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In den ersten beiden Beiträge zum Thema Überlastung (Teil 1 hier
und Teil 2 hier
) habe wir uns primär um die Strukturen des Körpers (Muskeln, Gelenke, Gewebe aller Art) gekümmert. Wir haben also quasi die "Hardware" betrachtet.
Heute und im nächsten Teil zum Abschluss der Themenreihe "Überlastung" wollen wir einen Blick auf die "Software" werfen.
Zuerst wollen wir uns ein paar Basics bezüglich Aufbau und Funktion der Steuer- und Regulationssysteme anschauen.
BASICS -
das Nervensystem (ZNS und PNS)
Das Nervensystem könnte man als unser "Betriebssystem" bezeichnen. Es ist unser Informationsverarbeitungs- und Kommunikationssystem. Streng genommen ist es also kein Steuersystem, sondern ein auf Input, Verarbeitung und Output basierendes "Vermittlungssystem". Wortklauberei. ;-)
Anatomisch können wir unterscheiden in Zentrales Nervensystem (ZNS; Gehirn und Rückenmark) sowie Peripheres Nervensystem (PNS; Nervenbahnen und Ganglien).
Wir können das Zentrale Nervensystem darüber hinaus auch von der funktionellen Seite her betrachten. Dann unterscheiden wir den somatischen sowie den vegetativen Teil des ZNS.
Das wie erwähnt aus Gehirn und Rückenmark bestehende Zentrale Nervensystem ist enorm leistungsfähig. Die kognitiven Funktionen (Aufnahme von Informationen der Sinnesorgane, Verarbeitung, Regulation der Motorik), Wahrnehmung, Gefühle, ziehen von Schlüssen, Entscheidungsfällung und das Auslösen bzw. Entwickeln von motorischen Handlungen; das alles findet im somatischen Teil des ZNS statt.
Über Propriozeptoren ("nach innen"; das sind Messfühler in den Muskeln, Sehnen und Gelenken) und über unsere Sinnesorgane ("nach aussen"; Exterozeptoren) bezieht der somatische Teil des ZNS ständig Informationen über unsere "Innenwelt" (Bewegungs- und Stützsystem; Postionen von Gelenken, Temperaturen, Bewegungen, etc.) und die "Aussenwelt", der Umwelt.
Im vegetativen Teil des ZNS findet die Regulation der unwillkürlichen, unbewussten Körpervorgänge wie Atmung, Verdauung, Wach-Schlaf-Rhythmus, Temperaturregulation und Sexualfunktionen statt. Es arbeitet gemeinsam mit dem Hormonsystem.
Das Periphere Nervensystem (PNS) besteht aus den afferenten (zum Gehirn/Rückenmark hinführenden) und den efferenten (vom ZNS wegführenden) Nervenbahnen. Darüber hinaus besteht das PNS noch aus den peripheren Ganglien. Das sind Gruppen von Neuronen.
Das Nervensystem arbeitet "elektro-chemisch". Will heissen; der Signaltransport findet über elektrische Impulse statt, diese werden bei der Übertragung von Nervenfaser zu Nervenfaser und bei der Übertragung von einem Motoneuron auf eine Muskelfaser in chemische Signale umgewandelt. Dazu dienen die sogenannten Synapsen. An diesen Synapsen findet die Übertragung also auf chemischem Wege mittels Neurotransmitter statt, werden danach wiederum in elektrische Signale umgewandelt und weitergeleitet (Nervenfaser - Nervenfaser) oder in Bewegung "umgewandelt" (Nervenfaser/Motoneuron - Muskelfaser).
Interessant ist noch zu wissen, dass die Signalstärke der Impulse reguliert werden kann. Abhängig von der Frequenz der elektrischen Impulse sowie der Menge der ausgeschütteten Neurotransmitter wird die Signalstärke moduliert.
die Nervenfaser (oder auch; "das Neuron")
Als kleinste funktionelle Einheit des Nervensystems ist die Nervenfaser (= Neuron) aus einem Zellkörper (inkl. Dendriten) und einem "Anhang" (Axon) aufgebaut. Die meisten Neuronen finden wir im Gehirn, untereinander sind sie mittels Synapsen verbunden.
