Mechanische Spannung im Krafttraining - Das wichtigste Trainingsprinzip für den Muskelaufbau

Wenn du erfolgreich Muskulatur aufbauen möchtest, ist es entscheidend, die grundlegenden Mechanismen des Muskelwachstums zu verstehen. 

Viele Trainierende glauben immer noch, dass Muskelschäden oder der sogenannte „Pump“ entscheidend für den Muskelaufbau seien. Diese Annahme entspricht jedoch nicht dem aktuellen Stand der Wissenschaft und führt oft zu ineffizientem Training mit nur begrenztem Erfolg.

Die Forschung zeigt, dass es vor allem einen entscheidenden Faktor für den erfolgreichen Muskelaufbau gibt: die mechanische Spannung im Zielmuskel.

Sie stellt den primären Reiz dar, der das Muskelwachstum anregt und ist damit der Schlüssel zu effektivem Training.

In diesem Artikel erfährst du, was die mechanische Spannung genau ist, wie du die neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse zu deinem Vorteil nutzen kannst und wie du durch fünf einfache, fundierte Regeln dein Training noch heute optimieren kannst. 

Bevor wir uns mit der mechanischen Spannung befassen, ist es wichtig, zunächst zu verstehen, wie ein Muskel aufgebaut ist und funktioniert, um die Mechanismen seines Wachstums besser nachvollziehen zu können.

Ein Muskel besteht aus zahlreichen Muskelfasern, die in Bündeln organisiert sind. Dabei bezeichnet der Begriff „Muskelfaser“ eine einzelne Muskelzelle. Jede Muskelfaser ist ein hochspezialisierter Bestandteil des Körpers, der für die aktive Bewegung verantwortlich ist.

Innerhalb jeder Muskelfaser befinden sich Myofibrillen, dünne Fäden, die in großer Anzahl vorkommen – oft mehrere Hundert bis Tausend pro Faser. Diese Myofibrillen sind wiederum in kleine Abschnitte unterteilt, die sogenannten Sarkomere. Die Sarkomere bilden die funktionelle Einheit des Muskels, da hier die grundlegenden Prozesse der Muskelkontraktion stattfinden.

Die Kontraktion wird durch zwei spezielle Proteine ermöglicht: Aktin und Myosin.

Diese liegen innerhalb der Sarkomere in einer überlappenden Anordnung. Myosin besitzt kleine „Köpfchen“, die sich an die Aktinfilamente binden und sie über sogenannte Querbrücken an sich vorbeiziehen. 

Dieser Mechanismus wiederholt sich simultan in allen Sarkomeren, Myofibrillen und Muskelfasern eines Muskels und führt dazu, dass der gesamte Muskel kontrahiert.

Durch die Kontraktion wird eine mechanische Spannung erzeugt, die als aktive Spannung bezeichnet wird. Diese Spannung hängt maßgeblich davon ab, wie stark ein Muskel gedehnt oder kontrahiert ist. In bestimmten Positionen kann der Muskel mehr Querbrücken zwischen Aktin und Myosin ausbilden, was die mechanische Spannung maximiert. 1

So ermöglicht der fein abgestimmte Aufbau der Muskelfasern die präzise und kraftvolle Bewegung deines Körpers.

Wie zu Beginn erwähnt, gilt in der aktuellen Wissenschaft die mechanische Spannung als der zentrale Mechanismus für Hypertrophie. 2

Dabei wird zwischen aktiver und passiver mechanischer Spannung unterschieden, da beide verschiedene Rollen im Muskelspiel übernehmen.

Die passive mechanische Spannung entsteht unabhängig von einer aktiven Muskelkontraktion. Hierbei ist das elastische Filament Titin involviert, das die Myosinfilamente an den Enden des Sarkomers fixiert.

Wird ein Muskel stark gedehnt, sodass die Aktin- und Myosinfilamente drohen, den Kontakt zueinander zu verlieren, greift Titin ein. Es fängt die Dehnung auf, zieht das Sarkomer wieder zusammen und sorgt so dafür, dass der Muskel nicht funktionsunfähig wird. 

