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Koordinative Fähigkeiten – die 5 Fähigkeiten einfach erklärt.

Koordinative Fähigkeiten

Hast du dich auch schon gefragt, was koordinative Fähigkeiten sind? Wir klären auf.

„Koordinative Fähigkeiten sind Fähigkeiten, die primär koordinativ, d.h. durch die Prozesse der Bewegungssteuerung und –regelung bestimmt werden. (Hirtz 1981). Sie befähigen den Sportler, motorische Aktionen in vorhersehbaren (Stereotyp) und unvorhersehbaren (Anpassung) Situationen sicher und ökonomisch zu beherrschen und sportliche Bewegungen relativ schnell zu erlernen.“ (Weineck 2010)

Koordinative Fähigkeiten vs. koordinative Fertigkeiten

Zu unterscheiden gilt es die koordinativen Fähigkeiten von den koordinativen Fertigkeiten. Während es sich bei den koordinativen Fähigkeiten eher um die Grundvoraussetzungen für eine spezifische Bewegungsausführung handelt, beschreibt der Begriff koordinative Fertigkeiten spezifische, zum Teil sogar automatisierte Bewegungsmuster, welche ein Mindestmass an koordinativen Fähigkeiten voraussetzen.

Grundsätzlich wird unterschieden zwischen allgemeine und spezifischen koordinativen Fähigkeiten. Die allgemeinen koordinativen Fähigkeiten beruhen auf einer polysportiven und umfassenden Bewegungsschulung und werden regelmässig in verschiedensten Alltagssituationen benötigt und auch trainiert.

Spezielle koordinative Fähigkeiten sind bereits wettkampfspezifischer und somit in den verschiedenen Disziplinen unterschiedlich und an deren technische Anforderungen angepasst.

Die koordinativen Fähigkeiten werden in 5 Hauptgruppen unterteilt (siehe Abbildung). Zu den Hauptfähigkeiten werden ergänzend noch die Kopplungsfähigkeit und die Lernfähigkeit als zusätzliche koordinative Fähigkeiten beschrieben.

Übersicht über die 5 koordinativen Fähigkeiten

koordinative Fähigkeiten

Abbildung: Die 5 koordinative Fähigkeiten (nach Weineck 1997, 545)

Sensorische Differenzierungsfähigkeit

Fähigkeit die eintreffenden Sinnesinformationen differenziert auf Wichtiges zu überprüfen und die Bewegung darauf dosiert abzustimmen.

Beispiel: Einen hart oder weich zugespielten Ball fangen

Räumlich-zeitliche Orientierungsfähigkeit

Fähigkeit zur Bestimmung und gezielten Veränderung der Lage und Bewegung des Körpers in Raum und Zeit (z.B. Spielfeld, Turngerät) und/oder ein sich bewegendes Objekt (z.B. Ball, Gegner, Partner).

Beispiel: Freistellen im Spiel

Reaktionsfähigkeit

Fähigkeit, auf ein Signal möglichst schnell mit einer zielorientieren Bewegung zu reagieren. Dabei können die Signale unterschiedlicher Art sein: optisch, akustisch, taktil.

Beispiel: Reaktion eines Sprinters auf das akustische Signal beim Start.

Rhythmisierungsfähigkeit

Fähigkeit, einen von aussen vorgegebenen Rhythmus zu erfassen sowie den „verinnerlichten“, in der eigenen Vorstellung existierenden Rhythmus einer Bewegung in der eigenen Bewegung zu realisieren.

Beispiel: Bewegen im Rhythmus der Musik während einer Group Fitness Lektion.

Gleichgewichtsfähigkeit

Fähigkeit, den gesamten Körper im Gleichgewichtszustand zu halten oder während und nach umfangreichen Körperverlagerungen diesen Zustand beizubehalten beziehungsweise wiederherzustellen.

Beispiel: Balancieren auf einem Balance Brett.

