Quadrizeps: Wie trainiert man ihn mit Kniebeugen?

Sergio Molina, Trainer bei MASmusculo Fit, erklärt uns, wie wir Kniebeugen nutzen können, um die Quadrizeps besser zu trainieren und zu stärken.

Wenn du schon eine längere Zeit trainierst, solltest du verstehen, dass du deine Beintage so effektiv wie möglich planen musst, wenn du einen muskulösen und kräftigen Körper entwickeln möchtest – und in diesem Zusammenhang sind die Quadrizeps besonders wichtig.

Glücklicherweise kannst du nicht nur lernen, deine Beine zu trainieren, sondern auch, wie du dabei auf eine Weise vorgehst, die dir hilft, Muskelmasse, Kraft und Muskulatur aufzubauen.

Warum die Kniebeuge unverzichtbar ist

Die Kniebeuge ist die ultimative Übung für den Unterkörper, der unangefochtene König unter den Beinübungen, und für kräftige Quadrizeps ist sie ein unverzichtbarer Bestandteil deines Beintrainings.

Es ist eine vollständige und anspruchsvolle Übung für den Athleten, die nicht nur für einen Adrenalinschub sorgt, sondern auch starken Muskelkater mit verzögertem Auftreten (DOMS) verursacht – die Ergebnisse werden jedoch zeigen, dass es sich lohnt.

Kniebeugen führt man aus Sicherheitsgründen am besten in einem Kniebeugenständer aus; hier geht es jedoch nicht darum, wie man sie entwickelt, sondern wie man sie effektiver macht.

Jeder weiß, dass Frontkniebeugen stärker den Quadrizeps beanspruchen als Back Squats und daher diese gewaltigen Muskeln an der Vorderseite der Beine, die für eine beeindruckende Figur sorgen, stärker trainieren.

Beim Training zählt die Physik

Nun könnten wir die Biomechanik der verschiedenen Kniebeugentechniken analysieren und dabei mithilfe eines statischen mathematischen Modells betrachten, wie das Drehmoment an Hüfte, Knie und Lendenwirbelsäule erzeugt und beeinflusst wird.

Stell dir vor, du hältst eine 5-kg-Hantel auf Schulterhöhe vor dir … spürst du, wie das Gewicht versucht, deinen Arm nach unten zu ziehen?

Was du spürst, ist die Gewichtskraft, die immer nach unten zieht; während die Schwerkraft an der Hantel zieht, erzeugt sie ein Drehmoment im Schultergelenk.

Diese Kraft wird als Drehmoment bezeichnet, und wir sprechen darüber, weil die Schultermuskeln aktiviert werden müssen, um diese Kraft zu überwinden und zu verhindern, dass sich das Gewicht bewegt.

Der Abstand zwischen der Gewichtskraft und dem Rotationspunkt (in diesem Fall dem Schultergelenk) wird als Hebelarm bezeichnet.

Wie bei einem Schraubenschlüssel, der eine Schraube dreht, kann ein längerer Hebelarm mehr Rotationskraft (Drehmoment) auf das Gelenk ausüben.

Der „Momentarm“ bezeichnet den Abstand vom Angriffspunkt der Kraft (Hantel) zum Rotationspunkt (in diesem Fall die Gelenkachse) in einem Winkel von 90 Grad.

Wenn der Arm in einem 90-Grad-Winkel steht, ist der Hebelarm genauso lang wie der Momentarm.

• Stell dir nun vor, jemand hätte ein Seil um dieselbe 5-kg-Hantel gebunden und es an deinem Ellbogen befestigt; das Ergebnis: „Jetzt wäre es viel leichter, deinen Arm vor dir zu halten.“
• Das liegt daran, dass sich die Länge des Hebelarms verringerte, wodurch die Schulter weniger Kraft (Drehmoment) benötigte, um den ausgestreckten Arm zu halten.

