steht vielmehr die Erhöhung des Umfanges (Reizdauer) als die Erhöhung des Widerstandes (Reizhöhe) im Zentrum, wobei nicht klar ist, wo das optimale Verhältnis von Widerstand und Anzahl Wiederholungen liegt. Je älter die Kinder werden, umso gezielter werden die Übungen und umso mehr können die Trainingsformen von Erwachsenen übernommen werden, wo die Kraftsteigerung vor allem über eine Erhöhung des Widerstandes erreicht wird.
Die Entwicklung der Muskulatur und der Kraft
Um die Wertigkeit eines Krafttrainings mit Kindern zu verstehen, ist es hilfreich, sich initial ein Bild über den Verlauf des Muskelwachstums und der damit verbundenen Kraftsteigerung während der Entwicklung des Kindes zu machen. Physiologisch gesehen ist die Kraft beziehungsweise die Kraftsteigerung von folgenden Faktoren abhängig:
- von der Muskelfaserzusammensetzung,
- vom physiologischen Muskelquerschnitt und der Länge der Muskeln,
- von der inter- und intramuskulären Koordination.
Inwiefern diese Faktoren die Kraftentwicklung im Kindesalter beeinflussen, wird nachfolgend besprochen.
Muskelfaserzusammensetzung
Die Skelettmuskeln von Menschen bestehen aus verschiedenen Muskelfasertypen, die grob in die Typen «langsam» (slow, slow twitch, rote, Typ I) und «schnell» (fast, fast twitch, weisse, Typ II) unterteilt werden. Die Muskelfaserzusammensetzung ist genetisch determiniert und ändert sich nicht mehr grundlegend nach der Geburt (Staron et al., 2000). Aus Zwillings- und Familienstudien
schätzt man, dass die genetische Komponente, die das Potenzial hinsichtlich Muskelgrösse und Muskelkraft bestimmt, ungefähr 0.7 beträgt, das heisst 70% sind genetisch und 30% durch Umwelteinflüsse bestimmt (Perusse et al., 1987; Zhai et al., 2005). Es sind vorwiegend die Typ-II-Muskelfasern, die sich vor allem bei Knaben im Pubertätsalter stark vergrössern und so zu gesteigerter Kraft beitragen (Glenmark et al., 1992). Da im Kindesalter aus ethischen Gründen keine Muskelbiopsien gemacht werden, existieren keine Untersuchungen, die Aufschluss über trainingsinduzierte Umwandlungen der Muskelfasertypen im Kindesalter geben könnten.
Physiologischer Muskelquerschnitt und Länge der Muskeln
Unter dem physiologischen Muskelquerschnitt versteht man den Querschnitt aller Muskelfasern eines Muskels. Die isometrische Kraft eines Muskels hängt von der Summe der Querschnitte der Fasern, die isokinetische Kraft zusätzlich aber auch von der Muskelfaserlänge und von ihrem Ansatzwinkel ab. Im Kindesalter kommt es durch Verdickung (Muskelhypertrophie) und nicht durch Vermehrung der Muskelfasern (Muskelhyperplasie) zu Muskelwachstum (McCall et al., 1996). Man nimmt heute an, dass das Muskelwachstum stimuliert wird durch einen konstanten Zug an den Muskeln, welcher durch das Knochenwachstum bewerkstelligt wird (Round et al., 1999). Bei einem Kleinkind macht das Gewicht der Muskulatur zirka 25% des Körpergewichts aus, während der Anteil beim jungen Erwachsenen durchschnittlich auf 40% bei Frauen und auf 50% bei Männern anwächst. Der durchschnittliche Muskelquerschnitt ist normalerweise direkt proportional zur isometrischen Kraft. Dies gilt nicht nur für Erwachsene, sondern auch für Kinder. Die Kraft im Kindesalter steigt mit zunehmendem Muskelvolumen an. Während der präpubertären Periode sind Kraft und Muskelmasse bei Jungen und Mädchen vergleichbar (vgl. Abb. 1). Der Kraftzuwachs während dieser Zeit vollzieht sich proportional zum Längenwachstum. Die untere Extremität bekommt einen zusätzlichen Stimulus durch das Tragen des Körpergewichts. Das Längenwachstum des Muskels erhöht ausserdem seine Fähigkeit, sich rasch zusammenzuziehen, was sich konsequenterweise in Form eines Kraftzuwachses ausdrückt. Da sich das Verhältnis von Muskelmasse zu isometrischer Kraft bis ins mittlere Erwachsenenalter generell nicht wesentlich ändert, ist eher die Beziehung zwischen Muskelmasse und Leistung (also «Arbeit» pro Zeit beziehungsweise «Kraft x Weg» pro Zeit) heranzuziehen, um beispielsweise die Verbesserung im Sprint oder im Hochsprung über die Wachstumsperiode hinweg zu erklären. Ab Beginn der Pubertät verändern sich die Kraftverhältnisse deutlich und die Schere zwischen den
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Abbildung 1: Kraft- und Grössenänderung im Alternsgang. Querschnittsstudie: Isometrische Kraft im Quadriceps und im Ellbogenflexor bei Mädchen (durchgezogen) und Jungen (gestrichelt). Adaptiert nach: Parker et al., 1990.
