Isometrische Kontraktion

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer. nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 15. März 2024

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Die isometrische Kontraktion ist im Gegensatz zu den dynamischen eine statische Form der Muskelarbeit. Sie spielt bei allen Anforderungen, bei denen Stabilität verlangt wird, die entscheidende Rolle.

Was ist die isometrische Kontraktion?

Die isometrische Kontraktion ist eine Form der Muskelarbeit, bei der die Spannung sich erhöht, während die Länge des Muskels gleich bleibt.

Die isometrische Kontraktion ist eine Form der Muskelarbeit, bei der die Spannung sich erhöht, während die Länge des Muskels gleich bleibt. In den beteiligten Gelenken entsteht daher keine Bewegung.

Der Spannungsaufbau vollzieht sich in den kleinsten funktionellen Einheiten der Muskelzellen, den Sarkomeren. In jeder Muskelzelle sind tausende dieser Elemente in Reihe hintereinander geschaltet. Ankommende Nervenimpulse aktivieren, je nach Stärke, eine gewisse Anzahl an Sarkomeren, es kontrahieren jedoch niemals alle gleichzeitig. Die Summe der Aktionen ergibt den Spannungszustand im Gesamtmuskel.

Das Kernstück der Sarkomere ist der Aktin-Myosin Komplex. Diese beiden Proteinketten interagieren bei der Kontraktion miteinander. Die Aktinfilamente sind mit den Begrenzungen des Sarkomers verbunden, den sogenannten Z-Streifen. Das Myosin liegt zwischen den Aktinfäden und heftet sich mit Köpfchen an ihm an.

Ein Reiz führt dazu, dass die Myosinköpfe umkippen. Bei der konzentrischen Muskelarbeit werden durch diesen Mechanismus die Z-Streifen von den Aktinmolekülen Richtung Mitte gezogen. Das Sarkomer und in der Summe der gesamte Muskel verkürzen sich. Bei der isometrischen Kontraktion verändert sich die Länge nicht, durch das Umkippen wird nur die Spannung erhöht.

Funktion & Aufgabe

Nachteilige Beanspruchungen treten durch ungünstige Hebelverhältnisse auf. Verschiedene Strukturen können dadurch stark belastet werden. Ein typisches Beispiel dafür ist das nicht rückengerechte Bücken und Heben. Wird der Oberkörper weit nach vorne gebeugt, weil die Beine nicht eingesetzt werden, entsteht ein großes Lastmoment auf die Wirbelsäule. Die Folge sind hohe Druckbeanspruchungen vor allem für die Bandscheiben. Noch ungünstiger werden die belastenden Momente, wenn der Rücken dabei gebeugt wird. Die Lastverteilung ist dann noch punktueller. Durch eine geschulte Aufrichtung und eine gute Stabilisation der Wirbelsäule mit isometrischen Kontraktionen der stützenden Muskulatur kann die Belastung deutlich verringert werden.

Häufig wirken Muskeln mit verschiedener Bewegungsfunktion bei der gelenkstabilisierenden Funktion zusammen, in dem sie gleichzeitig isometrische Muskelarbeit leisten. Ein sehr prägnantes Beispiel dafür ist die Stabilisation des Kniegelenkes im Stand in einer Beugestellung, zum Beispiel in der Abfahrtshocke beim Skifahren. Die Kniestrecker halten das Knie grundsätzlich in seiner Position und verhindern das unkontrollierte Abweichen. Gleichzeitig agieren die Kniebeuger zusammen mit den Bändern als Gelenkstabilisatoren, indem sie die Gelenkpartner in eine zentrale Position zueinander bringen, um eine gleichmäßige Druckverteilung zu gewährleisten.

Ein Beispiel dafür wie bewegende und stabilisierende Funktion sich ergänzen, ist das Schultergelenk. Bei allen Bewegungen des Armes ist die Rotatorenmanschette als Stabilisator aktiv. Die 4 Muskeln sorgen dafür, dass der Oberarmkopf immer zentral in der Pfanne sitzt, egal welche Bewegungen ausgeführt werden. Die isometrische Kontraktion ist dabei eine wichtige Komponente.

Auch die Fixierung eines Gelenkes oder eines Körperbereiches durch Haltearbeit stellt eine wichtige Voraussetzung für das Ausführen von kontrollierten Bewegungen dar. Die bewegenden Anteile bekommen einen festen Gegenhalt.

Eine weitere wichtige Funktion der isometrischen Kontraktion ist der Schutz von inneren Organen. Zusammen mit Faszien und Fettgewebe sorgt die Spannung der Muskulatur dafür, dass diese in eine schützende Hülle eingebettet sind. Bei Entzündungen oder Irritationen wird die Schutzspannung noch deutlich erhöht, um die mechanische Belastung so gering wie möglich zu halten.

Krankheiten & Beschwerden

Nervenläsionen durch eine Rückenmarksschädigung oder die Schädigung einzelner peripherer Nerven führen zu einer schlaffen Lähmung der betroffenen Muskeln. Besonders dramatisch wirkt sich dies bei einem Querschnitt in Höhe der Hals- oder oberen Brustwirbelsäule aus. Neben den Armen und Beinen kann dann auch der Rumpf weder bewegt noch stabilisiert werden. Die Folge ist in der Regel die Rollstuhlabhängigkeit.

Die Muskeldystrophien sind eine Gruppe von erbbedingten Muskelerkrankungen. In ihrem Verlauf kommt es zu einem fortschreitenden Abbau der Muskulatur. Dieser betrifft die gesamte Skelettmuskulatur sowie die Muskulatur der inneren Organe. Auf die isometrischen Kontraktionen hat dies sehr früh Folgen, was sich insbesondere bei der Rumpfstabilisation negativ bemerkbar macht. Ähnlich wirkt sich die amyotrophe Lateralsklerose aus. Dies ist eine degenerative Erkrankung des Nervensystems, bei der nur der motorische Teil betroffen ist.

Schwere neurologische Erkrankungen wie ein Schlaganfall oder die Multiple Sklerose führen neben anderen Symptomen zu Veränderungen des Muskeltonus. Oft entwickelt sich ein variables Erscheinungsbild, bei dem es Muskeln mit erhöhter und verminderter Spannung gibt. Die Folgen für die Stabilität sind häufig eklatant. Besonders die Rumpfstabilität wird in Mitleidenschaft gezogen.

Die Haltefunktion der isometrischen Muskelarbeit ist bei vielen Menschen durch eine sogenannte muskuläre Dysbalance beeinträchtigt. Durch ungünstige Haltungs- und Verhaltensgewohnheiten werden bestimmte Muskeln nicht genügend benutzt und verkümmern. Das hat insbesondere für die Gelenkstabilisation negative Folgen. Ein typisches Beispiel dafür ist die Insuffizienz der tiefen Schichten der Rückenmuskulatur, die für die segmentale Stabilität der Wirbelsäule zuständig sind. Viele Trainingsprogramme gehen nicht oder unzureichend auf diese Muskeln ein, sondern kümmern sich allein um die großen oberflächlichen Systeme. Aus diesem Grund können selbst gut trainierte Menschen dennoch Rückenprobleme haben.

Quellen

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