Die H~irte menschlicher Muskeln bei Ruhe und Arbeit.

Voll Dr. med. Roland Miiller.

(Aus dem Physiologisehen Institut Freiburg i. Br.)

Mi t 3 T e x t a b b i l d u n g e n .

(Eingegangen am 19. Juli 192g.)

Mit frfiheren Mitarbeitern ha~ Mangold die Brauchbarkeit seiner Methode der physiologisehen I-I~rtebestimmung 1) zur Anwendung auf die Probleme verschiedener Starrezust~nde yon Tiermuskeln erwiesen; besonders liel] sieh hierbei die weitgehende Unabh~ngigkeit der Ver- ~nderungen der Muskelh~rte yore Verkfirzungszustande quanti tat iv verfolgen2). Auch auf menschliche Muskeln wurden die Untersuchungen ausgedehnt und die Grundlagen dieser besonderen Anwendungsweise der Methode bereits bei ihrer ersten Ausarbeitung am Tiermuskel be- riieksiehtigt. Nachdem Mangold auf die klinisehe Bedeutung dieses einfachen Verfahrens und das/~rztliOhe Bedfirfnis nach einer objekti~zen zahlenm~Bigen Bestimmung der Hartever~nderungen mensehlicher Muskeln hingewiesen hatte3), war es zun~chst notwendig, dutch um- fangreiche H~trtemessungen am Mensehen weitere Grundlagen zu ge- ~vinnen.

Ich unterzog reich daher der Aufgabe, die tthrte menschlieher Mus- ke]n bei l~uhe und Arbeit skierometrisch zu bestimmen. Um unter ~mSglichst einheitlichen Bedingungen zu arbeiten, wurde die Unter- suchung auf den Biceps brachii gesunder m~nnlicher Studenten im Alter yon 19--26 Jahren beschr~nkt.

Der Biceps schien, abgesehen yon seiner leichten Zug/~ngHchkeiL aueh wegen der geringen Entwicklung des Unterhau%fettgewebes besonders geeignet. Auch Springer ~) und Kau//mann~), die mit der Methode von Gildemeister 6) die Muskel-

1) E. Mangold, Pfltigers Arch. f. d. ges. Physiol. 196, 200. 1922. ; Dtseh. med. Wochenschr. 1922, Nr. 24; Arch. n6erland, de physiol, de l'homme e% des anim., Festschr. f. Zwa~rdemaker, ~, 185. 1922.

~) Mangold, Detering, Inaoka, Pfliigers Arch. f. d. ges. Physiol. 196, 215. 1922; 198, 279, 289, 297. 1923.

3) E. Mangold, Dtsch. reed. Wochenschr. 1923, Nr. 24. 4) Springer, Zeitschr. f. Biol. 63, 201. 1914. ~) KauHmann , Zeitschr. f. d. ges. exp. lV[ed. 29, 443. 1922. 6) Gildemeister, Zeitschr. f. Biol. 63, 183. 1914.

R. Mti]ler: Die H~trte menschlicher Muskeln bei Ruhe und Arbeit. 107

hi~rte beim Menschen untersuchten, w~hlten als Objekt den Biceps, w~hrend Hosios~y 1) den Gastrocnemius w~hlte. Ihre Befunde gaben Gelegenheit, einige meiner mit dem ganz andersartigen Verfahren erhaltenen Resultate fiber das Verhalten der Muskelh~rte mit jenen zu verglcichen2).

Auf die Grundlagen der Sklerometrie wie auf den Begriff der ~uskelh~rte kann bier nicht erncut eingcgangen werden. Besonders sei in dieser Hinsicht auf zwei der Mangoldschen VerSffentliehungen 3) hingewiesen, in denen sich auch das neue Sklerometer abgebildet findeO).

Zur Methodik sei hier ausdri~c~lich betont, dab diese!be, um vergleichbare Wertc zu erhalten, aus denen Durchschnittswerte flit einzelne Muskeln and die prozenti- sehen Veriinderungen der Muskelh~rte berechnet werden ksnncn, stets auch in gleicher Weise geh~ndhabt werden mu~. Dies gilt besonders Iiir die GrSi~e der Belastong des Zcigerhebe]s und ihren Abstand, wie den der Pelotte, yon seinem Drehpunkt. i n dieser Hinsicht hat Mangold mit Riieksieht auf eine grOl~ere Anpassungsf~higkeit des Apparates diesem eine wcitgehende Vcrstellbarkei~ ge- gehen. Fi~r die allgemeine Verwendung zu dem speziellen Zwec~e der Mus~elh~rte- messung mi~ssen nun abet Vorsehri/ten gegeben werden, die die bei verschiedenen Muskelzust~nden und yon verschiedenen Autoren gcfundenen Werte vergleichbar machen. Iqaeh meinen besonders daraufhin geriehteten Versuehen empfiehlt sich, ganz den Mangoldschen Vorversuchen entsprechend, als zwec~m~fiigste Einstellung des Apparates /i~r die H4rtemessung an mensehliehen Muskeln die des Pelotten- stgibchens (Durchmesser der Drucldl~che der Pelotte 3 ram) im Abstande von 40 mm, die des Belastungsh~kchens in 80 mm, vom Drehpunkte des Zeigerhebels; als zwec~- md/3igste Belastung 10 und 20 g, nach vorheriger Feineinstellung des Zeigers au] Null der Skala bel eben erreichter druc~loser Beri~hrung der Pelotte mit dem MusSel.

