Basics der Pferdemuskulatur
Einleitung
Um die Muskeln und ihre Funktionen zu verstehen, bedarf es nicht nur fundierter Kenntnissen in der Anatomie. Erst das Zusammenspiel von Anatomie, Histologie, Physiologie, Biochemie, Pathologie und Genetik ermöglicht ein vollständiges Bild.
Selbst scheinbar einfache Bewegungen, wie das Drehen eines Pferdeohrs in Richtung der klappernden Futterschüssel, sind in Wahrheit hochkomplexe Abläufe. Dabei wirken 16 Muskeln, zahlreiche Nervenstrukturen, sowie fein abgestimmte biochemische Prozesse zusammen. Die Komplexität ist enorm, weshalb wir uns im Folgenden auf die wesentlichen Zusammenhänge konzentrieren und beschränken.
Die Kurzform, bzw. das Grundprinzip der Muskelarbeit ist: Muskeln übertragen ihre Energie (u. a. aus Fett oder Glykogen, dazu später mehr) über Sehnen auf den Bewegungsapparat und ermöglichen so Bewegung.
Aus evolutionsbiologischer Sicht ist die Muskulatur des Pferdes optimal an das Leben als Fluchttier angepasst. Besonders die kräftig ausgeprägte Hinterhand stellt dabei die zentrale Antriebseinheit dar. Sie liefert den Großteil der Schubkraft und ermöglicht Tempo, Sprungkraft und Ausdauer. Ohne diese leistungsfähige Muskulatur wären die charakteristischen Bewegungsleistungen des Pferdes nicht denkbar.
Eine gut entwickelte Hinterhandmuskulatur verbessert die Balance sowie Koordination und ist Voraussetzung dafür, dass das Pferd bei hohen Geschwindigkeiten immer noch kontrolliert laufen kann.
Wichtig zu wissen ist jedoch, Muskelzellen unterscheiden sich nicht nur zwischen individuellen Pferden, sondern auch zwischen verschiedenen Rassen in ihrer Ausprägung. Wer nun die Leistungsfähigkeit der Muskulatur optimal unterstützen möchte, muss die Muskelzellen bedarfsgerecht mit Energie- und Nährstoffen versorgen, die für die jeweilige Belastung erforderlich sind und mit Bedacht trainieren.
Im Folgenden gehen wir zunächst auf den Aufbau der Muskulatur ein und zeigen dann auf, welche Fütterungsschwerpunkte für die jeweiligen Muskelzelltypen von Vorteil sind.
Aufbau der Muskulatur
Die meisten Skelettmuskeln bestehen aus einem Muskelbauch, der beidseitig in Sehnen übergeht. Es gibt auch Muskeln, die eher Sehnen ähneln, da sie nur wenige Muskelfasern enthalten. Wir Reiter kennen einen dieser Muskeln sehr gut: den "Musculus interosseus", besser bekannt als Fesselträger.
Muskelfasern und Bindegewebe gehören eng zusammen. Jeder Muskel ist von einer Faszie (bestehend aus Kollagen) umhüllt. Die meisten Muskeln bestehen meist aus mehreren Muskelbündeln, die ebenfalls wiederum von Kollagen umhüllt werden und damit voneinander getrennt sind. In unmittelbarem funktionellem Zusammenhang mit diesen Kollagenhüllen verlaufen Nerven sowie Blut- und Lymphgefäße, um die Muskeln bis hin zu ihrer kleinsten Einheit, der einzelnen Muskelzelle, zur Bewegung (Kontraktion) zu veranlassen, sowie mit Sauerstoff und Nährstoffen zu versorgen und den Abtransport von Stoffwechselprodukten sicherzustellen. Der Aufbau eines Skelettmuskels ähnelt einer russischen Matroschka (Puppe in der Puppe), öffnet man eine, kommt auch schon die nächste zum Vorschein, auf jeder Ebene findet sich eine weitere, feinere strukturelle Einheit.
Jeder Muskel besteht aus einer Vielzahl einzelner Muskelfasern (das sind die Muskelzellen), die von einer Zellmembran (Sarkolemm) umhüllt sind. Eine Muskelzelle (= Muskelfaser) kann eine Länge von etlichen Zentimetern haben und enthält aufgrund ihrer Größe deshalb nicht nur einen, sondern viele Zellkerne.
