Neuere Entwicklungen im Krafttraining. Muskuläre Anpassungs-reaktionen bei verschiedenen Krafttrainingsmethoden
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Übersichten Neuere Entwicklungen im Krafttraining
Birgit Friedmann
Neuere Entwicklungen im Krafttraining. Muskuläre Anpassungs-
reaktionen bei verschiedenen Krafttrainingsmethoden
Muscular adaptations to different strength training methods
Abteilung Innere Medizin VII, Sportmedizin, Universitätsklinikum Heidelberg
Zusammenfassung Summary
Für ein effektives Krafttraining wird eine Kombination aus dynamischen Strength can be effectively trained by combined concentric/eccentric
konzentrisch/exzentrischen Muskelaktionen in ein- und mehrgelenki- dynamic muscle actions in single- or multiple joint exercises performed
gen Übungen empfohlen mit Variation von Last, Wiederholungszahl, with free weight or using training machines. For strength development,
Bewegungsgeschwindigkeit und Pausendauer. Zu Beginn eines Kraft- a variation of training load, repetition numbers and velocity as well as
trainings verbessern sich die Kraftfähigkeiten recht schnell durch eine rest intervals is recommended. After onset of strength training, there is
neuromuskuläre Adaptation. Ein mindestens mehrwöchiges Training er- a rapid initial increase in strength due to neural adaptations. Adaptive
zeugt darüber hinaus morphologische Anpassungsreaktionen des Ske- changes of the exercised skeletal muscles, such as hypertrophy and an
lettmuskels mit Entwicklung einer Muskelhypertrophie und einer Ver- increase in the percentage area of fast type IIA-fibres, only take place
größerung des relativen Anteils schneller Typ IIA-Fasern an der Mus- following at least several weeks of training. These morphological mus-
kelquerschnittsfläche. Diese Anpassungsreaktionen werden durch cular adaptations are caused by mechanical and/or metabolic stress of
mechanische Reize, Stoffwechselreaktionen und hormonelle Verände- the exercised skeletal muscles and by hormonal regulation which, on the
rungen ausgelöst und auf molekularer Ebene durch Änderungen in der molecular level, lead to alterations of translation and transcription as
Translation und Transkription sowie eine Vermehrung und Inkorporati- well as to proliferation and incorporation of satellite cells. The results
on von Satellitenzellen bewirkt. Einige Studienergebnisse weisen darauf of some recently-published controlled studies suggest that two newly-
hin, dass zwei relativ neu entwickelte Krafttrainingsformen die neuro- developed strength training regimens might increase and modify neu-
muskulären und morphologischen Anpassungsreaktionen im Vergleich ral and morphological adaptations. Computer-guided strength training
zu einem konventionellen Krafttraining steigern bzw. modifizieren kön- with eccentric overload (desmodromic training) seems to increase the
nen. Ein computergesteuertes Krafttraining mit erhöhter exzentrischer recruitment of fast muscle fibres during strength training, leading to di-
Last (desmodromisches Krafttraining) kann offenbar infolge einer ge- stinct adaptations towards a faster muscle phenotype. Application of vi-
steigerten Rekrutierung schneller Muskelfasern während des Trainings bration during strength training apparently increases the neuromuscu-
die Ausbildung eines schnellen Muskelphänotyps fördern. Die während lar adaptations and thereby causes acute strength and power enhance-
des Krafttrainings auf den Muskel einwirkende Vibrationen (Vibrati- ment and increased training effects. However, there still is a lack of
onstraining) erhöhen anscheinend die neuromuskuläre Adaption, be- controlled studies for desmodromic training as well as for vibration trai-
wirken hierdurch eine akute Steigerung der Kraftfähigkeiten und ver- ning, and additional investigations are needed before recommendations
stärken die Trainingseffekte. Insgesamt existieren zum desmodromi- can be made for these training methods.
schen Training und auch zum Vibrationstraining nur wenige
kontrollierte Studien. Es sind weitere Untersuchungen erforderlich, be- Key words: Desmodromic training, vibration training, muscle fibres,
vor generelle Empfehlungen zum Einsatz dieser Trainingsmethoden aus- muscle hypertrophy, gene expression
gesprochen werden können.
Schlüsselwörter: Desmodromisches Krafttraining, Vibrationstraining,
Muskelfasertypen, Muskelhypertrophie, Genexpression
darüber hinaus im Gesundheits- und Rehabilitationssport
Einleitung einen festen Stellenwert und kommt auch bei älteren Men-
schen und chronisch Kranken zum Einsatz (31, 36). Zu Trai-
Das Krafttraining hat in den letzten Jahren erheblich an Be- ningsbeginn werden die Kraftfähigkeiten bei Untrainierten
deutung gewonnen. Ursprünglich wurde es nur von weni- aufgrund einer neuromuskulären Adaptation recht schnell
gen sogenannten Kraftsportlern durchgeführt, später im verbessert. Ein über mindestens mehrere Wochen bis Mo-
Leistungssport wegen seiner Effektivität für die Verbesse- nate ausgeübtes Training bewirkt darüber hinaus morpho-
rung der athletischen Fähigkeiten in das Training nahezu logische Veränderungen des Skelettmuskels, die für die wei-
aller Sportarten integriert. Inzwischen hat das Krafttraining tere Zunahme der Muskelkraft verantwortlich sind (29).