I. Die tti~rte des ruhenden Muskels.

1. Methodil~.

Zur Ausfiihrung der Messungen wurden die Versuchspcrs0nen mit seitlich ausgestrecktem Arm an einen Tisch gesetzt, dessen Platte dutch Schrauhen- gewinde in der HShe verstellbar w~r. Der Arm lag a ~ einer bequemen Arm- auflage derartig, dai~ die Beugungsebene des Vorderarmes senkrecht zur Horizon- talen stand. Die Tischpla~te bzw. Armauflage wurde ffir jede Person in der I-IShe so eingestellt, da~ bei Iestaufliegendem 2[rm ein zwangloses Sitzen ermSglicht wurde, um jede unwillkiirliche Muskelspannung infolge Druckes oder ~hnlichem auszuschalten. Auf einer, seitlich untcrhalb der beweglich angebrachten, festen Tischpla~te stand das Sklerometer. Die Ablesung der Werte erfolgt gleich naeh Anh~ngen des Gewichtes stets in dem Augenbliek, in dem der Zeiger erstmals zur Ruhe kommt, d. h. ehe infolge der elastischen Nachwirkung ein weiteres Sinken einsetzt.

1) Hosiosky, Zeitschr. f. d. ges. exp. Med. 39, 462. 1924. 2) Die Arbeit yon Kau/]mann wurde mir erst naeh Abschlul~ meiner Versuche,

die yon Hosios~y naeh Abschlu• des Manuskriptes zug~nglich. 3) Pfliigers Arch. f. d. ges. Physiol. 196, 200. 1922; Dtsch. reed. Woehenschr.

1923, Nr. 24. a) Der Apparat wird yon F. L. Fischer, Freiburg i. Br., Kaiserstr. 115 und

Filiale Berlin I~W, Luisenstr. 64, geliefer~o I)aran ist eine weitere Verbesserung der vertikalen Feineinstellung und ein Zahntricb fiir die horizontale feinere Ver- sehiebung angebracht.

108 R. M~ller :

2. Hiirte des unbelasteten Biceps.

Es wurden zunichst Beobachtungen fiber die Eindrfickbarkeit des unbelaste~en, ruhenden Biceps bei ebaer Unterarmbeugestellung yon 90 ~

angestellt. Die hierbei gewon- Tabel~e I.

Vers~cl~s. l~ergoll

X . XH

II V u Xu

XYII I V .

XIII XIV .

VII

VIII . XI III

A l t e r

19 19 20

H e b e l b e l a s t u n g

23 38 16 26 24 40 24 39 25 40 21 32 21 33 24 36 23 38 23 36 25 42 22 38 32 49 25 38 35 55

(Die Ziffexn bedeuten wie ~ueh in allen spiteren Tabellen den Zeigerausschlag an

der Skala in Millimetern.)

nenen l~esultate zeigt die neben- stehende Tabelle.

Unter Berficksichtigung der natlirliehen Fehlerquellen, die sieh hie ganz ausschlieI]en lassen, zeig~ sich bei Betraehtung der vor- stehenden Resulta~e, die aus meh- reren bei jeder 1)erson gemaehten Messungen herausgegriffen sind, dab sich die H(irte des ruhenden Muskels bei versehiedenen Indivi- duen gleichen Alters in engen Gren. zen h~It. Besonders deutlich t r i t t das zutage, wenn man die Er- gebnisse der Versuchsperson I I I zum Vergleieh heranzieht, die Springers Befund der H~rte- abnahme mit zunehmendem Alter bestitigen. Ehe n~her auf dieses Ergebnis eingegangen wird, seien

noch Resultate angefiihrt, die sieh bei vtrschiedenen Beugestellungen des Unterarmes einschlieBlich Streekung ergaben.

Diese Beispiele zeigen, wie mit zunehmender Beugung anscheinend die Eindrfiekbarkeit wiehsr bzw. die Hiirte abnimmt. Da wit beim

V e r s u e h s - 0 o pe~SOll

Tabelle II.

II . . . 11118 V !111919 XVI

45 ~

20 20 15

90 ~ ca . 135 ~

24 ! 36 24 28 18 22

Lebenden die Pelotte nieht direkt auf den Muskel setzen kSnnen, sondem die stSrenden Einfliisse der bedeekenden Gewebe beson- ders der reeht straffen Oberarm- fascie mit in Kaui nehmen miis- sen, erscheint die Annahme m6g- ]ich, daft es sich beiden vorstehe~-

den Resul~aten nieht um eine _~nderung der Muskelhir~e selbst handelt; vielmehr ist es wohl die bei Strecktmg stgrker als bei Beugung fiber den Biceps gespannte Faseie, die derartige geringe )~nderungen bedingt. Ein Tell der gewennenen Resul~ate zeigte zwar nieht diese RegelmiBigkei~, aber immerhin ehle J.hnliehkeit in dieser Beziehung. Wit k61men also den SehluB ziehen, dab die H4rte des unbelasteten Muskeb dutch ein[ache L~ngen- ver~inderunge~ nicht, oder jeclen/atls k~um beein/lufit wird. Aueh Springer

Die Harte menschlicher Muskeln bei Ruhe und Arbeit. 109

land bei verschiedenen Beugestellungen des Ellbogengelenks keine wesent- lichen tt~rteunterschiede. Unser Befund der etwas gr6geren H~rte bei Streckstellung stimmt mit dem seinen der etwas gr6Beren H~rte bei besonders langer Einstellung des Biceps iiberein, w~hrend sein gleich- artiger Befund am besonders kurzen Muskel nieht best~tigt werden konnte, die H~rte bei st~rkerer Beugung vielmehr best~ndig, wie oben erkl~rt, etwas zunahm. Hosiosky fand die L~ngenver~nderung des Muskels (Gastrocnemius) ohne Bedeutung fiir die H~rte.

