Muskelfaser

Zusammenhänge zwischen Muskelfasertyp und Sportleistung

Die Forderung, Vollblüter oder Springpferde in der Dressurpferdezucht einzusetzen, um mehr Reaktion und Härte in die Zucht zu bringen, ist allgegenwärtig. Die Einkreuzung von Springblut sorgt nach einheitlicher Meinung für mehr „Motor“ in der Dressurpferdezucht. Die positive Auswirkung erscheint anerkannt, aber warum können eigentlich gerade Vollblüter und Springpferde eine Population von Dressurpferden beleben? Wo doch ihr Zuchtziel ziemlich unterschiedlich ist.

Nachdem ich mich mit den unterschiedlichen Muskelfasertypen von Stehern und Sprintern bei Vollblütern auseinandergesetzt habe, kam mir eine Theorie in den Sinn:

Könnte ein ähnlicher Effekt für die Antriebswirkung des Springpferds auf die Dressurpferdezucht verantwortlich sein?

Mein Forschergeist war geweckt!

Und ich fand schon recht bald Unterstützung für meine Überlegungen: Untersuchungen an Dressur- und Springpferden zeigen, dass tatsächlich deutliche Unterschiede in den Muskelfasertypen existieren, die in Abhängigkeit zu ihrer Veranlagung stehen.

Warum das so ist und wie sich diese Unterschiede in der Muskulatur in der Warmblutpopulation auswirken, soll nachfolgend erläutert werden.

Was sind Muskelfasertypen?

Vorab ein bisschen Theorie zum besseren Verständnis: Es gibt grundsätzlich zwei Arten von Muskelfasern: Weiße und rote Muskelfasern (wobei sich Letztere nochmals in Typ I und Typ II untergliedern). Die unterschiedliche Färbung liegt daran, wie viel Myoglobin im Muskel vorhanden ist. Je mehr von diesem Muskelprotein vorhanden ist, desto besser funktioniert der Sauerstofftransport und desto roter sind die Muskelfasern. Die roten Muskelfasern ziehen sich langsam zusammen, während die weißen Fasern deutlich schneller kontrahieren. Das Zusammenziehen der Muskulatur löst die Bewegung des Pferdes aus.

Die langsamen roten Fasern entwickeln nur eine geringe Kraft, sind aber besonders ausdauernd und haben eine hohe Resistenz gegen Ermüdung. Ausdauersportler haben daher einen deutlich höheren Anteil an roten Muskelfasern. Die Energieversorgung für diese Bewegung erfolgt mit Sauerstoff über die Durchblutung.

Die schnelleren weißen Fasern können deutlich mehr Kraft und Vorwärtsimpuls entwickeln. Dafür ermüden sie aber schneller und sind nur über kurze Strecken (Sprint) einsetzbar. Die Frequenz der Kontraktion ist 4 Mal so hoch wie bei den roten Muskelfasern. Die weißen Fasern benötigen dafür allerdings sehr viel mehr Energie, die diesmal anaerob (ohne Sauerstoff) bereitgestellt werden muss. Bei dieser Art der Energiebereitstellung wird im Muskel aus Kohlenhydraten das Stoffwechselprodukt Laktat (Milchsäure) produziert.

Was passiert bei der Belastung des Pferdes?

Wir wollen verstehen, wie die Belastung von Pferden sich auswirkt. Daher ist es interessant, sich einmal zu fragen, wie der Pferdekörper überhaupt auf Belastung reagiert. Das sieht folgendermaßen aus: Bei leichter Belastung ist der Körper in der Lage, einen höheren Sauerstoffbedarf über eine schnellere Atmung und höhere Herzfrequenz auszugleichen. Somit wird über eine erhöhte Sauerstoffzufuhr Energie für die Fortbewegung bereitgestellt.

Bei starker Belastung steigt bereits zu Beginn der Muskelarbeit der Energiebedarf so stark an, dass der Sauerstoffbedarf der Muskulatur nicht über die erhöhte Atemfrequenz kompensiert werden kann. Deswegen laufen der aerobe und anaerobe Stoffwechsel parallel ab. Wenn der Sauerstoffverbrauch nicht mehr durch die Atmung abgedeckt werden kann, geht der Muskel eine Sauerstoffschuld ein. Diese wird erst bei Beendigung der Belastungsphase durch vermehrte Sauerstoffzufuhr wieder ausgeglichen.

