Organsysteme 1

Organsysteme und 

sportliches Training 

1. Muskulatur 

2. Autonomes Nervensystem 

3. Zentralnervensystem 

4. Sinnessystem 

5. Herz-Kreislauf-System 

6. Immunsystem 

7. Atmungssystem 

8. Passiver Bewegungsapparat 

9. Hormone



1. Muskulatur 








9. Hormone

Strukturelemente der Zelle (modifiziert nach Badtke 1995, 8) 

(Sarkolemm) 

(sarkoplasmatisches R.,SR) 

(Kraftwerke; Fähigkeit zur 

Vergrößerung u. Vermehrung) 

(Zelleinlagerungen) 

(enthält das genetische Material; Fähigkeit zur identischen Verdopplung; 

Steuerung der Stoffwechselprozesse der Zelle; Kern + Ribosomen 

ermöglichen Hypertrophie) 

(Grundsubstanz, 70% des Zellraums; 

Glykolyse, Glykogenauf- u. -abbau) 

- ca. 100 Billionen Körperzellen 

- Zellmembran: selektiv permeabel, 

komplex, hochspezialisiert 

- im Zellplasma sind das Metaplasma, die 

Zellorganellen u. das Paraplasma 

eingelagert 

- das endoplasmatische Retikulum (ER) 

erstreckt sich über das gesamte Zellplasma u. 

fungiert als intrazelluläres Transportsystem; 

das ER u. Ribosomen bilden den Ort der 

Proteinsynthese; das SR ist wichtig bei der 

elektromechanischen Kopplung 

- der Zellkern ermöglicht mit den Ribosomen 

die Vermehrung der Eiweißstrukturen 

- in den Mitochondrien findet die oxidative 

Verbrennung energiereicher Substrate u. 

die oxidative Phosphorylierung u. 

Energiegewinnung statt; Enzyme des 

Zitratzyklus u. der Atmungskette

Schematische Darstellung eines 

(angeschnittenen) Mitochondriums) 

(aus Weineck 2004, 36)

(aus Weineck 2004, 38) 

Struktur des Skelettmuskels 

§Muskelzelle = Muskelfaser 

§Muskelfaserlänge bis zu 18cm 

§zahlreiche Zellkerne innerhalb einer Faser 

§mehrere 100 bis mehrere 1000 Myofibrillen 

bilden eine Muskelfaser 

§Fibrillen, Mitochondrien u. Kerne liegen im 

Sarkoplasma 

§Myofibrillen bestehen aus den Muskelfilamenten 

Aktin (dünn) u. Myosin (dick) 

(kontraktile Eiweiße) 

§die Filamente sind hochgradig geordnet: 6 

Aktinfilamente umgeben ein Myosinfilament 

§das Sarkomer (Z-Scheibe → Z-Scheibe) als 

kleinste kontraktile Einheit des Muskels 

§„Muskelkater“: Zerreißung der 

Sarkomerstrukturen (Mikrotraumatisierung)

Darstellung der fibrillären Struktur der Muskelfaser 

(aus Wiemann u.a. 1998, 114) 

„Tertiäre“ Filamente: 

§ Intermediäre Filamente umspinnen die Sarkomere längs u. im Bereich Z-Scheiben ringförmig (→ 

mechanischer Schutz in transversaler Richtung) 

• Nebulinfilamente verlaufen parallel zu den Aktinfilamenten und sind an den Z-Scheiben befestigt (Stabilisierung 

der Aktinfilamente) 

• Filamentöse / globuläre Proteine verbinden das Aktin mit dem Integrin (Ig) (Dystrohin, Talin, Vinculin) sowie das 

Integrin mit Kollagenfilamenten der Faserhüllen und Sehnen (Fibromectin, Laminin) 

• Titinfilamente sind zwischen den Z- u. M-Scheiben ausgespannt und heften sich an die freien Enden der 

Myosinfilamente (6 Titinfilamente umgeben ein Myosinfilament)

„fine tuning“ durch 

PEVK-Region 

Bedeutung der Titinfilamente 

(aus Klee u. Wiemann 2001, 2) 

Titinfilamente haben die Funktion hochelastischer molekularer Federn in longitudinaler 

Richtung und ziehen die Sarkomere nach Dehnung wieder in ihre Ausgangslage zursammen 

und sind für die Ruhespannung des Muskels verantwortlich 

Da jeweils 6 Titinfilamente ein Myosinfilament umgeben, nimmt die Ruhespannung mit 

steigender Hypertrophie (Vermehrung der Myosin- u. Titinfilamente) des Muskels zu

Die Aufgabe der „tertiären“ Filamente ist es, 

die strukturelle Einheit und Organisation 

innerhalb der Muskelfaser zu sichern und 

äußere und innere Spannungen transversal 

und longitudinal zu übertragen. Bei einer 

muskulären Überbeanspruchung kommt es 

zur Schädigung bzw. Teilzerreißung 

(Weineck 2004, 41)

Struktur der kontraktilen Eiweißmoleküle 

(mit ATPase) 


Aktin-/Myosinfilament im 

Ruhezustand: der Muskel ist 

erschlafft; die Querbrücken sind 

nicht geknüpft; zwischen 

Myosinkopf u. Aktinfilament 

besteht keine Verbindung 

(aus de Marrées u. Mester 1991, 52) 

Kontraktionsvorgang 

Einleitung der Kontraktion: 

die Myosinköpfe haben sich an 

das Aktinfilament angeheftet. 

Für diesen Vorgang wird keine 

Energie benötigt, sondern er 

wird durch „Affinitäten“ 

zwischen Aktin- u. Myosinmolekülen 

verursacht 

Kontraktion des Sarkomers: 

die Myosinköpfe haben sich 

nach dem Anheften an das 

Aktinfilament gekippt. Dadurch 

wird mechanisch eine Spannung 

am Myosinhals erzeugt, die 

bewirkt, dass das Aktinfilament 

über das Myosinfilament 

hinweggleitet

„Freischaltung“ des Aktinfilaments 

Gelöste Querbrücke: 

Die Tropomyosinfäden sind so eng an 

das Aktinfilament angelagert, dass 

sich das Anheften der Myosinköpfe 

verhindern. 

Geknüpfte Querbrücke: 

Calcium-Ionen binden sich an das 

Troponin und lassen die Tropomyosinfäden 

in das Innere der 

Aktinfäden gleiten. Die Anheftestelle 

für den Myosinkopf ist frei 

gemacht. Zudem aktiviert das 

Calcium die ATPase in den Myosinköpfchen.

Einbettung der Sarkomere in das 

sarkoplasmatische Retikulum 

(aus Schmidt u. Thews 1997, 68)

Schema der elektromechanischen Kopplung 

Depolarisation Repolarisation 


Der komplexe Vorgang der Erregungsleitung im T- 

System (induziert durch Aktionspotentiale der 

entsprechenden Nerven), der Kalziumfreisetzung 

aus dem L-System, der damit verbundenen 

Entblockierung der Troponin-Tropomyosin-Sperre 

sowie die Querbrückenbildung mit nachfolgendem 

Kontraktionsvorgang wird als elektromechanische 

Kopplung bezeichnet.

Der Kontraktionsvorgang über die 

Ruderbewegungen kann nur ablaufen, 

wenn die Bindungsstellen für die 

Myosinköpfe durch eine bestimmte 

Kalziumkonzentration freigegeben 

sind und wenn am Myosinkopf ATP als 

Energiequelle zur Verfügung steht-

Die Freisetzung der 

Kaliumionen induziert 

am dünnen 

Aktinfilament im 

Bereich des 

Troponins/Tropomyo- 

sinkomplexes eine 

Konfigurationsveränderung, 

welche die 

bis dahin blockierte 

Bindungsstelle am 

Aktinfilament für die 

Myosinköpfe freigibt 

4 wichtige Funktionen des Kalziums 

Kalzium aktiviert das in 

den Myosinköpfchen 

befindliche Enzym 

ATPase, so dass durch 

die enzymatische 

Spaltung des ATPs 

Energie für die 

Kippbewegung der 

Myosinköpfe frei wird 

Kalzium aktiviert zudem 

das Enzym 

Muskelphosphorylase, 

das in der Muskelzelle 

den Abbau der 

Glykogenspeicher 

(Freisetzung von 

Glukose) reguliert und 

somit Mechnismen in 

Gang setzt, die an der 

Nachlieferung von ATP 

beteiligt sind 

Die Entfernung von Kalzium 

aus der Mikroumgebung der 

Filamente zur neuerlichen 

Blockierung der 

Anlagestellen am 

Aktinfilament durch die 

Regulatorproteine Troponin 

und Tropomyosin: das 

Sarkomer erzeugt keine 

weitere Spannung mehr, die 

Entspannung der 

Muskelzelle stellt sich ein.