Da es sowohl bei aktiver wie auch passiver Beugung des Unterarmes zu einer Verkiirzung des Biceps kommt, ist es nieht mSglich, immer genau denselben Muskelpunkt zum Aufsetzen der Pelotte zu treffen. Daraus ergibt sich die Frage, ob der Muskel fiberall gleiehe H~rte be- sitzt. Um hierin sicherzugehen, wurde bei einer grogen Zahl der zur Beobachtung gelangten Personen der Biceps an verschiedenen Punkten gemessen. In der Mehrzahl war der Unterarm hierbei naeh sparer zu besprechender Methodik mit 2 kg belastet. Meist wurden 9 Stellen im mittleren Drittel des Muskels nach folgendem Schema miteinander vergliehen.

Tabelle III .

Versuchs- Hebelbelastung: 10 g Hebelbelastung: 20 g p e r s o n

I I . . .

X V l I . .

16 16 16 16 16 16 18 18 18 11 11 11 10 11 11 11 11 11

26 26 26 24 24 24 26 26 26 17 19 17 16 18 17 17 20 17

Diese beiden Beispiele zeigen deutlich, dab ein Ver/ehlen des einmal gew~ihlten Punktes nicht yon besonderem Ein/lu[3 auf die ReSultate ist. Dies bestatig~ die yon Springer angegebene Ubereinstimmung der H~rtewerte ffir drei verschiedene Stellen eines Muskels.

Da die meisten Menschen einseitig orientiert sind, d. h. vorwiegend den rechten bzw. den linken Arm bet~tigen, liegt die Frage nahe: Hat bei ein und demselben Individuum die vorwiegende Beanspruchung des einen Armes zugunsten des anderen eine Di//erenz in der Hdrte des rechten und linken Biceps zur Folge oder nicht ? Einige Beispiele mSgen die Frage beantworten.

Tabelle I V.

IVp . : I.

10 g . . 24 24 20 g 40 40

r. l.

24 26 39 42

Xll.

r. I L

15 19 24 28

r, L

23 27 38 44

r. I I.

25 2 8 38 43

XIV.

r. I ]"

25 21 42 32

XVII. r. ].

24 20 36 36

110 R. Mailer:

Nach diesen Ergebnissen miil~te m a n zun~chst zu dem Schlul~ kom- men, dab die ve rmehr t e I n a n s p r u c h n a h m e eines Muskels ke inen regel- m~Bigen EinfluB auf seine t t ~ r t e ha t , denn bei den Versuehspersonen X und X I , die beide ausgesproehene L inksh~nder s ind, l i nden wir ebenso wie bei den angef i ihr ten l~echtsh~ndern eine Verminderung der Eindrf ick- ba rke i t rechts . Dieser U m s t a n d f inder v ie l le ieht seine Erk l~ rung da- du tch , dab beide bes t r eb t waren, ihre H a n d f e r t i g k e i t auf die reeh te Sei te umzuste l len . Das Gegenstf ick dazu f inden wi t in Versuchsperson X V I I , d ie a u s kbrper! ichen Gri inden gezwungen wurde, sich nach l inks umzuste l len . Als re iner L inksh~nder zeigt Versuchsperson X I V jedoch eine deut l iche grbl~ere t t ~ r t e l inks.

Die W e r t e der Tabel le I V s ind Einzelergebnisse, die nu r ein re la t ives Bi ld geben kOnnen, da , wie sparer noch nachgewiesen wird, die Muskel-

h~r te da ue rnd Schwan-

Versuehs- pe r son

X XII I . I I .

V V I . XV XVII I V . . XI I I . XVI . XIV . V I I . . XI : .

Tabelle V.

Al te r

19 Jahr 19 ,, 20 ,, 20 ,, 20 ,, 20 ,, 20 ,, 20 ,, 21 ,, 21 ,, 21 ,, 22 ,, 24 ,, 26 ,,

I-Iebelb e las tung

10 g 20 g

r. l. r. 1.

23 27 16 19 24 24 25 24 24 28 19 22 21 20 24 22 23 22 24 22 23 23 26 22 22 24 25 28

38 26 40 42 37 30 33 37 37 38 37 45 38 38

44 29 40 42 45 32 32 37 37 36 39 35 38 43

kungen u m einen Mit teL wer t macht . Es sei dahe r noch eine Zusammen- s te l lung yon Mittelwerten aus grSfieren Versuchs- reihen der einzelnen Per- sonen (Tabelle V) ge- geben, die zeigen, dal~ im groBen Ganzen der Un- terschied zwischen rechts und linI~s nur gering i s t und zum Tell f i be rhaup t n ich t bes teht .