12 DEUTSCHE ZEITSCHRIFT FÜR SPORTMEDIZIN Jahrgang 58, Nr. 1 (2007)Neuere Entwicklungen im Krafttraining Übersichten
Im Leistungssport wurden spezielle Krafttrainingsmetho- sches Krafttraining mit einer Last/einem Widerstand von
den und -programme zur Ausbildung der verschiedenen ca. 60 - 85 % des Einwiederholungsmaximums, einer
Kraftfähigkeiten (Maximalkraft, Schnellkraft, Kraftausdauer) Wiederholungszahl von 6 - 20 pro Satz mit 5 bis 6 Sät-
entwickelt, die in abgewandelter bzw. angepasster Form zen pro Muskelgruppe und einer Pausendauer von 2 - 3
auch im Gesundheits- und Rehabilitationssport Anwendung Minuten zwischen den einzelnen Sätzen besonders effek-
finden (10, 21, 33). Ein effektives Krafttraining besteht in der tiv (21). Die Ausbildung einer Hypertrophie des Musculus
Regel aus kombinierten konzentrischen und exzentrischen (M.) quadriceps femoris oder des M. biceps brachii nach
Muskelaktionen; isometrische Belastungen spielen nur eine einem solchen typischen Krafttraining wurde in einigen
untergeordnete Rolle. In der Rehabilitation kommt außerdem Studien mittels wiederholter Magnetresonanztomogra-
das isokinetische Training an computergestützten Systemen phien objektiviert. Eine Übersicht über die Studienergeb-
zur Anwendung. Das Krafttraining kann eingelenkig oder nisse mit jungen Erwachsenen gibt Tabelle 1. Sowohl für
mehrgelenkig, an Krafttrainingsmaschinen oder mit der die Ausbildung einer Muskelhypertrophie als auch für die
freien Hantel erfolgen. Widerstand/Last, Bewegungsge- Verbesserung der Maximalkraft existiert offenbar eine
schwindigkeit, Trainingsumfang (Trainingseinheiten pro ausgeprägte interindividuelle Variabilität. In einer Studie
Woche, Wiederholungen einer Übung in einem Satz, Wie- von Hubal et al. (25) variierten die Querschnittsänderun-
derholungszahl der Sätze in einer Trainingseinheit), Pausen- gen des M. biceps brachii nach einem standardisierten 12-
dauer zwischen den einzelnen Sätzen und Übungsabfolge wöchigen Armkrafttraining bei 342 Frauen und 243 Män-
müssen wohlüberlegt in Abhängigkeit von der individuellen nern im Alter von 18 - 40 Jahren zwischen einer Abnah-
Leistungsfähigkeit und dem Trainingsziel festgelegt werden. me um ca. 3 % bis zu einer Zunahme um 59 %, die
Für eine kontinuierliche Verbesserung der Kraftfähigkeiten Verbesserungen des Einwiederholungsmaximums beweg-
ist eine Progression des Krafttrainings erforderlich, wofür ten sich zwischen 0 und 250 %. Diese Variabilität bestand
sich einige Variationsmöglichkeiten ergeben: Der Wider- bei Frauen und Männern gleichermaßen.
