EMG- und videogestützte Analyse ausgewählter Übungen / Trainingsformen zur Ausbelastung von Muskelgruppen der oberen Extremität

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungen

1 Einleitung
1.1 Herleitung
1.2 Ziel dieser Arbeit
1.3 Struktur der Arbeit

2 Theoretische Grundlagen
2.1 Grundlagen der Muskulatur
2.1.1 Aufbau der Skelettmuskulatur
2.1.2 Kontraktion der Skelettmuskulatur
2.2 Nervensystem
2.2.1 Bestandteile des Nervensystems
2.2.2 Elektrische Vorgänge des Nervensystems
2.3 Grundlagen der Kraft
2.3.1 Erscheinungsformen der Kraft
2.3.2 Faktoren der Kraft
2.4 Das Training der Kraft
2.4.1 Steuerung des Krafttrainings
2.4.2 Methoden des Krafttrainings
2.4.3 Intensitätstechniken zur Erhöhung der Belastung
2.5 Grundlagen der Elektromyographie
2.5.1 Definition
2.5.2 Kinesiologisches EMG
2.5.3 Signalbearbeitung
2.5.4 Möglichkeiten und Grenzen der Elektromyographie
2.6 Darstellung bereits veröffentlichter Literatur

3 Formulierung der Hypothesen

4 Forschungsdesign
4.1 Darstellung der ausgewählten 20 Übungen
4.1.1 Übung 1-3: Langhantel Flachbankdrücken (unterschiedliche Griffweiten)
4.1.2 Übung 4-6: Langhantel Schrägbankdrücken
4.1.3 Übung 7-9: Kurzhantel Schrägbankdrücken
4.1.4 Übung 10-13: Kurzhantel Flachbankdrücken (Variationen)
4.1.5 Übung 13 und 14: Langhantel Flachbankdrücken (Variationen)
4.1.6 Übung 15: Langhantel Flachbankdrücken Reduktionssatz
4.1.7 Übung 16-18: Kurzhantel Fliegende („Flies“ in unterschiedlichen Varianten)
4.1.8 Übung 19 und 20: Vorermüdung und Nachermüdung
4.2 Begründung der Übungsauswahl
4.3 Ausgewählte Muskulatur
4.4 Probanden
4.5 Untersuchungsort
4.6 Verwendete Materialien
4.7 Standardisierung der Untersuchung
4.7.1 Bewegungsgeschwindigkeit
4.7.2 Wiederholungszahl
4.7.3. Pausenzeiten
4.7.4 Gewicht
4.7.5 Griffweite
4.8 Vorbereitung der Untersuchung
4.8.1 Hautvorbereitung
4.8.2 Elektrodenapplikation
4.8.3 MVC Messungen
4.9 Durchführung der Untersuchung
4.10 Auswertung der Daten
4.10.1 Deskriptive Statistik
4.10.2 Analytische Statistik

5 Darstellung der Ergebnisse
5.1 Deskriptive und Analytische Statisitik
5.1.1 Übung 1: LH-Flachbankdrücken (normaler Griff)
5.1.2 Übung 2: LH-Flachbankdrücken (enger Griff)
5.1.3 Übung 3: LH-Flachbankdrücken (weiter Griff)
5.1.4 Vergleich der Übungen mit veränderter Griffweite
5.1.5 Übung 4: LH-Schrägbankdrücken (negativ -10°)
5.1.6 Übung 5: LH-Schrägbankdrücken (positiv +10°)
5.1.7 Übung 6: LH-Schrägbankdrücken (positiv +25°)
5.1.8 Übung 7: KH-Schrägbankdrücken (negativ -10°)
5.1.9 Übung 8: KH-Schrägbankdrücken (positiv +10°)
5.1.10 Übung 9: KH-Schrägbankdrücken (positiv +25°)
5.1.11 Vergleich der Übungen mit veränderter Bankneigung
5.1.12 Übung 10: KH-Flachbankdrücken
5.1.13 Übung 11: KH-Flachbankdrücken (Teilbewegung)
5.1.14 Übung 12: KH-Flachbankdrücken (Endkontraktion)
5.1.15 Vergleich der Übungensvariationen (KH)
5.1.16 Übung 13: LH-Flachbankdrücken (Teilbewegung)
5.1.17 Übung 14: LH-Flachbankdrücken (mit Endkontraktion)
5.1.18 Vergleich der Übungsvariationen (LH)
5.1.19 Reduktionssätze LH-Flachbankdrücken
5.1.20 Übung 16: KH Fliegende „Flies“ (volle ROM)
5.1.21 Übung 17: KH Fliegende „Flies“ (Teilbewegung)
5.1.22 Übung 18: KH Fliegende „Flies“ (mit Endkontraktion)
5.1.23 Vergleich der Übungsvariationen („Flies“)
5.1.24 Übung 19: Vorermüdung
5.1.25 Übung 20: Nachermüdung
5.1.26 Vergleich zwischen Vorermüdung und Nachermüdung
5.1.27 Vergleich der Reduktions- und Verbundsätze mit normaler Übungsausführung
5.1.28 Vergleich von Isolations- und Grundübung
5.2 Ranglisten der effektivsten Übungen

