Hüter-Becker, A./ Dölken, M./ (Hrsg.) Biomechanik ...¶lken... · Hüter-Becker, A./ Dölken, M./ (Hrsg.) Biomechanik, Bewegungslehre, Leistungsphysiologie, Trainingslehre by naturmed

Hüter-Becker, A./ Dölken, M./ (Hrsg.)Biomechanik, Bewegungslehre, Leistungsphysiologie,

Trainingslehre

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aus: Hüter-Becker u. a., Biomechanik, Bewegungslehre, Leistungsphysiologie, Trainingslehre (ISBN 9783131368621) © 2011 Georg Thieme Verlag KG


V

Inhaltsverzeichnis

1 Biomechanik und Bewegungslehre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.1 Biomechanik früher und heute . . . . . . . 3Britta Voelker

1 .1 .1 Entwicklung der Biomechanik . . . . . . . . . 31 .1 .2 Überblick über Anwendungs bereiche

der Biomechanik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.2 Physikalische, mechanische und

mathematische Grundlagen . . . . . . . . . . 7Dieter Klein

1 .2 .1 Kinematik – Kinetik – Statik – Dynamik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1 .2 .2 Größen und Einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 .2 .3 Messen – Darstellen – Berechnen . . . . . . 91.3 Mechanik fester Körper . . . . . . . . . . . . . . 141 .3 .1 Kinematik, die Lehre von den

Bewegungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 .3 .2 Dynamik, die Lehre von den wirkenden

Kräften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.4 Mechanik der Flüssigkeiten und

Gase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351 .4 .1 Eigenschaften ruhender Flüssigkeiten

(Hydrostatik) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351 .4 .2 Eigenschaften ruhender Gase

(Aerostatik) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381 .4 .3 Eigenschaften sich bewegender

Flüssigkeiten und Gase (Hydrodynamik, Aerodynamik) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

1.5 Mechanisches Gleichgewicht . . . . . . . . . 431 .5 .1 Schwerpunkt, Schwerelinie und Unter

stützungsfläche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431 .5 .2 Gleichgewichtsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451.6 Kinematik der Gelenke des

menschlichen Körpers . . . . . . . . . . . . . . . 461 .6 .1 Freiheitsgrade/Bewegungsumfang . . . . . 461 .6 .2 Gelenk ist nicht gleich Drehachse . . . . . . 471.7 Statische und dynamische

Bestimmung der Gelenkkraft . . . . . . . . . 491 .7 .1 Kriterien zur Bestimmung von Gelenk

kräften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491 .7 .2 Messung der Muskelaktivität . . . . . . . . . . 501 .7 .3 Kriterien zur Bestimmung der Muskel

kraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511.8 Biomechanische Betrachtung

exem plarisch ausgewählter Gelenke . . 511 .8 .1 Hüftgelenk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521 .8 .2 Kniegelenk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551.9 Biomechanische Untersuchungs-

methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561 .9 .1 Winkelmessung an Gelenken . . . . . . . . . . 561 .9 .2 Kraftmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561 .9 .3 Messung der FußBoden Reaktions

kräfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 571 .9 .4 Positionsbestimmung von markierten

Körperpunkten in Bewegung . . . . . . . . . . 58

2 Biomechanik der Körperstrukturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67Jochen Schomacher

2.1 Gewebe und Kräfte, die auf sie einwirken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

2.2 Biomechanik des Bindegewebes . . . . . . 692 .2 .1 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 702 .2 .2 Reaktion des Bindegewebes bei lang

dauernder Überbelastung . . . . . . . . . . . . . 742 .2 .3 Reaktion des Bindegewebes bei schnell

verlaufender Überbelastung (Wundheilung) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

2 .2 .4 Reaktion des Bindegewebes bei Unterbelastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

2 .2 .5 Dehnung von Bindegewebe . . . . . . . . . . . . 792.3 Biomechanik des Knochens . . . . . . . . . . 812 .3 .1 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

2 .3 .2 Reaktionen des Knochens auf Belastung bzw . Beanspruchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

2 .3 .3 Reaktionen des Knochens auf Über belastung: Fraktur und Frakturheilung . . 83

2 .3 .4 Reaktionen des Knochens auf Unterbelastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

2 .3 .5 Der Knochen als Hebel . . . . . . . . . . . . . . . . 852.4 Biomechanik der Bandscheibe . . . . . . . . 852 .4 .1 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 852 .4 .2 Reaktionen der Bandscheibe

auf Überbelastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 872 .4 .3 Reaktionen der Bandscheibe bei Unter

belastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 892 .4 .4 Belastung an der Wirbelsäule . . . . . . . . . . 89



VI Inhaltsverzeichnis

2 .4 .5 Die Gleitkräfte der Bandscheibe beim Stehen und Sitzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

2.5 Biomechanik des Knorpels . . . . . . . . . . . 942 .5 .1 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 942 .5 .2 Mechanische Eigenschaften

des hyalinen Gelenkknorpels . . . . . . . . . . 952 .5 .3 Reaktion des hyalinen Gelenkknorpels

auf Überbelastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 962 .5 .4 Reaktion des hyalinen Gelenkknorpels

auf Unterbelastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 972 .5 .5 ArthroseEntstehung am Beispiel der

Koxarthrose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 982 .5 .6 Entlastungsmechanismen des Patienten

mit Koxarthrose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 992 .5 .7 Beispiele zu Gelenkkräften im Hüft

gelenk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1012 .5 .8 Einfluss des Antetorsionswinkels

auf die Überdachung des Caput femoris . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

2.6 Biomechanik des Muskelgewebes . . . . 1032 .6 .1 Aufbau des quer gestreiften Skelett

muskels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1032 .6 .2 Reaktionen des Muskels auf Über

belastung – Heilung von Muskel läsionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

2 .6 .3 Reaktionen des Muskels auf Unter belastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

2 .6 .4 Muskeldehnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1072 .6 .5 Wirkung der Muskelkraft auf die

passiven Strukturen des Bewegungs systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

2.7 Biomechanik des Nervensystems . . . . . 1122 .7 .1 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1122 .7 .2 Reaktionen des Nervensystems auf

mechanische Überbelastung . . . . . . . . . . . 1142 .7 .3 Reaktion des Nervensystems auf

mechanische Unterbelastung . . . . . . . . . . 1182.8 Biomechanik des kardiopulmonalen

Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

3 Physiologie, Leistungsphysiologie, Pathophysiologie . . . . . . . . . . . 129Wolfgang Laube

3.1 Biologische Grundlagen – Reaktions- und Aktionsfähigkeit lebender Organismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

3 .1 .1 Ruhemembranpotenzial (RMP) . . . . . . . . 1313 .1 .2 Aktionspotenzial (AP) . . . . . . . . . . . . . . . . . 1333 .1 .3 Leitung der Aktionspotenziale . . . . . . . . . 1353 .1 .4 Die chemische Synapse . . . . . . . . . . . . . . . . 1373 .1 .5 Bahnung und Hemmung . . . . . . . . . . . . . . 1413.2 Sensomotorisches System (SMS) –

Schnittstelle zwischen Mensch und Umwelt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

3 .2 .1 Grundelemente und Funktions weisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

3 .2 .2 Was ist das sensomotorische System? . . 1453 .2 .3 Sensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1453 .2 .4 Aufsteigende sensorische Leitungs

bahnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1533 .2 .5 Leistungen der verschiedenen Ebenen

des sensomotorischen Systems . . . . . . . . 1573 .2 .6 Absteigende motorische Leitungs

bahnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1673 .2 .7 Motorische Vorderhornzellen

(α- und γ-Motoneurone), motorische Einheiten (ME) und Kraftabstufung (Rekrutierungsordnung) . . . . . . . . . . . . . . . 169

3 .2 .8 Skelettmuskel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1873 .2 .9 Grundprinzip der Bewegungs

programmierung und Bewegungs regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

3 .2 .10 Muskeltonus – biophysikalische und neurophysiologische Zustands größe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

3.3 Logistiksysteme des sensomotorischen Systems: die funktionelle Kette der Sauerstoffaufnahme . . . . . . . . 210

3 .3 .1 Biologische Grundlagen der Sauerstoffaufnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210

3 .3 .2 Sauerstoffaufnahme der Lunge . . . . . . . . . 2103 .3 .3 HerzKreislaufSystem und

Atemgastransport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2173 .3 .4 Sauerstoffaufnahme des Blutes . . . . . . . . . 2283 .3 .5 Energiestoffwechsel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2313 .3 .6 SäureBasenHaushalt . . . . . . . . . . . . . . . . . 2363 .3 .7 Wasser und Elektrolythaushalt . . . . . . . . 2383 .3 .8 Temperaturregulation . . . . . . . . . . . . . . . . . 2393 .3 .9 Neurovegetatives und hormonelles

Regulationssystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2423.4 Leistungsphysiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . 2473 .4 .1 Leistungsfähigkeit und Adaptationen

des sensomotorischen Systems und der Logistiksysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247Wolfgang Laube

3 .4 .2 Zyklus Belastung–Beanspruchung– Ermüdung–Erholung–Adaptation . . . . . . 249

3 .4 .2 Koordination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2593 .4 .3 Ausdauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2673 .4 .4 Kraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281

2.4 Biomechanik der Bandscheibe 85



2

2.3.4 Reaktionen des Knochens auf Unterbelastung

Wie jedes Gewebe des Organismus atrophiert auch das Knochengewebe bei verminderter Belastung. Die Tätigkeit der Osteoklasten überwiegt dann die der Osteoblasten. Dabei wird organische und an-organische Knochenmasse abgebaut. Der Knochen verliert an Belastbarkeit (Klümper 1982). Am deut-lichsten ist dies bei Astronauten beobachtet worden, die längere Zeit im schwerelosen Raum zugebracht und an Knochenmasse verloren haben. Doch auch bei Patienten, die eine längere Bettruhe einhalten müssen, oder bei älteren Menschen, die sich weni-ger bewegen, vermindert sich die Knochenmasse und es bildet sich die „physiologische“ Inaktivitäts-Osteoporose. Physiologisch ist sie als folgerichtige Reaktion auf Nichtgebrauch. Durch Druckbelastung können die Osteoblasten zu vermehrter Aktivität angeregt werden, Knochenmasse aufzubauen. Da-raus resultiert der kausale physiotherapeutische Ansatz der Behandlung der Osteoporose durch Druckbelastung in Form von dynamischer Muskel-arbeit (Bewegung).

Beispiel Osteoporose: Die Knochendichte der LWS und des Femurschenkelhalses kann schon allein durch regelmäßiges Training auf dem Fahrradergo-meter erhöht werden (z. B. 3 × wöchentlich 30 min bei 60–80 % der maximalen Herzfrequenz) (Bloom-field et al. 1993).

2.3.5 Der Knochen als Hebel

Der Knochen stellt einen Hebel dar, auf den die Kraft der Muskeln einwirkt (Abb. 2.15). Die mecha-nische Analyse dieses Systems erlaubt dem Physio-therapeuten, das Verhältnis von (Körper-)Last und (Muskel-)Kraft am Knochenhebel und den Druck im Gelenk bzw. in dazwischenliegenden Strukturen wie den Bandscheiben der Wirbelsäule zu berech-nen. Dabei beinhaltet die graphische Darstellung den Nachteil der zweidimensionalen Betrachtungs-weise eines dreidimensionalen Geschehens. So herausgefundene Werte gelten daher nur als An-näherungswerte, die jedoch bei der Dosierung der Physiotherapie hilfreich sind.

2.4 Biomechanik der Bandscheibe2.4.1 Aufbau

Die Wirbelsäule ist ein komplexes Organsystem des Bewegungsapparates, dessen übereinander liegende Wirbelkörper im beweglichen Bereich vom 2. Halswirbel bis zum Sakrum durch 23 Band-scheiben miteinander verbunden sind. Diese bilden eine spezielle Form der faserknorpeligen Symphyse: kalzifizierter hyaliner Knorpel liegt auf den knöchernen Wirbelkörpern und geht in fibrösen Knorpel über. Der Anulus fibrosus enthält als Faserknorpel viele Kollagenfasern, die parallel verlaufend in Lamellen angeordnet sind. Die Aus-richtung der Fasern einer Lamelle ist jeweils ent-gegengesetzt zu der Ausrichtung der Fasern der benachbarten Lamellen. Ihr Verlauf bildet mit der Horizontalen einen Winkel von ca. 30° (Abb. 2.16). Sie umschließen einen faserärmeren Teil, den Nu-

cleus pulposus, der sich von der Chorda dorsalis ableitet und wie der Anulus ein hohes Wasser-bindungsvermögen aufweist. Durch die Abnahme der Wasserbindungskapazität und die zusätzlich eintretende Fibrosierung der Bandscheibe (Palast-agna et al. 1994) entsteht der Elastizitätsverlust im Alter (Junqueira u. Carneiro 1992).

