NAS Arbeitsgemeinschaft e.V

Dr. med. Norbert Eilers

Die Möglichkeit sich zu bewegen ist eine elementare Grundvoraussetzung für das menschliche Sein. Motorische Leistungen dienen dabei nicht allein der Fortbewegung, sondern sind auch Grundlage unserer alltäglichen Interaktion und Kommunikation. Die den motorischen Fähigkeiten zugrundeliegenden Strukturen (»Hardware«) sind dabei ebenso komplex wie das funktionelle Zusammenwirken der einzelnen Elemente (»Software«).

In unserem Gehirn verfügen wir über ein inneres Bild des Körpers, das es uns ermöglicht, sicher im Raum zu agieren. Weitere Voraussetzung ist, daß wir ein inneres Abbild des dreidimensionalen Raumes haben, in dem wir uns bewegen. Die Einzelheiten seitens des Gehirns sind dabei bezüglich dieser Körper- und Raumrepräsentation immer noch nicht abschließend geklärt. Aber auch ohne daß wir letztendlich alle Details kennen und verstehen ergibt sich daraus die faszinierende Möglichkeit unserer Bewegung. Die meisten Bewegungen laufen dabei automatisch ab, weil wir sie schon oft gemacht haben. Das Gehirn besitzt die Fähigkeit, die einprogrammierten Bewegungsmuster jeweils flexibel den jeweiligen äußeren Bedingungen anzupassen. Bei nicht bekannten Bewegungsabläufen ist unser gesamtes senso-motorisches System in erstaunlicher Weise fähig, neue Bewegungsvorgänge zu erlernen, zu automatisieren und mit ungewohnten Bedingungen fertig zu werden.

Analysiert man Bewegung auf der Ebene der motorischen Beanspruchung, so ergeben sich nach Hollmann 5 motorische Hauptbeanspruchungsformen:

1.         Kraft

2.         Schnelligkeit

3.         Ausdauer

4.         Flexibilität

5.         Koordination.

Dabei versteht man unter Koordination das geordnete Zusammenspiel sämtlicher an der harmonischen Ausführung einer Bewegung beteiligten Elemente. Notwendig ist dabei das Zusammenwirken von Anteilen des zentralen Nervensystems (ZNS), des peripheren Nervensystems (PNS) und der Muskulatur. Unter funktionellen Gesichtspunkten arbeiten diese Anteile eng und fein abgestimmt zusammen. Das Ergebnis ist geprägt durch eine harmonische, präzise und zielgerichtete Bewegung. Die vorab laufenden Prozesse sind sehr komplexer Natur.

Die Bewegungssteuerung läßt sich dabei nicht allein durch eine zeitgerechte Abfolge von motorisch-absteigenden Impulsen bewerkstelligen. Die großen motorischen Fähigkeiten setzen eine Integration von sensorischen und motorischen Impulsen voraus. Auf Ebene des ZNS sind dabei unter anderem folgende anatomische Strukturen beteiligt:

• Präfrontale Felder für den Handlungsimpuls und Grobentwurf (Zielausrichtung)
• Kleinhirn für die Erstellung von Bewegungsprogrammen und die Bewegungsintegration
• Basalganglien für Anteile der Bewegungsprogramme insbesondere im Hinblick auf die Bewegungsgeschwindigkeit
• Primär-motorische Rindenfelder zur Bewegungseinleitung
• Thalamus als Stelle der sensorischen
• Integration und Schaltstelle für Feedback-Systeme
• Sinnesorgane zur Rückmeldung von Bewegungsinformation und Informationsvermittlung von Außenreizen
• Motorische Vorderhornzelle als Schaltstelle zum peripheren Nervensystem
• Motorische Einheiten und Synapsen als Übergang zur Muskulatur

Diese komplexen Strukturen des zentralen Nervensystems besitzen im fein aufeinander abgestimmten Zusammenspiel die Möglichkeit, Bewegungsprogramme zu lernen und entwickeln, zu speichern und auf Abruf zu reproduzieren. Der motorische Lernprozeß stellt sich dabei sowohl auf den Ebenen biochemischer Veränderungen als auch Veränderungen der tatsächlichen Gehirnstruktur auf Ebene der Nervenzelle und ihrer Verbindungen dar. In erstaunlicher Weise verfügt das Gehirn über eine sogenannte »Plastizität«, die dem System eine Anpassung in Abhängigkeit von gegebenen Außenreizen ermöglicht. Frühere Annahmen, daß dabei eine hierarchische Struktur und Ablauf erfolgt werden heute angezweifelt und weichen mehr und mehr der Hypothese von »modularen Elementen«.

Auf der Ebene des peripheren Nervensystems und der Muskulatur läßt sich die Koordination definieren als das Zusammenspiel der Muskeln im Sinne der Synergie von Agonisten und Antagonisten bei der Körperhaltung und bei Bewegungen.

