bewegungsphysiologie: lastmaximum

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Lastmaximum

in vielen nichtzyklischen und zyklischen Bewegungen variiert die Last über den Arbeitsbereich. Dabei tritt meist an irgendeinem Punkt ein Maximum auf. Abhängig von der Konstruktion der Übung hängt das Lastmaximum eher ab von

  • intrinsischen biomechanischen Faktoren ab wie der Kraft-Längen-Funktion der Muskeln
  • äußeren Faktoren etwa wie dem Winkel zwischen der Richtung der Bewegung mit externem Gewicht und der Schwerkraftrichtung (die Senkrechte), was meist bei Übungen mit externen Gewichten wie Hanteln der Fall ist,
  • der physikalischen Beschaffenheit eines Hilfsmittels wie im Falle eines Therabands mit seinem weitgehend linear progressiven Widerstand, das das Lastmaximum recht regelmäßig an das Ende der Bewegung verlegt.

Zur Konstruktion einer Übung gehört die Überlegung, wie sich die physikalische Kinetik der Übung zur Kraft-Längen-Funktion der Muskeln verhalten soll. Liegt die physikalisch größte Last und damit ein lokales Lastmaximum in sehr großer Sarkomerlänge, kann nur geringes Gewicht bewegt werden, die Bewegung wird aber in Richtung der Mitte des ROM leichter. Ein Beispiel dafür ist die Ellbogengelenkbeugung aus der Rückenlage. Der Kinetik der Übung gemäß nimmt die Last in Richtung der Senkrechte des Arms ab bis auf Null. Der Rest des ROM ist im Sinne der Übung nicht nutzbar.

Ein anderes Verhalten sehen wir bei klassischen Bizepscurls: die initiale Ellbogengelenkbeugung bei senkrechtem Arm ist beliebig leicht, die benötigte Kraft nimmt zu bis zum waagerechten Unterarm, der das (globale) Lastmaximum aufweist, und wieder ab mit weiterer Beugung des Ellbogengelenks. Bei gestrecktem, senkrechtem Arm sehen wir ein globales Lastminimum und bei maximaler Beugung ein lokales Lastminimum. Das Lastmaximum liegt halbwegs mittig im ROM, was der Kraft-Längen-Funktion entgegenkommt und diese Übung auszeichnet. Würde der Oberkörper, etwa auf einer Schrägbank, nach hinten gekippt divergieren mit zunehmendem Winkel gegen die Senkrechte das physikalische Lastmaximum und die maximale Kraft nach Kraft-Längen-Funktion immer weiter. Bei 45° Neigung sind nur noch 135° des ROM im Sinne der Übung nutzbar, nämlich bis zur Senkrechte des Unterarms, in flacher Rückenlage nur noch 90°, das Lastmaximum läge dann bei waagerechtem, gestrecktem Arm vor, wo der Bizeps so gut wie keine Kraft hat, da hier der theoretische Nullpunkt der Kraft-Längen-Funktion erreicht wird, der aus dem mangelnden Eingriff des Myosins ins das Aktin resultiert, und zudem der Hebelarm des Bizeps im Ellbogengelenk sehr gering ist, da die Sehne bei dem Winkel sehr profund liegt .

Wieder eine andere Situation sehen wir bei den sogenannten Scott-Curls, auf einem etwa 45° schrägen Pult ausgeführte Bizeps -Curls. Zu Beginn sind die Ellbogengelenke gestreckt und die Armbeuger müssen gegen eine bereits recht großen waagerechten Hebel aus großer Sarkomerlänge anheben. Für den monoartikulären Brachialis ist dies noch machbar, der biartikuläre Bizeps hingegen befindet sich noch nahe der Nullstelle seiner Kraft. Mit dem ersten Beugen wird die Situation für den Bizeps zunehmend günstiger, jedoch nähert sich der Unterarm der Waagerechte und damit der maximalen Schwerkraftwirkung. Erst danach wird die Bewegung zunehmend leichter. Das physikalische Lastmaximum liegt hier zwar beim waagerechten Unterarm, jedoch ist subjektiv das initiale Abheben am schwersten.

Das Theraband mit seinem weitgehend linear progressiven Widerstand überwiegt oft die physikalischen Effekte und den Einfluß der Kraft-Längen-Relation weitgehend oder gleicht diese ein Stück weit aus, wie es etwa im Falle von mit einem Theraband ausgeführten Bizepscurl ist, dessen Befestigungspunkt etwa im 45° Winkel dorsal hinter der Hand des gestreckten Arms in Ausgangsposition liegt. Die Bewegung startet wegen des geringen Zugs des Bandes leicht, was der noch geringen Kraft der Armbeuger nach Kraft-Längen-Funktion entgegenkommt, bei 45° Beugung des Ellbogengelenks ist das Band senkrecht zum Unterarm und der physikalische Hebelarm maximal, was die nach Kraft-Längen-Funktion zunehmnede Kraft weitgehend aufwiegt, deren Maximum bei etwa 90° Beugung des Arms sich einer bereits sehr großen Zugspannung des Bandes entgegenstellt. Erleichternd kommt dann der geringere Hebelarm des Unterarms gegen die Zugrichtung hinzu.