Der hohe Wassergehalt (> 70 %) von Anulus fi-brosus und Nucleus pulposus ist für die Elastizität und Widerstandsfähigkeit der Bandscheibe wich-tig. Sie ist in den peripheren Bezirken nur gering durchblutet, was für den die Nährstoffe trans-portierenden Flüssigkeitsaustausch unzureichend ist. Der Wirbelkörper selbst ist gut durchblutet. Von ihm aus diffundieren die Nährstoffe durch die knorpelige Schicht zwischen Wirbelkörper und Discus intervertebralis (Dhenin 1990). Dieser Stoff-austausch kann durch den Wechsel zwischen Druck

kg

Last

dL = LastarmdM = Kraftarm

Abb. 2.15 Der Knochen als Hebel.

86 2 Biomechanik der Körperstrukturen



2

und Entlastung beschleunigt werden. Rhythmische Bewegung ist daher ein wichtiger Faktor für die Verbesserung der Ernährung der Bandscheiben. Bei unserer bewegungsarmen sitzenden und stehenden Lebensweise überwiegt der Druck zeitlich gesehen oft die Entlastung. Da die Flüssigkeitsaufnahme bei Druckentlastung exponential ansteigt, d. h., dass sie anfangs hoch ist und dann langsam geringer wird (Kapandji 1985), empfiehlt es sich, mehrere kurz-zeitige Liegepausen während des Tages einzulegen. Dieses Verhalten haben die Menschen während ver-schiedener Epochen ausgeübt, wie z. B. die antiken Griechen und Römer, die im Liegen aßen, Besuch empfingen usw.

Das wasseranziehende Verhalten der Bandschei-be wird sichtbar, wenn man morgens und abends die Körpergröße misst. Durch den ständigen Kom-pressionsdruck während der aufrechten Haltung am Tag verliert die Bandscheibe Flüssigkeit. Deshalb ist die Wirbelsäulenhöhe und damit die Körper größe abends ca. 1–2 cm geringer als morgens (Leutert u. Schmidt 1997). Während der horizontalen Lage in der Nacht kann die Flüssigkeit bei entspanntem Muskeltonus wieder angesaugt und die ursprüng-liche Höhe wiedergewonnen werden. Der Auftrieb und die wärmebedingte Muskelentspannung im

warmen Bewegungsbad beschleunigen die Flüssig-keitsaufnahme ebenfalls.

Die Randbezirke der Bandscheibe sind sensibel innerviert, besonders die dorsolateralen, und somit schmerzempfindlich (Bogduk 1994). Die Regene-ration verletzten Bandscheibengewebes verläuft in den durchbluteten Randbereichen narbig, in den avaskulären Bereichen hingegen bleiben die Risse bestehen.

Die Aufgaben der Bandscheibe sind: █ Übertragung der Druck- und Zugkräfte von ei-

nem Wirbel zum benachbarten █ Abstandhaltung zwischen den Wirbelkörpern,

um Bewegungen um Achsen im Segment zu er-lauben.

█ Abbremsen von Scher- und Gleitkräften (Stabili-tät des Wirbelsegments)

█ Abpuffern von Stoßbelastungen nur gering und vorwiegend bei weichen Stoßbelastungen; die Hauptpufferung geschieht durch die Verbiegung der Wirbelsäule in der Sagittal- und Frontalebene (Müller-Gerbl u. Putz 1997).

Die Bandscheibe wird auf Druck und Zug bean-sprucht. Zugbeanspruchung kommt bei alltäglichen Bewegungen fast immer im Zusammenhang mit Druckbelastung vor.Bei reiner Druckbelastung wird die gesamte Band-scheibe komprimiert. Ihre Ränder wölben sich seit-lich leicht vor. Sie funktioniert dabei ähnlich wie ein Wasserkissen, das mehrere untereinander in Ver-bindung stehende Kammern enthält. Diese sind im Zentrum groß (Bereich des Nucleus pulposus) und in den Randbereichen klein (Bereich des Anulus fibrosus). Als Wasserkissen erlaubt die Band scheibe eine gleichmäßige Kraftübertragung von einem Wirbel zum benachbarten in unterschiedlichen Stellungen des Wirbelsäulensegmentes.

Aufgaben der Bandscheibe: Kraftübertragung zwischen zwei Wirbeln, Bewegung ermöglichen durch Abstand-halten zwischen zwei Wirbeln, Segment stabilisieren, gering nur Abpuffern von Stößen. Bei axialer Belastung der Wirbelsäule erfolgt eine Verteilung der Druck-beanspruchung des Nucleus pulposus auf den gesamten Anulus fibrosus, dessen Fasern eine Zugbeanspruchung erfahren. Bei nicht axialer Belastung erfolgt die Wei-terleitung der Beanspruchung betont auf einige Teile des Anulus fibrosus, deren Zugbeanspruchung dadurch um ein Vielfaches ansteigt. Der Wechsel zwischen Druck und Entlastung beim Bewegen fördert die Trophik der Band-scheibe.

Abb. 2.16 Verlauf der kollagenen Fasern im Anulus fibrosus.




2

2.4.2 Reaktionen der Bandscheibe auf Überbelastung

Steigt der Druck in der Bandscheiben, kommen die Fasern im Anulus fibrosus unter vermehrte Zug-spannung und können „einreißen“. Das Material der Bandscheibe drängt dann durch die gerissenen Lamellen nach außen und kann als Protrusion (Band-scheibenvorwölbung) hervorragen. Reißen auch die äußeren Teile der Bandscheibe ein, so „fällt“ Band-scheibenmaterial als Prolaps (Bandscheibenvorfall) heraus (Abb. 2.17a–b). Die Richtung dieses Vorfalls kann sowohl horizontal sein wie z. B. nach dorsal oder dorso-lateral als auch vertikal in die Grund- oder Deckplatte des benachbarten Wirbelkörpers (Schmorl-Knötchen).

Bei axialer Kompression kommt es jedoch kaum zu Bandscheibenvorfällen. In südlichen Ländern sieht man häufig Menschen, die große Lasten auf dem Kopf tragen. Dabei nehmen sie eine aufrechte Haltung ein und haben keine Beschwerden. Eine axiale Kompression des Wirbelsäulensegmentes über die Belastungsgrenze hinaus führt zur End-plattenfraktur (White u. Panjabi 1990). Diese End-plattenfraktur setzt möglicherweise chemische Stoffe frei, die eine Degeneration der Bandscheibe initiieren.

Auch muskuläre Anspannung führt zur Erhöhung des intradiskalen Drucks (Wilke et al. 1999; Drevet et al. 1990), der bei eingerissenem Anulus die Lä-sionsstelle vermehrt beanspruchen kann. Patienten mit akutem Bandscheibenvorfall vermeiden daher größere muskuläre Arbeit. Sind sie während ihrer Genesung dennoch dazu genötigt, nehmen sie auto-matisch eine „gerade“ Haltung ein, weil bei axialer Kompression die Beanspruchung der Bandscheibe geringer ist als bei nicht axialer.

Eine axiale Zugbelastung der Wirbelsäule tritt bei physiologischen Alltags- und sportlichen Aktivitä-ten kaum auf. Selbst wenn der Mensch sich mit den Händen an eine Stange hängt oder von einem Gurt um den Thorax in der Luft gehalten wird, bleibt die Anspannung der Rumpfmuskeln hoch (Turbelin u. Peyranne 1993).

Die Zugspannung in Teilen der Bandscheibe steigt jedoch an, wenn die Wirbelsäule nicht axial belastet wird (White u. Panjabi 1990). Dabei wird die Flüssig-keit in der Bandscheibe in die Bereiche verschoben, die von der Druckeinwirkung entfernt sind. Dort steigt dadurch die Spannung der kollagenen Fasern des Anulus fibrosus. Diese Spannungszunahme be-wirkt eine Begrenzung der Bewegung und stellt ei-nen physiologischen Mechanismus dar. Die kollage-nen Fasern des Anulus fibrosus sind hierfür gebaut.

Erst wenn in dieser nicht lotgerechten Stellung der Wirbelsäule die Belastung zu lange anhält und/oder die Belastung zu groß ist bzw. die Belastbar-keit zu klein, wirkt sie sich negativ aus. Belastungen dieser Art kommen für die dorsalen Strukturen z. B. beim lang dauernden „krummen“ Sitzen (globaler Rundrücken) und beim Heben großer Gewichte mit gekrümmtem Rücken vor. Die ventralen Strukturen der Lendenwirbelsäule erfahren beim Stehen mit Hyperlordose primär die Zugbeanspruchung.

Die Zugspannung im Anulus fibrosus führt bei endgradiger Einwirkung über längere Zeit zur Deh-nung und bei Belastungen, die oberhalb der Belast-

Abb. 2.17a–b Bandscheibenvorfälle sichtbar in der Kern-spintomografie. a Im Bereich der LWS. b Im Bereich der HWS (aus: Niethard 2003).

a

b




2

barkeitsgrenze liegen, zur Ruptur der kollagenen Fasern. Da die peripheren Randbezirke des Diskus innerviert sind, empfindet der Patient Schmerz bei hohen Beanspruchungen bzw. Läsionen in der äu-ßeren Bandscheibe (Bogduk 1994) und nimmt eine typische Schonhaltung ein (Abb. 2.18).

Beispiele Bandscheibenvorfall: █ Das auslösende Ereignis für Bandscheibenvor-

fälle in den Wirbelkörper (Schmorl-Knötchen) ist unbekannt. Vorstellbar sind zu hohe Druckbelas-tungen der Wirbelsäule bei Sprüngen, ein „Tritt ins Leere“ beim Verfehlen der Bordsteinkante u. ä. Axiale Belastungen führen wahrscheinlich zu zentral gelegenen Schmorl-Knötchen. Druck-belastungen in Flexion verlagern die Belastungs-linie nach ventral und erzeugen eher dort die Schmorl-Knötchen. Diese Mechanismen spielen sich auch beim Morbus Scheuermann ab.

█ Das Heben eines ungewohnt schweren Gegen-standes mit krummen Rücken führt zur Zug-belastung in den dorsalen Bandscheibenanteilen durch die Flexion der Wirbelsäule. Diese Zug-

belastung wird durch den Druck verstärkt, der durch das Heben (langer Lasthebel) und die Muskelkraft erzeugt wird. Wie hoch die Belas-tung und wie sehr eine verminderte Belastbar-keit vorhanden sein muss, damit die Bandscheibe zerreißt, ist unklar (s. a. 2.4.3). Entstehen kann ein Riss im Bandscheibengewebe, ohne oder mit Protrusion oder gar Prolaps.

Die entscheidenden Faktoren Dauer und Höhe der einwirkenden Belastung sind zwar experimentell messbar, jedoch hängt ihre Auswirkung von der individuellen Belastbarkeit des Patienten ab. Daher können keine festen Grenzwerte genannt werden. Nach Verletzungen (z. B. Bandscheibenvorfall) oder längerer Schonung muss mit einer Minderung der Belastbarkeit gerechnet werden. Die Belastung soll-te in solchen Fällen anfangs gering sein, um durch progressive Steigerung ein funktionelles Maß an Belastbarkeit zu erreichen.

Mittlere funktionelle Reize sollten auf die gesun-de Bandscheibe ausgeübt werden (s. auch Kapitel 2.1). Mit dem Begriff funktionell ist die Belastung ge-meint, die dem Bewegungsapparat des Individuums in seinem Alltag bei beruflichen, sportlichen und freizeitlichen Tätigkeiten zugemutet wird. Für einen gesunden Rücken sind endgradige Bewegungen in allen Richtungen und Belastungen wie das Heben von Gewichten funktionell. Bandscheiben, die bei körperlich arbeitenden Menschen viel bewegt und belastet werden, benötigen als so genannten Aus-gleich eher eine Entlastung als vorwiegend sitzend tätige Menschen, denen für die Verbesserung der Ernährung ihrer Bandscheiben mit Bewegung bes-ser gedient ist.

Dieses Prinzip eines physiologischen Bewegungs-verhaltens, das der Belastbarkeit der einzelnen Strukturen angepasst und entsprechend den Anpas-sungsvorgängen und -möglichkeiten des Organis-mus gestaltet wird, bildet den (mechanischen) Kern der so genannten „Rückenschule“: aufrechte und schonende Haltung der Wirbelsäule bei geringer Be-lastbarkeit und zunehmende dynamische Belastung der Wirbelsäule durch das gesamte Bewegungsaus-maß im Laufe der Genesung mit dem Ziel der Erhö-hung der Belastbarkeit (Schomacher 2001). Durch das so genannte Belastungstraining bei chronischen Rückenpatienten, ergänzt durch psychosoziale Aspekte, wurde eine signifikante Wiederaufnahme der Arbeit festgestellt (Voisin et al. 1994; Lindström et al. 1992).