Laktat reichert sich unweigerlich im Blut an. Bei einer zu hohen Konzentration wird der Organismus „sauer“ und es kommt zur Ermüdung der Muskulatur, sowie zu einem Leistungsabfall. Die Milchsäure wird vom Organismus aber bereits während der Arbeit wieder abgebaut. Die Fähigkeit des Körpers dieses Stoffwechselprodukt abzubauen hat deswegen hohe Auswirkungen auf die Regenerationsfähigkeit des Pferdes.

Zur optimalen Erholung soll man Pferde aus diesen Gründen nach sehr starker Beanspruchung in leichter Bewegung halten und „auspumpen“ lassen. So kann Laktat optimal abgebaut werden und die eingegangene Sauerstoffschuld wieder ausgeglichen werden.

Muskelaufbau durch Training

Besonders die stark durchblutete rote Muskulatur lässt sich durch regelmäßige Trainingsanreize schnell aufbauen. Das Training ist besonders effektiv, wenn die Muskeln in wechselnden Phasen von An- und Entspannung und in physiologisch richtiger Haltung trainiert werden, da dies zu einer optimalen Durchblutung führt.

Im Vergleich zur Muskulatur braucht die Stärkung der wenig durchbluteten Sehnen und Bänder beim Pferd wesentlich mehr Zeit. Deswegen werden gerade junge Pferde besonders schnell überfordert, insbesondere wenn sie sich aufgrund ihres perfekten Exterieurs und angenehmer Rittigkeit für die Arbeit anbieten. Sie sind dennoch körperlich noch nicht so weit dieser Belastung tatsächlich standzuhalten.

Bei einem jungen Pferd im Wachstum steigt mit Zunahme des Trainings die Anzahl der einzelnen Muskelfasern. Bei einem älteren Tier dagegen nimmt mit dem Training die Muskelkraft zu, indem sich der Durchmesser der Fasern erhöht.

Veranlagung oder Training?

Das Verhältnis der roten und weißen Fasertypen innerhalb der Muskulatur variiert genetisch bedingt zwischen den Pferderassen. Das Englische Vollblut hat deutlich mehr von den schnellen Fasern als ein Warmblut. Diese unterschiedliche Zusammensetzung der Muskelfasern hat Auswirkungen auf Eigenschaften wie Reaktionsfähigkeit, Schnellkraft und den Energiebedarf für den Muskelstoffwechsel.

Das ist ein erster Hinweis darauf, dass der Muskelfasertyp Auswirkungen auf Fütterung und Trainingsstärken des hoch im Blut stehenden Pferdes haben könnte. (Weiter mit dem Thema: Fütterung des Blutpferdes)

Der Anteil der Muskelfasern ist genetisch bedingt, was durch Training nicht verändert werden kann. Allerdings kann durch Training die Sauerstofftransportfähigkeit des Blutes um bis zu 60% erhöht werden, was die Leistung insbesondere der roten Muskelfasern unterstützt. Außerdem gibt es intermediäre Muskelfasern, die sich durch Training durch die Erhöhung der Kapillardichte bilden und ebenfalls die Ausdauerleistung stützen.

Deswegen ist es auch für Sportler deutlich einfacher die Ausdauer zu verbessern, als schneller zu laufen. So erklärt sich auch das Sprichwort aus der Rennszene: Einen Flieger muss man Züchten, einen Steher kann man trainieren!

Körperliche Belastung des Pferdes im Reitsport

Wir hatten bereits festgehalten, dass Dressurpferde vorwiegend Muskulatur mit langsamen Fasern benötigen, um ihre Körperspannung über längere Zeiträume zu halten. Springpferde brauchen dagegen einen hohen Anteil an schnellen Muskelfasern, um sich am Absprung und in engen Wendungen kraftvoll vom Boden abdrücken zu können, sowie häufige Richtungswechsel und  Beschleunigung zu bewerkstelligen. Faktoren wie Steigungen oder tiefe Bodenverhältnisse stellen in allen Disziplinen eine zusätzliche Belastung für das Pferd dar.