Die Energiequelle für die Kontraktion: ATP 

§ Als primäre Energiequelle steht 

Adenosintriphosphat (ATP) zur Verfügung. 

ATP ist eine energiereiche Verbindung, aus 

der durch Abspaltung von Phosphat Energie 

freigesetzt wird. Diese sog. Freie Energie 

wird u.a. bei der Muskelkontraktion 

verbraucht. 

§ ATP wird für die Kippbewegung der 

Myosinköpfe benötigt. 

§ ATP wird ebenfalls für das Lösen der 

Querbrücken gebraucht 

(→ Weichmacherwirkung) 

§ Weiterhin dient ATP der Aufrechterhaltung 

von Membraneigenschaften (u.a. Natrium- 

Kalium-Pumpe) oder im Baustoffwechsel 

(Transportfunktion)

Anaerobe alaktazide Energiegewinnung 

Myosin-ATPase 

1. ATP-Vorrat in der Muskelzelle (6 mmol/kg Muskelfeuchtgewicht): ATP ADP + P + E (→1-2s bei Fmax); 

Stimulierung der Atmung bis zur 100fachen Steigerung durch anfallendes ADP+ anorganisches P (hochgradige 

Aktivierung des Muskelstoffwechsels), ATP hemmt Atmung ( „Atmungskontrolle durch Energiebedarf“) 

Kreatinkinase 

2. KP + ADP Kreatin + ATP (zellulärer Kreatinphosphatspeicher beträgt 20-30 mmol/kg Muskelfeuchtmasse); 

Gesamtarbeitszeit bei maximaler Belastung durch die energiereichen Phosphate von 5-7s (Erwachsene) bzw. 3-5s 

(Kinder) 

• Die Energiegewinnung durch die energiereichen Phosphate wird als anaerob alaktazid bezeichnet. 

(vgl. Leyk u.a. 1997, 18)

Enzyme der anaeroben 

Energiegewinnung 

Anaerobe laktazide Energiegewinnung 

• Glukose 2 ATP + Milchsäure (Laktat) 

• die Glykolyse stellt bei allen intensiven Belastungen, bei denen die Sauerstoff-Versorgung unzureichend ist, den 

bevorzugten Energiegewinnungsprozess dar; das Maximum der Glykolyse liegt etwa bei 45s maximale Belastung ; 

als Brennstoff dient ausschließlich Glukose 

• Laktat entsteht als Endprodukt der Glykolyse (max. bis zu 25-30 mmol/l Blut u. bis zu 30 mmol/kg Muskel) und wirkt 

sich auf den Stoffwechsel aus: 

• Gewebeübersäuerung (Azidose) mit einem stark herabgesetzten 

pH-Wert von 6,4 (Muskel) bzw. 6,8 (Blut) anstatt von 7,4 (Normalwert) 

führt zum Abbruch der Glykolyse und zur Enzymhemmung (→ 

Selbstschutz vor zu starker Übersäuerung mit folgender Zerstörung 

intrazellulärer Eiweiße) 

• in der Erholungsphase nach erschöpfenden Belastungen normalisiert 

sich die Azidose innerhalb von 30-60min (abhängig vom Trainingszustand!); 

Laktat wird abgebaut durch Leber, Herzmuskel, Niere u. die 

nicht arbeitende Skelettmuskulatur selbst (Wiederaufbau zu Glykogen) 

• die Laktateliminierungsrate aus dem Blut beträgt etwa 0,5 mmol/l pro 

Minute; leichte körperliche Aktivität in der Erholungsphase beschleunigt 

die Normalisierung der Stoffwechselsituation → 

Laktateliminierung durch 

„Auslaufen“ 


Anaerobe Energiegewinnung: 

Sauerstoffmehraufnahme nach Belastungsende 

• Sauerstoffschuld: der Organismus arbeitet solange anaerob, bis entweder der Belastung abgebrochen oder die 

Intensität so weit reduziert werden muss, dass eine ökonomische oxidative Substratverbrennung möglich ist; er geht 

somit initial eine Sauerstoffschuld ein, die nach Belastungsende wieder abgetragen werden muss 

• Regeneration von arteriellem, kapillarem u. venösem Blut zur normalen Sauerstoffsättigung 

• vermehrter Sauerstoffbedarf der Herz-, Arbeits- u. Atemmuskulatur (15% der Gesamtaufnahme bei 150l/min) 

• vermehrter Sauerstoffbedarf der Gewebe als Folge einer erhöhten Körpertemperatur (Aktivierung des gesamten 

Stoffechsels) und eines erhöhten Katecholaminspiegels (eine erhöhte Adrenalinausschüttung induziert eine 

Steigerung oxidativer Prozesse) 

• Myoglobinspeicher: Myoglobin ist in der Muskelzelle für den 

Sauerstofftransport zu den Mitochondrien zuständig; Myoglobin 

ist sowohl Überträger als auch Speicher (500 ml Sauerstoff beim 

erwachsenen Sportler) des Sauerstoffs; in den ersten Sekunden 

einer hochintensiven Arbeit verbraucht der Organismus die an 

das Myoglobin gebundenen Sauerstoffvorräte 

(nach Badtke 1998, 324) 

← Der Sauerstofftransport vom 

Blutgefäß durch die Zellmembran 

zum Mitochondrium mit Hilfe des 

Myoglobins

Aerobe Energiegewinnung 

• bei Belastungen > 1min gewinnt die aerobe Energiebereitstellung an Bedeutung 

Enzyme der aeroben 

Energiebereitsstellung 

• Glukose ATP + CO2 + H2O • neben Kohlenhydraten können auch Fette (Freie Fettsäuren) und in Ausnahmefällen auch Eiweiße (Aminosäuren) 

verstoffwechselt werden 

• die Intensität der Muskelarbeit und somit die Kontraktionsgeschwindigkeit 

der Muskelfaser ist abhängig vom Energieträger; 

dies hat seine Ursache in den verschiedenen Flussraten der 

Phosphatäquivalente: sollen hohe Intensitäten und damit hohe 

Energieumsätze erzielt werden, so müssen größere Flussraten 

einbezogen werden 

Die Kontraktionsgeschwindigkeit des Muskels in 

Abhängigkeit von der Energiegewinnung bzw. den 

damit verbundenen energetischen Flussraten 


← Anteil der verschiedenen energieliefernden Substrate 

an der Energiebereitstellung (n. Keul u.a. 1969, 38)

Stoffwechselwege der energieliefernden Nahrungsstoffe

• Typ I – Faser 

• rot, dünn, „langsam“ 

• ST-Faser (slow twitch = langsam 

zuckend) 

• für ausdauernde u. weniger intensive 

Muskelarbeit 

reich an Enzymen des aeroben 

Stoffwechsels 

• reich an großen Mitochondrien u. 

Glykogen 

Muskelfasertypen 

• Typ II – Faser 

• weiß (hell),dick, „schnell“ 

• FT-Faser (fast twitch = schnell 

zuckend) 

• für schnellkräftige u. intensive 

Muskelaktionen 

• reich an energiereichen Phosphaten u. 

Glykogen 

• reich an Enzymen des anaeroben 

Stoffwechsels 

ST- u. FT-Faserverteilung (histochemisch eingefärbt) im Bereich der seitlichen Oberschenkelmuskulatur (m. 

vastus lateralis) eines Radrennfahrers (links) und eines Sprinters (rechts); FT-Fasern = hell, ST = dunkel 

(n. Howald 1984, 89)

Darstellung unterschiedlicher 

motorischer Einheiten sowie 

tabellarischer Zusammenfassung 

relevanter morphologischer 

u. funktioneller 

Parameter 

(EC Entladungscharakteristik, MEP 

motorische Endplatte, MF 

Muskelfaser, MN Motoneuronen, 

NF Nervenfaser (Axon), SK 

Synaptische Kontakte) 

(nach Tidow u. Wiemann 1993, 14)

Muskelfasern 

§ Die Anlage bzw. der prozentuale Anteil der verschiedenen Muskelfasern ist genetisch 

festgelegt 

§ Es ist anzunehmen, dass auch die unbewusste Neigung hinsichtlich Schnellkraft- bzw. 

Ausdauerdisziplinen mit dieser erbbedingten Faserverteilung in Zusammenhang 

gebracht werden kann 

§ Durch Training ist die ererbte Verteilung an FT- bzw. ST-Fasern nicht oder nur unter 

Extrembedingungen zu verändern 

§ Im Sitzensport wird von einer Umwandlung von FT- zu ST-Fasern berichtet, eine 

Umwandlung von ST- zu FT-Fasern ist hingegen unmöglich, da die Schnelligkeit nicht 

über vergleichbar lange Trainingseinwirkungszeiten mit verändertem Impulsmuster 

trainiert werden kann wie die Ausdauer (vgl. Howald 1984, 12) 

§ Nach Abbruch des Ausdauertrainings kehrt allerdings auch hier die umgewandelte 

Muskelfaser wieder zu ihrem ursprünglichen Fasertyp zurück 

§ Muskelfasern passen sich bis zu einem gewissen Grad an die jeweilige Trainingsform 

an (Kraft-, Schnelligkeits-, Ausdauer-, Beweglichkeits- oder Koordinationstraining)

Muskelkrämpfe 

Prinzipiell kann jeder Muskel von Krämpfen 

befallen werden, mit Abstand am häufigsten 

sind jedoch Muskelgruppen der distalen 

unteren Extremitäten betroffen, und hier in 

besonderem Maße die Wadenmuskulatur.