Eine Muskelfaser (= Muskelzelle) besteht zu rund 75% aus Wasser, zu 20% aus Proteinen (davon wiederum 70 % Strukturproteine), zu 5% aus Fetten, Glykogen (Speicherform des Blutzuckers), und Elektrolyten (Kalium, Natrium, Magnesium, Calcium, Chlor).
Eine Muskelzelle (Muskelfaser) enthält selbst wiederum 300 bis 700 Myofibrillen, von denen jede einzelne wiederum aus 200 bis 1000 Myosinfilamenten besteht. Die einzelne Myofibrille ist in Sarkomerstränge unterteilt. In einem Sarkomer sind u.a. die Proteinketten Aktin und Myosin, kettenförmig angeordnet. Die aneinanderliegenden Sarkomere sind dabei durch Membranen (M und Z-Scheiben, diese werden später im Artikel eine wichtige Rolle spielen) voneinander getrennt. Bei der Muskelkontraktion gleiten Aktin- und Myosinfilamente ineinander. Dadurch verkürzt sich das Sarkomer – und damit der gesamte Muskel. Diese mikroskopische Bewegung ist die Grundlage jeder sichtbaren Kraftentwicklung.
Substrate für die Muskelzellen
Grundsätzlich unterscheidet man zwischen glatter Muskulatur (das ist die Muskulatur der inneren Organe, wie z. B. des Darmes) und der quergestreiften Skelettmuskulatur. Die quergestreifte Skelettmuskulatur entscheidet über die Bewegungsmöglichkeit unseres Pferdes und nicht zuletzt indirekt auch über die Gesundheit von Sehnen und Bänder.
Beim Skelettmuskel unterscheiden wir zwischen langsam kontrahierenden – roten – Muskelzellen (Slow-Twitch, ST) und schnell kontrahierenden – weißen – Muskelzellen (Fast-Twitch). Letztere gelten gewissermaßen als die „Sportvariante“ der Muskelzellen und treten in zwei Formen auf: als FTH des roten Muskeltyps (Typ II-A) sowie als FT des weißen Muskeltyps (Typ II-B). Die schnell kontrahierenden FTH-Zellen des Typs II-A gehören dabei zur gut durchbluteten, rötlichen Muskulatur und stellen eine funktionelle Zwischenform dar.
Zur roten Muskulatur gehören alle Muskeln, deren Anteil an roten Muskelfasern hoch ist, z. B. die Muskulatur des Halteapparates, die Rückenmuskeln, die Zwischenrippenmuskulatur, aber auch die Zwerchfellmuskulatur, die sich unser ganzes Leben lang mehr oder weniger ruhig zusammenzieht und wieder entspannt und somit die Atmung ermöglicht. Diese Muskulatur darf nie so stark ermüden, dass sie ihre Aufgabe nicht mehr erfüllen kann. Im Falle des Zwerchfells würde das ansonsten, extrem gedacht, beispielsweise den Erstickungstod bedeuten.
Die roten Muskelzellen werden auch Typ I oder ST-Zellen genannt. Sie sind langsam kontrahierbar, ihre Fähigkeit zur Sauerstoffaufnahme ist von allen Muskelzellen am höchsten und sie verbrennen in erster Linie (Körper-)Fett als Energiequelle. Sie haben die größte Kapazität für Ausdauerleistung und werden deshalb vorwiegend in Perioden geringer dynamischer Leistung gebraucht, wie z. B. Stehen, Schrittgehen, ruhiges Traben/Canter, Galopparbeit und natürlich für die Muskelleistung eines in Versammlung arbeitenden Dressurpferdes.
Typ II A sind die sogenannten FTH-Zellen, schnell kontrahierbar mit hohem Gehalt an Sauerstoff. Sie verbrennen sowohl Kohlenhydrate als auch Fett. Zwar weniger Fett als die ST-Zellen, aber auch sie nutzen Fett z. B. aus den bei der Heuverdauung entstehenden kurzkettigen Fettsäuren zur kontinuierlichen Energiegewinnung. Diese FTH-Zellen werden für lange ausgedehnte Arbeit in gemäßigtem Tempo, aber auch bei forcierter Aktivität wie z. B. Cantergalopp gebraucht.
