LEHRBRIEF

FITNESSTRAINER C-LIZENZ

Lektion A Anatomie und Physiologie I

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Gender

Aus Gründen der besseren Verständlichkeit und Lesbarkeit verzichten wir in allen Ausbildungsunterla-gen auf gendergerechte Personen- sowie Funktionsbeschreibungen und beschränken uns lediglich auf die allgemein übliche männliche Form; die weibliche ist darin eingeschlossen.

Haftungsausschluss

Die Akademie für Sport und Gesundheit Dr. Bergmann GmbH übernimmt keinerlei Gewähr für die Ak-tualität, Vollständigkeit oder Richtigkeit der ausgehändigten Informationen. Haftungsansprüche gegen die Akademie für Sport und Gesundheit Dr. Bergmann GmbH, unabhängig davon ob materieller oder ideeller Art, die durch die Nutzung oder Nichtnutzung der ausgehändigten Informationen bzw. durch die Nutzung fehlerhafter und/oder unvollständiger Informationen verursacht wurden, sind grundsätz-lich ausgeschlossen.

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Inhaltsverzeichnis

1 Grundlagen ..................................................................................................................................................... 3

2 Energiebereitstellung ..................................................................................................................................... 7

2.1.1 Anaerobe Energiegewinnung ......................................................................................................................... 8 2.1.2 Aerobe Energiegewinnung ............................................................................................................................. 8 2.1.3 Auswirkungen von Training auf Muskulatur und Energiebereitstellung ....................................................... 9

3 Herz-Kreislauf-System .................................................................................................................................... 9

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1 Grundlagen Die Lehre vom Aufbau und der Gestalt des Körpers mit all seinen Teilsystemen wird als Anatomie be-zeichnet. Die Physiologie ist dagegen die Lehre von den Lebensvorgängen. Sie befasst sich mit den funk-tionellen Abläufen und Zusammenhängen des lebenden Organismus und seiner Strukturen.

Der Mensch verfügt über mehr als 600 Muskeln, gut 200 Knochen und über 100 Gelenke. Aufgrund dieser Komplexität ist es im Rahmen der C-Lizenz-Ausbildung nur möglich, einen ersten Überblick und besonders elementare Grundlagen zu vermitteln. Bei der Terminologie werden die lateinischen Begriffe den deutschen Bezeichnungen nur dann vorgezogen, sofern sie allgemein gebräuchlicher sind (bei-spielsweise M. biceps brachii anstatt Zweiköpfiger Oberarmmuskel, jedoch Gerader Bauchmuskel anstatt M. rectus abdominis). Für tiefergreifendere Kenntnisse wird bereits an dieser Stelle auf die aufbauenden Lehrgänge verwiesen, insbesondere auf die Ausbildung zum Fitnesstrainer B.

1.1 Gliederung des menschlichen Körpers Der menschliche Körper wird üblicherweise in den Stamm und die Extremitäten gegliedert. Zur oberen Extremität gehören Arme und Hände, zur unteren Extremität Beine und Füße. Dem Stamm werden Kopf, Hals und Rumpf zugeordnet. Am Rumpf selbst wird nochmals zwischen Brustkorb, Bauch, Rücken und Becken differenziert (siehe Abbildung 1).

Abbildung 1: Gliederung des Körpers

1.2 Bewegungen um Achsen und in Ebenen Körperachsen kann man sich als Linien durch den Körper oder seine Gelenke vorstellen, mit deren Hilfe Bewegungen des Körpers oder einzelner Körperteile präziser beschrieben werden können (siehe Abbil-dung 2).

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Abbildung 2: Körperebenen und Körperachsen

Die Längsachse verläuft senkrecht von oben nach unten (kraniokaudal) bzw. auch in umgekehrter Rich-tung durch den menschlichen Körper (Beispiele: Eislaufpirouetten, Schrauben beim Turmspringen). Die Tiefenachse geht von vorne nach hinten (von ventral nach dorsal) bzw. umgekehrt durch den Körper (Beispiele: Rad beim Turnen). Die Breitenachse durchzieht den Körper quer von links nach rechts (oder umgekehrt) (Beispiel: Salto). Zwischen zwei der beschriebenen Hauptachsen spannt sich jeweils eine Körperebene auf.

1.3 Bewegungsrichtungen von Gliedmaßen Verschiedenen Bewegungsrichtungen der Extremitäten werden bestimmte Bezeichnungen zugeordnet. Die gebräuchlichsten davon sind in Abbildung 3 bis Abbildung 7 illustriert. Sie treten im Sport selten in ihrer „isolierten Reinform“ auf, sondern meist in mehr oder weniger ausgeprägten Kombinationen.