Abb. 2.18 Typische Schonhaltung bei Schmerzen bei Bandscheibenschädigung (aus: Niethard 2003).




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Zu einer Überlastung der Bandscheibe kommt es, wenn zu lang belastet wird und/oder die Belastung zu hoch ist (Faktoren Belastungsdauer und Belastungshöhe). Die therapeutische Schwierigkeit besteht in der Bestimmung der individuellen Belastbarkeitsgrenze des Patienten. Funktionelle Rückenschule ist eine Form der Vermittlung, bei der die Belastung des Patienten seiner Belastbarkeit angepasst und entsprechend dem Anpassungsver-mögen des Organismus bis zu den funktionellen Bedürf-nissen und physiologischen Möglichkeiten des Patienten durch Training gesteigert wird. Ergänzt wird sie durch Schmerzbewältigungsstrategien u. ä.

2.4.3 Reaktionen der Bandscheibe bei Unterbelastung

Unterbelastung einer Struktur bedeutet, sie der Rei-ze zu berauben, für die sie gebaut ist. Wird die Band-scheibe zu wenig auf Druck und Zug beansprucht, führt das zu einer Atrophie und einer vermin-derten Belastbarkeit ihrer Strukturen. Ein Schonen ist daher nur auf verletzte bzw. vermindert belast-bare Bandscheiben und entsprechend der Regenera-tionsmöglichkeiten zeitbegrenzt anzuwenden.

Patienten mit akutem Bandscheibenvorfall ver-bleiben anfangs in der entlastenden und raum-gebenden Schonhaltung, die durch reflektorische Muskelverspannungen gehalten wird, und ver-meiden unnötige Belastungen. Mit Rückbildung des akuten Stadiums nimmt die muskuläre Abwehr-spannung ab, und viele Patienten ignorieren mehr und mehr die Hinweise zum „geraden Sitzen, gera-den Heben“ etc. Die Läsion heilt und das Narben-gewebe der Bandscheibe passt sich den zunehmen-den Belastungen an.

Erst wenn die Belastbarkeitsgrenze mit den oben genannten Faktoren der Dauer und der Höhe der Be-lastung überschritten wird, kommt es zu erneuten Verletzungen. Je weniger die Bandscheibe „trainiert“ wurde, desto niedriger ist ihre Belastbarkeitsgrenze und desto leichter treten erneute Läsionen auf. Das Überschreiten der Belastbarkeitsgrenze findet sich in der Patientengeschichte einer Bandscheiben-läsion immer wieder, wenn z. B. bei ungewohnten Tätigkeiten wie Wohnungsumzug, Koffertragen in den Ferien u. ä. ein plötzlich einschießender Rü-ckenschmerz auftritt (der „Hexenschuss“, wie er 1487 im in Straßburg herausgegebenen Hexenham-mer erstmals benannt wurde).

Die Schwierigkeit der Therapie liegt neben der Symptomlinderung im Abschätzen der individuel-len Belastbarkeitsgrenze für Trainingszwecke.

Fallbeispiel „Hexenschuss“: Der 43-jährige Patient berichtet, vor 2 Tagen ungewohnt lange am Com-puter im Sitzen gearbeitet zu haben. Als er aufstand, „schoss es ihm plötzlich ins Kreuz“ und ein heftiger Schmerz trat im unteren Rücken auf, der ihn auf den Boden zwang. Dort lag er mit gekrümmtem Rü-cken und konnte sich nur mühsam auf allen Vieren ins Bett schleppen. Der gerufene Hausarzt gab ihm eine Spritze gegen den Schmerz. Am nächsten Tag war ein Aufstehen mit Schmerz und Schonhaltung in Flexion kurzzeitig möglich. Ärztliche Diagnose: Band-scheibenvorfall L5-S1.

Möglicher Pathomechanismus: Ruptur der dorsalen Bandscheibe nach ungewohnt langem Sitzen (lange Dauer) in Flexion (hohe Zugspannung auf die dorsa-len Bandscheibenteile) beim plötzlichen Aufstehen (Belastungserhöhung) auf dem Boden einer wahr-scheinlich verminderten Belastbarkeit. Es ist schwer zu sagen, ob beim jeweiligen Ereignis die Belastung zu hoch, die Belastbarkeit zu gering war oder beides zutraf (s. a. 2.4.2).

Eine Belastung, die unterhalb der individuellen Belastbar-keitsgrenze liegt, führt zur Atrophie und zur Minderung der Belastbarkeit der Bandscheibe. Eine verminderte Belastbarkeit wird bei ungewohnt hohen Belastungen zum Risiko (eine mögliche Rezidivursache bei Rückenpa-tienten). Eine Belastung ist dann physiologisch, wenn sie ab und zu an die individuelle Belastbarkeitsgrenze heran reicht, um sowohl Atrophie als auch Überbelastung zu vermeiden.

Um die Belastung der Bandscheibe besser ein-schätzen zu können, sei im Folgenden erklärt, wie das Wirbelsäulensegment als Hebelsystem und als schiefe Ebene betrachtet werden kann. Die Beurtei-lung der Hebellängen und der Neigung der schiefen Ebene findet eine praktische Anwendung in der Veränderung verschiedener Alltagsaktivitäten wie Heben und Sitzen.

2.4.4 Belastung an der Wirbelsäule

Die Bewegungsachse des Wirbelsegments bildet den Drehpunkt eines zweiarmigen Hebels (Abb. 2.19). Dieser setzt sich aus dem ventral gelegenen Lastarm der Last und dem dorsal gelegenen Kraftarm der gegenhaltenden autochthonen Rückenmuskeln zu-sammen. Der Krafthebel der autochthonen Rücken-muskeln ist lumbal umso größer, je ausgeprägter die LWS-Lordose ist. Um in diese Lordosestellung zu gelangen, müssen sich die Rückenmuskeln jedoch




2

kontrahieren. Dadurch wird der Druck auf die Dreh-achse des zweiarmigen Hebels verstärkt. Die Belas-tung der LWS z. B. beim Tragen ist daher in leichter Lordose am geringsten. Dann ist der Kraftarm für die autochthone Rückenmuskulatur groß und die Muskelkontraktion zur Betonung der Lordose noch gering (Daggfeldt 1996).

Der Hebel der Ligamente ist kleiner als derjenige der Muskeln, weil die Ligamente gelenknaher und da-mit auch näher an der Drehachse des Hebelsystems liegen. Lässt der Mensch sich in seinen Bändern der Wirbelsäule „hängen“, müssen diese dem Lastarm des Körpergewichts „entgegenhalten“. Da ihr Kraft-arm aber kleiner ist als der der Muskulatur, müssen sie mehr (passive) „Kraft aufwenden“. Hinzu kommt der verlängerte Hebelarm der Last in der „schlaffen“

Wirbelsäulenhaltung und die Dehnung der dorsalen Strukturen. Mehrere Argumente sprechen also gegen eine lang dauernde schlaffe Haltung.

Am einfachsten lässt sich die Belastung der Wir-belsäule durch Verkleinerung des Lastarmes redu-zieren, indem man bei aufrechter Körperhaltung das Gewicht möglichst nahe am Rumpf hält (Abb. 2.20).

Übergewicht vergrößert die ventrale Rumpflast und damit sowohl das Gewicht der Last, als auch den Lastarm, sodass die aufzuwendende Kraft der Rückenmuskeln ansteigen muss – und damit die Kompression des Diskus intervertebralis zunimmt (Abb. 2.21).

Ebenso wird der Lastarm des Körpergewichts durch eine krumme Sitzhaltung verlängert (Abb. 2.22). Diese wird durch die übliche Höhe der Tischmöbel begünstigt. Die vom Comité Européen de Normalisation (CEN 1982) empfohlene Tisch-höhe von 65 cm ist um ca. 6,6 cm zu niedrig (Mandal 1990). Denn die durchschnittliche Körpergröße ist im 20. Jahrhundert um ca. 10 cm gestiegen. Höhere Tische und eine nach vorne abwärts geneigte Sitzflä-che erleichtern die Aufrichtung der Wirbelsäule und verringern somit die Länge des Lastarms des Ober-körperschwerpunktes signifikant (Mandal 1990). Diese Hilfsmittel erleichtern das gerade Sitzen, kön-nen die schlaffe Sitzhaltung jedoch nicht verhindern.

Das Hebelsystem im Wirbelsegment ist ein Ar-gument für die Empfehlung der axialen Belastung

Oberkörper-gewichtz.B. 40kg

M.multifidusDrehpunkt

Abb. 2.19 Hebelsystem des Wirbelsegmentes.

Objekt-gewicht

Oberkörper-gewicht

Muskel-kräfte

Objekt-gewicht

Oberkörper-gewicht

Muskel-kräfte

Band-scheiben-

lager

Band-scheiben-

lagerAbb. 2.20 Eine Verkürzung des Last-arms verringert die notwendige Kraft der Rückenmuskeln und damit den Kompressionsdruck auf die Band-scheibe.

144 3 Physiologie, Leistungsphysiologie, Pathophysiologie



3

3.2 Sensomotorisches System (SMS) – Schnittstelle zwischen Mensch und Umwelt

3.2.1 Grundelemente und Funktions-weisen

Dieses Kapitel zeigt, dass das SMS die aktive Kom-ponente des Stütz- und Bewegungssystems ist. Es hat während jeder Bewegung gleichzeitig 2 sehr komplexe, miteinander untrennbar verknüpfte Leistungen zu erbringen:

█ Zielsensomotorik: Sie beinhaltet alle sensomoto-rischen Komponenten, die der Aufgabe bzw. der Zielstellung der Bewegungshandlung dienen.

█ Stützsensomotorik: Diese umfasst alle sensomo-torischen Komponenten, mit denen Haltung, Stel-lung und Gleichgewicht gewährleistet werden.

Zielsensomotorik. Sie beinhaltet: █ dynamisches Erkennen der aktuellen Haltung,

Stellung und des Funktionszustands der Musku-latur, der Sehnen-, Band-, und Kapselstrukturen,

█ Auswahl und Anpassung der sensomotorischen Handlungsstrategie an die Aufgabenstellung und die Situation,

█ Vorwegnehmen (Antizipieren) des Bewegungs-ergebnisses, als Basis der Bewegungskontrolle und einer potenziellen Bewegungskorrektur,

█ Programmieren und Ausführen der gewünschten Bewegung in einem rückgekoppelten und damit geregelten Prozess.

Dementsprechend werden Muskeln und Muskel-gruppen zum richtigen Zeitpunkt und über das richtige Zeitintervall (timing) eingesetzt. Die der Aufgabe und Situation angepasste Kraft und Kon-traktionsgeschwindigkeit werden entwickelt. Dann entscheiden die zum Bewegungsprogramm gehö-rende Regulation der Logistiksysteme und die ener-getische Ausstattung der Muskelfasern, mit welcher Dauer und welcher Intensität die Bewegung aus-geführt werden kann.

Stützsensomotorik. Sie ist verantwortlich für: █ die aktive statische und/oder dynamische Siche-

rung und Stabilisierung von Haltung, Stellung und Gleichgewicht mit Hilfe der spinalen und su-praspinalen sensomotorischen Grundbausteine.

Bei jeder Körperhaltung oder Bewegung sind die zielge-richteten Muskelaktiviäten zwingend mit jenen zur Auf-rechterhaltung von Haltung, Stellung und Gleichgewicht verbunden.

Die sensomotorische Aktivität ist die direkt sicht-bare Komponente der Funktion des SMS. Die gleich-zeitig ablaufende Stützsensomotorik ist z. B. an der Bewegungssicherheit, also an den Merkmalen der Bewegungsqualität, zu erkennen.

Die Bewegungsqualität hat aus der Sicht des SMS zwei Dimensionen:

█ Sie charakterisiert das Erreichen des Zieles. Für einen Musiker bedeutet dies, den richtigen Ton zum richtigen Zeitpunkt zu treffen, und für den Sportler, entweder den Ball im Netz unterzu-bringen oder auch mit einem Wurfgerät (Kugel, Speer) eine hohe Weite zu erreichen.

█ Die Bewegungsqualität ist mit der Regulation von Haltung, Stellung und Gleichgewicht verbunden, z. B. hat das Gehen zwar zum Bewegungsziel geführt, aber es bestand eine hohe Unsicherheit und Sturzgefahr.