Typische Aufgaben:
- Ruhige Galopparbeit
- längere Belastungen in höherem Tempo
- vielseitige sportliche Leistungen
Zur weißen Muskulatur zählen die typischen "Bewegungsmuskeln" wie z. B. der Bizeps, den natürlich auch unsere Pferde haben. Diese Muskeln müssen regelmäßig trainiert werden, ansonsten bilden sie sich zurück (Inaktivitätsatrophie).
Die dazugehörigen Typ II B Muskelzellen sind die Kraftfasern für explosive Kraftentfaltung und schnelle Muskelleistung (zur Erinnerung das Pferd ist ein Fluchttier). Sie können kein Fett mehr nutzen, sondern nur noch Kohlenhydrate, wie die Blutglukose, oder ihre Speicherform des Körpers, das Glykogen. Diese Kraftfasern können ohne Sauerstoffzufuhr Kohlenhydrate verbrennen, dabei entsteht neben Kraft aber auch Milchsäure und sie ermüden leider sehr schnell. Diese Muskelfasern benötigen insbesondere Rennpferde, denn diese Muskelfasern werden z.B. bei Hochgeschwindigkeiten, wenn die Atmung nicht mehr genügend Sauerstoff heran- und Kohlendioxyd abatmen kann, gebraucht.
Einsatz:
- Sprint
- maximale Beschleunigung
- Absprung
- Fluchtreaktionen
Grundsätzlich besitzt jedes Pferd alle Fasertypen. Allerdings unterscheidet sich die Zusammensetzung: Quarterhorses, die für schnelle Sprints gezüchtet wurden, haben viele weiße Muskelfasern. Pferde, die auf Ausdauervermögen auf langen Distanzen selektiert wurden, besitzen viele rote Muskelfasern.
Und genau deshalb haben Quarterhorses einen genetischen Vorteil in Sachen Muskelbildung: denn weiße Muskulatur nimmt schneller an Dicke zu als rote. Deshalb sieht ein Quarterhorse schnell aus wie ein Bodybuilder, während der Warmblüter oder ein Araber – mit dem gleichen Training – vielleicht deutlich länger braucht, um optisch Muskulatur aufzubauen. Durch Training lässt sich die Zusammensetzung der Muskelfasertypen zwar verändern, dafür braucht es aber Zeit und viel Training.
Mehr zur Muskulatur des (Sport-)Pferdes finden Sie hier.
Muskelzellen schützen
- Muskelstoffwechselstörungen (z. B. PSSM1, PSSM2, RER, HYPP), klassischer Kreuzverschlag oder Vergiftung (atypische Weidemyopathie) lassen sich durch Fütterung, Haltung und Training positiv beeinflussen, egal ob genetisch bedingt oder nicht.
- Muskeln sollten "gepflegt" werden. Hier sind eine im Eiweißangebot optimal angepasste Fütterung, die Versorgung mit Vitamin E und Selen, ein ausgeglichenes Elektrolytangebot ebenso wichtig wie regelmäßige Bewegung! Jedes krankheitsbedingte Stehen eines Pferdes stellt eine Belastung für die Muskulatur dar.
- Physiotherapie, Chiropraktik, Osteopathie können sinnvoll unterstützen
Training muss gut durchdacht und die Muskeln müssen dabei langsam, systematisch gezielt und kontrolliert aufgebaut werden, um Überlastung und Sekundärschäden (z.B. Sehnenverletzungen) zu vermeiden.
Muskulatur und Genetik
Wichtig sich zu verinnerlichen ist, dass ein Pferd nicht mehr Muskelzellen bekommen kann, als diejenigen, die es bereits hat. Die Anzahl der Muskelfasern ist genetisch festgelegt und wer sich ein Quarterhorse oder einen Vollblutaraber ansieht, der kann das leicht nachvollziehen.
Und, in Zusammenhang mit der Muskelbildung, eine schlechte Nachricht: Muskelfasern (Muskelzellen) können sich nach der Geburt nicht mehr durch Zellteilung vermehren. Werden Muskelfasern durch Krankheit oder Verletzung oder Alter zerstört, entstehen keine neuen mehr. Das im Hinterkopf zu behalten ist wichtig, denn das heißt für die Praxis:Muskelzellen sind optimal zu schützen, um sie vor dem Untergang zu bewahren!