Häufige Ursachen von Muskelkrämpfen im Sport 

§ Elektrolytstörungen 

Insbesondere bei hochintensiven u. langandauernden Belastungen bei 

Hitzebdingungen, die mit hohem Schweißverlusten verbunden sind, treten gehäuft 

Krämpfe auf. Es ist hier auf die Substitution von Salz, Kalzium, Magnesium, Kalium 

etc. zu achten 

§ Medikamente 

Zu nennen sind sportunspezifische Medikamente wie z.B. orale Kontrazeptiva, Anti- 

Hypertonica/Diuretika oder Laxantien sowie leistungssteigernde Medikamente wie z.B. 

anabole Steroide oder Kreatin 

§ Orthopädische Gründe 

Beinlängendifferenzen, gestörte Fußmechanik, Senkfüße, andere Fußdeformitäten 

§ Neurogen ausgelöste Krämpfe 

durch Reizung der peripheren motorischen Nervenfasern (Vorderhorn bis Endplatte) 

mit wiederholter Deplarisation der Muskelfasern (Einklemmungsneuropathien )

„Muskelkater“ 

(Delayed Onset of Muscle Soreness – DOMS) 

Muskelschäden nach exzentrischer Belastung 

(elektronenmikroskopische Aufnahme) 

Prophylaxe: 

Verbesserung der Koordination, Aufwärmen 

Therapie: 

Vermeiden hoher Kräfte beim Training; leichte(s) Dehnen, 

konzentrische Arbeit (regenerationsfördernd); Wärme; 

Nichtsteroidale Antiphlogistika; Proteasen 

Ursachen: 

§ Mikroverletzungen der Sarkomere 

durch Überdehnung bei hohen 

mechanischen Kräften (besonders 

exzentrische Kontraktionen) 

§ Sarkomerschäden (auch 

Mitochondrien, SR, Zellmembran) 

bei erschöpfendem Stoffwechsel 

(Marathon) durch unbekannte 

Mechanismen 

Sekundärreaktionen: 

§ Ödemisierung durch Autolyse oder 

Entzündung, Mangeldurchblutung, 

Verspannung 

§ Retardierte Schmerzentwicklung 

durch extrazelluläre Rezeptoren, 

Autolyse u. Enzündungsmediatoren 

(aus Böning 2002, B298)



1. Muskulatur 








9. Hormone

Autonomes Nervensystem 

§ das Autonome bzw. vegetative Nervensystem (AN) ist neben 

dem hormonellen System das zweite Kommunikationssystem für 

den Informationsaustausch zwischen den einzelnen Organen 

des Körpers 

§ das AN innerviert die glatte Muskulatur aller Organe und – 

systeme sowie das Herz u. die verschiedenen Drüsen; es ist von 

entscheidender Bedeutung für die Regelung der Funktionen der 

Atmung, des Kreislaufs, der Verdauung, des Stoffwechsels, der 

Drüsensekretion u. der Fortpflanzung 

§ das AN passt die Funktionen des Körpers den Notwendigkeiten 

der Außenwelt an

Aufbau und Wirkungsweise des 

Autonomen Nervensystems (AN) 

Sympathikus Parasymphatikus Darmnervensystem 

§ ein Großteil der sympathischen Ganglien ist 

paravertebral angeordnet (li./re. Grenzstrang) 

§ Erfolgsorgane: glatte Muskelfasern aller Organe 

(z.B. der Gefäße, der Eingeweide, der 

Ausscheidungs- u. Sexualorgane etc.), die 

Herzmuskelfasern u. ein Teil der Drüsen (z.B. 

Verdauungsdrüsen) 

§ zudem Innervation der Fett- u. Leberzellen, der 

Nierentubuli, der lymphatischen Gewebe 

(Thymus, Milz u. Lymphknoten) 

§ wirkt erregend (ergotrop) 

§ überwiegt bei körperlicher Aktivität (Sport) 

§ auch Vagusnerv 

§ Gegenspieler des 

Sympathikus 

§ wirkt hemmend (trophotrop) 

§ keine Innervation die glatte 

Gefäßmuskulatur in den 

Arterien u. Venen sowie die 

Schweißdrüsen 

§ überwiegt in Ruhezuständen 

§ dient der Kontrolle u. 

Koordination einer Vielzahl 

von Effektorsystemen des 

Magen-Darmtraktes 

§ stellt das eigentliche AN 

dar, weil es auch 

unabhängig von der 

Beeinflussung von 

Sympathikus u. 

Parasympathikus 

„funktioniert“

Ursprung u. Aufbau des Autonomen Nervensystems 

(n. Birbaumer u. Schmidt 1999, 148)

Auswirkungen sportlichen Trainings auf das AN 

§ regelmäßiges Sporttreiben – insbesondere Ausdauertraining - führt zu einer 

zunehmenden Dominanz des Parasympathikus 

§ Umschaltung auf Erholung 

§ Allgemeine Stoffwechselökonomisierung 

§ Psychische Dämpfung im Sinne einer „inneren Ruhe“ und Ausgeglichenheit 

§ zudem erhöhen die vom Sympathikus stimulierten Organsysteme ihre 

Leistungskapazitäten → Erhöhung der allgemeinen psychophysischen 

Leistungsfähigkeit 

§ Drüsen des Hormonsystems, die Leistungshormone wie Adrenalin, 

Noradrenalin produzieren, passen sich sowohl morphologisch (Hypertrophie) 

als auch funktionell (Ökonomisierung aller Stoffwechselvorgänge) an

Übertrainingssyndrom 

Das Übertrainingssyndrom entsteht durch ein 

chronisches Missverhältnis zwischen hohen 

Leistungsanforderungen in Training u. Wettkampf und 

im Verhältnis dazu relativ geringerem 

Leistungsvermögen bzw. geringerer Belastbarkeit. 

Hauptsymptom ist die verminderte körperliche 

Leistungsfähigkeit ohne krankhaften Organbefund mit 

nur teilweise bestehenden objektivierbaren Anzeichen. 

(de Marées 2003, 660)

Sympathikotones 

Übertrainingssyndrom (SÜS) 

§ häufig bei jugendlichen Sportlern, 

Unerfahrenen u. Freizeitsportlern durch 

fehlerhaftes Training (Kraft- u. Schnellkraftdisziplinen) 

§ Erregungszustände stehen im Vordergrund 

§ erhöhte Herzfrequenz (Hf) in Ruhe 

§ verzögerter Rückgang der Hf auf den 

Ruhewert nach einer Belastung 

§ gesteigerter Energieumsatz 

§ herabgesetzter Appetit 

§ Gewichtsabnahme 

§ leichte Erregbarkeit u. Gereiztheit 

§ Schlafstörungen 

§ Verstärkung durch berufliche/private Konflikte 

sowie leichte Erkrankungen 

§ Verringerung des Trainingsumfangs, „aktive 

Erholung“, Maßnahmen der physikalischen 

Therapie 

Parasympathikotones 

Übertrainingssyndrom (PSÜS) 

§ im Leistungssport häufiger 

§ leichte Ermüdbarkeit mit verminderter Belastbarkeit 

§ oft ausgeprägte Erniedrigung der Ruhe-Hf ( → Bradykardie) 

§ deutlich verschlechterte Koordination, besonders bei 

höheren Belastungsintensitäten 

§ Leistungsminderung, insbesondere bei hohen 

Belastungsintensitäten und bei Spurts 

§ Steigerung der Belastungsintensität löst ein PSÜS eher aus 

als die Steigerung des –umfangs 

§ vegetative Fehlsteuerung durch häufig sehr ausgeprägte 

anaerobe Energiebereitstellung mit rel. starker Ausschüttung 

von Katecholaminen → Überbeanspruchung der 

sympathischen Aktivität → Glykolytische Leistungsfähigkeit 

u. Laktatproduktion lassen nach (20-30%) → 

Leistungsminderung in Sportarten mit hohen anaeroben 

Energiebereitstellungsanteilen 

§ Reduzierung von Trainingsintensität u. –umfang, 

Maßnahmen der physikalischen Therapie

Indikatoren für ein Übertrainingssyndrom 

§ ansteigende Serumkonzentration für Harnstoff, dem 

Endprodukt des Eiweißstoffwechsels („Baseline“ 

ermitteln!) 