Diese Form der Spannung ist besonders bei Bewegungen mit hoher Dehnungsbelastung von Bedeutung.

Die aktive mechanische Spannung hingegen entsteht direkt durch die Kontraktion des Muskels. Wie bereits erklärt, ziehen die Myosinfilamente die Aktinfilamente durch Querbrücken an sich vorbei und erzeugen so die Bewegung und Spannung im Muskel. 

Die Effizienz dieser Spannung hängt maßgeblich von der Länge des Muskels ab, also davon, wie stark die Sarkomere gedehnt oder kontrahiert sind. Entscheidend ist hier, wie viele Querbrücken zwischen Aktin und Myosin gebildet werden können.

Um die aktive Spannung genauer zu verstehen, lohnt sich ein Blick auf die neuronalen Mechanismen zur Steuerung der Muskelkontraktion. Damit ein Muskel angespannt werden kann, benötigt er ein Signal vom Gehirn, das über das Nervensystem zum Rückenmark geleitet wird. 

Dort sind Nervenzellen mit den Muskelfasern verbunden, und diese Verbindung, bestehend aus einer Nervenzelle, ihrer Nervenfaser und den zugehörigen Muskelfasern, wird als motorische Einheit bezeichnet.

Je mehr motorische Einheiten aktiviert werden, desto stärker fällt die Muskelkontraktion aus. 3

Da die aktive mechanische Spannung ein entscheidender Faktor für das Muskelwachstum ist, lohnt es sich, zu verstehen, wie du sie gezielt beeinflussen kannst. 

Sie wird durch verschiedene physiologische Mechanismen bestimmt, wie die Rekrutierung motorischer Einheiten, die Impulsfrequenz der Nerven sowie die Geschwindigkeit der Muskelkontraktionen. Zusätzlich ist auch die Dauer der mechanischen Spannung ein zentraler Aspekt, der nicht vernachlässigt werden sollte.

Jeder Muskel besteht aus vielen motorischen Einheiten, die der Körper je nach Bedarf aktiviert. 

Kleinere motorische Einheiten, die weniger Kraft erzeugen, werden gemäß dem Henneman'schen Größenprinzip zuerst rekrutiert. Steigt die benötigte Kraft oder fallen kleinere Einheiten aufgrund von Ermüdung aus, werden nach und nach größere, kraftvollere Einheiten aktiviert. 3

Ein weiterer Einflussfaktor ist das sogenannte „Neuromechanical Matching". Dabei aktiviert der Körper bevorzugt die Muskelfasern, die für eine bestimmte Bewegung biomechanisch die günstigste Hebelwirkung besitzen. 4 So wird sichergestellt, dass die Bewegung möglichst effizient ausgeführt wird.

Damit Muskelfasern überhaupt mechanische Spannung erzeugen können, müssen sie durch elektrische Signale von den Nervenzellen angesteuert werden. Je höher die Frequenz dieser Signale, desto stärker kontrahieren die Muskelfasern, was die mechanische Spannung weiter erhöht. 

Diese Frequenz steigt ebenfalls mit zunehmendem Krafteinsatz oder aber mit der Dauer eines Satzes, um die Ermüdung der einzelnen Fasern auszugleichen. 5

Du kannst diese Mechanismen durch schweres Training mit hohem Krafteinsatz oder durch Training nahe am Muskelversagen optimieren, da hier nach und nach immer mehr motorische Einheiten aktiviert werden.

Die Geschwindigkeit der Muskelkontraktion beeinflusst ebenfalls die mechanische Spannung. Querbrücken zwischen Aktin- und Myosinfilamenten können sich am besten bei einer isometrischen Kontraktion bilden, bei der der Muskel angespannt ist, ohne eine Bewegung auszuführen. 

Bei dynamischen Bewegungen, wie sie im Krafttraining üblich sind, sinkt die Anzahl der Querbrücken mit zunehmender Geschwindigkeit. Dadurch verringert sich auch die mechanische Spannung.

Explosive Bewegungen, wie Sprünge oder Wiederholungen mit sehr leichtem Gewicht, können zwar alle motorischen Einheiten aktivieren, erzeugen jedoch aufgrund der hohen Geschwindigkeit keine maximale Spannung. 