stand/die Last wird in der Regel gesteigert und die Trai-
ningseinheiten pro Woche werden häufig erhöht. In Abhän- Muskelfasertypverteilung und Muskelfaser-
gigkeit von der zu trainierenden Kraftfähigkeit können die querschnitt
Anzahl der Wiederholungen pro Satz und die Anzahl der Muskelfasertypen
Sätze pro Trainingseinheit gesteigert oder reduziert, die Pau- Die Krafteigenschaften eines Muskels werden nicht nur
sendauer verlängert oder verkürzt werden. durch seinen Querschnitt, sondern auch durch die kon-
In dem Bestreben, die Anpassungsreaktionen möglichst traktilen und Stoffwechseleigenschaften seiner Fasern be-
schnell, spezifisch und mit maximaler Ausprägung auszubil- stimmt. Da für die meisten strukturellen Proteine der
den, wurden in den letzten Jahren neue Krafttrainingsme- Myofibrillen und auch für die Enzyme des Muskelener-
thoden entwickelt. Der folgende Übersichtsartikel fokussiert giestoffwechsels verschiedene Isoformen existieren, gibt
auf die morphologische Adaptation des Skelettmuskels an es eine Vielzahl verschiedener Muskelfasertypen. Eine
ein Krafttraining unter besonderer Berücksichtigung der Ef- Möglichkeit zur Differenzierung von schnellen Typ IIA-
fekte zweier relativ neuer Trainingsmethoden, des des- und Typ IIX- sowie langsamen Typ I Muskelfasern ist bei-
modromischen Krafttrainings und des Vibrationstrainings. spielsweise durch die unterschiedliche ATPase-Aktivität
in verschiedenen Isoformen der schweren Myosinketten
gegeben. Eine Differenzierung der einzelnen Fasertypen
Anpassungsreaktionen des ist darüber hinaus immunhistochemisch unter Verwen-
Skelettmuskels an Krafttraining dung spezifischer Antikörper möglich. Die Typ IIX-Fasern
wurden lange Zeit als IIB-Fasern bezeichnet. Diese Be-
Muskelhypertrophie zeichnung wird heute in der Regel nur auf die schnellsten
Nach Aufnahme eines Krafttrainings wird eine neuro- Muskelfasern angewandt, die beim Menschen in den Ex-
muskuläre Adaptation mit Steigerung der neuralen Akti- tremitätenmuskeln nicht gefunden werden. Die Kontrak-
vität und verbesserter Synchronisation von motorischen tionsgeschwindigkeit der schnellsten menschlichen IIX-
Einheiten beobachtet, was in typischen EMG-Verände- Muskelfasern ist etwas geringer als die der Typ IIB-Fasern
rungen zum Ausdruck kommt. Bei einer Muskelaktion (41). Aus Einzelfaseranalysen weiß man, dass eine Mus-
können nun erhöhte integrierte EMG-Potentiale nachge- kelfaser mehr als nur eine Isoform der schweren Myosin-
wiesen werden, wobei sich die Amplituden-Zeitkurve in ketten (MHC = myosin heavy chain) enthalten kann. Um
Abhängigkeit von der ausgeübten Krafttrainingsform ver- die Gesamtverteilung der MHC-Isoformen im Muskel zu
ändert (29). Durch die Aktivierung einer größeren Anzahl erfassen, wird häufig aus dem Muskelhomogenisat eine
motorischer Einheiten bei gleichzeitiger Reduktion der elektrophoretische Auftrennung der schweren Myosinket-
Antagonisten-Koaktivität tritt eine schnelle Verbesserung ten vorgenommen (SDS-Page).
der Kraftfähigkeiten ein. Im weiteren Verlauf kann sich Es ist allgemein bekannt, dass Spitzensportler aus Kraft-
bei Fortführung des Krafttrainings über mindestens meh- und Schnellkraftsportarten – bei allerdings großer interindi-
rere Wochen bis Monate eine Muskelhypertrophie ent- vidueller Variabilität – durchschnittlich einen höheren pro-
wickeln. Hierfür ist ein kombiniert konzentrisch/exzentri- zentualen Anteil an schnellen Typ II-Fasern aufweisen als
Jahrgang 58, Nr. 1 (2007) DEUTSCHE ZEITSCHRIFT FÜR SPORTMEDIZIN 13Übersichten Neuere Entwicklungen im Krafttraining
Tabelle 1: Übersicht über Studien mit jungen Erwachsenen, in denen Querschnittsmessungen der bevorzugt trai- Faserquerschnitt
nierten Muskulatur (Quadricpes femoris oder Biceps brachii) vor und nach einem konventionellen konzen-
trisch/exzentrischen Maximal- oder Schnellkrafttraining mittels Magnetresonanztomographie erfolgten. In Querschnittsstudien zu Unter-
schieden im Muskelfaserquerschnitt
Training Probanden Muskelquerschnitt Maximalkraft Referenz von Kraft- und Schnellkraftsportlern
M. quadriceps femoris im Vergleich zu nicht Sport treiben-
den Normalpersonen oder zu Aus-
6 Monate 7 Freizeitsportler 19.2 % (22 cm2) ⇑ 29.6 % ⇑ Narici et al. 1996 (39)
dauersportlern wird generell ein sig-
21 Wochen a) 8 untrainierte a) 5.6 % (5.5 cm2)⇑ a) 19 % ⇑ Ahtiainen et al. 2003 (4) nifikant größerer Querschnitt der
Männer schnellen Typ II-Fasern bei Kraft-
b) 8 Kraftsportler b) [- 1.8 % n.s.] b) 7 % ⇑ und Schnellkraftsportlern beschrie-
ben. Für die Typ I-Fasern hingegen
24 Wochen 85 untrainierte 6.6 % (4.2 cm2) ⇑ 32 % ⇑ Kraemer et al. 2004 (32)
Frauen
sind die Untersuchungsergebnisse
uneinheitlich. Es wird sowohl über
6 Wochen 17 Sportler mit 6.6 % (6.0 cm2) ⇑ 22.9 % ⇑ Friedmann et al. nicht größere Querschnitte auch der Typ I-
Erfahrung im publizierte Daten Fasern als auch über fehlende Unter-
Krafttraining schiede berichtet (9, 16, 42).
