Bewegingswetenschappen 2 samenvatting

Hoofdstuk 1: Grondslagen en de celstructuur 1.1 Organisatie Het menselijk lichaam is opgebouwd uit: Organismen > systemen > organen > weefsel > cellen > celorganellen > moleculen > atomen • • •

Het menselijk lichaam telt 11 systemen die ervoor zorgen dat het organisme leefbaar is.

Epitheel, bindweefsel, spierweefsel en neuronen zijn de verschillende soorten gespecialiseerd weefsel.

Koolhydraten, lipiden, proteïnen en nucleïnezuren zijn de 4 macromoleculen die je in ons lichaam aantreft.

Al deze cellen hebben gemeenschappelijke kenmerken daar zij voortkomen uit delingen van 1 bevruchte eicel.

Door differentiatie staan bepaalde celgroepen in voor specifieke functies.

Erfelijkheid zorgt voor het behoud van bepaalde kenmerken.

Elke cel heeft erfelijke kenmerken: • • •

Eiwitmetabolisme Energiemetabolisme Chemische samenstelling

Zo kunnen we het lichaam indelen in drie compartimenten: • •

Intecellulaire compartiment Extracellulair compartiment o Interstitieel compartiment o Bloedplasma

De samenstelling van deze compartimenten wordt gewaarborgd door de permeabiliteiteigenschappen.

De cellen liggen steeds in een waterige oplossing die men de interstitiële vloeistof of het 'Milieu intérieur'

1.2 De homeostase De homeostase is het constant houden van de chemische samenstelling en de fysische eigenschappen van de interstitiële vloeistof. Dit is levensnoodzakelijk voor de cellen.

Dit gebeurt door de constante opname uit en afgifte van stoffen in de interstitiële vloeistof.

De homeostase blijft bewaard door voortdurende beweging van de extracellulaire vloeistoffen. 2 processen zorgen voor deze verplaatsing, namelijk:

• •

De bloedsomloop Uitwisseling van stoffen ter hoogte van de capilairen

Verder moet het organisme voedingsstoffen opnemen en afvalstoffen afgeven.

• •

Uitscheiding = nieren, longen en lever Opname = darm en longen

1.3 Integratiemechanismen van het lichaam: Het zenuwstelsel en het endocrien stelsel Integratie en coördinatie Het leefbaar houden van het organisme komt neer op het reguleren van de homeostase via de verschillende organen en stelsels.

De coördinatie tussen de verschillende organen gebeurt door het zenuwstelsel en het endocrien stelsel.

De coördinatie tussen de verschillende organen gebeurt door het zenuwstelsel en het endocrien stelsel.

• •

Het zenuwstelsel zorgt voor de informatieoverdracht tussen organen en het centraal zenuwstelsel.

Het endocrien hormonaal stelsel regelt de homeostase via trage, chronische signaaloverdracht.

Opmerking Hypofyse: hersenaanhangsel = klier Hypothalamus: deel van de tussenhersenen Het vegetatief zenuwstelsel (=autonoom zenuwstelsel) reguleert de bloedsomloop, de inwendige organen, de geslachtsfuncties, ...

Het somatisch zenuwstelsel reguleert de skeletmusclatuur en de signalen van de zintuigen.

1.4 Controlemechanismen op drie niveaus Het organisme wordt op elk moment gecontroleerd op verschillende niveaus.

• • •

Intercellulair: in de cel zelf (eiwitsynthese, celdeling) Controle op één bepaald orgaan: zuurstofopname in de longen Controle op niveau van het organisme: door hormonen en het zenuwstelsel.

D.w.z. dat bij verandering van de homeostase een reactie zal veroorzaakt worden waardoor deze verandering teniet wordt gedaan.

NEGATIEVE FEEDBACK Negatieve feedback = terugkoppeling. Het oorspronkelijk opwekkend signaal wordt door het antwoord van de signaalontvanger weer verminderd.

POSITIEVE FEEDBACK Positieve feedback = oorspronkelijk signaal versterken

1.5 De celstructuur 1.5.1 Structuur van de cel en functie van de verschillende onderdelen

1.5.2 De celkern (nucleus) • •

• • •

Noodzakelijk voor de celdeling Bevat een dubbel membraam met ertussen de perinucleaire ruimte. Op sommige plaatsen versmelten de membramen, hier vindt de uitwisseling van stoffen plaats.

Bevat kernvocht, chromatinenetwerk en kernlichaampjes (nucleolus) De nucleolus is een netwerk van korreltjes rijk aan RNA Deze nucleoli staan in voor de eiwitsynthese, de ontwikkeling van skeletspieren, ...

•

Het chromatinenetwerk bestaat uit DNA-strengen en bevat de blauwdruk van het organisme.

1.5.3 Het endoplasmatisch reticulum (ER) • • •

• •

Glad endoplasmatisch reticulum = zonder ribosomen, staat in voor de productie van vetten.

Ruw endoplasmatisch reticulum = met ribosomen.

Is een netwerk van kanalen dat in verbinding staat met => perinucleaire ruimte => de buitenwereld via de celwand De ribosomen op het ER produceren eiwitten Vrije ribosomen produceren cytoplasma eiwitten

1.5.4 Het Golgi-apparaat (GA) • • • •

bestaat uit een zestal opeengestapelde schillen met een cellulaire wand. is gepolariseerd: één pool naar de kern en één pool naar de celmembraan. vesikels: bevinden zich tussen de celwand en de membranaire pool Bij versmelting van de vesikels met de celwand spreekt men van exocytose.

1.5.5 De mitochondriën • • • • •

bevinden zich in het cytoplasma en zijn boonvormig.

Hebben een dubbele cellulaire wand, de binnenste vertoont grote uitstulpingen binnenwaarts (cristae) zijn de energieleveranciers van de cel. bevatten enzymen op de buitenwand die zorgen voor het afbreken van grondstoffen bevatten enzymen op de binnenste membraan die nodig zijn voor het omzetten van de opgenomen grondstoffen in ATP.

1.5.6 De lysosomen • • •

zijn omgeven door een éénlagig membraan. bevatten zure hydrolasen (verteringsenzym) verteren vreemde lichamen (microben) en eigen materiaal wanneer cellen stuk zijn.

1.5.7 De celwand of de celmembraan • • • •

bestaat hoofdzakelijk uit een dubbele laag fosfolipiden (vetten) De moleculen van deze laag bevatten een hydrofiele pool (de kop) en een hydrofobe pool (twee staarten) staat in voor het selectief transport tussen de buitenwereld en de cel.

Controleert de specifieke samenstelling van de cel.

Hoofdstuk 2: Transportprocessen Om de samenstellingen van de vloeistofcompartimenten te behouden moeten er bepaalde transportmechanismen zijn. Dit transport is onderhevig aan fysische wetten.

De functie van de celmembraan is om te zorgen voor selectieve permeabiliteit om de homeostase te garanderen.

Transport gebeurt op 3 niveau's: •

• •

Transport van water en opgeloste stoffen in individuele cellen. è dit hoofdstuk o Passieve transportmechanismen o Actieve transportmechanismen Korte afstand transport van stoffen tussen cellen.

Lange afstand transport via het bloed en het lymfevocht.

2.1 Passief transport 2.1.1 Diffusie ( oiv concentratiegradiënt) In een oplossing bewegen de opgeloste deeltjes continu willekeurig en komen met elkaar in botsing. De concentratie 'wil' overal gelijk zijn. Het mengsel streeft m.a.w. naar een homogene verdeling.

DIFFUSIE de opgeloste stoffen verspreiden zich van gebieden met een hoge concentratie naar gebieden met een lage concentratie totdat de oplossing een homogene samenstelling heeft.

DIFFUSIE DOOR MEMBRAAN Diffusie tussen twee ruimten. Tussen deze ruimten bevindt zich een membraan die de opgeloste stoffen doorlaat (= permeabel membraan)

FACILITATED DIFFUSION (carriër of transporteiwitten.)

Het celmembraan laat selectief bepaalde stoffen door en houdt andere tegen. => selectief permeabel.

• •

• •

Vetoplosbare stoffen (vetzuren, alcohol, zuurstof en koolstofdioxide) gaan door het celmembraan Wateroplosbare stoffen kunnen niet zomaar door de vetlaag van het celmembraan heen. o water en wateroplosbare stoffen gaan door het celmembraan via eiwitten. o In die eiwitmoleculen zitten soms inonenkanalen, deze kunnen bijvoorbeeld Na+ en K+ ionen diffunderen.

Grotere organische moleculen (glucose en aminozuren) kunnen enkel door het vetgedeelte van de membraan via facilitated diffusion.

Het aantal transporteiwitten bepaalt het maximale debiet van de facilitated diffusion. Bij gewone diffusie is het debiet rechtevenredig met het concentratiegradiënt.

2.1.2 Filtratie Bij filtratie worden water en bepaalde onopgeloste stoffen onder invloed van een verschil in hydrostatische druk doorheen een membraan geperst.

• •

Het debiet is evenredig met de drukgradiënt en afhalnkelijk van de permeabiliteit van het membraan.

De opgeloste stoffen worden doorheen het membraan gevoerd door Bulk-flow of solvent-drag.

2.1.3 Osmose

Osmose is een fysisch proces waarbij moleculen van het oplosmiddel zich door een semipermeabele wand gaan verplaatsen naar de zijde waar de concentratie aan opgeloste stof het grootst is.

Om de concentraties in beide compartimenten gelijk te krijgen zal het oplosmiddel migreren naar de zijde met de hoogste concentratie aan opgeloste stof.

Door de verplaatsing van het water ontstaat er druk, die 'osmotische druk' genoemd wordt.

Een duidelijk voorbeeld zijn de gezwollen hongerbuikjes in Afrika.

2.2 Actief transport = Transport dat tegen de concentratiegradiĂŤnt of een elektrische gradiĂŤnt ingaat.

Actief transport gebeurt d.m.v. een carrier.

Het meest voorkomende voorbeeld is de Na+/K+ pomp.

Hoofdstuk 3: Algemene eigenschappen van zenuwcellen 3.1 Inleiding Prikkelbare cellen: Normaal gezien zijn cellen niet prikkelbaar (huidcellen, witte bloedcellen...)

Zenuwcellen, spiercellen en kliercellen zijn wel prikkelbaar.

Zij zullen onmiddelijk reactie vertonen op een prikkel. Deze reacties zijn het gevolg van een elektrische verandering ter hoogte van het celmembraan: het actiepotentiaal.

Het ontstaan van een actiepotentiaal als respons op een prikkel is het essentiële kenmerk van prikkelbare cellen. Hierbij spelen Ca2+ ionen een belangrijke rol.

3.2 Bouw en functie van de zenuwcel

Bouw zenuwcel: • • •

3.2.1 Bouw

Het receptief (gevoelig) deel: DE DENDRIETEN Het geleidend deel: DE AXON Het stimulerend deel: DE ZENUWUITEINDEN MET DE EINDKNOPJES. (eindvoetjes)

• • •

Axon: bundel neurofibrillen omgeven door axolemma.

Schwanncellen: myelineschede (rond axon gewikkeld) Knopen van Ranvier: myelineschede onderbroken door insnoering.

1. Geleidingssnelheid o myelineloze (1m/s) < gemyeliseerde zenuwvezels (10-100m/s) o axon kleine diameter, dus kleinere geleidingssnelheid dan bij axon grote diameter (Wet van Bernouilli) 2. Myelineschede o elektrische isolerende functie (shiverer muizen) 3. Synaps o contactplaats van een axon van een zenuwcel, met een ander neuron, een spiercel of een kliercel. Er is echter steeds een kleine ruimte tussen beide cellen: de synaptische spleet. o Bij zoogdieren vindt de prikkeloverdracht uitsluitend chemisch plaats. o Elke uiteinde van een neuron eindigt in een verbreding waarin synaptische vesikels (blaasjes) voorkomen.

