Die elektromechanische Verzögerung der menschlichen Skelettmuskulatur: Definitionen, ein Überblick über den aktuellen Forschungsstand, Möglichkeiten und Grenzen einer zuverlässigen Bestimmung und die Bedeutung für Biomechanik und Trainingslehre
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Hamburg
Kovač
2002
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| Schriftenreihe: | Schriften zur Sportwissenschaft
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Inhaltsverzeichnis VII
1 Einleitung 1
2 Das Problemfeld „elektromechanische Verzögerung
- Ein Überblick über den aktuellen Forschungsstand - 7
2.1 Zur Entstehung des Begriffs der elektromechanischen Verzögerung 7
2.2 Die verschiedenen Formen der elektromechanischen Verzögerung 11
2.2.1 Die elektromechanische Antwortzeit
(„electromechanical response time , EMRT) 11
2.2.2 Die elektromechanische Verzögerung
(electromechanical delay, EMD) 14
2.2.3 Die elektromechanische Aktivierungsverzögerung
(electromechanical activation delay, EMAD) 24
2.2.4 Die mechanische Überwindungszeit
(mechanical threshold time, MTT) 27
2.2.5 Die elektromechanische Verzögerung bis zum Bewegungs¬
beginn (electromechanical movement delay, EMMD) 28
2.2.6 Die elektromechanische Entspannungsverzögerung
(electro mechanical relaxation delay, EMRD) 29
2.2.7 Die „wahre elektromechanische Verzögerung
(true electromechanical delay, TEMD, EMD max) 33
2.2.7.1 Aktivierungsverzögerung und Aktivierungsreihenfolge
(activation lag, AL; activation order, AO) 35
2.2.7.2 Entspannungsverzögerung und Entspannungsreihen¬
folge (relaxation lag time, RL; relaxation order, RL) 35
2.2.8 Die elektromechanische Spitzenspannungsverzögerung
(electromechanical peak-tension delay, EMPD) 35
2.3 Ergebnisse zur elektromechanischen Verzögerung im Überblick 38
2.4 Die Einflussgrößen der elektromechanischen Verzögerung 49
2.4.1 Muskellänge 49
2.4.2 Maximalkraft 51
2.4.3 Kraftentwicklungsrate 52
2.4.4 Fasertypverteilung 53
2.4.5 Aktivierungsreihenfolge einzelner Muskeln oder Muskelköpfe 55
VIII
2.4.6 Kontraktionsform 56
2.4.7 Kontraktionsgeschwindigkeit 57
2.4.8 Sehnenreflex und Elektrostimulation 58
2.4.9 Muskelstiffness 59
2.4.10 Muskeltemperatur 59
2.4.11 Äußere Lasten 60
2.4.12 Ermüdung 61
2.4.13 Trainingseffekt 63
2.4.14 Alter 64
2.4.15 Geschlecht 65
2.4.16 Gewicht und Größe 66
2.5 Die Verfahren zur Bestimmung der elektromechanischen
Verzögerung 66
3 Der Untersuchungsgegenstand
„elektromechanische Verzögerung
- bestehende defizite und mögliche lösungsansätze 73
3.1 Die Interpretation der elektromechanischen Verzögerung
- ein offenkundiger Fehler ? 73
3.2 Die Schwellenwertproblematik bei der Bestimmung der
elektromechanischen Verzögerung 79
3.3 Hypothesen 84
4 Methoden 91
4.1 Versuchsdesign 91
4.2 Erhebung zur Bestimmung der EMAD der Ellbogenstrecker 93
4.2.1 Versuchspersonen 93
4.2.2 Messstation zur Kraft der Ellbogenstrecker 93
4.2.3 Versuchsdurchführung 95
4.3 Erhebung zur Bestimmung der EMAD und EMRD der Kniebeuger 96
4.3.1 Versuchspersonen 97
4.3.2 Messstation zur Kraft der Kniebeuger 97
4.3.3 Versuchsdurchführung 99
IX
4.4 Erhebung zur Bestimmung der EMAD und EMRD der Kniestrecker 101
4.4.1 Versuchspersonen 102
4.4.2 Messstation zur Kraft der Kniestrecker 102
4.4.3 Versuchsdurchführung 104
4.5 Erhebungen zur Bestimmung der EMAD und EMRD im Überblick...105
4.6 Versuchsauswertung 105
4.6.1 Nebeneffekte durch analoge Filter 108
4.6.2 Quantifizierung der muskulären Parameter 109
4.6.2.1 Eichung der Daten 109
4.6.2.2 Muskellänge 110
4.6.2.3 Kraftparameter 113
4.6.3 Quantifizierung der elektromechanischen
Aktivierungsverzögerung - EMAD 114
4.6.4 Quantifizierung der elektromechanischen
Entspannungsverzögerung- EMRD 115
4.6.5 Auswertungsprogramm zur Bestimmung der EMD 116
4.7 Methoden zur Bestimmung der EMAD 118
4.7.1 Allgemeine Vorbemerkungen 118