Die gute Nachricht wiederum ist: Die vorhandenen Muskelzellen können an Dicke zunehmen! Und wie geht das? Ganz simpel durch Produktion von mehr Myofibrillen in den Muskelfasern. Körperliche Anstrengung, sprich Training, aktiviert Signalproteine. Diese wiederum aktivieren unterschiedliche Gene, die für die vermehrte Bildung von kontraktilen Proteinen - Aktin und Myosin - verantwortlich sind. So wird der Muskel auch ohne die Bildung neuer Muskelzellen stärker.
Diese gesteigerte Proteinsynthese verlangt in Muskelfasern automatisch nach mehr Zellkernen, um das Verhältnis zwischen dem wachsenden Zellvolumen und der Anzahl der Kerne aufrechtzuerhalten. Da sich jedoch weder die Zellkerne noch die Muskelfasern selbst teilen können, greift der Organismus hierfür auf teilungsfähige Satellitenzellen zurück. Diese liegen den Muskelzellen außen an oder wandern eventuell auch in Form anderer Stammzellen zu. Bei Bedarf können sie mit ihrem großen Nachbarn verschmelzen und so deren Dickenwachstum durch "Kernspende" unterstützen. Diese Quelle neuer Zellkerne sprudelt bemerkenswerterweise immer dann besonders stark, wenn forderndes Muskeltraining die Fasern strapaziert hat.
Einer gängigen Theorie zufolge entstehen nämlich dabei winzige Risse, so genannte Mikroläsionen, die wie ein Magnet auf die spinnenförmigen Satellitenzellen wirken. Diese wandern zu der verletzten Region und beginnen dort, Proteinmaterial zur Reparatur herzustellen. Einige von ihnen verschmelzen mit den Muskelfasern, andere verbleiben weiterhin als Satelliten außerhalb der Zelle. Die so von außen gespendeten Zellkerne, die übrigens von den bereits enthaltenen nicht zu unterscheiden sind, schaffen die Voraussetzung zur groß angelegten Produktion von weiteren Proteinen (Aktin und Myosin) und damit im Ergebnis von zusätzlichen Myofibrillen in der Faser. Der Muskel nimmt an Masse und Kraft zu.
Bei allem Wissen, um die verschiedenen Muskelzellen und ihre Energiesubstrate, darf man aber das Pferd und seine Veranlagung nicht aus dem Auge verlieren. Es ist schlicht unmöglich aus einem Trabbi einen Ferrari zu machen. So kann auch die beste Fütterung aus einem durchschnittlich begabten Sportler kein Spitzenpferd formen, keine anatomischen Probleme beheben und keine Trainingsfehler kompensieren – auch beim Pferd funktioniert so ein "Umtuning" nicht.
Mit dem Trabbi drehen Sie eine gemütliche Runde mit Freunden beim Oldtimer Treffen. Mit dem Ferrari beschleunigen Sie von 0 auf 100 in wenigen Sekunden und holen die maximale Power auf die Straße.
Dennoch gilt bei jedem Pferd, egal ob "Ferrari oder Mittelklassewagen" – es ist wichtig, die Fütterung auf die sportartspezifischen Anforderungen an den Bewegungsapparat des Pferdes abzustimmen: Eine Dressurprüfung beansprucht den Pferdekörper nicht auf die gleiche Weise wie ein Distanzritt, im Parcours werden andere Muskelgruppen und Fähigkeiten gefordert als im Fahrsport. Um die Leistungsfähigkeit zu optimieren, die Freude an der Arbeit zu steigern und die Verletzungsgefahr zu minimieren, sollte neben dem Training insbesondere die Fütterung an die individuellen Anforderungen einer Disziplin angepasst werden, denn nur dann kann die Muskulatur optimal funktionieren, Höchstleistungen ermöglichen und zugleich Gelenke, Sehnen und Bänder vor Schäden schützen.
Protein für die Muskeln
Ein komplexes Thema bei der Fütterung der Sportpferdemuskulatur ist die Protein- bzw. Eiweißversorgung. Einerseits sollte kein überschüssiges Eiweiß (= Protein) den Körper belasten, andererseits braucht gerade ein Athlet ausreichend essenzielle Aminosäuren, die Kleinstbausteine der Proteine, sowohl für die Muskelbildung als auch für den Ersatz von Körpergewebe.
