3. Muskeldehnung

 illu.dehn.a

Abb. 1: Bau des Muskels, der Muskelfaser und des Sarkomers

3.1. Effekte des Dehntrainings (Stand der Erkenntnisse – 2016)
Die Effekte eines Dehntrainings werden anhand einer Vielzahl von Eigenschaften und Fähigkeiten des Muskels, den muskulären Kennwerten, überprüft, die sich bei Versuchspersonen apparativ im Laufe von Dehn- und Kraftexperimenten registrieren und quantifizieren lassen. Dazu gehören :

1. Passive Muskelspannung (Muskeldehnungsspannung, Ruhespannung): Die Ruhedehnungsspannung äußert sich als Widerstand des Muskels gegen die von außen einwirkende dehnende Kraft während einer Dehnprozedur. Wird zwischen der Gliedmaße und der dehnenden Kraft ein Kraftaufnehmer (z.B. Dehnungsmessstreifen) geschaltet, lässt sich der Anstieg der Dehnungsspannung mit steigender Dehnung registrieren und quantifizieren (Abb. 2).

effekt.dehn.abb.1

Abb. 2: Links: Dehnungsspannungs-Verlauf während einer einzelnen Dehnprozedur. ROM: maximaler Gelenkwinkel als Maß für die Muskeldehnfähigkeit. Tmax: maximal ertragene Dehnungsspannung als Maß für die Dehnbelastungsfähigkeit. T70: Dehnungsspannung in einem ausgewählten Gelenkwinkel als Maß für die Muskelruhespannung.
Mitte: Mittelwert des Dehnungsspannungs-Verlaufes beim einbeinigen Hüftbeugetest von 14 Versuchspersonen. Tmax: maximal ertragene Dehnungsspannung als Maß für die durchschnittliche Dehnbelastungsfähigkeit. T1, T2: Dehnungsspannung in ausgewählten Gelenkwinkelstellungen als Maß für die durchschnittliche Muskelruhespannung.
Rechts: Schwarze Kurve: Dehnungsspannungs-Verlauf während einer einzelnen Dehnprozedur in niedriger Geschwindigkeit der Dehnprozedur. Blaue Kurve: Dehnungsspannungs-Verlauf während einer einzelnen Dehnprozedur in erhöhter Geschwindigkeit der Dehnprozedur. Rote Kurve: Dehnungsspannungs-Verlauf während einer einzelnen Entdehnprozedur in erhöhter Geschwindigkeit.

Der Verlauf der Dehnungsspannung während einer Dehnprozedur kann u.a. verfälscht werden,
– wenn der Muskel während der Dehnprozedur mit einer Reflexaktivität auf den Dehnungsreiz antwortet (Abb. 2, links, EMG). Aus diesem Grunde sollte bei Experimenten zur Bestimmung von Dehnparametern stets die Muskelaktivität durch Elektromyographie überwacht werden bzw. die Dehnprozedur mit entsprechend niedriger Dehngeschwindigkeit durchgeführt werden.
– wenn die Dehnprozedur mit erhöhter Dehngeschwindigkeit durchgeführt wird. In diesem Fall addiert sich die Trägheit der beschleunigten Massen überproportional zur Dehnungsspannung (Abb. 2, rechts, blaue Kurve).
wenn die Entdehung mit zu hoher Geschwindigkeit ausgeführt wird. Da sich der Muskel nicht idealelastisch, sondern leicht viskoelastisch verhält, addiert sich in diesem Fall die Viskoelastizität negativ zur Dehnungsspannung (Abb. 2, rechts, rote Kurve).

2. Die maximal ertragene Dehnungsspannung : Diese ergibt sich aus der Bereitschaft der zu dehnenden Person, den beim Dehnungsvorgang im Muskel ansteigenden Dehnungsschmerz zu ertragen (Abb. 2, Tmax).

3. Dehnfähigkeit des Muskel-Sehnenapparates: Diese ergibt sich in erster Linie durch die Nachgiebigkeit des “fleischigen” Anteils des Muskels, also durch die Nachgiebigkeit der Muskelfasern und durch diejenige sich im Muskel bei einem Dehnvorgang aufbauende Muskelspannung, die die gedehnte Person zu ertragen bereit ist. Sie wird bestimmt durch den beim Dehnen erreichten maximalen Gelenkwinkel (im englischen auch: range of motion; ROM, Abb. 2, links und Mitte).