Hierbe i is t zu bemer- ken, dal~ die meis tenVer- suchspersonen w~hrend der Beobach tungsze i t

ke in sport l iches Tra in ing i rgendwelcher A r t be t r ieben. Auszunehmen s ind hier die Versuchspersonen X, X I I , V, die an regelm~Bigen Fech t - s t unden t e i l nahmen ( d e r L inksh~nder Vp. X foeh t mi t dem reeh ten Arm). U n t e r Berf icks icht igung dieses U m s t a n d e s is t der SchluB berecht ig t , daB die Hi~rte des Muskels doch zum Teil abh~ngig is t yon der Bean- spruchung, die er erfi~hrt, d. h. bei Rechtshdndern ist der rechte, bei Linlcs- hdindern der linlce Biceps, wenn ein Unterschied i~berhaupt besteht, der weniger eindri~clcbare, d.h. der h(irtere.

Es sollen nun Vergleiche gezogen werden zwischen den t t i~r tewerten des Biceps verschiedener Personen. H ie r is t bemerkenswer t , wie nuhe s ich a m ruhenden Muske l gewonnene W e r t e k o m m e n bei Personen, de ren Le i s tungen bei H a l t e a r b e i t e rhebl ich differ ier ten. Als Beispiel seien hier

Die It~trte menschlicher Muskeln bei Ruhe und Arbeit. 111

Versuehsperson I und X V I I (Tabelle V) angeffihrt , die im gleichen Lebens jah re s tehen. T ro t zdem Versuchsperson X V I I , deren A r m m u s k e ] n reeh t m~l~ig ausgebilde~ waren, bei den sparer zu besprechenden Be- l a s tungsversuchen nu r k n a p p die H~lf te de r Arbe i t zu leis ten ims t ande war , die yon Versuehsperson I bew~l t ig t wurde, s ind die Ruhewer t e gleich. Dagegen s ieht m a n zwischen Versuchsperson X V I I und X I V einen wenn aueh geringen Unte r seh ied dera r t , dal~ dieser rechts einen hSheren E ind r i i ekba rke i t swe r t zeigt als jener , der weniger zu leis ten i m s t a n d e war. t I i e r aus geh t hervor , daG die Hgrte des ruhenden Muskel8 nicht immer ohne weiteres als Ma]3stab /i~r seine Leistungs/~ihiglceit dienen kann , sondern das P r o d u k t yon Einflf issen ist , auf die wel te r un t en ein- gegangen werden sell. Es sei noch erw~hnt , dal3 bei den Versuchspersonen VI und X I I m i t ihrer a b n o r m e n Muskelh~r te die Le i s tungen dieselben wie die de r Versuchsperson I und andere r waren.

W e n n m a n Vergleiche z ieht zwischen den Muskelh~r ten versch iedener Personen, e rg ib t sich die F rage , ob denn jedes I n d i v i d u u m eine i bm eigent i iml iche Muskel- h~r te bes i tz t , die kon- s t a n t ist. I n dieser F r a g e g ib t nebens t ehende Ta- belle Aufschlul~, die die bei e inzelnen Personen an verschiedenen Tagen ge/undenen Werte nebcn- e inanders te l l t . Die Mes- sungen wurden in Ab- s t~nde~ yon je 7 Tagen vorgenommen.

Man sieht hieraus, da~ die Muskelh~irte jeder Versuchsperson geringe Schwankungen zeigt, die

Tabelle VI.

20 g Yersuchs- Yersuchs- 10 g 10 g 20 g person person

I I ~ ~

V 1 . .

I V . .

X l I

X I t I

XV.

15 16 27 16 17 23 2 4 24

21 14 21 22

24 26 27 26 29 36 38 39

33 24 34 33

wohl durch die ve rsch iedens ten Ursachen bed ing t sein kSnnen.

Der EinfluB der Lebensweise tr i t t ganz deutlich zutage bei den Versuchs- personen XI I I und XV, bei denen je ein Wert stark aus dem Rahmen herausfMlt. Bei der einen hatte am Vorabend ein AlkoholexzeG stattgefunden, wghrend die andere die l~acht durch gearbeite~ hatte und sich noch milde ffihlte, ttier ergeben sich also bei geschw~tchtem Organismus hShere Ruhewerte fiir die Muskelharte.

Auch Kau/]mann und Hosiosky kommen zu dem Ergebnis, dab der jeweilige ttgrtegrad yon den zahlreichen Faktoren abh~ngig ist, die den Muskeltonus regu- ]ieren. Eingehend wurden die Beeinflussungen tier Ruhehgrte des Muskels, be- senders dutch psychische Momente, yon W. Hueck 1) untersucht; dabei ergab sich

~) W. Hueck, Muskelh~rte und Erm~dung, Zeitschr. f. d. ges. exp. Med. 43. 1924.

112 It. Mtiller :

die F/~higkei~ willktirlieher tterabsetzung der Ruheh~rte des Biceps dureh bewuBte aktive Entspannung. Lewy und Hosioslcy 1) betonen die Muskelh~rte als Mug der Konstitution.