Betrachtungen des anatomischen Aufbaus des peripheren Nervensystems und der Muskulatur geben Hinweise auf die Bedeutung der Impulsübertragung vom Nerv auf den Muskel. Dies geschieht an sogenannten Synapsen. Dabei handelt es sich um Kontaktstellen zwischen Nerv und Muskulatur, die über chemische Botenstoffe eine Reizübertragung von seiten des Nerven auf die Muskelfaser möglich machen. Die Endaufzweigungen einer Nervenfaser vermitteln so den Kontakt zu mehreren Muskelfasern. Die Zahl der »innervierten« Muskelfasern ist dabei stark abhängig vom Anforderungsprofil des Muskels. Die Feinabstufung der Impulsübertragung Nerv-Muskel ermöglicht dabei eine Feindosierung der Muskelkraft. Eine qualitative Verbesserung der Impulsübertragung im Rahmen einer solchen motorischen Einheit entspricht einer Verbesserung der sogenannten intramuskulären Koordination.

Davon zu unterscheiden ist die sogenannte intermuskuläre Koordination, die sich aus dem abgestimmten Zusammenwirken von Agonist und Antagonist ergibt.

Ein weiteres wesentliches Merkmal auf muskulärer Ebene ist die unterschiedliche Verteilung von Muskelfasertypen in einzelnen Muskeln. Hierbei unterscheidet man schnell agierende, überwiegend aerob arbeitende Typ 2-Muskelfasern, die in der Lage sind, sich schnell zu kontrahieren, eine maximale Kraftentfaltung ermöglichen aber auch schnell ermüden. Im Gegensatz dazu sind die Typ 1-Muskelfasern auf biochemischer Ebene ausgerichtet für eine überwiegend anaerob vermittelte Ausdauerleistung ohne wesentlichen Ermüdungseffekt. Ausmaß und Verteilung dieser Muskelfasertypen sind in Abhängigkeit von der Beanspruchung variabel. Auch im Bereich des peripheren Nervensystems und der Muskulatur ist also von einer Plastizität auszugehen, die abhängig ist vom jeweiligen Trainingszustand.

Zielpunkt der Koordination ist insgesamt die bestmögliche Abstimmung von einzelnen Bewegungskomponenten zu einem harmonischen Gesamtbewegungsablauf. Das Bewegungsziel soll dabei direkt und präzise erreicht werden. Der Bewegungsablauf soll möglichst harmonisch erfolgen. Dies sind Grundvoraussetzungen dafür, daß Bewegungen ökonomisch, d. h. unter möglichst niedrigem Energieaufwand ablaufen können. Dies wiederum ist eine wesentliche Voraussetzung für die Belastbarkeitsgrenze im Sport.

Unterschiedliche Sportarten stellen im Bezug auf die motorischen Hauptbeanspruchungsformen Kraft, Ausdauer und Koordination sehr unterschiedliche Anforderungen (siehe Abbildung). Ballsportarten stellen im Regelfall hohe koordinative Anforderungen. Die hierbei geforderte Beanspruchung der Koordination im Zusammenhang mit einem Gerät (Ball) wird häufig auch als Technik bezeichnet.

Bei Mannschafts-Ballsportarten ist neben der individuellen Feinabstimmung des Bewegungsablaufes des einzelnen Sportlers darüber hinaus die Koordination der Bewegungsabläufe der Mitspieler untereinander (Stellungsspiel) ein Element der Koordination.

Betrachtet man einzelne Bewegungen oder Bewegungsabläufe, so lassen sich diese in verschiedene Sequenzen und Elemente unterteilen. Beim Sprungwurf beispielsweise ergeben sich unter anderem koordinative Anforderungen an die Körperhaltung (sogenannte posturale Kontrolle), den Sprung unter Aufrechterhaltung der Körperkontrolle und Gleichgewicht, die Abstimmung zwischen Auge und Hand mit den Erfordernissen an Wurfrichtung, Wurfweite und Wurfziel. Für das Loslassen des Balls ist häufig eine zeitliche Genauigkeit im Millisekundenbereich erforderlich. Erst die genaue Analyse eines Gesamtbewegungsablaufes läßt erkennen, wie komplex er abläuft. Insbesondere bei solch differenzierten Bewegungsabläufen sind die wissenschaftlichen Grundlagen       Û der Zentralen (ZNS) Steuerung noch nicht hinreichend geklärt. Bei ballistischen Wurfbewegungen ist vermutlich die Integration von zentralen Programmen und der Feedback-Schleifen von Proprizeptoren wichtig für die Periodik und Undulation der motorneuralen Aktivität.

