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Effekte zweier unterschiedlicher Zirkeltrainingsprogramme auf die Körperzusammensetzung und Ausdauerleistungsfähigkeit von übergewichtigen Trainingsanfängern

Magisterarbeit 2008 94 Seiten

Sport - Sonstiges

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1 Abkürzungsverzeichnis

2 Zusammenfassung

3 Abstract

4 Einleitung
4.1 Ziel und Aufbau der Arbeit

5 Effekte eines Krafttrainings aus gesundheitsorientierter Sicht
5.1 Veränderung der Kraft
5.2 Adaptationen des aktiven Bewegungsapparates
5.3 Veränderungen in der Körperzusammensetzung
5.4 Krafttraining und Stoffwechsel
5.4.1 Energieverbrauch während des Trainings
5.4.2 Energieverbrauch in der Nachbelastungsphase
5.5 Veränderungen des Lipid- und Lipoproteinprofils
5.6 Adaptationen des Kardiovaskulären Systems
5.7 Adaptationen des passiven Bewegungsapparates
5.8 Krafttraining und das Endokrine System
5.9 Krafttraining und Psyche
5.10 Zusammenfassung

6 Fragestellung
6.1 Formulierung der Hypothesen

7 Methode
7.1 Stichprobe
7.2 Untersuchungsablauf
7.3 Trainingsgeräte
7.4 Exkurs: Intensität versus Wiederholungszahl
7.5 Trainingsprotokoll
7.5.1 Kraftausdauergruppe
7.5.2 Hypertrophiegruppe
7.6 Diagnostische Verfahren
7.6.1 Bestimmung der Körperzusammensetzung
7.6.2 Ausdauerleistungsfähigkeit
7.6.3 Selbstkonzipierter Fragebogen
7.7 Statistische Verfahren
7.8 Methodenkritik

8 Ergebnisse
8.1 Gewicht und BMI
8.2 Körperfettanteil
8.3 Fettfreie Körpermasse
8.4 Ausdauerleistungsfähigkeit
8.5 Auswertung des selbstkonzipierten Fragebogens
8.6 Überprüfung der Hypothesen

9 Diskussion
9.1 Gewicht und BMI
9.2 Körperzusammensetzung
9.3 Ausdauerleistungsfähigkeit
9.4 Subjektives Empfinden
9.5 Fazit

10 Literaturverzeichnis

11 Abbildungsverzeichnis

12 Tabellenverzeichnis

13 Anhang

1 Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2 Zusammenfassung

In der vorliegenden Untersuchung wurden die Auswirkungen von zwei unterschiedlichen Trainingsprogrammen auf die Parameter Körpergewicht, Körperzusammensetzung und körperliche Leistungsfähigkeit (PWC) untersucht. 70 übergewichtige männliche und weibliche Probanden, ohne Erfahrung im Krafttraining, im Alter von 42±8,7 Jahren und einem BMI von 28,4±4,0kg/m² wurden in eine der folgenden Gruppen eingeteilt: Hypertrophiegruppe HYP (n=22), Kraftausdauergruppe KA (n=22) und Kontrollgruppe K (n=19). HYP und KA trainierten 2-mal pro Woche über einen Zeitraum von 6 Wochen (12 Trainingseinheiten), während die Kontrollgruppe keine Trainingsintervention erhielt. Die Dauer einer Trainingseinheit war in beiden Gruppen gleich und betrug insgesamt 46min.. Die Hypertrophiegruppe absolvierte 3 Durchgänge in einem Gerätezirkel mit 12 Übungen. Die Belastungszeit pro Übung betrug 30sek., in denen zwischen 8-12 Wdh. realisiert werden sollten. Die Pausenzeit zwischen den Übungen betrug 30 sek.. Die Belastung in der exzentrischen Phase war gegenüber der konzentrischen Phase um 30% erhöht. Die Kraftausdauergruppe absolvierte 2 Durchgänge in einem Gerätezirkel mit 6 Krafttrainingsübungen und 2 Intervalleinheiten auf dem Fahrrad bzw. Crosstrainer. Die Belastungszeit pro Kraftübung betrug 1min., in der die Probanden zwischen 15-20 Wdh. realisieren sollten. Die Intervalleinheit betrug 4min. bei 80% HFmax. Die Pausenzeit zwischen den Übungen betrug jeweils 30sek.. Beide Trainingsgruppen konnten das Körpergewicht (KA -1,3±0,8kg; HYP -1,2±1,0kg) und den Körperfettanteil (KA -0,8±0,7%; HYP -1,5±0,8%) signifikant verringern. Die Ausdauerleistungsfähigkeit verbesserte sich in beiden Trainingsgruppen signifikant (p<0,001**). Eine Erhöhung der FFM (p<0,05*) konnte nur bei den Männern in der Hypertrophiegruppe beobachtet werden. In der Kontrollgruppe konnten keine signifikante Verbesserung in den gemessenen Parametern beobachtet werden. Die subjektive Leistungsfähigkeit verbesserte sich in beiden Trainingsgruppen. Die Untersuchung zeigt, dass ein intensives Hypertrophietraining und ein kraftausdauerorientiertes Training ähnliche Effekte auf das Körpergewicht, die Körperzusammensetzung und die Ausdauerleistungsfähigkeit bei Trainings-anfängern erzielen können. Während einer Gewichtsreduktion eignet sich ein Hypertrophietraining, um die fettfreie Masse zu erhalten bzw. zu erhöhen.

