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Begriffsanalyse

  • Literaturempfehlung
    • Autorenkollektiv; Lehrerausbildung Sport Klasse 1-4
    • Weineck; optimales Training & Sportbiologie
    • Weineck; Lehrbuch Sportförderunterricht
  • Biologie ist die Lehre vom Leben des Menschen
  • Sportbiologie ist die Lehre vom Leben des Menschen im Handlungsfeld Sport
  • Grundsätzliche Zusammenhänge zwischen dem Vollzug sportlichen Handlung und deren Wirkung auf den menschlichen Organismus
  • in der Sportwissenschaft gehört di Sportbiologie zur Sportmedizin
  • Sportwissenschaft hat sich erst in den 60er Jahren aus der Medizin herausgebildet
  • Sportbiologie muss die Begründung für Sportdidaktik dienen
  • die Sportbiologie hilft uns den Sportunterricht aus anatomischen und pysiologischen Gesichtspunkten zu beleuchten
  • Was ist Sport: Sportliche Handlungen sind frei gesetzte Bewegungshandlungen, die sich von den zweckhaften Bestimmungen der Alltags- und Arbeitswelt abheben. Solche Handlungen sind nicht zwecklos, unterliegen aber nicht den tradierten Nützlichkeitserwägungen.
  • Manifestationsformen
    • Breitensport
    • Schulsport
    • Gesundheitssport
    • Leistungssport
    • Hochleistungssport
  • Zielbereiche
    • soziale Interaktion
    • Bewegungsfreude
    • Verbesserung der Leistungsfähigkeit (gesundheitliche oder sportliche Perspektive)
  • Aktionsformen
    • Üben: Eine systematische Wiederholung gezielter Bewegungsabläufe zum Zwecke der Leistungssteigerung ohne morphologisch fassbare Veränderung.

Trainieren: Ist die systematische Wiederholung gezielter, überschwelliger Muskelanspannungen mit morphologischen und funktionellen Anpassungserscheinungen zum Zwecke der Leistungssteigerung. Wettkämpfen

Biologische Adaptionen in Sport

  • Adaptation: Anpassung

Begriffsbestimmung

  • der Körper ist fähig zur Anpassung
  • Sportbiologische Def.: morphologische und funktionelle Modifikation des Organismus als Reaktion auf innere oder äußere Anforderung
    • Organische Form ⇆ Funktion
    • Vorraussetzung: Beherrschen von Bewegungsfertigkeiten (Laufen, Gehen, Springen, Fangen, Rollen, Werfen, Treffen)
    • Adaptationen können zurückgehen, die Fertigkeit nicht
  • Adaptabilität: Anpassungsfähigkeit
    • unterschiedliche Reizverarbeitung trotz gleicher Belastungen auf den Körper
    • genetisch bedingt (Genotyp - Gesamtheit genetische Informationen, Maximum an genetischen Potential)
  • Phänotyp: die Merkmalsausprägung die in der konkreten Umwelt-Organismus-Auseinandersetzung tatsächlich zur Ausbildung gelangt
  • sensible Phasen: Solche Zeitabschnitte im Altersgang in denen man besonders emfänglich ist
    • koordinative Fähigkeiten in Besonderen im Grundschulalter

Ebenen der biologischen Adaptation

  • genetische Adaptation
    • über Generationen hinweg ändert sich das genetische Programm
  • extragenetische Adaptation (Genotyp)
    • epigenetische Anpassungen
      • die Anpassung die ich durch Sport erreichen will
      • sind länger anhaltend und bleiben stabil
      • Bsp.: Hypertrophie (Verdickung), Hyperplasie (Vermehrung)
    • metabole Anpassungen
      • kurzfristige Reaktion des Körpers, die bei Entlastung wieder nachlässt
      • Bsp: Erwärmung
      • können bei häufiger Anwendung zur epigenetischen werden
      • epigenetische Anpassungen beeinflussen den Grad der Wirkung von metabolen Anpassungen

der Prozess der Adaptation

  • Homäostase
    • Fließgleichgewicht im menschlichen Organismus (Schlaf)
    • katabole (abbauende) und anabole (aufbauend) Prozesse sind im Gleichgewicht
  • Heterostase
    • Störung der Homäostase
    • durch sportliche Belastung zwingt den Körper zu katabolen Prozessen (überschwelliger Reiz)
    • Belastung → Erholung → Überkompensation