6 Diskussion
6.1 Diskussion der Hypothesen
6.2 Diskussion der erstellten Ranglisten
6.3 Methodenkritische Anmerkungen

7 Zusammenfassung und Ausblick

8 Literaturverzeichnis

9 Anhang

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1. Schematische Darstellung des Aufbaus des Skelettmuskels

Abb. 2. Zusammenspiel von Agonist und Antagonist

Abb. 3a) Phase 1 der Gleitfilamenttheorie

Abb. 3b) Phase 2 der Gleitfilamenttheorie

Abb. 3c) Phase 3 der Gleitfilamenttheorie

Abb. 3d) Phase 4 der Gleitfilamenttheorie

Abb. 4. Steuerung der Muskelkontraktion

Abb. 5. Aufbau eines Neurons

Abb. 6. Ionenverteilung beim Membranpotential

Abb. 7. Ausgleichsbestreben der Ionen und Gegenwirken der Na+/K+-Pumpe

Abb. 8. Chemische Synapse

Abb. 9. Motorische Endplatte

Abb. 10. Erscheinungsformen der Kraft

Abb. 11. Sarkoplasmatische und myofibrilläre Hypertrophie

Abb. 12. Energiefluss im Ruhezustand und unter Belastung

Abb. 13. Proteinsuperkompensation

Abb. 14. Methodenpyramide

Abb. 15. Typische Signalverarbeitungsschritte der quantitativen EMG-Analyse

Abb. 16a) Übung 1: Bankdrücken mit normaler Griffweite

Abb. 16b) Übung 2: Bankdrücken mit engem Griff

Abb. 16c) Übung 3: Langhantel Flachbankdrücken mit weitem Griff

Abb. 17a) Übung 4: LH-Schrägbankdrücken (negativ -10°)

Abb. 17b) Übung 5: LH-Schrägbankdrücken (positiv +10°)

Abb. 17c) Übung 6: LH-Schrägbankdrücken (positiv +25°)

Abb. 18a) Übung 7: KH-Schrägbankdrücken (negativ -10°)

Abb. 18b) Übung 8: KH-Schrägbankdrücken (positiv +10°)

Abb. 18c) Übung 9: KH-Schrägbankdrücken (positiv +25°)

Abb. 19a) Übung 10: KH-Flachbankdrücken

Abb. 19b) Übung 11: KH-Flachbankdrücken (Teilbewegung)

Abb. 20. Übung 13: LH-Flachbankdrücken (Teilbewegung)

Abb. 21a) Übung 16: KH-Fliegende (volle rom)

Abb. 21b) Übung 17: KH-Fliegende (Teilbewegung)

Abb. 22. Anteile des m. pectoralis major

Abb. 23. Anteile des m. deltoideus

Abb. 24. Die 3 Köpfe des m. triceps

Abb. 25a) Körperfettwaage Tanita BF-

Abb. 25b und c) Plurimeter und Metronom

Abb. 26a) Elektrodenapplikation der Brust- und Schultermuskulatur

Abb. 26b) Elektrodenapplikation der Armmuskulatur

Abb. 27a) MVC Messung der Brustmuskulatur

Abb. 27b) MVC Messung der Armmuskulatur

Abb. 27c) MVC Messung des Delta mittels Frontheben

Abb. 27d) MVC Messung des Delta mittels Frontdrücken

Abb. 28. Mean Werte über den gesamten Bewegungsablauf von Übung 1 (n=5)