W e n n man hiervon absieht, l~I]t sieh aus den angefiihrten Beispielen entnehmen, dab die Muskelh~rte des einzelnen im allgemeinen kons tan t ist. W e n n hier nun der Versuch gemacht werden sell, aus den vorer- w&hnten Ergebnissen zum ersten Male ,,2Vormalwerte" ftir die Muskel- h&rte alffzustellen, so kSnnen diese, der Besehriinkung meiner Versuche auf junge Mfi.nner zwisehen 19 ur~d 26 Jah ren entsprechend, nur ffir diese Altersklasse Geltung beanspruchen. Da auBerdem festgestellt wurde, dab der Biceps des mehr beanspruchten Armes meist um geringe Grade hgr ter is~ als der andere, ist es nicht ang&ngig, einen fiir beide M. bie. giiltigen W e r t aufzustellen, noeh eirdach den reehten und linken fiir sieh zu , ,normieren". Man muB vielmehr so verfahren, dab man die Werte des reehten Biceps bei Rechtshgndern mi t denen des linken yon Linksh~ndern und u m g e k e h r t zusammenstel l t und da raus den Durch- chmtt erreehnet. Als ,,Normalwerte ergeben s~ch be~ d~eser Berechnungsart :

bei Hebelbelas~ung 10 g 20 g r. 1, r. L 23 24,5 37,3 40

(r. ~ Arbeitsarm). Die Versuchspersonen VI und X I I wurden bei der Er reehnung dieser

Wer te nieht bertieksiehtigt, da m a n sehon bei der Be t rach tung der Tabellen sieht, dab sic eine ganz aus dem R a h m e n fallende Muskelh~rte besitzen.

II. H~irte des B iceps bei Arbe i t s l e i s tung .

Nachdem die Ergebnisse der t t~rgemessung am ruhenden Muskel in den verschiedenen Rich tungen ausge~yertet wurden, sollen nurt die Ver~nderungen untersueht werden , die die H~rte bei der Arbeit des Muskels erf~hrt. Zu diesem Zweck sehien die Haltearbeit am geeignet- sten, d. h. die Versuchsperson ha t t e die Aufgabe, versehiedene Gewiehte in der zur Muskelmessung gewtinschten Unterarmste l lung zu halten.

Methodilc. Folgende Vorrichtung ermSglichte auf sehr einfaehe Weise, den Unteraxm und damit den Biceps beliebig zu belasten: Etwa 11/2 m yon der schon oben angegebenen Anordnung entfernt wurde eine auf horizontaler Achse laufende l~olle ~ngebracht, die in der H6he versteUbar wax. Uber die Relic lief eine rait Handgriff versehene Sehnur, deren freies Ende einen Haken zum A~h~ngen tier Gewichte trug. Die Schnur wax in der L~nge verstellbar, damit die Versuchsperson, um den Muskel in der gewiinsehten Beugestellung zu belasten, ohne ihn durch Bewegungsarbeit zu ermtiden, die Gewichte nieht mehr als etw~ 5--10 em yon der Unterlage abzuheben brauchte. Die Rolle wurde in der HThe so eingesteUt, dab sie der Fausth0he in der gewttnschten Beugestellung entsprach. Auf diese Weise wurde der Biceps bei 45, 90 und etwa 135 ~ Beugung des Unterarmes belastet. Die ]~elastung des Biceps bei gestrecktem Unterarm wurde in der Weise bewerkstelligt,

1) Lewy und Ho~iosky, Zeitsehr. f. d. ges. Anat., Abt. IX l@, Hef~ 2.

Die tt~trte menschlieh~r Muskeln bei Ruhe und Arbeit. 113

da$ das Gewicht in die supinierte ttohlhand gelegt wurde. Im iibrigen wurde die Anordnung, die zur ~essung des unbelasteten Biceps diente, unver&ndert bei- beh~lten.

E in t t a u p t v o r z u g des Mangoldschen Sklerometers gegenfiber friiheren Methoden ist neben der leiehten I-Iandhabung der, da$ es absolute Zahlenwerte liefert, die sowohl direkt miteinander vergleiehbar sind als aueh die MOglichkeit geben, die bei dosierter Belastung erhaltenen Wer te als Hhr tezuwachs in Prozent des Ruhewer tes z u be rechnen . Letzteres ist deshalb wesentlich, weil m a n so am leichtesten die Resul ta te ver- sehiedener Personen miteinander vergleiehen kann. Am besten veff~hrt man so, dal~ m a n den l~uhewert gleich 100 setzt und yon diesem aus- gehend die Abnahme der Eindrf ickbarkei t bei Belastung als t I~rte- zuwaehs in Prozent ausdr f ick t . E in Beispiel: Der l~uhewert sei 23, bei 3 kg Belastung 13, so entspr icht das 43,5% H~rtezuwaehs.

Bei derselben Person und Unterarmste l lung ergaben sich zwisehen 10 und 20 g Belastung des Hebels kleine Differenzen im H~rtezuwachs. Auf diese Untersehiede und die Zweekm~Bigkeit, die giinstigste, nieht zu s ta rk deformierende Hebelbelas tung als einheitliehe Bedingung ffir die Messungen, die vergleichbar sein sollen, zu w~hlen, ha t bereits Mangold hingewiesenl). Daher sollen im folgenden nu t die mi t 10 g-Belastung des Sklerometers gewonnenen Wer te beriieksiehtigt werden.