3 Abstract

The purpose of this study was examine the effect of two different training programs on total body weight, body composition and physical working capacity. Seventy overweighted (BMI=28,4±4kg/m²) males and females (age=42±9) partizipated and were randomly assigned into one of the following groups: Hypertrophie group HYP (n=22), strengthendurance group KA (n=22) and control group K (n=19). The both training groups performed two times per week over six weeks (12 training sessions) when control group get no intervention. The length of the training session was equal in both groups and was set on 46min.. After a 10min. warm up on a cross trainer for both groups, the HYP group performed a circle program consisting of 12 exercises for three times. Participants have been instructed to perform 8-12 repetitions to muscular failure in a time under tension of 30sec.. The rest between the exercises was set on 30sec. The weight in the eccentric movement was was set 30% higher than the concentric movement (approxemately 100% of concentric 1-RM). The strengthendurance group performed a circle program consisting of 6 strength excersies and 2 interval sessions on a bike and a cross trainer for two times. Participants have been instructed to perform 15-20 repetitions to muscular failure in a time under tension of one minute. The interval session was set on 80% of maximum heart rate for 4 min. The rest between exercises was set on 30sec. Both, KA and HYP reduced their body weight (KA -1,3±0,8kg; HYP -1,2±1,0kg) and percent body fat (KA -0,8±0,7%; HYP -1,5±0,8%) on a significant level. The physical working capacity (PWC) was increased significantly (p<0,001**) in both training groups. Only men in HYP showed a significant increase in FFM (p<0,05*). The control group (K) showed no improvements in any parameter. The subjective performance was enhanced in both training groups. In this investigation a intense hypertrophy cicuit training and strengthendurance cicuit training showed similar effects on body weight, percent body fat and physical working capacity. During a weight loss program a hypertrophy training seems to be more useful to prevent or even increase FFM.

4 Einleitung

Bei der Verbesserung der allgemeinen Fitness, wie auch im Bereich der Prävention und Rehabilitation, ist das Krafttraining inzwischen ein grundlegender Bestandteil in den Trainingsprogrammen geworden. Ob in kommerziellen Fitnessstudios oder Therapieeinrichtungen hat die Bedeutung eines Krafttrainings innerhalb der letzten Jahre stark zugenommen. Diese Entwicklung ist auf die Erkenntnisse diverser Studien zurückzuführen, die eine Vielzahl an positiven Auswirkungen auf den menschlichen Körper wissenschaftlich nachweisen konnten. Somit bietet ein differenziertes Krafttraining die besten Voraussetzungen, die Bewegungsarmut unserer heutigen Gesellschaft zu kompensieren (Kraemer et al., 2002; Fleck & Kraemer, 2004; Gottlob, 2007). Seit einigen Jahren wird das Krafttraining auch vermehrt bei der Prävention und Therapie von Übergewicht und Adipositas angewandt, bei denen ebenfalls vielfältige positive Auswirkungen erzielt werden.

Die Zahl der übergewichtigen Menschen weltweit steigt weiterhin in einem beängstigenden Ausmaß an. Die World Health Organisation (WHO) schätzte die Zahl der Übergewichtigen im Jahr 2005 auf 1,6 Milliarden Menschen weltweit. Davon sollen rund 400 Millionen Menschen adipös sein. Nach weiteren Schätzungen soll bis zum Jahr 2015 die Zahl der Übergewichtigen bis auf 2,3 Milliarden ansteigen. Die Zahl der Adipösen soll weiter auf 700 Millionen ansteigen (WHO, 2006). Epidemiologische Untersuchungen zeigen, dass die Prävalenz der Adipositas auch in Deutschland kontinuierlich zunimmt. Nach Angaben der Deutschen Adipositas Gesellschaft (2007) sind derzeit etwa 50% der erwachsenen Männer übergewichtig und ca. 18% adipös. Bei den erwachsenen Frauen sind etwa 35% übergewichtig und knapp 20% adipös (Deutsche Adipositas Gesellschaft, 2007). Bei den Kindern und Jugendlichen sind ebenfalls alarmierende Zahlen bekannt.

Als Ursache für die Entwicklung von Übergewicht und Adipositas stellt der „moderne Lebensstil“ den Hauptfaktor dar. Hierzu zählen Bewegungsmangel, zusammen mit einer übermäßigen Nahrungsaufnahme an fettigen und energiereichen Lebensmitteln, zuckerhaltigen Getränken und Fast Food. Des Weiteren können Stress, genetische Dispositionen, Essstörungen, Alkoholkonsum und Medikamente als Ursache genannt werden (DAG, 2007).

Die Behandlungskosten der Adipositas werden in den Industrieländern auf 4-8% der jährlichen Gesamtausgaben des Gesundheitssystems geschätzt und stellen eine ernsthafte Bedrohung für das Gesundheitssystem dar (Hebebrand et al., 2004).