Aspekte der Adapation

  • anatomisch-physiologische Aspekt
    • morphologischer oder funktioneller Art
  • belastungsphysiologische Aspekt
    • biopositive Anpassungen (Verbesseung der Leistungsfähigkeit)
    • bionegative Anpassungen (Belastungen die zu Erkrankungen führen können)
  • zeitlicher Aspekt
    • rasch adaptierende Systeme (Muskulatur)
    • mäßig adaptierende Systeme (maximale Sauerstoffaufnahme)
    • langsam adaptierende Systeme (Halte- und Stützapparat)
  • Spezifik der Anpassung
    • spezifische Anpassung(die, die ich anstreben will)
    • unspezifische Anpassung
      • Nebeneffekte (begleitend, in Folge...)
  • tätigkeitsspezifischer Aspekt
    • spezielle Adaptationen (sportartspezifisch)
    • allgemeine Adaptationen (sportartenübergreifende Anpassungen)
  • Adaptationsfolge
    • bei fehlender Belastung entsteht ein Anpassungsverlust
    • Deadaptation: Adaptationsverlust (Abtrainieren)
    • Readaptationen: nach Pausen werden die Belastungsreize neu gesetzt (Verletzung)

Einflussfaktoren der Adaptation

  • endogene Faktoren
    • Alter (sensible Phasen)
    • Geschlecht (Männer haben eine höhere Anpassungsfähigkeit [Testosteronspiegel])
    • Trainingszustand (je höher der Trainingszustand, desto geringen die Adaptation)
    • liegen im Handelnden selbst
  • exogenen Faktoren
    • sind von außen bestimmt
    • Belastungsnormative
      • helfen den Lehrer dabei die Qualität und die Quantität der Belastungen zu bestimmen
      • Belastungsintensität (
        • Stärke der Belastung
        • richtet sich nach der Leistungsfähigkeit
        • maximale Belastungsintensität bei 90% und mehr
        • submaximale Belastungsintensität bei 70% und mehr
        • mittlere Belastungsintensität bei 50% und mehr
        • keine Belastungsintensität bei 50% und weniger
      • Belastungsdauer
        • zeitliche Dauer eines Belastungsreizes
        • z.B. 15m laufen
      • Belastungsumfang
        • Summe aller Einzelreize
        • z.B. 10 Läufe
      • Belastungsdichte
        • Wechsel von Belastung und Erholung
        • z.B. 1 Serie von 5 Läufe, dann Erholung, dann wieder 5 Läufe, pro Lauf ein lohnende Pause (Meterzahl*5=Pausensekunden)
      • Art der Körperübung
        • Übungen auswählen, die alle Kinder ausführen können

Der passive Bewegunggsapperat

Einordnung und Funktion

  • Binde und Stützgewebe (passive Bewegungsapperat)
    • Funktion des passiven Bewegungsapperats (Schutz, Bewegung, Stütze, Speicher)

Gewebearten

Zellreiches Binde- und Stützgewebe

  • embryonales Binde- und Stützgewebe (Grundgewebe, aus dem sich alle anderen entwickeln)
  • retikuläres Binde- und Stützgewebe
    • Netzwerk von Zellen
    • Fähig zur Phagozythose
    • Sport kann Zellen bilden, die zur Phagozythose fähig sind
  • Fettgewebe
    • Baufett (Schutzfunktion, Polstert ab, bleibt konstant)
    • Speicherfett
      • Wasserspeicher
      • Wärmeregulation
      • gibt dem Körper seine äußere Form
      • kann im Sport als Energieträger dienen (nach 25 bis 30 Minuten)

Faserreiches Binde- und Stützgewebe

  • lockeres BSG (amöbuid)
  • elastisches BSG (Blutgefäße)
  • straffes BSG (Sehnen, Bänder, Gelenkkapsel)
    • Zusammensatzung: Kollagenfasern
    • hohe Festigkeit
    • Verbindung von Muskeln und Knochen
    • bei sportliche Betätigung vermehren sich die Kollagenfasern
      • Vergrößerung des Sehnenquerschnitts, dadurch eine höhere Zugfestigkeit
      • langsamer Aufbauprozess (langsam adaptierend)
      • reagiert weniger auf maximal eher auf länger andauernde Belastung

Grundsubstanzreiches BSG

  • Knorpel
    • bläulich, weiß, verformbar
    • dort zu finden wo es nicht auf Festigkeit sondern eher auf Verformbarkeit ankommt
    • hat etwa 1/10 der Festigkeit eines Knochens
    • Kn. kann glatte Oberflächen bilden
    • kann in Gelenkflächen die Reibung vermindern
    • hyalin
      • befindet sich im Gelenkflächenüberzug (Gelenkknorpel)
      • metabole Adaptation wirk sich auf den Gelenkknorpel aus
    • elastisch (Ohrmuschel, Nasengerüst)
    • fasrig
      • ist in besonders kompliziert aufgebauten Gelenken zu finden (Meniskus, Bandscheiben)
      • zur stoßfesten Füllungen von Gelenken
      • durch sportliche Betätung vermehren sich diese Knorpelzellen
      • kann zu Schädigung durch Fehlbelastungen führen
  • Knochen
    • 245 Knochen
    • muss hart und elastisch sein
    • organisches Gewebe (27%)
      • sichert die Elastizität
    • anorganischer Bestandteil (Knochenerde, 52%)
      • für die Härte zuständig
    • Wasser (21%)
      • Ver- und Entsorgung des Knochen
    • bei Kindern eher Richtung organische Bestandteile verschoben
    • Ossifikation: Im Laufe der Entwicklung wird der Knochen härter
    • kompakte Substanz
    • schwammige Substanz
    • Knochenhaut (Periost)
    • Knochenbälkchenstruktur
    • Anpassungen am Knochengeweben
      • Verdickung der Knochenhaut
      • Kortikalishypertrophie (Verdickung der kompakten Substanz)
      • Spongiosahypertophie (Knochenbälkchenstruktur verstärkt sich)
      • Verstärken der Knochenversprüngen /-fortsätze
    • in der Grundschule
      • eher dynamische Belastungen
      • Vermeiden von Maximalkraftbelastung