Neben den 5 grundlegenden koordinativen Fähigkeiten gibt es noch weitere Fähigkeiten wie zum Beispiel:

Kopplungsfähigkeit

Fähigkeit, bereits erprobte Bewegungsmuster von einzelnen Körperteilen (Rumpf, Kopf, Extremitäten) miteinander zu verbinden und somit eine ganzheitlich, aufeinander abgestimmte Handlung auszuführen.

Beispiel: Sprung- und Wurfbewegung beim Sprungwurf im Handball perfekt kombinieren, um eine optimale Wurfstärke und –genauigkeit und Sprunghöhe zu erreichen.

Lernfähigkeit

Fähigkeit, neue Bewegungsmuster schnell und effektiv zu erlernen und abzuspeichern. Dabei ist es relevant, bereits bekannte Bewegungsmuster möglichst effektiv abrufen und in neue Kombinationen integrieren zu können.

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Anpassungen an das Ausdauertraining

Anpassungen an das Ausdauertraining.

Signalwege der Anpassungen an das Ausdauertraining

Welche Anpassungen an das Ausdauertraining können erwartet werden? Durch regelmässige, trainingsinduzierte Reize werden verschiedene Komponenten der Ausdauerfähigkeit verbessert. Diese Anpassungen finden einerseits zentral (Verbesserung des Herzminutenvolumens bzw. Verbesserung des Schlagvolumens) und andererseits peripher in der Arbeitsmuskulatur (Muskelfaserverteilung, Mitochondriendichte, Kapillarisierung) statt. Dabei ist vor allem zu beachten, dass die zentralen Adaptationen unabhängig vom gewählten Trainingsmittel verbessert werden, die peripheren Anpassungen dagegen vorwiegend in der ausdauertrainierten Muskulatur stattfinden. Aufgrund dessen sollte die Wahl des Trainingsmittels gut überlegt und vor allem dem individuellen Ziel angepasst sein.
Wie es durch die verschiedenen Arten des Ausdauertrainings zu spezifischen Anpassungen kommt und wie diese zum Teil, durch eine geeignete Wahl der Trainingsmethode, bewusst gesteuert werden können ist Teil der sportphysiologischen Forschung und wird hier in einem kurzen Überblick, für das grobe Verständnis zusammengefasst.

Nr. 1 der Anpassungen an das Ausdauertraining – Athletenherz oder pathologische kardiale Hypertrophie

Hauptkomponente der zentralen Anpassung durch Ausdauertraining ist eine vorwiegend strukturelle Veränderung des Herzmuskels. Diese Veränderungen können einerseits positiv (Athletenherz) und andererseits auch negativ (hypertrophe Kardiomyopathie) ausfallen. Beim Athletenherz vergrössert sich vorwiegend der linke Ventrikel und die Herzmuskelwand verdickt sich dazu im richtigen Verhältnis, was Netto zu einem vergrösserten Schlagvolumen führt (das Herz kann pro Schlag mehr Blutvolumen auswerfen).(1) Beim Herzkranken Patienten dagegen (z.B. durch eine Aortenstenose oder eine langjährige Hypertonie) nimmt die Wanddicke auf Kosten des Ventrikelvolumens stark zu (2), was schlussendlich zu einem verringerten Schlagvolumen führt und nach einer meist langjährigen Herzinsuffizienz, durch Versagen des Herzmuskels, im Herztod endet.
Wie zu erwarten führen zwei verschiedene molekulare Signalwege zu den erwähnten Anpassungen am Herzmuskel. Vor allem wiederholte Intervalle von intensiven Ausdauerbelastungen führen durch Erhöhung der Konzentrationen von PI3K und anschliessend PKB/Akt(3,4) und Erniedrigung des C/EBPbeta Signalweges(5) zu einer physiologischen Hypertrophie der Herzmuskelzellen. Die pathologische kardiale Hypertrophie dagegen beruht vorwiegend auf einem gesteigertem Calcineurin Signal.(6)
Vielleicht wird es früher oder später möglich sein, auf diese Signalwege mittels Medikamenten oder genetischen Methoden einen direkten Einfluss auszuüben. Sicher ist jedoch die Möglichkeit der Einflussnahme durch wiederholtes intensives Ausdauertraining oder das Beheben von den begünstigenden Faktoren für eine hypertrophe Kardiomyopathie (Blutdruckregulation, Aortenstenosenoperation usw.)

