Innervationscharakteristik und Trainingsadaptabiltät im Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus

Abstract

Zur Realisierung eines hohen Leistungsniveaus im Wettkampfsport ist der Einfluss einer Reihe leistungsbestimmender Parameter unumstritten. Das Leistungsniveau einer großen Anzahl von Sportarten ist vor allem durch die Entwicklung der Schnellkraftfähigkeiten charakterisiert. Schnellkraftleistungen können bei vielfältigen Bewegungsabläufen realisiert werden. Von besonderem Interesse scheinen allerdings Schnellkraftleistungen bei Bewegungsabläufen in Form eines Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus (DVZ) zu sein. Die Besonderheit der Schnellkraftleistungen im DVZ liegt an der Tatsache, dass diese Kontraktionsformen wesentlicher Bestandteil einer Vielzahl alltäglicher und sportlicher Bewegungsabläufe sind, sowie an der höheren mechanischen Effizienz des DVZ gegenüber den isometrischen und isokinetischen Kontraktionen. Trotz des immensen wissenschaftlichen Interesses an den Schnellkraftleistungen im DVZ bleiben noch viele offene Fragen. Es besteht aus leistungsdiagnostischer und trainingspraktischer Sicht noch Aufklärungsbedarf hinsichtlich der Quantifizierung der Schnellkraftleistungen im DVZ sowie der Einwirkungen von Trainingsmethoden mit unterschiedlichen Belastungscharakteristiken auf das reaktive Bewegungsverhalten. Die Hauptziele der vorliegenden Arbeit waren, zum einem die Innervationscharakteristik beim DVZ sowie den Einflussgrad relevanter neuromuskulärer und mechanischer Parameter auf die Ausprägung der reaktiven Sprungleistungsfähigkeit zu untersuchen. Der reaktive Leistungsindex (Lindex) sollte als Kennwert zur Abschätzung dieser Leistungsfähigkeit dienen. Zum anderen wurde die Wirkungsweise von Trainingsmethoden mit unterschiedlichen Belastungscharakteristiken auf das reaktive Bewegungsverhalten erforscht. Um den Einflussgrad relevanter neuromuskulärer und mechanischer Parameter auf die Ausprägung der reaktiven Sprungleistungsfähigkeit sowie die Innervationscharakteristik beim Drop Jump (DJ) aus unterschiedlichen Fallhöhen und Ausführungsmöglichkeiten zu untersuchen, wurde eine Querschnittsuntersuchung durchgeführt. Dabei wurde neben der Erfassung der dynamographischen, elektromyographischen und kinemetrischen Parameter bei Bewegungsabläufen im DVZ auch die Ermittlung der Kraftfähigkeiten bei isometrischen und konzentrischen Bewegungsformen vorgenommen. Die Wirkungsweise der unterschiedlichen Belastungscharakteristik wurde anhand einer Längsschnittstudie untersucht. Bei dieser Studie absolvierten die Versuchspersonen (Vpn.) reaktive Sprungtrainingsprogramme mit einer intensiven bzw. extensiven Belastungscharakteristik. Bei der Steigerung der Dehnungsbelastung (Fallhöhen) zeigte das Innervationsmuster hinsichtlich des zeitlichen und Intensitätsaspektes keine Veränderungen. Die Steigerung der Fallhöhen allerdings verursachte eine Veränderung (Rechtsverschiebung des Innervationsmusters) des funktionellen Aspektes. Ebenfalls zu Veränderungen (Rechtsverschiebung) des Innervationsmusters führte die unterschiedliche Ausführung (einbeinig) des DJ. Der reaktive Leistungsindex (Lindex) als Kennwert zur Determinierung der reaktiven Leistungsfähigkeit zeigte einen hohen Zusammenhang mit den erfassten neuronalen und mechanischen Parametern. Dabei stellte sich heraus, dass Trainingsprogramme mit intensiven bzw. extensiven Belastungscharakteristiken zu einer Erhöhung (p<0,01) bzw. Senkung (p<0,05) der reaktiven Leistungsfähigkeit führen. Bewegungsabläufe in Form eines schnell ablaufenden DVZ (Bewegungszeit ca. 200 ms) werden als geschlossene Fertigkeiten bezeichnet. Der Bewegungsablauf bei derartigen Kontraktionsformen ist bereit vorprogrammiert. Die Ergebnisse dieser Untersuchung konnten dies bis zu einem gewissen Grad bestätigen. Die Innervationscharakteristik beim DJ zeigte eine Stabilität besonders hinsichtlich ihres zeitlichen Verlaufes. Eine Änderung der Innervationsstrategie wurde allerdings durch den Einfluss der Belastung beobachtet. Der Einwirkung belastungsbedingter Faktoren, wie die Erhöhung der Fallhöhen oder die unilaterale Ausführung, führte zur Änderung des Innervationsmusters und damit zur Erhöhung des willkürlichen Aktivitätsanteils (Rechtverschiebung des EMG-Musters). Die hohen Zusammenhänge des linksgerichteten EMG-Musters mit dem Lindex belegen einen hohen Einfluss der frühen Aktivitätsanteile des Innervationsmusters auf die reaktive Leistungsfähigkeit. Somit kann festgestellt werden, dass ein ausgeprägtes Schnellkraftniveau bei schnell ablaufenden DVZ durch ein linksgerichtetes EMG-Muster verwirklicht werden kann. Dies wird deutlich, wenn Trainingsprogramme mit intensiven bzw. extensiven Belastungscharakteristiken zum Einsatz kommen. Dabei konnten beide Trainingsprogramme das Innervationsmuster auf unterschiedlicher Weise beeinflussen. Die intensive Belastungscharakteristik sorgte für eine Linksverschiebung des Innervationsmusters, die extensive dagegen für eine Rechtverschiebung.

