Messmethoden für die Muskelkraft

Messmethoden für die Muskelkraft

Obwohl viele der Faktoren, die die Ausprägung der Muskelkraft beeinflussen, vom Fitness-Profi, der an der Bewertung der Muskelkraft interessiert ist, nicht kontrolliert werden können, sind viele davon beeinflussbar. Vor der Auswahl eines spezifischen Tests zur Messung der Muskelkraft muss der Fitnessexperte daher mehrere Aspekte berücksichtigen, darunter die Spezifität des Tests, das Aufwärmprotokoll sowie den Zeitpunkt und die Reihenfolge der Muskelkrafttests.

Spezifität der Muskelkraft

Aus der vorangegangenen Erörterung der mechanischen und physiologischen Faktoren, die die Muskelkraft beeinflussen, sollte ersichtlich sein, dass die Ausprägung der Muskelkraft spezifisch für den verwendeten Test ist. Die Verwendung von Muskelkrafttests, die mechanisch nicht mit der gewünschten Leistung übereinstimmen, kann die externe und prädiktive Validität der erhobenen Daten beeinträchtigen. Es hat sich beispielsweise gezeigt, dass Unterschiede zwischen Trainings- und Testübungen in Bezug auf die Art der Muskelkontraktion (Abernethy und Jürimäe 1996; Rutherford und Jones 1986), Bewegungen mit offener oder geschlossener Bewegungskette (Augustsson et al. 1998; Carroll et al. 1998) und bilaterale oder unilaterale Bewegungen (Häkkinen et al. 1996; Häkkinen und Komi 1983) das Ausmaß der nach einem Krafttraining erzielten Muskelkraftzunahme beeinflussen. Daher sollten Fitnessexperten die Bewegungsmerkmale jedes verwendeten Krafttests berücksichtigen; die Bewegungen sollten der gewünschten Leistung in Bezug auf die folgenden mechanischen Faktoren ähnlich sein (Siff 2000; Stone, Stone und Sands 2007):

Bewegungsmuster

• Komplexität der Bewegung. Dazu gehören Faktoren wie Bewegungen mit einem oder mehreren Gelenken.
• Haltungsfaktoren. Die Haltung, die bei einer bestimmten Bewegung eingenommen wird, bestimmt die Aktivierung der Muskeln, die für die Krafterzeugung verantwortlich sind.
• Bewegungsumfang und Bereiche mit akzentuierter Krafterzeugung. Bei typischen Bewegungen ändert sich der Bewegungsumfang eines Gelenks und die damit verbundenen Muskelkräfte und Drehmomente. Diese Informationen können aus einer biomechanischen Analyse der Bewegung gewonnen werden.
• Muskelbewegungen. Dies betrifft die Durchführung von konzentrischen, exzentrischen oder isometrischen Muskelkontraktionen. Wie bereits erwähnt, sind derartige Informationen nicht immer intuitiv und lassen sich möglicherweise nicht aus der Beobachtung der mit der Bewegung verbundenen Gelenkbewegung ableiten.

Kraftgröße (Spitzen- und mittlere Kraft)

Die Kraftgröße bezieht sich auf die Gelenkmomente sowie die Bodenreaktionskräfte (GRF) während der Bewegung. Diese Informationen werden aus biomechanischen Analysen gewonnen.

Kraftentwicklungsrate (Spitzen- und mittlere Kraft)

Die Kraftentwicklungsrate bezieht sich auf die Rate, mit der ein Gelenkdrehmoment oder die GRF entwickelt wird.

Beschleunigungs- und Geschwindigkeitsparameter

In der Regel ändern sich bei sportlichen und alltäglichen Bewegungen sowohl die Geschwindigkeits- als auch die Beschleunigungseigenschaften während der Bewegung. Die Geschwindigkeit ist definiert als die Rate, mit der sich die Position eines Körpers pro Zeiteinheit ändert, während sich die Beschleunigung auf die Rate bezieht, mit der sich die Geschwindigkeit pro Zeiteinheit ändert. Unter Berücksichtigung des zweiten Newtonschen Bewegungsgesetzes (a = F / m) werden die größten Beschleunigungen beobachtet, wenn die Nettokräfte, die auf den Körper wirken, am größten sind. Die größten Geschwindigkeiten fallen jedoch nicht mit den größten Beschleunigungen und damit auch nicht mit den größten Nettokräften zusammen (es sei denn, die Person bewegt sich in einer dichten Flüssigkeit wie Wasser).