Abb. 29a-d). Aktivitätsverläufe von Übung

Abb. 30. Mean Werte über den gesamten Bewegungsablauf von Übung 2 (n=5)

Abb. 31a-d) Aktivitätsverläufe von Übung

Abb. 32. Mean Werte über den gesamten Bewegungsablauf von Übung 3 (n=5)

Abb. 33. Aktivitätsverläufe von Übung

Abb. 34. Vergleich der Mean Werte der Übungen 1, 2 und 3 aller vier Muskeln

Abb. 35. Mean Werte über den gesamten Bewegungsablauf von Übung

Abb. 36a-d) Aktivitätsverläufe von Übung

Abb. 37. Mean Werte über den gesamten Bewegungsablauf von Übung

Abb. 38a-d) Aktivitätsverläufe von Übung

Abb. 39. Mean Werte über den gesamten Bewegungsablauf von
Übung

Abb. 40a-d) Aktivitätsverläufe von Übung

Abb. 41. Mean Werte über den gesamten Bewegungsablauf von
Übung

Abb. 42a-d) Aktivitätsverläufe von Übung

Abb. 43. Mean Werte über den gesamten Bewegungsablauf von
Übung

Abb. 44a-d) Aktivitätsverläufe von Übung

Abb. 45. Mean Werte über den gesamten Bewegungsablauf von
Übung

Abb. 46 a-d) Aktivitätsverläufe von Übung

Abb. 47. Vergleich der Mean Werte der Übungen 1, 4, 5 und

Abb. 48. Vergleich der Mean Werte der Übungen 7-

Abb. 49. Mean Werte über den gesamten Bewegungsablauf von
Übung

Abb. 50a-d) Aktivitätsverläufe von Übung

Abb. 51. Mean Werte über den gesamten Bewegungsablauf von
Übung

Abb. 52a-d) Aktivitätsverläufe von Übung

Abb. 53 Mean Werte über die gesamte Bewegung von Übung

Abb. 54a und b) Aktivitätsverläufe von Übung

Abb. 55. Vergleich der Mean Werte der Übungen 10, 11 und

Abb. 56. Mean Werte über den gesamten Bewegungsablauf von
Übung

Abb. 57a-d) Aktivitätsverläufe von Übung

Abb. 58. Mean Werte über den gesamten Bewegungsablauf von
Übung

Abb. 59a-d) Aktivitätsverläufe von Übung

Abb. 60. Vergleich der Mean Werte der Übungen 1, 13 und

Abb. 61. Mean Werte über den gesamten Bewegungsablauf von
Übung

Abb. 62a-d) Aktivitätsverläufe von Übung

Abb. 63. Mean Werte über den gesamten Bewegungsablauf von
Übung

Abb. 64 a-d) Aktivitätsverläufe von Übung

Abb. 65. Mean Werte über den gesamten Bewegungsablauf von
Übung

Abb. 66a-d) Aktivitätsverläufe von Übung

Abb. 67. Mean Werte über den gesamten Bewegungsablauf von
Übung

Abb. 68a-d) Aktivitätsverläufe von Übung

Abb. 69. Vergleich der Mean Werte der Übungen 16, 17 und

Abb. 70. Mean Werte über den gesamten Bewegungsablauf von
Übung

Abb. 71. Intensitäten der Fliegenden und des Bankdrückens bei
Übung

Abb. 72 Mean Werte über den gesamten Bewegungsablauf von
Übung

Abb. 73. Intensitäten der Fliegenden und des Bankdrückens bei
Übung

Abb. 74. Vergleich der muskulären Aktivierung beim Bankdrücken bei Vor- und Nachermüdung

Abb. 75. Vergleich der muskulären Aktivierung bei Fliegenden Bewegung bei Vor- und Nachermüdung

Abb. 76. Vergleich der kompletten Übungsausführungen bei Vor- und Nachermüdung

Abb. 77. Vergleich der Übungen 1, 15, 16, 19 und

Abb. 78. Vergleich von Isolations- und Komplexübung (Übung 1 und Übung 16)