Interessant für jeden, der in Teil 1 aufgepasst hat; im Zellkörper finden wir eine sehr hohe Dichte an Mitochondrien. Hier begegnen wir also diesen kleinen "Zellkraftwerken" wieder. Wie bereits in Teil 1 angedeutet; wir kümmern uns zu einem späteren Zeitpunkt um dieses extremst zentrale kleine Ding in unserem Körper... Hier herrscht also eine enorme Stoffwechselaktivität. :-)
Das Axon wiederum dient als "Sender". Hier werden die Impulse weitergeleitet, entweder an weitere Neuronen oder auch an Muskelfasern. Das Axon ist ein "wurmähnlicher Anhang" des Neurons, welcher von einer "Isolationsschicht" umgeben ist. Diese Schicht ist in kurzen Abständen "eingeschnürt". Über diese "Einschnürungen" springt die elektrische Ladung (genauer: "das Aktionspotential") von Schnürring zu Schnürring und wird so übertragen.
Genauer müssen wir das für unsere Zwecke nicht wissen.
(für die Streber unter uns; vereinfachter Kurzabriss: Eigentlich besteht ein Spannungsunterschied zwischen dem Membran-Inneren und -Äusseren des Axons, genannt Membranpotential. In Ruhe ist das Membran-Innere gegenüber dem -Äusseren negativ geladen, dies ist das Ruhemembranpotential von ca. -70mV. Bei Erregung verändert sich die Membrandurchlässigkeit, positiv geladene Ionen diffundieren aus dem Zelläusseren ins Zellinnere. Wird nun ein gewisser Reizwert überschritten, findet für einen winzig kurzen Moment, ca. eine Millisekunde, eine Depolarisation statt [= das Membranpotetial schläg für ca. 1 Millisekunde von -70mV auf +30mV um]. Dies wird als Aktionspotential bezeichnet und wird über das Axon zum nächsten "Schnürring" weitergegeben, etc. und so fort...).
Diese Weiterleitung findet enorm schnell statt; die schnellsten Axone leiten die Erregung mit über 80m/s weiter.
Die wurzelähnlichen Fortsätze am Zellkörper wiederum heissen Dendriten. An diesen sind andere Neuronen mit ihren Axonen über die synapsische Verbindung "angekoppelt" und hier werden also die Signale anderer Neuronen empfangen.
Soviel dazu. Weiter im Text:
das endokrine System (Hormonsystem)
Der vegetative Teil des ZNS arbeitet zusammen mit dem Hormonsystem über biochemische Signalwege als Regulator der Zellen, Organe und Organsysteme.
Den strukturellen Gewebeaufbau haben wir bereits in Teil 1 dieser Serie besprochen. Wer's vergessen hat, bitte nachlesen. ;-)
Die chemischen Reize des Hormonsystems werden zum grössten Teil über die Blutbahn übermittelt und beeinflussen in den Zielzellen über die entsprechenden "Empfänger" (Hormonrezeptoren) die genetische Aktivität (Transkriptionsrate = Rate der Synthese von RNA nach Vorgabe der DNA) und den Stoffwechsel der Zelle.
Unterschiedliche Zellen verfügen dabei über unterschiedliche Hormonrezeptoren.
Das gesamte Hormonsystem ist dabei hierarchisch geregelt; Eingriffe durch "Aussen", beispielsweise durch die Zufuhr von Hormonen wie im Doping oft üblich, können schwerste Konsequenzen und massive gesundheitliche Probleme zur Folge haben. Ein totales Versagen ganzer Systeme mit daraus resultierender Todesfolge können dabei der "Preis des Dopings" sein.
Hormone
Im wesentliche unterscheiden wir Drüsen- und Gewebshormone. Je nachdem, wo die Hormone gebildet werden. Die bekanntesten hormonbildenden (= endokrinen) Drüsen sind die männlichen und weiblichen Keimdrüsen, die Nebenniere, Bauchspeicheldrüse, Schilddrüsen und die Hypophyse. Drüsenhormone erreichen ihre Zielzellen über die Blutbahn.