Nachstehende Tabelle V I I gibt nun die Ruhewer te und Arbeitswerte bei den versehiedenen Stel lungen des Unterarmes und Belastung mit 2 kg.

Tabelle VII.

Versuchsperson 0 45 90 ca. 135 ~

II 17 ]0 I 20 15 26 22 3] 24 H . . . . . . . o . . IV �9 16 10 ~ ]7 13 23 15 24 20 u . . . . . . . . . 19 13 20 15 24 17 i 28 24

W e n n man nun den H~rtezuwaehs in Prozent umrechnet , ergibt sieh aus den absoluten Wer ten der Tabelle V I I folgendes:

Tabelle VIIa.

Yersuchsperson 0 45 90 ca. 135 ~

I I . . . . . . . . . . 41,2 25,0 15,4 22,0 IV . . . . . . . . . 37,5 23,5 34,8 16,7 V . . . . . . . . . . [] 31,6 25,0 29,0 ]4,3

Es geniigt, diese drei Beispiele anzufiihren, da bei den fibrigen Ver- suehspersonen die Ergebnisse sich im gleiehen R a h m e n halten.

1) Siehe Pfltigers Arch. f. d. ges. Physiol. 196, 205, 206. 1922. Pfliigers Archly f. d. ges. Physiol. Bd. 206.

I14 R. Mailer:

Wic welter unten noch an der Hand -con Versuchen nachgewiesen werden soll, ist die GrSl~c des Hi~rtezuwachses des arbeitenden Muskels ein ungefahres MM3 far die von ihm geleistete Arbeit. Danach hat der Biceps bei gestrecktem Vorderarm also mehr Arbeit zu leisten als bei Beugung und gleicher Belastung. Auff~tllig an den Werten der Tab. V I I a ist noch, dal3 bei 90 o der H~rtezuwaehs grSSer ist als bei den beiden anderen Beugestellungen, abgesehen yon Versuchsperson I I , bei der das Verhi~ltnis umgekehr t ist. Da kein andere r Grund angefiihrt werden kalm, ist Ms Ursache dieser Schwankungen eine individuell verschiedene Inanspruchnahme der fibrigen Beugemuskeln des Unterarmes anzu- nehmen, wodurch dem Biceps ein grSl3erer oder kleinerer Tell der ge- samten Haltearbei t abgenommen wird. Die Abnahme des H~rtezu- wachses, die bei allen Personen mit zunehmender Beugung des Unter- armes am Biceps eintritt, finder ihre ErklKrung in der mit der Beugung

sich zugunsten des Biceps i~n-

Tabelle VIII.

:Hitrtezuwachs Versuchs- l~uhe Belastung person %

I I ~ . ~

I V . . .

XIV .

XVII

XII I . .

i V . ~

26 24

22 20 17 13 15 15 21 17 14 18 9

I1 14 16 12 11 12 11

15,4 16,7 29,0 43,5 25,0 42,3 16,0 37,0 41,7 25,0 47,1 52,1 41,7 33,3 14,3 47,6 42,8 50,0

dernden Lastvertei lung auf die Hilfsmuskeln durch die sich an- dernde Hebelstellung des Unter- arms.

Die teilweise gute Uberein- s t immung der angeffihrten Werte kSnnte zu dem Versuch verlciten, Normalwerte ]i~r den Hdirtezuwachs des mi t 2 kg be- ]asteten Biceps aufzustellen. DaB dies schwer durchfiihrbar ist, zeigen die nachstehenden Werte bei 90 ~ Beugung.

Abgesehen von den zum Teil groSen Unterschieden zwisehen den einze]nen Personen, zeigt sehon jede ftir sich derartige Dif- fercnzen innerhMb ihrer Einzel- ergebnisse, dab es ausgeschlos- sen ist, bier aueh nur an-

n~hernde Durchschnittswerte zu errechnen, die Anspruch auf Giiltig- keit als , ,NormMwerte" haben k6nnen. Welche Bedeutung die Ver- schiedcnheit der H~rtezuwachswerte bei ein und derselben Person haben, soll bei der Messung am Muskel mit steigender Belastung n~her erSrtert werden. Einc ~ui3ere Ursache fiir diese Schwankungen konnte nicht be- obachtet werden. Es sei noch erw~hnt, dal~ der Biceps des linken Armes sich ebenso verh~lt wie der rechte, so dal3 von einem weiteren Vcrgleich Abstand genommen werden kann. Bemerkenswert ist nur, dM3 auch die

Die Hitrte menschlicher Muskeln bei Ruhe und Arbeit. 115

an einem Beobachtungstag gewonnenen Werte bei derselben Person Untersehiede im H~rtezuwaehs zwisehen rechts und links aufwiesen. Diese Differenzen sind wohl d~dureh zu erkl~ren, dab der Biceps des ,,Arbeits"armes infolge der 5fteren Beanspruchung mehr Ubung darin hat, sich auf die entsprechende Last einzustellen, w~hrend de r andere mit dem tIi~rtezuwaehs oft fiber das unbedingt notwendige MaB hinaus- schieBt.

DaB ein Muskel bei sehwerer Arbei t h~rter i s t als bei leiehter, ist eine bekannte Tatsache, die hier insofern grSgeres Interesse beansprucht, als fcstgestell~ werden soll, in welcher Weise sich der Hgrtezuwachs bei steigender Belastung vollzieht und welehe Schlfisse man aus der Art des tt~rtezuwachses auf die Leistungsf~higkeit des Muskels ziehen kann.