Um das Gesundheitssystem zu entlasten ist es notwendig bereits im Bereich der Primärprävention Ansätze zu entwickeln, die dieser Entwicklung entgegensteuern. Immer mehr Krankenkassen ermutigen ihre Kunden durch finanzielle Anreize an gesundheitsorientierten Präventionsprogrammen, die von Krankenkassen, Vereinen wie auch kommerziellen Fitnessstudios angeboten werden, teilzunehmen. Auch die Fitnessindustrie steht vor der Herausforderung das Problem Übergewicht durch geeignete Trainingsmethoden schnell und effizient zu bekämpfen. Die Zahl der Fitnessanlagen und Fitnesskunden in Deutschland ist innerhalb der letzten Jahre weiter gewachsen. In Verbindung mit dem Hauptmotiv „Gesundheit“ steht die Bekämpfung von Rückenbeschwerden, Herz- Kreislauferkrankungen, Übergewicht und Adipositas im Vordergrund (Albers, 2002).

Im Rahmen eines Qualitätsmanagements in den Fitnessstudios, wie auch Therapieeinrichtungen, ist ein Training nach neusten wissenschaftlichen Erkenntnissen unumgänglich. Doch welche Trainingsmethoden eignen sich am besten, um die Körperzusammensetzung und das Körpergewicht langfristig positiv zu beeinflussen? Während bis heute vorwiegend langandauernde Ausdaueraktivitäten zur Gewichtsabnahme und zur Verbesserung der Körperzusammensetzung empfohlen werden, kann man seit einigen Jahren einen Paradigmenwechsel beobachten. Diverse Studien belegen, dass ein differenziertes Krafttraining durchaus bessere Effekte auf die Körperzusammensetzung erzielen kann, als ein reines Ausdauertraining (Geliebter et al., 1997; Toth et al., 1999; Kraemer et al., 1999; Schulz, 2006).

Welche Auswirkungen unterschiedliche Krafttrainingsmethoden im Bereich der Gewichtsreduzierung und Körperzusammensetzung erzielen können, soll in dieser Arbeit näher dargestellt werden.

4.1 Ziel und Aufbau der Arbeit

Die Kunden in den Fitnessclubs bzw. Patienten in der Therapie erwarten ein effektives Trainingsprogramm bei geringem Zeitaufwand. Um diesen Erwartungen gerecht zu werden ist es wichtig Trainingsprogramme wissenschaftlich auf ihre Effektivität zu überprüfen. Bei der Prävention und Therapie von Übergewicht und Adipositas sollen, im Rahmen der Bewegungstherapie, neue Erkenntnisse dargestellt werden um Therapieprogramme effektiver zu konzipieren. Die vorliegende Arbeit soll einen Beitrag dazu liefern, wie Krafttrainingsprogramme gestaltet werden können, um das Körpergewicht und die Körperzusammensetzung positiv zu beeinflussen. Dazu wurden 2 unterschiedliche Zirkeltrainingsprogramme und ihre Wirkung auf das Körpergewicht, die Körperzusammensetzung und die körperliche Leistungsfähigkeit untersucht.

Im ersten Teil der Arbeit werden positive Effekte eines Krafttrainings aus gesundheitsorientierter Sicht dargestellt. Darauf folgt der empirische Teil dieser Arbeit. In diesem wird zunächst das methodische Vorgehen der Untersuchung, die eingesetzten diagnostischen Verfahren und das Trainingsprotokoll dargestellt. Im weiteren Verlauf werden die Ergebnisse der Untersuchung präsentiert, um sie in einem abschließenden Teil zu diskutieren.

5 Effekte eines Krafttrainings aus gesundheitsorientierter Sicht

Ein differenziertes Krafttraining kann eine Vielzahl an positiven Effekten auslösen, von denen einige nun näher erläutert werden sollen. Dabei werden Erkenntnisse aus wissenschaftlichen Untersuchungen zusammengetragen, um die Wirkungen des Krafttrainings auf den menschlichen Körper darzustellen. Aus biologischer und leistungsphysiologischer Sicht kann das Training als ein ständiger Anpassungseffekt auf einen Trainingsreiz aufgefasst werden. Durch eine Störung der Homöostase können differenzierte adaptative Veränderungen im neuromuskulären und energetischen System erreicht werden. Dabei gilt: „Spezifische Reize bewirken spezifische Anpassungsreaktionen“ (Weineck, 2007, S. 137).

5.1 Veränderung der Kraft

„Kraft ist die Fähigkeit des Nerv-Muskelsystems durch Innervations- und Stoffwechselprozesse mit Muskelkontraktionen Widerstände zu überwinden, ihnen entgegenzuwirken bzw. sie zu halten“ (Grosser et al., 2004, S. 40). Die Kraft kann in unterschiedliche Kategorien eingeteilt werden, wobei die Maximalkraft als Basisfähigkeit angesehen werden kann, da sie alle anderen Subkategorien (Schnellkraft, Reaktivkraft, Kraftausdauer) beeinflusst (Grosser et al., 2004).

Tab. 1: Hierarchische Gliederung der Kraft in verschiedene Kraftarten und ihre Komponenten (nach Grosser et al., 2004, S. 41)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Steigerungen in der Maximalkraft beruhen auf strukturellen wie auch neuronalen Anpassungsprozessen. Die Kraftausdauer wird durch die Maximalkraft und der Bereitstellung wie auch Verwertung von energiereichen Substraten bestimmt. Durch ein Krafttraining können alle Formen der Kraft differenziert verändert werden (Güllich & Schmidtbleicher, 1999; Fleck & Kraemer, 2004; Grosser et al., 2004; Weineck, 2007). Veränderungen in der Schnellkraft und Reaktivkraft spielen aus gesundheitsorientierter Sicht eine untergeordnete Rolle, weshalb im weiteren Verlauf auf diese beiden Formen nicht weiter eingegangen wird.