Beide Dimensionen der Bewegungsqualität kom-men nie für sich allein vor. Beim gesunden Men-schen laufen die Bewegungen des täglichen Lebens scheinbar ohne Anstrengung ab. Sie sind mühelos und fließend, nachdem sie im Prozess der senso-motorischen Entwicklung mühevoll durch Wieder-holung erlernt wurden. Werden Bewegungen (z. B. Geräteturnen, Eiskunstlaufen; Spielen eines In-struments; Singen) in einem Trainingsprozess sehr häufig wiederholt (und bestehen zusätzlich güns-tige genetische Voraussetzungen), so können kom-plizierte sensomotorische Handlungen mit sehr oder auch extrem hohem Schwierigkeitsgrad und hoher Bewegungsqualität ausgeführt werden. Das bedeutet, diese Bewegungen laufen nach tausenden Trainingswiederholungen dann ebenfalls scheinbar mühelos und automatisch ab. Es bleiben aber immer Willkürbewegungen, denn ihre Ausführung kann jederzeit abgebrochen werden. Die hohe Qualität kann jedoch nur durch weiteres Training erhalten und abgesichert werden.

Bei einem Patient nach einem Schlaganfall ist (je nach Schädigungsort und -umfang) nichts mehr von der Mühelosigkeit des Sitzens, Stehens oder auch Gehens zu verspüren. Jede Bewegung wird zur gro-ßen Anstrengung und die alltäglichen Handlungen müssen in einem sehr langen Rehabilitationspro-zess durch ständiges Training mühevoll neu erlernt werden. Der Lernerfolg ist sowohl von der Schädi-gung als auch sehr wesentlich vom frühestmög-lichen Beginn und dem Umfang des systematisch

3.2 Sensomotorisches System (SMS) – Schnittstelle zwischen Mensch und Umwelt 145



3

und gezielt durchzuführenden Trainingsprozesses abhängig.

Auch ein Patient nach einer Verletzung des vor-deren Kreuzbandes weist noch nach vielen Jahren Veränderungen in der Funktion des M. quadriceps fe-moris auf. Der Muskel ist nach wie vor mehr oder we-niger atrophiert und das Fine-tuning im Bewegungs-vollzug ist, gegenüber der unverletzten Situation, vermindert. Dies basiert auf den verletzungsbeding-ten strukturellen Veränderungen im SMS, die das Zu-sammenspiel der Teilkomponenten beeinflusst.

Grundsätzlich muss eine bleibend geänderte Struktur des SMS auch immer eine bleibend geänderte Funktion nach sich ziehen.

Zusammenfassung

█ Das SMS erbringt 2 sehr komplexe Leistungen: die Zielsensomotorik und die Stützsensomotorik.

█ Ziel- und Stützsensomotorik sind untrennbar mit-einander verknüpft: Zielgerichtete Bewegung einerseits und Bewegungssicherheit (Haltung, Stellung, Gleichgewicht) andererseits kommen nur gemeinsam vor.

█ Geänderte Struktur des SMS = geänderte Funktion des SMS.

3.2.2 Was ist das sensomotorische System?

Das SMS besteht aus komplex kreisförmig zusammenge-schalteten Strukturen, die gemeinsam alle Bewegungs-leistungen geregelt ausführen.

Das SMS besteht aus den folgenden kreisförmig miteinander verknüpften anatomischen Struktur-elementen:

█ Rezeptoren: Übersetzung der externen und in-ternen Reize,

█ afferente Bahnsysteme: Transport der transfor-mierten Informationen zu den neuronalen Netz-werken (aufsteigende Bahnsysteme),

█ spinale und supraspinale neuronale Netzwerke: Verarbeitung der Informationen zu einer gerich-teten Antwort,

█ efferente Bahnsysteme: Transport der erarbei-teten Antwort der neuronalen Netzwerke als Impulsmuster zu den Effektoren,

█ Effektoren: Beantwortung mit der spezifischen Muskelfunktion.

Die Ausführung der Bewegung ist zugleich die Quel-le erneuter sich dynamisch ändernder externer und interner Reize, wodurch der Funktionskreis des SMS geschlossen wird (Abb. 3.10).

Das SMS ist immer als Gesamtsystem aktiv, welche Bewegungsleistungen auch erbracht werden. Es ist in seiner physiologischen Funktion ein unteilbares System.

Daraus leitet sich ab, dass durch Training, egal wel-cher Zielstellung, immer die gleiche Gesamtstruktur angesprochen und in Funktion gesetzt wird. Die unterschiedlichen Wirkungen des Trainings im SMS sind Ausdruck der Merkmale seiner Funktion, der belastungsbedingten Beanspruchungen in Art, In-tensität und Umfang.

3.2.3 Sensoren

In diesem Kapitel lernen Sie, welche Sensoren im Zusammenhang mit der Bewegung relevant sind und erkennen ihre spezifische Funktionsweise.

Rezeptoren übersetzen die adäquaten Reize in die kör-pereigene Sprache.

Die Sensoren oder Rezeptoren sind die spezifischen Strukturelemente des SMS für die Übersetzung der externen und internen Reize in die körpereigene Sprache. Die Sensoren sind auf Reizqualitäten spezialisiert und reagieren auf den adäquaten Reiz extrem empfindlich. Es können primäre oder sekundäre Sensoren unterschieden werden.

Primäre Sensoren. Die primären Sensoren (sen-sorische Neurone) sind pseudounipolare Nerven-zellen. Das Besondere ist, dass sich die beiden Fortsätze der Zelle an ihrem Ursprung zunächst aneinander legen und verschmelzen. Nach einem kurzen gemeinsamen Verlauf teilen sie sich T-för-mig in einen peripheren und zentralen Neurit. Der periphere Neurit bildet am Ende die rezeptorische Nervenendigung aus und der zentrale Neurit die Synapsen zu den anderen Nervenzellen im Rü-ckenmark oder in den supraspinalen Neuronen-strukturen. Diese unipolaren, sensiblen Neurone bilden das Ganglion spinale, und liegen in den Hirnnervenganglien des Hirnstamms und den Tri-geminuskernen des Mittelhirns. Die primären Re-zeptorzellen (Hören, Gleichgewicht, Sehen, Schme-cken) besitzen den rezeptorischen Fortsatz mit der rezeptiven Zone. Der Transduktionsprozess führt zur Ausbildung eines Aktionspotenzials auf der




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sekundären Sinneszelle nach dem Prinzip der che-mischen Synapse (s. S. 137).

Sekundäre Sensoren. Es sind sekundäre Sinneszel-len, die von bipolaren Nervenzellen gebildet wer-den. Der eine Ausläufer ist für den Signalempfang von den primären Rezeptorzellen verantwortlich. Der andere Ausläufer leitet und überträgt die Ak-tionspotenziale auf die nachgeschalteten Nerven-zellen. Diese Nervenzellen liegen in der Netzhaut des Auges und den Ganglien des Hör- und Gleich-gewichtsnervs.

Ordnungsprinzipien der Sensoren

Die 3 möglichen Ordnungsprinzipien für Sensoren sind:

█ Herkunft des übersetzten Reizes, █ Perzeptionsqualität, █ Reizempfindlichkeit.

Herkunft des übersetzten Reizes. Die Sensoren, welche die Reize aus der Umwelt übersetzen, sind Exterorezeptoren. Die Enterorezeptoren reagieren auf Reize im Inneren.

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Abb. 3.10 Es sind die kreisförmig miteinander verknüpf-ten anatomischen Strukturelemente des sensomotori-schen Systems dargestellt: die Sensoren (Auge, Innenohr, die Halswirbelsäule als Standort der Propriorezeptoren, die Haut, Muskeln, die inneren Organe und die auch dort prä-

senten Nozizeptoren) – die aufsteigenden Leitungs bahnen – die Strukturen des ZNS – die absteigenden Leitungs-bahnen – die Muskeln / Bänder / Gelenkkapseln / Sehnen, die wieder Sitz der Sensoren sind.



4 309

4 TrainingslehreWolfgang Laube

Biologische Strukturen verändern sich durch gezielte und systematische Beanspruchung und werden leistungsfähiger. Dies ist der biologischphysiologische Ansatz jeder aktiven Therapieform bzw. des Trainings.

Ziel und Aufgabe der Trainingslehre ist es, zu beschrei-ben, was Training ist, wie es organisiert, aufgebaut und durchgeführt werden muss, um die Zielstellun-

gen effektiv zu erreichen. Die der Leistungsverbes-serung zugrunde liegenden Trainingsprinzipien und Gesetzmäßigkeiten werden aufgezeigt. Sie sind das empirische Ergebnis aus den Erfahrungen der Leis-tungssportentwicklung und werden von der Trai-ningswissenschaft systematisiert und mit der Sport-medizin und anderen Wissensgebieten, wie z. B. der Biomechanik, untersucht und weiterentwickelt.

4.1 Training als BehandlungskonzeptDas Training organisiert den Zyklus Belastung-Be-anspruchung-Adaptation, in dem die komplexen Veränderungen des Organismus entstehen, die eine gesteigerte Leistungsfähigkeit ausmachen. Dies gilt identisch für den Gesunden und den Patienten. Es gilt eine gesetzmäßige Wechselbeziehung zwischen Belastung, Adaptation und Leistung. Das Training ist die einzige Methode, um diese Komponenten gezielt miteinander zu verknüpfen.

Das Training hat für die Physiotherapie eine gro-ße Relevanz, denn mit dem Therapieergebnis soll der Patient wieder in der Lage sein, die physischen Aktivitäten des täglichen Lebens, des Berufs und der Freizeitgestaltung auszuführen. Das bedeutet, er muss:

█ möglichst ökonomisch und sicher vielfältige Be-wegungen ausführen können (sensomotorische Koordination),

█ über den Tag eine große Anzahl von Bewegungs-wiederholungen durchführen können (Ausdauer, Kraftausdauer),

█ Massen bzw. Lasten überwinden oder abbremsen können (Kraft).

Des Weiteren ist die Dekonditionierung am Ursa-chenkomplex internistischer Erkrankungen betei-ligt oder auch eine Erkrankungsfolge. Diese präven-tiven und therapeutischen Zielstellungen gründen

sich auf den Basisfähigkeiten des sensomotorischen Systems: Koordination, Ausdauer und Kraft. Diese können ausschließlich durch Training auf das er-forderliche Leistungsniveau gebracht werden.

Will der Patient eine Leistung wieder erreichen, so muss er, vorbereitet und begleitet durch Maß-nahmen der physikalischen und/oder manuellen Therapie, Bewegungen mittels Koordinationstrai-ning neu lernen bzw. umlernen oder verbessern und durch Ausdauer- und Krafttraining die konditionelle Grundlage dafür schaffen.

Sowohl beim Gesunden als auch beim Patienten liegen einer angestrebten Verbesserung der physi-schen Leistungsfähigkeit immer die gleichen bio-logischen Zielstellungen und der Einsatz der Mittel und Methoden eines Trainings zugrunde.

█ Beim Patienten ist jedoch Folgendes zu beachten: █ medizinische Gegebenheiten, die die Belastbar-

keit einschränken und die Nutzung optimaler Trainingsinhalte begrenzen,

█ krankheits- oder verletzungsbedingte Verände-rungen, die die Trainierbarkeit beeinflussen.

Das Training des Gesunden und des Patienten unterscheidet sich dadurch, dass beim Kranken die krankheits oder verletzungsbedingten Gegebenheiten berücksichtigt werden müssen.

4.2 Sensomotorische Hauptbeanspruchungsformen

Die Koordination ist die Basis aller Leistungen des sensomotorischen Systems (Abb. 4.1), weil jede Be-wegung primär eine bestimmte Qualität und direkt verbunden eine Ökonomie hat. Jede Bewegung ist zunächst eine koordinative Leistung, die aber ohne

die konditionellen Fähigkeiten Kraft und Ausdauer nicht möglich wäre.

Kraft und Ausdauer müssen als Logistikfunktio-nen der Koordination angesehen werden. Die Kraft entscheidet, mit welcher Quantität die Bewegungs-




4

qualität realisiert werden kann. Welche Widerstän-de (Eigenschwere, Zusatzlasten) können mit guter Koordination überwunden (beschleunigt) oder kompensiert (abgebremst) werden. Die Ausdauer entscheidet, wie lange oder wie häufig eine Bewe-gungsqualität mit gegebener Quantität (Intensität) aufrechterhalten werden kann. Erst das systema-tische, zielgerichtete Zusammenspiel der 3 Fähig-keiten ergibt eine Haltung oder Bewegung mit guter Koordination. Im Gegensatz zu anderen Meinungen werden die Fähigkeiten Schnelligkeit und aktive Be-weglichkeit nicht als selbständige Beanspruchungs-formen betrachtet, weil sie durch die Kombination von Koordination und Kraft zustande kommen.