Vor Begiml dieser Untersuchungen hat te jede Versuehsperson ihre HSchstleistung zu bestimmen. Hierzu wurde in den am freien Ende un- naehgiebig befestigten Rollenzug eine in Kilogramm geeiehte Feder- zugwage eingeschaltet. Die Person zog nun mit 90 ~ gebeugtem Arm in der zur Messung fibliehen Stellung so stark, wie sie konnte. Nachdem auf diese Weise ein Anhaltspunkt flit die Leistungsf~higkeit des Muskels gewonnen war, wurde in der Weise verfahren, dab der Arm mit 2 kg belastet und sofort die Messung gemaeht wurde. Dann wurde die Be- lastung je 2 kg erh6ht, bis dureh das einsetzende Muskelzittern keine einwandfreien Resultate mehr zu erzielen waren. Durch Einschaltung einer entspreehenden Ruhepause naeh jeder Messung und selinelles Arbeiten wurde einer Ermfidung des Muskels vorgebeugt, so dab hier- dureh kaum eine Fehlerquelle verursaeht sein dfirfte.

Die Anordnung unserer Belastungsversuche unterscheidet sich dem- nach durehaus yon derjenigen Kau//manns, der die Wirkung und Nach.

Tabelle IX.

V e r s u c h s - p e r s o n

IV . . V I . . .

X I . . ~

XlI . .

X l I I . .

XIV . . XV . .

XVI . .

(26) (23) (Is) (20) (19) (25) (]7) (16) (24) (24) (26) (21) (22) (22) (25)

2 4 6

- - -- 52 - - - - 33 35 45 50 36 42 47 28 48 56 17 41 41 31 37 37 41 50 58 33 50 54 I 42 5 3 1 - 4 2 47 4 7 50 54 5 9 45 54 68 36 48 64

65 57

53 43 62 58 65 ] 52 63 68 68

10 12 [ 14

46

63 60 53 50 66 58 73 57

72 76

16 18 20 kg

- - 6 1

- - [ - -

- - - - o

Q *

116 R. Miiller :

wirkung l~ngerer Belustung mit nur 1 und 2 kg untersuch~e. Auch swinger verfolgte gr613tenteils andere Einzelfragen, die sieh mit den hier behandelten zu einem Gesamtbilde erg~nzen. Das Ergebnis meiner Ver- suche zeigt die folgende Zusammenstellung. Die Zahlen in Klammern sind die absohten l~uhewerte, die iibrigen Ziffern drficken in l~rozen~ den H~rtezuwaehs bei der betreffenden Belastung aus.

Zur Erleichterung des Vergleichs seien einige Beispiele graphisch dargestell~ (S. Abb. l und 2).

Hieraus ist ersichtlich, dab der Hgirtezuwachs bei steigender Be, lastungsspannung bei einzelnen Personen verschieden vor sieh geht. Bei

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A b b . 1 . / : I i i r t e z u n a h m e i n l ~ ro zen ~ d e r A n f a n g s h ~ i r t e b e i s t e i g e n d e r B e - l a s t u n g . ~ V p . I I . - . - . V p . X I . - - - V p . X I u

der einen finden wir einen steilen Anstieg und sohne]les Abfiaehen, bei der anderen ein mehr oder minder stetiges Ansteigen der Kurve. Auf

Grund allgemeiner Er~ 8G

I ~ ~ ~ i ~ fahrung kann behauptet 6o / - - " .--- ~ werden, daB d~sMuskel,

_~.-----" ~" j ! zittern bei steigender 5~ ~ I Belastung normalerwei- ,0 "7 se dann einsetzt, wenn z~ I sieh die zu bew~ltigende

Arbeit der H6ehstlel-

o ~ z s , 5 e z e g ~0 ~ ~2 Is 1, ~s ~kg stungsf~higkeitdesMus- A b b . 9~ w i e A b b . 1. ~ Y p . X I I I . - - - Y p . X V I . kels n~hert. Wenn man

nun die Kurven yon diesem Gesiehtspunk~ ~us be~mehtet, wobei noch zu bedenken is~, dal~ diese mit Ausnahme yon Versuehsperson I I und XVI da enden, wo die ]etzte einwandfreie Messung erzielt werden konn~e, so kommt man zu dem Sehlul], dab die Steilheit des Anstiegs des H(irtezuwachses bei stei- gender Belastung im umgekehrten Verhdltnis zur Leistungs]~ihigkeit des Muskels steht. Dumit soll gesagt sein: Je langsamer die Kurve des I-I~rtezuwachses ansteigt, um so schwerere Arbeit kann der 1V[uskel leisten. :Dies l~i~t sich such so deuten, dab der Muskel seine Leistung

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so lange steigern kann, wie er die M6glichkeit hat, sieh zu verh~rten; ist diese ersch6pft, dann ist auch seine Leistungsf~higkeit sehr bald zu Ende.