Eine Methode die Belastung des Pferdes während der Arbeit zu messen, ist die Herzfrequenzmessung. Dies ist eine verlässliche Methode, auch wenn sie nicht für sich allein genommen (ohne Laktat- oder Cortisolwerte im Blut) Aussagen über die Fitness zulässt. Im Ruhezustand hat ein Pferd 30-40 Herzschläge die Minute, unter höchster Beanspruchung können daraus 220-240 Schläge werden. Die tatsächlichen Höchstwerte eines Pferdes schwanken abhängig von Alter, Rasse und Trainingszustand durchaus erheblich.

Solche Messergebnisse liefern hochinteressante Einblicke in das Training und die Belastbarkeit von Sportpferde. Daher nachfolgend die wichtigsten Ergebnisse aus verschiedenen Disziplinen.

Dressur

Während der Dressurarbeit werden erstaunlich geringe Belastungswerte erzielt. Die Herzfrequenzen während der dressurmäßigen Arbeit von Pferden auf L-Niveau liegen im Mittel bei 99 Schlägen pro Minute, während Pferde auf S-Niveau mit durchschnittlich 109 Schlägen/ min trainiert werden. Nach Gangarten aufgeschlüsselt liegen die durchschnittlichen Herzfrequenzen bei 60-80 Schlägen im Schritt, im Trab zwischen 100-110 und im Galopp um 120 Schläge pro Minute.

Anhand von Herzfrequenz und Laktatwerten konnte wissenschaftlich bewiesen werden, dass selbst Dressurpferde auf S-Niveau während des täglichen Trainings im Viereck im aeroben Bereich bleiben. Die maximal gemessenen Belastungsspitzen in der Dressur lagen im Mittel bei 155 Schlägen die Minute, was etwa 65% der Maximalbelastung entspricht.

Das liegt unter anderem daran, dass die körperliche Belastung des Pferdes in deutlichem Zusammenhang mit der erreichten Geschwindigkeit steht. Je höher die Geschwindigkeit des Pferdes, desto höher sind auch die Messwerte hinsichtlich der Herzfrequenz.

Springen

So ist es nicht erstaunlich, dass im Springsport die Werte grundsätzlich etwas höher ausfallen als in der Dressur. Wobei dies abhängig von der Sprunghöhe und dem Trainingszustand des Pferdes ist.

Allerdings ist bei einem A-Parcours bei einem ordentlich hierfür trainierten Pferd die Belastung immer noch nicht besonders hoch. Dagegen werden im S-Parcours maximale Herzfrequenzen von im Mittel 190 Schlägen pro Minute erreicht (Spitzenwert 205 Schläge/ min), was bei immerhin gut 80% der maximalen Herzfrequenz liegt.

Zum Vergleich: Das entspricht einer Herzfrequenz, die ein Pferd auf flacher Galoppstrecke mit einem Tempo von 600 Meter/ Min über die gleiche Distanz erreichen würde. Je nach Trainingszustand und Veranlagung kann ein Pferd bei Geschwindigkeiten von 350-700 m/ min Herzfrequenzen zwischen 140-200 Schlägen/ min aufweisen. Die Schwankungsbreite ist also sehr hoch.

Diese Werte geben einen ersten Eindruck, dass selbst auf einem ordentlichen sportlichen Niveau die Belastung für das Pferd im Reitsport nicht an seine Belastungsgrenze heranreicht. Der Großteil der Trainingsleistung im Reitsport findet unter aerober Belastung statt.

Merke: Sowohl Dressurtraining als auch Springtraining auf A-Niveau, sind eine Belastung, die für Pferde noch über die Atmung (aerob) zu kompensieren ist.

Vielseitigkeit

Die Belastungssituation in der Vielseitigkeit ist dagegen schon im Breitensport deutlich höher. Bereits eine knapp 3 km lange Geländestrecke in einer Vielseitigkeit der Klasse A ist für trainierte Pferde eine deutliche körperliche Anstrengung. Die Laktatwerte im Blut und die Herzfrequenz sind nach solch einer Belastung auch bei trainierten Pferden erhöht.