Bei Trainingseinsteigern kommt es zu Beginn eines Krafttrainings zu raschen Kraftanstiegen, die durch Fortsetzung des Trainings langsam abnehmen (Weineck, 2007). Diese Kraftgewinne sind zunächst auf neuronale (inter- und intramuskuläre Koordination) Faktoren zurückzuführen, während es im weiteren Verlauf zu strukturellen Anpassungen (Hypertrophie) kommt (Hollmann & Hettinger, 2000; Fleck & Kraemer, 2004). Durch den Einsatz von verschiedenen Trainingsmethoden kann eine Kraftsteigerung entweder über den Zuwachs von Muskelmasse oder über die Verbesserung der intramuskulären (Frequenzierung, Rekrutierung und Synchronisation) bzw. intermuskulären (Verbesserung der Technik) Koordination erreicht werden.

Bei Trainingsanfängern sind innerhalb von 12-16 Wochen, bei 3-mal pro Woche regelmäßigem Krafttraining, Kraftsteigerungen zwischen 20 und 50% als realistisch einzuschätzen (Gottlob, 2007). Zimmermann (2000) kommt in seinen Metaanalysen zu ähnlichen Ergebnissen. Während eines 7 bis 12-wöchigen Hypertrophietrainings berichtet er von Steigerungen der Maximalkraft im Bereich von 19,8 bis 22,1% (Zimmermann, 2000). Nach längerem Training kommt es im Allgemeinen zu geringeren Zuwachsraten. Durch einen Wechsel der Trainingsmethoden (Periodisierung) kann es auch nach längerem Training noch zu deutlichen Kraftzunahmen kommen, wie es McCall et al. (1996) in einer 12-wöchigen Untersuchung mit krafttrainingserfahrenen Männern feststellte. Durch ein 3-mal pro Woche durchgeführtes Hypertrophietraining konnte er Zuwächse in der Maximalkraft von durchschnittlich 25% feststellen (McCall et al., 1996). Auch im hohen Alter sind enorme Kraftsteigerungen möglich. So konnte Fiatarone et al. (1990) in einer Studie mit 90-jährigen, die ein 8-wöchiges Hypertrophietraining absolvierten, durchschnittliche Kraftzuwächse von beeindruckenden 174% erreichen (Fiatarone, 1990). Doch nicht nur intensive Krafttrainingsprogramme im Hypertrophiebereich erzielen eine Steigerung der Maximalkraft. Zimmermann untersuchte mehrere Studien im Kraftausdauerbereich und kam zu dem Ergebnis, dass die Kraftzuwachsraten in der Maximalkraft durch ein 8 bis 12-wöchiges Kraftausdauertraining um die 15,2% betrugen (Zimmermann, 2000).

5.2 Adaptationen des aktiven Bewegungsapparates

Die Skelettmuskulatur besitzt ein hohes Anpassungspotenzial und passt sich an vorhandene oder fehlende mechanische, wie auch biologische, Reize an. Diese Reize führen zu spezifischen Veränderungen, welche die Längen-, Querschnitts- und Muskelfasertypadaptationen regulieren. In diesem Abschnitt werden nun diese strukturellen Veränderungen der Skelettmuskulatur erläutert.

Eine Längenadaptation kann zu einer höheren Verkürzungsgeschwindigkeit des Muskels, einer Veränderung der Kraftverhältnisse in einem gegebenen Gelenkwinkel und zu einer verbesserten Beweglichkeit führen (Toigo, 2006; Gottlob, 2007). Dabei ist es wichtig, Trainingsübungen über das gesamte physiologische Bewegungsausmaß auszuüben. Andererseits kann es durch ein wiederholtes Trainieren in einem vermindertem Gelenkwinkel zu einer Verkürzung der Muskulatur kommen (Gottlob, 2007). Durch die exzentrische Bewegung über die gesamte physiologische Bewegungsamplitude kann es zu einer seriellen Verknüpfung von Sarkomeren kommen, die zu einer Längenadaptation führt (Toigo, 2006).

Durch ein differenziertes Krafttraining kann man eine Veränderung in der Verteilung der Muskelfasertypen (Myosin Heavy Chain Isoformenverteilung) erreichen. Dabei muss berücksichtigt werden, dass die Umwandlung der Fasertypen sehr komplex und bis heute nicht in allen Einzelheiten erforscht ist. Generell ist eine Umwandlung von schnellen Typ II Fasern in langsamere Typ I Fasern durch ein Ausdauertraining möglich. Allerdings ist eine Umwandlung von Typ I Fasern in Typ II Fasern bisher noch nicht nachgewiesen (Grosser et al., 2004). Durch ein mehrwöchiges Krafttraining kann der Anteil der Typ IIa Fasern erhöht werden, allerdings geschieht dies fast immer auf Kosten der schnellsten im menschlichen Körper vorkommenden Typ IIx Fasern. Interessanterweise ist nach einer mehrwöchigen Trainingspause die Anzahl an Typ IIx Fasern wieder hergestellt. (Pette, 1999; Friedmann, 2007).

