25.Okt 2003 / ia

Muskelkater

Hinweise für Athleten und Trainer von Dr. med. Oliver Schnabel

Jeder Karateka kennt hinlänglich das Phänomen des "Muskelkaters". Allzu oft neigen Sportler wie Betreuer zu der Meinung, das typische Beschwerdebild als tauglichen Indikator für effektive, ausreichend "harte" Trainingsarbeit anzusehen, ohne zu bedenken, daß Schmerzen grundsätzlich als Warnsignal des Körpers zu verstehen sind, in diesem Falle als Hinweis auf Fehl-, Falsch- und Überlastungen oder Überforderungen. Muskelkater ist als nicht ganz zu vermeidende Reaktion der Skelettmuskulatur auf Trainingsreize anzusehen kann jedoch keinesfalls als Wertmesser für die Trainingsqualität gelten, allenfalls indirekt als Hinweis auf die -quantität. Zudem stellt der Muskelkater ein mögliches Hindernis dar; durch kontinuierliche, langsam ansteigende Belastungen und ausreichende "Muskelpflege" sollte versucht werden, diese Hürde weitestmöglich zu vermeiden.

Verschiedene Theorien haben versucht, die Ursachen für das Beschwerdebild zu erklären. Derzeit wird in der Diskussion eine muskuläre Mikrotraumatisierung eindeutig präferiert. Einige Überlegungen und Untersuchungsergebnisse aus der medizinischen Literatur sollen Hinweise für die Trainingsgestaltung ermöglichen.

Symptomatologie

Die betroffenen Muskelpartien sind hart, steif, geschwollen und kraftlos, sie schmerzen auf Druck und bei aktiven wie passiven Bewegungen. Die Beschwerden treten frühestens einige Stunden nach einer Belastung auf und halten je nach Schweregrad mehrere Tage an. Als typische Auslösemechanismen sind zu nennen ungewohnte Bewegungen, häufiger natürlich bei Anfängern, aber ebenso möglich bei trainierten Könnern, die eine neue Technik einstudieren oder ein eingeschliffenes Bewegungsmuster modifizieren, koordinative Mängel sind hier entscheidend, ebenso wie bei intensivem, stark ermüdendem Training gekonnter, gut eingeübter Bewegungen mit hoher Belastungsintensität, -umfang und -dauer sowie beim Einüben an sich bekannter Bewegungsmuster nach einer Trainingspause. Gabe depolarisierender Muskelrelaxantien bei Narkoseeinleitung (Medikamente zur Entspannung der Muskulatur) und epileptische Krampfanfälle sind ebenfalls mögliche Auslöser (6).

Ursachen

Im wesentlichen wurden bisher zwei Hypothesen diskutiert: einerseits finden sich auch in aktueller Literatur (z.B. 8) Theorien, die von einer Stoffwechselstörung in Bereich des Muskels ausgehen: intensive, anerobe, laktazide Belastungen mit unzureichender Sauerstoffzufuhr oder -verwertung führen zu lokaler Anhäufung von sauren Stoffwechselprodukten, insbesondere Milchsäure, mit Reizung freier Nervenendigungen und damit dem bekannten Bewegungsschmerz. Solche Stoffwechselprodukte sollten möglicherweise auch zu aseptischen, sterilen, aziodose-bedingten Entzündungen des Muskels führen oder zu Muskelschwellungen und Ermüdungskontrakturen mit örtlichen Durchblutungsstörungen (lokaler Ischämie) (20).