Abb. 79. Top 10 der effektivsten Übungen für den
pars sternocostalis

Abb. 80. Top 10 der effektivsten Übungen für den
pars abdominalis

Abb. 81. Top10 der effektivsten Übungen für den gesamten Brustmuskel

Abb. 82. Boxplot zur Begründung des Ausschluss von Proband Nummer

Abb. 83. Normalverteilungsdiagramm Mean exzentrisch

Abb. 84. Normalverteilungsdiagramm Mean total

Abb. 85. Normalverteilungsdiagramm Mean exzentrisch

Abb. 86. Normalverteilungsdiagramm Peak exzentrisch

Abb. 87. Normalverteilungsdiagramm Peak konzentrisch

Abb. 88. Normalverteilungsdiagramm von Peak total

Abb. 89a-d) Aktivitätsverläufe der Fliegenden Bewegung bei
Übung

Abb. 90a-d) Aktivitätsverläufe des Bankdrückens bei Übung

Abb. 91a-d) Aktivitätsverläufe der Fliegenden Bewegungen bei
Übung

Abb. 92a-d) Aktivitätsverläufe des Bankdrückens bei Übung

Tabellenverzeichnis

Tab. 1. Kraftformen, Trainingsmethoden, Methodencharakterisierung und Anwendungsbereiche

Tab. 2. Anthropometrische Probandendaten

Tab. 3. Signifikanzniveau

Tab. 4. Mean und Peak Werte sowie deren Standardabweichungen
(in % vom MVC) für Übung 1 (n=5)

Tab. 5.Mean und Peak Werte sowie deren Standardabweichungen
(in % vom MVC) für Übung 2 (n=5)

Tab. 6. Mean und Peak Werte sowie deren Standardabweichungen
(in % vom MVC) für Übung 3 (n=5)

Tab. 7. Korrelation von Griffweite und Aktivierung des Trizeps’

Tab. 8. Korrelation von Griffweite und Aktivierung der
Brustmuskulatur

Tab. 9. Signifikanzwerte des Wilcoxon-Tests für die Übungen mit veränderter Griffweite

Tab. 10. Mean und Peak Werte sowie deren Standardabweichungen
(in % vom MVC) für Übung 4 (n=5)

Tab. 11. Mean und Peak Werte sowie deren Standardabweichungen
(in % vom MVC) für Übung 5 (n=5)

Tab. 12. Mean und Peak Werte sowie deren Standardabweichungen
(in % vom MVC) für Übung 6 (n=5)

Tab. 13. Mean und Peak Werte sowie deren Standardabweichungen
(in % vom MVC) für Übung 7 (n=5)

Tab. 14. Mean und Peak Werte sowie deren Standardabweichungen
(in % vom MVC) für Übung 8 (n=5)

Tab. 15. Mean und Peak Werte sowie deren Standardabweichungen
(in % vom MVC) für Übung 9 (n=5)

Tab. 16. Korrelation zwischen Neigungswinkel der Bank und Aktivierung der Schultermuskulatur

Tab. 17. Korrelation zwischen Neigungswinkel der Bank und Aktivierung der Brustmuskulatur

Tab. 18. Signifikanzwerte des Wilcoxon-Tests für die Übungen mit veränderter Bankneigung

Tab. 19. Mean und Peak Werte sowie deren Standardabweichungen
(in % vom MVC) für Übung 10 (n=5)

Tab. 20. Mean und Peak Werte sowie deren Standardabweichungen
(in % vom MVC) für Übung 11 (n=5)

Tab. 21. Mean und Peak Werte sowie deren Standardabweichungen
(in % vom MVC) für Übung 12 (n=5)

Tab. 22. Signifikanzwerte des Wilcoxon-Tests für die unterschiedliche Belastung von voller ROM, Teilbewegung und Endkontraktion
beim Kurzhantelbankdrücken

Tab. 23. Mean und Peak Werte sowie deren Standardabweichungen
(in % vom MVC) für Übung 13 (n=5)

Tab. 24. Mean und Peak Werte sowie deren Standardabweichungen
(in % vom MVC) für Übung 14 (n=5)

