Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus

Definition

Ein Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus ist eine aktive Dehnung (exzentrische Kontraktion) eines Muskels, gefolgt von einer sofortigen Verkürzung (konzentrische Kontraktion) desselben Muskels.

Was ist der Dehnungs-Verkürzungszyklus?

Alltägliche und vor allem Bewegungen in sportlichem Kontext besitzen häufig reaktiven Charakter. Diese Bewegungsform zeichnet sich durch eine schnell nacheinander ablaufende nachgebende (exzentrische) und anschließend überwindende (konzentrische) Arbeitsweise aus und wird auch als Dehnungs-Verkürzungszyklus (DVZ) bezeichnet.

Zwei spezifische Merkmale kennzeichnen den Dehnungs-Verkürzungszyklus:

• Erstens sind während der konzentrischen Push-off-Phase während des Dehnungs-Verkürzungszyklus Kraft, Arbeit und Leistungsproduktion im Vergleich zu einer rein konzentrischen Kontraktion ohne vorangehende exzentrische Dehnung deutlich erhöht.
• Zweitens geht diese Leistungssteigerung beim Dehnungs-Verkürzungszyklus mit einer erhöhten neuromuskulären Effizienz und Ökonomie einher.

Der Dehnungs-Verkürzungszyklus ist für das neuromuskuläre System koordinativ hoch anspruchsvoll.

Die Qualität dieser besonderen Muskelaktionsform und somit auch die Leistungsfähigkeit, werden in erster Linie durch die neuronale Kontrolle bestimmt.

Theorie des Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus

Die Theorie hinter dem Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus ist, dass Ihre Muskeln und Sehnen in der Vordehnungsphase der Bewegung elastische Energie speichern können. Dieses Potenzial wird dann freigesetzt, wenn der Muskel verkürzt wird. Auf diese Weise verhalten sich Ihre Muskeln und Sehnen wie ein gedehntes Gummiband oder eine Feder.

Mechanik des Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus

Die bereits erwähnte Speicherung und Nutzung der elastischen Energie ist der am weitesten verbreitete Grund für die verbesserte Kraftproduktion. Es ist jedoch davon auszugehen, dass sie mit den Dehnungsreflexen und dem aktiven Zustand (Muskelaktivität) der Muskeln zusammenwirkt.

Propriozeptoren (Muskelspindeln, Golgi-Sehnenorgane, Mechanorezeptoren in Gelenkkapseln und Bändern) sind sensorische Rezeptoren, die Veränderungen der Länge, der Spannung und des Gelenkwinkels messen. Wenn ein Muskel schnell gedehnt wird, senden die Muskelspindeln ein Reflexsignal an das Rückenmark. Dies bewirkt eine Muskelkontraktion, um Verletzungen durch Überdehnung zu vermeiden. Man geht davon aus, dass dadurch mehr motorische Einheiten rekrutiert werden oder/und die Frequenzierung (die Häufigkeit, mit der die Muskelfasern durch ihr motorisches Neuron stimuliert werden) erhöht wird.

Die Golgi-Sehnenorgane befinden sich in der Nähe der Kreuzungspunkte von Sehnen und Muskeln. Sie nehmen Veränderungen der Spannung in der Sehne wahr. Wenn die Spannung an der Sehne zu groß wird, senden die Golgi-Sehnenorgane eine Reflexantwort, um die Muskelkontraktion zu hemmen und die Muskelkontraktion der gegenüberliegenden Seite des Gelenks (Agonist) anzuregen. Da die Golgi-Sehnenorgane Dehnungsreflexe hemmen, können sie die Muskelsteifheit bei intensiven Übungen verringern. Plyometrisches Training erhöht nachweislich die Muskelsteifigkeit und die Voraktivierung, was es zu einem wertvollen Trainingsinstrument zur Leistungssteigerung macht.

Der aktive Zustand der Muskeln bezieht sich auf die Phase der Kraftproduktion vor der konzentrischen Bewegung. Während des Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus ermöglicht die längere exzentrische und Amortisationsphase die Bildung von mehr Querbrücken (Verbindung von Aktin- und Myosinfilamenten zur Erzeugung der Kontraktion). Dadurch wird in der konzentrischen Phase mehr Kraft erzeugt. Dies führt zu den Leistungssteigerungen, die mit dem Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus verbunden sind.

Übungen, die den Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus nutzen

Der Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus wird bei allen dynamischen Bewegungen eingesetzt. Das plyometrische Training ist jedoch auf die maximale Ausnutzung des Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus ausgerichtet. Noch wichtiger ist, dass es sich speziell auf das Training der Zeit zwischen exzentrischer und konzentrischer Phase konzentriert.

Plyometrisches Training bezieht sich auf explosive Bewegungen wie Sprünge und Sprünge, um die Amortisationsphase einer bestimmten Bewegung zu minimieren. Dadurch wird die Fähigkeit der Muskeln, Kraft zu erzeugen, verbessert.