4. Postsynaptische receptorzone

o

5. Gliacellen en neuroglia: cellen in het centraal zenuwstelsel met louter ondersteunende functie, n.l. voeding en bescherming (zonder deze cellen geen groei of regeneratie van het axon). o Microglia: verdediging tegen beschadiging en indringing van vreemde elementen. o Ependymcellen: bekleden de holten in de hersenen en het ruggenmerg. o o Oligodendrocyten: vormen een myelineschede rond de axonen in het CZS (zoals Schwanncellen in het PZS). o Astrocyten: stervormige cellen die een continue schede vormen rond de bloedvaten (CZS). o Sattelietcellen: cfr. Astrocyten (PZS).

Deze cellen (neuroglia) zijn belangrijk voor de regeneratie.

3.2.2 Functie De basisfunctie van de zenuwcel is informatie doorgeven. â&#x20AC;˘ â&#x20AC;˘

Afferente zenuwcellen: informatie sturen van PZS naar CZS. Efferente zenuwcellen: informatie sturen van CZS naar PZS.

DE REFLEXBOOG

• • •

Spinale reflex: de prikkel wordt via het ruggenmerg meteen naar de juiste spieren geleid.

Craniale reflex: de prikkel wordt via nucleï (de hersenen) naar de juiste spieren geleid (bv. bij plots geluid).

Interneuronen: zitten tussen de sensibele en motorische zenuwen en hebben als taak de juiste schakeling tussen beide te maken (bv. hand i.p.v. voet bewegen bij hand verbranden).

3.3 Prikkelgeleiding (zenuwimpuls) 3.3.1 Rustpotentiaal Wanneer men de uitwendige potentiaal gelijk stelt aan 0, is de cel negatief geladen: tussen 60-100mV al naargelang het celtype.

Dit potentiaalverschil wordt het rustpotentiaal genoemd.

De rustpotentiaal van een levende cel wordt bekomen door: • • •

De samenstelling van de intracellulaire en extracellulaire vloeitstof.

De grotere permeabiliteit van de celmembraan voor K + dan voor Na + ionen.

De Na + /K + pomp.

3.3.2 Actiepotentiaal

3.3.2.1 Depolarisatie Rusttoestand: Na + kanalen zijn gesloten è weinig permeabel.

Prikkel: 1. Na + kanalen openen zich progressief en Na + permeabiliteit stijgt.

2. Drempelpotentiaal bereikt, Na + instroom neemt enorm toe.

3. Deze omkering van de polariteit (door instroom van Na + ionen) noemen we de omkeringspotentiaal (ongeveer +40mV).

4. Na + kanalen sluiten zich progressief.

3.3.2.2 Repolarisatie Omkeringspotentiaal: 1.

2.

3.

4.

K + kanalen openen zich en de K + permeabiliteit neemt 100 maal toe.

K + ionen stromen uit de cel oiv de concentratiegradiĂŤnt (diffusie).

Membraanpotentiaal keert langzaam terug tot de rustpotentiaal.

Hyperpolarisatie (K + kanalen blijven iets langer open met als gevolg dat er meer K + ionen uit de cel stromen).

3.3.2.3 Herstelfase De Na + /K + pomp zorgt ervoor dat de oorspronkelijke rusttoestand terug hersteld wordt.

3 Na+ ionen buiten en 2K+ ionen binnen.

3.3.3 Voortgeleiding van de actiepotentiaal De voortgeleiding van de actiepotentiaal (AP) berust op ionenstroomen. Op elke plaats naast een eerste lokale actiepotentiaal ontstaat een nieuwe actiepotentiaal.

Refractaire periode: deze regio is gevoelloos voor nieuwe prikkels.7

Bij een gemyeliseerde zenuwcel gaat de depolarisatie sprongewijs. De depolarisatie wordt van de ene knoop (van Ranvier) naar de andere knoop voortgeleid (100 maal sneller).

3.4.3 Alles of niets Het depolarisatieproces is een 'alles of niets' antwoord van de prikkelbare cel op het bereiken van de drempelpotentiaal.

Refractaire periode: tijdens de actiepotentiaal kan de cel niet opnieuw geprikkeld worden.

3.3.5 Factoren die de prikkelbaarheid beĂŻnvloeden

•

• •

CA 2+ Concentratie o Minder prikkelbaar bij hypercalcemie (hoog) en meer bij hypocalcemie (laag).

Lokale anesthetica o Medicijnen die de pijnprikkelgeleiding onderbreken.

Accommodatie fenomeen o Wanneer de cel gedurende lange periode prikkels ontvangt die te klein zijn om een actiepotentiaal uit te lokken, zal de cel minder prikkelbaar worden.

3.4 Synaptische transmissie Wanneer een prikkel van de ene zenuwcel wordt doorgegeven aan de andere zenuwcel, spreekt men van een synaptische transmissie.

3.4.1 Synaps Elk postsynaptisch neuron wordt door een 10-tal eindvoetjes van eenzelfde presynaptische zenuw bezenuwd. In deze eindknopjes bevinden zich 10-tallen synaptische vesikels met de neurotransmitterstof (de energie voor de continue synthese).

3.4.2 Mechanisme van neurotransmissie Geen rechtstreeks contact tussen beide neuronen à overbrugd door diffusie Veel neurotransmitters: • •

Werking:

voornamelijk acethylcholine en noradrenaline in PZS voornamelijk aminozuren en kleine peptiden in CZS

Receptoren van eindvoetjes gaan chemische reactie aan met de neurotransmitter à openen van ionenkanalen in het postsynaptische celmembraan à door ionenstroom membraanpotentiaal veranderd Na de reactie wordt de neurotransmitter geïnactiveerd.

3.4.3 Postsynaptische potentialen 3.4.3.1 Exiterende Postsynaptische Potentiaal (EPSP) Reactie van exiterende neurotransmitter => onstaan EPSP De actiepotentiaal wordt enkel uitgelokt door de summatie van verschillende EPSP's.

Deze summatie kan op 2 manieren gebeuren: in de tijd en in de ruimte (zie fig. boven).

3.4.3.2 Inhiberende Postsynaptische potentiaal (IPSP) Inhiberende neurotransmitter à grotere permeabiliteit voor K + à hyperpolarisatie

3.4.3.3 Resultante 1 EPSP en 1 IPSP heffen elkaar op.

Indien deze inhibitieprocessen niet zouden bestaan zouden we gek worden omdat we onze zenuwimpulsen zouden moeten onderdrukken: • • • • •

Continue druksensatie bij het zitten, liggen, staan Kleine verschillen in temperatuur Overprikkeling netvlies Overprikkeling gehoor Idem geuren

3.5 Zenuwletsels 3.5.1 Gevolgen van een zenuwletsel 3.5.1.1 Doorgesneden zenuw Verlamming en sensibiliteitsstoornis, men spreekt van een paralyse.

Geen transpiratie meer => huid glanzend en nagels minder groeien Thv de ruggengraat betekent halfzijdig (hemiplegie) of aan de onderste helft van het lichaam (paraplegie) verlamming. Tussen wervels C4 en C5 volledige verlamming aan bovenlichaam (tetraplegie).

3.5.1.2 Gedeeltelijk doorgesneden zenuw Gedeeltelijk motorische of sensibele uitval.

3.5.1.3 Drukletsel Voorbijgaande uitval van de zenuw (carpeltunnel syndroom, beknelling van de elleboogzenuw)

3.5.1.4 Andere gevallen • • •

Fasiculatie (onmiddellijk): trillen van motorische eenheden Fibrillatie (dagen): spontane trilling individuele spiervezels Hypergevoeligheid voor Ach (dagen): verhoogd Ach-receptoren in de spiermembraan

3.5.2 Regeneratie van neuronen Geen prikkeloverdracht => eindplaatjes afsterven De leeftijd speelt een duidelijke rol in de regeneratie van de spier.

Na doorsnijding of gedeeltelijke doorsnijding Ă uitgroei axon ; indien de zenuwuiteinden geen contact maken => uitgroei in alle richtingen met als gevolg een soort gezwel = neuroom Na verbinding gaan de neuroglia (astro/oligodendrocyten) een koker vormen Ă nieuwe uitgroei axon groeit door de koker en maakt weer contact op dezelfde plaats.

3.6 Kwalitatief bewegen via neuronen 3.6.1 Een goede motoriek Een juiste motoriek bij dagelijkse bewegingen of meer specifieke beroeps- of sportbewegingen kan enkel optreden wanneer er energie voorhanden is, er een bewegingsapparaat voorhanden is (spieren, gewrichten, botten, banden) en er een neurale sturing aanwezig is.

Het zenuwstelsel zorgt via impulsen dat spiercontracties zowel in de tijd als in de ruimte georganiseerd zijn.

Het geheel is meer an de som van de delen!

Hoe fijner de tijdruimtelijke organisatie is van de impulspatronen, hoe beter de motoriek is van een beweging.

1. MOTORISCHE PROGRAMMA o Bvb.: Je schrijft met je rechterhand, maar je kan dit ook met links, met je voet of met je mond! Het is dus veel leerrijker om iemand een parcours van aanverwante bewegingen, lees wisselende bewegingspatronen te laten doorlopen dan om steeds opnieuw het ideaal bewegingspatroon te laten inoefenen (handenstand op de

grond, op een plint, benen in verschillende posities, in het zand, op het rek, uit hurkzit enz...). o Men ontwikkelt zo een motorisch programma dat in alle omstandigheden toepasbaar is.

2. TECHNIEK = ECONOMISCH BEWEGEN o Om geen energie te verkwisten is een perfecte techniek, een perfecte bewegingsharmonie vereist. Hiervoor hebben we nodig:  Perfecte timing en positionering  Een selectieve activatie van de noodzakelijke spieren  Een inhibitie van niet-noodzakelijke contracties

3.7 Het zenuwstelsel 3.7.1 Indeling van het zenuwstelsel 3.7.1.1 Anatomisch CZS: de hersenen en het ruggenmerg PZS: verbinding tussen CZS en periferie

3.7.1.2 Functie Autonoom ZS: homeostase en regulator voor het functioneren van de inwendige organen Somatisch ZS: skeletmusculatuur reguleren en signalen naar van de zintuigen naar CZS leiden.

3.7.1.3 Prikkelgeleiding Afferente zenuwvezels: naar CZS Efferente zenuwvezels: weg van CZS (ortho)sympatische ZS: coördineert alle functies met acties Parasympatische ZS: controleert de functies met rust, herstel en energieopbouw

3.7.2 Structuur van het centraal zenuwstelsel 3.7.2.1 De hersenen 2 hemisferen met buitenkant grote hersenen (cortex)

4 kwabben: • • • •

Frontale lob (1) Pariëtale lob (2) Occipetale lob (3) Temporale lob (4)

Onder grote hersenen zit de hersenstam, met aan de achterzijde daarvan de kleine hersenen met 3 kanalen. In de kleine hersenen liggen de cerebellaire kernen.

De derde ventrikel bevindt zich net tussen de grote hersenen en de hersenstam, deze loopt uit en eindigt op de hypofyse. Dit derde ventrikel gaat over naar dorsaal in de vierde ventrikel, deze mondt uit in de canalis centralis van het ruggenmerg. Hierin zit het cerebrospinaal vocht.

3.7.2.2 Het ruggenmerg Bestaat uit 30 segmenten en is elliptisch en voorwaarts afgeplat.

De cellichamen zitten in de grijze stof, de witte stof zit daaromheen en zijn de gemyeliseerde axonen.

De motorische baan van het willekeurige ZS bestaat uit alfa neuronen die via 2 routes geactiveerd worden: â&#x20AC;˘ â&#x20AC;˘

Vanuit motorische zone van de cortex (willekeurige bewegingen) Via de gevoelige zenuwvezels uit de spinale zenuwen (reflex)

De gevoelige zenuwbaan bestaat uit sensibele neuronen. De cellichamen liggen gegroepeerd in het sensibel ganglion.

Motorische baan van het willekeurig zenuwstelsel (fig.)

3.7.3 Sensorische receptie 3 soorten receptoren • •

•

Exteroceptoren: liggen in de periferie (prikkels als zien, horen, voelen) Proprioceptoren: liggen in bewegingsapparaat (spierspoel, gewrichtssensoren, golgi-peessensor) en geven info over stand, houding, beweging, spanning, ...

Interoceptoren: liggen in de ingewanden.

Deze worden enkel door adequate stimuli geprikkeld. Dus enkel gevoelig voor specifieke prikkels.

