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Kraft-Längen-Relation

Die Kraft, die ein Muskel bei maximaler willentlicher (neuronaler) Ansteuerung erzeugen kann, ist von folgenden drei Faktoren abhängig:

Die Länge eines Muskels bestimmt die Überlappung der Aktin- und Myosinfilamente innerhalb der Sarkomere und damit die Kraft, die der Muskel produzieren kann. Die sogenannte Kraft-Längen-Relation eines Muskels (s. Grafik) beschreibt die Kontraktionskraft bei unterschiedlicher Sarkomerlänge. Grundsätzlich hat sie die Form einer umgedrehten Parabel, die sich aus 3 Bereichen zusammensetzt:

  1. aufsteigender Ast
  2. Plateau
  3. absteigender Ast
(kurze Sarkomerlänge)
(mittlere Sarkomerlänge)
(große Sarkomerlänge)

Die Maximalkraft wird somit bei einer mittleren Sarkomerlänge (Plateau) erreicht, bei der die Myofilamentüberlappung und damit die Anzahl der Querbrücken maximal ist. Bei einer Verkürzung (konzentrische Kontraktion = aufsteigender Ast) oder Verlängerung (exzentrische Kontraktion = absteigender Ast) verringert sich das Kraftpotential des einzelnen Sarkomers.

Die Kraft-Längen-Relation eines gesamten Muskels, der ja bekanntlich aus unzählbar vielen Sarkomeren besteht, hat in der Regel eine ähnliche Form wie die seiner kleinsten kontraktilen Einheit. Durch gezieltes Krafttraining in bestimmten Bewegungsausmaßen bzw. Amplituden kann der Gelenkwinkel, bei dem die Maximalkraft generiert wird, verändert werden. So kann sich das Plateau infolge einer mehrwöchigen Trainingsphase nach links (kürzere Muskellänge) oder rechts (größere Muskellänge) verschieben. Je nach Bewegung hat dies einen positiven oder negativen Effekt.

wichtig: Die Kraft-Längen-Relation bezieht sich lediglich auf den (isolierten) Muskel und beschreibt nicht die eigentliche Kraftproduktion. Diese basiert auf einer Interaktion von Muskeln, Sehnen und passiven Strukturen wie z.B. Bändern.

 

Kraft-Längen-Relation (nach Gordon et al., 1966) modifiziert nach Herzog (The biomechanics of muscle contraction: optimizing sport performance, 2009): Das Kraftpotential eines Muskel ist im maximal verkürzten (a) und verlängerten (e) Zustand minimal und erreicht bei optimaler Überlappung der Aktin- und Myosinfilamente in mittlerer Sarkomerlänge (b, c, d) ihr Maximum.

Tobias Alt

 
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