Diese Abhängigkeit von Geschwindigkeit und Kraft wird als Kraft-Geschwindigkeits-Beziehung bezeichnet: Je schneller die Bewegung, desto weniger Kraft kann der Muskel entwickeln. 6

Wenn ein Satz jedoch lang genug dauert und die Ermüdung einsetzt, sinkt die Kontraktionsgeschwindigkeit automatisch. Dadurch kann die mechanische Spannung wieder zunehmen.

Genau deshalb ist das Training bis zum Muskelversagen oder nahe daran so effektiv, da die Spannung über die gesamte Satzdauer maximiert wird.

Nicht nur die Höhe, sondern auch die Dauer der mechanischen Spannung ist für das Muskelwachstum entscheidend. Maximalkrafttraining mit einer Wiederholung und maximalem Gewicht erzeugt zwar die höchste Spannung auf die Muskelfasern, jedoch fehlt hier die notwendige Spannungsdauer, um signifikante Hypertrophie zu bewirken.

Daher hat ein Arbeitssatz mit beispielsweise 6–10 Wiederholungen, der nahe am Muskelversagen ausgeführt wird, aufgrund der längeren Spannungsdauer eine deutlich stärkere anabole Wirkung als eine maximale Einzelwiederholung. 7

Auch wenn die Spannung pro Wiederholung etwas geringer ist, summiert sich die Gesamtspannung über das Trainingsvolumen. Deshalb ist es sinnvoll, sowohl die Höhe der Spannung als auch deren Dauer zu berücksichtigen, um den Muskelaufbau effektiv zu fördern.

Die theoretischen Erkenntnisse über mechanische Spannung lassen sich in der Praxis durch klare Regeln umsetzen, um das Muskelwachstum optimal zu fördern.

Das Ziel ist, die höchstmögliche mechanische Spannung zu erzeugen, während störende Einflüsse minimiert werden.

Hier sind die fünf wichtigsten Faktoren, die du beachten solltest:

Das Reiz-Ermüdungs-Verhältnis, auch bekannt als „Stimulus-Fatigue-Ratio“, ist ein zentrales Konzept für effektives Training. Das Ziel besteht darin, einen starken Wachstumsreiz zu setzen, ohne dass übermäßige Ermüdung die mechanische Spannung in späteren Arbeitssätzen oder Trainingseinheiten beeinträchtigt.

Übermäßige Ermüdung tritt häufig durch hohen metabolischen Stress auf, der beim Training mit leichten Gewichten, vielen Wiederholungen und kurzen Pausen entsteht.

Stattdessen solltest du mit moderaten Wiederholungszahlen, beispielsweise 6 bis 10 Wiederholungen pro Arbeitssatz, und längeren Satzpausen von mindestens 2 bis 3 Minuten arbeiten, um den metabolischen Stress zu reduzieren und die Spannung aufrechtzuerhalten. 89

Eine maximale Rekrutierung motorischer Einheiten und eine hohe mechanische Spannung sind nur möglich, wenn du ausgeruht und motiviert ins Training gehst. 1011

Wenn du nicht erholt ins Training gehst, kann es passieren, dass deine Konzentration bei der Ausführung der Übungen nachlässt, was die Qualität deines Trainings beeinträchtigt.

Wenn du dich häufig schwer tust, im Training konzentriert zu bleiben, könnte unser GEAR Up dir dabei helfen, deine Energie zu steigern, die Konzentration zu verbessern und Müdigkeit zu reduzieren.

Ein übermäßiges Trainingsvolumen pro Einheit kann ebenfalls die Qualität nachfolgender Trainingseinheiten erheblich beeinträchtigen. Deshalb ist es entscheidend, das Trainingsvolumen gezielt zu dosieren.

Wie viele Arbeitssätze pro Woche optimal sind, hängt stark von individuellen Faktoren ab. Während manche von einem höheren Volumen profitieren, erzielen andere mit weniger Arbeitssätzen bessere Ergebnisse. 