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Abbildung 2: Integratives Modell der Kraftentwicklung (dargestellt mit diversen Faktoren und ihrem Potenzial der Beeinflussung) zu verschiedenen Zeitpunkten der Entwicklung am Beispiel des männlichen Geschlechts. Adaptiert nach: Kraemer und Fleck, 2005.
Geschlechtern beginnt zu klaffen (vgl. Abb. 1). Mädchen steigern ihre Muskelmasse noch diskret, vorwiegend in der unteren Extremität. Dies geschieht wahrscheinlich aufgrund der Zunahme des Körpergewichts, das nach Abschluss des Längenwachstums noch zunimmt und dadurch einen gewissen Stimulationsreiz aufrechterhält. Bei den Jungen beginnt ein starker Muskelzuwachs mit Einsetzen der Pubertät (vgl. Abb. 2). Dieser Muskelzuwachs bleibt bis zirka 3 Jahre nach dem pubertären Wachstumsschub bestehen. Die unterschiedliche Kraftentwicklung von Mädchen und Jungen kann mehrheitlich dem Testosteron zugeschrieben werden. Es existieren generell Kraftunterschiede zwischen Männern und Frauen, welche für die untere Extremität durch die unterschiedliche Muskelmasse und Unterschiede in Körpergrösse und Testosteronspiegel erklärbar sind. Der grosse geschlechterspezifische Kraftunterschied in der oberen Extremität kann nicht allein durch Muskelmasse, Muskellänge und Testosteron erklärt werden. Für diese Diskrepanz gibt es im Moment noch keine einheitliche Erklärung (Round et al., 1999).
Inter- und intramuskuläre Koordination
Die physiologischen Veränderungen, welche zur Kraftsteigerung im Kindesalter führen, wurden bis anhin wenig erforscht. Heute weiss man aber, dass Krafttraining mit präpubertären Kindern keine Erhöhung der Muskelmasse beziehungsweise des Muskelquerschnitts induziert (Malina, 2006). Trotz dieser fehlenden Adaptation ist es möglich, dass sich die intrinsische Muskelfunktion verbessert. Einzelne Studien an präpubertären Kindern (Ramsay et al., 1990) konnten nachweisen, dass sich die «twitch»-induzierte Spannung (durch iatrogen induzierte maximale Stimulation der Muskelkontraktion entsprechend der Kraft pro Muskelquerschnitt) in der trainierten Muskulatur trotz fehlendem Muskelwachstum deutlich vergrössert. Sehr wahrscheinlich verbessert sich auch die intramuskuläre Koordination, welche das Zusammenspiel zwischen Nervensystem und Muskel an der motorischen Endplatte innerhalb eines gezielten Bewegungsablaufs beschreibt. Diese Verbesserung geschieht durch eine erhöhte prozentuale Aktivierung motorischer Einheiten (Blimkie et al., 1989a; Ramsay et al., 1990) oder erhöhte iEMG-Aktivitäten (Ozmun et al., 1994) als Ausdruck der gesteigerten neuromuskulären Aktivierung. In all diesen Studien konnte die verbesserte intramuskuläre Koordination jedoch nur einen Teil des Kraftgewinns erklären. Es ist sehr wohl möglich, dass der bisher nicht erklärte Teil des Kraftgewinns ganz einfach in einer verbesserten intermuskulären Koordination zu finden ist. Dabei geht es um das optimale Zusammenspiel von Muskeln, die bei einer gegebenen Bewegung zusammenarbeiten. Durch