Konsequentes plyometrisches Training verbessert nachweislich das Zusammenspiel von elastischen Komponenten (Muskelmembranen und Sehnen) und kontraktilen Einheiten (Muskelfasern). Außerdem wird die Reaktionsfähigkeit des neuromuskulären Systems verbessert, so dass Sie mehr motorische Einheiten schneller rekrutieren können. Dies führt zu Leistungssteigerungen in Situationen, die explosive Muskelkontraktionen erfordern.

Das plyometrische Training gilt als eine sehr fortschrittliche Trainingsmethode, da es Muskeln und Gelenke stark beansprucht. Es gilt aber auch als eine der effektivsten Trainingsmethoden zur Steigerung von Kraft und Explosivität. Die Plyometrie wurde sogar als Bindeglied zwischen Kraft- und Schnelligkeitstraining bezeichnet.

Der Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus ist nicht auf eine bestimmte Muskelgruppe oder Aktivität beschränkt. Vielmehr sorgt er bei fast allen Aktivitäten und Alltagsfunktionen des Menschen für Effizienz.

Gute Beispiele für das Vorkommen des Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus:

• Gehen,
• Laufen,
• Springen und
• schnelle Richtungswechsel.

Phasen des Dehnungs-Verkürzungszyklus

Der Dehnungs-Verkürzungszyklus besteht aus drei Phasen:

1. exzentrische Phase
2. Amortisationsphase
3. konzentrische Phase

Exzentrische Phase

Die exzentrische Phase des Dehnungs-Verkürzungszyklus wird die auch als Vordehnungsphase bezeichnet. Zum Beispiel bei der Verlängerung der Quadrizepsmuskeln während der Absenkphase einer Kniebeuge.

Amortisationsphase

Die Amortisationsphase wird auch als Rückstoßphase bezeichnet. Es handelt sich um die Übergangszeit zwischen exzentrischer und konzentrischer Kontraktion, in der die Sehne belastet und gedehnt wird.

Zum Beispiel der kurze bewegungslose Moment zwischen der Absenk- und der Anhebephase einer Kniebeuge.

Konzentrische Phase

In der konzentrischen Phase erfolgt die Freisetzung der gespeicherten Energie durch Kontraktion der in der exzentrischen Phase gedehnten Muskeln.

Zum Beispiel das Strecken der Beine in der Hebephase einer Kniebeuge.

Der Körper kann nur dann zusätzliche Leistung erbringen, wenn die Amortisationszeit relativ kurz ist (bis ca. 200ms).

Diese Zeit ermöglicht es der elastischen Komponente und dem Dehnungsreflex, zusätzliche Kraft zur relativen Stärke des Muskels zu speichern. Wenn der gedehnte Muskel in seinen natürlichen Zustand zurückkehrt, zieht er sich mit großer Kraft zurück. Je mehr Kraft auf die Sehne einwirkt, desto mehr Kraft erzeugt sie beim Rückstoß.

Die Sehne gibt in der konzentrischen Phase also die gespeicherte Energie frei, die sie in der konzentrischen Phase aufgenommen hat.

Obwohl Sehnen elastische Eigenschaften haben, können sie sich nicht willkürlich zusammenziehen. Da sich die Sehne aber im Dehnungs-Verkürzungszyklus dehnt und elastische Energie speichert, kann diese in der konzentrischen Phase freigesetzt werden. Dadurch kann weitaus mehr Kraft erzeugt werden als bei Bewegungen, bei denen die Vordehnungsphase nicht genutzt wird.

Neurophysiologie des Dehnungs-Verkürzungszyklus

Der Dehnungs-Verkürzungszyklus erfolgt unter der Einbeziehung des spinalen Reflexbogens. Der monosynaptische Dehnreflex wird durch eine Reizung der Muskelspindeln ausgelöst. Die erzeugten Afferenzen verlaufen über aufsteigende Nervenfasern zum efferenten α-Motoneuron und von dort hinab zum selben Muskel, in dem das Signal erzeugt wurde (Komi 2003).

Fazit

Was auch immer der zugrunde liegende Mechanismus für den C ist, seine leistungssteigernde Wirkung ist hinlänglich bekannt.

Tatsächlich hat sich gezeigt, dass er je nach Muskelgruppe zwischen 10 und 50 % mehr Kraft erzeugt als eine konzentrische Bewegung.

Studien des Autors

Der Autor dieses Artikels hat wissenschaftliche Studien zum tieferen Verständnis des Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus durchgeführt und internationale Publikationen veröffentlicht:

https://www.researchgate.net/profile/Julian-Bergmann-3

Zudem hat der zum Thema Modulation des Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus promoviert: „Der Einfluss von Motor Imagery und Postactivation Potentiation auf die Leistungsfähigkeit in maximalen Drop Jumps und die neuromuskuläre Aktivität“