3.7.4 Een model van het zenuwstelsel Het ZS is een enorm complex neuronen netwerk.

Reciproke inhibitie: stimulatie van de agonist zorgt voor inhibitie van antagonist.

3.7.4.1 Het hiërarchische model 3 niveaus • •

•

het archiniveau: het ruggenmerg en de hersenstam het paleoniveau (de binnenhersenen): basale kernen, hypothalamus, limbisch systeem en kleine hersenen o limbisch systeem: emoties en expressie o basale kernen met basale ganglia: dagelijkse geautomatiseerde bewegingen o kleine hersenen: correctie (feedback) van bewegingen neoniveau: cortex (hersenschors)

alle 3 de niveaus werken uiteraard samen, in bepaalde omstandigheden zal 1 niveau de bovenhand nemen.

Hoofdstuk 4: Algemene eigenschappen van de spier 4.1 Bouw 4.1.1 Bindweefsel Structurele inhoud Spiervezel of spiercel Spierbundel Gehele spier

Bindweefsel schede Endomysium Perimysium Epimysium

4.1.2 Pezen Functie: • •

Versteviging van het geheel en de overdracht van krachten.

Verbinding tussen spier en skelet.

Kenmerken: • • • • •

Ligging:

Sterker dan spiercellen.

Het zijn bindweefselstructuren.

Opgebouwd uit niet levende vezels.

De doorbloeding is ruim voldoende voor aan- en afvoer van stoffen.

Aanpassingsvermogen aan training (zowel doorsnede als sterkte nemen toe)

• •

Aan de uiteinden van de spier versmelt het netwerk van bindweefsel met het dens bindweefsel van de pezen.

De peesvezels gaan over in het endomysium van de spier.

4.1.3 Bloedtoevoer Spieren zijnrijkelijk doorbloed. De arteriën en venen komen de spier binnen via bindweefsel.

Deze vertakken zich tot een netwerk van capillairen en venulen. Ze zorgen voor een aanvoer van zuurstofrijkbloed en een afvoer van afvalproducten zoals CO2.

4.1.4 Neuromusculaire prikkeloverdracht • • • •

De zenuwen komen in de spier samen met de bloedvaten. Er zijn motorische (efferente) en sensorische (afferente) neuronen.

In tegenstelling met een neuron wordt elke spiercel slechts door één motoneuron bezenuwd.

Het uiteinde van een motorisch neuron dat contact maakt met een spiervezel noemt de motorische eindplaat.

Het geheel van spiercellen die bezenuwd worden door éénzelfde motoneuron vormt de motorische eenheid (ME)

•

4.1.5 Structuur van de spiercel 4.1.5.1 De spiercel • • • •

Twee soorten: de dwarsgestreepte spiercel of skeletspier en de gladde spiercel.

Destreping is een regelmatige afwisseling van Anisotrope (donkere) en Isotropische (heldere) banden. Dit zijn de A en I banden.

Centraal in de I-band bevindt zich de Z-schijf en middenin de A-band zien we de H-band.

Het segment tussen twee opeenvolgende Z-schijven wordt een sarcomeer genoemd.

4.1.5.2 De myofibril • • • •

In het sarcolemma van de spiercel zitten myofibrillen.

Deze vertonen een dwarse streping.

Bevatten twee soorten myofilamenten: de actine en myosine filamenten. Dit zijn beiden contractiele elementen.

Op de actinefilamenten zijn nog twee andere moleculen bevestigd, namelijk tropomyosine en troponine.

4.1.5.3 Het sarcoplasmatisch reticulum Bouw: • • • • •

In de spiercel bestaat het endoplasmatische reticulum dat een netwerk vormd rond de myofibrillen.

Het bestaat uit twee structuren: de T-tubuli (dwarsgelegen) en de L-tubuli (longitudinaal gelegen).

De T-tubuli bevinden zich ter hoogte van de Z-schijf.

Waar de L-tubuli de T-tubuli elkaar ontmoeten zijn er verbredingen: cisternae genoemd.

De twee eindcisternae van twee L-tubuli en een T-tubulus noemt men een Triade.

Functie: • •

De T-tubuli geleiden het actiepotentiaal voort tot diep in de spiercel en staat in verbinding met de extracellulaire vloeistof.

De L-tubuli (cisternae) geeft, na een impuls via de T-tubuli, Ca2+ vrij, en deze zorgen ervoor dat de dwarse bruggetjes geactiveerd worden. Actieve transportsystemen pompen deze Ca2+ nadien terug in de cisternae van de Ltubuli.

4.2 Spiercontractie: het filament-glijdingsmechanisme Tijdens een contractie van een spier zien we de sarcomeren verkorten, de lengte van de Aband blijft gelijk maar de lengte van de I-band verkort evenveel als deze van de H-band. Met andere woorden: de actine en de myosine filamenten glijden langs elkaar maar verkorten zelf niet.

Dit gebeurt in vijf fasen: • • •

Rust Exitatie-Koppeling Contractie (verkorten en ontwikkeling van spanning)

• •

Her(op)lading Relaxatie

4.2.1 Rust • • •

Ongeladen ATP dwarsbruggetje complex.

Actine en myosine zijn ongebonden.

Ca2+ opgeslagen in cisternae.

4.2.2 Exitatie-koppeling • • • • •

Zenuwimpuls.

Ca2+ uitstroom uit cisternae in het sarcoplasma.

Ca2+ bindt op troponine zodat actine geactiveerd wordt.

ATP dwarsbruggetje opgeladen.

Binding van actine en myosine tot Actomyosine.

4.2.3 Contractie • • • •

ATP => ATP-ase => ADP + P + energie.

Energie laat dwarsbruggetjes 'kippen' Spierverkorting => actine glijdt over myosine Krachtontwikkeling

4.2.4 Herladen • • •

ATP resynthese Ontbinden van actomyosine => actine + myosine Actine en myosine gerecycleerd

4.2.5 Relaxtatie • • •

Zenuwimpuls stopt.

Ca2+ wordt verwijderd uit sarcoplasma door calciumpomp.

Spier komt terug in rusttoestand.

4.3 Mechanische eigenschappen van de spier 4.3.1 Soorten contracties

Naast de contractiele componenten heeft de spier ook elastische componenten. De contractiele componenten staan in voor de actieve verkorting van de spier, de elastische componenten kunnen passief uitgerekt worden. Dit brengt spierspanningen met zich mee.

4.3.1.1 De isometrische contractie (statisch) Wanneer bij een spiercontractie de (totale) spierlengte niet verandert, spreekt men van een isometrische contractie. Hierbij worden beide uiteinden van de spier m.a.w. gefixeerd.

4.3.1.2 De isotonische contractie (dynamisch) We spreken van een isotonische contractie wanneer slechts één uiteinde van de spier gefixeerd is terwijl het andere uiteinde ongefixeerd belast wordt (met een gewicht).

•

We onderscheiden concentrische en excentrische contracties:

•

Wanneer de spieruiteinden naar elkaar toe bewegen werkt de spier concentrisch.

Bewegen ze van elkaar weg dan is het een excentrische contractie.

•

4.4 Functie van gladde en gestreepte spieren 4.4.1 De motorische eenheid • •

Elke spiervezel wordt afzonderlijk bezenuwd.

Alle spiercellen die door eenzelfde motorische neuron worden bezenuwd zullen synchroon contraheren en ontspannen.

•

Hoe nauwkeuriger de spier moet werken, des te kleiner is het aantal spiervezels per motorische eenheid.

4.4.2 Factoren die de mogelijke krachtontwikkeling van de spier bepalen •

•

De mogelijkheid om het aantal motorische eenheden, dat op een bepaald moment deelneemt aan een contractie, te variëren.(=summatie van meerdere motorische eenheden, summatie in de ruimte).

Het vermogen om de prikkelfrequentie te variëren waarmee de afzonderlijke motorische eenheden contraheren. (= summatie van enkelvoudige spiercontractie, summatie in de tijd)

4.4.2.1 Summatie van meerdere motorische eenheden •

Hoe meer motorische eenheden de spier bevat, hoe meer de kracht kan gedoseerd worden.

•

Dit geldt ook voor het aantal spiercellen per motorische eenheid. Hoe kleiner dit aantal, hoe groter de gradatie in krachtontwikkeling.

4.4.2.2 Summatie van enkelvoudige spiercontracties •

•

Als de motorische eenheid gestimuleerd wordt met een bepaald frequentie dan neemt de contractiekracht van de opeenvolgende spierschokken progressief toe.

Na een tiental contracties wordt er een constante kracht ontwikkeld. Deze motorische eenheid verkeert in een gladde tetanische contractie zolang de prikkel aanhoudt of totdat er spiervermoeidheid optreedt.

4.4.2.3 Submaximale contracties •

De motorische eenheden werken asynchroon in plaats van samen, waardoor sommige eenheden relaxeren terwijl andere contraheren.

4.4.3 Fast Twitch (FT) en Slow Twitch (ST) spiercellen 4.4.3.1 Ontdekking van de FT en ST spiercellen •

Onderzoek heeft aangetoond dat er twee soorten spieren zijn: o De 'rode' spieren met een hoog gehalte aan myoglobine. o De 'witte' spieren met een zeer laag gehalte aan myoglobine.

4.4.3.2 Kenmerken Functionele eigenschap Gehalte aan myoglobine Aërobe enzymen Anaërobe enzymen Mitochondriale dichtheid Voorraad energierijke fosfaten Capillaire dichtheid Voorraad triglyceriden Voorraad glycogeen Relaxatietijd Contractietijd

ST- vezel Hoog Hoog Laag Hoog Laag Hoog Hoog Hoog Traag Traag

FT-vezel Laag Laag Hoog Laag Hoog Laag Laag Hoog Snel Snel

Vermoeibaarheid

Laag

Hoog

4.4.3.3 Verdeling van langzame (type I) en snelle (type II) vezels • • • •

•

• •

Grotere motorische eenheden bestaan meestal uit fast-twitch spiercellen en kleinere eenheden uit slow-twitch spiercellen.

De verdeling is genetisch bepaald en kan niet veranderen door training.

Meestal is de verdeling 60% ST en 40% FT-vezels.

Door selectieve training zal er wel een hypertrofie van de getrainde spiervezels ontstaan. Duurtraining zal bv. Het volume van de ST-vezels doen toenemen.

Kruisinnervatie: Dit houdt in dat een motorische zenuwvezel die eerst de ene spiervezel bezenuwde, nu de andere spiervezel innerveert. Met andere woorden, het verschil tussen beide soorten spiercellen steunt niet op intrinsieke eigenschappen maar op de aard van de motorische bezenuwing.

De grotere motorische eenheden die meestal uit FT-vezels bestaan krijgen hun prikkels via alfa 1 motoneuron.

De kleinere eenheden die meestal uit ST-vezels bestaan krijgen hun prikkels via kleine alfa 2 motoneuronen.

Spieren kunnen hun kracht doseren door een bepaald aantal motorische eenheden te recruteren: •

Deze recrutering gebeurt via het 'grootte principe': eerst de kleinste eenheden en later de grotere. Dit heeft twee voordelen: o Er kunnen zeer kleine gradaties bekomen worden in de krachtontwikkeling. o Zeer kleine krachten kunnen zeer lang uitgeoefend worden.

4.4.4 Spiertonus • •

Ontspannen spieren zijn altijd licht gecontraheerd, dit noemen we de spiertonus.

De spiertonus helpt bij de stabilisatie van gewrichten.

4.4.5 Spiervermoeidheid 4.4.5.1 Invloed van de aantalverhouding tussen beide spiervezeltypes op spiervermoeidheid •

Men stelt vast dat de spier meer vermoeid wordt: o Wanneer er een hoger percentage FT vezels aanwezig is in de spier. o Wanneer het oppervlak van de FT vezels t.o.v. het fysiologisch oppervlak van de spier groter is (volume).

4.4.5.2 Waar treedt de vermoeidheid op en waarom?

Vier mogelijke processen die de mogelijkheid van de spier om te contraheren hypothekeren: 1. Het voorgeleiden van de impulsen naar de spiervezels binnen de motorische eenheden door de motoneuronen.