4. Maximale Kontraktionskraft: Die Kraft, die ein Muskel bei einer maximalen willkürlichen Innervation erzeugen kann, hängt in erster Linie von seinem “physiologischen Querschnitt” ab, das ist die Summe der parallel angeordneten kontraktilen, Querbrücken bildenden Elemente (Aktin- und Myosinfilamente). Zusätzlich ist die Kontraktionskraft abhängig vom Überlappungsgrad der Aktin- und Myosinfilamente innerhalb der Sarkomere (s. Seite „Muskeldehnung„, Abb. 5 bis 7). Überlappen sich die Filamente „optimal“, können sich eine höchstmögliche Anzahl von Querbrücken zwischen Aktin- und Myosinfilamenten ausbilden und somit die höchstmögliche Kontraktionskraft erzeugen. Dies tritt in der Regel in einem mittleren Dehnungsgrad des Muskels bzw. in einer mittleren Gelenkwinkelstellung oder in demjenigen Gelenkwinkelbereich auf, in dem der Muskel seine alltägliche Kontraktionsarbeit zu verrichten hat. Die Maximalkraft wird ermittelt, indem man den Muskel in unterschiedlichen Gelenkwinkelstellungen maximale isometrische Willkürkontraktionen (MVC) ausführen lässt und unter Berücksichtigung des zugehörigen Kraftarmes den erreichbaren Maximalwert bestimmt (Abb. 3, a).

5. Muskellänge (funktionelle Länge, Optimallänge des Muskels): Die Optimallänge des Muskels stellt denjenigen Dehnungszustand des Muskels dar, in dem der Muskel die maximale Kontraktionskraft erreichen kann. Sie wird ermittelt, indem man den Muskel in unterschiedlichen Dehnungszuständen maximale isometrische Willkürkontraktionen (MVC) ausführen lässt, den jeweils erreichten Kraftwert registriert und über den Dehnungsgrad-Kontraktionskraft-Verlauf den Dehnungsgrad der Maximalkraft (= Optimallänge) bestimmt (Abb. 3, b).

effekte.dehn.abb.3

 

Abb. 3: a) Anordnung zur Bestimmung des Kraft-Dehnungsverlaufes der Kniebeugemuskulatur. MVC: maximale willkürliche Kontraktionskraft in gedehnter Position (oben), bei mittlerer Dehnung (mitte) und in entdehnter Position (unten). DMS: Kraftaufhehmer.  b) Kontraktionskraft-Dehnungsverlauf (Quadrate) und Ruhespannungs-Dehnungsverlauf (Kreise) der ischiokruralen Muskeln in Gruppen niederer Optimallänge (helle Symbole, n = 38) und hoher Optimallänge (schwarze Symbole, n = 28). c) Schnellkraft

In Abb. 3 b) sind zwei MVC- Dehnungskurven (Quadrate) der ischiokruralen Muskeln wiedergegeben, wobei 66 Versuchspersonen in jeweils 10 Stellungen unterschiedlicher Dehnungsgrade der ischiokruralen Muskeln maximale isometrische Kontraktionen (MVC) auszuführen hatten (s. Wiemann 1995). Gemäß den Befunden wurden die Vpn in zwei Gruppen aufgeteilt,
– die Gruppe, die in Position 4 bis 7 ihre maximale Kraft erreichten (= niedrige Optimallänge, helle Quadrate) und
– die Gruppe, die in Position 8 bis 10 ihre maximale Kraft erreichten (= hohe Optimallänge, schwarze Quadrate).
Aus den zusätzlich in Abb. 3 b) dargestellten Dehnungs-Ruhespannungskurven lässt sich erkennen, dass der Einfluss der Optimallänge auf das Dehnungsverhalten eher gering ist (s. Wiemann 1994 und Wiemann 1995).

6. Faserlänge: Diese bestimmt sich durch die Anzahl der hintereinander geschalteten Sarkomere innerhalb der Muskelfasern (s. Abb. 1). Dieser Kennwert lässt sich experimentell am lebenden Menschen (in vivo) nicht metrisch quantifizieren, sondern nur durch den Grad des Anstieges der Kraft-Dehnungskurve rechts und links des Kraftmaximums abschätzen (steile Schenkel = kurze Fasern, flache Schenkel = lange Fassern, vergleiche Abb. 6c bei Wiemann 1994).

7. Explosivkraft: Der von einer Person (von einem Muskel, einer Muskelgruppe) bei einer maximalen willkürlichen Kraftanstrengung innerhalb einer begrenzten Zeit erreichbare Anstieg der Kontraktionskraft (gemessen in [N/s]). Die Explosivkraft ist abhängig vom Anteil der „schnellzuckenden Muskelfasern“ innerhalb des Muskels sowie von der neuronalen Ansteuerung des Muskels.

8. Schnellkraft: Als Schnellkraft wird die Größe des vom Muskel erzeugten Kraftstoßes (gemessen in N*s) innerhalb eines definierten Zeitabschnittes zu Beginn eines mit maximaler Anstrengung erzeugten Kontraktionsvorganges bezeichnet. Sie hängt ab von der Explosivkraft bzw. vom Anteil schnell kontrahierender Muskelfasern (Typ II-Fasern) innerhalb eines Muskels  sowie von der Maximalkraft des Muskels (Abb. 3, c).

