Was ist Sportmotorik?
Die Sportmotorik lässt sich in die beiden Bereiche Bewegungswissen-
schaft / Biomechanik und Trainingswissenschaft unterteilen.
Im Teilbereich Bewegungswissenschaft / Biomechanik werden (sportliche) Bewegungen biomechanisch untersucht. Die Biomechanik beschreibt hierbei z.B. Kräfte, die durch den bewegten Körper entstehen oder Veränderungen der Gelenkwinkel bei der Bewegung. Des Weiteren wird das zentrale Nervensystem (Gehirn und Rückenmark) und der Skelettmuskel erforscht, durch deren Zusammenspiel Bewegung überhaupt erst möglich ist.
Die Trainingswissenschaft nutzt dieselben Untersuchungsverfahren wie die Bewegungswissenschaft / Biomechanik und beschäftigt sich mit den Anpassungsmechanismen an kurz- und langfristige Trainingsprozesse.
Auf den folgenden Seiten erwarten Sie Aufgaben zu dem Themengebiet „Biomechanik der Skelettmuskulatur“.
Bitte lesen Sie sich zunächst den Einführungstext zur „Kraft-Längen-Relation“ sorgfältig durch und beantworten Sie anschließend die Fragen auf den folgenden Seiten.
Die Kraft-Längen-Relation
Betrachtung für das Sarkomer [der kleinsten funktionellen Einheit des Skelettmuskels]
„Die Querbrücken zwischen [den Eiweißstrukturen] Aktin und Myosin sind für die Kraftentwicklung im Muskel verantwortlich. Dabei erzeugen 1 Milliarde Querbrücken gerade einmal eine Kraft von ca. einem mN [einem tausendstel Newton]. Die resultierende Gesamtkraft eines Sarkomers resultiert aus der Summe der gerade gebundenen Querbrücken. Die Zahl der Querbrücken und damit die resultierende Kraft kann dabei über die neuronale Aktivierung reguliert werden. Je mehr Querbrücken aktiviert sind, desto größer ist der ATP-Umsatz (ATP-ase-Aktivität), desto größer ist die Muskelkraft.
Die Kraft-Längen-Relation beschreibt die Kraftfähigkeit einer kontraktilen Einheit (Sarkomer) als Funktion des Überlappungsgrades zwischen den kontraktilen Proteinen.
Bei großen Vordehnungen findet keine Überlappung der Myosinfilamente statt (d). Dadurch fehlt die Möglichkeit, Querbrücken zu bilden. Bei kürzeren Sarkomerlängen schieben sich die Aktinfilamente immer stärker über die Myosinketten, der Überlappungsbereich wird größer und damit steigt die Anzahl möglicher Querbrücken im Sarkomer kontinuierlich an (c).
Im Resultat ergibt sich eine linear ansteigende Kraftentwicklung bis zu einer Sarkomerausgangslänge von ca. 2,2µm. Ein kurzer Längenbereich, in dem eine optimale Überlappung von Myosin und Aktin stattfindet, führt zu einer maximalen Kraftentfaltung des Sarkomers (b). Schieben sich bei weiterer Verkürzung die Aktinfilamente übereinander, wird der Überlappungsbereich wieder geringer und es kommt zu einem Aneinanderstoßen von Eiweißstrukturen im Sarkomer und in Folge dieser beiden Faktoren zu einer Abnahme der Kraft (a).“
Leicht modifiziert nach: Gollhofer, A.; Taube, W.; Gruber, M. (2009). Biomechanik der Skelettmuskulatur, In: Gollhofer, A. & Müller, E. Handbuch der Sportbiomechanik. (S. 28-51). Schorndorf: Hofmann