Im allgemeinen betrdgt das HSehstma/3 des H(irtezuwachses, das der Biceps au/bringen ]cann, etwa 75% des l~uhewertes. Eine Ausnahme bildet Versuchsperson XII , die nur bis 53% kommt, trotzdem sic dieselben Leistungen vollbringt wie Versuchsperson XIII , wobei letztere 75~o Hgrtezuwachs aufweist. DaB erstere nicht in der Lage ist, ihre Muskel- h~trte weiter zu steigern, geht daraus hervor, dab sic bei 16 kg Be- ]astung den H~rtezuwachs hat, mit dem sic schon bei 8 kg gearbeitet hat. Die Erkl~rnng hierffir ist wohl in dem Ruhewert zu suchen, der eine bedeutend h6here Hi~rte anzeigt wie bei allen anderen Versuchs- personen. Es laBt sieh daraus folgern, dab der H~rtezuwachs, den der Muskel im H6ehstfall aufbringen kann, abhi~ngig ist yon dem Ruhe- wert, und zwar ergibt sich fibereinstimmend mit Springer und Kau//mann, dab keine einfachen Beziehungen zwischen Belastung und tt~rtezuwaehs bestehen, sondern der lebztere bei Individuen mit weicher Muskulatur gr6Ber ist als bei solchen mit harter.

SchlieBlieh sei noch die Frage er- 6rtert, ob die Leistungsfi~higkeit der Muskeln eines Individuums konstant i s t oder t~glichen Schwankungen unterliegt. Dariiber geben zwei Be- obaehtungen der Versuchsperson VI Aufsch]uB, die in einem Abstand yon 8 Tagen gemacht wurden (s. Kurve

I f J I ~

~0 J

0 i 0 I ~ ~ 5 8 7 # 9 10 :~r 12A

Abb. 3 wie Abb. 1 u. 2. Beide Kurven yon Vp. VL

Abb. 3). Die eine Kurve zeigt einen ziemlich steilen Anstieg und endet bei 12 kg auf 70% Hi~rtezuwaehs, die andere erhebt sieh weniger schroff und endet auf 44%. Das erstemal war es der Versuchsperson mSglich, ohne Zittern einen Wert von 20 kg am Federzug einzustellen. Das zweitemal begann der Biceps bei 12 kg zu zittern, so dab ein weiteres Messen nicht mSglich war. Diese beiden Versuehe best~tigen erstens, dab die kSrperliche Leistungsf~higkeit eines Mensehen erhebliche Schwankungen aufweist, und zweitens, dab man tats~chlich aus der Art des Ansteigens der H~rtewerte bei steigender Belastung tr auf die Leistungsf~higkeit des Muskels ziehen kann.

Zusammenfassung.

Mit dem Sklerometer yon Mangold wurde die H~rte des Biceps brachii an mi~nnlichen Studierendeu bei Ruhe und Arbeit gemessen, ffir letztere der prozentisehe H~rtezuwachs bei verschiedener Belastungs- spannung bercchnet.

118 1%. Mtlller: Die H~trte menschlicher Mus]~eln bei Ruhe und Arbeit.

Es werden methodische Vorsehriften zur Gcwinnung allgemein ver- gleichbarer Werte fiir die Muskelhgrte mit dem Mangoldschen Sklero- meter gegeben.

Die Hgrte des Biceps ist an allen Stellen des Muskels die gleiche. Lgngengnderungen durch verschiedengradige Bewegnng des Unterarms haben keinen wesentlichen Einflu[~ auf die Hgrte des Biceps. Zwischen links und rechts besteht meist kein oder nur ein geringer Unterschied; in letzterem FMle ist beim Rechtshgnder der reehte, beim Linkshgnder der linke Biceps h~rter. Die t~uhehgrte des Biceps zeigte bei jeder Ver- suchsperson yon Tag zu Tag geringe Schwankungen, innerhalb deren sie sich konstant hglt. Da sich die Werte fiir eine Altersklasse in engen Grenzen halten, lassen sich Normalwerte fiir die t tgrte des ruhenden Muskels jeder Altersklasse aufstellen. Dieselben betragen ffir die hier untersuchte Altersklasse hei Einhal~ung der methodischen Vorschriften bei Hebelbelastung des Sklerometers mit 10 g, ffir den rechten Biceps 23, fiir den linken 24,5 mm Hebelausschlag.

Kaum durchfiihrbar erscheint dagegen die Aufstellung yon Normal- werten ffir den Hgrtezuwachs des Biceps bei Belastung z. B. mit 2 kg. Der bei steigender Belastung auftretende ttgrtezuwachs ist individuell und auch bei den Einzelpersonen zu verschiedenen Zeiten verschieden. Das H6chstmal~ des Hgrtezuwaehses betrggt beim Biceps 75% der Ruhe- hgrte. Der HShepunkt des Hgrtezuwachses wird dabei je nach der Leistungsfghigkeit friiher oder spgter erreicht. Die Steilheit des Anstieges des Hgrteznwachses bei zunehmender Belastung steht ira umgekehrten Verhg]tnis zur Leistungsfghigkeit des Muskels; je langsamer die Kurve steigt, desto grSBere Arbeit kann der Muskel ]eisten; der Verlauf der Kurve gestattet daher R~ickschliisse auf die Leistungsf~higkeit.

Herrn Prof. E. Mangold sage ich auch an dieser Stelle ftir die freund- ]iche Unterstiitzung bei den Versuchen und sein Interesse an meiner Arbeit ergebensten Dank.