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Im Proseminar Forschungsmethoden II beschäftigten wir uns mit dem Einfluss des Dehnens auf die verschiedenen Kraftkomponenten. Unsere Gruppe hat sich mit der spezialisierten Frage auseinander gesetzt, wie sich dynamisches Dehnen auf die Schnellkraftleistung des musculus quadrizeps femoris (Kniestrecker) beim Sprung in den Flick Flack auswirkt.

• Musculus quadrizeps femoris

Hypothesen:

• H0: Dynamisches Dehnen hat keinen positiven Einfluss auf die Schnellkraftleistung.
• H1: Dynamisches Dehnen hat einen positiven Einfluss auf die Schnellkraftleistung.

Die leistungsbestimmenden Faktoren im Turnen sind Beweglichkeit, Koordination, Kraft, Schnelligkeit (Reaktivkraft) und Ausdauer. Ohne die Ausübung von Kraft wären die Bewegungselemente im Turnen nicht möglich. Die Schnellkraft hat einen hohen Stellenwert im Turnen, denn aus haltenden Elementen führt man sehr oft eine explosive dynamische Bewegung aus. (Vgl. Krick, 2010). Da das dynamische Dehnen im Turnen genauso, wie das Trinken bei einem Menschen, alltäglich ist, wollen wir anhand des Absprungs nach der Radwende in den Flickflack die Effektivität des dynamischen Dehnens an der Schnellkraftleistumg untersuchen. Nach der Radwende landet man im leichten Hockstand, um danach sofort erneut abspringen zu können – in den Flick-Flack. Dabei muss man den Schwung aus der vorherigen Radwende mitnehmen (für den Flick-Flack). Vergleichen kann man diesen Sprung bzw. diesen Bewegungsablauf aus dem Turnerischen mit einem Drop-Jump. Bei diesem Sprung springt man von einer Erhöhung hinunter, landet und springt sofort wieder hoch/ab. Dabei wird die Schnellkraft getestet.

Unter der Schnellkraft versteht man die Fähigkeit des neuromuskulären Systems, in der verfügbaren Zeit einen möglichst großen Impuls zu erlangen. Außerdem hat die Schnellkraft das Ziel einen Gegenstand schnellstmöglich zu beschleunigen oder eine Bewegung in einer sehr kurzen Zeit auszuführen (vgl. Boeckh-Behrens & Buskies, 2004, S.37). Die Schnellkraft wird am besten mit einem mittlerem Gewicht (30-50%) mit 8 bis 15 Wiederholungen trainiert, dabei sollte die Bewegungsphase gegen den Wiederstand schnell und intensiv sein, die Rückbewegung eher langsamer und fließend. Abhängig ist die Schnellkraft von der Muskelquantität, Willkürlichen neuromuskulären Aktivierungsfähigkeit und der schnellen Kontraktionsfähigkeit. (Vgl. Güllich & Schmidtbleicher, 1999).

Vor der Durchführung des Tests wird sich die Gruppe exzentrisch sowie konzentrisch dynamisch Dehnen. Beim dynamischen Dehnen wird der Muskel kontinuierlich in die Länge gezogen und wieder gelockert. Die Bewegungen werden leicht federnd oder leicht wippend ausgeführt. Es sind gezielte, kontrollierte und wiederholte Bewegungen. Durch das dynamische Dehnen bleiben die Kapillare geöffnet und es wird eine durchgängige Durchblutung der Muskeln gefördert. Abfallprodukte werden aus dem Stoffwechsel der Muskeln besser ausgefiltert und sie werden mit mehr Sauerstoff in die Zellen transportiert. (Vgl. Bethke, DSBV).

Stand der Forschung

Es wurde eine Studie mit Eishockeyspielern (in der Meisterschaftsphase) durchgeführt. Untersucht wurde, ob sich am M. gluteus maximus ein schnelles dynamisches Dehnen leistungsfördernd auswirkt. Dies wurde anhand des Drop Jumps und der Sprintzeit getestet. Nach einer 10 Minütigen Erwärmung wurden der Drop Jump und die Sprinteinheit durchgeführt, wer mit welcher Übung begann wurde per Zufall entschieden. Danach erfolgte das schnelle dynamische Dehnen und der Test wurde erneut durchgeführt. Die Studie gelangte zum Ergebnis, dass das schelle dynamische Dehnen keinen Einfluss auf die Schnellkraft hat. Es konnte aber eine verlängerte Bodenreaktionszeit festgestellt werden. (Vgl.Rogan S. et al., 2012).