Tab. 25. Signifikanzwerte des Wilcoxon-Tests für die unterschiedliche Belastung von voller ROM, Teilbewegung und Endkontraktion
beim Langhantelbankdrücken

Tab. 26. Mean und Peak Werte sowie deren Standardabweichungen
(in % vom MVC) für Übung 15 (n=5)

Tab. 27. Mean und Peak Werte sowie deren Standardabweichungen
(in % vom MVC) für Übung 16 (n=5)

Tab. 28. Mean und Peak Werte sowie deren Standardabweichungen
(in % vom MVC) für Übung 17 (n=5)

Tab. 29. Mean und Peak Werte sowie deren Standardabweichungen
(in % vom MVC) für Übung 18 (n=5)

Tab. 30. Signifikanzwerte des Wilcoxon-Tests für die unterschiedliche Belastung von voller ROM, Teilbewegung und Endkontraktion
beim Langhantelbankdrücken

Tab. 31. Mean und Peak Werte sowie deren Standardabweichungen
(in % vom MVC) für Übung 19 (n=5)

Tab. 32. Mean und Peak Werte sowie deren Standardabweichungen
(in % vom MVC) für Übung 20 (n=5)

Tab. 33. Signifikanzwerte des Wilcoxon Tests für Reduktions- und Verbundsätze im Vergleich zu normaler Übungsausführung

Tab. 34. Rangliste der 10 effektivsten Übungen für den mittleren Anteil der Brustmuskulatur ermittelt durch den Friedman Test

Tab. 35. Rangliste der 10 effektivsten Übungen für den unteren Anteil der Brustmuskulatur ermittelt durch den Friedman Test

Tab. 36. Rangliste der 10 effektivsten Übungen für den gesamten Brustmuskel

Tab. 37. Kolmogorov-Smirnov-Anpassungstest (Normalverteilung)

Tab. 38a) Ergebnisse des Wilcoxon-Tests für unterschiedliche Griffweiten

Tab. 38b) Statistik für den vorhergehenden Test(c)

Tab. 39a) Ergebnisse des Wilcoxon-Tests für unterschiedliche Neigungswinkel beim LH-Bankdrücken

Tab. 39b) Statistik für den vorhergehenden Test(c)

Tab. 40a) Ergebnisse des Wilcoxon-Tests für unterschiedliche Neigungswinkel beim KH-Bankdrücken

Tab. 40b) Statistik für den vorhergehenden Test(c)

Tab. 41a) Ergebnisse des Wilcoxon-Tests für die
Übungsvariationen

Tab. 41b) Statistik des vorhergehenden Tests(c)

Tab. 42a) Ergebnisse des Wilcoxon-Tests für Isolations- und Grundübung

Tab. 42b)Statistik für den vorhergehenden Test(b)

Tab. 43a)Ergebnisse des Wilcoxon-Tests für die
Intensitätstechniken

Tab. 43b) Statistik für den vorhergehenden Test(c)

Tab. 44a) Ergebnisse des Friedman Tests für den mittleren Anteil der Brustmuskulatur

Tab. 44b) Statistik für den vorhergehenden Test(a)

Tab. 45a) Ergebnisse des Friedman Tests für den unteren Anteil der Brustmuskulatur

Tab 45b) Statistik für den vorhergehenden Test(b)

Tab. 46a) Ergebnisse des Friedman Tests für den gesamten Brustmuskel

Tab. 46b) Statistik für den vorhergehenden Test(c)

Abkürzungen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

Im Rahmen der Einleitung werden die Herleitung des Themas, die Ziele der Arbeit sowie ihr Aufbau dargestellt, um dem Leser den Einstieg in die Thematik zu erleichtern und dem roten Faden der Arbeit folgen zu können. Wird im Laufe der Arbeit vom Delta, Deltamuskel, Deltoideus oder der Schultermuskulatur gesprochen, bezieht sich die Bezeichnung grundsätzlich auf den untersuchten vorderen Anteil (pars clavicularis) des m. deltoideus. Der m. pectoralis major wird der Einfachheit halber als Brustmuskel oder lediglich als m. pectoralis bezeichnet, da der m. pectoralis minor in dieser Arbeit keine Beachtung findet. Die untersuchten Anteile sind der pars sternocostalis (mittlerer Anteil oder pec.ster.) und der pars abdominalis (unterer Anteil oder pec.abd.). Die untersuchte Armstreckmuskulatur (m. triceps caput longum) wird in der Arbeit ebenfalls der besseren Lesbarkeit wegen lediglich als Trizeps oder mit dem lateinischen Namen bezeichnet.