§ Anstieg von Kreatinkinase (Enzym der anaeroben 

alaktaziden Energiegewinnung) 

§ Abfall der Herzfrequenzvariabilität (HRV = Heart Rate 

Variability)



1. Muskulatur 








9. Hormone

Das Gehirn stellt ein Kontrollsystem für den 

gesamten menschlichen Organismus dar, unter 

Parallelschaltung funktioneller Elemente wie 

Triebe und Emotionen, unterschiedlicher 

Gedächtnisleistungen (Kurzzeit-, Mittelzeit- und 

Langzeitgedächtnis) und der Fähigkeit zum 

Analysieren, Erkennen, Synthetisieren und 

kreativem Schaffen. 

Analysevermögen, Originalität und Gedächtnisleistungsfähigkeit 

verbinden sich in dem Begriff 

„Intelligenz“ 

(Hollmann u.a. in Weineck 2004, 60)

Allgemeines 

§ das Gehirn beinhaltet ca. 100 Milliarden Nervenzellen (Neurone) 

§ die Großhirnrinde (Cortex) eines Erwachsenen birgt ca. 13 Milliarden Neurone, die miteinander durch eine 

Billiarde Synapsen verbunden sind 

§ je nach Gehirnabschnitt hat die Großhirnrinde eine Dicke von 1,3 bis 4,5 mm, besteht aus Nervengewebe 

und bildet die äußere Schicht beider Großhirnhälften (entfaltete Fläche: 47 x 47 cm) 

§ das Hirngewicht gesunder Menschen beträgt 1000 bis 2230 Gramm 

§ das weibliche Gehirn ist um ca. 10% kleiner als das männliche, besitzt jedoch eine vergleichbare 

Neuronenzahl (größere Dichte) 

§ spezifische Adaptabilität des Gehirngewichts durch zerebrale (In-) Aktivität: Möglichkeit der funktionellen 

bzw. morphologischen Hypertrophie bzw. Atrophie 

§ großer Sauerstoffbedarf des Gehirns (20% des in Ruhe aufgenommenen 0 2): bereits Unterbrechungen der 

0 2-Zufuhr von 10s führen zur Bewusstlosigkeit u. evtl. zu Hirnschäden 

§ Muskelaktivität erhöht die Gehirndurchblutung: 25 / 100 Watt Fahrradergometrie führt zu einer regionalen 

Durchblutungserhöhung von 15 / 25-40% 

§ sensorische Leistungen (sehen/hören) sowie Erinnern bzw. Nachdenken steigern die Durchblutung um ca. 

20 (regional) bzw. 10% (generell) 

§ das Gehirn ist auf Glukose als Energiequelle angewiesen; Glukosebedarf bei tätigen Gehirnzellen ist größer 

als bei Nervenzellen im Ruhezustand; Hypoglykämie führt zur Beeinträchtigung der zerebralen 

Leistungsfähigleit

Insgesamt lässt sich das Gehirn als die 

Denk-, Kontroll- und Befehlszentrale des 

Menschen bezeichnen, das auf der Basis 

externer und interner Informationen mit 

Hilfe des Gedächtnisses aktuelle und 

vergangene Vorgänge steuert 

(Weineck 2004, 61)

Das Zentralnervensystem macht es als 

übergeordnete Instanz möglich, dass aus 

dem unbegrenztem Potential an möglichen 

Einzelbewegungen zielorientierte und 

aufeinander abgestimmte Bewegungen 

entstehen können 

(Weineck 2004, 61)

Die menschliche Bewegungsfähigkeit basiert auf der Vielfältigkeit im 

Kontraktions- und Erschlaffungsvermögen einiger 100 Muskeln, von 

denen jeder einzelne über viele Tausende von Muskelfasern verfügt. 

Die zentralnervöse Steuerung lässt das gewaltige Reservoir an 

Einzelbewegungsmöglichkeiten zu einem sinnvollen Ganzen werden 

Der willentlich entstandene Bewegungsplan verbindet Agonisten und 

Antagonisten zu zielgerichteter Aktivität (Bewegungskoordination). 

Nervale Erregungs- und Hemmungsprozesse sind hieran wesentlich 

beteiligt. Die Übung eines Bewegungsablaufs verbessert die Koordination 

und führt zur Geschicklichkeit (Feinmotorik) und Gewandtheit 

(Gesamtmotorik). 

(aus Hollmann u. Hettinger 1980 in Weineck 2004, 61)

(Perikaryon) 


Aufbau einer Nervenzelle (Neuron) 

§ Grundeinheit des ZNS 

§ der Raum zwischen Nervenzellen wird durch Gliazellen ausgefüllt 

(→ stützen Netzwerkstruktur der Neurone und tragen zur 

Ernährung der Nervenzelle bei) 

§ Neuriten lassen sich unterscheiden in markscheidenhaltige, 

schnell leitende – z.B. motorische Fasern (bis zu 120m/s) – und 

marklose, langsam leitende, z.B. Schmerz signalisierende Fasern 

§ mehrere Neuriten bilden einen Nerv (bindegewebige Hülle) 

§ die Dendriten modulieren zusammen mit der Zelloberfläche durch 

Integration der verschiedenen Erregungen u. Hemmungen die 

Aktivität der Nervenzelle 

§ Fortpflanzung des elektrischen Nervensignals durch 

Depolarisation der Zellmembran (Natriumeinstrom: 70mV → 

30mV); der Kaliumausstrom stellt eine 1000stel Sekunde später 

das Ruhepotential wieder her; Natrium-Kalium-Pumpen (ca. 1 

Million/Neuron) sorgen nach Reizweiterleitung für die 

Wiederherstellung des ursprünglichen Konzentrationsgefälles

Markhaltige Nervenfasern 

§ markscheidenhaltige Nervenfasern sind von einer 

isolierenden Hülle (Myelinhülle) umgeben, die aus 

fettartigen Molekülen besteht und in regelmäßigen 

Abständen durch die Ranvier´schen Schnürringe 

unterbrochen wird 

§ das Nervensignal springt von Schnürring zu 

Schnürring (→ saltatorische Erregungsleitung) 

§ Die Erregungsleitungsgeschwindigkeit ist abhängig 

von 

– der Dicke des Axons (je dicker, desto schneller) 

– der Dicke der Markscheide (je dicker, desto 

schneller – bessere Isolation) 

– der Länge der Internodien (je länger, desto 

schneller – weniger Schnürringe) 

(aus Appell u. Stang-Voss 1996, 105)

(aus Appell u. Stang-Voss 1996, 106) 

Synapsen 

§ funktionelles Bindeglied in der Reizübertragung im ZNS sind 

die Synapsen 

§ sie ermöglichen die Kommunikation der Neurone 

untereinander und damit den Ablauf komplizierter nervöser 

Schaltkreise 

§ Arten von Synapsen: 

– Interneuronale Synapsen 

– Effektorsynapsen (Endaufzweigung eines Neuriten: 

Verbindung zu Drüsenzellen, Muskelfasern) 

– Rezeptorsynapsen (Systeme der Reizaufnahme stehen 

in Verbinung zu einem Dendriten: Propriozeptoren) 

§ Transmitter (Überträgerstoffe) realisieren den Signaltransport 

– erregend: Acetylcholin, Dopamin, Noradrenalin, 

Serotonin 

– hemmend: Glyzin, Gamma-Aminobuttersäure (GABA) 

§ der Dopaminspiegel ist bei Kindern am größten 

(alterstypischer Bewegungsdrang); Abnahme um 10% pro 

Lebensdekade (Abnahme des Bewegungsdrangs); durch 

körperl. Aktivität bzw. Training lässt sich dieser Prozess 

verzögern!