Die Richtigkeit der Hypothese von einer mechanischen Schädigung ist heute andererseits durch eine Reihe von Untersuchungen belegt: grundsätzlich wird bekanntermaßen zwischen isometrischen (statischen), verkürzenden (konzentrischen) und verlängernden (exzentrischen) Muskelkontraktionen unterschieden (2). Bei Isometrie ist die Kontraktionspannung gleich dem Widerstand oder der Last, die "von außen" auf den arbeitenden Muskel einwirken, d.h., die Entfernung zwischen Muskelursprung und -ansatz bleibt konstant, der Muskel spannt sich gewissermaßen an, ohne sich dabei zu verkürzen. Konzentrische Kontraktionen liegen vor, wenn die entwickelte Spannung größer ist als die Gewichtskraft oder Trägheit, der Muskel sich also verkürzt. Exzentische Kontraktion schließlich besagt, daß die Trägheits- oder Gewichtskräfte größer sind als die entwickelte Kontraktionsspannung, der Abstand zwischen den Muskelenden somit zunimmt, d.h. der Muskel trotz seiner Anspannung also gedehnt, auseinandergezogen wird (a.a.O). Diese Form der Muskelspannung entsteht im wesentlichen bei abbremsenden Bewegungen (6), z.B. der Landung nach einem Weitsprung, aber auch schon beim "Abfangen" des Körpers beim Gehen und Laufen (2). Im Alltag sind nahezu alle Bewegungen Kombinationen dieser drei grundsätzlich unterscheidenden Muskelkontraktionsformen.

Schon 1956 beobachtete Asmussen (4), daß Muskelkater sich eher in exzentrisch (negativ-dynamisch) arbeitender Muskulatur entwickelte als bei positiv-dynamischen Belastungen (Konzentrischen Spannungen): Probanden mußten bis zur Erschöpfung mit einem Bein auf einem Stuhl hinauf (positive Arbeit), mit dem anderen herabsteigen (negative Arbeit, "Bremsen"). Das Aufsteigebein ermüdete zuerst, hatte also den größeren Energieverbrauch. Der Muskelkater entstand jedoch vorwiegend im bremsenden, exzentrisch arbeitenden Bein. Schon diese Beobachtung spricht also gegen die Stoffwechselhypothese. éhnliche Erfahrungen mag schon jeder Bergsteiger gemacht haben. Die Spannung des Gesamtmuskels ist bei negativer wie bei positiver Arbeit grundsätzlich gleich groß (19, 20). Bei negativer Arbeit werden jedoch zur Erzeugung dieser Spannung weniger Muskelfasern rekrutiert, was sich in elektromyographischen Untersuchungen zeigte (4). Somit verteilt sich die Gesamtspannung bei exzentrischen Kontraktionen auf weniger Fasern, die folglich höheren Einzelbelastungen ausgesetzt sind. Diese Überlegungen haben sicherlich Bedeutung für den Karatesport, dessen Bewegungsstrukturen erhebliche explosiv-ballistische Spannungen (18) aufweisen und somit naturgemäß auch intensive exzentrische, "abbremsende" Muskelkontraktionen. Als Stichwort sei hier das "Arretieren" einer Technik nach größtmöglicher Beschleunigung genannt.

Derartige mitunter extrem starke Kontraktionen führen verständlicherweise leicht zu Mikroverletzungen; diese ließen sich in Muskelbiopsien nachweisen (11). Zum grundlegenden Verständnis sind einige Anmerkungen über den feingeweblichen Aufbau der Skelettmuskulatur natwendig:

Die mit dem bloßen Auge sichtbaren Muskelfasern sind jeweils aus rund 1000 Myofibrillen zusammengesetzt, die sich wiederum in ca. 2,5 æm lange Sarkomere aufteilen (5, 13). Das Sarkomer ist die kleinste funktionelle Einheit des Muskels, es kann selbständig kontraktile Spannung erzeugen (2). Die Myofibrillen bestehen also aus einer Aneinanderreihung von Sarkomeren, die wie Kettenglieder an ihren Enden miteinander verbunden sind. Die einzelnen Sarkomere sind dabei durch bindegewebige Zwischenlinien oder -scheiben (Z-Linien) voneinander getrennt; nähere Einzelheiten sind den Lehrbüchern der Histologie zu entnehmen. In den Z-Linien, den schwächsten Stellen dieser funktionellen Einheiten (19), finden sich in der Hauptsache die bei Muskelkater mikroskopisch zu erkennenden Schäden (Abbildung).