Aus experimentellen Untersuchungen geht hervor, daß die Qualität einer Koordination vorwiegend von der Übung dieses Bewegungsablaufes abhängig ist. Je komplizierter ein Bewegungsablauf ist, desto größer wird die Bedeutung der Koordination. Die wiederholte Ausführung einer Bewegung läßt dabei aus einem bewußten Bewegungsablauf einen unbewußt laufenden Vorgang werden. Dies entspricht einer weitgehenden Automatisierung. Grundlage dafür sind motorische Lernprogramme, die wie oben bereits erwähnt sowohl auf biochemischer wie auch auf anatomischer Ebene ablaufen.

Beim repetitiven Üben eines Bewegungsablaufes kommt es zu deutlichen Verbesserungen der koordinativen Fähigkeiten. Nach wissenschaftlichen Erkenntnissen läßt sich eine Steigerung bzw. ein Übungseffekt mit positivem Verlauf bezüglich des Bewegungserfolges erkennen. Wenn die Zahl der wiederholten Übungsbewegungen jedoch mehr als 150 pro Übungseinheit beträgt, ergibt sich eine Abnahme des positiven Effektes. Ursächlich ist eine Verschlechterung der koordinativen Fähigkeiten anzunehmen. Ab dieser Grenzzahl von etwa 150 stellt sich also ein Ermüdungseffekt dar, der eine Grenze der Belastbarkeit aufzeigt. Über diesen Punkt hinaus fortgesetzte Übungen führen in eine weitere ungünstige Entwicklung.

Die jetzt schlechtere Gesamtkoordination führt zu einem weniger ökonomischen Muskeleinsatz. Die muskuläre Ermüdbarkeit nimmt also weiter zu, was wiederum die Koordinationsvoraussetzungen verschlechtert. Endpunkt ist ein Teufelskreis dieses Beziehungsgefüges, der sich nur durch eine ausreichende Erholungszeit unterbrechen läßt. Die dabei auftretenden koordinativen Störungen können unterschiedliche Auswirkungen haben. Zu nennen sind u. a.

• Kraftdosierung
• Geschwindigkeit der Bewegung
• Bewegungsrhythmus
• Timing/Abstimmung
• Anpassungsfähigkeit oder Umstellungsfähigkeit
• Gleichgewichtssinn
• Auge-Hand-Koordination
• Geschicklichkeit
• etc.

Letztendlich resultiert ein Nichterreichen des Bewegungszieles (z. B. Fehlwurf bei Ballsportarten) sowie als weit schwerwiegendere Folgen ein erhöhtes Verletzungsrisiko.

Bezogen auf die Trainigssituation ergibt sich eine Konsequenz für die Trainingsphasen. Zunächst sollte eine Aufwärmphase ohne Ermüdung durchgeführt werden. Anschließend ist das gezielte Training von Koordination und Technik durchzuführen. Erst nach Abschluß dieses Teiles sollte ein Konditionstraining mit Herz-Kreislauf-Belastung durchgeführt werden. Für das koordinative Training ist zu fordern, daß Bewegungsabläufe spezifisch trainiert werden müssen. Lediglich der konkret trainierte Ablauf unterliegt einem Übungseffekt und einer Verbesserung. Motorisches Lernen ist also sehr spezifisch auf die Einzelbewegung ausgerichtet. Wird eine bestimmte Technik über einen längeren Zeitraum nicht mehr geübt, treten Qualitätsverluste der Koordination auf. Erneutes Üben dieser koordinativen Fähigkeit führt dann wieder rasch zur verbesserten Technik, wenn eine entsprechende Bewegungsschleife bzw. ein Bewegungsprogramm einmalig angelegt war. Das wiederholte Üben eines Bewegungsablaufes führt letztendlich zu einem hohen Grad an Automatisierung und schafft somit Kapazitäten für die Verarbeitung neuer oder unerwarteter Situationen. Automatisierung bewirkt so, daß nicht adäquate bzw. nicht nötige Reize ohne Informationsgewinn für die aktuelle Bewegung ignoriert werden können. Dies hat insbesondere Bedeutung bei Ballspielen. So wird in einer konkreten Spielsituation die Abschätzung einer kommenden Situation (Antizipation) verbessert. Resultat ist z. B. ein verbessertes Stellungsspiel. Die leistungsbegrenzende Geschwindigkeit von Entscheidungsprozessen läßt sich hierdurch verbessern.

Geeignete Methoden für die Verbesserung der Koordination sind neben dem repetitiven Training von Bewegungselementen auch mentale Trainingsmethoden wie optische Darstellung von Bewegungsabläufen oder bildhafte Vorstellung des eigenen Bewegungsmusters, das sogenannte mentale Training.

Neben dem spezifischen koordinativen Training bedarf eines spezifischen Trainings jeder der motorischen Hauptbeanspruchungsformen. Die Beachtung physikalischer Gesetzmäßigkeiten ist weitere Voraussetzung, um durch ein Training die »Grenzen der Belastbarkeit« zu steigern.