§ die Gesamtheit der von einer motorischen 

Vorderhornzelle innervierten Muskelfasern 

wird als motorische Einheit (ME) 

bezeichnet 

§ je differenzierter bzw. feinabgestufter die 

Arbeit eines Muskels ist, desto mehr 

motorische Einheiten besitzt er: äußerer 

Augenmuskel (1740 ME), 2-köpfiger 

Armmuskel (774 ME) 

§ die Zahl der von einer Nervenfaser 

innervierten Muskelfasern ist bei 

feinmotorischen Muskeln geringer als bei 

grobmotorischen: äußerer Augenmuskel 

(1:13), 2-köpfiger Armmuskel (1:750), 2köpfiger 

Wadenmuskel (1:1600) 

§ Unterschiede in der Maximalkraft: äußerer 

Augenmuskel (Fmax/ME 0,1 p), 2-köpfiger 

Armmuskel (Fmax/ME 50 p) 

Motorische Einheit 


Abstufung der Kontraktionsstärke und –geschwindigkeit 

der Skelettmuskulatur wird moduliert durch: 

„Hennemansche Prinzip“ 


§ Feinabstufung: erfolgt über die Steigerung der 

Entladungsfrequenz des zugehörigen Motoneurons und die 

Größe der jeweils aktivierten motorischen Einheiten; 

gewöhnlich zuerst die langsam arbeitenden u. langsam 

ermüdenden ME 

§ Grobabstufung: erfolgt über die Veränderung der Zahl der 

ME (Rekrutierung); Fmax wird durch die Aktivierung aller in 

einem Muskel vorhandenen ME und ihre kurzzeitige 

synchronisierte Tätigkeit erreicht 

§ Variation der Bewegungsgeschwindigkeit: erfolgt durch 

die Aktivierung spezieller ME (FT-, ST-Fasern; kleine u. 

große Einheiten) aufgrund der unterschiedlichen 

Reizschwelle der verschiedenen Motoneurone: die großen 

α-Motoneurone mit höherer Impulsentladungsfrequenz und 

geringerer Erregbarkeit werden den FT-Fasern, die 

kleineren mit geringer Entladungsfrequenz und höherer 

Erregbarkeit den ST-Fasern zugeordnet

Kontraktionsverhalten von Muskelfasern 

§ bei explosiver Kraftentwicklung beginnen alle 

Muskelfasern gleichzeitig zu „feuern“, aber es kommen 

zuerst diejenigen ME zum Einsatz, die am schnellsten 

ihr Kraftmaximum erreichen 

§ die schnellsten und größten ME (ME1) haben zwar 

den steilsten Kraftanstieg, aber mit der Zeit auch den 

ausgeprägtesten Kraftabfall (und umgekehrt- ME3) 

§ Kontraktionszeiten: 

– schnelle Fasern Typ-IIb: etwa 60 ms 

– schnelle Fasern Typ-IIa: etwa 80 ms 

– schnelle Fasern Typ-IIc: etwa 100 ms 

– langsame Fasern Typ-I: etwa 140 ms 

§ bei schnellen ballistischen Bewegungen beginnen alle 

beteiligten Muskelfasertypen zum gleichen Zeitpunkt 

mit der Kontraktion, aber sie erreichen zu 

unterschiedlichen Zeitpunkten ihr 

Kontraktionsmaximum 

§ durch Training ist eine intramuskuläre 

Koordinationsverbesserung zu erreichen 

Kraftanstieg 

Kraftverlauf

Makrostrukturelle Aspekte des motorischen Systems 

- intermuskuläre Koordination 

Aufgaben des ZNS zur Sicherung der strukturierten Interaktion 

verschiedenster zentralnervöser Steuermechanismen: 

§ Erstellung von Bewegungsprogrammen und Auflösung der 

konzipierten Projekte 

§ räumlich-zeitliche Gliederung und affektive Ausgestaltung der 

Bewegung 

§ Kontrolle und Abstimmung der Muskeltätigkeit auf die situativen 

Notwendigkeiten mittels peripherer Rückmeldeinformationen 

(Reafferenzen) über die Analysatoren

Pyramidalmotorisches (PMS) u. 

extrapyramidalmotorisches System (EPMS) 

§ Stützmotorik 

§ Feedback 

§ Zielmotorik

Die Bedeutung des Motorcortex für die 

menschliche bzw. sportliche Motorik: 

1. Anlaufpunkt für zentrale, willens- 

gesteuerte Programme (z.B.: „Ich will 

den Ball vor das Tor flanken!“) und 

somit als ein Kettenglied an der 

Initiierung einer Bewegung beteiligt 

2. Kontrolle und Korrektur von 

Willensbewegungen (sensorischer 

Input und motorischer Output werden 

differenziert aufeinander abgestimmt)

Der „motorische Homunculus“ ist in der vorderen 

zentralen Hirnwindung repräsentiert (gyrus präcentralis) 

In allen motosensorischen Arealen 

werden topographische (landkartenähnliche) 

Gliederungen für die verschiedenen 

Anteile der Körpermuskulatur 

gefunden. Durch figürliche, 

menschenähnliche Umriss-Skizzen der 

Areale (sog. Homunculi) wird dies 

veranschaulicht 

Die Muskeln sind je nach ihrer Funktion 

in entsprechender Ausdehnung auf der 

Rinde repräsentiert. Den größten Raum 

nehmen dabei Projektionen jener 

Muskeln ein, die zu den feinsten 

Bewegungen befähigt sind.

Aufbau des Zentralnervensystems 

1 = Endhirn; 2 = Zwischenhirn; 3 = Mittelhirn; 4 = Brückenhirn; 5 = Kleinhirn; 6 = verlängertes 

Rückenmark; 7 = Rückenmark

Rückenmark 

(„Hauptleitungskabel Rückenmarksstrang“) 

§ Das Rückenmark führt einige Millionen Nervenfasern (∅ je einige 

Tausendstel mm). 

§ Neben der Leitung sensorisch afferenter und motorisch efferenter 

Impulse besteht die Hauptaufgabe des Rückenmarks in der 

Ausführung einfacher Haltungs- u. Bewegungsmuster, deren 

Ausführung von den supraspinalen Strukturen des Nervensystems 

weitgehend unabhängig ist 

§ Der funktionelle Baustein dieser Rückenmarks(Spinal)-Motorik ist 

der Reflex 

§ Ein Reflex stellt die unmittelbare Aufeinanderfolge von 

Reizaufnahme (über einen Rezeptor), Erregungsleitung und 

Reizbeantwortung (über einen Effetor) dar. 

§ Der Reflex basiert auf einem Reflexbogen, der aus einer 

sensorischen (afferenten) Nervenzelle), einer oder mehrer 

Schaltzellen (Synapsen) und einer motorischen (efferenten) 

Nervenzelle besteht. 

(aus Appell u. Stang-Voss 1996, 111)

Rezeptor u. Effektor 

liegen im selben Organ 

(Patellasehnenreflex); 

monosynaptisch 

Darstellung des Eigen- u. Fremdreflexes 

Rezeptor (z.B. 

Haut/Propriozeptoren) 

und Effektor 

(Muskel) liegen in 

unterschiedlichen 

Organen; durch 

Einschaltung von 

Interneuronen 

polysynaptisch

der monosynaptische Muskeldehnungsreflex als wichtigster 

Reflex für die motorische Steuerung; die Muskelspindeln 

dienen dabei als Dehnungsrezeptoren

Muskelspindeln (MS) 

§ Anzahl der MS pro Muskel hängt von seiner Größe und Funktion ab (n = 40 kleine 

Handmuskeln bis n = 500 im m. triceps brachii); insgesamt besitzt der Mensch ca. 

20.000 MS. 

§ Die Anzahl der MS pro Gramm Muskelgewebe ist besonders hoch in kleinen 

Muskeln, die an Feinbewegungen beteiligt sind, wie die kleinen Handmuskeln (bis zu 

130 MS/g), während große, rumpfnahe Muskeln < 1 MS/g aufweisen. 

§ Afferente Impulse können von den MS auf zweierlei Art ausgelöst werden: 

1. Über die Dehnung, d.h. die Längenzunahme der extrafusalen Arbeitsmuskulatur 

2. Über die gamma-motorische (fusimotorische) Innervation der intrafusalen 

Muskelfasern, d.h. ohne Längenzunahme der extrafusalen Muskelfasern 

§ Eine gleichzeitige Dehnung der extrafusalen und Kontraktion der intrafusalen Fasern 

bewirkt eine sehr starke Erregung des Dehnungsrezeptors; die parallele extrafusale 

Kontraktion und intrafusale Erschlaffung führt hingegen zur Entspannung des 

Dehnungsrezeptors und folglich zur Abnahme der afferenten Impulsgebung. 

§ Kälte- bzw. Wärmereize beeinflussen den Muskeltonus über das gammamotorische 

System.

Sehnenspindeln (SS) 

(aus Appell u. Stang-Voss 1996, 115) 

§ Die SS ergänzen die Arbeit der MS. 

§ Durch die Spannungsrezeptoren der SS 

(Golgi-Organe) wird bei zu starker Dehnung 

(SS später als MS) oder zu starker aktiver 

Kontraktion des Muskels eine Hemmung 

der entsprechenden Alpha-Motoneurone 

ausgelöst und so die Gefahr eines Muskelbzw. 

Sehnenschadens vermieden 

Über die Spindelafferenzen wird ein „Kräftesignal“ hervorgebracht, dessen hemmende 

Wirkung mit der erregenden Wirkung des „Längensignals“ aus den MS-Afferenzen bei 

aktiv gespanntem Muskel „verrechnet“ wird → Koordination 

Durch Training wird die Feinabstimmung aller reflektorischen Mechanismen optimiert. 

Der durch mangelndes Training eintretende Übungsverlust ist u.a. auf die abnehmende 

Einstellschärfe der reflektorischen Regulationsmechanismen zurückzuführen.