Dynamische Dehnübungen sind immer mit einer leicht-federnden Bewegung verbunden und machen z.B. bei einem Sprinter Sinn, denn sie erhöhen den Muskeltonus und aktivieren die Muskeln. Dies führt dazu, dass Sprinter schneller starten können. (vgl. Fitonic AG., 2013)

In einer weiteren Studie wurde dynamisches Dehnen mit statischem Dehnen und Nicht-Dehnen an drei verschiedenen Versuchen verglichen. Es haben 30 Probanden von der United States Military Academy teilgenommen, die dort im Vereinssport sind. Die Probanden mussten einen 5-Step Jump, einen Medizinball werfen und einen T-Drill (Test zur Flexibilität) absolvieren. Die Probanden sollten die Übungen solange wiederholen bis sie sich nicht mehr verbesserten, damit auch sicher gestellt war, dass sie die Übungsmaßnahmen beherrscht haben. Nach dem T-Drill gab es jeweils immer eine 2 minütige Pause und nach dem 5-Step Jump und Medizinballwurf war in der Regel 30-60 Sekunden Pause angesetzt. Das Aufwärmen dauerte jeweils 10 Minuten. Nach dem Warm up bis zum Start des Testings war eine 2 Minuten Pause. ⇒Zeigt, dass die Probanden nach dem dynamischen Dehnen bessere Ergebnisse erzielt haben, als die, die sich statisch oder gar nicht gedehnt haben. (Vgl. McMillian et al., 2006).

In unsererm Forschungsprojekt haben wir mit dem Isomed 2000 gearbeitet.

„Der IsoMed 2000 ist ein isokinetisches Kraftmesssystem für isometrische, konzentrische und exzentrische Kraftmessungen. Durch spezielle Adapter können Drehmomente in verschiedenen Gelenken erfasst werden.“ (Vgl. Holgar, 2011).

Des Weiteren bietet der IsoMed 2000 vielfältige Möglichkeiten für Training und Rehabilitation:

• Tests in der Kraftausdauer und Maximalkraft
• Exakte Messung der Muskelkraft
• Rechts - Links Seitenvergleich
• Trainingskontrolle und Dokumentation
• Effektives Training einzelner Muskeln- und Muskelgruppen

(Vgl. daVinci PhysioMed GmbH)

• Proband 5 am IsoMed 2000 während Kraftmessung

Die Schnellkraft (für den Sprung in den Flick-Flack) haben wir durch eine exzentrische Bewegung des Kniestreckers gemessen.

Für unsere Messung wird der Kniestrecker (muskulus quadriceps femoris) gedehnt, indem man sich in den Kniestand begibt und mit aufrechtem Oberkörper aus dieser Position heraus ein Bein nach vonre sezt. Nun sollten Ober- und Unterschenkel des nach vorne gesetzten Beines einen 90 Grad Winkel bilden. (Vgl. Dargatz, & Koch, 2000, S.81). Der Fuß vom hinten liegenden Bein wird, um eine Dehnung zu erzielen, im Bereich des Knöchels gegriffen und langsam Richtung Gesäß gezogen. Die andere Hand kann zum Abstützen benutzt werden. Es ist wichtig darauf zu achten, dass während der Dehnung kein Hohlkreuz entsteht (vgl. Hillebrecht & Schmidt). Da es sich bei uns um ein dynamisches Dehnen handelt, wird der Fuß nur eine Sekunde in dieser Position gehalten und dann wieder zurück zur Ausgangsposition geführt. Dieser Zyklus soll 20-mal wiederholt werden, jeder Zyklus sollte etwa um die vier Sekunden dauern, d.h. dass das untere Bein langsam in die Dehnung hineingeführt wird. Es erfolgt eine Pause von 30 Sekunden, dann wird der Zyklus nochmals 20-mal wiederholt, dies geschieht insgesamt 2-3-mal.

Abbildung 1:

• 1. Position ist die Ausgangsstellung, von dort aus wird das hintere untere Bein herangezogen, wie es im Bild 'Position 2' gezeigt wird. Das Bein wird kurz gehalten und wieder gelöst, dann wieder angezogen usw.