Die Muskelhypertrophie stellt einen der prominentesten Anpassungsprozesse dar, der durch ein Krafttraining ausgelöst werden kann. Die Trainierbarkeit der Skelettmuskulatur erreicht zwischen dem 20. und 30 Lebensjahr ihr Maximum und nimmt im weiteren Verlauf wieder ab. Dennoch können auch noch im hohen Alter beachtliche Hypertrophieeffekte erreicht werden (Fiatarone et al., 1990). Unter Hypertrophie versteht man das Dickenwachstum der einzelnen Muskelfasern durch einen Trainingsreiz, wie es in einer Vielzahl an Untersuchungen belegt wurde (Fiatarone et al., 1990; McCall et al., 1996; Kraemer et al., 2004; Hubal et al., 2005). Zimmermann (2000) konnte in seinen Metaanalysen nachweisen, dass ein 8 bis 12-wöchiges intensives Hypertrophietraining mit untrainierten Probanden, das 3-mal pro Woche durchgeführt wurde, bei den männlichen Probanden die fettfreie Körpermasse (FFM) um durchschnittlich 2,9% erhöhte, was 1,8kg entsprach. Bei den weiblichen Probanden hingegen konnte unter ähnlichen Trainingsbedingungen ein Zuwachs von durchschnittlich 2%, was 0,9kg entsprach, beobachtet werden. Interessanterweise erzielte ein kraftausdauerorientiertes Training mit Untrainierten, das ebenfalls über einen Zeitraum von 8-12 Wochen, 3-mal pro Woche durchgeführt wurde, ähnliche Ergebnisse. Bei den Männern erhöhte sich die fettfreie Masse um 2,3%, was 1,4kg entsprach, und bei den Frauen erhöhte sich die fettfreie Masse um 1,3%, was 0,6kg entsprach (Zimmermann, 2000). Die Ergebnisse müssen allerdings wegen dem uneinheitlichen Studiendesign vorsichtig interpretiert werden, da verschiedene Trainingsprogramme, differierende Untersuchungszeiträume und unterschiedliche Untersuchungsmethoden angewandt wurden (Zimmermann, 2000).

Das Dickenwachstum der Muskulatur entsteht durch eine Vergrößerung und Vermehrung der Myofibrillen innerhalb einer Muskelfaser. Dabei kommt es zu einer Vergrößerung der Aktin- und Myosinfilamente innerhalb der Sarkomere, wie auch zu einer Einwanderung von Satellitenzellen in bestehende Muskelfasern (Toigo, 2006; Liu et al., 2007; Friedmann, 2007). Dabei ist zu beachten, dass nicht alle Muskelfasertypen gleich adaptieren. Je nach Intensität und Ermüdungsgrad werden unterschiedliche Muskelfasertypen angesprochen (Toigo, 2006; Weineck, 2007). Somit kann durch den Einsatz von verschiedenen Methoden eine selektive Hypertrophie der unterschiedlichen Fasern erreicht werden (Fleck & Kraemer, 2004). Die schnellen Typ II Muskelfasern besitzen gegenüber den langsamen Typ I Muskelfasern die größere Hypertrophiekapazität, weshalb deren Aktivierung für eine maximale Hypertrophie entscheidend ist (McCall et al., 1996).

Eine Muskelfaservermehrung (Hyperplasie) wird kontrovers diskutiert. Auch wenn der Mechanismus als wahrscheinlich angenommen werden muss (Weineck, 2007; Fleck & Kraemer, 2004), werden indirekte Beweise in der Literatur oftmals nicht anerkannt.

Doch welche Trainingsreize im Einzelnen erforderlich sind, um eine Muskelhypertrophie auszulösen, sind bis heute nicht vollständig geklärt. Fest steht, dass, wenn die Muskelproteinsynthese die Muskelproteindegradation überwiegt, es zu einer Muskelhypertrophie kommt, während es bei umgekehrten Verhältnissen zur Muskelatrophie kommt. Fowles et al. (2000) diskutieren eine Vielzahl an möglichen Reizen: „A number of factors may modulate muscle protein balance in skeletal muscle, including force, strain, damage and repair, metabolic stress and hormonal influences” (Fowels et al., 2000, S. 166). Nach neueren Untersuchungen stellen eine erhöhte aktive Muskelspannung, die unter anderem zu Mikrotraumen innerhalb der Muskulatur führen, und eine erhöhte Proteinsynthese, ausgelöst durch einen vermehrten ATP-Abbau, als mitochondrial restituierbar, die entscheidenden Faktoren bei der Freisetzung von Mediatoren, die eine Hypertrophie begünstigen, dar (Toigo, 2006; Liu et al., 2007; Zatsiorsky & Kraemer, 2006; Weineck, 2007). Dabei ist zu beachten, dass eine Muskelproteinanlagerung nur bei ausreichend hoher Konzentration an Aminosäuren stattfindet (Rennie et al. 2005; Fleck & Kraemer, 2004). Untersuchungen belegen, dass die Proteinsynthese durch ein intensives Krafttraining noch bis zu 48 std. erhöht sein kann (Friedmann, 2007; Fleck & Kraemer, 2004; Dolezal et al., 2000).