Beugereflex mit gekreuztem Streckreflex als 

Fremdreflex (polysynaptisch, mehrsegmental, bilateral) 


Darstellung der unterschiedlichen Reaktionsweise der 

Muskelinnervation auf Schmerzstimuli im Weichteil-Muskel- 

Bereich (li.) und auf arthrogene Reize (re.) 

(aus Spring u.a. 1990, 19)

Entwicklung der dynamischen Maximalkraft (60°/s; in Nm) der Kniestreck- 

(Ext) und der –beugemuskulatur (Flx) am Beispiel eines Fußballspielers 

(22 J., ml) nach OP einer vorderen Kreuzbandruptur li. Knie 

(1.Test = 14.Wo.p.op.; Test/Retest-Intervall: 7 Tage) 

350 

300 

250 

200 

150 

100 

50 

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Test 

Ext/betroffen Flx/betroffen Ext/gesund Flx/gesund

Beteiligte Hirnstruktur Funktion 

Limbisches System u. andere 

Motivationsareale ↓ 

Assoziationsfelder des Endhirns 

Kleinhirn u. Basalganglien (hauptsächlich 

bestehend aus der 

Endhirn-struktur des Striatiums 

bzw. der Zwischenhirnstruktur des 

Pallidums) ↓ 

↓ 

Entscheidungsinstanz für den Abruf von 

gespeicherten Programmentwürfen, die 

in räumlich-zeitlich gegliederte Bewegungshandlungen umgesetzt, 

Motorische Rindenfelder 

dem Motorcortex als Exekutivorgan für die Ausführung des Bewegungs- 

Bewegungsprogramms 

zugeleitet werden. Über efferente Bahnen gelangen die 

↓ 

differenzierten Bewegungsengramme (Bewegungsschemata etc.) 

Hirnstamm 

↓ 

bei angepasster Stützmotorik (sie schafft über die situationsgemäße 

Anpassung der Körperhaltung die Voraussetzung für die zielmotorische 

Bewegung) über den Hirnstamm 

Rückenmark ↓ zu den motorischen Vorderhornzellen des Rückenmarks, wo sie auf die Alpha- 

Motoneurone umgeschaltet werden, die über 

Skelettmuskulatur die Zahl der innervierten motorischen Einheiten bzw. die vorliegende 

Impulsfrequenz der aktivierten Muskeln zu abgestuften Muskellängen und – 

kraft- änderungen und damit zu einer Bewegung oder Haltungsänderung 

führen

Das Prinzip der hierarchischen Ordnung und der 

Vermaschung organismischer Regelkreise, gezeigt am 

Dehnungsrezeptor Muskelspindel

Die Optimierung der Verkopplung der verschiedenen an der Bewegungssteuerung 

beteiligten Systeme ist Inhalt des motorischen Lernprozesses 

Im Verlauf des motorischen Lernprozesses wird das Zusammenspiel 

der verschiedenen Steuerungsebenen präzisiert, ökonomisiert und neu 

strukturiert. Bewegungen, die zu Beginn des Lernprozesses über eine 

(höchste Konzentration erfordernde) bewusste Kontrolle der räumlichen, 

zeitlichen und dynamischen Bewegungskomponenten realisiert 

werden, erfahren eine zunehmende Automatisierung. Automatisierte 

Bewegungen werden auf tieferer Ebene und damit unbewusst und 

ohne Großhirnkontrolle abgewickelt. Damit wird die Großhirnrinde entlastet 

und kann sich anderen, mit der Bewegungsausführung verbundenen 

Rahmenaufgaben zuwenden

Die EEG-Ableitungen bei Sportlern verschiedener Qualifikationen. Mit zunehmender 

Leistungsfähigkeit kommt es zu einer Konzentration der Erregungen auf die für die 

durchgeführte Bewegung spezifischen motorischen Rindengebiete 

§ Charakteristisch für eine noch nicht ausreichend ökonomisierte und damit feinregulierte 

Bewegung – Grobform – sind die beim Anfänger zumeist feststellbaren überschüssigen 

und räumlich-zeitlich schlecht koordinierten Mitbewegungen. 

§ Das innere Bewegungsmodell ist noch nicht ausreichend präzisiert und auf die 

wesentlichen Elemente der Bewegung – Fein- und Feinstform – reduziert (Irradiation 

der Reizprozesse). 

§ Der Trainings- u. Lernprozess führt zu einer Konzentration der Erregungen auf die für die 

jeweiligen Bewegungen notwendigen Erregungsprozesse.

Visuelles (Auge) 

Verbales (Hörorgan) 

Kinästhetisches 

(Muskelspindeln) 

Taktiles (Haut) 

Vestibuläres 

(Gleichgewichtsorgan) 

Schema des Behaltensvorgangs 

Lernangebot 

Sensorisches System 

z.B. Photorezeptoren 

Kapazität: hoch (visuell: 

1.7x10 6 bit/s) 

Projektionszentren 

des Cortex u. 

Limbisches System 

Sensorischer 

Kognitiver 

Kurzzeitspeicher Kurzzeitspeicher 

Speicherarreale z.B. 

Assoziationscortex, 

Basalganglien, Kleinhirn 

Langzeitspeicher 

niedrig (8 – 14 bit/s) sehr hoch 

Dauer: 250 – 500 ms 12 – 20 s Minuten – Jahre 

Zugriff: sehr schnell (durch 

Aufnahmegeschwindigk 

eit begrenzt) 

Organisation: Nachklingen des 

physikalischen Reizes 

sehr schnell Schnell 

zeitlich geordnet (z.B. 

Vorstellung) 

weitgehend unbekannt

Abriss der Entwicklung des motorischen Lernens: 

1. Phase der Grobform der Bewegung 

Der Lernende hat noch nicht alle Phasen 

der Bewegung voll gespeichert. Einige 

Elemente sind noch nicht klar in der 

Vorstellung vorhanden. Daraus resultiert 

eine technisch fehlerhafte Ausführung 

des Bewegungsablaufs. 

Motorischer Anteil: 

Sensorischer Anteil: 

§ Dieser Anteil beruht speziell auf 

unvollständigem, undifferenzierten 

visuellen und verbalen 

Eindrücken. 

§ Es besteht nur eine geringe 

Ausprägung des „Bewegungsgefühls“, 

das sich aus den 

Afferenzen von Muskelspindeln, 

Golgi-Organen, Gelenkrezeptoren 

etc. bildet. 

§ Während der Ausführung der Bewegung entstehen viele überflüssige Mitbewegungen. 

§ Es ist nur eine sehr grobe Gliederung der räumlich-zeitl. Struktur des Bewegungsablaufs vorhanden. 

§ Durch die Aktivierung von antagonistisch wirkenden Muskeln entstehen hemmende Einflüsse. 

§ Der Energie- u. Konzentrationsaufwand ist sehr hoch. 

(aus de Marrées u. Mester 1991, 136)


2. Phase der Feinform der Bewegung 

Die einzelnen Elemente des Bewegungsab- 

laufs sind „klar“. Er hat die verschiedenen 

Teilverlagerungen voll gespeichert und ist in 

der Lage, den Bewegungsablauf in der Feinform 

auszuführen. Allerdings hat sich die Bewegung 

noch nicht voll stabilisiert, so dass 

sie noch Störungen unterworfen ist. 


§ Die Koordination der Teilbewegungen verbessert sich. 

§ Es besteht noch eine relativ große Störanfälligkeit durch äußere Einflüsse. 

§ Der Energie- u. Konzentrationsaufwand verringert sich. 


§ Es entwickelt sich eine Differenzierung 

der visuellen u. verbalen 

Eindrücke. 

§ Das „Bewegungsgefühl“ ver- 

bessert sich, d.h. es findet eine 

– wenn auch noch sehr unvollständige 

– Speicherung kinästhetischer, 

taktiler und verstibulärer 

Erfahrungen (Rückmeldungen) 

statt. 



3. Phase der Automatisation der Bewegung 

In dieser Phase sind die visuellen u. verbalen 

Eindrücke weitgehend zurückgedrängt. Für den 

Lernenden reicht die Begriffsbildung 

„Vorhand“ für die Ausführung des Bewegungsablaufs 

aus. Die Bewegung hat sich automatisiert 

und ist gegen störende äußere Einflüsse 

weitgehend unempfindlich. 


§ Es vollzieht sich eine optimale Koordination der Teilbewegungen. 

§ Der Energie- u. Konzentrationsaufwand ist gering. 


§ Die visuellen u. verbalen 

Eindrücke werden zugunsten 

der Differenzierung des 

„Bewegungsgefühls“ ver- 

ringert. 