Unsere sechs Probanden sind zwischen 20-25 Jahre alt und bestehen aus fünf männlichen und einer weiblichen Person. Sie dienen als Versuchspersonen und gleichzeitig auch als Kontrollgruppe, indem immer nur das rechte Bein gedehnt wird und das Linke nicht. Als Erstes wird ein Vor-Test bei allen Probanden durchgeführt um zu sehen auf welchem Stand sie sich befinden. Außerdem dienen diese Werte als Vergleichswerte. Danach fand ein 10- minütiges Aufwärmen auf dem Laufband (Joggen) statt, woraufhin erneut eine Messung durchgeführt wurde. Nach der zweiten Messung wurde jeweils nur das rechte Bein gedehnt und anschließend die Messung (auf beiden Beinen) ein letztes Mal durchgeführt. Das jeweilige linke ungedehnte Bein diente hier als Kontrollbein der Probanden.

Forschungsdesign:

                                           
 Proband 6 während Kraftmessung; Proband 5 beim Aufwärmen; Proband 2 während Kraftmessung

  Proband 3 beim Dehnen;    Proband 1 während Kraftmessung

Nachdem die Messungen abgeschlossen waren, trugen wir die Messwerte in Excel ein und ließen die jeweiligen Umdrehungen in Nm in Abhängigkeit der Zeit (Millisekunden) vom Programm zeichnen. Rechnerisch und anhand der Zeichnung wurde das Minimum ausgerechnet. Die Diagramme kann man sich so vorstellen, dass x die Umdrehung pro NM und y die Zeit in ms anzeigt.

Als nächstes wurde die Steigung ausgerechnet. Indem man das Steigungsdreieck vom Nulldurchlauf und den Minimalwert des Graphen nahm, konnte man mit der Formel m= (y2-y1)/(x2-x1) die Steigung berechnen. Eine weitere Rechnung für die Steigung wurde durchgeführt, dieses mal aber nur vom Nulldurchlauf bis zu einem defninierten Wert. Unser definierter Wert lag 150ms über dem Nullpunkt, d.h. man rechnetet 150ms zu dem Zeitpunkt, wo der Graph durch Null läuft, hinzu. Hierfür wurde das gleiche Rechenverfahren wie für die Steigung verwendet. Um alle Werte miteinander vergleichen zu können, trugen wir sie in eine Tabelle ein. Nun kommt der Hauptteil der Auswertung. Damit die Werte verglichen werden können, wurde die prozentuale Leistungssteigerung von vor und nach der Erwärmung mit p%=(NE-VE)/VE für alle Probanden berechnet. Danach wurde die prozentuale Veränderung zwischen Dehnen und nicht Dehnen mit der Formel p%=(NDrechts-NDlinks)/NDlinks ausgerechnet. Über die prozentualen Veränderungen haben wir Mittelwerte gebildet und als erste Orientierung auch die Standardabweichung ausgerechnet. Dieses Vorgehen liegt der Annahme zugrunde, dass die Probanden zwar unterschiedliche Leistungsniveaus aufweisen, aber die Auswirkungen von Dehnung und Erwärmung sich jedoch als relative Leistungsänderung ähnlich bemerkbar macht.

Zur Überprüfung der gemessenen Unterschiede wurde der T-Test eingesetzt, welcher die Werte auf ihre statistische Signifikanz überprüft. Der T-Test ist ein Hypothesentest der t-Verteilung, er wird verwendet um bestimmen zu können, ob zwei Stichproben sich statistisch signifikant unterscheiden (vgl.Hemmerich,2011 - 2014). In unserem Fall wurde der T-Test mit Hilfe von Excel berechnet: man gebe bei der Matrix 1(Datensatz) die VE, bei der Matrix 2 die NE, und bei den Seiten 2 ein, da es sich um einen zweiseitigen T-Test handelt. Bei Typ muss eine 1 eingetragen werden, da es sich um einen gepaarten Typ handelt.

Die Ergebnisse die stark aus dem Rahmen der Vergleichsgruppe herausfallen sind gelb bzw. bei extremen Abweichungen rot markiert.

