Anatomie und Physiologie beim EMS-Training
Funktionelle Bestandteile einer quergestreiften Muskelfaser
- Die quergestreifte Muskulatur macht ca. 40 % des Körpergewichts aus.
- Aufgaben: Stütz- und Haltefunktion sowie Bewegung (zusammen mit Sehnen, Knochen und Gelenken).
- Der Muskel besteht, je nach Größe, aus mehreren Muskelbündeln (Faszikel).
- Die Faszikel setzen sich aus mehreren Muskelfasern zusammen.
- Die Muskelfaser stellt die Muskelzelle dar.
- Die Querstreifung einer Muskelfaser ergibt sich aus der regelmäßigen Anordnung der kontraktilen Proteine Aktin und Myosin.
- Die Myofibrillen sind durch Z-Streifen in die ca. 2 μm langen Sarkomere unterteilt.
- Das Sarkomer ist die kleinste kontraktile Einheit eines Muskels.
- Das Sarkolemm ist die Zellmembran, die die Muskelfaser umgibt und in die Sehnen übergeht.
Kontraktionsmechanismus – Gleitfilamentmechanismus
- Myosinkopf lagert sich an G-Aktin an (Querbrückenbildung), da die Myosinbindungsstelle von Calcium freigelegt wird.
- Myosinkopf kippt von einer 90°- in eine 45°-Stellung – Verkürzung des Sarkomers.
- Der Myosinkopf wird durch ein ATP-Molekül vom Aktin getrennt und wie eine Feder „vorgespannt“.
- ATP wird durch ATPase in ADP und Pi gespalten.
- Der Zyklus beginnt von Neuem.
Hauptfasertypen des Skelettmuskels
Typ I: Langsamer, roter Fasertyp (ST-Fasern, Slow Twitch Fibres)
- Langsame Kontraktionszeit, ca. 80 ms.
- Höherer Myoglobingehalt, kapillaren- und mitochondrienreich.
- Überwiegend aerober/oxidativer Stoffwechsel.
- Niedrige ATPase-Aktivität.
- Für ausdauernde Arbeiten, z. B. Stützmuskulatur.
- Werden bei klassischer Belastung als erstes angesteuert (vor FT-Fasern).
- Über EMS mit bis zu 30 Hz optimal ansteuerbar.
Typ II: Schneller, weißer Fasertyp (FT-Fasern, Fast Twitch Fibres)
- Kurze Kontraktionszeit, ca. 30 ms.
- Unterteilt in oxidativ-glykolytische (Typ 2a) und glykolytische (Typ 2x) Fasern.
- Überwiegend anaerober Stoffwechsel.
- Hohe ATPase-Aktivität.
- Für schnelle Bewegungen.
- Leicht elektrisch erregbar durch niedrige Reizschwelle der Motoneuronen.
- Über EMS zwischen 50 und 100 Hz optimal ansteuerbar.
- Beim EMS-Training auch bereits vor der Ermüdung der ST-Fasern ansteuerbar.
Energiebereitstellung
- Der Abbau von ATP zu ADP ist die Grundlage für jede Muskelkontraktion.
- Aerober Stoffwechsel: In den Mitochondrien entstehen CO2 und H2O.
- Anaerober Stoffwechsel: Glykogenolyse außerhalb der Mitochondrien – es entsteht Lactat, was intrazellulär zur Übersäuerung führt und die Leistungsfähigkeit herabsetzt.
Muskelkater
Kraftlosigkeit
- Schädigung der Z-Scheiben innerhalb der Myofibrillen.
- Osmotische Effekte führen zu Wassereinlagerungen im Muskel.
- Anstieg des CK-Wertes als Ausdruck für Muskelschäden.
- Kreatinkinase (CK) wird über die Nieren im Urin ausgeschieden.
Schmerzen
- Abbau zerstörter Substanzen führt zu schmerzauslösenden Substanzen (z. B. Histamin).
- Reflektorische Verspannungen verstärken den Schmerz.
- Viel Wasser trinken, um Muskelkater und größere Schäden zu vermeiden, insbesondere beim EMS-Training, da viele Muskelgruppen gleichzeitig trainiert werden.
Reizübertragung von den Nervenzellen an die Muskelfasern
- Ausgangspunkt des Kontraktionsablaufs ist die Koppelung der elektrischen Nervenimpulse an die mechanische Kontraktion.
- Motoneuronen starten in den Vorderhornzellen des Rückenmarks.
- Die Gesamtheit der von einem Motoneuron innervierten Muskelfasern wird motorische Einheit genannt.
- Die Erregungsübertragung erfolgt über die motorische Endplatte.
Ruhepotential
Jede Zelle hat ein Ruhepotential (bei Muskel- und Nervenzellen ca. 60–100 mV). Das Zellinnere ist negativ geladen, das Zelläußere positiv. Das elektrische Ruhepotential entsteht durch eine ungleiche Verteilung von Ionen (Kalium⁺, Natrium⁺ und Chloridˉ).
Fazit
Die rote Typ I-Ausdauermuskulatur trainierst du mit EMS am besten bei einer Frequenz von bis zu 30 Hertz. Diese Muskeln werden beim Cardiotraining eingesetzt und wirken eher athletisch.
Die schnell zuckende, großflächige weiße Skelettmuskulatur vom Typ II trainierst du am besten mit einer Frequenz von 50 bis 100 Hertz. Diese Muskeln wirken eher massig und werden bei intensiven Belastungen aktiviert.