M. biceps brachii Auch die Ergebnisse von Trai-
12 Wochen 12 Sportler mit 12.2 % (1.5 cm) ⇑ 25 % ⇑ Mc Call et al. 1996 (38) ningsstudien sind nicht einheitlich.
Erfahrung im Nach einem mehrwöchigen konzen-
Krafttraining trisch/exzentrischen Maximalkraft-
training nahm in mehreren Studien
24 Wochen 85 untrainierte 13 % (1.1 cm) ⇑ 27.5 % ⇑ Kraemer et al. 2004 (32)
Frauen
sowohl der Querschnitt der Typ II- als
auch der Typ I-Fasern signifikant zu
12 Wochen a) 342 Frauen a) 17.9 % (2.4 cm2) ⇑ a) 64.1 % ⇑ Hubal et al. 2005 (25) (14, 22, 23, 38). In anderen Untersu-
b) 243 Männer b) 20.4 % (4.2 cm2) ⇑ b) 39.8 % ⇑ chungen zeigte sich eine nur für die
Typ II-Fasern (2, 5) eine signifikante
Ausdauersportler im Spitzenbereich, deren Muskeln einen Querschnittszunahme oder war allenfalls tendenziell zu beob-
sehr hohen Anteil an langsamen Typ I-Fasern besitzen achten (39, 44).
(37). Die Bedeutung des Anteils schneller Muskelfasern für Ein mehrwöchiges Krafttraining bewirkt nicht nur Verände-
die Kraftentwicklung wurde in einer Studie von Aagaard rungen der Muskelfasertypverteilung und des Faserquer-
und Andersen (1) nachgewiesen: Zwischen dem prozen- schnitts, sondern auch der Muskelarchitektur mit geänderten
tualen Anteil schwerer Myosinketten in Biopsien aus dem Fiederungswinkeln, die zwischen der Aponeurose und Muskel-
M. vastus lateralis und der konzentrischen Kraftentwick- faszikeln in Ultraschalluntersuchungen gemessen werden kön-
lung pro Quadricepsvolumen in isokinetischen Maximal- nen. Die Fiederungswinkel sind in hypertrophierten Muskeln
krafttests bestand eine signifikante lineare Korrelation offenbar vergrößert und haben Einfluss auf die kontraktilen Ei-
(R=0,929). genschaften eines Muskels (2, 11, 28).
Da die Muskelfasern ein hohes adaptives Potential besit-
zen, kann sich die Muskelfasertypverteilung infolge regel- Molekulare Anpassungsmechnismen
mäßiger Trainingsbelastung verändern (41). In mehreren Für die Entwicklung einer Muskelhypertrophie ist eine Ver-
Studien wurde im M. vastus lateralis nach einem mehr- mehrung der kontraktilen und nicht kontraktilen Proteine
wöchigen Krafttraining eine Vergrößerung des Anteils Typ erforderlich. Durch ein Krafttraining wird sowohl die Pro-
IIA-Fasern bei gleichzeitiger Abnahme des Anteils Typ IIX- teinsynthese als auch der Proteinabbau beeinflusst, wobei
Fasern nachgewiesen (3, 5, 14, 15, 23, 34, 44, 46, 47). Of- mehr Erkenntnisse zu den Änderungen in der Proteinsyn-
fenbar kam es hier zu einer Transformation von Typ IIX- in these als im Proteinabbau vorliegen. Ca. 3 Stunden nach ei-
Typ IIA-Fasern. Eine Transformation von langsamen in ner Trainingseinheit ist die Proteinsynthese gesteigert, was
schnelle Muskelfasern ist schwerer zu erreichen. Lediglich in bis zu 48 Stunden andauern kann. Während die akute Stei-
zwei Untersuchungen zu den Effekten eines Oberkörperkraft- gerung der Proteinsynthese durch Änderungen der transla-
trainings fanden sich Hinweise auf eine solche Transformation: tionalen und posttranslationalen Regulation bedingt ist,
In der Studie von Kadi et al. (27) nahm der prozentuale Anteil können nach wiederholten Krafttrainingseinheiten auch er-
an MHC IIa im M. trapezius von untrainierten Frauen nach ei- höhte mRNA-Spiegel von myofibrillären Proteinen festge-
nem Maximalkrafttraining auf Kosten von MHC IIb(x) und stellt werden. Diese Steigerung der Transkription erfolgt
MHC I zu. Liu et al. (34) beschrieben nach Kombination eines durch eine erhöhte Aktivität der vorhandenen Myonuklei
Maximalkrafttrainings mit einem niedrig intensiven, mit hoher und durch eine Inkorporation von Satellitenzellkernen. So-
Bewegungsgeschwindigkeit ausgeführten konzentrischen wohl bei Kraftsportlern als auch bei Probanden nach einem
Krafttraining eine Zunahme von MHC IIa bei gleichzeitiger Ab- mehrwöchigem Krafttraining wurde eine im Vergleich zu
nahme von MHC I und unverändertem MHC IIx im M. triceps untrainierten Kontrollpersonen größere Anzahl Myonuklei
brachii von Sportstudenten. pro Faserquerschnitt gefunden (12, 18, 26).