§ Der Bewegungsablauf zeigt 

nur eine geringe Störanfälligkeit 


Vereinfachtes Modell zur Bewegungskoordination 

(nach Meinel u. Schnabel 1998, 42)

Gedächtnisbildung und damit auch das Bewegungslernen 

lassen sich auf neuronale Stoffwechselvorgänge zurückführen, 

Umbau von 15.000 Eiweißmolekülen/s in 

jeder Zelle des Gehirns bei normaler 

geistiger Tätigkeit (z.B. Bewegungslernen) 

§ die letztlich bleibende Veränderungen der synaptischen 

Membranen und damit eine unterschiedliche Durchlässigkeit 

für verschiedene Erregungszuflüsse kodierte 

Informationen bewirken 

Nichtgebrauch von Synapsen führt zu einer Abnahme ihrer 

Funktionsfähigkeit. Erhöhte lebensbegleitende geistige 

bzw. sportliche Aktivitäten stellen demnach die Grundvoraussetzungen 

für eine Steigerung bzw. den Erhalt der 

neuronalen Leistungsfähigkeit dar: 

Training führt ... 

• zu einer Zunahme der Zahl u. der Größe der 

präsynaptischen aktiven Zonen, 

• zu einer gesteigerten präsynaptischen Transmitterfreisetzung, 

• zu einer vermehrten synaptischen Vermaschung und 

• zu einer Aktivierung der neuronalen Proteinbiosynthese 

(Steigerung der Synthese von RNS der Neurone).

Die Theorie der „langen Schleifen“ (long loops) 

Lernen induziert die Herausbildung und 

Fixierung lerninhaltsspezifischer 

„Neuronenschleifen“, die über spezielle 

Gedächtnismechanismen für eine mehr 

oder weniger lange Zeit gespeichert 

werden und damit abrufbar sind. Der 

Ausdruck „ eine Bewegung einschleifen“ 

erhält unter diesem Aspekt eine sinnfällige 

physiologische Dimension. 

Verlernen bedeutet das Verschwinden 

einer zuvor angelegten Schleife. 

Umlernen ist gekennzeichnet durch den 

Ersatz einer fixierten Schleife durch eine 

unter Umständen ähnliche, aber letztlich 

doch neue Schleife

Bewegungslernen und Wahrnehmung sind 

abhängig von ... 

§ Lernbereitschaft, Vigilanz und Wachheitsgrad. 

§ Lob, Tadel und Lernstress. 

§ der Intensität und Dauer des Lernimpulses: je stärker der 

Lernimpuls und je länger die Einwirkungsdauer, desto höher ist 

die Wahrscheinlichkeit, dass der Lernvorgang fixiert wird. 

§ Emotionen u. Motivationen: stark emotional geladene Lerninhalte 

führen zu einer eigenständigen reproduzierenden Wiederholung 

und prägen sich daher besonders gut ein. 

§ der genetischen Disposition („Bewegungstalent“).

Gedächtnisverstärker 

§ Bestimmte Neurohormone verstärken oder hemmen den Lernvorgang und die 

Gedächtnisleistung. 

§ Die „Positiv-Verstärker“ verstärken die Gedächtnisprozesse oder verhindern, dass 

Gedächtnisspuren verschwinden; sie etablieren das Kurzzeitgedächtnid und 

modulieren die Folgeprozesse, die zum Langzeitgedächtnis führen: 

§ Peptide (Eiweißkörper) mit hirnspezifischer Wirkung, die aus dem Hypophysenvorder- 

(z.B. ACTH), -mittel- (z.B. Alpha-MSH) und –hinterlappen (z.B. Vasopressin) stammen. 

§ Differenzierung nach Wirkungsdauer: Stunden (ACTH), Tage (DS (DS1-15) ) oder Wochen 

(Vasopressin). 

§ Fehlen diese Neurohormone oder sind sie in unzureichender Menge vorhanden, 

verschlechtert sich die Lernleistung. 

Die individuellen Unterschiede in der Gedächtnis- u. damit Lernleistungsfähigkeit 

können wahrscheinlich auf die unterschiedliche Präsenz dieser Stoffe und die damit 

gekoppelte veränderte Syntheseleistung zurückgeführt werden. 

Leistungssteigerung durch stark verbesserte Lernleistungen infolge der Einnahme 

synthetisch hergestellter „Gedächtnisverstärker“?











§ der genetischen Disposition („Bewegungstalent“). 

§ bisher gemachten Bewegungserfahrungen.

Nervenzellen und ihre Faserverbindungen im Verlauf der Kindheitsentwicklung; 

von links: Neugeborenes, 10 Tage, 10 Monate, 2 Jahre 

altes Kind 

§ Dem Kleinkind müssen ausreichende Bewegungsreize zum Ausbau seiner Vernetzungsstrukturen 

und damit zur plastischen Ausgestaltung seiner hochgradig adaptationsfähigen 

Hirnareale gegeben werden. Potentielle Strukturen werden zu funktionellen ausgebildet. 

§ Unterbleiben derartige Förderreize oder werden sie nicht in ausreichender Menge geboten, 

dann kommt es zu einer qualitativ verschlechterten Infraarchitektur der Neuronenverbände 

bzw. zu einer geringeren funktionellen Ausreifung.

Bewegungsdrang und zerebrales 

Belohnungssystem 

§ Das Gehirn beherbergt verschiedene „lustauslösende“ Zentren (Hypothalamus, 

Hirnstamm, Brückenhirn, verlängertes Rückenmark), die als Belohnungssystem 

bezeichnet werden. 

§ Überträgerstoffe dieser Zellen sind Dopamin/Noradrenalin (Überschuss im Kindesalter). 

§ Reizungen dieser Zentren bewirken muskuläre Tonusveränderungen, die mit der 

Freisetzung von besonders intensiven Lustgefühlen verbunden sind. 

§ Der Sinn liegt darin, einen Anreiz zu funktionellen und muskulären Belastungen zu 

schaffen, die ihrerseits strukturelle morphologische Anpassungserscheinungen 

hinsichtlich einer zunehmenden körperlichen Leistungsfähigkeit zur Folge haben. 

Der Spieltrieb bzw. der Bewegungsdrang der Kinder besitzt aus dieser Sicht 

die Funktion, die dem kindlichen Organismus innewohnenden Leistungsmöglichkeiten 

zur vollen Entfaltung zu bringen.











§ der genetischen Disposition („Bewegungstalent“). 

§ bisher gemachten Bewegungserfahrungen. 

§ Zeitpunkt und Grad der sportartspezifischen 

Spezialisierung.

Besonderheiten in der räumlichen Synchronisation der 

Rindenpotentiale bei Muskelarbeit unterschiedlichen Charakters: 

a = zyklische Arbeit (Laufen), b = azyklische Kraftarbeit (Stoßen der Hantel); azyklische 

Schnellkraftarbeit (Salto rückwärts); d = azyklische situationsabhängige Arbeit (Fechten); 

e = azyklische Arbeit in Form des Zielens (Schießen); f = statische Arbeit (Turnübungen)



1. Muskulatur 








9. Hormone

Vereinfachtes Modell zur Bewegungskoordination 

(nach Meinel u. Schnabel 1998, 42)

Analysatoren des afferenten Sets 

§ der optische Analysator 

§ der akustische Analysator 

§ der vestibuläre (statico-dynamische) Analysator 

§ der taktile Analysator 

§ der kinästhetische Analysator

der optische Analysator 

§ für das Bewegungslernen u. zur Bewegungskontrolle von höchster Bedeutung; je nach 

Sportart werden bis zu 95 % der Bewegungen durch das Auge koordiniert 

§ unscharfe optische Wahrnehmung kann die sportliche Leistungsfähigkeit in starkem Maße 

ungünstig beeinflussen (Spiel- u. Schießsportarten) 

§ Die Korrektur der fehlsichtigen Sportler sollte durch eine Sportbrille oder durch geeignete 

Kontaktlinsen erfolgen 

§ Vorsicht vor intensiver Licht- u. Sonneneinstrahlung (Verlust von Endothelzellen der 

Hornhaut); Sonnenschutz bei Freiluft- und alpinen Sportarten 

§ Hell- ( Zapfen als Photorzeptoren im Zentrum) – photopisches Sehen - u. Dunkelsehen 

(Stäbchen in der Peripherie der Netzhaut) – skotopisches Sehen 

§ Zentrales u. Peripheres Sehen; im Netzhautzentrum besteht die größte Sehschärfe aufgrund 

der dicht gelagerten schmalen Zapfen; das „Scharfstellen“ von Gegenständen 

(Akkomodationsfähigkeit nimmt mit dem Alter ab)

das periphere Sehen am Beispiel des 

sogenannten „fünffachen Blicks“ 

Periphere Gesichtsfeldausfälle 

führen zu deutlicheren 

Leistungseinbußen als zentrale

der optische Analysator 

§ für das Bewegungslernen u. zur Bewegungskontrolle von höchster Bedeutung; je nach 

