Hennemannsches Größenordnungsprinzip

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Das Hennemannsche Größenordnungsprinzip beschreibt, dass die Rekrutierungsabfolge von den kleinen zu den großen motorischen Einheiten innerhalb eines Muskels erfolgt.

Rekrutierungsabfolge motorischer Einheiten eines Muskels

Bei einer niedrigen Kontraktionsintensität werden zunächst die kleinen motorischen Einheiten innerviert. Diese versorgen vorrangig die langsam zuckenden Typ I Fasern.

Mit steigender Kontraktionsintensität werden zum einen mehr Typ I Fasern innerviert als auch zusätzlich die Typ IIa Fasern. Bei hohen willkürlichen Anspannungen werden auch die motorischen Einheiten mit großen Innervationsschwellen hinzugeschaltet – diese innervieren die Typ IIb Fasern.

Dies hat einen wichtigen physiologischen Vorteil: Es wird die Ermüdung des Organismus minimiert, da die ermüdungsresistenten Muskelfasern zuerst eingesetzt werden und die ermüdbaren Typ II Fasern nur dann, wenn hohe Kräfte benötigt werden.

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Entstehung des Hennemannschen Größenordnungsprinzips

Als Henneman die Rekrutierung von Motoneuronen erstmals untersuchte, war bekannt, dass Neuronen sehr unterschiedlich groß sind, d. h. sie unterscheiden sich im Durchmesser und in der Ausdehnung des dendritischen Arms, in der Größe des Somas und im Durchmesser des Axons.

Die funktionelle Bedeutung der Neuronengröße war jedoch noch nicht bekannt.

1965 veröffentlichte Henneman Arbeiten, in denen die Feuerungsmuster von Motoneuronen beschrieben wurden, die zwei Muskeln im Katzenbein innervieren:

Die Soleus besteht hauptsächlich aus roter Muskulatur (Typ I), was darauf hindeutet, dass die Muskelfasern zwar ermüdungsresistent sind, aber beim Zusammenziehen kleine Kräfte erzeugen.

Der Gastrocnemius ist heterogen und besteht sowohl aus roten (Typ I) als auch aus weißen Muskelfasern (Typ II) und enthält somit schnell zuckende Fasern mit hoher Kraft.

Henneman machte sich die Unterschiede zwischen dem Soleus- und dem Gastrocnemius-Muskel zunutze, um zu zeigen, dass die Neuronen, die den Soleus-Muskel innervieren:

  • bei der Messung der elektrischen Aktivität der ventralen Wurzeln kleinere elektrische Signale erzeugen, die den Durchmesser des Motoneurons widerspiegeln;
  • die motorischen Neuronen, die den Musculus soleus innervieren, zuerst feuern, wenn die afferenten Nerven in der dorsalen Wurzel elektrisch stimuliert wurden; und
  • dass es eine umgekehrte Beziehung zwischen der Erregbarkeit eines Neurons und seiner Größe gibt.

Zusammengefasst wurden diese Zusammenhänge als "Größenprinzip" bezeichnet.

Da die Größe eines Neurons mit seiner elektrischen Erregbarkeit zusammenhängt, wurde die Hypothese aufgestellt, dass die Neuronengröße der kausale Mechanismus für die Rekrutierungsreihenfolge ist.

Henneman, E. (1957). Relation between Size of Neurons and Their Susceptibility to Discharge. Science, 126(3287), 1345-1347.

Henneman E, Somjen G, and Carpenter DO. Functional significance of cell size in spinal motoneurons. J Neurophysiol 28: 560–580, 1965.

Weber, M. (2015) Auswirkungen eines spezifischen und eines multimodalen Rehabilitationsprogrammes auf PatientInnen mit Wirbelsäulenbeschwerden unter Berücksichtigung der Kraft-, Schmerz- und Funktionsparameter. Magisterarbeit, Universität Wien. Zentrum für Sportwissenschaft und Universitätssport

Schnabel, G. (2008): Trainingslehre – Trainingswissenschaft. Leistung – Training – Wettkampf. Aachen, Meyer + Meyer

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