Die Verteilung der Netto-Arbeit an den Gelenken der unteren Extremität in der Anschubphase des Elite-Bobsports

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Einführung In der Anschubphase des Bobsports werden die notwendigen Voraussetzungen geschaffen, um gute Wettkampfplatzierungen zu erzielen (Morlock et al. 1989, Brüggemann et al. 1997). Analysen des Zweier- und Vierer-Bobstarts bei den Olympischen Winterspielen 1988 in Calgary (Morlock und Zatsiorsky 1989) und 1994 in Lillehammer (Brüggemann et al. 1997) verdeutlichten, dass die Startzeiten mit den Zielzeiten hoch korrelieren (0.6 < r < 0.86, p < 0.05). Die für die Startzeiten notwendigen Beschleunigungen werden insbesondere durch das Verhältnis von positiver zu negativer mechanischer Gelenkleistung (Netto-Arbeit) erzielt. Die Verteilung der mechanischen Netto-Arbeit an den Gelenken der unteren Extremität gibt Einblick in die Anteile der Gelenke am Vortrieb. Dies erscheint für eine präzise Trainingsreizsetzung an der Beinstreckmuskulatur essentiell. MethodikDie Bewegungen und Bodenreaktionskräfte von 19 männlichen Kaderathleten (1.87 ± 0.05 m, 99 ± 8 kg, 25 ± 3 Jahre) des Bob- und Schlittenverbands für Deutschland wurden während des Anschubs (80 m Schienensystem auf Tartan, Bob m = 85 kg) mit 16 IR-Kameras (Vicon, Oxford, UK) und drei Kraftmessplatten (Kistler, Winterthur, Schweiz) dreidimensional aufgezeichnet. Drei Phasen wurden analysiert: 1) initiale Beschleunigung (Bodenkontakt 1 und 2 nach Verlassen des Abrissbalkens), 2) Beschleunigung nach 10 m und 3) hohe Geschwindigkeit nach 30 m. Die mechanische Gelenkarbeit wurde mit einem modifizierten Ganzkörpermodell (Alaska Dynamicus, Institut für Mechatronik, Chemnitz, Deutschland) abgeschätzt. Eine Varianzanalyse (ANOVA) wurde durchgeführt, um statistische Signifikanzen (α = 0.05) zwischen den Gelenken und Bedingungen zu identifizieren.ErgebnisseBei 30 m Laufdistanz konnte kein weiterer Anstieg der Bob-Geschwindigkeiten beobachtet werden (mean 8.0 ± 0.5 ms-1). Während der Anschubphase nahm die Summe der Netto-Gelenkarbeit von 370 J (Kontakt 1) auf 108 J (30 m) kontinuierlich ab (p < 0.05). Der Anteil der Gelenke daran war nach Verlassen des Abrissbalkens (Kontakt 1) annähernd gleich groß (p > 0.05). Bereits während des zweiten Bodenkontakts nahm der Beitrag des Sprunggelenks am motorischen Gesamt-Output um 6% zu, während sich der Beitrag des Hüftgelenks um 5% reduzierte. Mit zunehmender Laufdistanz und -geschwindigkeit stieg der Anteil der verrichteten Netto-Arbeit am Sprunggelenk weiter an (35%, 41%, 48%, 55%; p < 0.05), das Hüftgelenk verringerte seinen Beitrag auf 17% (p < 0.05). Am Kniegelenk waren über die gesamte Distanz nur geringe Veränderungen zu beobachten (32%, 31%, 26%, 28%; p > 0.05).DiskussionWährend der Anschubphase des Bobsports veränderten die Gelenke der unteren Extremität ihren Anteil am Vortrieb. So nahm der Beitrag des Sprunggelenks mit zunehmender Laufdistanz und -geschwindigkeit deutlich zu, was auch schon in Studien zum Flachsprint beobachtet werden konnte (Braunstein et al. 2013). Interessanterweise konnte unter Betrachtung der Absolutwerte der Beitrag des Kniegelenks über alle Phasen als ‚nicht dominant‘ identifiziert werden. Dies kann sich durch eine Vorwärtsneigung des Oberkörpers durch das Sportgerät erklären (Kugler und Janshen 2010). Der Körperschwerpunkt der Athleten würde sich dadurch nach anterior verschieben, woraus eine veränderte Gelenkmechanik resultieren könnte. Analysen des Verlaufs der mechanischen Gelenkleistung zeigten, dass die Hüftstrecker hauptsächlich in der ersten Hälfte der jeweiligen Stützphasen zum motorischen Gesamt-Output beitrugen und die Fußstrecker vor allem zwischen 50% und 90% der Stützphase positive Arbeit verrichteten. Die Kniestrecker zeigten nur einen relativ kleinen Anteil an positiver Arbeit (Goldmann et al. 2018) und scheinen für den Energietransfer von der Hüfte auf das Sprunggelenk verantwortlich zu sein (Johnson und Buckley 2001). Auf die Kontraktionseigenschaften der Muskeln kann durch die Abschätzung von mechanischer Gelenkarbeit nicht geschlossen werden und bedarf zusätzlicher bildgebender Verfahren (z.B. Ultraschall). Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die Hüftstrecker insbesondere zu Beginn der Anschubphase gegen die Trägheit des Geräts arbeiten und dass die Fußstreckmuskulatur mit zunehmender Laufdistanz und -geschwindigkeit für den Vortrieb an Bedeutung gewinnt. Beide Muskelgruppen sollten für das Training der Anschubphase im Bobsport wettkampfspezifisch berücksichtigt werden.Literatur1.Morlock M, Zatsiorsky VM. 1989. Factors influencing performance in bobsled: I: Influencing of the bobsled crew and the environment. In J Sport Biom. 1989, vol. 5, p. 208–221.2.Brüggemann GP, Morlock M, Zatsiorsky VM. 1997. Analysis of the bobsled and men’s luge events at the XVII Olympic Winter Games in Lillehammer. In J Appl Biom. 1997, vol. 13, p. 98–108.3.Braunstein B, Goldmann JP, Albracht K., Sanno M, Willwacher S, Heinrich K, Herrmann V, Brüggemann GP. 2013. Joint specific contribution of mechanical power and work during acceleration and top speed of elite sprinters. In Proceedings International Conference of Biomechanics in Sports, Taipei, Taiwan.4.Kugler F, Janshen L. 2010. Body position determines propulsive forces in accelerated running. In J Biom. 2010, vol. 43, p. 343–348.5.Goldmann JP, Sanno M, Heinrich K, Grothe S, Göll F, Droszez A, Stäudle B, Albracht K, Braunstein B. 2018. Joint specific mechanical power during the push phase of elite bobsleigh. In eProceedings of the World Congress of Biomechanics, Dublin, Irland.6.Johnson MD, Buckley JG. 2001. Muscle power patterns in the mid-acceleration phase of sprinting. In J Sports Sciences. 2001, vol. 19(4), p. 263-272.
OriginalspracheDeutsch
TitelProceedings der DVS-Jahrestagung Biomechanik 2019
Redakteure/-innenManfred Vieten, Lorenz Assländer, Hartmut Riehle, Markus Gruber
Erscheinungsdatum10.04.2019
ISBN (elektronisch)978-3-89318-082-0
PublikationsstatusVeröffentlicht - 10.04.2019
VeranstaltungDVS-Jahrestagung Biomechanik - Konstanz, Deutschland
Dauer: 10.04.201912.04.2019

ID: 3681079

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