Sportart werden bis zu 95 % der Bewegungen durch das Auge koordiniert 

§ unscharfe optische Wahrnehmung kann die sportliche Leistungsfähigkeit in starkem Maße 

ungünstig beeinflussen (Spiel- u. Schießsportarten) 

§ Die Korrektur der fehlsichtigen Sportler sollte durch eine Sportbrille oder durch geeignete 

Kontaktlinsen erfolgen 

§ Vorsicht vor intensiver Licht- u. Sonneneinstrahlung (Verlust von Endothelzellen der 

Hornhaut); Sonnenschutz bei Freiluft- und alpinen Sportarten 

§ Hell- ( Zapfen als Photorzeptoren im Zentrum) – photopisches Sehen - u. Dunkelsehen 

(Stäbchen in der Peripherie der Netzhaut) – skotopisches Sehen 

§ Zentrales u. Peripheres Sehen; im Netzhautzentrum besteht die größte Sehschärfe aufgrund 

der dicht gelagerten schmalen Zapfen; das „Scharfstellen“ von Gegenständen 

(Akkomodationsfähigkeit nimmt mit dem Alter ab) 

§ Statisches und Dynamisches Sehen; um bewegte Objekte (z.B. Bälle, Personen) scharf zu 

sehen, müssen sie durch entsprechende Augen- u. Kopfbewegungen möglichst ständig im 

Bereich des schärfsten Sehens gehalten und dort abgebildet werden

Höhere dynamische Sehschärfen sind nur durch die 

Kombination von Folgebewegungen und Blicksprung 

(Sakkaden) realisierbar 

Die dynamische Sehschärfe 

(als maximale 

Ortungsgeschwindigkeit in 

°/s) in verschiedenen 

Sportarten bzw. bei speziell 

trainierten Personen

Anpassung des optischen Analysators an 


§ Das Gesichtsfeld des Sportlers (speziell Spielsportler) erfährt eine Erweiterung 

(verbessertes peripheres Sehen) 

§ Bei Ballsportlern liegt eine höhere statische Sehschärfe vor (korreliert positiv mit der 

Wurfleistung im Basketball) 

§ Sportler verbessern das dynamische Raumsehen 

§ Training d. opt. Analysators erhöht die Schnelligkeit der sensorischen Verarbeitung 

und verbessert so die Reaktionsleistung 

§ Durch Training wird der opt. Analysator befähigt, im oft sehr weiträumigen und 

komplexen sensorischen Feld (z.B. Spielfeld) die entscheidenden, 

handlungsrelevanten Signale zielgerichtet u. schnell aus der Gesamtheit vorhandener 

Informationen herauszufiltern; ein erfahrener Spieler „liest“ u. interpretiert das Spiel 

zielgerichteter als ein Spielanfänger

§ Optimierung des Bewegungslernens 

der akustische Analysator 

– Aufnahme verbaler Informationen im Rahmen des motorischen Lernprozesses 

– Einschränkung des akustischen Sinnessystems führt zu einer verringerten Lernfähigkeit bzw. zu 

einem verzögerten Lernprozess (Untersuchungen an sprach- u. hörgeschädigten Kindern) 

§ Optimierung der Bewegungsdifferenzierung 

– bewegungsbegleitende Geräusche werden zur motorischen Steuerung u. Regelung genutzt und 

tragen auf diese Art zur Optimierung der sportlichen Leistungsfähigkeit bei (z.B. Skifahren auf 

unterschiedlichen Belägen, Eintauchen der Ruderblätter, Treffpunktermittlung in Ball- u. 

Rückschlagspielen) 

– je eingeschränkter die Leistungsfähigkeit des optischen Analysators ist, desto mehr gewinnen der 

akustische und die übrigen Analysatoren an Bedeutung (z.B. Skifahren im Nebel) 

§ Optimierung der koordinativen Fähigkeit – „Rhythmisierungsfähigkeit“ 

– in speziellen Sportarten wird die Bewegungsfolge direkt vom Rhythmus der Musik bestimmt (z.B. 

Tanz, Rhythm. Sportgymnastik, Eiskunstlauf) 

– akustische Signale (durch Trainer, Sportlehrer) spielen beim Erlernen einer rhythmischen Bewegung 

eine wichtige Rolle

der akustische Analysator 

§ Optimierung der des taktischen Verständnisses 

– Rufe („geh“) bzw. externe taktische Hinweise aller Art (z.B. durch Trainer oder Mitspieler) dienen 

oftmals der Optimierung des Wettkampfverhaltens, speziell in Spielsportarten 

§ Optimierung der Richtungs-Ortung und der Entfernung von Schallquellen 

– in verschiedenen Disziplinen - z.B. im Eiskunstlauf, im Geräteturnen, im Wasserspringen – kann 

dem Sportler über Zuruf eine Hilfe zur räumlichen Orientierung bei mehrfach geschraubten/ 

gedrehten Sprüngen (z.B. rechtzeitiges „Öffnen“) gegeben werden 

§ Optimierung der Motivation zur Bewegung

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass das 

akustische Sinnessystem beim Bewegungslernen bzw. in 

den musikabhängigen Sportarten eine außergewöhnlich 

wichtige u. kaum zu kompensierende Rolle spielt, 

ansonsten aber – je nach Sportart - eine nur mehr oder 

wenige wichtige Informationsquelle bei der Durchführung 

sportlicher Bewegungen darstellt, die insgesamt die 

sportliche Handlung bzw. Handlungsfähigkeit optimieren 

kann.

der vestibuläre (statico-dynamische) Analysator 

§ der Vestibularapparat (im Innenohr) dient in enger anatomischer u. funktioneller Verknüpfung 

mit dem Kleinhirn, dem Mittelhirn einschl. der Augenmuskelkerne der Raumorientierung u. 

der Aufrechterhaltung des Gleichgewichts innerhalb der Umwelt durch Einwirkung auf die 

Blick- und Stützmotorik 

§ die Orientierung im Raum ist von den Informationen von vier unterschiedlichen 

Sinneswahrnehmungen – vestibuläre, optische, kinästhetische (Tiefensinn) und exterozeptive 

– abhängig; diese vier Gruppen von Informationen werden auf kortikalem Niveau zu einem 

Gesamtbild der räumlichen Lage des Individuums integriert 

§ je nach sportlicher Aktivität erfolgt eine spezifische Stimulierung der jeweils zuständigen 

Sinnesrezeptoren, die einer allgemeinen u. sportartspezifischen regelmäßigen Habituierung 

bedürfen, um sportliche Höchstleistungen zu ermöglichen 

§ beachte: nach längeren Trainingspausen gehen die Effekte der Gewöhnung wieder verloren 

und es kommt zu einem Wiederanstieg vestibulo-okulärer Reaktionen; der deutliche 

Rückgang erzielter Habituationseffekte schon nach relativ kurzer Trainingspause 

unterstreicht die Notwendigkeit, Übungselemente, die auf vestibuläre Habituation zielen, 

kontinuierlich in die tägliche Trainingspraxis einzubeziehen

Optimierung der Ziel- und 

Stützmotorik durch 

sensomotorische 

Steuerung und Regelung

der taktile Analysator 

§ der Tastsinn unterstützt den kinästhetischen Analysator, 

indem er Hautkontakte, Erschütterungen, Vibrationen u. 

Beschleunigungen aufnimmt und zur Verarbeitung und 

Wertung weiterleitet 

§ die Rezeptoren des taktilen Analysators sind Exterozeptoren 

§ seine Ausprägung ist von Sportart zu Sportart verschieden; 

bei Mannschaftsspielen mit direktem Körperkontakt zum 

Gegner (Fußball, Handball, Basketball etc.) ermöglicht er es, 

die Aktionen des Gegenspielers wahrzunehmen und sein 

eigenes Handeln danach auszurichten; bei 

Rückschlagspielen (Tennis, Badminton, T-Tennis) erhält der 

Spieler bspw. Informationen über die Art der Griffhaltung und 

kann dementsprechend noch auf die zu erwartende neue 

Situation reagieren 

(aus Bizzini 2000, 34)

der kinästhetische Analysator 

§ Muskelspindeln (MS) 

§ Sehnenspindeln (SS) 

§ Mechanorezeptoren (MR): 

– Typ 1: Ruffini-Körperchen 

– Typ 2: Vater-Pacini-Lamellen-Körperchen 

– Typ 3: Artikuläre Golgi-Sehnenorgane 

– Typ 4: freie Nervenendigungen 

umfasst drei Qualitäten: 

• Stellungssinn (MR) 

• Kraftsinn (SS) 

• Muskel-Körpersinn (Bewegungssinn) (MS) 

freie Nervenendigungen (Typ 4) unter dem 

Mikroskop 


Verletzungsprävention durch „Feed-forward-Strategien

Organsysteme 1

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