Abbildung 3: (1) Anteversion Arm, (2) Retroversion Arm, (3) Anteversion Bein, (4) Retroversion Bein

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Abbildung 4: (1) Abduktion und (2) Adduktion li. Arm, (3) Abduktion und (4) Adduktion re. Bein

Abbildung 5: (1) Flexion im Knie- und im Hüftgelenk, (2) Elevation, (3) Außen- und (4) Innenrotation im Schultergelenk, (5) Außenrotation im Hüftgelenk

Abbildung 6: (1) Plantarflexion und (2) Dorsalextension im Fuß bzw. oberen Sprunggelenk

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Abbildung 7: Pronation und Supination an Fuß1 und Hand2

1.4 Zellbiologie Die Zellbiologie, Zytologie oder Zellenlehre befasst sich mit den biologischen Vorgängen auf zellulärer Ebene. Der Körper des Menschen besteht aus hunderten verschiedener, jeweils für bestimmte Aufga-ben spezialisierter Zell- und Gewebetypen. Die Strukturen und Prozesse in diesen kleinsten lebenden Einheiten der Organismen sind der Ausgangspunkt äußerlich wahrnehmbarer Veränderungen auf hö-heren Ebenen. Wirksame Trainingsreize stellen für den Organismus einen Störfaktor des aktuell beste-henden Gleichgewichts dar. Der Körper bzw. die betroffenen Zellen werden dabei gewissermaßen auf-gefordert, sich strukturell (z. B. Muskelwachstum oder Knochendichtezunahme) oder funktionell (z. B. Stoffwechselsteigerung oder veränderte Reizreaktion) an äußere Anforderungen anzupassen.

1 http://orthopedia.wikia.com/wiki/Supination 2 https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Pronation_and_supination.jpg

Anpassung durch Training:

Wenn eine Person erstmals oder aber nach längerer Pause ein Fitnessprogramm aufnimmt, passt sich der Körper nach und nach an, d. h. er wird konditioniert und damit leistungsfähiger. Die dabei belasteten Strukturen (u. a. Muskeln, Herz, Nerven, Bänder, Sehnen, Knochen) benötigen teilweise nur Tage, teilweise aber auch Monate, um sich anzupassen. Die erforderliche Zeitspanne hängt von zahlreichen Faktoren ab, das Lebensalter ist nur einer davon.

Wenn entsprechende Teilnehmer bzw. Kunden zu abrupt mit ungewohnten oder zu hohen Belas-tungen konfrontiert werden, drohen Überlastungen bis hin zu irreversiblen Schädigungen.

Aus diesem Grund sind ein gründliches Vorgespräch (Anamnese) und eine maßvolle Herangehens-weise geboten.

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1.5 Bewegungsapparat Der Bewegungsapparat als Ganzes wird auch als Stütz- und Bewegungsapparat bezeichnet und ist ein anatomisches Organsystem, das den Körper in seiner Form hält und in erster Linie dem Menschen er-möglicht mit seiner Umwelt durch Bewegungen zu interagieren. Aus funktioneller Sicht kann der Bewe-gungsapparat in zwei Bereiche unterteilt werden (siehe Abbildung 8):

• Der passive Bewegungsapparat oder auch Stützapparat, bestehend aus Knochen, Bändern, Gelenken und Knorpel

• Der aktive Bewegungsapparat, bestehend aus der Skelettmuskulatur mit ihren Hilfseinrichtun-gen (Sehnen, Sehnenscheiden, Schleimbeutel und Faszien)

Beide Teile sind von elementarer Bedeutung für den Sport und werden nachfolgend näher beleuchtet.

Abbildung 8: Menschlicher Stütz- und Bewegungsapparat

2 Energiebereitstellung Zur Ausführung muskulärer Arbeit wird Energie benötigt. Die Mobilisierung, den Transport und die Ge-winnung von Arbeitsenergie bezeichnet man als Energiebereitstellung oder als Energiestoffwechsel. In einer Kette chemischer Reaktionen wird dabei fortlaufend Adenosintriphosphat (ATP) aus Nährstoffen bzw. deren Substraten synthetisiert. Das ATP ist der universelle und direkt verfügbare Energieträger in den Zellen und wird für jede Art von Arbeit zwingend benötigt.

2.1 Formen der Energiebereitstellung Mit den sog. Energiebereitstellungsformen oder -arten stehen dem Körper vier verschiedene Mechanis-men (zwei Hauptwege mit jeweils zwei „Unterpfaden“) zur Verfügung (siehe Abbildung 9).

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Abbildung 9: Wege der Energiebereitstellung

2.1.1 Anaerobe Energiegewinnung Die anaerobe Energiegewinnung steht bei einem verhältnismäßig hohen Anforderungsniveau bzw. einer hohen Belastungsintensität im Vordergrund und stellt kurzfristig relativ viel Energie zur Verfügung. Ihr Nachteil liegt in ihrer zeitlichen Begrenztheit, denn die sofort verfügbaren Phosphatspeicher reichen bei hoher Belastung nur für wenige Sekunden aus. Dieser Stoffwechselweg läuft alaktazid ab, d.h. ohne die Bildung des leistungsmindernden Laktat ab.