14 DEUTSCHE ZEITSCHRIFT FÜR SPORTMEDIZIN Jahrgang 58, Nr. 1 (2007)Neuere Entwicklungen im Krafttraining Übersichten
In einigen Studien wurde eine vermehrte Expression der mRNA Fasern begriffen waren. Eine Übersicht über Studien zu mor-
von MHC-Isoformen nach einem mehrwöchigen konzen- phologischen Anpassungsreaktionen und Änderungen in der
trisch/exzentrischen Krafttraining beobachtet. Während Bala- Genexpression nach einem konzentrisch/exzentrischen Maxi-
gopal et al. (7) über eine vermehrte Expression von MHC I- malkrafttraining wird in Tabelle 2 gegeben.
mRNA berichten, fanden Willoughby & Rosene (47) eine signi- Muskuläre Anpassungsreaktionen werden durch mechani-
fikante Zunahme der Expression von MHC I- und MHC schen Reiz und Stoffwechselreaktionen sowie durch hormonel-
IIa-mRNA. Änderungen in der Genexpression und der Muskel- le Veränderungen ausgelöst. Die Transduktion dieser physiolo-
fasertypvereilung treten wegen des im Verhältnis langsameren gischen Stressoren in eine Translationssteigerung, eine Prolife-
Umsatzes der Proteine von MHC-Isoformen nicht gleichzeitig ration und/oder Differenzierung von Satellitenzellen oder in
auf. So nahm in einer Untersuchung von Andersen & Schiaffi- Änderungen der Transkription ist komplex und teilweise noch
no (6) nach einem mehrwöchigen Krafttraining der Anteil der nicht vollständig bekannt. Eine Darstellung der bekannten Re-
Muskelfasern zu, die ein "Mismatch" zwischen Protein- und gulationsmechanismen würde den Rahmen der vorliegenden
mRNA-Expression aufwiesen, z.B. Typ IIX-Fasern, die MHC IIa- Übersichtsarbeit sprengen, weshalb an dieser Stelle auf ent-
mRNA exprimierten und offenbar in Umwandlung zu Typ IIA- sprechende Reviewartikel verwiesen wird (18, 43, 45).
Tabelle 2: Übersicht über Studien zu morphologischen Anpassungsreaktionen des Skelettmuskels an konzentrisch/exzentrisches Maximal- bzw. Schnellkrafttrai-
ning bei jungen Erwachsenen.
Training Probanden Muskel Fasertypverteilung Faserquerschnitt mRNA-Expression Referenz
ATPase- SDS-
Färbung -Page
19 Wo. 8/5 untrainierte Vastus IIA⇑, IIa⇑, Typ I und II ⇑ --- Hather et al. 1991/Adams
Männer lateralis IIB⇓, I ⇔ IIb⇓ et al. 1993 (22, 3)
I⇔
8 Wo. 21 Männer, Vastus IIB⇓, IIb ⇓, Typ I, IIA, --- Staron et al. 1994 (44)
14 Frauen lateralis I, IIA ⇔ I, IIa ⇔ IIB⇔
(untrainiert)
6 Mo. 7 Freizeit- Vastus --- --- Mittlerer --- Narici et al. 1996 (39)
sportler lateralis Querschnitt ⇔
6/9 Wo. 9 (8) Freizeit- Vastus --- IIa⇑, --- --- Carroll et al. 1998 (15)
sportler(innen) lateralis I, IIx ⇔
3 Mo. 9 untrainierte Vastus IIA⇑, IIa⇑, Typ II⇑, --- Andersen et al. 2000 (5)
Männer lateralis IIB⇓, I⇔ IIb⇔ Typ I⇔
I⇔
3 Mo. Je 24 Freizeit- Vastus IIA⇑, --- Typ I, IIA, IIX⇑ I, IIa, IIx ⇔ Hortobágyi, et al. 2000 (23)
sportler/inne lateralis IIX⇓, I⇔
14 Wo. 11 untrainierte Vastus --- I u. II ⇔ Typ II⇑, Typ I⇔ --- Aagaard et al. 2001 (2)
Männer lateralis
12 Wo. Je 6 untrainierte Vastus Hybrid- IIa⇑, IIb⇓ I⇔ --- --- Williamson et al. 2001 (46)
Frauen und lateralis fasern?