4.2.1 Definitionen der sensomotori-schen Hauptbeanspruchungs-formen

„Die“ Koordination gibt es nicht. Teilkörperbewe-gungen werden als Geschicklichkeit und Ganzkör-perbewegungen als Gewandtheit bezeichnet. Die Koordination ist als eine Ordnung motorischer Ak-tivitäten in Ausrichtung auf einen Zweck definiert. Ordnung wird dabei als Abstimmung aller Bewe-gungsparameter bei Berücksichtigung der Freiheits-grade des Bewegungsapparates auf eine zweck-

mäßige Lösung hin verstanden (Meinel u. Schnabel 1998). Frey (1977) definiert für die Therapie sehr gut verständlich, Koordination sei die Fähigkeit, vorhersehbare und unvorhersehbare Situationen motorisch sicher und ökonomisch zu beherrschen.

Es gibt 7 Teilfähigkeiten, die in enger Wechselbe-ziehung stehen:

█ Kopplungsfähigkeit: Koordination von Teilkörper-bewegungen,

█ Orientierungsfähigkeit: Bestimmung und Verän-derung der Lage und Bewegung in Raum und Zeit in einem Aktionsfeld oder in Relation zu einem bewegten Objekt,

█ Differenzierungsfähigkeit: Genauigkeit und Öko-nomie von Teilkörperbewegungen oder Bewe-gungsphasen,

█ Gleichgewichtsfähigkeit: Sicherung des statischen und dynamischen Gleichgewichts,

█ Reaktionsfähigkeit: zweckmäßige Reaktionen auf ein Ereignis,

█ Umstellungsfähigkeit: Anpassung des Bewe-gungsprogramms während der Ausführung an veränderte Situationen (feedback) oder Aufgaben (feed forward),

█ Rhythmisierungsfähigkeit: sensomotorische Um-setzung eines eigenen (internen) oder fremden (externen) Rhythmus.

Diese Fähigkeiten sind das Trainingsziel. Der Stand der Beherrschung ist zugleich die Voraussetzung eines weiteren effektiven sensomotorischen Lern-prozesses zur Entwicklung neuer oder erweiterter Bewegungsfertigkeiten.

Die allgemeinen koordinativen Fähigkeiten be-ziehen sich auf die vielfältigen Bewegungen des All-tags und des Sports. Die speziellen Fähigkeiten cha-rakterisieren die Bewegungen konkreter Sportarten. Für den alten Menschen gilt es, allgemeine, vielfälti-ge koordinative Fähigkeiten zur Sturzprophylaxe zu erhalten oder wieder auszubilden, wobei ein aus-reichendes Kraftpotenzial gesichert werden muss.

„Die“ Kraft gibt es nicht. Es sind die Maximalkraft, die Schnellkraft und – als Schnittstelle zur Aus-dauer – die Kraftausdauer zu differenzieren. Die Maximalkraft bezieht sich immer auf die Kraft der isometrischen Kontraktion und kennzeichnet den höchsten Wert, der bei maximaler willkürlicher Anstrengung erreicht werden kann. Die maximale Kraft bei konzentrischer Kontraktion fällt mit der Bewegungsgeschwindigkeit (vgl. Hill-Beziehung, Abb. 3.38) und wird bei ekzentrischer Kontraktion höher. Die Schnellkraft ist die Fähigkeit, Wider-stände mit hoher Verkürzungsgeschwindigkeit zu

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Abb. 4.1 Die sensomotorischen Beanspruchungsformen. Als Basis muss die Koordination angesehen werden, weil jede Bewegung primär eine Bewegungsqualität hat. Die Ausdauer ist die Grundlage vieler oder lang dauernder zyklischer Bewegungen und die Kraft lässt wenige oder zumindest eine Bewegung zu. Der Übergang zwischen Ausdauer und Kraft ist die Kraftausdauer. Die Schnelligkeit und die Schnellkraft sind vorrangig durch die neurophysio-logischen Mechanismen der Koordination geprägt und die Geschwindigkeit, mit der eine Last überwunden wird, ist von der Kraft abhängig.

4.2 Sensomotorische Hauptbeanspruchungsformen 311



4

überwinden (vgl. Abb. 3.24a–b). Die Widerstände sind das Eigengewicht der Körperteile und Zusatz-lasten. Sie entstehen durch eine Kombination aus Koordination und Maximalkraft, wobei sich last-abhängig die Anteile verändern. Die Kraftausdauer ist die Ermüdungswiderstandsfähigkeit gegenüber lang dauernden Kraftleistungen im Kraftniveau zwischen ca. 35 % und 60 % der Maximalkraft. Sie ist die Schnittstelle zur Ausdauer.

Es wird zwischen einer allgemeinen und speziel-len Kraft unterschieden. Die allgemeine Kraft steht tätigkeits- oder sportartunabhängig zur Verfügung. Die spezielle Kraft ist an sportartspezifische Bewe-gungsabläufe gebunden.

„Die“ Ausdauer gibt es nicht. Die Ausdauer ist die Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdung. Sie sorgt für die Möglichkeit, Leistungen über bestimmte Zeiträume ausführen zu können. Oder die Belastung wird bis zur physischen Erschöpfung einschließlich der psychologischen Beanspruchungsgrenze aus-geführt.

Es können mehrere Kriterien zur Einteilung die-nen. Erstens der Umfang der Beanspruchung, indem eine maximale Leistung erreicht werden kann. Da-raus ergeben sich die Kurz-, Mittel- und Langzeitaus-dauer. Zweitens die Anteiligkeit des aeroben Ener-giestoffwechsels an der Leistung (Abb. 4.2). Weitere Kriterien sind:

█ Umfang der tätigen Muskulatur (lokale – all-gemeine Ausdauer),

█ Kontraktionscharakteristik (statische – dyna-mische Ausdauer),

█ aerobe oder anaerobe Basis der Leistung (aerobe – anaerobe Ausdauer),

█ Sportartspezifik (Grundlagenausdauer – all-gemeine Ausdauer – spezielle Ausdauer),

█ Bezug zur Kraft und Schnelligkeit bzw. Sport-artspezifik (Kraft- bzw. Schnelligkeitsausdauer, Ausdauer in Spiel- und Kampfsportarten).

Schnelligkeit. Die Schnelligkeit wird aus der Sicht der Physiologie durch die Geschwindigkeit der neurophysiologischen Prozesse der Bewegungspro-grammierung und Regulation geprägt. Die Prozesse der Bewegungsregulation sind auf eine programm-gesteuerte Rekrutierung der motorischen Einheiten in kürzester Zeit und sehr schnelle und präzise Ab-stimmungen zwischen Agonisten und Antagonisten sowie innerhalb der Muskelketten gerichtet. Das kontraktile Potenzial und die passiv-mechanischen Eigenschaften der Muskeln werden impulsartig ge-nutzt. Die energetische Absicherung erfolgt bevor-zugt alaktazid und auch laktazid.

Die Schnelligkeit bezieht sich auf Einzelbewe-gungen, Bewegungsfrequenzen und/oder Reakti-ons- oder Fortbewegungsgeschwindigkeiten. Sie ist eine spezifische Kombination aus den willkürlichen zentralnervösen Antriebsleistungen, der senso-motorischen Koordination und der kontraktilen Kapazität.

Aktive Beweglichkeit. Die aktive Beweglichkeit ist der durch Willkürbewegung erreichbare Ausnut-zungsgrad des passiven Bewegungsspielraumes ei-nes Gelenkes oder einer Gelenkkette (WS). Sie steht auf der Grundlage des anatomischen Gelenkspiel-raums, der intra- und intermuskulären Koordinati-on sowie der kontraktilen Fähigkeit der Synergisten. Einschränkungen haben eine negative Auswirkung

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Abb. 4.2 Die Unterteilung der Ausdauer in Kurzzeit- (KZA), Mittelzeit- (MZA) und Langzeitausdauer (LZA), die Belastungsdauern, die Inanspruchnahme der maximalen

Sauerstoffaufnahme, des aeroben Energiestoffwechsels und der Energieverbrauch.



333

Sachverzeichnis

AAbduktions-Hinken 99Abkürzungsverzeichnis 59Adaptation 266– strukturelle 256Adduktions-Hinken 99Adhäsionskraft 27, 35Aerodynamik 39 ffAerostatik 38 fAktin 103, 188Aktionsarm 30Aktionspotenzial 130, 133 f, 137,

190 f– Alles-oder-Nichts-Gesetz 133– Dauer 134 f– Herz 219– Leitung 135 ffAktivierungsinsuffizienz,

persistierende 295 fAldosteron 247Alkalose, respiratorische 238Alles-oder-Nichts-Gesetz,

Aktionspotenzial 133Alveolardruck 213Alveolarraum 216AMV (Atemminutenvolumen),

Trainingswirkung 278Andruckkraft 26Anhaftkraft 27, 35Anhangskraft 27, 35Ankopplung, elektromechani-

sche 189 fAnpassungsvorgänge 68Anschlagzuckung 195Antetorsionswinkel des Collum

femoris 102 fArbeit 33– Haltearbeit 34– Hubarbeit 34– Kontraktion, isometrische

34– Muskelarbeit 34Arbeitsdiagramm, Herz 222Archimedisches Prinzip 37, 39Arndt-Schulz-Gesetz 68Arthrose 98 f– Hüftgelenk 295

– Kniegelenk 291 ff– primäre 67Atemantrieb– chemischer 214 f– reflektorischer 215Atemäquivalent 253, 278– Trainingswirkung 278 fAtemfrequenz, Trainings-

wirkung 278Atemgastransport 217 ffAtemkapazitäten 212Atemminutenvolumen 278– Trainingswirkung 278 fAtemregulation 214 ffAtemrhythmus 214Atemvolumina 212– Trainingswirkung 278Atemzugvolumen 212– Trainingswirkung 278Atmungskette 234 ffAtrophie 67– generalisierte 301– Muskel 303Aufdruck in Flüssigkeit 37Auflagekraft 32Auftrieb 37Auftriebskraft 20, 37Ausdauer 267 ff, 311– Diagnostik 267 ff– – Laktat 268 ff– – Sauerstoffaufnahme 268– Kurzzeitausdauer 311– Langzeitausdauer 271, 311– Mittelzeitausdauer 311– Training 318 ff– – Dauermethode 318 f– – Intensitätsbereiche 318 ff– – Intervallmethode 320Ausdauerfähigkeit, insuffi-

ziente 290Ausdauerleistungsfähigkeit– Bruttokriterium 210, 268, 281– Trainingswirkung 278 ffAusgangswertregel von

Wilder 314Azidose– metabolische 237– respiratorische 238

BBahn s. LeitungsbahnBahnung 141 ff– fremdreflektorische 143– präsynaptische 141Bahnung-Hemmung-

Interaktion 140Bandscheibe 85 ff– Aufbau 85 f– Aufgabe 86– Belastung 88 f, 91 f– Druck 86, 91 f– Gleitkräfte 92– Reaktion auf Unter-

belastung 89Bandscheibenvorfall 87 ffBarorezeptorreflex 239Basalganglien 165 fBasisgröße 8– Berechnen 10– Darstellen 10– Erfassen 10Beanspruchung 252 f– Begriffsbestimmung 51, 253– Knochen 82 f– sensomotorische,

Formen 309 ff– – Training 316 ffBelastung 250 ff– Bandscheibe 88 f, 91 f– Begriffsbestimmung 51, 252– Bindegewebe 69– Gelenk 49 ff– zu hohe 67– Knochen 82 ff– Laktat-Schwellenkonzepte,

klassische 272– mechanische, Reaktion des

Nervensystems 114 ff– modellbezogene, Training 318– Muskel 105 f– Reaktion– – des Bindegewebes 74 f– – des Gelenkknorpels 96 f– – des Knochens 82 f– Wirbelsäule 89 ff– zielbezogene, Training 318



334 Sachverzeichnis

Belastungsart 273Belastung-Beanspruchung-

Ermüdung-Erholung- Adaptation-Zyklus 249 f, 301

Belastungsreiz 77Belastungstraining bei chro-

nischem Rückenpatienten 88Beschleunigung 16 ffBeweglichkeit, aktive 311Bewegung– Ausführung 199– Charakterisitik– – räumliche 15– – zeitliche 15– gleichförmige 15– gleichmäßig beschleunigte 15– grafische Darstellung 15 f– modellbezogene, Trai-

ning 317– Nozizeption 199– passive, kontinuierliche 96– Reafferenz 199– ungleichförmige 15– ungleichmäßig beschleu-

nigte 15– zielbezogene, Training 317 fBewegungsanalyse 59Bewegungsarten 15Bewegungsenergie 27, 34Bewegungshandlung,

geplante 198Bewegungskontrolle 200Bewegungskorrektur 200Bewegungsprogrammie-

rung 196 ff, 199Bewegungsregulation 196 ffBewegungsvorstellung 200– Training 317Bewegungswahrnehmung,

bewusste, Training 317Biegespannung 82 fBindegewebe– Arten 72 f– Aufbau 70– Belastung 69– Biomechanik 69 ff– Dehnung 79 ff– Einteilung 69– elastisches 73– Entspannung 80– Fasern 70 f– – elastische 71– – retikuläre 71– Fettgewebe 74