ABBILDUNG

Intakte Sarkomere (oben) mit begrenzenden Z-Streifen; bei Muskelkater geschädigte Strukturen (aus 16, nach Friden et al. )

Insbesondere bei exzentrischen Kontraktionen, (auch) bei ungenügender intramuskulärer Koordination werden die Z-Linien durch die äußere Krafteinwirkung auseinandergezogen bis hin zu Zerreißungen (2, 6, 16). Aus diesen mikromorphologischen Schäden resultiert zunächst der bekannte unmittelbare Kraftverlust. Da innerhalb der Myofibrillen keine Schmerzrezeptoren sind (6), kann im Moment der Zerreißung kein Schmerz empfunden werden. Faserschwellung und Austritt schmerzauslösender Stoffe benötigen Zeit; somit erklärt sich der verspätete Schmerzbeginn ("delayed onset muscle soreness", 17). Die Zerreißungen sind zunächst nicht vollständig sichtbar. Defekte Filamente bedeuten natürlich für benachbarte, noch ungeschädigte Struktureinheiten vermehrte Belastung mit erhöhter Traumatisierungsgefahr. Eine Vergrößerung der Schäden und damit Zunahme der Beschwerden ist somit auch noch nach Tagen möglich. Da insbesondere die schnell-zuckenden FT-Fasern (fast-twitch) von solchen Mikroverletzungen betroffen sind, wurde ebenfalls nachgewiesen (11) und dürfte für den Karatewettkämpfer von besonderem Interesse sein.

Für diese "Verletzungshypothese" sprechen weiterhin auch biochemische Befunde mit dem Rückschluß auf vermehrte Umsatzrate im Bindegewebereich (1). Gegen die Stoffwechseltheorie sprechen andererseits auch eine Reihe von Beobachtungen und Überlegungen (16), z.B. die Ergebnisse der Studie von Watrous et al. (1981, 17): Bergablaufen mit 10% Neigung und nur rund 60% der maximalen Sauerstoffaufnahme (58% VO_2max) führte zu keinem signifikanten Laktatanstieg im Blut, jedoch zu schwerem Muskelkater, wohingegen Laufen in der Ebene bei rund 80% VO_2max mit einer Milchsäureakkumulation verbunden war, jedoch ohne Muskelkater. Selbst bei maximaler Ausbelastung steigt die Milchsäure im Blut nach exzentrischen Kontraktionen nur wenig an (12), der Energiebedarf und damit der Stoffwechsel sind also bei negativ-dynamischen Belastungen im Vergleich zu konzentrischen Kontraktionen eher bescheiden, auf die einzelne Muskelfaser wirken jedoch vergleichsweise hohe Kräfte ein (s.o.).

Folgerungen

Aus dem Gesagten kann für die Sportpraxis im allgemeinen und dem Karatesport im besonderen gefolgert werden:

Sollte Muskelkater aufgetreten sein, kann angeraten werden:

Ausgehend von der Ursache einer mechanischen Schädigung ist folgerichtig Schonung anzuraten, nicht jedoch Inaktivität. Verdrängungs- und Dissimulationstendenzen ("Harte Schule...", "Jetzt erst recht!") beinhalten die Gefahr, neue, tiefergehende Läsionen zu setzen und über einen Teufelskreis schließlich dauerhafte Strukturschäden (20). Die ursächlichen, auslösenden Bewegungen sind nur vorsichtig unter Vermeidung hohen Krafteinsatzes erlaubt. Mildes Dehnen (7) zur Beseitigung von schmerzinduziert-reflektorischen Verspannungskomponenten ist zu befürworten, ebenso wie leichte positive Arbeit zusammen mit Wärmeanwendungen (heißes Duschen oder Baden, auch Sauna). Athlet und Trainer seien sich im Klaren, daß solche durchblutungsfördernden Maßnahmen zur vorübergehenden Schmerzlinderung dienlich sind, die eigentliche Ursache - Mikroverletzungen - aber natürlich nicht beseitigen. Hierfür benötigt der Körper Zeit zur Selbstheilung. Der Einsatz von Phytopharmaka und homöopathischen Arzneimitteln in Prophylaxe und Therapie zeigt empirisch in Einzelfällen durchaus Linderung, ist jedoch noch nicht hinreichend erforscht. Massagen, insbesondere intensive, tiefgehende Manipulationen sind trotz ihrer prinzipiell durchblutungsfördernden Wirkung nicht zu empfehlen; offensichtlich werden hierdurch neue Läsionen gesetzt bzw. bestehende Mikroverletzungen akzentuiert: physikalische wie biochemische Befunde bei Muskelkater lassen sich durch Vibrationsmassage verstärken (9):