Männer
12 Wo. 8 untrainierte Vastus --- IIa u. I ⇑ --- IIa u. I⇑ Willoughby et al. 2001 (47)
Männer lateralis IIx⇓ IIx⇓
8 Wo. 9 untrainiere Vastus IIAB⇑, Ia⇑ IIxb⇓ Typ I, IIA u. IIB⇑ --- Campos et al. 2002 (14)
Männer lateralis IIB⇓, IIA I⇔
u. I⇔
10 Wo. 9 untrainierte Trapezius --- IIa⇑, --- --- Kadi et al. 1999 (27)
Frauen I, IIb⇓
6 Wo. 12 trainierte Triceps --- IIa⇑ --- slow⇑, Liu et al. 2003 (34)
Sportstudenten brachii IIx⇓ slow, IIa
I⇔ u. IIx ⇔
Jahrgang 58, Nr. 1 (2007) DEUTSCHE ZEITSCHRIFT FÜR SPORTMEDIZIN 15Übersichten Neuere Entwicklungen im Krafttraining
wurden in Muskelbiopsien aus dem Vastus lateralis signifi-
Desmodromisches Krafttraining kante Konzentrationsanstiege in der mRNA von MHC IIa und
Laktatdehydrogenase (LDH) A (LDH-Isoenzym, das die Reak-
Seit einigen Jahren führen einige Spitzensportler aus tion des Pyruvats zum Laktat katalysiert und vor allem in
Kraft- und Schnellkraftsportarten ein desmodromisches den schnellen Typ II-Fasern in hoher Konzentration vorhan-
Krafttraining durch – in der Annahme, dass diese Kraft- den ist) beobachtet sowie ein tendenzieller (p=0,056) Kon-
trainingsform einem konventionellen Krafttraining für zentrationsanstieg der MHC IIx mRNA und eine tendenziel-
die Ausbildung einer schnellkräftigen Muskulatur überle- le Zunahme (p=0,084) des prozentualen Anteils an Typ IIA-
gen sei. Bei einem desmodromischen Krafttraining han- Fasern. In der konventionell trainierenden Gruppe wurden
delt es sich um ein computergesteuertes geführtes Ma- diese Veränderungen nicht gefunden. Offenbar induziert ein
schinentraining mit einer im Vergleich zum konventio- desmodromisches Kraftausdauertraining bei Untrainierten
nellen konzentrisch/exzentrischen Krafttraining erhöhten eine vermehrte Expression von Genen der schnellen Muskel-
exzentrischen Belastung. Derzeit ist ein eingelenkiges fasertypen und somit möglicherweise eine Transformation
desmodromisches Training für Knie (Extension), Ellenbo- hinzu einem schnelleren Muskelphänotyp (19). Die Vermu-
gen (Flexion/Extension) und Schulter (Flexion/Extension) tung, dass eine vermehrte Rekrutierung schneller Muskelfa-
möglich. Für mehrgelenkige Übungen stehen eine des- sern hierfür verantwortlich sein könnte, wurde durch Befun-
modromische Beinpresse, ein Zugapparat und ein Trai- de in einer Studie zu den Effekten eines desmodromischen
ningsgerät für die Rückenstrecker zur Verfügung. Im Un- Maximalkrafttrainings bei krafttrainierten Sportlern be-
terschied zu einem Training an einem isokinetischen stärkt. In Querschnitten von Biopsien aus dem M. Vastus la-
Krafttrainingsgerät verändert sich die Bewegungsge- teralis wurden Änderungen im Glykogengehalt der einzelnen
schwindigkeit während des desmodromischen Kraftrai- Muskelfasertypen nach der zweiten von insgesamt 18 Trai-
nings. Von einem konventionellen konzentrisch/exzentri- ningseinheiten mittels der PAS-Färbung untersucht. Bei 8
schen Krafttraining unterscheidet sich das desmodromi- von 11 Probanden der desmodromisch trainierenden Gruppe
sche Krafttraining vor allem darin, dass es eine relativ war eine Entfärbung der Typ II-Fasern gegenüber dem Aus-
gleiche Belastung während der konzentrischen und ex- gangswert und damit eine Abnahme des Glykogengehalts
zentrischen Muskelaktion ermöglicht. Da die maximale dieser schnellen Fasertypen zu beobachten, während sich bei
willkürliche Kraftentwicklung während der exzentrischen den Probanden der konventionell trainierenden Kontroll-
Muskelaktion größer ist als während der konzentrischen gruppe lediglich eine leichte Entfärbung der Typ I-Fasern
Muskelaktion (30), ist bei einem konventionellen Kraft- zeigte (8). Darüber hinaus konnten nur die desmodromisch
training – das mit gleicher absoluter Last (mit gleichem trainierenden Probanden die anaerob laktazide Energiebe-
Trainingsgewicht) während beider Muskelaktionen reitstellung im Laufe des 6-wöchigen Trainings steigern.