2. De overdracht van deze impulsen van de motoneuronen op de spiercellen door de neuromusculaire verbinding.

3. De krachtontwikkeling door het contractiemechanisme in de sarcomeren.

4. Het opwekken en voortgeleiden van impulsen uit het centraal zenuwstelsel.

4.4 Functie van gladde en gestreepte spieren 4.5.1 De spierspoel • •

• •

Spierspoeltjes zijn een tweede soort skeletspiervezels. Ze liggen tussen de gewone spiervezels.

Ze bestaan uit 5 à 10 speciale spiercellen, men noemt ze intrafusale spiervezels. o Deze zijn veel dunner. o Ze hebben een andere motorische bezenuwing: nl. Gammamotoneuronen.

Beide uiteinden zijn contractiel.

Het centrale gedeelte bevat geen sarcomeren maar doet dienst als lengtereceptor en is omwonden door verschillende windingen van een sensibele zenuw.

4.5.1.1 Werking spierspoel

•

• •

• •

•

Wanneer de spier wordt uitgerekt door een externe weerstand, zal ook de spierspoel uitgerekt worden. Het centrale deel, dus de lengtereceptor zal dus geprikkeld worden. De frequentie van actiepotentialen van de lengtereceptor zal dus stijgen.

Dit lokt een reflex uit: de uitrekkingsreflex of de autogene excitatie van de spier.

Naar gelang de gevoeligheid onderscheiden we twee soorten receptoren: o De snel adapterende receptoren worden geprikkeld bij kortdurende uitrekking (klop op pees). Ze zorgen voor de dynamische uitrekkingsreflex. o De traag adapterende receptoren worden continu geprikkeld tijdens een statische, langdurige uitrekking van de spier. Zij zorgen voor de statische uitrekkingsreflex. De spiertonus is het gevolg hiervan.

De dynamische uitrekkingsreflex in de sport:

Bij tal van sporten zal men eerst de agonist(en) zeer kortstondig uitrekken (creëren van een voorspanning), zodat de spierspoeltjes reflectoir een extra krachtimpuls zullen opwekken naast de kracht die wordt geleverd via de prikkelactiviteit uit de motorische zone van de hersenschors. Deze extra kracht zal de prestatie aanzienlijk verhogen.

Rek-verkortingscyclus: Wanneer de concentrische contractie van de agonist (en synergist(en)) onmiddellijk volgt na de uithaalbeweging (rekken van de agonist en de bijhorende spierspoeltjes) zal de dynamische uitrekkingsreflex een extra krachtimpuls geven bovenop de kracht die geleverd wordt door de concentrische contractie van de spier.

4.5.2 De golgi-peessensor Deze orgaantjes zitten in de pees van de spier en liggen in serie met de extrafusale spiervezels. Bij toenemende spierspanning worden de peesorgaantjes van Golgi geactiveerd.

4.6 Energiebronnen voor spiercontractie 4.6.1 Wat is energie?

Verschillende vormen: • • • • • •

Chemische energie Mechanische energie Warmte energie Licht energie Elektrische energie Kernenergie.

Door chemische energie, die opgeslagen zit in ons voedsel om te zetten in mechanische energie kan de mens zijn lichaam bewegen.

•

Om het voedsel af te breken en de energie te laten vrijkomen heeft de mens zuurstof nodig. Het voedsel wordt verbrand tot CO2 en H2O.

4.6.2 Energierijke bindingen •

Ons organisme slaat energie op via voedsel, maar deze is niet rechtstreeks bruikbaar. Deze wordt in verschillende stappen omgezet in ATP.

4.6.2.1 Resynthese van ATP De spiercellen hebben een zeer beperkte voorraad ATP dat nauwelijks voldoende is om één spierschok te veroorzaken. ATP is dus snel opgebruikt. De refosforylering van ADP. Er is energie nodig om deze ATP opnieuw aan te maken, deze energie wordt gehaald bij:

4.6.2.2 Anaërobe mechanismen •

Geen zuurstof vereist!

1. ATC-CP systeem

Creatinefosfaat (CP) is opgeslagen in de spiervezels. Dit systeem levert energie gedurende tien seconden.

Deze energie kan niet rechtstreeks gebruikt worden voor een spiercontractie maar wordt gebruikt voor de resynthese van ATP.

Alle metabole reacties vereisen een aanwezigheid van enzymen. Men zegt dat de enzymen de reactie katalyseren.

• •

Deze bewegingen met maximale contractie vereisen een snelle energietoevoer en niet zozeer een grote toevoer van energie.

Waarom snelste energiebroen van ATP voor de spier? o Zowel ATP als CP zijn in de onmiddellijke nabijheid van de contractiele elementen opgeslaan. o Het is niet afhankelijk van een lange reeks chemische reacties (< - - > voedsel afbreken) o Het is niet afhankelijk van het transport van de zuurstof die we inademen naar de actieve spiercellen.

2. Anaërobe glycolyse (melkzuur systeem)

tweede systeem om ATP in de spier te recycleren omvat een volledige afbraak van koolhydraten (suikers) tot melkzuur. Vandaar dat dit systeem het melkzuursysteem wordt genoemd. Dit levert energie gedurende 1 à 3 minuten.

• • • •

Heeft als eindproduct melkzuur dat spiervermoeidheid veroorzaakt.

Is niet afhankelijk van zuurstof.

Gebruikt enkel suikers (KH: glycogeen en glucose) voor afbraak.

Levert voldoende energie om enkele molen ATP te resynthetiseren.

4.6.2.3 Aerobe mechanismen Wanneer zuurstof overvloedig aanwezig is worden in de spier verschillende substraten verbrand (KH, vetten en eiwitten).

Niet enkel spierglycogeen maar ook glucose en vetzuren (via het bloed opgenomen in de spier) worden afgebroken om energie te leveren.

De aerobe systemen grijpen ook plaats in de spiervezel maar niet alleen in het sarcoplasma doch ook in de mitochondriĂŤn.

De reacties van het aerobe systeem kunnen verdeeld worden in drie reeksen: de aerobe glycolyse, de krebscyclus en de ademhalingsketen.

4.6.3 Overzicht van de energielevering

Hoofdstuk 5: Biomechanica van de spier 5.1 Mechanische eigenschappen van de spier 5.1.1 Inleiding Isaac Newton heeft met zijn wetten de basis gelegd voor de mechanica zoals we die nu kennen.

•

Eerste wet van Newton: Traaheidswet

Een lichaam in rust zal in rust blijven als er geen externe krachten op inwerken. Een lichaam in beweging zal in beweging blijven als er geen externe krachten op inwerken. => Er is een kracht nodig om een beweging te starten, te stoppen of van richting te veranderen •

Tweede wet van Newton: Versnellingswet

Een lichaam waarop een kracht inwerkt krijgt een versnelling die rechtevenredig is met de kracht en tevens dezelfde richting heeft.

F = ma •

Derde wet van Newton: De wet van actie-reactie

Wanneer een lichaam A een kracht uitoefent op een lichaam B ondervindt lichaam A een even grote maar tegengestelde kracht van lichaam B ( actie = - reactie) In dit hoofdstuk gaan we dieper in op de interactie tussen de mens in zijn omgeving.

Een belangrijk aspect is de studie van de spierwerking in het intact organisme , m.a.w. hoe functioneren dwarsgestreepte spieren bij het uitvoeren van motorische vaardigheden.

Mechanisch gezien, werken gewrichten als roterende hefboomsystemen. Spieren leveren een actieve bijdrage in dit krachtenspel. De spierkracht kan ontbonden worden in een rotatiecomponent, verantwoordelijk voor het spierkrachtmoment, en een radiale scharniercomponent die inwerkt op het (de) tussenliggende gewricht(en).

5.1.2 Biomechanische contractiefactoren in de spier 5.1.2.1 Relatie spiervezellengte en maximale ISOMETRISCHE KRACHT Fmax-isometrisch/ sarcomeerlengte.

Wanneer een geïsoleerde sarcomeer geprikkeld wordt, zien we dat de maximale

isometrische kracht het grootst is op de rustlengte (2,0 ) Op dat moment is de overlap tussen de actine en de myosine filamenten optimaal en kunnen er dus veel bindingen worden aangegaan.

Passieve bijdrage van Parallel Elastische Componenten (rustrekkingscurve) De spier bevat een contractiel deel (sarcomeer) en een niet-contractiel deel.

Dit niet-contractiel deel bestaat uit de bloedvaten en de bindweefsellagen rond de spiervezels en rond de spier.

Een geĂŻsoleerde spier wordt tussen 2 punten gefixeerd en elektrisch gestimuleerd, zodat alle spiervezels op het zelfde moment maximaal contrageren. Een van de bevestiginspunten aan de spier wordt gevormd door een krachtopnemer. Bij de mogelijke lengten van de spier wordt steeds isometrisch de maximale kracht gemeten die in de positie wordt opgebracht. Nu wordt naast de contractiele eenheid ook de parallel elastische component in rekening gebracht.

Het collageen bindweefsel beschermt de spier tegen overrekking.

Elke spier heeft zijn eigen kracht-lengte relatie. Al die relaties samen bepalen het resultaat.

De spieren hebben niet noodzakelijk dezelfde lengte, waardoor niet alle betrokken agonisten altijd een even grote bijdrage aan de totale krachtproductie leveren.

5.1.2.2 De relatie contractiesnelheid en contractiekracht De snelheid van contractie van een spier is het grootst als de spier niet uitwedig belast wordt. Naarmate de belasting toeneemt, verminderd de contractiesnelheid van de spier.

In onderstaande tekening zie je de relatie tussen contractiesnelheid en contractiekracht in de kracht-snelheidscurve.

Uit bovenstaande figuur kunnen we afleiden dat:

100% van de krachtcapaciteit kan ontwilleld worden wanneer de contractie isometrisch is.

Bij een concentrische contractie kan de spier nooit haar maximale krachtcapaciteit ontwikkelen.

Bij een excentrische contractie kan de spier meer dan 100% van haar isometrisch maximum ontwikkelen. (zware belasting van de spieren) In de grafiek van de kracht-snelheidscurve kan door een eenvoudige bewerking ook het optimale vermogen van de spier worden afgelezen.

Vermogen of power = Kracht X Snelheid, uitgedrukt in Watt

5.1.2.3 Combinatie van de F/l en de F/v relatie

Vaststellingen: â&#x20AC;˘

Bij een hoge contractiesnelheid speelt de spierlengte weinig rol

•

Bij een lage contractiesnelheid zal de kracht aanzienlijk hoger liggen naarmate de sarcomeerlengte de rustlengte benadert.

5.1.3 Spiervezelschikking en spierarchitectuur Het aantal sarcomeren achter elkaar, dus in seriële schikking, bepaalt de lengte van de spiervezel. Deze lengte verschilt sterk en kan door training beïnvloed worden.

Hoe meer sarcomeren naast elkaar, hoe krachtiger de contractie.

Hoe de vezels geschikt zijn bepaald in sterke mate de contractie eigenschappen van de spier.

Penate architectuur = spiervezelbundels lopen schuin t.o.v. de werklijn van de spier (meestal zo) Parallelvezelige bouw = spiervezels lopen evenwijdig met de werklijn van de spier.

Als we spreken over spieren kunnen we 2 verschillende vormen van doorsneden onderscheiden: • •

Anatomische dwarsdoorsnede : loodrecht op de oorsprong-insertie-as Fysiologische dwarsdoorsnede: doorsnede loodrecht op de vezelrichting

Een grote fysiologische dwarsdoorsnede: krachtige spier met geringe hefboom Een kleine fysiologische dwarsdoorsnede: niet zo krachtig maar een grote hefboom en dus snel.

De diversiteit in spiervezelbouw en spierarchitectuur laat toe dat een beperkt spiervolume optimaal beantwoord aan de funcionele eisen die aan het bewegingsstelsel gesteld worden.

Naast diversiteit merken we ook nog een grote complementariteit op tussen de spieren onderling. Deze complementariteit hebben ze te danken aan hun verschillende bouw en functie.

Voorbeeld:

5.1.4 Spier-pees gedragsmodel van HILL Dit model situeert de (passieve) elastische eigenschappen ten opzichte van de (actieve) contractiele.