Hohe Anstrengungen mit einer Dauer von über 2 bis 6 Minuten lösen in der Regel einen anaeroben Zustand beim Pferd aus. Dies hängt auch von der Intensität der Belastung, der Verfügbarkeit von Sauerstoff und der Art der angesprochenen Muskulatur ab.

In einer 4**** Vielseitigkeit erreichen Pferden Herzfrequenzen von 190-230 Schlägen die Minute. Das liegt schon nah an der maximalen Belastbarkeit des Pferdes und immerhin in greifbarer Nähe zu Vergleichswerten aus dem Rennsport.

Wie kommt der Vollblüter ins Spiel?

Ein kleiner Exkurs in die Welt der Rennpferde ist an dieser Stelle geeignet, zu erklären, warum Vollblut in der Warmblutzucht so hilfreich ist, um bessere Sportpferde zu erhalten.

Rennleistung im Wandel der Zeit

Das englische Epsom Derby wurde in 1908 durch Signorinetta xx in 2 Minuten 39 Sekunden gewonnen und genau 100 Jahre später von New Approach xx in 2 Minuten 36 Sekunden gelaufen. Diese Zahlen sollen verdeutlichen, wie ausgeschöpft das Leistungspotential beim Vollblut bereits zu diesem frühen Zeitpunkt war.

Der Vollblüter Workforce xx konnte das Ergebnis im Jahre 2010 mit 2 Minuten 31 Sekunden noch einmal unterbieten. Diese Leistung entspricht einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von gut 57 km/h (oder 950 Meter pro Minute) über eine Distanz von fast 2,5 Kilometern (2.414 Meter)!

Dieser kleine historische Vergleich soll aufzeigen, was gut 300 Jahre Selektion auf Rennleistung beim Vollblut für eine Leistungsdichte hervorgebracht haben. Kein Sieger im Reitsport hätte Jahrzehnte später noch eine Chance mit derselben Leistung ebenso erfolgreich zu sein. Selbst Legenden des Reitsports waren immer auch Produkte ihrer Zeit.

Der Vergleich macht deutlich, dass Reitpferde im Dressur- und Springsport lange nicht an die Belastungssituation herankommen, wie im Rennsport gefordert. Das verdeutlicht auch, warum die Selektion auf Härte in der Warmblutzucht nicht annähernd so bedeutend sein kann, wie eine vergleichbare Selektion im Rennsport. Die Leistungsanforderungen in der Vollblutzucht sind schlicht deutlich höher als im Reitsport.

Ein Englischer Vollblüter ist der perfekte Sportler unter den Pferden.

Fazit

Die Selektion im Rennsport ist auf eisenharte Leistungssportler mit hohen Geschwindigkeiten ausgerichtet. Damit werden in erster Linie die schnellen Fasern des Muskelfasertyps II angesprochen. Genau diese Muskelgruppen sind beim Vollblüter daher besonders stark ausgeprägt.

Diese Muskeln des schnellen Typs findet man überwiegend in der Hinterhandmuskulatur des Pferdes, während sich in der Vorhand mehr langsame Fasern befinden. Diese Muskulatur in der Hinterhand steht aber auch für besonders erwünschte Attribute in der Warmblutzucht: Schubkraft, Hankenbiegung und Antritt.

Muskulatur in Bewegung

Kein Wunder also, wenn die matte Hinterhand eines Dressurpferdes durch den Vollbluteinfluss profitiert! Gerade Hinterhandaktivität zieht sich wie ein roter Faden durch die Vollblutpopulation und mangelt in der Dressurpferdezucht.

Die Beurteilung des Muskeltyps führt tatsächlich zu der Erklärung, warum ein Vollblüter sich trotz seines abweichenden Zuchtziels, positiv in der Warmblutzucht einbringen kann. Dies bezieht sich ausdrücklich nicht nur auf Eigenschaften wie Geschwindigkeit, Regenerationsfähigkeit und Härte. Die schnelleren Muskelfasern des Vollbluts helfen dem Warmblut in Sachen Reflexe (Koordination) und Schnellkraft (Abdruck) zu mehr  Leistungsfähigkeit.

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