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Grundprinzipien von Training und Biomechanik

Das Vergnügen, sich mit den eigenen physischen Kräften auseinanderzusetzen, hat seine Grenzen in der Biomechanik des Bewegungsapparates. Körperliche Aktivität belastet dessen Strukturen auf mechanische und metabolische Weise:

Ermüdungsprozeß metabolischer Art ist die zunehmende Entleerung der Kreatinphosphatspeicher, der Kohlenhydratreserven und das Entstehen einer Laktatazidose, also einer übersäuerung der Muskulatur und des Blutes durch Milchsäure. Die Energiebereitstellung erfolgt in den ersten Sekunden einer Belastung über die Entleerung der Kreatinphosphatspeicher in der Muskulatur. Bei weiterer Dauer der Belastung werden überwiegend Kohlenhydrate in Form der Glukose aerob verstoffwechselt. Glukose ist in Form von Glykogen zu 1/3 in der Leber und zu 2/3 in der Muskulatur gespeichert. Diese Kohlenhydratdepots des Körpers sind allerdings begrenzt und nach etwa 1,5 bis 2 Stunden erschöpft. Anschließend erfolgt die Energieversorgung der Muskulatur durch Fettverbrennung. Durch sie kann allerdings pro Zeiteinheit deutlich weniger Energie zur Verfügung gestellt werden. Die Fettdepots sind dafür nicht nur bei übergewichtigen nahezu unerschöpflich (1 kg Fett enthält ca. 9000 kcal), so daß auch sehr lange Belastungszeiten wie ein Ultratriathlon durchgehalten werden können. Bei intensiven Belastungen bis zu einer Dauer von einigen Minuten gewinnt der Körper die Energie kurzfristig mittels anaerober Glykolyse, die zu einem Anfall von Laktat und damit zu einer Übersäuerung führt.

Die mechanische überlastungsreaktion äußert sich in Mikroverletzungen des aktiven Bewegungsapparates (Muskulatur), die zu anatomisch faßbaren und zumindest elektronenmikroskopisch nachweisbaren Zerreißungen der bindegewebigen Verbindungsstellen einzelner Muskelfasern führen. Bei langen Ausdauerbelastungen kommt es eher zu Beschädigungen des passiven Bewegungsapparates (Sehnen, Bänder, Gelenkknorpel etc.). An jede Belastung schließt sich eine Regenerationsphase an, in der sich die belasteten Strukturen wieder erholen. Der Zeitumfang hierfür ist dabei abhängig von der Art und Dauer der Belastung. Ein leerer Kreatinphosphatspeicher kann in kurzer Zeit wiederaufgefüllt werden, während die Reparatur beschädigter Muskelstrukturen länger dauern kann.

Als Konsequenz schützt sich der Körper vor weiteren (Über-)Belastungen. Der Aufbau neuer Muskelfasern, Energiereserven etc. verbessert die Leistungsfähigkeit über das Ausgangsniveau hinaus. Dieser Prozeß wird als Superkompensation bezeichnet und stellt ein grundlegendes biologisches Prinzip dar: Belastungen führen zu einer Vermehrung von belasteten Strukturen, die einer erneuter Belastung besser gewachsen sind. Nicht belastete Strukturen dagegen sind biologisch überflüssig und bilden sich zurück. Hieraus folgt, daß die Ruhigstellung von Muskeln und Gelenken immer zu einer Abnahme ihrer Funktionsfähigkeit führt. Dieses moderne biomechanische Verständnis des Bewegungsapparates führte zu einer Revolution in der Orthopädie. So wird heute beispielsweise bei der Therapie von Sportverletzungen auf eine Immobilisation im Gips baldmöglichst zugunsten einer sog. frühfunktionellen Behandlung verzichtet.

Entscheidend für den Trainingseffekt ist eine sinnvolle Kombination von Belastung und Regeneration. Noch in der Phase der Superkompensation wird ein neuer Trainingsreiz gesetzt. Dieser geht dann von einem höheren Leistungsniveau aus und kann dadurch eine zusätzliche Superkompensation bewirken. Erfolgt die Wiederholung der Belastung zu früh, sinkt die Leistungsfähigkeit, anstatt zu steigen. Ein zu spät gesetzter zweiter Trainingsreiz wirkt sich nicht aus, da der Superkompensationseffekt nach einiger Zeit nachläßt und wieder vom ursprünglichen Leistungniveau ausgegangen werden muß . Das Ziel einer optimalen Trainingssteuerung ist es, die Intervalle so zu wählen, da  durch die wiederholte sberlagerung von Superkompensationseffekten eine optimale Leistungssteigerung erreicht wird. Die Regenerationszeit für intensives Maximalkrafttraining betr,gt mindestens 72 Stunden. Daraus folgt, da  dieses höchstens 2x wöchentlich durchgeführt werden sollte. Das Training von Ausdauerbelastungen kann dagegen je nach Intensität alle 1-2 Tage wiederholt werden. Zu oft wiederholtes intensives Training ohne ausreichende Regenerationszeiten ist ein Trainingsfehler. Folgen sind neben ausbleibender Leistungsverbesserung auch ein gehäuftes Auftreten von überlastungsschäden am Bewegungsapparat und eine Schwächung des Immunsystemes mit erhöhter Anfälligkeit für Infektionen der oberen Atemwege.

Höchstleistungen können häufig nur an der Grenze zum Übertraining erbracht werden. Der meist für den Erfolg unverzichtbare Einsatz von Dopingmitteln gefährdet die Gesundheit der Spitzensportler zusätzlich in hohem Maße. Das Wissen um frühzeitige Arthroseentwicklung bei Spitzensportlern freut zwar den jungen Orthopäden und Sportmediziner, untermauert gleichermaßen die Vorbehalte gegen zu extreme Sportausübung.

Während diese kleine Gruppe von Leistungssportlern unter den Folgen eines Zuviel des Sportes leidet, stellt sich umgekehrt für die meisten Menschen das Problem des Zuwenig an Bewegung. Im Computerzeitalter des virtuellen Sportes ist körperliche Aktivität für viele Menschen aus dem Alltag und der Freizeit verdrängt. Früh auftretende Bandscheibenvorfälle und chronische Rückenschmerzen sind Zeichen für mangelnde Stabilisierung der Wirbelsäule durch die Rücken- und Bauchmuskulatur. Defizite im Bereich von Bewegung, Kraft und Koordination sind langfristig mit einer erhöhten Rate an schmerzhaften degenerativen Veränderungen des Bewegungsapparates verbunden und begünstigen die Entwicklung eines übergewichtes. Ein Teufelskreis von weiterer Bewegungseinschränkung und überlastung der Gelenke beginnt. Von daher bewährt sich beim Training und Sport wie im Leben überhaupt das viel zitierte "Maß der Dinge".

Dr. med. U. Geitner



Stand: 10.01.2006