– gallertartiges 74– geflechtartiges 72– Grundsubstanz 70– Inaktivitätswirkung 302 f,

304– kollagenes– – faserreiches 72– – lockeres 72– Kollagenfasern 70 f– parallelfaseriges 72– plastische Verformung 81– Reaktion– – auf Belastung 74 f– – auf Unterbelastung 78 f– retikuläres 73– Schwäche 75– Überbelastung 74 f– Verkürzung 77– Viskosität 80– Wundheilung 75 ff– – Entzündungsphase 76– – Konsolidierungsphase 77– – Organisationsphase 77– – Phase 1 76– – Phase 2 77– – Phase 3 77 f– – Proliferationsphase 77– – Remodellierungsphase 77 f– – Reorganisatations-

phase 77 f– – Umbauphase 77– – vaskuläre Phase 76– – zelluläre Phase 76– Zellen s. BindegewebszellenBindegewebshyperplasie 204Bindegewebszellen 71 f– freie 72– ortsständige 71 fBiomechanik– Anwendungsbereiche 5 ff– Geschichte 3 ff– Kraftmessung 56– Messung der Fuß-Boden-

Reaktionskräfte 57 f– Nutzen 6 f– Übungsfragen 60– Untersuchungsmetho-

den 56 ff– Winkelmessung 56– Wissenschaft 5Blut– Kohlendioxidtransport 229 f– Pufferung 237– Sauerstoffaufnahme 228 ff

– Sauerstoffsättigung 228 f – Sauerstofftransport 228 fBlutgefäße 119– Innervation 226Bluthochdruck 119Blutkreislauf s. KreislaufBodendruck in Flüssigkeit 37Bohr-Effekt 229Boyle-Mariotte-Gesetz 39, 43Butler, D. S. 115

CChemosensor 149, 214 fCitratzyklus 233 f, 236, 304Collum femoris, Antetorsions-

winkel 102 fCompliance, Lunge 213 fConconi-Schwelle 277 fContinuous passive motion

(kontinuierliche passive Bewegung) 96

Cortisol 246– Krafttrainingswirkung 289Coulomb-Kraft 20Coxa– valga 53– vara 53, 98Creep 80Crosslinks, Kollagenfasern 78

DDefizit, bilaterales, der Kraftent-

wicklung 285Dehnung– Bindegewebe 79 ff– Muskelgewebe 107 ff– Nervensystem 115Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus,

Muskel 108Dekonditionierungszustand 314Depolarisation– subsynaptische Mem-

bran 139– Zelle 133 fDepression, synaptische 141Dichte 21Differenzialrezeptor 147Differenzierungsfähigkeit 310Divergenz, neuronales Netz-

werk 143



Sachverzeichnis 335

Drehachse, Gelenke 46 fDrehmoment 29 ff– muskuläres 51Druck 27 f– Bandscheibe 86, 91 f– dynamischer, Strömung 40– in Flüssigkeit 36 ff– – Aufdruck 37– – Bodendruck 37– – Kolbendruck 38– – Luftdruck 38– – Seitendruck 37– – Stempeldruck 38– – Umgebungsdruck 38– hydrostatischer 36– intradiskaler 86, 91 f– intrapulmonaler 213– menschlicher Körper 42 f– Messung 38, 41– Registrierung 38, 41– statischer, Strömung 40Druck-Volumen-Diagramm– Herz 220– Thorax-Lungen-System 213 fDuchenne-Hinken 99Duchenne-Trendelenburg-

Syndrom 99Duchenne-Zeichen 49Dura mater 115Durchblutung– Mikrozirkulation 227– Regulation 226Dynamik 7, 18 f– Grundgesetz 19Dynamografie 283

EEbene, schiefe 24Eigenreflex 158 ff, 209– Eigenschaften– – phasische 159– – tonische 159 fEinbeinstand, Hüftgelenk 52Einheit, motorische 169 ff– kontraktile Eigenschaf-

ten 172 f– Rekrutierung 176 ff– – kollektive 180– – Krafttrainingswirkung 284– Rekrutierungsinsuffi-

zienz 303Eiweißabbau 236

Elektrolythaushalt 238 fElektromyogramm 50, 183, 260– Haltephase, statische 264– Hüftgelenktotalendopro-

these 295– kinesiologisches 260 f– Kniegelenktotalendo-

prothese 285– Kontraktion, isometrische,

maximale 261 f– Krafttraining 286 f– nach Kreuzbandplastik 292– physiologisches 261 fElektromyostimulation 192 f,

204Elektrotonus 133EMG s. ElektromyogrammEmpfindung 148Endokrines System 243 fEnergie 33 f– kinetische 27, 34– potenzielle 34Energiestoffwechsel 231 ff– aerober 231 f– anaerober 232 f– Trainingswirkung 279 fEntbahnung 143Enterorezeptor 146Enthemmung 143Entladungsrate 183 ffEntladungsverhalten 184 fEntspannung, Bindegewebe 80Entspannungstechnik,

Muskel 107Erholung 255Ermüdung 254, 290– Muskel 208Ermüdungsmuster 254Erregbarkeit 129 fErregung, lokale 136Erregungsleitung– kontinuierliche 135 ff– saltatorische 136 f– sprungförmige 136 fErregungsüberleitung 138 fErythropoetin 247Evaporation 240Exspiration 214Extensorreflex, gekreuzter 161Exterorezeptor 146Extrapyramidales System 168 ffExtrasystole 219

FFaserknorpel 94Fasern– Bindegewebe 70 f– elastische 71– Knochen 82– kollagene s. Kollagenfasern– retikuläre 71Fettgewebe 74Fettsäuren, Abbau 235 fFibrillation, Gelenkknorpel 96Fibroblasten 72– Wundheilung 76Fibrozyten 71, 73Filamente, tertiäre, Muskel-

zelle 109Flaschenzug 32 fFlexorreflex 161Fließgeschwindigkeit 40Flüssigkeit– Druck 36 ff– Mechanik 35 ff– Staudruck 41– strömende s. auch Strömung– – Eigenschaften 39 ffFlüssigkeitshaushalt, Mus-

kel 205Fraktur 83 f– Primärheilung 84– Sekundärheilung 84Frakturheilung 84– Kallus 84– Ossifikation 84Frank-Starling-Mechanis-

mus 222Fremdreflex 160 fFrequenzierungstraining 321Fuß-Boden-Reaktionskräfte,

Messung 57 f

GGanganalyse 6Gase– ideale 39– – Zustandsgleichung 39– Mechanik 38 ff– ruhende– – Eigenschaften 38 f– – Kompression, isochore 39– sich bewegende, Eigenschaf-

ten 39 ff



336 Sachverzeichnis

Gay-Lussac-Gesetz 39Gedächtnis, sensomotori-

sches 198, 266Gefäßwiderstand, periphe-

rer 119– Regulation 244 fGeflechtknochen 82Gehen– Hüftgelenkbelastung 54– Kniegelenkbelastung 55Gehstock bei Koxarthrose 100Gelenkachse 50Gelenke– Beanspruchung 49– – Begriffsbestimmung 51– – Bestimmung 50– Belastung 49– – Begriffsbestimmung 51– Bewegungsumfang 46 ff– Drehachse 46 f, 50– Einteilung 48– Freiheitsgrade 46 ff– Funktion 47– Hüftgelenk s. Hüftgelenk– Inaktivitätswirkung 302 f– Kinematik 46 ff– Kniegelenk s. Kniegelenk– muskuläres Drehmoment 51– Stabilisierung 48– – aktive 48– – Kompensationsmecha-

nismen 48 f– – passive 48– Stabilität 75– Winkelmessung 56Gelenkflächeninkongruenz,

physiologische 98Gelenkkapsel 72Gelenkknorpel 94 ff– Fibrillation 96– mechanische Eigenschaf-

ten 95– Reaktion– – auf Überbelastung 96 f– – auf Unterbelastung 97Gelenkkraft, Bestimmung– dynamische 49 ff– statische 49 ffGeschichte der Biomechanik

3 ffGeschicklichkeit 310Geschwindigkeit 16 fGeschwindigkeitsprofil,

parabolisches 40, 42

Gesetz– Alles-oder-Nichts 133– von Arndt-Schulz 68– von Boyle-Mariotte 39, 43– von Gay-Lussac 39– von Hagen-Poiseuille 41– von Henry 43Gewandtheit 310Gewebe– Anpassungsvorgänge 68– Bildung 67– einwirkende Kräfte 67 ff– Erhaltung 67– Heilung 75 ffGewichtskraft 20Gleichgewicht– indifferentes 46– der Kräfte 22, 30, 32– labiles 45– mechanisches 43 ff– metastabiles 46– der Momente 32– stabiles 45Gleichgewichtsarten 45Gleichgewichtsfähigkeit 310Gleichgewichtsorgan 152Gleichgewichtssensor 149, 152Gleitkräfte, Bandscheibe 92Glykogen 232Glykolyse 232 f, 234– aerobe 232 f– anaerobe 232 f– Energiebilanz 234Goldene Regel der Mechanik 33Golgi-Sehnenorgan 104, 151 fGolgi-Sehnenorgan-Reflex 104Gravitationskraft 20 fGrenzstrang 117Grundgesetz– der Dynamik 19– der Mechanik 19Grundgrößen 8Grundlagenausdauerbereich I,

Training 319Grundlagenausdauerbereich I/II,

Training 319Grundlagenausdauerbereich II,

Training 320

HHagen-Poiseuille-Gesetz 41Haltearbeit 34

Haltereflex 163Haltungswahrnehmung,

bewusste, Training 317Hämatom 76Hauptbeanspruchungsformen,

sensomotorische 309 ffHaut– Mechanosensoren 149– Nozizeptor 149– Temperatursensor 150– Wundheilung 77 fHebel 30 ff– einseitiger 31– Knochen 85– zweiseitiger 31 fHebelarm 29– Aktionsarm 29– effektiver 29, 32– mechanischer 29– Momentarm 29Heilung– des Bindegewebes s. Binde-

gewebe, Wundheilung– fibröse 73– Knochenbruch 84– Muskelläsion 105Hemmung 141 ff– autogene 140 f– fremdreflektorische 143– laterale 143– präsynaptische 140 f– rekurrente 140 f– reziproke 140 f, 159– rückgekoppelte 141– Vorwärtshemmung 140 fHenry-Gauer-Reflex 239Henry-Gesetz 43Hering-Breuer-Reflex 214Herz 217 ff– Aktionsphasen 220 f– Anspannungsphase 220– Arbeitsdiagramm 222– Austreibungsphase 221– Autonomie 219– Druckbelastung 222– Druck-Volumen-Dia-

gramm 220– Erregungsbildung 219 f– Erregungsbildungszen-

trum 220– Erregungsleitung 219 f– extrakardiale Regulation 223 f– Frank-Starling- Mechanis-

mus 222



Sachverzeichnis 337

– Parasympathikuseinfluss 223 f– Sympathikuseinfluss 223– Trainingswirkung 278 f– Ventilebenenmechanis-

mus 221– Volumenbelastung 222– Vorlast 220Herz-Kreislauf-System 217 ff– Inaktivitätswirkung 302Herzminutenvolumen 222, 224,

245Herzmuskel 217 f– Anspannungsphase 221– Kontraktion 220– – isobare 220 f– – isovolumetrische 220 f– Ruhe-Dehnungs-Kurve 220Hexenschuss 89Hill-Beziehung 195Hill-Kraft-Geschwindigkeits-

Kurve 195Hill-Muskelschema 107 fHintereinanderschaltung 41Hinterstrangbahn 154Hirnstamm 155, 162 f– labyrinthärer Anteil 164 f– unterer 163 fHochdrucksystem 225Homöothermie 239Homunkulus– motorischer 167– somatosensibler 166– somatosensorischer 155Hormon, thyroideastimulieren-

des 246Hormone 246– Krafttrainingswirkung 289Hormonelles System 242, 246 f– Inaktivitätswirkung 302Hubarbeit 34Hüftgelenk 51 ff– Antetorsionswinkel des