CE: Contractiel element SEC: Serie elastische component PEC: parallel elastische component Drie types van spier-peescomplexen: 1. Spieren met relatief lange spiervezels en met korte pezen. Deze zijn meestal aan de proximale zijde van een lidmaat gelegen en hebben een vrij groot volume.

2. Spier-peescomplexen met lange en in verhouding vrij dikke pezen. Het spiervolume ligt vrij proximaal t.o.v. de gewrichten waar de spier op inwerkt via de lange pezen. De gewrichtspositie en beweging kan hier vrij snel en precies gecontroleerd worden. (handmotoriek)

3. Spier-peescomplex met relatief korte spiervezels en lange, vrij dunne pezen.

Bij krachtige contacties van de spieren treedt er een aanzienlijke rek op van de pezen.

Functie van de PEC en de SEC: • •

•

Passieve rek van de SEC behoedt de CE en PEC voor overrekking tijdens excentrische bewegingen.

Door lengtetoename van de SEC, kan de CE langer in de omgeving van de rustlengte blijven en aan een lagere snelheid werken, hetgeen de contractiekracht en de efficiëntie van de spiercontractie ten goede komt.

In een excentrisch-concentrisch contractiepatroon, zoals voorkomt bij locomotie, kan er elastische energie opgeslagen worden in de pees die tijdens de concentrische fase op passieve wijze terug vrijkomt.

5.1.5 Netto gewrichtsmoment Elke beweging van het lichaam werkt als een hefboomsysteem en is dus een rotatie.

Om een rotatie te kunnen veroorzaken mag de kracht niet ingrijpen op het scharnierpunt, maar altijd op een afstand van het scharnierpunt.

We spreken hier over een moment of een draaimoment.

Formule: Moment = Kracht x momentarm M=Fxd Om het spierkrachtmoment te bereken maken we gebruik van de loodrechte momentarm. Dit is de afstand die loodrecht op de vector van de spierkracht staat en door het gewricht loopt.

M=Fxd

5.1.6 De relatie tussen gewrichtsbeweging, spierlengteverandering en de (eventuele) wijziging in de lengte van de momentsarm van spieren t.o.v. een gewricht

Het draaimoment wordt groter als de momentarm toeneemt.

Ook wordt het draaimoment beïnvloed door spierkracht en de spierkracht wordt beïnvloed door de lengteverandering.

DUS: • • •

Niet enkel de momentsarm bepaalt de kracht, ook de lengte van de spier De combinatie van lengteverandering en de momentarm bepalen van de kracht Rond de 90° is het buigend moment in de elleboog het grootst (de combinatie van de momentarm en de spierlengte is optimaal)

5.1.7 Netto of resulterend gewrichtsmoment In het NETTO GEWRICHTSMOMENT komt het rotatie-effect van alle synergisch werkende agonisten tot uiting. + aangevuld met niet-musculaire factoren - antagonistische spierwerking in het geval van co-contractie met de agonisten M gewricht = M agonisten - M antagonisten

5.2 Evaluatie van spierkracht a.d.h.v. maximale nettogewrichtsmomentscurves 5.2.1 Inleiding

In sportwetenschappen neemt men zijn toevlucht tot INDIRECTE metingen van de geleverde "spier"kracht.

Dit impliceert het gebruik van externe meetbare variabelen.

Wanneer men ĂŠĂŠn bepaald gewricht tracht te strekken of te buigen tegen een externe weerstand, dan is de grootte van deze weerstand een maat voor de kracht die geproduceerd wordt door alle contraherende spiergroepen samen, ook wel de synergisch werkende agonisten genoemd.

"KRACHTMOMENT" = momentsarm x kracht Dergelijk krachtmoment is het resultaat van de contractiekracht geleverd door alle betrokken agonisten en wordt daarom het netto of resulterend gewrichtsmoment genoemd.

5.2.2 Isometrische maximale krachtmomentcurven 5.2.2.1 Definitie en meetprincipe Voor een bepaalde bewegingsrichting rond een bepaalde gewrichtsas wordt een krachtmomentcurve bekomen door het maximale statische gemeten krachtmoment uit te zetten voor verscheidene hoekstanden van dit gewricht.

De gewrichtshoek wordt bij voorkeur gemeten als ingesloten gewrichtshoek.

5.2.2.2 Resultaten Voor verschillende gewrichten hebben de isometrische maximale krachtmomentcurves een algemeen verloop.

5.2.2.3 Factoren die de vorm van de maximale krachtmomentcurve bepalen Biomechanisch-fysiologische factoren: 1.

2.

3.

4.

5.

Kracht/lengte relatie Werklijn en momentsarm Betrokken agonisten Cocontractie antagonisten Bijdrage van passieve anatomische elementen

5.2.3 Interpretatie van maximale krachtmomentcurves a) Voor fundamenteel wetenschappelijke doeleinden => spierwerking verklaren, zoals de relatie tussen kracht en contractiesnelheid b) Als evaluatiemiddel: Opgelet: Grote variatie • • • •

Effect van training Situeren van inividu t.o.v. populatie Situeren van een groep t.o.v. populatie Klinische interpretatie

•

Probleem: relatie met groot-motorische bewegingsvormen

c) Bij ontwikkeling krachtapparatuur: • • •

Variëren van de externe weerstand i.f.v. normale maximale krachtmomentscurve Oefenkeuze bij geïsoleerde trainingen van spieren Probleem: Relatie met groot-motorische bewegingsvormen

5.3 Mechanische eigenschappen van de spier bij grootmotorische bewegingen In vorige hoofdstukken werden de mechanische eigenschappen besproken waarbij er werd gekeken naar geïsoleerde situaties waarbij we ons vaak op één gewricht of één spier beperken.

Veel bewegingen zijn echter heel complex waarbij verschillende segmenten betrokken zijn.

Indien dit het geval is spreken we van een kinematische keten.

We bespreken 3situatie waarbij verschillende segmenten elkaar beïnvloeden.

5.3.1 Fietsen Bij de fietsbeweging zien we een complexe interactie tussen verschillende krachten en verschillende spieren die over verschillende gewrichten lopen.

Omdat de fietser op het pedaal duwt, duwt het pedaal met een even grote, tegengestelde kracht terug. (actie-reactie wet van Newton) Doel: een zo groot mogelijk draaimoment creëren op de pedalen.

Door op de pedaal te duwen krijgen we een pedaalreactiekracht die even groot is maar tegengesteld van zin is aan de kracht die wij op de pedaal uitoefenen.

Je moet in het eerste kwadrant dus schuin naar voor duwen. In het tweede kwadrant moet je lichtjes achterwaarts duwen.

5.3.2 De rek-verkortingscyclus De excentrische voorspanning van de spieren is bijzonder belangrijk voor het bekomen van krachtige en snelle concentrische spiercontracties. Dit fenomeen heet de rekverkortingscyclus.

Bij iedere explosieve beweging worden de agonisten voorgespannen, dus excentrisch uitgerekt, alvorens te verkorten. Vandaar ook de naar rek-verkortingscyclus.

Dit kan gebeuren door een duidelijk zichtbare uithaalbeweging.

De voorspanning kan ook ingebed zijn in de intermusculaire coĂśrdinatie. Inertie van een distaal ledemaat kan een proximaal gelegen spier voorspannen. Dit is het katapulteffect.

Zo start de rotatie bij werpen vanuit de romp. De arm blijft aanvankelijk achter door inertie waardoor ondermeer de interne rotatoren van de schouder voorgespannen worden. Door de proximo-distale sequentie van gewrichtsstrekking worden distaal gelegen spierpeescomplexen voorgespannen.

In een reĂŤle situatie krijgt men vaak de combinatie van beide voorgaande werkwijzen, waardoor contracties nog sneller en nog explosiever zijn.

Voorbeelden: Lopen, fietsen, sprongen in reeks, wreefshot in voetbal

5.3.2.1 Verklaringen voor de krachtwinst

1. Door een voorspanning in te schakelen krijgen de agonisten de tijd om de contractiekracht op te bouwen tot een maximum vooraleer de eigenlijke beweging gestart is. De arbeidsweg wordt verlengd. Daardoor kan de contractiekracht van bij aanvang van de concentrische fase op een hoog niveau liggen. De impuls zal dus vergroten.

2. Cavagna toonde aan dat geĂŻsoleerde spiervezels in vitro een hogere concentrische contractiekracht generen na een excentrische voorbelasting.

Deze verhoogde contractiliteit van de spiervezels zelf duidt op een rechtsverschuiving van de kracht-snelheidsrelatie, het zgn. Cavagna effect.

3. Op het spiermechanisch vlak spelen twee effecten.

Krachtproductie door de contractiele elementen wordt gemoduleerd door contractiele elementen over de serieel elastische component. Door de passieve lengtewijziging van het SEC kan de CC op een meer optimale lengte werken (Dichter bij de rustlengte) en kan de verkortingssnelheid relatief kleiner blijven ( grotere krachtproductie).

Anderzijds kan er tijdens een voorspanning elastische energie opgeslagen worden in de SEC, d.i. vooral ter hoogte van de pezen. De energie wordt tijdens de erop volgende concentrische fase terug vrijgesteld. Voorwaarde is wel dat er geen onderbreking is tussen de excentrische en de concentrische fase.

4. Een voorafgaande uitrekking kan via de lengtegevoelige receptoren in de spierspoeltjes een spinale reflex uitlokken waardoor de alfa-motoneuronen extra geprikkeld worden wat op zijn beurt leidt tot een krachtigere contractie.

Voorbeeld: Hoogtesprong uit stand

5.3.2.2 Belang van de rek-verkortingscyclus in de sport en de LO. In de sportpraktijk is het (her)kennen van de voorspanning enorm belangrijk.

• •

•

De uithaalbeweging maakt deel uit van de beweging en moet gerespecteerd en aangeleerd worden in methodische opbouw.

Soms is de uithaalbeweging niet gewenst omdat het de hoofdbeweging verraadt, anderzijds kunnen schijnuithaalbewegingen de tegenspeler uit evenwicht brengen.

Let op: een excentrische voorbelasting kan gepaard gaan met zeer hoge contractiekrachten, bv. Bij ballistische bewegingen of dieptesprongen, wat overbelastingskwetsuren van het spier-pees-bot systeem kan veroorzaken. Bij kinderen is vooral het beenderstelsel nog niet opgewassen tegen dergelijke belasting.

5.3.3 Overzetting van bewegingen (het dorsvlegeleffect) Bij snelle bewegingen in een op kinematische keten kan er een passieve dynamische koppeling zijn tussen segmenten. Er is een overdracht van het proximale naar het distale segment.

Dit is het geval bij werp-, slag- en trapbewegingen. Hier wordt een zweepslag of dorsvlegel beweging uitgevoerd. Naarmate de beweging verder vordert in de tijd zal de rotatie-as zich verplaatsen naar het segment dat de hoogste snelheid moet krijgen.

Wanneer het totale systeem rond as-1 draait, heeft het een angulair moment.

Wanneer het proximale segment blokkeert, zal het distale segment onder invloed van de traagheid verder bewegen rond as-2. Het totale angulair moment blijft behouden maar de traagheid (l) verkleint zeer sterk. De hoeksnelheid zal dan evenredig met de afname van de traagheid, toenemen.

Hoofdstuk 6: Kracht 6.1 Basisprincipes van de training 6.1.1 Inleiding In dit hoofdstuk: • •

Het overload principe (de belasting) Het principe van specificiteit

6.1.2 Het overload principe De belasting moet voldoende hoog zijn om fysiologische aanpassing uit te lokken. Om dit makkelijker te kunnen doen maken we gebruik van het FITT- principe.

Frequentie: aantal herhalingen, reeksen, trainingen, ...

Intensiteit: werkintensiteit, rustintensiteit.

Tijd: werktijd, rusttijd, duur van 1 training, ...

Type: zie "principe van specificiteit".

6.1.2.1 Frequentie Deze component duidt aan hoeveel keer je iets doet, we krijgen ook een beeld over de omvang of het volume.