Auswirkung der Erwärmung:

a) Von 0 bis zum Minimum

Die relative Veränderung der Schnellkraft durch vorherige Erwärmung der Probanden (NE/VE in P%) liegt im Mittel bei -7%. Die Einzelergebnisse streuen dabei sehr stark von -51 bis +15%. Daraus errechnet sich eine Standardabweichung von 25%. Dies und das Ergebnis des T-Tests (p=0,5) zeigen, dass die gemessene, geringe Abnahme der Schnellkraft statistisch nicht belegbar ist. Die errechnete, geringfügig mittlere Leistungssteigerung beim linken Bein ist ebenfalls nicht bewiesen (T-Test: p=0,8).

b) Von 0 bis zum Definierten

Auch hier liegt der Mittelwert des rechten Beins nach der Erwärmung bei -9% und die Einzelergebnisse der jeweiligen Probanden streuen von -90% bis 44%. Die Standardabweichung beträgt 49% .Mit dem T-Test von p=0.9 kann auch diese Abnahme der gemessenen Schnellkraft nicht statistisch belegt werden. Beim linken Bein ist trotz der großen, scheinbaren Verbesserung selbst hier eine ausreichende, statistische Sicherheit nicht gewährleistet. Es gibt nur eine ansatzweise statistische Belegung bei p= 0,2.

Auswirkung der Dehnung:

a) Die Veränderung der Schnellkraft nach dem Dehnen des rechten Beins liegt im Mittel bei 9% mit Streuwerten von -30% bis 50%. Es lässt sich daraus eine Standardabweichung von 34% erreichen. Aber auch hier ist diese leichte Verbesserung der Schnellkraft nicht statistisch bewiesen (p=0,5).

b) Es scheint eine starke positive Leistungssteigerung in der Schnellkraft zu geben aber auch hier ist mit p=0,3 keine genaue Aussage möglich.

Die Anzahl der Probanden lag in unserer Auswertung bei n=6. Wie in der Forschungsarbeit oben erläutert, wurden sowohl männliche als auch weibliche Teilnehmer ausgewählt. Somit könnte es vorkommen, dass etwaige Einflussgrößen zwischen den Geschlechtern auftreten. Das Alter der Probanden lag durchschnittlich bei 23+-3 Jahren, im Bereich junger Erwachsener. Die Körpergrößen von ca. 170+-6 cm als auch das Gewicht von 70+-8kg entsprechen den Angaben in vergleichbaren Studien. Eventuelle Einflüsse von Größe und Gewicht sind aufgrund der Streuung eher zu vernachlässigen. Die Probanden sind allesamt Sportstudenten und weisen somit eine gewisse sportliche Leistung voraus.

kritische Betrachtung des Gesamtversuchs

Alle Probanden wurden zuerst am IsoMed2000 in Bezug auf die Schnell-und Maximalkraft in Form von Übungen des Kniestreckers getestet.

Zum IsoMed2000 gibt es zu erläutern, dass durch isokinetische Test- und Trainingssysteme eine Überprüfung der Kraft verschiedener Muskeln und Muskelgruppen, sowie deren Gegenspielern, ermöglicht werden kann. Die Kraftleistung bestimmter Bewegungen wird aufgezeichnet und dokumentiert. Es kann ein Rechts-Links Seitenvergleich angestellt werden, Tests in der Maximalkraft und Kraftausdauer, sowie eine exakte Messung der Muskelkraft. (s.o., vgl. Davinci Physio med.)

Die Probanden mussten einen Hebel, mit dem sie am Fußgelenk verbunden waren, vorerst mit maximaler Kraft und anschließend maximal schnell in jeweils drei Durchgängen nach oben drücken. Diesen Test absolvierte jeder Proband (m/w) mit dem linken und rechten Bein. Danach wärmten sich die Probanden durch 10-minütiges Laufen auf dem Laufband auf und der Test wurde wiederholt. Als letzten Schritt kam die Dehnung eines Beines dazu und der Test wurde ein letztes Mal absolviert. Die Werte weisen eine abnehmende Leistung auf, da die Beinmuskulatur womöglich stark beansprucht und somit nicht mehr 100% der Leistung am Ende des Tests erbringen konnten. Die Probanden wiesen jedoch allesamt eine gesteigerte Motivation auf und bekamen von uns als Forschungsgruppe Anweisungen und Informationen zum weiteren Ablauf. Der Test fand an einem Nachmittag statt, somit wurden all unsere Werte am selben Tag aufgezeichnet und es kommt womöglich zu Verschlechterungen der Leistungsfähigkeit in den verschiedenen Testphasen. Durch einige anfängliche Probleme mit unserem Messgerät ergaben sich bei einigen Aufzeichnungen abweichende Werte. Da unsere Forschungsgruppe keinen Leiter zur Verfügung hatte, wirkt sich dies etwas auf die Auswertungen aus.