Collum femoris 102 f– Arthrose 295– Beanspruchung 53– Belastung 51 ff– – dynamische 54– – beim Gehen 54– Einbeinstand 52– Gelenkkräfte 101 f– Schenkelhalswinkel 52 f– Zweibeinstand 52Hüftgelenktotalendo-

prothese 295

Hydrodynamik 39 ffHydrostatik 35 ffHypermobilität 75– lumbale 93– – Stabilisierung 93Hypermobilitätsbehandlung 75Hyperpolarisation– subsynaptische Mem-

bran 139– Zelle 133Hypomobilität, Therapie 79Hypothalamus 242Hypothalamushormone 243,

246– glandotrope 246– nicht glandotrope 246

IImmobilisation 204, 300 f– Merkmale 302 ff– – Bindegewebe 302 f, 304– – Gelenke 302 f– – Herz-Kreislauf-System 302– – hormonelles System 302– – Knochen 302, 304– – Nervensystem– – – spinales 302– – – supraspinales 302– – neurovegetatives

System 302– Muskelatrophie 303– Reaktion des Bindegewe-

bes 78– Skelettmuskelverände-

rung 302Inaktivität, physische 300 f– Merkmale 302 ff– – Bindegewebe 302 f, 304– – Gelenke 302 f– – Herz-Kreislauf-System 302– – hormonelles System 302– – Knochen 302, 304– – Nervensystem 302– – neurovegetatives

System 302– Muskelatrophie 303– Skelettmuskelverände-

rung 302Indifferenzebene, hydrostati-

sche 225Inkongruenz, physiologische 98Insertionsstelle 104 f

Inspiration 214Insulin 247Interzellularsubstanz,

Knochen 82Ionenpumpe 133Ionenverteilung 133Ionenwanderung 133

KKallus 84Kältesensor 150Kapillarisierung des Muskels,

Trainingswirkung 279Kapillarität 36Kardiopulmonales System 119 fKernkraft 20Kerntemperatur 239Kinematik 7, 14 ff– der Gelenke 46 ffKinetik 8Kleinhirn 156– Lernprozesse 266Kniegelenk 55– Arthrose 291 ff– Belastung beim Gehen 55Kniegelenktotalendo-

prothese 291 ff– EMG-Muster, präoperati-

ves 261 fKnochen– Aufbau 81 f– Beanspruchung 82 f– Belastung 82 ff– Biegespannung 82 f– Fasern 82– Geflechtknochen 82– als Hebel 85– Inaktivitätswirkung 302 f,

304– Interzellularsubstanz 82– Lamellenknochen 82– Reaktion– – auf Belastung 82 f– – auf Unterbelastung 84– Überbelastung 83 fKnochenzellen 82Knorpel 94 ff– Aufbau 94 f– elastischer 94– Grundsubstanz 94– hyaliner 94Kohäsion 35



338 Sachverzeichnis

Kohlendioxid– Partialdruck 214– Transport 218, 229 fKohlenhydrate, Abbau 231 ffKolbendruck 38Kollagenfasern– Bindegewebe 70 f– Crosslinks 78– hyaliner Knorpel 94– Knochen 82Kompartmentsyndrom 106Kompression, isochore, ruhende

Gase 39Kompressionstest, Nerv 114Konduktion 240Kontraktionsgeschwindigkeit 195Kontraktionskraft 195Kontraktionszeit 174Kontraktur, lokale 207Kontusionstrauma, Nerv 114Konvektion 240Konvergenz, neuronales Netz-

werk 143Koordinatensystem 11– kartesisches 11– Polarkoordinatensystem 11 f– rechtwinkliges 11Koordination 259 ff, 310– Diagnostik 259 ff– – objektive 259 f– – subjektive 259 f– gestörte 290– Parameter 260 ff– Teilfähigkeiten 310– Training 316 ff– – Intensitätsbereiche 316 ff– Trainingswirkung 266 fKopfstellreflex 164Kopplungsfähigkeit 310Körperebenen 46Körper-Kopf-Stellreflex 164Körperkreislauf 218, 224 ffKörperwahrnehmung 200Kortex 165 f– motorischer 167– primär somatosensori-

scher 166– somatosensibler 154Koxarthrose 98 f– Gehstock 100Kraft (s. auch Muskelkraft) 20 ff,

281 ff, 310– Adhäsionskraft 27, 35– Andruckkraft 26

– Auflagekraft 32– Auftriebskraft 20– Coulomb-Kraft 20– Diagnostik 281 ff– – klinische nichtquantita-

tive 281 f– – semiobjektive 282 f– Druck 27 f– Fuß-Boden-Reaktionskräfte,

Messung 57 f– Gewichtskraft 20 f– Gravitationskraft 20– Größe 32– Kernkraft 20– Kohäsion 35– Last 30, 32– Maximalkraft 281– Muskelkraft s. Muskelkraft– Reibungskraft 20, 26 f– Schnellkraft 281– Schwerkraft 20– Stufen, klinische 281 f– Trainingswirkung 283 ff– verminderte 290– Zug 28 fKraftangriffspunkt 29Kraftausdauer 281, 311Kräfteaddition 22Kräftegleichgewicht 22, 30, 32– Newton-Axiom 19 fKraftentwicklung, bilaterales

Defizit 285Kräfteparallelogramm 22 fKräftepolygon 23Kraftmessung 56Kraftstufen, klinische 281 fKrafttraining 283 ff, 310 f, 320 ff– Adaptation– – muskuläre 286 ff– – neurale 283 f– – periphere 286 ff– – der Rekrutierung motori-

scher Einheiten 284– Frequenzierungstraining 321– hormonelle Reaktion 289– Intensitätsbereiche 321– Kreistraining 321 f– im niedrigen Intensitäts-

bereich 288– Organisationsformen 321 f– Programm 288– Pyramidentraining 321– Stationstraining 321– Zirkeltraining 321 f

Kraftvektor 21 ffKraftwirkungslinie 29Kreislauf 119, 224 ff– Hochdrucksystem 225– Niederdrucksystem 225 f– Trainingswirkung 279Kreistraining 321 fKreuzband, vorderes,

Ruptur 291 fKreuzbandruptur 145– Heilung 77Kreuzbandverletzung 291Kreuzbrückenzyklus 189 fKriechen 80Kugelgelenk 48Kurzzeitausdauer 311

LLageenergie 34Lähmung, funktionelle 296 f– Ausheilungszustand 298 fLaktat 232 f, 254– Diagnostik der Ausdauer

267 ff– Schwelle 269 f– Schwellenkonzepte 273 ff– – klassische 272– Steady-State 271 fLaktat-Leistungs-Beziehung

269 ff– Schwellenkonzept 273 ffLaktat-Leistungs-Kurve 270Lamellenknochen 82Längenkontrollsystem 158,

209Langzeitausdauer 311Langzeitausdauerfähigkeit 271Langzeitdepression 141Langzeitpotenzierung 141Last 30, 32Leistung 33 f, 248 f– physische 248Leistungsphysiologie 129 ff,

247 ffLeitungsbahn– absteigende 146, 167 ff– aufsteigende 146, 153 ff– optische 156– spinovestibuläre 156– vestibulokochleäre 156Lernen, sensomotorisches 199,

285



Sachverzeichnis 339

Lernerfolg, sensomotori-scher 266

Lernprozess, sensomotori-scher 266 f

Limbisches System 242Logensyndrom 106Lohmann-Reaktion 231Luftdruck 38Lunge– Alveolardruck 213– Alveolarraum 216– Atemkapazitäten 212– Atemregulation 214 ff– Atemrhythmus 214– Atemvolumina 212– Compliance 213– Elastizität 212 f– Exspiration 214– Inspiration 214– intrapulmonaler Druck 213– Kreislauf 218, 224– Säure-Basen-Haushalt 237– Ventilation 211 ffLymphgefäße 119Lymphsystem 119

MMaitland, G. 115Marathonlauf, Laktatspiegel 271Maschinen, einfache 32Massenmittelpunkt 43Maxima– isometrische 193– isotonische 194Maximalkraft 281, 310– dynamische 110Mechanik 7– deformierbare Medien 35 ff– einfache Maschinen 32– fester Körper 14 ff– Flüssigkeit 35 ff– Gas 38 ff– goldene Regel 33– Grundgesetz 19Mechanosensor 147, 149– Haut 149Membran– konduktile 133– subsynaptische 139– – Depolarisation 139– – Hyperpolarisation 139Membranrezeptor 130 f

Messwert 9– Berechnen 14– Erfassen 14Mikrozirkulation 227Mikrozirkulationsstörung,

Muskel 206Mineralocorticoide 247Mittelzeitausdauer 311Momentarm 29α-Motoneurone 169 ffγ-Motoneurone 104, 169 ffMotorische Einheit s. Einheit,

motorischeMuskel– Ansteuerung 303 f– Atrophie 303– Belastung 105 f– Dehnfähigkeit 107, 205– Dehnungs-Verkürzungs-

Zyklus 108– Durchblutung 205– Durchblutungsstörung 207– dynamische Maximal-

kraft 110– Entspannungstechnik 107– Ermüdung 208– Flüssigkeitshaushalt 205– Hypertrophie 286, 321– Kapillarisierung, Trainings-

wirkung 279– kontraktile Eigenschaf-

ten 172 f– Kraftabstufung 175 ff– Kraftanstieg 182– Längenkontrollsystem 158,

209– langsamer 175– lokale Kontraktur 207– Mikrozirkulationsstörung

206– persistierende Aktivierungs-

insuffizienz 295 f– Querschnittsfläche 286– Rekrutierungsinsuffizienz

motorischer Einheiten 303– Ruhe-Dehnungs-Kurve 193– schneller 175– Spannungskontroll-

system 160, 209– Thixotropie 207Muskelaktionspotenzial 172 f,

190 fMuskelaktivität, Messung 50Muskelarbeit 34

Muskeldehnung 107 ff, 193, 203 f– 3-Stufen-Technik 109 fMuskeldehnungsreflex 158 ff,

209– Eigenschaften– – phasische 159– – tonische 159 fMuskelfasern– extrafusale 150– intrafusale 150– Skelettmuskel 187 f– Trainingswirkung 280Muskelgewebe 103 ff– Aufbau 103 ff– Dehnung 107 ff– Überbelastung 105 f– Unterbelastung 106 fMuskelkette– geschlossene 111– offene 111– parallele 111 f– serielle 111 fMuskelkontraktion 109, 193– auxotone 193– dynamische 110– exzentrische 110– isobare 220– isometrische 34, 193– isotonische 193– isovolumetrische 220 f– konzentrische 110– statische 110Muskelkraft (s. auch Kraft) 20, 51– Messung 51– Wirkung auf passive Struk-

turen 110 ffMuskellänge, funktionelle 107Muskelläsion, Heilung 105Muskelmodell 203Muskelschema nach Hill 107 fMuskel-Sehnen-Übergang 104Muskelspindel 104 f, 150Muskelspindelreflex 104Muskelsteifigkeit 107, 205, 207,

209– passive 209Muskelstrang, hypertoner 206Muskeltonus 107, 201 ff, 206,

208– aktiver 107, 201 ff– Definition 202 f– passiver 107, 203Muskelzelle, Filamente,

tertiäre 109



340 Sachverzeichnis

Muskelzerrung 105 fMuskelzuckung 172 f, 190 f– Anschlagzuckung 195– Unterstützungszuckung 194 fMuskelzuckungen, Summa-

tion 190 ffMyofibrillen 103 f, 187 fMyofibroblasten 72Myogelose 206Myokard s. HerzmuskelMyosin 103, 188

NNarbe 69, 78– funktionelle 298 ffNerv– Kompressionstest 114– Kontusionstrauma 114– peripherer 113 fNervenfasern– Leitungsgeschwindig-

keit 135 f– markarme 135– marklose 135– markreiche 135 ffNervensystem 112 ff– Aufbau 112 ff– Aufgaben 114– autonomes 117– Belastung, mechanische 114 ff– Beweglichkeit 115– Dehnung 115– spinales, Inaktivitätswir-

kung 302– supraspinales, Inaktivitäts-

wirkung 302– sympathisches 112, 117– Überbelastung, mecha-

nische 114 ff– Unterbelastung, mecha-

nische 118 f– vegetatives 112, 117, 226,

243 ff– zentrales 113Nervenwurzel 115Netzwerk, neuronales– Divergenz 143– Konvergenz 143Neuronale Struktur, Rezeptor-

funktion 128Neurovegetatives System,

Inaktivitätswirkung 302

Newton, Isaac 19 f1. Newton-Axiom 18 f, 302. Newton-Axiom 19, 303. Newton-Axiom 19 fNiederdrucksystem 225 fNiere, Säure-Basen-Haus-

halt 237 fNozizeption 199– mechanosensible 150Nozizeptor 147, 152– Haut 149

OOberflächenspannung 35Ödementstehung 119Orientierungsfähigkeit 310Orthosympathikus s. Sym-

pathikusOsteoporose 84 f

PPacini-Körperchen 152Parallelogramm der Kräfte 22 fParallelschaltung 41 fParästhesien 117Parasympathikus 112, 243 f– Herzfunktion 223 fPartialdruck– Kohlendioxid 214– Sauerstoff 214Pascal, Blaise 28Patella 55Pauwels, F. 83, 98Phosphorylierung, 235– glykolytische 232 f– oxidative 234Photosensor 149, 153pH-Wert, menschlicher Organis-

mus 236Pleuradruck 213Poikilothermie 239Polarkoordinaten 13Polarkoordinatensystem 11 fPotenzial, elektrotonisches 133,