Nr. 2 der Anpassungen an das Ausdauertraining – Anpassungen in der Muskelfaserverteilung

Eine wichtige strukturelle Komponente auf muskulärer Ebene für die Ausdauerleistungsfähigkeit ist die Muskelfaserverteilung. Grundsätzlich lassen sich die menschlichen Skelettmuskelfasern in langsam kontrahierende Typ 1 und schnellkontrahierende Typ 2a (schnell) und Typ 2x (sehr schnell) Fasern einteilen. Die Namen dieser Einteilung basieren auf den schweren Myosinketten, welche vor allem in Skelettmuskelfasern exprimiert werden. Typ 2x Fasern exprimieren zum Beispiel vorwiegend schwere Myosinketten vom 2x Typ.
Es konnte diesbezüglich gezeigt werden, dass in Typ 1 Muskelfasern vorwiegend der Calcineurin-NFAT Signalweg induziert wird. Wird dieses Signal durch einen spezifischen Inhibitor abgeschwächt, verkleinert sich das Verhältnis der Typ1 zu den Typ2 Fasern.(7) Dieses Signal wird ausserdem durch langanhaltende elektrische Stimulation in Modellorganismen gesteigert, was einen Zusammenhang der Muskelfaserverteilung mit körperlichem Training indiziert. Zu den Typ 2 Fasern konnte einen durch Ausdauertraining induzierten Wechsel von Typ 2x auf Typ 2a Fasern gefunden werden, was eine leichte Verlangsamung auf Faserebene vermuten lässt. Insgesamt wird der Muskel durch trainingsinduzierte Reize natürlich nicht langsamer. Einen Wechsel von Typ1 auf Typ2 Fasern und umgekehrt kann theoretisch durch jahrelanges Training begünstigt werden, die Evidenz dafür ist jedoch sehr limitiert, was keine definitive Aussage ermöglicht.(8)
Was dagegen mit Sicherheit gezeigt werden konnte, ist das gegenseitige Unterdrücken der Genexpression der einzelnen schweren Myosinkettentypen untereinander. Dies erklärt die Tatsache, dass in einem gewissen Muskelfasertyp jeweils nur ein Typ der schweren Myosinketten exprimiert und alle anderen unterdrückt werden.(9)

Nr. 3 der Anpassungen an das Ausdauertraining – Trainingsinduzierte mitochondriale Biogenese

Regelmässiges Ausdauertraining führt mit der Zeit zu einer Erhöhung der Dichte an Mitochondrien im Muskel. Diese Anpassung wird mitochondriale Biogenese genannt und kann grundsätzlich mit zwei Signalwegen erklärt werden. Langanhaltendes langsames Ausdauertraining führt durch die Freisetzung von Kalzium zu einer Aktivierung von CaMK.(10–12) Während eines hochintensiven Intervalltrainings (HIIT) werden dagegen von AMPK die tiefen Konzentrationen von AMP und ADP registriert. Diese registriert ausserdem den Abfall des Glykogens.(13
AMPK und CaMK steigern die Expression des Transkriptionsfaktors PGC-1alpha, welcher seinerseits mittels Expressionssteigerung der nukleären und mitochondrialen DNA die mitochondriale Biogenese verbessert.(14)

Nr. 4 der Anpassungen an das Ausdauertraining – Trainingsinduzierte Angiogenese

Ein leistungslimitierender Faktor in Ausdauersportarten ist wie bereits beschrieben neben der maximalen Sauerstoffaufnahme auch die periphere Sauerstoffverwertung. Diesbezüglich ist vor allem die Dichte des muskulären Kapillarnetzes von zentraler Bedeutung.
Über den CaMK/AMPK-PGC-1alpha Signalweg, hypoxieinduziertes-HIF-1 und scherstressinduziertes-NO werden angiogene Wachsumsfaktoren (fördern das Kapillarwachstum) heraufreguliert. Einer der wichtigsten dieser Faktoren ist VEGF (vascular endothelial growth factor).
Ausserdem wird durch Ausdauertraining die Expression von Metalloproteinasen gesteigert, welche die extrazelluläre Matrix für ein Aussprossen der Kapillaren, durch das Bilden von Tunnels vorbereiten.(15)

Gib Gas und hol dir die Anpassungen an das Ausdauertraining!