durchgeführt wird – somit die exzentrische Belastung im- Vor einem unkritischen Einsatz des desmodromischen
mer relativ geringer als die konzentrische Belastung. Bei Krafttrainings – vor allem bei Untrainierten – muss gewarnt
einem desmodromischen Kraftausdauertraining ist die werden. Die Erhöhung der exzentrischen Muskelbelastung
Last während der exzentrischen Aktion ca. 2,3-mal, bei bedeutet eine Vergrößerung der Gefahr einer Muskelschädi-
einem Maximalkrafttraining ca. 1,9-mal höher als gung. Das kommt beispielsweise im CK-Anstieg 24 Stunden
während der konzentrischen Belastung (19, Friedmann et nach der 1. Trainingseinheit zum Ausdruck. Nach dem des-
al. unveröffentlichte Resultate). modromischen Krafttrainings war die CK-Konzentration im
Die exzentrische Belastung ist für die muskuläre Adapta- venösen Blut um 951 ± 1918 U/l signifikant (p < 0,01) deut-
tion offenbar von besonderer Bedeutung. So wurde eine Zu- licher angestiegen als nach konventionellem Krafttraining
nahme des Muskelfaserquerschnitts, insbesondere der Typ (136 ± 320 U/l). Trotz sorgfältiger Instruktion der Probanden
IIA-Fasern, in einigen Untersuchungen nur dann beobachtet, und Überwachung des Trainings musste jeweils ein Proband
wenn das Krafttraining neben konzentrischen auch exzen- in unseren beiden Untersuchungen die Studie wegen starker
trische Muskelaktionen enthielt (22, 23). In zwei kontrollier- Muskelbeschwerden und eines exzessiven CK-Anstiegs (CK
ten Studien führte ein Krafttraining mit erhöhter exzentri- > 25 000 U/l) abbrechen.
scher Belastung zu einer signifikant größeren Verbesserung
von Kraftfähigkeiten als ein konzentrisch/exzentrisches
Krafttraining mit gleicher absoluter Last für beide Muskel- Vibrationstraining
aktionen (13, 24). Als Ursache hierfür wurde in beiden Stu-
dien – bei fehlender Zunahme des Muskelquerschnitts (13) Eine weitere neue Entwicklung im Krafttraining ist das
und typischen EMG-Veränderungen (24) – eine vermehrte Vibrationstraining. Hierbei werden während eines Kraft-
Rekrutierung schneller Typ II-Fasern während eines Kraft- trainings mechanische Schwingungen auf den trainieren-
trainings mit erhöhter exzentrischer Belastung angenom- den Muskel appliziert, meistens indirekt, indem z. B. beim
men. Muskelbioptische Untersuchungen wurden jeweils Stehen auf einer Vibrationsplatte der ganze Körper von
nicht durchgeführt. den Schwingungen erfasst wird und damit auch die bei
In einer Studie zu den Auswirkungen eines 4-wöchigen Kniebeugen trainierten Muskeln. Eine direkte Applikation
desmodromischen Kraftausdauertrainings bei Untrainierten über den Muskelbauch oder die Sehne erfolgt meistens
16 DEUTSCHE ZEITSCHRIFT FÜR SPORTMEDIZIN Jahrgang 58, Nr. 1 (2007)Neuere Entwicklungen im Krafttraining Übersichten
nur im Rahmen wissenschaftlicher Untersuchungen. Es rung der schnellen Typ II-Fasern (mit hoher Reizschwel-
wurden bereits einige kontrollierte Studien zu den Effek- le) abzielen. Bisher vorliegende Untersuchungsergebnisse
ten eines Vibrationstrainings publiziert, in denen nicht sprechen dafür, dass ein desmodromisches Training und
nur unterschiedliche Frequenzen und Amplituden bei den ein Vibrationstraining eine verstärkte Rekrutierung der
Vibrationen zu Anwendung kamen, sondern auch ver- Typ II-Fasern bewirken können. Zu beiden Krafttrai-
schiedene Krafttrainingsmethoden und unterschiedliche ningsformen gibt es aber noch einigen Forschungsbedarf,
Krafttests. Der Reviewartikel von Luo et al. (35) bietet ei- ehe konkrete Empfehlungen für Sportler, Untrainierte und
ne Übersicht über diese Untersuchungen. Offenbar kann Patienten gegeben werden können.