136Potenzierung– posttetanische 141, 175– tetanische 141Proportional-Differenzial-Rezep-

tor 147

Proportionalrezeptor 147Propriozeption 150Pufferung 237Pulmonales System 119Pyramidenbahn 167 fPyramidentraining 321

RReaktion, posturale 163Reaktionsfähigkeit 310Reflex 158 ff– Barorezeptorreflex 239– Eigenreflex 158 ff, 209– Extensorreflex, gekreuz-

ter 161 f– Flexorreflex 161 f– Fremdreflex 161 f– Golgi-Sehnenorgan-

Reflex 104– Haltereflex 163– Henry-Gauer-Reflex 239– Hering-Breuer-Reflex 214– Kopfstellreflex 164– Körper-Kopf-Stellreflex 164– monosynaptischer 158 ff– Muskeldehnungsreflex 158 ff– Muskelspindelreflex 104– Stellreflex 163Reflexzeit 159 fRefraktärzeit 135Regelkreis, Temperaturregula-

tion 241Regulationssystem– hormonelles 242 ff– neurovegetatives 242 ffRekrutierung 176 ffRekrutierungsordnung 176 ffReibung– äußere 26 f– – Strömung 40– innere 26 f– – Strömung 40Reibungskraft 20, 26 fReihenschaltung 41Reiz 67, 129 f– Eigenschaften 131– externer 129– funktioneller 88– interner 129– überschwelliger 68Reizschwelle 133, 135Reizstufenregel nach Roux 313



Sachverzeichnis 341

Renin-Angiotensin-Aldosteron-Mechanismus 239

Rezeptor 128– Adaptation 147– Chemosensor 149, 214 f– Enterorezeptor 146– Exterorezeptor 146– Gleichgewichtssensor 149,

152– Mechanosensor 149– Membranrezeptor 130 f– neuronale Struktur 130– Nozizeptor 147, 152– Photosensor 149, 153– sensomotorisches

System 145 ff– Temperatursensor 149Rezeptorpotenzial 134Rhythmisierungsfähigkeit 310Rhythmusgenerator 162RMP (Ruhemembranpotenzial)

129Rolle– feste 32– Flaschenzug 32 f– lose 32Rotation 15Roux-Reizstufenregel 313Rückenmark 115, 158 ffRückenschule, funktionelle 88Ruffini-Körperchen 152Ruhebradykardie 279Ruhe-Dehnungs-Kurve– Herzmuskel 220– Muskel 193– Thorax-Lungen-System 212 fRuhemembranpotenzial 127,

131 ff

SSarkomer 103 f, 187 f, 204Sauerstoff– Partialdruck 214– Transport 218, 228 fSauerstoffaufnahme 210 ff,

228 ff– Diagnostik der Ausdauer 267Sauerstoffsättigung 228 fSäure-Basen-Haushalt 236 f– bei Belastung 273– Lungenfunktion 237– Nierenfunktion 237 f

Schenkelhalswinkel 52 fSchleifensystem– assoziativ-kognitives 165– komplexes 165– okulomotorisches 165– skelettmotorisches 165Schmerz 149 fSchnelligkeit 311Schnellkraft 281, 310Schwäche des Bindegewebes 75Schwelle– aerob-anaerobe 274 ff– aerobe 273 ff– anaerobe 273 ff– – individuelle 276 f– respiratorische 277– – Conconi-Schwelle 277 f– ventilatorische 277– – Conconi-Schwelle 277 fSchwellenkonzepte, klassische,

Laktat 272Schweredruck 36Schwerelinie 43 fSchwerkraft 20Schwerpunkt 43 fSehneninsertion 104 fSehnen-Knochen-Übergang 105Seitendruck in Flüssigkeit 37Sensibilität, somatoviszerale

148Sensoarthromuskuläres

System 206Sensomotorik 129 ffSensomotorisches System 127,

144 ff, 210 ff, 242– funktionelle Narbe 298 ff– – Schweregrade 299– Leistungen 157 ff– Rezeptor 128– Störung– – bei degenerativer

Erkrankung 290 f– – verletzungsbedingte 290 f– Stützsensomotorik 144, 202– Zielsensomotorik 144, 202Sensor (s. auch Rezeptor) 145 ff– Chemosensor 149, 214 f– Enterorezeptor 146– Exterorezeptor 146– Gleichgewichtssensor 149,

152– hochschwelliger 147– Mechanosensor 147, 149– niederschwelliger 147

– Nozizeptor 147, 152– Photosensor 147, 153– polymodaler 147– primärer 145 f– sekundärer 146– Temperatursensor 149Short Range Elastic Com-

ponent 204Sitzhaltung– aufrechte 91– krumme 90, 92Skalar 19Skelettmuskel– Inaktivitätswirkung 302– Muskelfaser 187 fSlump-Test 116SMS s. Sensomotorisches SystemSomatotopie 154Spannungskontrollsystem 160,

209Spezifisches Gewicht 21Spinalkanal 115Spongiosa 81, 83Sportherz 278 fSREC (Short Range Elastic

Component) 204Stabilisierung– aktive 48– Kompensationsmechanis-

men 48 f– passive 48Stabilität, Gelenke 75Standfestigkeit 44Standfläche 44Statik 7Stationstraining 321Staudruck, Flüssigkeit 41Stellreflex 163Stellungswahrnehmung,

bewusste, Training 317Stempeldruck 38Stimulus s. ReizStoffwechsel 231 ffStrahlung, Temperaturregula-

tion 240Strategie, sensomotori-

sche 196 ffStrömung 39– Druck– – dynamischer 40– – statischer 40– Druckmessung 38, 41– ideale 40– laminare 40 f



342 Sachverzeichnis

– menschlicher Körper 42 f– Reibung– – äußere 40– – innere 40– Reiheschaltung 41– Staudruck 41– Störungsfeld 39– turbulente 40– Unterdruck, statischer 41– verzweigtes System 41Strömungsfeld 40Strömungsgeschwindigkeit

42 fStützsensomotorik 144, 163,

202Summation– räumliche 137 f– zeitliche 137 fSuperkompensation 256Sympathikus 112, 243 f– Gefäßinnervation 226– Herzfunktion 223– positiv inotrope Wirkung

223Symptome, vegetative 117Synapse– bahnende 137 f– chemische 137 ff– – Erregungsüberleitung 139– – postsynaptischer Teil 138– – präsynaptischer Teil 138– – subsynaptische Mem-

bran 139– – Summation– – – räumliche 137 f– – – zeitliche 137 f– hemmende 137, 141– neuromuskuläre 171Synergien, posturale 163Synovialflüssigkeit 95Synzytium, funktionelles 219γ-System 151

TTeilkörperbewegung,

Koordination 310Teilparese, funktionelle 296 f– Ausheilungszustand 298 ffTemperaturabfall, Temperatur-

regulation 241Temperaturanstieg, Temperatur-

regulation 241

Temperaturregulation 239 ff– autonome 239 f– Evaporation 240– Kerntemperatur 239– Konduktion 240– Konvektion 240– Regelkreis 241– Strahlung 240– Temperaturabfall 241– Temperaturanstieg 241Temperatursensor, Haut 150Testosteron 246– Krafttrainingswirkung 289Tetanus– unvollständiger 191– vollständiger 191 fThixotropie 207Thorax– Atemruhelage 213– Elastizität 212 f– Pleuradruck 213Thorax-Lungen-System– Druck-Volumen-Kurve 213 f– Ruhe-Dehnungs-Kurve 213– – statische 213Totalendoprothese– Hüftgelenk 295– Kniegelenk 291 ffTrägheit 18Trägheitsgesetz 18 fTraining 312 ff– Adaptation, neurale 283 ff– Ausdauer 311, 318 ff– – Koordination 310– als Behandlungskonzept 309– – Patient 309– Belastung– – altersgemäße 315– – Gestaltung 315 f– – Kontinuität 315– – modellbezogene 318– – Steigerung 314 f– – zielbezogene 315, 318– Belastungsfolge 315– Beweglichkeit, aktive 311– Definition 312 f– Energiestoffwechsel-

anpassung 279 f– Erholung, Gestaltung 315 f– Grundbegriffe 312 f– Grundlagenausdauerbereich I

319– Grundlagenausdauerbereich I/

II 319

– Grundlagenausdauerbereich II 320

– Grundsätze 313 ff– Herzfunktionsanpas-

sung 278 f– ideomotorisches 200– Individualisierung 315– Koordination 316 ff– Kraft 310 f, 320 ff– Kraftentwicklung 283 ff– Kreislaufanpassung 279– Lungenfunktionsanpas-

sung 278– Merkmale 313– Methodik 185 f– Mindestbeanspruchung

313 f– Muskelfasernanpassung 280– propriorezeptives 200– Proteinstoffwechselanpas-

sung 280– Schnelligkeit 311– sensomotorischer Beanspru-

chungsformen 316 ff– trainingswirksamer Reiz

313 f– Zielstellung 313Trainingslehre 129 ffTransduktionsprozess 134Transformationsprozess 134Translation 15 ffTrendelenburg-Hinken 99 fTrendelenburg-Zeichen 49Triggerpunkt 206TSH (thyroideastimulierendes

Hormon) 246

UÜberbelastung– Bindegewebe 74 f– Knochen 83 f– mechanische, Reaktion des

Nervensystems 114 ff– Reaktion– – des Gelenkknorpels 96 f– – des Muskels 105 fÜbergewicht 90Übungsfragen– angewandte Physik 60, 120– Biomechanik 60, 120Umgebungsdruck 38Umstellungsfähigkeit 310



Sachverzeichnis 343

Unterbelastung– mechanische, Nerven-

system 118 f– Reaktion– – der Bandscheibe 88 f– – des Bindegewebes 78 f– – des Gelenkknorpels 97– – des Knochens 84 f– – des Muskels 106 fUnterdruck, statischer 41Unterstützungsfläche 43 ffUnterstützungszuckung 194 f

VVasodilatation 225, 227– Trainingswirkung 279Vasokonstriktion 225, 227Vasomotoren 226Vektor 21 ff– Resultierende 22Ventilation, Lunge 211 ffVentilebenenmechanismus,

Herz 221Verformung, plastische, Binde-

gewebe 81Vestibuläres System 153Viskosität 26 f– Bindegewebe 80

Vorderhornzellen, motori-sche 169 ff

Vorderseitenstrangbahn 155 fVorlast, Herz 220Vorwärtshemmung 140 f

WWachstumshormon, Kraft-

trainingswirkung 289Wahrnehmung 127, 148, 200Wärmeenergie 27Wärmerezeptor 150Wasserhaushalt 238 fWiderstand, peripherer 119Wilder-Ausgangswertregel 314Winkelheber 35 fWinkelmessung, Gelenk 56Wirbelgleiten 92 fWirbelsäule, Belastung 89 ffWirbelsegment 89 fWundheilung 75 ff– des Bindegewebes s. Binde-

gewebe, Wundheilung– Entzündungsphase 76– der Haut 78– Konsolidierungsphase 77– Organisationsphase 77– Proliferationsphase 77

– Remodellierungsphase 77 f– Reorganisationsphase 77 f– Umbauphase 77– vaskuläre Phase 76– zelluläre Phase 76

XXY-Diagramm 9

ZZellen– des Bindegewebes s. Binde-

gewebszellen– Knochen 82Zellmembran 131 f– Depolarisation 133 f– Hyperpolarisation 133Zielsensomotorik 144, 202Zirkeltraining 321 fZug 28 fZustandsgleichung der idealen

Gase 39Zweibeinstand, Hüftgelenk 52Zyklus Belastung-Beanspru-

chung-Ermüdung-Erholung-Adaptation 249 f, 300

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Hüter-Becker, A./ Dölken, M./ (Hrsg.) Biomechanik ...¶lken... · Hüter-Becker, A./ Dölken, M./ (Hrsg.) Biomechanik, Bewegungslehre, Leistungsphysiologie, Trainingslehre by naturmed