Besteht eine darüber hinaus gehende hohe Leistungsanforderung, so greift im Körper die anaerob-laktazide Kohlenhydratverbrennung. Sie stellt weiterhin viel Energie zur Verfügung, geht aber gleichzei-tig mit der Entstehung und Anhäufung von Laktat einher. Bei unvermindertem Energieabruf kommt es dann zügig zu einem radikalen Leistungseinbruch, die Muskulatur „übersäuert“.

2.1.2 Aerobe Energiegewinnung Bei der aeroben Energiegewinnung wird Energie unter Sauerstoffverbrennung aus Fetten und/oder Koh-lenhydraten gewonnen. Dieser Prozess ist so lange möglich, wie ein ausreichendes Sauerstoffangebot vorhanden bzw. die Intensität moderat bleibt. Fettsäuren können über sehr viele Stunden Energie lie-fern, die Depots an Kohlenhydraten dagegen sind, je nach Belastung und Nachschub, nach etwa 90 Mi-nuten verbraucht. Die aerobe Energiebereitstellung steht bei den klassischen Ausdauerdisziplinen im Vordergrund.

Abbildung 10 verdeutlicht die zeitliche Verfügbarkeit, die jeweilige Energieflussrate und das Ineinander-greifen der vier Energiebereitstellungsformen. Die beschriebenen Mechanismen laufen nicht isoliert und nacheinander ab, sondern ineinandergreifend. Es kann eine dominante, aber kein ausschließliche Art der Energiebereitstellung vorliegen.

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Abbildung 10: Energieflussrate und Energiegewinnung im zeitlichen Verlauf

2.1.3 Auswirkungen von Training auf Muskulatur und Energiebereitstellung Die Muskulatur ist ein hochanpassungsfähiges Körpergewebe. Bei Untrainierten zeigen bereits wenige Trainingsreize eine Wirkung. Sowohl das direkt im Muskel verfügbare Energieangebot als auch die Nach-schub- und Verarbeitungsprozesse können gesteigert werden. Ausschlaggebend dabei ist vor allem die Belastungsart.

• Krafttraining setzt Muskeln oder Muskelgruppen vorwiegend anaeroben Bedingungen aus. Dadurch kommt es vor allem zur Erhöhung der intramuskulären Energiespeicher.

• Ausdauertraining steigert primär Mechanismen, die zur Erhöhung der aeroben Kapazität bei-tragen wie beispielsweise die Kapillarisierung.

3 Herz-Kreislauf-System

3.1 Bestandteile und Funktion Das Herz-Kreislauf-System (oder kardiovaskuläres System) ist ein ringförmiges Transportsystem mit dem Herzmuskel (Myokard) als zentraler „Antriebspumpe“ und dem Blut als Transportmittel. Sein wesentli-ches „Transportgut“ sind Gase, Nährstoffe, Stoffwechselprodukte, Hormone, Abwehrstoffe und nicht zuletzt Wasser. Die röhrenförmigen Transportkanäle werden als Gefäßsystem bezeichnet und bestehen aus Arterien und Venen. Die Gefäße verästeln sich zur Peripherie hin zunehmend, bis schließlich an den winzigen Kapillaren oder Haargefäßen der eigentliche Stoffaustausch mit den Körperzellen stattfindet.

3.2 Großer und kleiner Kreislauf Die Blutzirkulation durch den Körper (siehe Abbildung 11) wird als Großer Kreislauf oder Körperkreislauf bezeichnet. Unter dem Kleinen Kreislauf oder Lungenkreislauf ist dagegen die Zirkulation von der rech-ten Herzhälfte zur Lunge und zurück zur linken Herzhälfte zu verstehen. Dabei vollzieht sich der Gasaus-tausch (also die Abgabe von Kohlendioxid und die Aufnahme von Sauerstoff in der Lunge). Von der lin-ken Herzhälfte durchströmt das Blut dann anschließend wieder den großen Kreislauf.

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Abbildung 11: Kardiovaskuläres System

3.3 Blutdruck Für eine angemessene Funktion des Herz-Kreislauf-Systems spielt der Blutdruck eine wichtige Rolle. Der Blutdruck in den Arterien kann mit relativ einfachen Instrumenten gemessen werden die übliche physi-kalische Maßeinheit dafür lautet mmHg (Millimeter Quecksilbersäule). Der systolische Wert liegt nor-malerweise unter 130 mmHg und beschreibt den Blutdruck im Moment der Austreibungsphase des Her-zens. Der diastolische Wert hingegen ist das Maß für den Druck während der Erschlaffungsphase des Herzens, sein Normwert liegt bei unter 85 mmHg.3

3.4 Anpassungserscheinungen durch Sport Von ausdauerorientiertem Sport profitiert das Kardiovaskulärsystem in besonders hohem Maße. Neben einer allgemeinen Steigerung der Leistungsfähigkeit erzielen entsprechende Trainingsinhalte nachweis-lich positive und gesundheitsförderliche Einflüsse auf die Gefäße, den Blutdruck, das Blut und den Herz-muskel selbst.

3 Deutsche Hochdruckliga e.V. (2018). Patienten/ Bluthochdruck. (URL: https://www.hochdruckliga.de/bluthochdruck.html)