Ergibt das Sinn?…

Die Kniebeuge und die Physik: Wie hängen sie zusammen?

Wenn wir eine Kniebeuge in der parallelen Position als Momentaufnahme betrachten, können wir das Drehmoment berechnen, das an jedem Gelenkkomplex (Hüfte, Knie und unterem Rücken) erzeugt wird.

Wie bereits erwähnt, zieht die Schwerkraft immer nach unten. Während der Kniebeuge wird sie häufig als vertikale Linie dargestellt, die durch die Mitte der Hantel verläuft; diese vertikale Linie durchquert anschließend den Körper und teilt den Oberschenkel.

Der Abstand von dieser vertikalen Linie zum Zentrum eines Gelenks wird zu einem Hebel (wie ein Schraubenschlüssel, der eine Schraube dreht).

Sportwissenschaftler analysieren die Kniebeuge häufig in einer parallelen Position (die Hüftfalte befindet sich auf einer Linie mit dem Knie).

Je länger der Hebelarm in dieser Position ist, desto größer ist das Drehmoment, das während der Kniebeuge auf dieses Gelenk ausgeübt wird.

Frontkniebeuge vs. Kniebeuge mit Langhantel

Als wir die verschiedenen Kniebeugentechniken analysierten, stellten wir einige interessante Dinge fest.

• Die Kniebeuge mit Langhantel hat im Vergleich zur Frontkniebeuge einen längeren Hebelarm, wodurch sie sich besser zum Heben großer Gewichte eignet (dies wird als Hebelwirkung bezeichnet). Mechanisch betrachtet können wir mehr Gewicht beugen, wenn der Hebelarm an der Hüfte länger ist.
• Die Frontkniebeuge (mit aufrechterer Oberkörperposition) erzeugt einen längeren Hebelarm am Knie und übt daher ein größeres Drehmoment auf das Kniegelenk aus.

Viele werden diese Erkenntnisse aufgreifen und behaupten, dass die Kniebeuge mit Langhantel im Vergleich zur Frontkniebeuge, bei der der Quadrizeps stärker beansprucht wird, die Hüfte stärker betont.

Sie werden auch denken, dass die Muskulatur, die das jeweilige Gelenk umgibt, stärker arbeiten muss, um diese Kraft zu überwinden, weil bei einer bestimmten Kniebeugentechnik an der Hüfte oder am Knie mehr Drehmoment entsteht.

Leider funktioniert der Körper bei mehrgelenkigen Bewegungen wie der Kniebeuge nicht auf diese Weise.

Anatomie: Fiktion oder Realität?

Ein großer Teil der Missverständnisse zu diesem Thema entsteht durch die Art und Weise, wie wir ursprünglich etwas über den Körper gelernt haben … unsere Anatomielehrbücher …

Denke darüber nach, wie Muskeln und ihre Funktion in der Fachliteratur beschrieben werden;

• Wir haben Muskeln, die nur ein Gelenk überqueren (sogenannte eingelenkige Muskeln), und Muskeln, die zwei Gelenke überqueren (sogenannte zweigelenkige Muskeln).
• An der Vorderseite deines Oberschenkels befinden sich zum Beispiel der Musculus vastus medialis und der Musculus vastus lateralis.
• Beide Muskeln überqueren nur das Kniegelenk und gelten daher als eingelenkige Muskeln, die bei ihrer Kontraktion das Knie strecken.
• Der Musculus rectus femoris ist ein weiterer Muskel des Quadrizeps, der bei der Kniestreckung hilft. Da er jedoch ebenfalls das Hüftgelenk überquert (wodurch er zu einem zweigelenkigen Muskel wird), kann er bei seiner Kontraktion auch das Hüftgelenk beugen.

Auf der gegenüberliegenden Seite des Oberschenkels finden wir die hinteren Oberschenkelmuskeln und den großen Gesäßmuskel; der große Gesäßmuskel ist einer der kräftigsten Muskeln des gesamten Körpers. Er ist ein eingelenkiger Muskel, da er nur das Hüftgelenk überquert.