In unserer Fragestellung haben wir den Schwerpunkt auf den Sprung in den Flick Flack angestrebt, jedoch konnten wir leider nicht mit der richtigen Messmethode vorangehen, da diese für unsere Gruppe nicht zur Verfügung stand. Beim Sprung in den Flick-Flack handelt es sich genau genommen um Reaktivkraft, welche mit dem IsoMed 2000 nicht messbar ist. Wie oben in der Beschreibung des IsoMeds zu lesen ist, eignet sich dieser auch ausschließlich nur für Maximal- und Ausdauerkrafttests. Mit der Kraftmessplatte, welche uns leider für diese Forschungsarbeit nicht zur Verfügung stand, hätte man mit einem Drop-Jump Test den Einfluss des dynamischen Dehnens auf die Reaktivkraft messen können. So missten wir die Schnellkraft mithilfe des IsoMeds 2000. Jedoch muss auch hier gesagt werden, dass das Gerät nur eine bestimmte Anzahl an Umdrehungen erreichen kann, sodass es beim Messen der Schnellkraft eingeschränkt ist.

Nach unseren Werten zu urteilen heißt es, dass unsere erste Hypothese in Bezug auf die Verbesserung der Schnellkraft ansatzweise belegt werden kann. Allerdings können wir diese Aussagen statistisch nicht belegen. Anhand unserer Werte, kann man nicht klar heraussehen, dass sich zwischen dem gedehnten und dem nicht gedehnten Bein beachtliche Verbesserungen zeigen. Womöglich wäre es hier sinnvoller gewesen, die Messungen an unterschiedlichen Tagen und immer mit dem starken Bein durchzuführen, d.h. an einem Tag wird nur mit dem starken Bein getestet, am Nächsten mit dem Erwärmten und am Darauffolgenden mit dem erwärmten und zusätzlich gedehnten Bein. Ebenfalls kann es von Bedeutung sein, die Probanden immer zur gleichen Uhrzeit testen zu lassen. Für künftige Messungen müsste somit mehr Zeit eingeplant werden und es sollte darauf geachtet werden, dass die Messungen und die daraus folgenden Daten und Werte korrekt dokumentiert werden. Die Zeit, die die Forschungsgruppen für das Kennenlernen dieses neuen und unbekannten Messgerätes hatten, war knapp bemessen und womöglich nicht ausreichend.

Zusammenfassend ist nun festzustellen, dass wir leider, wie zuvor schon erwähnt wurde, keine eindeutigen Hinweise zur Widerlegung bzw. Belegung unserer Hypothesen erlangen konnten. Wir haben lediglich festgestellt, dass durchaus eine leichte Verbesserung der Schnellkraft festzustellen ist, diese aber nicht statistisch belegt werden kann. Zur genaueren Erhebung bzw. um ein signifikantes Ergebnis erlangen zu können, wäre es gerade im Hinblick auf unser eigentliches Thema, wünschenswert gewesen, wenn wir die Möglichkeit gehabt hätten die Reaktivkraft mit Hilfe einer Kraftmessplatte und dem Drop-Jump zu messen. Überdies wäre es interessant gewesen, im Rahmen dieses Projekts zu erfahren, ob es spezifische Geschlechtsunterschiede gibt, in wie fern sich das Dehnen auf die Schnellkraft bei verschiedenen Probanden mit unterschiedlichem sportlichen Schwerpunkt auswirkt und ob es signifikante Unterschiede zwischen dem „starken“ und dem „schwachen“ Bein gibt. Desweiteren hätte sich, unserer Meinung nach, eine größere Probandengruppe ebenfalls noch merklich auf das Ergebnis ausgewirkt. Für zukünftige Projekte wäre es überdies noch hilfreich, wenn man die Möglichkeit bekäme über einen längeren Zeitraum ein gezieltes Dehntraining absolvieren zu können, denn unserer Auffassung nach reicht die kurze Intervention nicht aus, um messbare Veränderungen des Dehnens auf die Kraftfähigkeit feststellen zu können.

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