6.1.2.2 Intensiteit 2 niveaus: werk- en rustintensiteit • • •

Bij krachttraining: uitgedrukt in percentage van de maximale kracht Bij uithoudingstraining: parameters als snelheid, hartfrequentie, procent van bepaald prestatie of geleverd vermogen Bij snelheidstraining: parameters als procent van maximale snelheid, kwaliteit van de uitvoering of frequentie (bv. Aantal omwentelingen/minuut)

De intensiteit moet voldoende hoog zijn om trainingseffect te krijgen, dit is afhankelijk van individu tot individu.

Bij krachttraining wordt veel gebruik gemaakt van 1RM (one repetition maximum) (last die men 1 keer kan verplaatsen over het volledige bewegingsbereik).

Het bepalen van de 1RM is niet altijd wenselijk en niet zonder risico (bv. Revalidatietraining) De rustintensiteit of recuperatie-intensiteit slaat op de pauze tussen 2 herhalingen of reeksen. De intensiteit wordt bepaald door: • • •

Intensiteit van voorgaande inspanning Niveau atleet Aard recuperatie

Verschillende manieren van recupereren: • • •

Actief: sporter blijft bewegen, spreekt zelfde spiergroep aan maar aan veel lagere intensiteit Passief: volledige rust Alternerend: sporter blijft bewegen maar spreekt andere spiergroep aan.

6.1.2.3 Tijd Duur van de training of recuperatie.

Volledige recuperatie:

•

•

Trainen van: o Coördinatie of techniek o Maximale kracht o Maximale snelheid of explosiviteit Wedstrijden

Onvolledige recuperatie: •

Trainen van: o Algemeen en specifiek uithoudingsvermogen o Snelheids-, kracht- en anaërobe lactische uithouding (wilskracht)

6.1.3 Specificiteit Specificiteit zegt dat duurlooptraining niet veel effect zal hebben bij krachttraining, terwijl training met gewichten dat wel zal hebben. Het gaat zelfs verder: het aërobe energiesysteem van een zwemmer moet getraind worden door te zwemmen, dat van een loper door te lopen.

Soms wordt er van cross-training gebruik gemaakt. Fietsers kunnen bv. ook baat hebben bij een looptraining.

De aanpassing van het lichaam aan een bepaalde prikkel zijn dus zeer specifiek.

Keuze van oefenvorm is dus belangrijk. Er bestaan 3 types oefenvormen: • • •

Algemene oefenvorm Specifieke oefenvorm Wedstrijd oefenvorm

Algemene oefenvorm: bewegingsvormen die niet overeenkomen met de specifieke sportbeweging. Redenen: • • • •

Algemene basisconditie verbeteren Tegen eenzijdigheid Voorbereiding op specifieke training Als alternerende recuperatie

Specifieke oefenvormen: doel om lichaam specifiek te gaan belasten zodat er specifieke aanpassingen plaatsvinden.

Wedstrijd oefenvormen: aangeleerde technieken en getrainde fysieke eigenschappen in wedstrijdsituatie toepassen.

Het rendement van de training is afhankelijk van de gekozen oefenvorm en de dosering van de belasting. Hierbij spelen de FITT-componenten een belangrijke rol.

6.2 Soorten kracht 6.2.1 Inleiding Om fysieke kwaliteiten te ordenen wordt gebruikt gemaakt van de fysieke basiseigenschappen • • • • •

Kracht Lenigheid Uithouding Snelheid Coördinatie

De training van de basiseigenschappen moet bewust gebeuren. Zo zijn kracht, snelheid en uithouding in vele gevallen de belangrijkste.

6.2.2 Sportspecifieke combinaties van kracht, snelheid en uithouding Afhankelijk van waar je doel zich situeert binnen de kracht-snelheid-uithouding driehoek, zijn er andere "krachtvormen" nodig:

We richten ons in deze cursus enkel op de kracht-snelheid en kracht-uithouding.

Krachtsnelheidscurve geeft 3 contractievormen weer: • • •

Concentrische contractie Isometrische contractie Excentrische contractie

isotone contracties: contracties waarbij weerstand of last constant blijft isokinetische contracties: contracties waarbij snelheid constant blijft.

Wanneer excentrische en concentrische contracties elkaar opvolgen spreken we van elastische kracht zoals die tot uiting komt in de rekverkortingscyclus.

6.2.2.1 Maximale kracht Maximale kracht is de hoogste kracht die de spier kan ontwikkelen bij een willekeurig contractie.

Maximale statische kracht = bij isometrische contracties

Maximale dynamische kracht = bij contracties die beweging veroorzaken Maximale kracht wordt bepaald door: โ ข

Spieroppervlakte, spiervezeltype, bouw van de spier, lengte van de spier, snelheid van de contractie, coรถrdinatie, voorspanning

Absolute kracht = kracht die effectief wordt geproduceerd Relatieve kracht = krachtproductie uitgedrukt in verhouding tot het lichaamsgewicht

6.2.2.2 Explosieve kracht en snelkracht Snelkracht en explosieve kracht zijn eigenschappen van het spier-zenuwsysteem om weerstand met de hoogst mogelijke contractiesnelheid te overwinnen.

Deze kracht wordt ook vaak vermogen of power genoemd.

Kracht relatief hoger dan snelheid = explosieve kracht Snelheid relatief hoger dan kracht = snelkracht Het maximale vermogen wordt bereikt bij 1/3 van de maximale kracht.

Men kan ook de krachtproductie in de tijd uitschrijven, dan spreken we van rate of force development (RED).

De snelkracht en explosieve kracht worden bepaald door de spieroppervlakte, de spiervezelsamenstelling, de prikkelfrequentie en de snelheid waarmee de spiervezels worden geactiveerd.

6.2.2.3 Krachtuithouding Krachtuithouding is de eigenschap om een krachtinspanning zo lang mogelijk vol te houden of een zo groot mogelijk aantal herhalingen uit te voeren.

6.3 Hoe reageert de spier op krachttraining 6.3.1 Hypertrofie Hypertrofie = de massa en doorsnede van de spier wordt groter als gevolg van een verdikking van de spiervezels.

Van de 2 typen vezels (type I (trage) en type II (snelle)) zijn het vooral de type II vezels die verdikken.

Er kan ook hyperplasie plaatsvinden, dit is de toename van het aantal spiervezels. Komt alleen voor bij zeer intensieve krachttraining.

Hypertrofie vindt plaats door het herhaald afwisselen van beschadiging en herstel activeert de eiwitsynthese waardoor nieuwe spiervezels ontstaan.

Er zijn 2 vormen van hypertrofie: •

•

Tijdelijke hypertrofie of schijnhypertrofie: duurt maar een paar uur. Dit is het pomp-effect die men krijgt door de ophoping van vocht. Na een tijd keert het vocht terug naar de bloedbaan en verdwijnt dit effect.

Chronische of constante hypertrofie: gevolg van structurele verandering op niveau van spiervezels.

6.3.2 Neuromasculaire coördinatie Een belangrijke verklaring is onder andere ook te vinden in de neurale component.

Krachttraining kan verandering teweeg brengen in de verbindingen tussen neuronen.

Hierdoor kunnen motorische eenheden meer synchroon werken.

Ook is de coactivatie van agonisten en antagonisten een factor die de kracht doet toenemen.

Krachtwinst is in de eerste 8 tot 10 weken voor het gevolg van verbeterde neuromasculaire innervatie, hypertrofie draagt zijn steentje bij vanaf die 8 tot 10 weken.

6.4 Trainen van kracht 5 verschillende trainingsdoelen: • • • • •

Maximale kracht Snelkracht Krachtuithouding Basiskracht Spierhypertrofie

6.4.1 Maximale kracht 3 verschillende methoden om maximale kracht te verhogen: • • •

Isotonische methode Isometrische methode Isokinetische methode

6.4.1.1 Istonische of dynamische methode Bij deze contracties hebben we een dynamisch bewegingsverloop waarbij de last of belasting over de volledige amplitude van de beweging constant blijft. Meestal wordt er met concentrische contracties gewerkt, bij topsporters worden er ook wel excentrische contracties gebruikt.

FITT-componenten bij isotone maximale krachttraining (zie fig.)

Verschillende dynamische manieren voor krachttraining: • • •

Piramidesysteem: de intensiteit wordt geleidelijk groter en het aantal herhalingen neemt af.

Herhalingsmethode: constante herhalingen. Klein aantal herhalingen voor meerdere reeksen.

Contrastmethode: gebruik van afwisselend sterk uiteenlopende belastingen.

Deze methode vooral handig als mens ziet dat de maximale kracht niet meer toeneemt.

6.4.1.2 Isometrische methode Meestal slechts als aanvullend toegepast. Hierbij is de intensiteit nagenoeg maximaal.

6.4.1.3 Isokinetische methode Bij deze methode is de snelheid nagenoeg over de hele beweging constant, hierbij wordt de externe belasting verandert. De snelheid verandert hier van traag tot maximaal.

6.4.2 Snelkracht en explosieve kracht Hier moeten trainingsmodaliteiten gekozen worden die de RFD curve naar links doen opschuiven (zie fig).

Door explosieve krachttrainig en snelkrachttraining wordt het zenuwstelsel getraind. De frequentie waarin moto units worden aangevuurd, wordt verhoogd en de neuromusculaire coördinatie verbeterd.

2 verschillende manier om deze krachtvormen te trainen • •

Isotone methode Plyometrie

6.4.2.1 Isotone methode Zo snel en krachtig mogelijk over de hele amplitude een gewicht verplaatsen. De intensiteit moet hier iets lager liggen.

Bij cyclische sporten ligt de intensiteit tussen de 50% en 60%. Bij acyclische sporten ligt die tussen 50% en 80%.

Het is vooral belangrijk hoe snel die beweging wordt uitgevoerd en niet hoe veel keer. Ook is het belangrijk dat de uitvoering correct verloopt.

6.4.2.2 Plyometrie Sprongtraining. Hierbij gezocht naar oefeningen waar de rek-verkortingscyclus (zie hoofdstuk 5) wordt aangesproken. Door plyometrie zou dit proces nog verbeterd worden. Door plyometrie verschuift de RFD curve naar links.

5 categorieën: • • • •

Sprongen ter plaatse.

Sprongen uit stand.

Meervoudige huppen en sprongen.

Dieptesprongen.

•

Box drills (combinatie van meervoudige sprongen en dieptesprongen.

Streef er bij elke sprong naar om een kort grondcontact te maken en om de voeten vlak op de grond te plaatsen. De armen ondersteunen de sprong.

6.4.3 Krachtuithouding 4 vormen van krachtuithouding: • • • •

Poweruithouding Krachtuithouding van korte duur Krachtuithouding van lange duur Krachtuithouding van middellange duur

6.4.3.1 Power uithouding De sporter moet gedurende langere tijd explosieve contracties kunnen ontwikkelen. Het is belangrijk dat er met relatief zware lasten wordt gewerkt maar dat de uitvoeringssnelheid maximaal snel is.

6.4.3.2 rachtuithouding van korte duur Tussen 30 seconden en 2 minuten.

Hierbij hebben we te maken met anaërobe energielevering, er wordt dus veel lactaat geproduceerd. Vandaar de naam anaërobe krachtuithouding genoemd.

Minder snel vermoeid raken zodat ze langer tegen de vermoeidheid kunnen ingaan.

6.4.3.3 Krachtuithouding van middellange duur en van lange duur Langer dan 2 minuten en hier hebben we te maken met aërobe energielevering.

Tussen de 2 en 10 minuten spreken we van middellange duur en ligt de belasting tussen 40% en 50% (weinig rust). Meer dan 10 minuten is lange duur en ligt de belasting tussen 30% en 40% (non stop).

6.4.4 Basiskracht Kracht die nodig is om een goeie conditie te bezitten. Hoofddoel is het fitheidniveau van de sporter.

6.4.5 Hypertrofie Hier is het doel om de spiermassa te vergroten. Het wordt dan ook de methode van bodybuilding genoemd.

Er wordt met submaximale belastingen gewerkt waarbij de atleet de spieren tot uitputting belast. Een maximaal aantal herhalingen wordt nagestreefd

6.4.6 Samenvattend

6.5 Circuittraining 6.5.1 Begripsbepaling Circuittraining is een trainingstype dat gebruik maakt van een 'parcours' dat uit verschillende postjes bestaat.