 Die folgende Tabelle verdeutlicht, welchen Einfluss ein Dehntraining auf die diversen Parameter ausübt. Dazu muss einerseits zwischen Kurzzeit- und Langzeitdehntraining und kurzfristigen und langfristigen (überdauernden, nachhaltigen) Effekten unterschieden werden:
Kurzzeitdehnen (Kurzzeit-Dehntraining): eine einmalige Dehntrainingsmaßnahme oder Dehntrainingseinheit für einen oder mehrere Muskeln über eine Zeitspanne von mehreren Minuten bis zu einer Stunde (s. Seite „Forschungsarbeiten„!).
Langzeitdehnen (Langzeit-Dehntraining): eine mehrwöchige oder monatelange Periode von mehrmals pro Woche durchgeführten Dehntrainingseinheiten. (Das Langzeitdehnen muss strikt von einem Dauerdehnen differenziert werden, bei dem ein Muskel oder eine Muskelgruppe durch Fixieren eines Gelenkes für meherere Tage bis Wochen in einem Dehnungszustend gehalten wird, wie bei manchen Tierexperimenten üblich.) (s. Seite „Forschungsarbeiten„!).
Kurzfristige Effekte: Veränderungen in der Ausprägung der muskulären Parameter durch eine Dehntrainingseinheit im Vergleich zum Zustand unmittelbar vor dieser Trainingseinheit –  in der Regel nach einigen Minuten oder wenigen Stunden wieder abklingend. Teilweise können diese Effekte als Aufwärmeffekte oder Ermüdungseffekte erklärt werden.
Langfristige (überdauernde) Effekte: Wirkungen des Dehntrainings auf die muskulären Parameter, die sich erst nach einer längeren Trainingsperiode ergeben und dann nach den Trainingseinheiten nicht mehr abklingen, sondern mehrere Wochen überdauern.

In der Tabelle bedeutet:
< : Zunahme
> : Abnahme
= : keine Veränderung
(genauere Angaben über die Beträge der Veränderungen siehe unter Kap. 3.2 und bei Dr. A. Klee)

Tab.: Effekte eines Dehntrainings

                   tab_003.korr 

Umfassender Bericht: Wiemann 1994

 Aktuelle Befunde zum Thema  „Effekte des Dehnens“ s.:
a)   http://www.circuit-training-dehnen-dr-klee.de/index.php/2013-02-06-11-46-14/wirkungen-von-dehnen
b)   folgende Literaturliste:

 
[zurück zum Seitenanfang]

Aktuelle Literatur über Befunde zur Effektivität des Dehnens (Auswahl):
a) Kurzzeitdehnen:

 

(2016) Pietrzak, M., Vollard, N.B.: Effects of a Novel Neurodynamic Tension Technique on muscle extensibility And Stretch Tolerance: A Counterbalanced Cross-Over Study. J Sport Rehabil. 2016, 19: 1 – 13
“… MLSS (modified long sit slump), increases muscle extensibility and stretch tolerance segmentally, extra-segmentally and contra-laterally… “

(2016) Marshall, P.W., Lovell, R., Siegler, J.C.: Changes in passive tension of the hamstring muscles during a simulated soccer match. Int J Sports Physiol Perform. 2016; 11(5): 594-60
„… Hamstring ROM and passive tension increases are best explained by improved stretch tolerance…“

(2016)  Fekhfekh, I. et al.: The acute effects of dynamic and static stretching on the knee isokinetic muscle strength and balance control in athletes. Ann Phys Rehabil Med. 2016, 59 S:e23
“… We objectified an increase in the mean peak torque (PC) after the dynamic stretching protocol ….. a decrease in the PC after the static stretching protocol at the same speed with a statistically significant difference in both flexor (P<0.001) and extensor (P<0.001) muscles … “

(2016) Nakamura, K., Kodama, T. and Yoshito Mukaino, Y.: Effects of Active Individual Muscle Stretching on Muscle Function. J Phys Ther Sci. 2014 Mar; 26(3): 341–344.
„… results suggest that AID  [ active individual muscle stretching] induces an increase in flexibility and a temporary decrease in muscle output strength.“

 (2013) Paradisis GP, Theodorou A, Pappas P, Zacharogiannis E, Skordilis E, Smirniotou A.: Effects of Static and Dynamic Stretching on Sprint and Jump Performance in Boys and Girls.  J Strength Cond Res. 2013 Apr 15.
(Statisches Dehnen beeinflusst Sprintleistungen negativ, während dynamisches Dehnen keinen Einfluss auf die Sprintleistung hat.)