Überhöhte Mengen an Eiweißen über die Fütterung müssen verdaut und im Intermediärstoffwechsel abgebaut werden. Das ist einmal ein energieverbrauchender Prozess (Zerlegen der Eiweißkette bis zu den daraus bestehenden einzelnen Aminosäuren, Abspaltung und Entgiftung des Stickstoffrestes), der zudem die Leber (Entgiftungszentrale) belastet und dem Körper zusätzlich Wasser und Elektrolyte raubt, weil das beim Eiweißabbau entstehende Endprodukt Harnstoff über die Nieren ausgeschieden werden muss.
Umgekehrt verhindert ein zu niedriger Eiweißgehalt der Ration bzw. eine Mangelversorgung mit essenziellen Aminosäuren eine optimale Muskelbildung und damit die weitere sportliche Entwicklung.
Vereinfacht ausgedrückt gilt für die Fütterung von Sportpferden: So viel Eiweiß wie nötig, besser noch, so viele Aminosäuren wie nötig, um die Versorgung abzusichern, dennoch so wenig Eiweiß als möglich, um Leber und Nieren und insbesondere den körpereigenen Wasser- und Elektrolytspeicher nicht sinnlos zu belasten.
Eiweiß erhalten Pferde in der täglichen Ration zunächst aus Heu und Kraftfutter, so dass Qualität und Mengedie entscheidenden Stellschrauben sind. Wir beobachten in der Praxis, dass viele Heuchargen nicht mehr so viel Protein wie früher enthalten, die Fütterung von Getreide heute wesentlich sensibler vorgenommen wird, Weidequalität und -zeiten sich verändern oder neue Managementmethoden wie das Wässern und Bedampfen von Heu Einzug in den Stallalltag halten.
All diese Beispiele verbindet, dass sie Auswirkungen auf die Proteinversorgung und damit wiederum auf die aufzubauende, aber auch zu erhaltende Muskulatur haben können. Kommen Pferde in ein Versorgungsdefizit, läuft die Muskulatur in Gefahr als körpereigene Proteinquelle genutzt, sprich abgebaut zu werden, und das gilt es zu vermeiden, denn ohne Muskulatur sind gesunde sportliche Leistungen nicht möglich.
Bei einer defizitären Proteinversorgung, z. B. aufgrund von proteinarmen, gewässertem oder bedampften Heu empfehlen wir unsere Aminosäurenergänzung Magnomino®, die es ermöglicht, vorhandene Mangelsituationen leicht auszugleichen, um unerwünschte Risiken für die Muskulatur zu minimieren, ohne den Eiweißstoffwechsel zu belasten.
Unser Magnovital® im Vergleich bietet ebenfalls eine hochwertige Versorgung mit Aminosäuren, allerdings ist hier Spirulina platensis die Rezepturbasis. Der hohe Anteil an Spirulina liefert nicht nur Proteinbausteine für den Aufbau und die Regeneration der Muskulatur sowie wertvolle Antioxidantien, sondern es gibt wissenschaftliche Erkenntnisse (Lu et al 2006), die auf eine spätere Ermüdung der Muskulatur hinweisen, die gerade für das Sportpferd von besonderem Interesse ist.
Mehr zum Thema Sportpferdefütterung finden Sie hier, Tipps zum Thema Turnierfütterung Sie wiederum hier.
Elektrolythaushalt
Die Muskulatur besteht aus bis zu 75% Wasser, so dass der Elektrolytversorgung eine hohe Bedeutung zukommt, denn mit einer Austrockung (Dehydration), geht eine schlechtere Durchblutung der Muskulatur, mit Folgen für den An- und Abtransport von Nährstoffen, einher. Das bedeutet für eine gut funktionierende Muskulatur ist das Schwitzen des Pferdes stets in die eigenen Überlegungen einzubeziehen.
Bei körperlicher Arbeit entsteht Wärme, die über Luft und Wasser abgeleitet wird. Ganz wichtig ist es daher, dass der Flüssigkeits- und Elektrolythaushalt im Gleichgewicht bleibt, damit der Organismus und der Temperaturausgleich optimal funktionieren können.