6.5.2 Doeleinden 6.5.2.1 Conditiecircuit Accent ligt vooral op kracht, snelheid of uithouding of op de tussenvormen.

4 grote vormen: • • • •

Gewichtheffen Intensieve intervaltraining Extensieve intervaltraining Uithoudingstraining

Deze vorm heeft minder effect op het cardiovasculair systeem dan andere meer specifieke uithoudingstrainingen. Conditiecircuits op school zijn ook aangepast aan het niveau!

6.5.2.2 Methodische en didactische richtlijnen • •

Gedurende een aantal weken 1 circuit proberen afwerken Belasting verhogen door het aantal rondgangen op te drijven

• • •

Met dwangsituaties werken Wissel af van spiergroepen Rekening houden met rust- en werktijden

6.5.2.3 Techniekcircuit Kwaliteit van de bewegingsvaardigheden worden bepaald door het functioneren van de neuromotoriek. Het trainen hiervan gebeurd met functionele oefeningen.

Coördinatie en behendigheid komen meestal tot uiting in de technische vaardigheden.

Lenigheid heeft een invloed op conditionele eigenschappen en daarom raden we aan die in de opwarming en/of coolingdown op te nemen.

In deze circuits wordt gewerkt aan gekende bewegingsvaardigheden!

6.6 Krachttraining bij kinderen 6.6.1 Trainingsfasen Trainen van jongeren doorloopt een aantal fasen.

Vertrekpunt = leeftijd waarop doelbewust gestart wordt met training Eindpunt = Leeftijd waarop het hoogste prestatieniveau wordt bereikt. (lichamelijke, technische en psychische eigenschappen optimaal ) De aard en de ontwikkeling van deze eigenschappen zijn afhankelijk van: de beoefende sport, leeftijdsgebonden en afhankelijk van de sport keuze.

Men kan jeugdtraining opsplitsen in drie trainingsfasen: 1. De eerste trainingsfase: het streven naar veelzijdige psychomotorische basisontwikkeling.

Coördinatie en behendigheid staan centraal.

Deze fase is belangrijk omdat met de basis legt voor de verdere ontwikkeling.

2. De tweede trainingsfase: de start met de sportspecifieke specialisatie.

- Verder aanleren en vervolmalen van de technische vaardigheid - Starten van de wedstrijdtraining 3. De derde trainingsfase: het optimaliseren en het maximaliseren van specifieke trainingsvormen.

- Systematisch ontwikkelen van de prestatiebepalende technische en fysieke basiseigenschappen.

- Sterk toenemen van de trainingsomvang en intensiteit - Regelmatig deelnemen aan wedstrijden en het ontwikkelen van wedstrijdprestatievermogen.

De doelstellingen en de inhoud van elke fase wordt bepaald door het ontwikkelingsproces, eigen aan elke sport.

Partiële doelen per trainingsfase: Eerste trainingsfase: veelzijdige psychomotorische basisopleiding Partiële doelen: 1. Op speelse wijze aanleren van allerlei soorten bewegingen en het opdoen van motorische ervaringen voor zeer verschillende vormen van sport.

2. In contact brengen met grove vormen van de basistechnieken van de sporttak.

Tweede trainingsfase: begin van de sportspecifieke specialisering Partiële doelen: 1. Technieken van de specifieke tak van sport aanleren 2. Aanleren van bewegingen van aanverwante takken van sport 3. Gebruik maken van speciale oefenvormen voor het ontwikkelen van die eigenschappen noodzakelijk om te techniek te verbeteren.

4. Start van het deelnemen aan wedstrijden Derde trainingsfase: Intensivering van de specifieke training Partiële doelen: 1. Consequente ontwikkeling van de motorische basiseigenschappen 2. Stabilisering van de technieken 3. Toename van de trainingsbelastingen 4. Regelmatig deelnemen aan wedstrijden.

6.6.2 Ontwikkelingsmodellen Ontwikkelingsmodellen gaan uit van algemene kenmerken binnen een bepaalde leeftijdsgroep. Uiteraard heeft een dergelijk model zijn beperkingen. Het houdt geen rekening met individuele verschillen, vereenvoudigt en reduceert de problemen,...

Een trainingsmodel moet een ondersteunende functie hebben.

Indien bepaalde eigenschappen snel ontwikkelen, moet de treining zicht richten op het intensief oefenen van die eigenschappen.

Bij een vertraagde ontwikkeling moet men vooral stabiliserend werken.

De periode van 7 tot 12 jaar wordt de "gouden leeftijd" genoemd aangezien dit het ideale moment is om motorische basisvaardigheden aan te leren. Ook snelheid en bewegingsfrequentie moeten in de lagere school worden ontwikkeld.

Kracht en uithouding zijn vooral vanaf 12 tot 14 jaar gevoelig voor trainingsprikkels.

6.6.3 Groei en rijping

Groei = toename van de afmetingen van het lichaam, waarbij een zeer grote variatie kan zijn met betrekking tot het eindpunt Rijping of maturatie = het tempo en het tijdstip van de progressie naar de volwassenheid. Dit zijn de biologische verandering tijdens de evolutie naar de volwassenheid Ontwikkeling = breder concept dat zowel het sociaal-psychologisch als het biologisch aspect omvat.

Als basis voor de groeiontwikkeling refereert men voor elke leeftijd naar de gemiddelde waarde en de spreiding voor jongens en meisjes. De groeiontwikkeling heeft geen gelijkmatig verloop.

Belangrijk is de fase van de groeispurt die samenvalt met de puberteit.

Uiteraard zijn er belangrijke individuele verschillen. Zo spreekt men van versnelde, normale of vertraagde groei.

EĂŠn van de meest geschikte parameters om de rijping van een jongere te evalueren is het bepalen van de botleeftijd.

Vermits bij wedstrijdsporten, bij het samenstellen van leeftijdsgroepen, enkel rekening wordt gehouden met de kalenderleeftijd zullen de groei en de rijping het prestatieniveau sterk beĂŻnvloeden.

6.6.4 Fysiologische achtergrond De absolute kracht wordt bepaald door de spiermassa. Tijdens de groei neemt deze toe.

De kracht zal vooral vanaf de puberteit in sterke mate toenemen en bij de jongens veel meer dan bij de meisjes. De kracht is immers afhankelijk van de productie van het mannelijk geslachtshormoon.

6.6.4.1 Waarom krachttraining bij kinderen Kracht is een belangrijke eigenschap. Niet alleen voor sportspecifieke situaties, maar ook voor gezondheidsdoeleinden.

Zo is een voldoende krachtniveau van de rompspieren noodzakelijk om een correcte lichaamshouding te kunnen handhaven.

Er is voldoende kracht nodig om de dagelijkse activiteiten efficiënt te kunnen uitvoeren.

Een te laag krachtniveau kan leiden tot kwetsuren.

Krachttraining zorgt voor een gedoseerde drukbelasting op het skelet en dit zorgt voor een gezonde groei en de ontwikkeling van de skelet wordt gestimuleerd.

Samenvattend: Gunstige effecten: • •

•

Verbetering van de motorische vaardigheden en sportprestatie Daling van het aantal ernstige kwetsuren o Versterken van pezen en ligamenten o Verbeteren van spierevenwicht rondom de gewrichten Gezondheidsbevorderende effecten o Stijging van de botdensiteit

6.6.4.2 Risico's bij krachttraining bij kinderen.

Gevaar voor kwetsuren bij kinderen in volle groei situeert zich vooral ter hoogte van de groeischijven met mogelijke schade aan de groeiplaten en tijdelijke groeistop tot gevolg.

De voornaamste oorzaken zijn een acute val of klap tegen het lichaam, maar ook overbelasting kan een oorzaak zijn.

Storingen in de functie van de beenderkernen kunnen aanleiding geven tot verandering in de groeisnelheid.

De beenderen van kinderen zijn elastischer vanwege de geringe kalkconcentratie met als gevolg een gereduceerde belastbaarheid. Spierhypertrofie kan hier resulteren in een eenzijdige overbelasting van het skelet en op deze manier kan ook dit de groeiontwikkeling storen.

Het gevaar voor kwetsuren tijdens krachttraining zal vooral toenemen wanneer er onvoldoende begeleiding of supervisie is, wanneer men gebruik maakt van niet-aangepaste apparatuur.

6.6.5 Richtlijnen voor krachttraining Krachttraining tijdens de lagere schoolleeftijd moet vooral het accent leggen op de versterking van de houdingsspieren. Belangrijk is zeker een verbeterde coördinatie. Men werkt vooral met eigen lichaamsgewicht of lichte supplementaire belastingen om versterking van de belangrijkste spiergroepen te bekomen. Hier gebruiken we vooral Multi-articulaire bewegingen.

Tijdens de puberteit en zeker in de eerste puberale fase (groeispurt) moet men rekening houden met een verminderde belastbaarheid van de wervelzuil. In de tweede puberale fase (adolescentie) wordt het spierstelsel veel gevoeliger voor krachttoename door de grotere productie van mannelijke geslachtshormonen.

Enkele richtlijnen van Vrijens: 1. Om in de sport het hoogste niveau te bereiken, is het noodzakelijk dat de kracht vroeg en doelgericht wordt getraind. Men moet uiteraard rekening houden met de leeftijdskenmerken.

Kracht is noodzakelijk om techniek aan te leren en kinderen moeten voldoende kracht hebben om een beweging perfect te kunnen uitvoeren.

2. Bij kinderen primeert een veelzijdige krachtontwikkeling. Bij adolescenten dient men vooral te letten op de juiste verhouding van de algemene en specifieke oefenmethode.

Vanaf de lagere school tot de puberteit legt men de nadruk op veelzijdigheid met bijzondere aandacht voor de zwakke schakels zoals de houdingsspieren en de armspieren. (steunoefeningen, hangoefeningen, duw-en trekkampen, touwklimmen,...)

Het is pas vanaf 14 jaar dat men, naast functionele kracht ( eigen lichaamsgewicht) ook met krachttraining kan starten.

Vooraleer ze met krachttraining starten moeten deze 14-15 jarigen eerst in het basisprogramma de verschillende spiergroepen voldoende versterken.

Bij gebruik van gewichten of toestellen gaat de voorkeur naar een lichte tot middelmatige belasting met een betrekkelijk groot aantal herhalingen en 2 tot 3 reeksen. Volledig herstel tussen de reeksen is noodzakelijk.

Krachtuithouding oefent men best met behulp van circuittraining (8 tot 12 oefeningen). Als belasting gebruikt men het eigen gewicht of lichte supplementaire last.

3. Alle oefeningen moeten technisch perfect uitgevoerd worden.

Techniek is zeer belangrijk. Bij een slechte technische uitvoering zullen het houdings- en bewegingstelsel zwaarder en verkeerd belasten.

Uitvoerings- en trainingsrichtlijnen moeten correct en duidelijk meegedeeld worden.

Het is belangrijk om dus eerst een correcte techniek aan te leren.

4. Elke krachttraining moet door een goede opwarming worden voorafgegaan.

Bovendien moet men krachtoefeningen systematisch afwisselen met lenigheidsoefeningen.

5. Krachttraining bij kinderen en adolescenten is belangrijk voor de preventie van houdingsafwijkingen.

Hoofdstuk 7: Snelheid 7.1 Prestatiebepalende factoren 7.1.1 Spiervezelsamenstelling â&#x20AC;˘ â&#x20AC;˘

Skeletspieren zijn samengesteld uit verschillende types spiervezels.

De verhouding tussen de types is genetisch vastgelegd.

Bijvoorbeeld: Fasttwitch vezels zijn geschikt voor korte, maximale inspanningen. => Hoe meer Fasttwitch vezels, hoe sneller en hoe explosiever de atleet zal zijn. â&#x20AC;˘

De spiervezelsamenstelling kan bepaald worden via een biopsie van de spier.

7.1.2 Voorraad energiebronnen Maximale inspanningen worden gekenmerkt door een anaerobe energielevering.

In het begin wordt deze energie geleverd door: De fosfaatpool of door het lactisch anaeroob systeem.

Vervolgens wordt deze energie geleverd door melkzuurproductie.

Aangezien deze energiebron zorgt voor spiervermoeidheid is het belangrijk om het gebruik van deze energiebron zoveel mogelijk uit te stellen.