Quellen:

  1. Scharhag J, Schneider G, Urhausen A, Rochette V, Kramann B, Kindermann W. Athlete’s heart: Right and left ventricular mass and function in male endurance athletes and untrained individuals determined by magnetic resonance imaging. J Am Coll Cardiol. 2002;40(10):1856–63.
  2. Bernardo BC, Weeks KL, Pretorius L, McMullen JR. Molecular distinction between physiological and pathological cardiac hypertrophy: Experimental findings and therapeutic strategies. Pharmacol Ther [Internet]. 2010;128(1):191–227. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.pharmthera.2010.04.005
  3. Shioi T, McMullen JR, Kang PM, Douglas PS, Obata T, Franke TF, et al. Akt/protein kinase B promotes organ growth in transgenic mice. Mol Cell Biol. 2002;22(8):2799–809.
  4. DeBosch B, Treskov I, Lupu TS, Weinheimer C, Kovacs A, Courtois M, et al. Akt1 is required for physiological cardiac growth. Circulation. 2006;113(17):2097–104.
  5. Boström P, Mann N, Wu J, Quintero P a, Plovie ER, Gupta RK, et al. C/EBPβ controls exercise-induced cardiac growth and protects against pathological cardiac remodeling. Cell. 2010;143(7):1072–83.
  6. J M, Lu J-R, Antos C, Markham B, Richardson J, Robbins J, et al. A Calcineurin-Dependent Transcriptional Pathway for Cardiac Hypertrophy. Cell. 1998;93(2):215–28.
  7. Chin ER, Olson EN, Richardson JA, Yang Q, Humphries C, Shelton JM, et al. A calcineurin-dependent transcriptional pathway controls skeletal muscle fiber type. GENES Dev. 1998;12:2499–509.
  8. Gollnick PD, Armstrong RB, Saltin B, Saubert CW, Sembrowich WL, Shepherd RE. Effect of training composition on enzyme activity and fiber of human ske 1 eta1 muscle. J Appl Physiol. 1973;34(1).
  9. Rooij E Van, Quiat D, Johnson BA, Sutherland LB, Qi X, Richardson A, et al. A family of microRNAs encoded by myosin genes governs myosin expression and muscle performance. 2009;17(5):662–73.
  10. Chin ER. Role of Ca2 /calmodulin-dependent kinases in skeletal muscle plasticity. J Appl Physiol. 2005;99:414–23.
  11. Rose AJ, Kiens B, Richter EA. Ca 2+ -calmodulin-dependent protein kinase expression and signalling in skeletal muscle during exercise. J Physiol [Internet]. 2006;574(3):889–903. Available from: http://doi.wiley.com/10.1113/jphysiol.2006.111757
  12. Egan B, Zierath JR. Exercise metabolism and the molecular regulation of skeletal muscle adaptation. Cell Metab [Internet]. 2013;17(2):162–84. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.cmet.2012.12.012
  13. Gibala MJ, Little JP, Macdonald MJ, Hawley JA. Physiological adaptations to low-volume, high-intensity interval training in health and disease. J Physiol. 2012;590(5):1077–84.
  14. Wu H, Kanatous S, Thurmond F, Gallardo T, Isotani E, Bassel-Duby R, et al. Regulation of Mitochondrial Biogenesis in Skeletal Muscle by CaMK. Science (80- ). 2002;296:349–52.
  15. Haas TL, Milkiewicz M, Davis SJ, Zhou a L, Egginton S, Brown MD, et al. Matrix metalloproteinase activity is required for activity-induced angiogenesis in rat skeletal muscle. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2000;279(4):H1540–7.
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Die heilende Kraft der Muskeln. Die Wundersubstanz Myokine!