Ballistische gegenüber nichtballistischen Bewegungen

Ballistische Bewegungen sind solche, bei denen die Bewegung aus einem anfänglichen Impuls einer Muskelkontraktion resultiert, gefolgt von der Entspannung des Muskels. Die Bewegung des Körpers setzt sich aufgrund des Impulses fort, den er durch den Anfangsimpuls erhalten hat (das ist die Impuls-Moment-Beziehung). Dies steht im Gegensatz zu nicht ballistischen Bewegungen, bei denen die Muskelkontraktion während der gesamten Bewegung konstant ist. Bei diesen Bewegungskategorien kommen unterschiedliche Mechanismen der nervlichen Steuerung zum Einsatz.

Die Berücksichtigung dieser mechanischen Variablen erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass ein gültiger Test der Muskelkraft ausgewählt wird. Forscher haben die Besorgnis geäußert, dass die Beziehungen zwischen den abhängigen Variablen, die mit Krafttests verbunden sind (z. B. maximale externe Last, die gehoben wird, maximale Kraft, die erzeugt wird), und den Leistungsvariablen nur selten tatsächlich bewertet werden (Abernethy, Wilson und Logan 1995; Murphy und Wilson 1997). Diese Zusammenhänge werden in Bezug auf jeden in diesem Kapitel behandelten Test erörtert, wo es angebracht ist.

Die Art der für Muskelkrafttests verwendeten Ausrüstung hat erhebliche Auswirkungen. Zum Beispiel können einige Tests der Muskelkraft entweder mit Maschinengewichten durchgeführt werden, bei denen die Bewegung auf einen festen Weg beschränkt ist, oder mit freien Gewichten, bei denen die Bewegung relativ frei ist. Ein mit Maschinengewichten durchgeführter Test führt jedoch nicht unbedingt zu denselben Ergebnissen wie ein mit freien Gewichten durchgeführter Test. Cotterman, Darby und Skelly (2005) berichteten, dass die Werte, die für die Messung der maximalen Muskelkraft aufgezeichnet wurden, sowohl bei der Kniebeuge als auch beim Bankdrücken unterschiedlich waren, wenn die Übungen mit einer Smith-Maschine durchgeführt wurden, im Vergleich zu denen, die mit freien Gewichten durchgeführt wurden. Das Testen der Muskelkraft mit verschiedenen Gerätetypen führt zu einer erheblichen systematischen Verzerrung der Daten und beeinträchtigt daher die Zuverlässigkeit der Messungen sowie die externe Validität erheblich.

Überlegungen zum Aufwärmen

Ein Aufwärmtraining wird häufig vor dem Training durchgeführt, um die Leistung zu optimieren und das Verletzungsrisiko zu verringern (Bishop 2003, a und b; Shellock und Prentice 1985). Wie bereits erwähnt, kann die Kraftfähigkeit eines Muskels durch die Beendigung früherer Kontraktionen beeinflusst werden, was entweder zu einer Abnahme der Kraft (Ermüdung) oder zu einer Zunahme der Kraft (PAP) führt. Es wird angenommen, dass sowohl Ermüdung als auch PAP an den entgegengesetzten Enden eines Kontinuums der Skelettmuskelkontraktion liegen (Rassier 2000). Daher könnten Übungen, die im Rahmen eines aktiven Aufwärmprogramms durchgeführt werden, die Ausprägung der Muskelkraft während des Tests erheblich verändern.

Eine Erhöhung der Temperatur der arbeitenden Muskeln wurde sowohl nach passiven (z. B. externe Erwärmung) als auch nach aktiven (z. B. Durchführung spezifischer Übungen) Aufwärmaktivitäten berichtet (Bishop 2003, a und b). Die Auswirkungen einer erhöhten Temperatur auf die Messung der maximalen Muskelkraft sind jedoch unklar, wobei einige Autoren von einer Zunahme des maximalen isometrischen Drehmoments berichteten (Bergh und Ekblom 1979), während andere keine Veränderung feststellten (de Ruiter et al. 1999).