Hoe meer energievoorraad in de spier aanwezig is, hoe intenser en/of hoe langer een inspanning kan volgehouden worden. M.a.w. hoe hoger de snelheid zal zijn en hoe langer deze zal kunnen volgehouden worden.

Bij sommige sportspelen zal ook het anaeroob lactisch uithpudingsvermogen aangesproken worden.

Deze atleten moeten hun lichaam trainen tegen verzuring.

Dit gebeurt door intensieve intervaltrainingen => intensieve inspanningen met onvolledige pauzes.

7.1.3 Spierkracht Kracht nodig bij snelheid wil zeggen dat bepaalde bewegingen te kunnen uitvoeren met de grootst mogelijke snelheid.

We verwijzen hier nog eens terug naar hoofdstuk 5 waar de verschillende vormen van kracht worden besproken.

Snelkracht en explosieve kracht zijn eigenschappen van het spier-zenuwsysteem om weerstanden met de hoogst mogelijke concentratiesnelheid te overwinnen.

Beide spelen een belangrijke rol bij heel veel sporten.

Snelkracht is de bepalende factor: •

•

bij a-cyclische snelheid als een afzonderlijke actie zo snel mogelijk moet worden uitgevoerd.

Bijvoorbeeld werpen, slaan, stoten,... alsook bij relatief korte sprintacties Bijvoorbeeld spurt bij lopen, fietsen, zwemmen.

Explosieve kracht zal nodig zijn voor • • • •

het versnellingsvermogen. wanneer je moet springen. wanneer je werkt met je eigen lichaamsgewicht. bij kogelstoten of gewichtheffen.

De Rate of Force Developpement (RFD)curve (of kracht-tijd curve) heeft voor iedereen eenzelfde verloop en zegt iets over de snelheid waarmee de kracht ontwikkeld wordt. (Foto RFD curve!)

Het vermogen of power (P = F X v) zal hoger zijn wanneer een kracht met een hogere snelheid kan toegepast worden.

Het maximaal vermogen wordt bekomen bij een belasting van 1/3 van de maximale kracht.

7.1.3.1 Wat is de invloed van training?

De training zal de kracht als de snelheid doen toenemen.

•

•

Wanneer we gaan trainen in het gebied van de grotere krachtcomponent zal men voor een vaste, hoge belasting een grotere snelheid kunnen ontwikkelen of op eenzelfde snelheid een grotere last kunnen verplaatsen.

Wanneer we gaan trainen in het gebied met een lagere krachtcomponent ligt de nadruk op de bewegingssnelheid.

Voor kleinere lasten zal men een hogere maximale snelheid kunnen ontwikkelen.

Er staat dus zowel kracht- als snelheidstraining op het programma.

7.1.4 Coördinatie Verbetering van snelheid wordt vooral bereikt door een verbeterde coördinatie, en dus een betere techniek.

Zo zal elke beweging die overbodig is de snelheid van uitvoering afremmen.

Om de coördinatie te verbeteren is dus steeds een goede wisselwerking tussen het centraal zenuwstelsel en de skeletspieren nodig. => Intramusculaire coördinatie (optimale wisselwerking tussen alle spieren die deelnemen aan een beweging) => Intermusculaire coördinatie (op elkaar inspelen van de vele spiervezels met verschillende contractiesnelheid om een optimale krachtontwikkeling te bekomen) Het coördinatief vermogen steunt op de volgende eigenschappen: • • • •

Het motorisch leervermogen.

Het motorisch stuurvermogen.

Het motorisch aanpassing- en correctievermogen.

Een hoog coördinatief vermogen zorgt ervoor dat iemand snel en doeltreffend kan handelen.

Een goede bewegingscoördinatie is gekenmerkt door: • • • • •

Precisie van de beweging Economisch, elastisch en vloeiend verloop van de beweging Regulatie van de spanning Isolatie van de beweging Aanpassing van de beweging aan wisselende omstandigheden

7.1.5 Elasticiteit van het spier-peescomplex Enkel met een optimale lenigheid is een goede techniek mogelijk.

De spieren ondervinden grotere weerstand bij verminderde elasticiteit.

Hoe meer pezen en spieren weerstand bieden tegen rek, hoe kleiner de beweginsamplitude zal zijn en hoe meer energie het zal kosten om die beweging uit te voeren. => De bewegingskwaliteit zal hieronder lijden.

7.1.6 Opwarming Opwarming heeft een positief effect op de contractiekracht en contractiesnelheid van de spier.

Een toename van de lichaamstemperatuur levert 20%winst op in contractiesnelheid.

Dit komt door toename in de spierdoorbloeding die zorgt voor een verminderde wrijvingsweerstand in de spieren.

7.1.7 Vermoeidheid Heeft een negatieve invloed op de snelheid.

Dit kan vermeden worden door rekening te houden met de rusttijd.

De spieren moeten in 'frisse toestand' zijn om met MAXIMALE snelheid te kunnen trainen.

7.2 Snelheidseigenschappen 7.2.1 Reactiesnelheid De reactietijd is de tijd tussen het geven van het signaal en het begin van de beweging.

Tijdens deze tijd worden 5stadia doorlopen: • • • • •

Prikkel opwekken Ontwikkelen van signaal naar de spieren Prikkelen van de spier (contractie) Prikkel doorsturen naar CZ Doorsturen van de prikkel naar de spieren

Reactiesnelheid is afhankelijk van het soort prikkel.

De reactietijd kan geoefend worden.

Naast het signaal speelt ook de voorspanning van de spieren een bepalende rol.

Wanneer er meerdere opties mogelijk zijn spelen ook de beslissingssnelheid en de anticiperingssnelheid een belangrijke rol.

7.2.2 Versnelling 7.2.2.1 Snelheid van voortbewegen Versnellen is van stilstand of van een bepaalde snelheid zo snel mogelijk overgaan naar een hogere of maximale snelheid.

Voorbeeld: 100m. Spurt Startsignaal => reactiesnelheid Eerste 30-35meter => versnellingsvermogen 60-70meter => uithoudingsvermogen Het versnellingsvermogen is gelinkt aan explosieve kracht en aan de maximale dynamische kracht. Deze zijn belangrijk voor de eerste meters.

Hieruit kunnen we besluiten dat wie kracht heeft met grote passen moet vertrekken om snel te lopen.

7.2.2.2 Snelheid van deelbewegingen Bij a-cyclische bewegingen moet de maximale versnelling een eenmalige beweging zijn.

Hiervoor is een aaneenschakeling van deelbewegingen nodig die elk zo snel mogelijk moeten worden uitgevoerd.

We spreken hier van de proximodistale versnelling. Het doel hiervan is om de spieren voor te spannen om de deelbewegingen sneller te kunnen uitvoeren.

7.2.3 Maximale snelheid Wordt bereikt na +/- 35m ongehindert rechtdoor lopen.

Deze wordt bijna enkel bereikt in de sprintnummers van de atletiek.

De maximale snelheid is afhankelijk van:

• • •

Goede coördinatie Maximale dynamische kracht Explosieve kracht

Bij cyclische bewegingen wordt dit bepaald door: • •

Bewegingsfrequentie Bewegingsamplitude

7.2.4 Snelheidsuithouding Nodig wanneer een snelheid zolang mogelijk moet volgehouden worden.

Hierbij wordt gebruik gemaakt van: • •

Het anaeroob alactisch energieleveringssysteem Het anaeroob lactische energieleveringssysteem

Training zorgt ervoor dat het lichaam meer tolerant wordt tegen verzuring. Dit gebeurt door intensieve intervaltraining.

7.2.5 Snelheid van richtingsverandering Snelheid gekoppeld aan andere motorische vaardigheden zoals bv. Kracht, snel wenden, starten, afremmen, draaien,... is zeer belangrijk is alle sporten.

De remsnelheid en de afzet- of afstootsnelheid worden bepalend voor de snelheid van uitvoering.

7.3 Trainingsmethode voor snelheid Algemene principes voor het trainen van snelheid: • • • • • •

Maximale inzet (100%) Beweging moet volledig geautomatiseerd zijn Vermoeidheid mag geen effect hebben op de uitvoeringssnelheid Inspanningen beperken tot max. 10sec.

Er is veel rust nodig tussen de verschillende herhalingen Er zullen max. 15-25 herhalingen in verschillende reeksen worden uitgevoerd.

7.3.1 Reactiesnelheid trainen 7.3.1.1 Reactiesnelheid trainen bij eenvoudige bewegingen •

Herhaald oefenen van specifieke reactievorm (bvb telkens oefenen op: 'startschot + 100m. Spurt)

• •

Analytische oefenvorm: nadruk op de technische uitvoering (bvb techniek uit startblokken bij zwemmen, splitstep tennis,...)

Sensorische methode: Feedback geven aan atleet om te leren inschatten van de reactiesnelheid (bvb de starttijd meegeven na elke poging van een specifieke opdracht)

7.3.1.2 Reactiesnelheid trainen bij gecompliceerde reacties •

•

Meer soorten prikkels, meer soorten reacties.

De training gebeurt van eenvoudige situaties naar complexe situaties.

Van 1 mogelijke prikkel en 1 mogelijke reactie naar 2-3-4 mogelijke prikkels en dan ook 2-3-4 mogelijke reacties.

Overspeedtraining: prikkel komt sneller dan normaal.

Hier speel de anticiperings- en beslissingssnelheid een grote rol! bvb ballenmachine sneller dan normaal, speelveld verkleinen, meer tegenstrevers,...

7.3.2 Versnellingsvermogen trainen Men maakt vooral gebruik van explosieve kracht als we gaan versnellen.

De training hiervoor wordt gedaan via plyometrie: Slagmethode, dieptesprongen, meersprongen, medecine-oefeningen.

7.3.3 Maximale snelheid trainen Algemeen: •

•

Eerst training van coördinatie. Zonder coördinatie is er geen topprestatie mogelijk.

Hierbij wordt eerst de bewegingsamplitude en vervolgens de bewegingsfrequentie getraind.

Daarna pas wordt er gefocust op de snelheid met training voor de conditionele aspecten.

Voorbeelden van snelheidstraining: • • •

Beweging met een grotere amplitude uitvoeren Beweging met een grotere frequentie uitvoeren Tempowissels: afwisselend sneller en trager uitvoeren

7.3.4 Snelheidsuithouding trainen Wordt getraind door herhaalde maximale inspanningen uit te voeren.

Deze kunnen lactisch of alactisch verlopen.

Dit gebeurt met de intervalmethode (afwisselend lage en hoge intensiteit).

7.3.5 Snelheid van richtingsverandering trainen De training heeft dezelfde principes als de training voor het versnellingsvermogen, namelijk plyometrische oefeningen.

Vb: springen, sprinten, afremmen, van richting veranderen.

Hierbij kunnen specifieke omstandigheden worden ingebracht die richtingsverandering verplicht.

7.4 Snelheid in de verschillende sporten 7.4.1 Cyclische sporten Belangrijk bij deze sporten: • • • •

Reactiesnelheid Versnellingsvermogen Snelheid Snelheidsuithouding

(denk terug aan het voorbeeld van 100m. Sprint)

7.4.2 A-cyclische sporten Belangrijk bij deze sporten: • • •

Versnelling Maximale snelheid Techniek!

7.4.3 Snelheid bij spelsporten Belangrijk bij deze sporten: • • • • • • • • • • •

Reactiesnelheid Versnelling Maximale snelheid Snel afremmen en versnellen in andere richtingen Handelingssnelheid (op technisch, tactisch en conditioneel vlak) Actiesnelheid (met de bal) Bewegingssnelheid zonder bal Reactiesnelheid Beslissingssnelheid Anticiperingssnelheid Waarnemingssnelheid

7.5 Kinderen Op jonge leeftijd moeten de kinderen sneller leren bewegen door regelmatig op coรถrdinatie te trainen via verschillende bewegingspatronen.

Tijdens deze trainingen worden de conditionele factoren getraind in combinatie met het coรถrdinatievermogen.

In het begin wordt de snelheidstraining gekoppeld aan training op snelkracht en explosieve kracht waarbij het lichaamsgewicht als weerstand wordt gebruikt.

Later wordt er getraind met zwaardere externe weerstanden.