Gewebshormone andererseits werden von Zellen gebildet, welche sich in verschiedenen Geweben befinden; sie werden ebenfalls entweder an die Blutbahn abgegeben oder wirken auch direkt auf die benachbarten Zellen (oder sogar auf die sie synthetisierenden Zellen selbst). Solche Hormone sind beispielsweise für das Wachstum, die Differenzierung und die Funktionen von Zielzellen zuständig.
[Hegner, 2012]
Soviel zu den Basics über unsere "Software". Doch was heisst das nun im Bezug auf allfällige Folgen eines Übertrainings bzw. einer Überlastung?
DARUM GEHTS -
Überlastung der Software
Wie wir oben gesehen haben, sind unsere Steuer- und Regulations-Systeme äusserst komplex, "feinfühlig" ... und ressourcenintensiv. Sie sind zudem IMMER aktiv. Das ist lebenswichtig! Hormone und Neurotransmitter werden dabei beispielsweise ständig "verbraucht" und müssen jeweils neu gebildet werden.
Vereinfacht formuliert könnte man sagen, dass wir dabei unter Belastung massiv mehr "Steuerarbeit" verrichten (müssen) als in Ruhe, beim Entspannen.
Für die Bildung von Hormonen, Neurotransmitter, weiterer Stoffe und dem Aufrechterhalten von Stoffwechselsystemen benötigt unser Organismus eine Unmenge an "Baumaterial"; Vitamine, Mineralstoffe, Spurenelemente, unendlich viele weitere Bau- und Vitalstoffe ... und natürlich auch Energie!
Jeder chemische Stoff in unserem Körper (und davon gibts dann doch ein paar, möchte ich meinen) muss hergestellt, die dazu benötigten Ressourcen aufgenommen und verarbeitet und zum "Ziel- und Wirkort" gebracht werden. Dabei entstehende Abbauprodukte müssen wiederum weg transportiert, re-synthetisiert, weiterverarbeitet oder abgebaut und ausgeschieden werden.
Wir sind eine riesige "chemische Fabrik", und irgendjemand muss dabei den Überblick behalten; nämlich unsere Regulations- und Steuersysteme.
Unsere Regelsysteme können aber nur regulieren, wenn sie auch die dazu erforderlichen Ausgangsmaterialien zur Verfügung haben. Nun können wir es uns leicht machen und bei der täglichen Zufuhr den Organismus unterstützen; indem wir ihm das geben, was er alles so braucht. Inklusive der Zeit, die er benötigt, die verbrauchten Speicher zu füllen und die belasteten Strukturen zu regenerieren/reparieren (darüber haben wir ausführlich gesprochen).
Oder wir machen ihm das Leben schwer, indem er alles, was wir ihm als "nicht-essentielle Stoffe" vorenthalten (aus "Faulheit", Unwissenheit, aufgrund abstrus-pseudo-religiöser Ernährungsvorstellungen, mangelnder Verfügbarkeit oder aus welchen Gründen auch immer), mühsam in kompexesten chemischen Schritten selbst synthetisieren muss...
Enthalten wir ihm dann sogar noch "essentielle" Stoffe vor werden wir, über kurz oder lang, mit Einschränkungen der Funktionalität oder sogar mit Krankheit leben müssen.
Wir haben die Wahl!
Zudem wird unsere "Software" jeden Tag aufs Neue mit den Anforderungen und Belastungen des modernen Lebens konfrontiert. Ständige Erreichbarkeit, Termindichte, ständiges "Auf-Strom-Sein"; eine gnadenlose Leistungsgesellschaft, stark geprägt durch mediale (Pseudo-Ideal-)Dar- und Vorstellungen... Auch das will erstmal alles gemeistert und "abgearbeitet" werden!
Die ordentliche, ausreichende Zufuhr an NÄHR-Stoffen und die Einhaltung von Ruhe- und Entspannungs-ZEITEN sind zentrale Pfeiler zur Funktionserhaltung unserer Steuer- und Regulationssysteme!
