Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Alleskönner Mensch: Seine Muskeln sind vielseitig einsetzbar

08.11.2011
Die Muskeln des Menschen sind nicht an eine möglichst sparsame Fortbewegung angepasst, sondern ermöglichen ein ökonomisches Fortbewegungsspektrum.

Das ist das Ergebnis einer jetzt veröffentlichten Studie von Biologen und Medizinern aus Salt Lake City, Jena und Hannover. Darin zeigten die Wissenschaftler, dass wesentlich an der Fortbewegung beteiligte Muskeln jeweils bei sehr unterschiedlichen Geschwindigkeiten am ökonomischsten arbeiteten. Dass das Muskelsystem des Menschen weder speziell an ausdauerndes Laufen noch an ermüdungsarmes Gehen angepasst ist, interpretieren die Forscher als evolutionären Vorteil, denn unsere Vorfahren konnten so auch klettern, sprinten, heben und vieles mehr.


Rennender Proband auf dem Laufband, Elektroden messen die Aktivität von Muskeln, die für die Fortbewegung wesentlich sind. Foto: UKJ

Als Jäger und Sammler mussten unsere Vorfahren ausdauernd laufen können, um ohne Fernwaffen Beutetiere in Hetzjagden zur Strecke zu bringen, und auf der Suche nach Früchten und Wurzeln mussten sie stundenlang nahezu ermüdungsfrei gehen. Biomechanische Untersuchungen konnten eine Gehgeschwindigkeit von etwa 5 km/h als diejenige mit dem deutlich geringsten Energieaufwand pro zurückgelegter Strecke ermitteln. Jüngere Studien zeigten, dass es ein solches Optimum auch für das Laufen gibt. Anthropologen diskutieren deshalb, ob wir eher Ausdauerläufer oder effektive Geher sind.

Geher oder Läufer?

„Wir wollten zur Klärung dieser Frage beitragen und untersuchten deshalb einzelne, für die Fortbewegung wesentliche Muskeln auf ihre Optimalgeschwindigkeit“, erklärt PD Dr. Christoph Anders vom Funktionsbereich Motorik, Pathophysiologie und Biomechanik der Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie am Universitätsklinikum Jena den Studienansatz. „Je nach dem, ob wir Läufer oder Geher sind, sollten auch die einzelnen Muskeln im entsprechenden Geschwindigkeitsbereich am effektivsten arbeiten, so unsere Hypothese.“

Gemeinsam mit den Biologen Prof. Dr. David Carrier und PD Dr. Nadja Schilling vermaß der Pathophysiologe die Muskelaktivität bei 17 Probanden, die sich freiwillig für die Wissenschaft auf das Laufband begaben. Für jeweils elf Bein- und zwei Rückenmuskeln ermittelten die Forscher durch elektromyographische Messungen die Fortbewegungsgeschwindigkeit, bei der der Energieaufwand pro zurückgelegter Strecke am geringsten ist. Das Ergebnis war überraschend: „Nur einige Muskeln arbeiteten bei mittleren Geh- und Laufgeschwindigkeiten am sparsamsten, andere zeigten bei relativ niedrigen oder auch sehr hohen Geschwindigkeiten ihre geringste Aktivität“, so Nadja Schilling von der Tierärztlichen Hochschule in Hannover. Dabei waren die Unterschiede zwischen den einzelnen Muskeln weit größer als die zwischen den Probanden.

Nicht Geher oder Läufer, sondern Geher und Läufer und Kämpfer und Springer und…

Die gemessenen Daten geben also keine Antwort auf die Frage, ob der Mensch ein spezialisierter Ausdauerläufer oder ein Langstreckengeher ist. Sie deuten vielmehr darauf hin, dass der menschliche Bewegungsapparat nicht auf eine ökonomischste Fortbewegung spezialisiert ist. „Der große Bereich der Optimalgeschwindigkeiten, den wir beobachtet haben, zeigt, dass die Muskeln des menschlichen Bewegungsapparates an vielfältige Bewegungsarten angepasst sind, sowohl an solche zur Fortbewegung als auch an andere“, interpretiert David Carrier von der University of Utah in Salt Lake City das Untersuchungsergebnis.

Diese Vielseitigkeit, so die Wissenschaftler weiter, stellte einen evolutionären Vorteil dar. Zusammen mit der Fähigkeit zu Schwitzen ermöglichte das ökonomische Laufen bei verschiedenen Geschwindigkeiten unseren Vorfahren, Tiere bis zu deren Erschöpfung zu verfolgen. Buschleute in der Kalahari jagen heute noch so. „Wir sind nicht besonders spezialisiert auf schnelles Laufen, langes Wandern, Klettern, Weitspringen oder Lasten tragen, aber wir können alles leidlich gut“, so Christoph Anders. „Unsere Muskeln sind an diese Vielseitigkeit angepasst, und so vielseitig sollten wir sie auch gebrauchen.“

Originalliteratur:
Carrier DR, Anders C, Schilling N. The muscoloskeletal system of humans is not tuned to maximize the economy of locomotion, PNAS 2011,

doi: 10.1073/pnas.1105277108

Kontakt:
PD Dr. Christoph Anders,
Funktionsbereich Motorik, Pathophysiologie und Biomechanik, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Universitätsklinikum Jena
E-Mail: christoph.anders[at]med.uni-jena.de
Tel: 03641/934142

Dr. Uta von der Gönna | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neue Maßstäbe für eine bessere Wasserqualität in Europa
27.02.2017 | Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

nachricht Neurobiologie - Vorausschauend teilen
27.02.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wie Proteine Zellmembranen verformen

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor Oliver Daumke vom MDC erforscht. Er und sein Team haben nun aufgeklärt, wie sich diese Proteine auf der Oberfläche von Zellen zusammenlagern und dadurch deren Außenhaut verformen.

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor...

Im Focus: Safe glide at total engine failure with ELA-inside

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded after a glide flight with an Airbus A320 in ditching on the Hudson River. All 155 people on board were saved.

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded...

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Poseidon goes Politics – Wer oder was regiert die Ozeane?

27.02.2017 | Veranstaltungen

Fachtagung Rapid Prototyping 2017 – Innovationen in Entwicklung und Produktion

27.02.2017 | Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Herz-Untersuchung: Kontrastmittel sparen mit dem Mini-Teilchenbeschleuniger

27.02.2017 | Medizintechnik

Neue Maßstäbe für eine bessere Wasserqualität in Europa

27.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wenn der Schmerz keine Worte findet - Künstliche Intelligenz zur automatisierten Schmerzerkennung

27.02.2017 | Medizintechnik