Myokine, die Wundersubstanz

Schon seit langer Zeit ist bekannt, dass genügend Bewegung das wirksamste Mittel für ein langes, gesundes Leben ist. Warum das so ist, war lange und ist bis heute teilweise nicht bekannt. 2007 kam man mit der Entdeckung der Myokine dem Rätel auf die Spur. Von der Professorin Bente Pedersen aus Dänemark wurden die Myokine entdeckt.

Was sind Myokine?

Myokine sind eine neue hochwirksame Substanz, die vom Körper gebildet wird und sehr stark gesundheitsfördernd sind. Myokine werden jedoch nur gebildet wenn wir uns bewegen und die Muskeln also aktiv sind. Der Muskel funktioniert beim Sport also wie ein Drüse. Die Wirkung aller Myokine ist jedoch noch nicht geklärt. Es gibt anscheinend über 200 verschiedene hormonähnliche Substanzen welche vom Muskel ausgeschiedenen werden, sofern er auch gebraucht wird. Es sind also noch nicht alle Myokine erforscht.

Welche Substanzen sind bekannt? (nicht abschliessend)

Interleukin 6 (IL-6)

Das erste Myokin welchen im Blut nach einer Muskelaktivität gefunden wurde, ist das Interleukin 6 (IL-6). IL-6 wirkt entzündungshemmend im Körper und fördert die Zuckeraufnahme in der Muskulatur. Lange Inaktivität erhöhen die Menge an TNF (Tumornekrosefaktor) im Körper. Dies führt somit unter anderem zu chronischen Entzündungen. Entzündungen im Körper sind das Milieu für Krankheiten wie z. B.  Krebs.

Ein grössere Erschöpfung der Muskeln führt zu einer höhere Ausschüttung von IL-6. Achte auch aus gesundheitlicher Sicht also auf genügend Intensität beim Training.

Brain-derived Neurotrophic Factor (BDNF)

Durch Bewegung wird im Gehirn das BDNF gebildet. Zudem wird es bei Muskelaktivierung auch in den Muskelzellen gebildet. BDNF hat also einen Einfluss auf das Langzeitgedächtnis und kann antidepressiv wirken bzw. verbessert die Wirkung von Antidepressiva.

Insulin-like growth factors (IGF-1)

IGF-1 ist ein Peptidhormon. IGF-1 beeinflusst das Zellwachstum und ist strukturell dem Insulin sehr ähnlich. Es wird in der Leber hauptsächlich über die Stimulation von Wachstumshormon jedoch auch in den Muskelzellen gebildet. Seine Wirkung auf die Muskelzelle vermitteln IGF-1 über eine Besetzung von Rezeptoren, die eine Kaskade an Signalen innerhalb der Zelle auslösen. Zum Beispiel eine Erhöhung der Muskelproteinsynthese. Zudem führt IGF-1 durch Andockung an seinem Rezeptor zusätzlich zu einer Hemmung des Muskelproteinabbaus.

Quellen:

Cotman, Carl W.; Berchtold, Nicole C.; Christie, Lori-Ann (2007): Exercise builds brain health. Key roles of growth factor cascades and inflammation. In: Trends in neurosciences 30 (9), S. 464–472. DOI: 10.1016/j.tins.2007.06.011.

Pedersen, B. K. (2009), The diseasome of physical inactivity – and the role of myokines in muscle–fat cross talk. The Journal of Physiology, 587: 5559–5568. doi:10.1113/jphysiol.2009.179515

Pedersen, Bente K. (2011): Exercise-induced myokines and their role in chronic diseases. In: Brain, behavior, and immunity 25 (5), S. 811–816. DOI: 10.1016/j.bbi.2011.02.010.

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Ist Functional Training wirklich funktioneller?

Functional Training. Wie funktionell ist diese Trainingsform wirklich?