wiederholtes Üben einer Bewegung kommt es zu einem verbesserten Zusammenspiel von Agonist und Antagonist, unnötige Mitbewegungen werden auf ein Minimum reduziert, die beteiligten Muskelgruppen erhalten eine präzisere Innervation und gewisse Reflexmechanismen werden zunehmend eingeschliffen (Blimkie, 1992; Blimkie und Bar-Or, 1996). Abbildung 2 veranschaulicht zusammenfassend die diskutierten Faktoren und ihren Einfluss auf die Entwicklung der Kraft am Beispiel des männlichen Geschlechts.
Krafttraining und Kraft
Diverse Übersichtsartikel belegen, dass Krafttraining in jeder Episode der Entwicklung zu einem deutlichen Kraftzuwachs führt (Blimkie, 1992; Haddock und Medina, 2000; Kemper, 2000; Malina, 2006). Falk und Tenenbaum (1996) analysierten Krafttrainingsstudien an Mädchen und Knaben im Alter von 12 bis 13 Jahren. Die Autoren berichteten darin von 25 Studien, die einen signifikanten Kraftanstieg in der Interventionsgruppe verglichen mit der Kontrollgruppe verzeichneten. Die Mehrheit der Kinder erreichte Kraftgewinne von 13 bis 30%. Demgegenüber zeigten nur gerade drei relativ alte Untersuchungen (Kristen, 1963; Vrijens, 1978; Docherty und Wenger, 1987) mit «methodischen Mängeln» (Blimkie, 1992; Falk und Tenenbaum, 1996) keine signifikant verbesserten Kraftwerte. Einige ausgewählte Studien mit vollständigen Angaben bezüglich der trainierten Population, Art und Umfang des Trainings, des Vorhandenseins einer adäquaten Kontrollgruppe sowie einer Kraftmessung vor und nach der Intervention finden sich in Tabelle 1.
Angeregt durch die Resultate der Tabelle 1 stellt sich nun die wichtige Frage, ob ein Krafttraining während der Präpubertät gleich effektiv ist wie ein solches während der Adoleszenz oder während des Erwachsenenalters. Untersuchungen, welche vergleichbare Trainingsprogramme über alle Entwicklungsstufen durchführten, haben in konsistenter Weise gleiche, wenn nicht sogar grössere relative Kraftgewinne vor der Pubertät, verglichen mit der Adoleszenz oder dem Erwachsenenalter, aufgezeigt (West- cott, 1979; Pfeiffer und Francis, 1986). Betrachtet man hingegen die Trainierbarkeit der absoluten Kraft, zeigen die meisten Untersuchungen eine tiefere Trainierbarkeit von präpubertären Kin992). Anknüpfend an diese Aussagen stellt sich sogleich die nächste Frage, ob die auftrainierte Kraft nach einem Trainingsstopp oder mit Hilfe eines reduzierten Trainingsprogramms aufrechterhalten werden kann. Die Antwort ist einfach: Die während der Präpubertät gewonnene Kraft geht zurück und erreicht je nach Länge des vorangegangenen Trainings beziehungsweise der Höhe des Kraftgewinns wieder das Niveau der Kontrollgruppe (Sewall et al., 1986; Blimkie et al., 1989a). Auch ein Erhaltungstraining einmal pro Woche vermag das Kraftniveau nicht zu halten, sondern wirkt gleich, wie wenn die Kinder nicht trainiert hätten (Blimkie et al., 1989a). Faigenbaum et al. (2002) konnte schlussendlich zeigen, dass es ein zweiwöchentliches Krafttraining zur Krafterhaltung braucht.