There is no question about the influence of a number of determinant parameters to realize a high level of performance in competitive sports. The level of performance in numerous sporting events is mainly characterized by the development of the speed at a given force. This strength is realized in a variety of movements. Special attention was given to movements within the Stretch-Shortening-Cycle (SSC). The characteristic of power performance within the SSC is caused by the fact that these contractions are a particular part of a variety of daily and sporting movements and the higher mechanical efficacy of SSC in relation to the isometric and isokinetic contractions. Despite the growing body of knowledge about power performance in SSC, there are still a lot of open questions. From the exercise and the performance diagnostic point of view, there are still a lot of things to clarify, especially concerning the quantification of the speed at a given force in the SSC and the impact of exercise methods with different loads onto the reactively movement behaviour. The general aim of this study was to investigate the influence of the relevant neuromuscular and mechanical parameters on the intensity of the reactively generated performance. The reactive index ought to act as specific value for estimation of this index. A further purpose was to explore the mode of action from methods of training with different traits of load onto the movements. To analyse the influence of the neuromuscular and mechanical parameters on the intensity of the reactively generated performance and the characteristic of innervation on DJ from different heights of fall and ways of achievement, a cross-sectional study was accomplished. Beside the dynamographic, electromyographic and kinemetric parameters in fast (DJ) and slow (CMJ) working SSC, the generated forces of isometric and concentric movements were analysed. The mode of action from the different traits of load was analysed by means of longitudinal study. For this study, female and male participants attended reactively jump training programmes with an intensive and an extensive load.

With regard to the temporary and the intensity aspect, the innervation pattern showed no change after the increase of the falling heights. Indeed the enhancement of the falling heights caused an alteration of the functional aspect (right shift of the innervation pattern). Likewise, the different achievements of the DJ leaded to a changed innervation pattern (right shift). The reactively index as a specific value for determination of the reactively generated performance is showing a high coherence with the included neuronal and mechanical parameters. The training programs with intensive or extensive load lead to an increase (p<0,01) or a reduction (p<0,05) of the reactively generated performance. Movements in a fast working SSC are designated as closed skills. These movements are preassigned. The results of this study could confirm this. The innervation characteristic of a DJ was stable concerning the temporary process. Indeed a change of the innervation strategy was noticed caused by the influence of the load. The effect of the performance determinant factors, like the increase of the falling heights or the unilateral achievements, led to a change of the innervation pattern and for that an enhancement of the arbitrary parts of activity (right shift of the EMG-pattern). The high coherence between the left-shift EMG-pattern and the reactive index show the strong influence of the early activity parts of the innervation pattern for the reactively generated performance. Thus, it can be noticed that a distinctive level of power within a fast working SSC can be realized by a left-shift EMG-pattern. That becomes clear, when training with intensive and extensive loads. Thereby both training programs can influence the innervation pattern in a different way. The intensive load characteristic is responsible for a left-shift on the innervation pattern, the extensive one against it for a right-shift. To generate a high level of power performance within movements in form of a fast working SSC a left-shift innervation pattern is essential. For the exercise in training you can adhere, that the use of exercise methods with intensive load generate a functional adaptation, which could lead to an emphasis of the early time span in the innervation pattern and therefore, to an increase of the reactively generated performance.