Immer wieder wird behaupt, dass Functional Training als Trainingsform funktioneller sei als andere Trainingsformen. Manchmal geht es sogar soweit, dass behaupt wird andere Trainingsform seien gar nicht funktionell. Begründet werden diese Aussagen oftmals dadurch, dass es gleichzeitig mehrere Muskeln oder Muskelgruppen aktiv seien und das Zusammenspiel trainiert wird. Angeblich sei der Nutzen beim Functional Training für den Alltag höher denn die Übungen seien schliesslich von aussen gesehen näher an der Bewegung des Alltags.

Wenn diese Aussagen über Functional Training kritisch betrachtet werden, müssen die Aussagen in Frage gestellt werden.

Functional Training vs. Muskelfunktion

Die Hauptfunktion des Skelettmuskels ist es, Kraft zu produzieren. Wird beim Training also durch einen Muskel Kraft produziert, ist dies bereits funktionell. Wenn wir als Beispiel den Bizeps brachii Muskel nehmen so hat dieser 3 Funktionen. Der Musculus biceps brachii ist für die Flexion (Beugung des Unterarms) im Ellenbogengelenk verantwortlich. Darüber hinaus ist er bei rechtwinkligem Ellbogen der stärkste Supinator (Auswärtsdrehung der Hand). Bei Kontraktion beider Köpfe resultiert eine Anteversion (Anheben des Arms nach vorne) des Arms. Somit ist jede dieser Bewegungen funktoniell, denn es ist ein Funktion dieses Muskels. Möchten Sie nun Ihren Bizeps trainieren so sollten sie diese Funktionen einzeln trainieren und den Muskel in seinen Funktionen schwächen.

Wenn Sie beim Functional Training eine Trainingsübung ausführen, so werden sie diese Übung solange durchführen können, bis der schwächste Muskel komplett erschöpft ist. Welcher dieser Muskel ist, kann manchmal durch die koordinativ anspruchsvollen Übungen nicht vorhergesagt werden. Sie wissen also nicht, welche Anpassung Sie erwarten können.

Functional Training und das Zentralnervensystem

Das Zentralnervensystem entscheidet sich zu Beginn der Übung anscheinend ob es sich um eine Kraft- oder Positionsaufgabe handelt (Rudroff et al 2011). Bei einer Positionsaufgabe ermüden die Muskeln schneller im Vergleich zu einer Kraftaufgabe bei gleichem Trainingswiderstand. Daher ist der Reiz auf die eingesetzte Muskulatur kleiner. Wollen Sie also Ihre Muskelmasse steigern, so ist das Functional Training nicht die erste Wahl.

Functional Training kann Sinn machen, wenn Sie das Zusammespiel der Muskeln trainieren wollen. Wichtig ist jedoch dabei zu wissen, dass neuronale Anpassung eher bewegungsspezifisch sind. Sie werden also lernen genau diese Übung „besser“ bzw. ökonomischer auszuführen. Sie können die Anpassung der Übung daher nicht einfach auf andere Bewegungen übertragen. Dies hat mit der funktionsabhängigen Rekrutierung Motorischer Einheiten zu tun. Wenn Sie möglichst viele verschiedene Bewegung erlernen möchte, empfehlen wir Ihnen eine Sportart zu betreiben welche dies gewährleistet (Fussball, Basketball, Hockey, Boxen etc.). Ein weitere Möglichkeit vielfältige Bewegungen zu erlernen sind Group Fitness Lektionen wie P.I.I.T, Kick Power, Fitboxe oder Zumba.

Functional Taining ist also für den Muskelaufbau nicht wirklich geeignet. Dafür sollten Sie keine koordinativ anspruchsvolle Übungen wählen. Konzentrieren Sie sich dabei auf den zu trainierenden Muskel und erschöpfen Sie diesen möglichst stark.

Quelle: Rudroff T, Justice JN, Holmes MR, Matthews SD, Enoka RM (2011) Muscle activity and time to task failure differ with load compliance and target force for elbow flexor muscles. J Appl Physiol 110:126–136