Der Musculus semitendinosus (einer der hinteren Oberschenkelmuskeln) ist ein zweigelenkiger Muskel, der das Hüft- und das Kniegelenk überquert.

Daher kann dieser Muskel verwendet werden, um die Hüfte zu strecken oder das Knie zu beugen, wodurch er zu einem direkten Gegenspieler des Quadrizeps wird.

Laut „deinem Anatomielehrbuch“ müssen sich die Quadrizeps entspannen, damit die Bewegung stattfinden kann, wenn sich die Quadrizeps kräftig zusammenziehen, um das Knie zu strecken. Kommt dir das bekannt vor?

Quadrizeps: Welche Kniebeuge?

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts gab es einen Biomechaniker namens W.P. Lombard, der untersuchte, wie der Körper tatsächlich funktioniert – jenseits unseres Verständnisses aus den Lehrbüchern (1).

Das von ihm beschriebene „Paradoxon“ tritt auf, wenn Muskeln, die sich technisch gesehen gegenseitig entgegenwirken sollten, während bestimmter Bewegungen aktiv sind. Wenn wir beispielsweise eine Kniebeuge ausführen, werden die ischiokruralen Muskeln und der Quadrizeps aktiviert.

Wenn sich die ischiokruralen Muskeln, die das Knie beugen, gleichzeitig mit dem Quadrizeps , der das Knie streckt, aktivieren, müsste der Körper dann nicht einfach erstarren und sich nicht bewegen?

Also, irgendeine Schlussfolgerung dazu, was bei der Kniebeuge passiert?:

• Die Gesäßmuskeln können das Kniegelenk indirekt strecken.
• Die Quadrizeps können das Hüftgelenk indirekt strecken.

Grundsätzlich fungieren die Gesäßmuskeln und die Vastusmuskeln des Quadrizeps als Kraft- und Arbeitsgeneratoren, während die ischiokruralen Muskeln und der Rectus das Drehmoment und die Kraft zwischen den beiden Gelenken verteilen.

Nun können wir dieses Wissen nutzen, um die Frage zu beantworten: „Werden die Quadrizeps bei einer Frontkniebeuge stärker aktiviert als bei einer Rückkniebeuge?“

• Obwohl während einer Frontkniebeuge ein größeres Drehmoment auf das Kniegelenk wirkt, aktiviert der Körper die Quadrizeps NICHT stärker, um diese Kraft zu überwinden.
• Die Quadrizeps sind während der Kniebeuge bereits „eingeschaltet“, um das Gewicht zu heben; stattdessen verteilt der Körper die Kraft von den Hüften auf die Knie um, damit der Körper den Lift abschließen kann.

Daher werden die Quadrizeps bei einer Frontkniebeuge nicht stärker aktiviert; alles hängt davon ab, wie du sie aktivierst.

Denk daran: Wann immer du hart trainierst, brauchst du einen Ernährungsreiz.

Quadrizeps: Was ist das Paradigma?

Beim Aufstehen aus einer Kniebeuge sollten sich Brust und Hüften idealerweise gleichzeitig nach oben bewegen. Dadurch bleibt die Hantel über der Mitte des Fußes zentriert, was bedeutet, dass der Körper im Gleichgewicht ist und effizient Kraft erzeugen kann.

Wenn Sportler beim Kniebeugen ermüden – etwa gegen Ende einer Trainingseinheit mit vielen Wiederholungen oder beim Versuch, ein nahezu maximales Gewicht zu bewältigen –, verlieren sie oft ihre Fähigkeit, das Gleichgewicht zu halten und eine perfekte Koordination aufrechtzuerhalten, wodurch ihre Brust nach vorn fällt.