Statische Dehnungen sind häufig Bestandteil des Aufwärmprogramms von Sportlern. Forscher berichteten über eine Verringerung der Kraft während maximaler willkürlicher Kontraktionen nach einem akuten Durchgang statischer Dehnungen (Behm, Button und Butt 2001; Kokkonen, Nelson und Cornwell 1998), was einige zu dem Vorschlag veranlasste, statische Dehnungen aus dem Aufwärmprogramm vor Kraft- und Leistungsleistungen auszuschließen (Young und Behm 2002). Rubini, Costa und Gomes (2007) wiesen jedoch kürzlich auf methodische Probleme bei vielen Studien zum statischen Dehnen hin und kamen zu dem Schluss, dass eine Beeinträchtigung der Muskelkraft in der Regel nach einem Dehnungsprotokoll beobachtet wird, bei dem viele Übungen relativ lange gehalten werden, was der gängigen Praxis zuwiderläuft.Daher kann es zulässig sein, statische Dehnungen in eine Aufwärmroutine vor einem Muskelkrafttest einzubeziehen, solange die Gesamtdauer der Dehnungen nicht übermäßig lang ist (empfohlen werden vier Übungssätze für jede Muskelgruppe mit einer Dehnungsdauer von 10-30 Sekunden) und die Übungen während der nachfolgenden Testsitzungen konsequent durchgeführt werden.

Es ist klar, dass das vor einem Krafttest durchgeführte Aufwärmen einen erheblichen Einfluss auf die Ausprägung der Muskelkraft haben kann, und daher sollte der Prüfer das Aufwärmen gebührend berücksichtigen. Der wichtigste Faktor im Zusammenhang mit dem Aufwärmen scheint jedoch die Konsistenz der eingebauten Übungen zu sein; jede Änderung der durchgeführten Übungen beeinträchtigt die Gültigkeit und Zuverlässigkeit des Tests. Jeffreys (2008) skizzierte die folgenden Aufwärmprotokolle:

• Allgemeines Aufwärmen. Fünf bis 10 Minuten Aktivität mit geringer Intensität, die darauf abzielt, die Herzfrequenz, den Blutfluss, die Temperatur der Tiefenmuskulatur und die Atemfrequenz zu erhöhen.
• Spezifisches Aufwärmen. Acht bis 12 Minuten dynamische Dehnungsübungen mit Bewegungen, die den für die spätere Leistung erforderlichen Bewegungsumfang abdecken. Danach wird die Intensität der bewegungsspezifischen dynamischen Übungen allmählich gesteigert.

Zeitpunkt und Reihenfolge der Tests

Forscher haben berichtet, dass die Ausprägung der Kraft sowohl unter isometrischen als auch isokinetischen Bedingungen von der Tageszeit beeinflusst wird, zu der die Tests durchgeführt werden, wobei am frühen Abend höhere Kraftwerte gemessen werden (Guette, Gondin und Martin 2005; Nicolas et al. 2005). Obwohl die Mechanismen, die hinter diesem tageszeitlichen Effekt stehen, unklar sind, bedeutet dies, dass die Prüfer bei der Durchführung von Krafttests die Tageszeit berücksichtigen und bei künftigen Testsitzungen für Konsistenz sorgen müssen.

Ein Test der Muskelkraft kann einer von mehreren Tests sein, die bei einer Person durchgeführt werden. In diesem Fall muss der Fitnessexperte überlegen, wo er den Muskelkrafttest in der Testreihe platziert. Diese Überlegung ist wichtig angesichts der Auswirkungen, die die Kontraktionsgeschichte auf die Ausprägung der Muskelkraft haben kann. Harman (2008) schlug die folgende Reihenfolge für die Tests in einer Batterie vor, die auf den Anforderungen des Energiesystems und den Geschicklichkeits- oder Koordinationsanforderungen der Tests basiert:

Nicht ermüdende Tests (anthropometrische Messungen)

Beweglichkeitstests

Maximale Leistungs- und Krafttests

Sprinttests

Muskuläre

Muskuläre Ausdauertests

Anaerobe Belastungstests

Aerobe Kapazitätstests

Das Einhalten dieser Reihenfolge sollte die Zuverlässigkeit der einzelnen Tests maximieren.