Die Beobachtung, dass ein kraftausdauerorientiertes Training ähnliche Hypertrophieeffekte auslösen kann wie ein intensives Hypertrophietraining, könnte mit der Tatsache begründet werden, dass bei zunehmender Ermüdung die Rekrutierungsschwelle für alle Motorischen Einheiten abnimmt und somit die Rekrutierung von Motorischen Einheiten zunimmt. Somit können auch Kontraktionen mit mittleren Intensitäten bis zur Erschöpfung durchgeführt eine Reizung der größeren motorischen Einheiten, die mit den schnellen Typ II Fasern gekoppelt sind, bewirken (Toigo, 2006).

Neben struktureller Veränderung in der Skelettmuskulatur kommt es auch zu einer Veränderung in den muskulären Energiespeichern. Durch ein Krafttraining kann es zu einer Vergrößerung der ATP- und Kreatinphosphatspeicher kommen. Des Weiteren ist eine Zunahme der anaeroben Enzymaktivität zu beobachten. Durch ein Krafttraining bei dem kurzzeitige, explosive Krafteinsätze dominieren, werden hauptsächlich die ATP- und Kreatinphosphatspeicher vergrößert. Nach Grosser et al. (2004) belaufen sich diese Vergrößerungen im Bereich von 40 – 50% bei den ATP-Speichern und bis zu 70% bei den Kreatinphophatspeichern (Grosser et al. 2004). Durch Belastungen im Kraftausdauerbereich kommt es vorwiegend zu einer Verbesserung der Kreatinphosphatspeicher und zu einer Zunahme der anaeroben Enzymaktivität (Grosser et al. 2004). MacDougall et al. (1977) stellten nach einem 5-monatigen Krafttraining eine erhöhte Konzentration an Kreatinphosphat um 22% und eine erhöhte Konzentration an ATP um 18% fest. Die intramuskulären Glykogenspeicher vergrößerten sich in dieser Untersuchung um 66% (MacDougall, 1977). Allerdings konnten weitere Untersuchungen diese Ergebnisse nicht bestätigen und berichten von nahezu unveränderten Energiespeichern nach einem Krafttraining (Fleck & Kraemer, 2004). Krafttrainingssätze, die bis zur Erschöpfung durchgeführt werden, können die Laktattoleranz erhöhen und verbessern die Enzymaktivität des anaeroben Stoffwechsels (Gottlob, 2007).

Zu Beginn eines intensiven Krafttrainings finden zunächst qualitative Veränderungen im Bereich der Filamente statt, während sich quantitative Veränderungen, die eine Hypertrophie auslösen, erst nach einer längeren Trainingsdauer einstellen. Somit fallen Hypertrophieeffekte bei Trainingsstudien mit Anfängern, die sich über einen kurzen Zeitraum von 4 bis 8 Wochen erstrecken, in geringerem Maße aus, als dies bei Fortgeschrittenen der Fall ist (Fleck & Kraemer, 2004).

5.3 Veränderungen in der Körperzusammensetzung

Die Körperzusammensetzung ist nicht nur in der Allgemeinmedizin, sondern auch in der Sportmedizin, von besonderer Bedeutung, da eine enge Beziehung zwischen dem Körperfettanteil, der körperlichen Leistungsfähigkeit und dem Gesundheitszustand besteht (Hollmann & Hettinger, 2000). Für die Abschätzung der kardiovaskulären Risikofaktoren sind neben dem Körpergewicht besonders die Körperfettmasse und die Fettverteilung (viszerale Fettmasse) entscheidend (DAG, 2007). Ein Krafttraining kann schon nach mehreren Wochen zu deutlichen Veränderungen in der Körperzusammensetzung führen. Dabei kann eine Erhöhung der fettfreien Masse und eine Verringerung des Körperfettanteils erreicht werden. Je nach Zielsetzung können die einzelnen Parameter durch unterschiedliche Trainingsmethoden akzentuiert verändert werden.

Bei reinen Ausdauerbelastungen kommt es zu einer Verminderung des Körperfettanteils wie auch der fettfreien Masse (Ballor et al., 1990; Broeder et al., 1992; Dolezal & Potteiger, 1998; Schulz, 2006). Durch ein Krafttraining kann eine ähnliche, teilweise auch höhere Reduzierung des Körperfettanteils erreicht werden, wobei die fettfreie Masse je nach Trainingsmethode signifikant erhöht werden kann (Broeder et al., 1992; Campbell, 1994; Dolezal & Potteiger, 1998; Toth et al. 1999; Kraemer et al., 1999; Joseph et al., 1999; Zimmermann, 2000; Lemmer et al, 2001; Schulz, 2006). Da ein Ausdauertraining und ein Krafttraining, je nach Gestaltung, einen annährend gleichen Energieverbrauch während der Ausübung erreichen können, ist der vermehrte Verlust an Körperfett hauptsächlich auf eine erhöhte Stoffwechselrate nach dem Training und dem Aufbau an stoffwechselaktiver Muskulatur, die im Alltag zu einem höheren Energieverbrauch führt, zurückzuführen (Dolezal & Potteiger, 1998; Lemmer et al, 2001).