4.7.2 Die visuelle Methode 119
4.7.3 Die Methode fester Schwellenwerte 125
4.7.4 Die Methode prozentualer Schwellenwerte 126
4.7.5 Die Methode der Standardabweichung als Schwellenwert 127
4.7.6 Die Methode extremer Tiefpassfilterung 128
4.7.7 Zusätzliche Filter- bzw. Glättungsverfahren 129
4.7.8 Kriterien der automatischen Bestimmung der EMAD,
visuelle Kontrolle und Korrektur 131
4.7.9 Tabellarische Auflistung der Methoden und Schwellenwerte 136
4.8 Methode zur Bestimmung der EMRD 138
4.9 Statistische Methoden 142
4.10 Gütekriterien »42
4.10.1 Validität und Reliabilität 142
4.10.2 Objektivität 143
X
5 Vergleich der Methoden zur Bestimmung der EMAD 145
5.1 Methodenvergleich - Ergebnisse 145
5.1.1 Methodenvergleich in Optimallänge 146
5.1.2 Methodenvergleich in unterschiedlichen Muskellängen 156
5.1.3 Methodenvergleich zu den ermittelten Zeitpunkten des
Beginns der EMG- und Kraftanstiege 163
5.1.4 Vergleich mit den Ergebnissen anderer Autoren 173
5.2 Methodenvergleich - Diskussion 176
5.2.1 Die visuelle Methode (Vis) 179
5.2.2 Methode der festen Schwellenwerte (Fix) 186
5.2.3 Methode prozentualer Schwellenwerte (Pro) 188
5.2.4 Methode der Standardabweichung als Schwellenwert (Sta) 191
5.2.5 Methode der extremen Tiefpassfilterung (Tp) 193
5.2.6 Methoden mit vorgeschalteten Filter- bzw. Glättungsverfahren
(Fmw, Ftp, Pmw, Ptp, Smw, Stp) 195
5.2.7 Die Suche nach der optimalen Methode
- Alternative Lösungsansätze 198
5.3 Fazit 208
6 Die elektromechanische Verzögerung
- Ergebnisse und Diskussionen 211
6.1 Die elektromechanische Aktivierungsverzögerung - Ergebnisse 212
6.1.1 Der Betrag der EMAD in unterschiedlichen Muskellängen 212
6.1.2 Zusammenhang der EMAD mit den erhobenen
Kraftparanietern 219
6.1.3 Aktivierungsreihenfolge 222
6.2 Die elektromechanische Aktivierungsverzögerung - Diskussion 226
6.2.1 Größenordnung und Betrag der EMAD 226
6.2.2 Einfluss der Muskellänge auf die EMAD 230
6.2.3 Zusammenhang zwischen der Kraft bzw. der
Kraftentwicklungsrate und der EMAD 234
6.2.4 Eingrenzung der EMAD 237
6.2.5 Einfluss der Rekrutierungsfolge auf die EMAD 238
6.2.6 Kraft-Längen-Kurve und EMAD-Längen-Kurve 242
XI
6.2.7 Erregungs-Kontraktions-Kopplung 242
6.2.8 Einfluss der Muskelfaserleitungsgeschwindigkeit und der
Muskelfaserlänge auf die EMAD 243
6.2.9 Zusammenspiel zwischen Kontraktion und Dehnung der in
Serie angeordneten Sarkomere 246
6.2.10 Zusammenhang zwischen der Aktivierungsreihenfolge und
der EMAD 252
6.2.11 Modell zur Zusammensetzung der EMAD 254
6.2.12 Zusammenfassung 260
6.3 Die elektromechanische Entspannungsverzögerung - Ergebnisse 261
6.3.1 Der Betrag der EMRD in unterschiedlichen Muskellängen 263
6.3.2 Zusammenhang zwischen EMAD und EMRD 271
6.3.3 Zusammenhang der EMRD mit den erhobenen
Kraftparametern 271
6.3.4 Relaxationsreihenfolge 273
6.4 Die elektromechanische Entspannungsverzögerung - Diskussion 276
6.4.1 Größenordnung und Betrag der EMRD 276
6.4.2 Eingrenzung der Einflussgrößen der EMRD 278
6.4.3 Ca2 -Konzentration und Relaxationszeit 278
6.4.4 Fasertypverteilung und Rekrutierung 279
6.4.5 Einfluss antagonistischer Kontraktionen auf die EMRD 280
6.4.6 Zusammenhang zwischen der Muskellänge und der EMRD 282
6.4.7 Zusammenhang zwischen den Kraftparametem und der EMRD ...283
6.4.8 Zusammenhang zwischen der Relaxationsreihenfolge und
der EMRD 284
6.4.9 Zusammenfassung 286
7 Abschlussdiskussion 287
7.1 Möglichkeiten und Grenzen der Bestimmung der EMAD oder
der EMRD - der große Einfluss der Methoden 287
7.2 Die Bedeutung von EMAD und EMRD für Biomechanik und
Trainingslehre 294
8 Ausblick 307
9 Zusammenfassung 309
XII
Anhang
A.l Tabellen und Abbildungen 313
A.2 Literaturverzeichnis 325
A.3 Abbildungsverzeichnis 343
A.4 Tabellenverzeichnis 349
A.5 Abkürzungsverzeichnis 352
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