Die Forschung bietet dennoch hilfreiche Orientierungspunkte: Laut Schoenfeld et al. werden 10–20 Arbeitssätze pro Muskelgruppe innerhalb einer Woche empfohlen. 12

Dabei zeigen Studien, dass 6–8 Arbeitssätze pro Muskelgruppe innerhalb einer einzelnen Trainingseinheit das maximal verkraftbare Volumen darstellen, bevor die Qualität der Wiederholungen spürbar abnimmt. 1314

Die Übungsauswahl sollte auf Bewegungen mit hoher Stabilität ausgerichtet sein. Ein ständiger Wechsel der Übungen kann kontraproduktiv wirken, da ungewohnte Bewegungen zusätzlichen Muskelschaden verursachen und die Regeneration verlängern. 15

Außerdem benötigen Übungen Zeit, um sie technisch sauber und mit vollem Leistungspotenzial auszuführen. 16 

Stabile Übungen, wie diese an Maschinen oder Übungen in geführten Bewegungsbahnen, fördern die mechanische Spannung, da der Fokus auf den Zielmuskel gelegt wird, ohne dass Gleichgewichtsprobleme den Effekt mindern. 17

Ein maximaler Krafteinsatz bei jeder Wiederholung ist essenziell für die Rekrutierung und Frequenzierung motorischer Einheiten. 

Training bis nahe ans Muskelversagen ist besonders effektiv, sollte jedoch mit Bedacht eingesetzt werden. Komplettes Muskelversagen verlängert die Regenerationszeit und kann die Leistungsfähigkeit in nachfolgenden Sätzen reduzieren. 18

Daher ist es sinnvoll, mehrere Wiederholungen bei den ersten Arbeitssätzen einer Muskelgruppe "im Tank" zu lassen, bevor in den späteren Arbeitssätzen näher ans Muskelversagen heran trainiert wird.

Qualität steht über Quantität, sowohl bei der Übungsausführung als auch beim Trainingsvolumen. 

Ein zu hohes Trainingsvolumen kann zu übermäßiger Ermüdung führen und mindert die mechanische Spannung. Konzentriere dich auch auf kontrollierte, saubere Bewegungen und moderate Wiederholungszahlen, um die Spannung effektiv zu maximieren. 

Denke daran: Mehr ist nicht immer besser, insbesondere wenn die Erholung leidet.

Muskelwachstum ist ein komplexer Adaptionsprozess, an dessen erster Stelle die mechanische Spannung steht. Diese entsteht während des Trainings durch die Kontraktion der Muskelfasern und wird durch die Aktivierung motorischer Einheiten sowie durch eine hohe Impulsfrequenz gesteigert. 

Die aktuelle Forschung bestätigt, dass die mechanische Spannung der zentrale Faktor für den Muskelaufbau ist und nicht, wie häufig angenommen, der „Pump“ oder Muskelschäden.

Um die mechanische Spannung effektiv zu maximieren, solltest du dich daher auf folgende fünf Regeln konzentrieren:

• Reiz-Ermüdungs-Verhältnis optimieren: Trainiere mit moderaten Wiederholungszahlen (6–10) und längeren Pausen (2–3 Minuten), um hohe Spannung bei geringer Ermüdung zu gewährleisten.

• Achte auf mentale und physische Frische: Gehe ausgeruht und mit voller Motivation in dein Training, um die bestmögliche Qualität deiner Einheiten sicherzustellen.

• Übungen mit hoher Stabilität wählen: Setze auf Übungen, die eine sichere und gezielte Belastung des Zielmuskels ermöglichen und wechsle sie nicht zu häufig, um von der Übungslernkurve zu profitieren.

• Nah am Muskelversagen trainieren: Trainiere bis knapp vor das Muskelversagen, ohne es vollständig zu erreichen. So kannst du deine Muskeln intensiv beanspruchen und einen guten Wachstumsreiz setzen, ohne sie übermäßig zu ermüden und deine Regenerationsfähigkeit zu beeinträchtigen.

• Qualität über Quantität priorisieren: Fokussiere dich auf eine saubere Bewegungsausführung und ein Trainingsvolumen, das dein Körper gut verkraften kann.