Toth et al. (1999) untersuchten in einem Review die Auswirkungen eines Ausdauertrainings im Vergleich zu einem Krafttraining auf die Körperzusammensetzung bei über 55-jährigen. Dabei analysierte er 62 Studien im Zeitraum von 1984-1999 und kam zu folgendem Ergebnis: Ein Ausdauertraining reduzierte die Körperfettmasse zwischen 0,4kg und 3,2kg und hat nur geringe Auswirkungen auf die fettfreie Masse. Ein Krafttraining reduzierte die Körperfettmasse zwischen 0,9kg und 2,7kg und erhöhte die fettfreie Masse zwischen 1,1kg und 2,1kg. Die Veränderung der fettfreien Masse ist seiner Ansicht nach zu einem größeren Teil auf die Vergrößerung der Energiespeicher zurückzuführen, als auf eine Muskelmassenzunahme. Dennoch postulierten sie: „Both aerobic exercise and resistance exercise appear to be beneficial in reducing body fat. Resistance exercise appears to have the additional benefit of increasing fat-free mass.” (Toth et al, 1999. S. S590). Kraemer et al. (1999) konnten nach einer 12-wöchigen Untersuchung nachweisen, dass ein Hypertrophietraining, mit 5-10 Wiederholungen bis zur muskulären Erschöpfung über 1-3 Sätze, kombiniert mit einem Ausdauertraining höhere Körperfettverluste verursachte, als ein reines Ausdauertraining. Der Verlust an Körperfett durch das Ausdauertraining betrug 4,7% während er in der Gruppe, die ein zusätzliches Krafttraining absolvierte 8,4% betrug. Die Körpergewichtsverluste waren mit 9kg und 9,9kg relativ ähnlich. Allerdings muss bei dieser Untersuchung beachtet werden, dass das Krafttrainingsprogramm zusätzlich zu dem Ausdauertraining absolviert wurde. Somit waren die Gesamtzeit der Trainingseinheit und die möglichen Energieumsatzraten höher als in der Ausdauergruppe (Kraemer et al., 1999). Lemmer et al. (2001) untersuchten die alters- und geschlechtsabhängigen Unterschiede in Bezug auf die Körperzusammensetzung während eines 24-wöchigen, 3-mal pro Woche, durchgeführten Hypertrophietrainings. Dabei konnten die Männer im Alter von 20-30 Jahren eine Verringerung des Körperfettanteils von 2,2kg, bei gleichzeitiger Erhöhung der fettfreien Masse um 2kg erzielen. Bei den Männern im Alter von 65-75 Jahren konnte der Körperfettanteil um 0,7kg verringert und die fettfreie Masse um 1kg erhöht werden. Frauen im Alter von 20-30 Jahren erhöhten ihre fettfreie Masse um 1,9kg und Frauen im Alter von 65-75 Jahren um 0,9kg. Allerdings erhöhte sich der Körperfettanteil um 0,3 und 0,4kg (Lemmer et al., 2001). Zimmermann (2000) stellte in seinen Metaanalysen fest, dass bei einem Hypertrophietraining im Bereich des 10-RM über einen durchschnittlichen Zeitraum von 10 Wochen, bei 3 Trainingseinheiten pro Woche, das Körpergewicht der Probanden nahezu unverändert blieb bzw. leicht zunehmende Werte aufwies. Diese Entwicklung ist darauf zurückzuführen, dass es neben einer deutlichen Abnahme des Körperfettanteils zu einer Zunahme der fettfreien Muskelmasse kam, die ein höheres Gewicht mit sich bringt, als das Fettgewebe. Im Durchschnitt konnte der Körperfettanteil um 1,4% bzw. 1kg bei beiden Geschlechtern reduziert werden. Bei der fettfreien Körpermasse konnte ein Anstieg um 1,8kg bzw. 2,9% bei den Männern und um 0,9kg bzw. 2% bei den Frauen festgestellt werden (Zimmermann, 2000). Bei der Untersuchung von kraftausdauerorientierten Trainingsstudien im Bereich des 20-RM, die sich ebenfalls über einen durchschnittlichen Zeitraum von 10 Wochen, bei 3-mal pro Woche, Training erstreckten, konnten ähnliche Ergebnisse festgestellt werden. Die fettfreie Körpermasse erhöhte sich im Durchschnitt um 2,3% bzw. 1,2kg bei den Männern und um 1,3% bzw. 0,6kg bei den Frauen. Die Veränderung des Körperfettanteils bei den Frauen scheint durch die Ausdauerkomponente stärker beeinflusst zu werden als dies bei einem intensiven Krafttraining der Fall ist. Im Durchschnitt verringerte sich der Körperfettanteil um 1,3% bei den Männern und um 1,7% bei den Frauen (Zimmermann, 2000).

Wie bereits erwähnt ist die Skelettmuskulatur, bzw. die magere Muskelmasse, maßgeblich am Gesamtenergieverbrauch beteiligt. Veränderungen in der fettfreien Körpermasse werden primär durch eine Muskelhypertrophie ausgelöst, können aber auch durch die Vergrößerung der Glykogen- und Kreatinspeicher und die damit verbundene Wasserspeicherung hervorgerufen werden. Dennoch kann die Veränderung der fettfreien Körpermasse als ein Indikator für eine stattgefundene Hypertrophie herangezogen werden, wie es in vielen Untersuchungen der Fall ist. Zimmermann (2000) schreibt in diesem Zusammenhang: „Die Veränderung der fettfreien Masse, deren Veränderung als primärer Ausdruck der Muskelmasseveränderung angesehen werden kann […] “ (Zimmermann, 2000, S. 113).