das Gelenk

  • bewegliche Verbindungsstücke zwischen Knochen
  • Bestandteile eines Gelenks
    • zwei Knochenenden (Gelenkkopf, Gelenkpfanne)
    • Gelenkknorpel
    • Gelenkschmiere (Synovia, hoher Flüssigkeitsanteil)
    • Gelenkkapsel
    • Bänder (Sichern das Gelenk)
    • Minisken
  • Anpassungserscheinungen
    • siehe einzelne Gewebearten

das Skelett

  • Schädel
  • Rumpf
    • Wirbelsäule
      • sichert die Statik des Menschen
      • Krümmung der WS ist für die Menschen notwendig
        • Halslordose, Brustkyphose, Lendenlordose
      • Hals
    • Rippen, Schultergürtel, Becken
  • Gliedmaßen
  • Grundschule
    • Körperproportionen bedingen ein gutes Kraft-/Lastverhältnis
    • Formgebung: Halslordose und Brustkyphose bereits ausgebildet
    • ist sehr Anfällig für Schädigung (Druckbelastungen)

Der aktive Bewegungsapparat - Muskeln

  • fähig zur Kontraktion
    • sich zusammenziehen

Muskelarten

  • glatte Muskulatur
    • Darm- und Gefäßmuskulatur
  • Herzmuskulatur
  • Quergestreifte Muskulatur
    • fähig zur schnellen und kräftigen Muskelkontraktion
    • schnell ermüdend
    • willkürlich
    • größtes Organsystem (35% - 40%)
    • 400 einzelne Muskeln

Aufbau des Skelettmuskels

  • Ansatz und Ursprung (Enden des Muskeln in Form der Sehne)
  • Fascie Muskelbinde (straffes Bindegewebe)
  • Muskelfaciculus (Muskelbündel)
    • besteht aus Muskelfasern (Muskelzelle)
      • bestehen aus Myofibrillen
        • bestehen aus Myofilamenten (Aktin und Myosin)
    • sammeln Informationen über den Dehnungszustand des Muskels (Muskelspindeln).

Muskelkontraktion

  • Impulsgebung zur Kontraktion
    • Reiz der vom Nervensystem zum Muskel geleitet wird
    • Verbindungsstelle zwischen Nervensystem und Muskelgewebe ist die motorische Endplatte (besteht aus myoneuralen Synapsen)
    • eine Nervenzelle geht immer mit mehreren Muskelfasern eine Verbindung ein (motorische Einheit)
  • Mechanik der Kontraktion
    • Information wird bis zu den Eiweisstrukturen geleitet
    • Myosinköpfchen dockt an, fällt um und löst sich wieder

Prozesse der Energiegewinnung

  • chemische Energie notwendig
  • hauptsächliche Energieträger ist ATP (Adenosintriphosphat)
  • ATP wird durch Muskelkontraktion zu ADP + P und Energie
  • ATP- Resynthese
    • KP + ADP → ATP + Kreatin
    • Glucose → 2 ATP + Milchsäure (anaerob)
    • Glucose → ATP + CO2 + H2O (aerob)

Fasertypen des Muskels

  • ST-Fasern (slow twitch langsam kontrahierend)
  • FT-Fasern (fast twitch schnell kontrahierend)
    • FTO (aerob)
    • FTG (anaerob)

Adaptation von Muskelgewebe

  • Stoffwechseladaptationen
    • große Speicher an Energieträgern
    • Speichen können wärnd Belastung schneller aufgefüllt werden
    • höhere Sauerstoffkapazität des Muskels
    • erhöhte Zahl an Mitochondrien
  • Muskelhypertrophie
    • Vermehren der Eiweisstrukturen
  • Verbesserung der intra- und intermuskulären Koordination
    • intra - in einem Muskel müssen die Kontraktionen wohl auf einander abgestimmt sein
    • inter - Abstimmung von einzelnen Muskel untereinander

Herzkreislauf-System und Atmung

Adaption durch sportliches Training

  • Herz
    • Hypertrophie (Eiweisstrukturen)
    • Erweiterung der Koronargefäße (Versorgung des Herzens)
    • Ökonomisierung der Herzarbeit
      • Erhöhung des Schlagvolumens
      • Senkung der Herzfrequenz
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