Literatur

  1. Abraham, W.M., Factors in delayed muscle soreness. Med Sci Sports 9, 1977, 11-20
  2. Armstrong, R.B. Physiologie des Sketellmuskels. Sportmedizin und Leistungsphysiologie (Hrsg. Strauss, R.H.), Enke: 1983, 30-49
  3. Arnold, A. Lehrbuch der Sportmedizin, Barth, Leipzig: 1960, 2.Aufl.
  4. Asmussen, E. Observation on experimental muscular soreness. Acta Rheumat. Scand. 2, 1956, 109-116
  5. Benninghoff, A. Lehrbuch der Anatomie des Menschen, Bd. 1, 12. Aufl. Urban: 1978
  6. Bönning, D. Muskelkater - eine Übersicht über physiologische und morphologische Forschungsergebnisse. H. Rieckert (Hrsg.), Sportmedizin - Kursbestimmung, Springer, Berlin: 1987, 25-28
  7. De Vries, H. A. Physiology of exercise for physical education and athletics, C. Brown, Dubuque (Iowa) 1977
  8. David, E. Grundlagen der Sportphysiologie, perimed, Erlangen: 1986
  9. Eltze, von, Ch., B. Giersberg. Über Muskelkater und seine Behandlung mit Vibrationsmassage, Dscht Z Sportmed 34, 1983, 280-284
  10. Friden, J. Muscle soreness after exercise: implications of morphological changes, Int. J. Sports Med. 5, 1984, 57-66
  11. Friden, J., M. Sjöström und B. Ekblom. Myofibrillar damage following intense eccentic exercise in man, Int. J. Sports Med. 4, 1983, 170-176
  12. Komi P.V., J.T. Viitasalo. Changes in motor unit activity and metabolism in human skeletal muscle during and after repeated accentric and concentric contraction, Acta Physiolog. Scand. 100, 1977, 246-254
  13. Silbernagl, S., A. Despopoulos, Taschenatlas der Physiologie, Thieme, Stuttgart: 1979
  14. Stegemann, J. Leistungsphysiologie. 3. Aufl, Thieme, Stuttgart: 1980
  15. Stoboy, H. Neuromuskuläre Funktion und körperliche Leistung. W.Hollmann, Zentrale Themen der Sportmedizin, 3. Aufl., Springer, Berlin: 1986, 23-110
  16. Stoboy, H. Muskelhärte und Muskelschmerz. Sport: Leistung und Gesundheit/Kongreßbd. Dtsch. Sportärztekongreß 1982 Köln, 17-27
  17. Watrous, B. R.B. Armstrong und J.A. Schwane. The role of lacid acid in delayed onset muscular soreness. MedSci Sports 13, 1981, 80-87
  18. Weineck, J. Optimales Training, perimed, Erlangen: 1980
  19. Weineck, J. Sportbiologie, perimed, Erlangen: 1986
  20. Wietoska, von, B., D. Böning. Was ist eigentlich Muskelkater? - Gesichertes und ungesichertes in der medizinischen Literatur. Dtsch Z Sportmed. 30, 1979, 395-401
Dr.med. Oliver Schnabel

Hinweis: Dieser Artikel entstammt einer Artikelserie des Rundbriefs aus den 90er Jahren.

Ingo @verdunk
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