Krafttraining und Knochenqualität
Nur wenige Interventionsstudien existieren, die Krafttraining isoliert oder in Kombination mit anderen Trainingsformen im Kindesalter und in der Adoleszenz bezüglich Veränderungen der Knochenqualität untersucht haben (Blimkie, 1993; Morris et al., 1997; Witzke und Snow, 2000; Nichols und Sanborn, 2001). Erstaunlicherweise wurden alle an Mädchen durchgeführt, ausser einer Studie, welche an übergewichtigen Kindern beiden Geschlechts stattfand (Yu et al., 2005). Morris et al. (1997) haben als Einzige frühpubertäre Mädchen polysportiv trainiert (3 x 30 Minuten Aerobics, Seilspringen, progressives Krafttraining, Tanz und Ballspiele) und einen signifikanten Zuwachs des Knochenmineralgehalts sowie der Knochendichte von Femur, Lendenwirbelsäule und im gesamten Körper gemessen. Wie gross der isolierte Interventionseffekt des Krafttrainings war, kann natürlich nicht eruiert werden. Nichols und Sanborn (2001) haben als einzige eine signifikante Steigerung der Knochendichte von pubertären Mädchen mit einem isolierten progressiven Krafttraining (3 x 30-45 Minuten pro Woche) über 15 Monate erzielt. Die beiden anderen Studien von 6 respektive 9 Monaten Dauer mit pubertären Mädchen haben keinen Effekt auf die Knochenqualität gezeigt (Blimkie und Bar-Or, 1996; Witzke und Snow, 2000). Alle diese Studien wurden an sehr klei-
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Tabelle 1: Krafttraining und Kraft. KTM = Krafttraining mit Maschinen, KTF = Krafttraining mit freien Gewichten, KTG = Krafttraining mit Gewichtsmanschetten, KTK = Krafttraining mit dem eigenen Körpergewicht, KTZ = Krafttraining mit Zusatzgewichten, B = Beweglichkeitstraining, A = Ausdauertraining, W = Woche(n), M = Monat(e), Int = Interventionsgruppe, Kon = Kontrollgruppe, n = Gesamtanzahl Studienteilnehmende, Tanner = Tannerstadium, E1–E4 = verschiedene Trainingsprotokolle.
nen Populationen durchgeführt (n zwischen 5 und 28 Probanden pro Gruppe), die Ausfallrate war zum Teil erheblich oder die Trainingseinhaltung (Compliance) unzureichend dokumentiert. Die Studie mit einer gemischten Population von 82 10-jährigen übergewichtigen Mädchen und Knaben zeigte einen signifikant erhöhten Ganzkörperknochenmineralgehalt (total body BMC) nach 6-wö- chigem Krafttraining (3 x 75 Minuten) verglichen mit der Kontroll- gruppe. Mit der Hälfte der Kinder wurde ein Erhaltungstraining über weitere 28 Wochen einmal pro Woche durchgeführt. Nach 36 Wochen war zwischen den beiden Gruppen kein Unterschied betreffend Knochenmineralgehalt mehr zu finden. Die Schwierigkeit dieser Studie besteht darin, dass das Pubertätsstadium nur zu Beginn der Studie bestimmt wurde und Kinder mit Tannerstadium 1 und 2 für die Studie zugelassen wurden. Es ist sehr wohl möglich, dass sich die beiden Gruppen sowohl nach 6 Wochen wie auch nach 36 Wochen im Tempo der Pubertätsentwicklung unterschieden und deshalb der Effekt des Krafttrainings auf die Knochenmasse verfälscht wurde. Der signifikant grössere Knochenaufbau in der Interventionsgruppe schon nach 6 Wochen spricht für einen Effekt der Pubertätsentwicklung, da eine messbare Knochenanpassung bei einer Intervention dieser Art grundsätzlich nicht vor 6 Monaten zu erwarten ist. Zusammenfassend kann aufgrund der spärlichen Datenlage nicht gesagt werden, ob ein isoliertes Krafttraining im Kindes- und Jugendalter zu einer verbesserten Knochenfestigkeit führt.