Veränderungen in der fettfreien Körpermasse haben einen direkten Einfluss auf den Grundumsatz und besonders auf den Arbeitsumsatz. Dolezal und Potteiger (1998) konnten nach einem 10-wöchigen, 3-mal pro Woche ausgeführten Hypertrophietraining eine mittlere Erhöhung des täglichen Grundumsatzes von 114kcal nachweisen (Dolezal & Potteiger, 1998). Diese Untersuchung wurde allerdings nur mit jungen Männern durchgeführt, bei denen hohe Anpassungseffekte erwartet werden konnte. Bei Frauen sind deutlich niedrigere Werte zu erwarten, da Hypertrophieeffekte, absolut gesehen, geringer ausfallen. Lemmer et al. (2001) untersuchten die Auswirkungen eines Krafttrainings auf den Grundumsatz unter Berücksichtigung von geschlechts- und altersabhängigen Faktoren. Die Probanden absolvierten ein 3-mal pro Woche durchgeführtes Hypertrophietraining für den gesamten Körper über einen Zeitraum von 24 Wochen. Der Grundumsatz erhöhte sich bei den männlichen Probanden um 141kcal, während bei den weiblichen Probanden lediglich eine Erhöhung von 45kcal festgestellt werden konnte. Im altersabhängigen Vergleich wurden keine signifikanten Unterschiede festgestellt. Die Veränderung des Grundumsatzes wurde auf die Erhöhung der fettfreien Masse zurückgeführt (Lemmer et al. 2001).

Die Effekte eines Bewegungsprogramms auf das Körpergewicht und den Körperfettanteil können durch eine zusätzliche Kalorienrestriktion noch verstärkt werden. So kann durch eine Diät mit begleitendem Bewegungsprogramm ein höherer Verlust an Körpermasse und Körperfett erreicht werden. Die Auswirkungen auf die fettfreie Körpermasse während einer Kalorienrestriktion mit begleitendem Bewegungsprogramm fallen in Studien teilweise sehr unterschiedlich aus. Donelly et al. (1993) berichten über einen Verlust von 16kg Körpermasse über einen Zeitraum von 90 Tagen. Der Anteil der fettfreien Körpermasse betrug dabei 25%. Die Probanden hatten eine tägliche Kalorienzufuhr von 800kcal und absolvierten ein 3-mal pro Woche durchgeführtes Hypertrophietraining mit 3 Sätzen à 6-8 Wiederholungen, bei 70-80% des 1-RM (Donelly et al., 1993). Kraemer et al. (1999) führte eine Untersuchung mit 3 Gruppen über einen Zeitraum von 12 Wochen durch. Die Kontrollgruppe führte nur eine Diät durch. Die erste Trainingsgruppe erhielt dieselbe Diät und absolvierte zusätzlich ein 3-mal pro Woche ausgeführtes Ausdauertraining bei 70-80% der anaeroben Schwelle, über 30-50 min.. Die zweite Trainingsgruppe erhielt ebenfalls eine Diät und absolvierte neben dem Ausdauertraining noch ein zusätzliches Hypertrophietraining mit 1-3 Sätzen à 5-10 Wiederholungen bis zur muskulären Erschöpfung. Der Gewichtsverlust wies keine signifikanten Unterschiede auf und betrug im Mittel 9,6kg. Der Gewichtsverlust von diesen 9,6kg bestand in der Kontrollgruppe zu 69% aus Körperfett, der Rest aus fettfreier Masse. Bei der Gruppe, die ein begleitendes Ausdauertraining absolvierte, betrug der Anteil an Körperfett 78%, während der Rest auf einen Verlust der fettfreien Masse zurückzuführen war. Nur die Trainingsgruppe, die ein zusätzliches Krafttraining absolvierte, konnte ihre fettfreie Masse aufrechterhalten. In dieser Trainingsgruppe konnten 97% des verlorenen Gesamtgewichtes auf den Verlust von Körperfett zurückgeführt werden (Kraemer et al., 1999).

Weitere Autoren bestätigen, dass durch ein Krafttraining bei mäßiger bis starker Kalorienrestriktion die fettfreie Körpermasse bzw. Muskelmasse erhalten oder auch leicht erhöht werden kann (Ballor et al., 1988; Ryan et al., 1995; Marks et al., 1995; Bryner et al., 1999; Kraemer et al., 1999). Die Gründe für die unterschiedlichen Ergebnisse sind vielfältig. Neben der unterschiedlichen Belastungsgestaltung während des Trainings, ist das Timing der Proteinzufuhr nach dem Training ein weiterer wichtiger Faktor, der sich deutlich auf die Proteinsynthese auswirkt (Rennie, 2005).

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Details

Seiten
94
Erscheinungsform
Originalausgabe
Jahr
2008
ISBN (eBook)
9783836646888
Dateigröße
754 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v227784
Institution / Hochschule
Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg – Fakultät für Verhaltens- und Empirische Kulturwissenschaften, Sportwissenschaft
Note
1,3
Schlagworte
krafttraining muskelaufbau kraftausdauer trainingsanfänger übergewicht

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Titel: Effekte zweier unterschiedlicher Zirkeltrainingsprogramme auf die Körperzusammensetzung und Ausdauerleistungsfähigkeit von übergewichtigen Trainingsanfängern