(2012) Lopez-Minarro, P.A., Muyor, J.M., Belmonte, F., Alacid, F.:  Acute effects of hamstring stretching on sagittal spinal curvatures and pelvic tilt. J Hum Kinet.  2012 Mar; 31:69-78
“ … However, stretching produced no significant change on spinal curvatures or pelvic tilt in standing …“


(2012) Hayes BT, Harter RA, Widrick JJ, Williams DP, Hoffman MA, Hicks-Little CA.: Lack of neuromuscular origins of adaptation after a long-term stretching program. J Sport Rehabil. 2012 May;21(2):99-106.

(2012) McHugh MP, Johnson CD, Morrison RH.: The role of neural tension in hamstring flexibility. Scand J Med Sci Sports. 2012 Apr;22(2):164-9.

(2011) Behm DG, Chaouachi A.: A review of the acute effects of static and dynamic stretching on performance. Eur J Appl Physiol. 2011 Nov;111(11):2633-51.

(2010) Fletcher IM.: The effect of different dynamic stretch velocities on jump performance. Eur J Appl Physiol. 2010 Jun;109(3):491-8.

(2010) Huang SY, Di Santo M, Wadden KP, Cappa DF, Alkanani T, Behm DG.Huang SY, Di Santo M, Wadden KP, Cappa DF, Alkanani T, Behm DG.: Short-duration massage at the hamstrings musculotendinous junction induces greater range of motion. J Strength Cond Res. 2010 Jul;24(7):1917-24.

(2009) Reisman S, Allen TJ, Proske U.: Changes in passive tension after stretch of unexercised and eccentrically exercised human plantarflexor muscles.  Exp Brain Res. 2009 Mar;193(4):545-54.

(2008) Siatras TA, Mittas VP, Mameletzi DN, Vamvakoudis EA.: The duration of the inhibitory effects with static stretching on quadriceps peak torque production. J Strength Cond Res. 2008 Jul;22(4):1386; author reply 1386.

(2008) McHugh MP, Nesse M.: Effect of stretching on strength loss and pain after eccentric exercise. Med Sci Sports Exerc. 2008 Mar;40(3):566-73

(2005) Nelson AG, Kokkonen J, Arnall DA.: Acute muscle stretching inhibits muscle strength endurance performance. J Strength Cond Res. 2005 May;19(2):338-43.

(2003) Sawyer PC, Uhl TL, Mattacola CG, Johnson DL, Yates JW.: Effects of moist heat on hamstring flexibility and muscle temperature. J Strength Cond Res. 2003 May;17(2):285-90

b) Langzeitdehnen:

(2014) Konrad A., Tilp M.: Increased range of motion after static stretching is not due to changes in muscle and tendon structures. In: Cin Biomech (Bristol, Avon). 2014 Jun; 29 (6): 636-42.
“ purpose of this study : …to investigate the influence of a six-week static stretching training program on the structural and functional parameters of the human gastrocnemius medialis muscle …
Findings : … range of motion increased significantly … in the intervention group, but other functional (passive resistive torque, maximum voluntary contraction) and structural (fascicle length, pennation angle, muscle stiffness, tendon stiffness) parameters were unaltered …”

(2011) Chen CH, Nosaka K, Chen HL, Lin MJ, Tseng KW, Chen TC.: Effects of flexibility training on eccentric exercise-induced muscle damage. Med Sci Sports Exerc. 2011 Mar;43(3):491-500

(2010) Aquino CF1, Fonseca ST, Gonçalves GG, Silva PL, Ocarino JM, Mancini MC: Stretching versus strength training in lengthened position in subjects with tight hamstring muscles: a randomized controlled trial. Man Ther. 2010 Feb;15(1):26-31
“ … objective of this study …  to compare changes in hamstrings flexibility, peak torque angle and stretch tolerance after two training programs: stretching and strengthening in a lengthened position …
… results … : … strengthening in lengthened position changed peak torque angle in the direction of knee extension (p=0.001). No change in flexibility was observed (p=0.449). Both experimental groups showed an increase in stretch tolerance (p=0.001). The results demonstrated that strengthening in a lengthened position produced a shift of the torque-angle curve, which suggests an increase in muscle length. Conversely, stretching did not produce modification of torque-angle curve and flexibility; its effects appear restricted to increases in stretch tolerance … „

 

Literaturrecherchen:

Eine ausführliche Recherche nach wissenschaftlichen Veröffentlichungen im Internet in englischer Sprache erlaubt die Suchfunktion von PUBMED.DE (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed ).

Umfassende Hilfe in der Nutzung unterschiedlicher englisch- und deutschsprachiger Literaturrecherchen im Internet liefert die Homepage von Dr. Andreas Klee .

 [zurück zum Seitenanfang]