Aufgrund der Struktur einiger Themen ließen sich teilweise Gliederungspunkte der vierten Ebene nicht vermeiden. Diese tauchen zur besseren Übersichtlichkeit jedoch nicht im Inhaltsverzeichnis auf.

1.1 Herleitung

Der Bereich des Fitness- und Krafttrainings erfreut sich wachsender Beliebtheit. Die Zahl der Fitnessstudios innerhalb Deutschlands ist in den letzten 10 Jahren stark angestiegen (vgl. Hidding 2004). Im Internet entstehen Fitness- und Bodybuildingforen mit bis zu 30000 Mitgliedern. Neue und alte Trainingsformen, aus der Literatur bekannt oder vom Trainer aus dem Fitnessstudio erfahren, werden vorgestellt und diskutiert. Neue und unbekannte Methoden aus Amerika werden im Selbstversuch getestet und die Ergebnisse miteinander verglichen. Immer wieder stellen sich die Trainierenden im Krafttraining die Frage nach den effektivsten Übungen, Trainingsformen, Wiederholungszahlen und Intensitäten.

Die Trainingswissenschaft stellt inzwischen unbestreitbar einen nicht mehr wegzudenkenden Teil innerhalb des sportlichen Trainings dar. Durch Videoanalysen können Bewegungen in kleinste Teile zerlegt, beobachtet, in Echtzeit oder Zeitlupe verglichen und analysiert werden. Teile der alten „Meisterlehren“ sind trainingswissenschaftlich erklärt, verbessert oder verworfen worden und auch innerhalb des Krafttrainings erhalten diese Möglichkeiten der Trainingsoptimierung immer höheren Stellenwert.

Neue Dimensionen eröffnen sich im Krafttraining durch die Elektromyographie. Es besteht durch diese Technik die Möglichkeit, unterschiedliche Übungen auf ihre Effektivität zu überprüfen. Mit Hilfe der Oberflächenelektroden lässt sich der Grad der Aktivierung – der an einer Bewegung beteiligten Muskulatur – messen. Hierdurch sind Rückschlüsse auf die Effektivität einer bestimmten Trainings- oder Übungsform möglich.

1.2 Ziel dieser Arbeit

Mit Hilfe der videogestützten EMG-Messungen sollen an einer Probandengruppe von sechs männlichen Krafttrainierenden 20 unterschiedliche Übungen auf ihre Effektivität für das Training der Brustmuskulatur untersucht werden. Die erfassten Daten werden mittels deskriptiver Statistik dargestellt und anschließend einer analytischen Prüfung unterzogen. Zudem werden innerhalb des deskriptiven Teils zeitnormalisierte Aktivitätsverläufe beschrieben, um die Belastungsprofile der einzelnen Übungen differenziert betrachten zu können.

Nach der Überprüfung der Übungen bezüglich ihrer muskulären Aktivierung soll mit Hilfe der gewonnenen Erkenntnisse eine Rangliste nach Effektivität für das Training der Brustmuskulatur erstellt werden.

1.3 Struktur der Arbeit

Im zweiten Teil dieser Arbeit soll auf die theoretischen Grundlagen eingegangen werden, die zum Verständnis der durchgeführten Untersuchungen notwendig sind. Darunter fallen aus anatomischer Sicht der Aufbau und die Funktion des Nervensystems und der Skelettmuskulatur und aus trainingswissenschaftlicher Sicht die Beschreibungen der Kraft, des Fitness- bzw. Krafttrainings und eine kurze Darstellung bereits veröffentlichter Literatur zum Thema Übungs- und Trainingsformen. Den Abschluss des Grundlagenkapitels bilden Erklärungen zur Funktionsweise, den Möglichkeiten und Grenzen der Elektromyographie.