die maximale Kraftentwicklung eines Muskels gesteigert
werden, wenn während einer einige Sekunden bis eine
Minute dauernden Kraftübung Vibrationen mit 30 - 40 Danksagung
(maximal 50 Hertz) und einer Amplitude von 0,3 – 0,8
mm einwirken. Grund hierfür ist eine in EMG-Untersu- Die Durchführung unserer zitierten Studien zu morpholo-
chungen nachgewiesene verbesserte neuromuskuläre Ak- gischen Anpassungsreaktionen des Skelettmuskels an
tivität, unter anderem infolge einer Hemmung der Anta- verschiedene Krafttrainingsformen wäre ohne die Mitar-
gonistenaktivität. Diese akuten Effekte waren bei kraft- beit folgender Personen nicht möglich gewesen: Judith
trainierten Sportlern ausgeprägter als bei Untrainierten. Schönith, Dr. med. Timm Bauer und Stefan Borisch (Ab-
In einigen bisher nur mit Untrainierten durchgeführten teilung Innere Medizin VII: Sportmedizin, Universitätskli-
Trainingsstudien war die Zunahme der Maximalkraft oder nikum Heidelberg); PD Dr. sc. nat. Rudolf Billeter (School
auch der Leistung in Sprungtests größer, wenn während of Biomedical Sciences, University of Leeds); Prof. Dr. sc.
des Krafttrainings zusätzlich ein Vibrationsreiz einwirkte. hum Ralf Kinscherf und Silke Vorwald (Abteilung Anato-
Zu morphologischen Anpassungsreaktionen des mensch- mie und Zellbiologie III, Universität Heidelberg), Helmut
lichen Skelettmuskels an ein Vibrationstraining sind uns kei- Müller (Olympiastützpunkt Rhein-Neckar); Dr. med.
ne Studien bekannt. In einer Untersuchung mit Ratten wur- Marc-Andre Weber (Innovative Krebsdiagnostik und The-
de eine Hypertrophie der Typ I- und Typ IIC-Fasern im Plan- rapie, Abteilung Radiologie); Prof. Dr. med. Götz Richter
tarmuskel gefunden, nachdem die Tiere an zwei aufeinander (Radiologische Klinik, Abteilung Radiodiagnostik, Uni-
folgenden Tagen für jeweils 5 Stunden auf einer Vibrations- versitätsklinikum Heidelberg). Unser Dank gilt auch der
platte exponiert worden waren. Obwohl weitere eindeutige Firma Schnell Trainingsgeräte für die Bereitstellung der
Zeichen einer Zellschädigung fehlten, wurde dieses Ergebnis Krafttrainingsmaschinen.
als Zellschwellung und damit als Hinweis auf eine begin- Die Studien wurden gefördert durch das Bundesinstitut
nende Muskelschädigung interpretiert (40). Eine weitere mit für Sportwissenschaft (VF 0407/01/04/98 und VF
Ratten durchgeführte Studie zeigte, dass eine Muskelatrophie 07/05/66/2004) und die Deutsche Forschungsgemeinschaft
infolge Muskelruhigstellung abgeschwächt werden kann, (FR 1262/3-1).
wenn der ruhiggestellte Muskel täglich einem Vibrationsreiz
ausgesetzt wurde. Während der Muskelfaserquerschnitt in
den unbehandelten Muskeln nach 2-wöchiger Ruhigstellung
um ca. 55 % abgenommen hatte, betrug die Reduktion bei Literatur
Vibrationsbehandlung lediglich ca. 28 % (17).
1. Aagaard P, Andersen J: Correlation between contractile strength and
myosin heavy chain isoform composition in human skeletal muscle. Med
Sci Sports Exerc 30 (1998) 1217-1222.
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wirkt nach anfangs überwiegender neuronaler Adaptati- 3. Adams GR, Hather BM, Baldwin KM, Dudley GA: Skeletal muscle myosin
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onen des Skelettmuskels: eine Muskelhypertrophie und
4. Ahtiainen JP, Pakarinen A, Alen M, Kraemer WJ, Hakkinen K: Muscle hy-
eine Vergrößerung des Anteils schneller Typ IIA-Fasern pertrophy, hormonal adaptations and strength development during
an der Muskelquerschnittsfläche. Bisher wurde allerdings strength training in strength-trained and untrained men. Eur J Appl Phy-
kaum systematisch untersucht, wie sich bei unterschied- siol 89 (2003) 555-563.
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7. Balagopal P, Schimke JC, Ades P, Adey D, Nair KS: Age effect on transcript
offenbar vor allem in den bzw. durch die während des levels and synthesis rate of muscle MHC and response to resistance exer-
Trainings überwiegend rekrutierten Muskelfasern aus- cise. Am J Physiol 280 (2001) E203-E208.
gelöst werden, sollten Trainingsprogramme zur Verbesse- 8. Bauer T, Klute K, Kinscherf R, Vorwald S, Billeter R, Müller H, Bärtsch P,
rung der Maximal- und Schnellkraft auf eine Rekrutie- Friedmann B: Auswirkungen eines desmodromischen Maximalkrafttrai-
Jahrgang 58, Nr. 1 (2007) DEUTSCHE ZEITSCHRIFT FÜR SPORTMEDIZIN 17Übersichten Neuere Entwicklungen im Krafttraining
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18 DEUTSCHE ZEITSCHRIFT FÜR SPORTMEDIZIN Jahrgang 58, Nr. 1 (2007)Sie können auch lesen