Fazit/Zusammenfassung
Beim Profisportler, der davon lebt und für seinen Sport bezahlt wird, mag die professionelle "Bedienung der Software" noch funktionieren. Bei manchen sicherlich besser als bei anderen. ;-)
Im Hobby-Sport-Bereich stellen wir aber eine zunehmende leistungsorientierte Angleichung an den Profi fest. Mit dem Unterschied, dass das Füllen entleerter Speicher (das "Wiederherstellen der körperlichen Ressourcen" und der "Re-Boot der Software") - bedingt durch die oft unrealistischen Forderungen an Job, Sozialleben, Statussymbole und Sport - nicht in gleichem professionellem Ausmass sichergestellt werden kann als dies beim "Vollzeit-Profi" der Fall ist. Der Tag hat einfach nur 24 Stunden, und physiologische Belastungen entstehen nicht nur beim Sport!
Der typische ambitionierte Hobby-Sportler der Gegenwart hat annähernd die Ansprüche eines Profis, will "daneben" aber auch Karriere, Familie und was-weiss-ich-denn-sonst-noch-alles unter einen Hut bringen.
Dies ist nicht möglich.
Soziale Medien wie Facebook (was da alles trainiert, gelaufen, geklettert und geackert wird ... festgehalten von GoPro und Konsorten, in schönste Photoshop-Farben getaucht) und sich ständiges kompetitives Vergleichen (wer der ambitionierten Amateure kennt nicht Strava?) verstärken den individuellen Leistungsdruck und das persönliche Leistungsempfinden negativ.
Ich sage nicht, dass diese Dinge schlecht sind. Sie besitzen grosses Motivations-Potenzial. Aber bergen auch Risiken!
Neben den strukturellen Folgen eines Übertrainings, wie bereits in den beiden Artikeln zuvor besprochen, nimmt längerfristig auch unser Nerven- und Hormonsystem grossen Schaden, wenn wir uns nicht darum kümmern und ALLE Systeme kontinuierlich pflegen beziehungsweise optimal be- und entlasten.
Kennst du deine Herzfrequenzvariabilität?
Im nächsten und abschliessenden Teil (hier
) zur Themenreihe werden wir uns genau mit diesem Begriff, mit Sympathikus/Parasympathikus und mit dem Einfluss des ZNS auf den Stoffwechsel beschäftigen.
Referenzen
- Hegner, Jost; Handbuch der Trainingslehre (2012)
- Shepherd, John; ZNS-Training (2011, [http://www.trainingsworld.com/training/krafttraining-sti47291/hirn-statt-muskeln-zns-training-1277926.html])
- Journal of Electromyography and Clinical Neurophysiology 2003. Bd. 43 (3), S. 141–56
- Bompa, Tudor et al; Periodization training for sports. Human Kinetics (2005)
- Francis, Charlie; The Charlie Francis Training System (2015, [www.charliefrancis.com])
- https://de.wikipedia.org/wiki/Zentralnervensystem
Bildnachweise
- http://www.wissen.de/sites/default/files/styles/lightbox/public/wissensserver/jadis/incoming/266343.jpg?itok=RguTkCGD
- http://biologie-lernprogramme.de/daten/html/basiskonzept_information/daten/img/09_3_Nervensystem_3.2_Gliederung.svg
- https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d6/Complete_neuron_cell_diagram_de.svg/2000px-Complete_neuron_cell_diagram_de.svg.png
- https://www.abiweb.de/assets/courses/img/biologie-neurologie-immunologie-hormone-niedersachsen/5_558.png
- http://www.spektrum.de/lexika/images/neuro/fff27_w.jpg
- http://droualb.faculty.mjc.edu/Course%20Materials/Physiology%20101/Chapter%20Notes/Fall%202007/figure_07_02_labeled.jpg
- https://www.abiweb.de/assets/courses/img/hessen-bio-q3/Synapse.png
- http://unterricht.hellinger-seite.de/Biologie/Im-Hormonsystem.jpg
- http://www.biokurs.de/skripten/bilder/Hierar.gif
- https://www.abiweb.de/assets/courses/img/biologie-neurobiologie/Hierarchie_Hormonsystem.png
Seit Jahren bestreitet er zudem erfolgreich Wettkämpfe im Ultra-Marathon-Bereich, ist u.a. Finisher des Marathon des Sables in der Wüste Marokkos und errang zahlreiche Top-10-Platzierungen bei internationalen Rennen.