Krafttraining und Verletzungen
Die Frage der Verletzungsgefahr im Krafttraining beschäftigt Mediziner, Eltern, Betreuer und Lehrer gleichermassen. Nachvollziehbar ist jedoch, dass jede Art von Sport, Training oder körperlicher Betätigung ein Verletzungsrisiko birgt, das verständlicherweise so klein wie möglich gehalten werden soll. Nur einzelne Studien haben sich mit dem Thema Sicherheit und Verletzungen auseinandergesetzt. Auf Grund dieser Daten kann gesagt werden, dass Krafttraining mit Kindern ungefährlich ist; nur einzelne Studien berichten von Verletzungen und in den meisten Fällen konnte das Training nach spätestens einer Woche Pause wieder aufgenommen werden. Die aktuellste Übersichtsarbeit (Malina, 2006) listet 10 Studien auf, welche die Verletzungsrate im Trainingsprogramm systematisch protokolliert haben. In diesen 10 Studien wurden gesamthaft drei Verletzungen (bei Knaben) registriert, die eine Beendigung des Trainings oder das Fernbleiben von einem einzigen Training zur Folge hatten. Bei den Verletzungen handelte es sich um zwei Muskelzerrungen im Schulterbereich (Rians et al., 1987; Sadres et al., 2001) und um einen nichtspezifischen Schmerz, der mit einem umgekippten Gestänge in Zusammenhang gebracht wurde (Blimkie et al., 1989b). Die geschätzten Verletzungsraten in diesen drei Studien betrugen 0.176, 0.053 respektive 0.055 auf 100 Trainingsstunden.
Methodische Grundsätze und Richtlinien
Was bisher klar geworden ist: Krafttraining für Kinder an Maschinen ist effektiv und mit wenigen Verletzungen verbunden, wenn es richtig durchgeführt wird. Es stellen sich jedoch die nachfolgenden Fragen: Welche Kraftmaschinen berücksichtigen die Hebelverhältnisse und Körperproportionen von Kindern? Welche Trainer haben die technische und physiologische Kompetenz, um mit den Kindern an Maschinen zu trainieren? In welchen Fitnesszentren werden die Kinder fachkundig und altersgerecht betreut? Schlussendlich stellt sich die wichtigste Frage, ob die Kinder wohl Spass haben, über Monate an mindestens zwei Tagen pro Woche an Maschinen zu arbeiten: langsam, kontinuierlich, kontrolliert, über den ganzen Bewegungsumfang...
Wir sind der Meinung, dass speziell im frühen Kindesalter darauf geachtet werden soll, dass Kraft spielerisch gefördert wird. Im Laufe der Entwicklung vom Kind zum Jugendlichen kann ein inhaltlicher Wandel der Trainingsgestaltung stattfinden. Dabei werden spielerische Kraftelemente kontinuierlich ersetzt durch gezielte und effektivere Übungen, die auch sportartspezifische Elemente beinhalten. In der Pubertät kommen erstmals auch Kraftgeräte zum Einsatz, wie sie beim Erwachsenentraining bekannt sind. Unabhängig davon, ob ein Krafttraining spielerisch, in Form eines Circuittrainings oder an Kraftgeräten erfolgt, soll es immer risikofrei und ganzheitlich gestaltet werden. Da Kinder und Jugendliche sich in Physis (Körperproportionen, mechanische Belastbarkeit, kalendarisches versus biologisches Alter) und Psyche von den Erwachsenen unterscheiden, muss ihr Training auch dementsprechend angepasst werden. Krafttrainings werden deshalb präfe- renziell in Gruppen durchgeführt. Dafür eignen sich kraftbetonte, vielseitige und abwechslungsreiche Spiele oder Circuittrainings.
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- Quote paper
- Tobias Schlüter (Author), 2021, Krafttraining im Kindes- und Jugendalter, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1045301