In Kapitel 3 werden die Hypothesen dieser Arbeit formuliert. Darauf folgend wird das Forschungsdesign dargestellt. Es beinhaltet die Informationen über die Probanden, die ausgewählte Muskulatur sowie die in der empirischen Untersuchung überprüften Trainingsformen und Übungen näher erläutert. Den Abschluss des Kapitels bildet die Beschreibung der Untersuchungsvorbereitung und -durchführung.

In Kapitel 5 erfolgt die deskriptive Darstellung der Ergebnisse mit anschließender Überprüfung durch adäquate analytische Test-Verfahren. Den Abschluss der Arbeit bildet das sechste Kapitel mit der Diskussion der Ergebnisse und Hypothesen, methodenkritischen Anmerkungen und einem Ausblick.

2 Theoretische Grundlagen

Das Grundlagenkapitel teilt sich in vier Gebiete mit unterschiedlich vielen Einzelkapiteln auf. Den ersten Block bilden die anatomisch-physiologischen Grundlagen über die Muskulatur und das Nervensystem, welche die durch die Elektromyographie messbaren Phänomene aufzeigen. Darauf folgen die trainingswissenschaftlichen Grundlagen über Kraft und Krafttraining. Der dritte Teil beinhaltet die technischen Grundlagen der Elektromyographie. Zum Abschluss des Kapitels folgt der vierte Block mit einer kurzen Darstellung relevanter bereits veröffentlichter Literatur.

2.1 Grundlagen der Muskulatur

Im menschlichen Körper können drei Arten von Muskulatur unterschieden werden:

Glatte Muskelzellen (Kontraktion willentlich nicht beeinflussbar, befinden sich in der Haut, den größeren Blutgefäßen und in den Organen des Verdauungssystems)

Quergestreifte Herzmuskelzellen (Kontraktion willentlich nicht beeinflussbar, erfolgt rhythmisch durch den Sinusknoten)

Quergestreifte Skelettmuskulatur (Kontraktion über das ZNS steuerbar, dienen der Bewegung des menschlichen Körpers)

Für diese Arbeit interessant ist der Aufbau und die Wirkungsweise der Skelettmuskulatur. Für weiterführende Informationen über glatte und Herzmuskulaturwird verwiesen auf Thews, Mutschler & Vaupel 1999, 171f. ; 584-592 und Campbell 2000, 1146.

2.1.1 Aufbau der Skelettmuskulatur

Ein Skelettmuskel besteht aus einzelnen oder mehreren Muskelköpfen […], welche sich wiederum aus parallel angeordneten und durch Bindegewebshüllen eingefassten Muskelfasern zusammensetzen (Hohmann et. al 2003, 67).

Ein Muskel besteht aus einer bestimmten Anzahl an Muskelsträngen. Diese Stränge setzen sich zusammen aus Muskelfaserbündeln, die aus mehreren Muskelfasern gebildet werden. Der Muskel ist durchzogen von Nerven und Kapillaren und umgeben von der Muskelhaut (Fascie). Die Kraftübertragung des Muskels erfolgt über die Sehnen, durch die er mit den Knochen verbunden ist. Innerhalb der Muskelfaser befinden sich die Myofibrillen und das Sarkoplasma. Das Sarkoplasma ist eine salz- und proteinhaltige Flüssigkeit, in der sich die folgenden Bestandteile befinden:

Mitochondrien (Ort der aeroben Energiebereitstellung)

Sarkoplasmatisches Retikulum (Ort der Kalziumionen Ca++)

Myoglobin ( Sauerstoffkurzspeicher)

Glykogen und Fett (Energielieferanten)

Die Myofibrillen sind die kontraktilen Elemente innerhalb der Muskelfaser. Sie sind längs innerhalb der Muskelzelle parallel angeordnet und bestehen aus zylindrisch geformten Sarkomeren, in denen Filamente aus den Eiweißen Aktin (dünnes Filament) und Myosin (dickes Filament) angeordnet sind. Am Anfang und Ende jedes Sarkomers sitzen die so genannten Z-Scheiben, an denen die Aktinfilamente (siehe Abb. 1: I-Band) ansetzen. Das andere Ende des Aktinfilaments setzt am Myosin (A-Band) an. „Die optische Wirkung der beiden abwechselnd angeordneten Streifen führte zu der Bezeichnung „Querstreifung““ (Hohmann et al. 2003, 67).

[...]