Geht dieser Sol- in einen Gelzustand über, weil das Milieu eindickt, verschlechtert sich die elektrische Leitfähigkeit und die für das Sportpferd so wichtige Reaktionsfähigkeit lässt nach. Auch die Ver- und Entsorgung der Zellen kann nicht mehr auf Hochtouren arbeiten, das Gewebe wird schlechter durchblutet, geschwächt und nimmt eventuell massiven Schaden. Calcium, Phosphor und ganz besonders Magnesium befinden sich in ionisierter Form in der intra- und extrazellulären Körperflüssigkeit und sind dort unter anderem für die Muskelkontraktion und die Reizleitung vom Nerven zur Muskelzelle zuständig, entscheiden also maßgeblich über das Reaktionsvermögen auf dem Platz.
Elektrolyte werden mit der Nahrung (z. B. Kalium via Heu, Natrium und Chlorid über den Salzstein) aufgenommen. Insbesondere Heu unterstützt hierbei ein bedarfsgerechtes Trinkverhalten.
Die Wassertemperatur sollte wegen der Verträglichkeit für den Magen und der Bereitschaft zu trinken nicht unter 9° C liegen. Je nach Außentemperatur, Luftfeuchtigkeit und Anstrengung schwitzen Pferde mitunter sehr viel und verlieren viele Elektrolyte. 10 Liter Schweiß bedeuten einen Verlust von rund 100 Gramm Elektrolyten. Entsprechend ist es normal, dass der Salzleckstein von Pferden im Volltraining sehr intensiv genutzt wird. Mehr zum Thema Schweißverlust finden Sie hier.
Am besten verwendet man einen ganz normalen, weißen Salzleckstein (= nur Natriumchlorid). Bitte keinen Mineralleckstein! Hintergrund: die Pferde benötigen in erster Linie Salz (Natriumchlorid), der Verlust an anderen Mineralien oder auch Spurenelementen steigt bei vermehrtem Schwitzen nur gering an, sodass Pferde, die viel Salz brauchen und den Stein entsprechend auch nutzen, recht schnell in Überversorgungslagen mit teilweise toxischen Mengen an z. B. Selen kommen könnten. Aber selbst ungefährliche Aufnahmen an nicht benötigten Mineralien und Spurenelementen belasten nur sinnlos die körpereigenen Regulationsmechanismen.
Was das Pferd sucht und braucht ist Salz. Deshalb empfehlen wir nur einen weißen Salzleckstein anzubieten, klar darf er auch rosa sein (Himalayasalzstein). Manche Reiter legen den Salzleckstein in kleinen Brocken auch in den Futtertrog. Schon beim Fressen wird durch das Herumschubsen dann Salz frei, die Pferde gewöhnen sich an den salzigen Geschmack – damit wird langfristig automatisch freiwillig mehr Salz aufgenommen. Das ist bei stark schwitzenden Pferden eine gute Überlegung.
Dabei ist zu beachten, das in feuerverzinkten Futtertrögen kein Salz anzubieten, denn Salz kann die Verzinkung lösen.
Und noch etwas gilt es zu beachten: Pferde haben eine andere Schweißzusammensetzung als der Mensch (Pferdeschweiß ist hyperton, d. h. er enthält mehr Elektrolyte), Pferde haben aus diesem Grund auch ein anderes Durstempfinden. Das bedeutet für die Praxis: Die Elektrolytverluste sollten beim Pferd nicht schlagartig und nicht nur am Tag der Anstrengung durch Gabe großer Elektrolytmengen ausgeglichen werden, sondern über die nächsten drei Tage hinweg. Wie empfehlen daher unser Megalyt Sol® als Trunk über die 3 darauffolgenden Tage zur freiwilligen Aufnahme zusätzlich zum Tränkwasser anzubieten.
Neben der fütterungsseitigen Gabe von Elektrolyten ist auch immer die „Infrastruktur“ zu prüfen, so dass die Durchflussrate der Tränke (Wasserverfügbarkeit), Tränkensauberkeit und die Wasserqualität keine indirekten Einschränkungen für die Wasseraufnahme und damit die Muskulatur verursachen.