Die übermäßige Neigung des Oberkörpers nach vorn führt dazu, dass sich die Hüften beim Aufstehen aus der Kniebeuge schneller heben als der Brustkorb, wodurch die hintere Oberschenkelmuskulatur verlängert wird.

Da die zweigelenkigen hinteren Oberschenkelmuskeln nun verlängert sind, verliert der Körper die Fähigkeit, Kraft vom Quadrizeps zu übertragen, um die Gesäßmuskeln bei der Hüftstreckung zu unterstützen.

Dr. Gregory Myer und Dr. Brad Schoenfeld haben dieses Versagen als ein Problem suboptimaler motorischer Rekrutierungsmuster erklärt (d. h. der Fähigkeit des Körpers, die richtigen Muskeln zum richtigen Zeitpunkt zu aktivieren, um die Technik aufrechtzuerhalten) (2).

Das bedeutet, dass dies nicht ausschließlich durch einen Mangel an Kraft im Quadrizeps verursacht wird, sondern vielmehr durch Probleme bei der Koordination und der motorischen Kontrolle, die zu einer Unterbrechung führen und damit das Lombard-Paradoxon (1900) hervorrufen.

Die Schlussfolgerung wäre hier, dass die wahrscheinlichste Ursache für dieses technische Versagen nicht in einer Schwäche des Quadrizeps liegt, sondern in der ermüdungsbedingten Fähigkeit, die Gesäßmuskeln im richtigen Moment zu „aktivieren“.

Quadrizeps: Wie trainiert man ihn?

Auch wenn eine Kniebeuge eher „hüftdominant“ oder „quadrizepsdominant“ wirken kann, trainiert sie nicht ausschließlich den Quadrizeps, die hintere Oberschenkelmuskulatur oder die Gesäßmuskeln.

Alle Muskeln des Unterkörpers werden gemeinsam aktiviert, um Hüften und Knie zu strecken, unabhängig davon, wie die Kniebeuge aussieht oder wie viel Drehmoment auf die Gelenke ausgeübt wird.

Die von Sergio Molina vorgeschlagene Lösung ist die Verwendung einer Sicherheitskniebeugenstange mit Griffen ( security bar ), wodurch der Quadrizeps stärker beansprucht wird, weil die Hüftbeugung geringer ist, und gleichzeitig der Komfort für das Handgelenk verbessert wird.

Bei einer Frontkniebeuge verändern sich die Kräfte und damit auch die Belastung des Muskels, wobei der Oberkörper deutlich aufrechter ist, sodass der Quadrizeps stärker beansprucht wird.

Der Punkt ist, dass Athleten bei bilateral ausgeführten, mit den Händen gestützten Bewegungen die Absicht und Entwicklung einer Kraft zum Ausdruck bringen können, die mit schwerem standardmäßigem einseitigem Training nicht erreicht werden kann.

Dies führt zu verbesserten Anpassungen und letztlich zu maximaler Leistung, da die Griffe an der Stange eine Unterstützung durch die Hände ermöglichen.

Quadrizeps: effizienteres Training?

Die Verwendung einer Safety-Bar mit Griff ist die Lösung für mehrere der zuvor angesprochenen Probleme.

Fred Hatfield machte sie ursprünglich populär, und die gleichnamige „Hatfield Squat“ hat in einigen Kreisen, darunter im Bodybuilding, Verbreitung gefunden.

Dr. Fred Hatfield, auch bekannt als Dr. Squat, war im Alter von 45 Jahren der erste Mann, der in der Gewichtsklasse bis 100 kg mit 1014 Pfund einen Weltrekord in der Kniebeuge aufstellte – und der erste Mensch, der mehr als 1000 Pfund beugte.

Der Logik zufolge kann man, wenn man den „Knackpunkt“ erreicht, die Hände einsetzen, um ihn zu überwinden (3).

Diese einzigartige Eigenschaft ermöglicht es dir, in den Bewegungsbereichen, in denen du stärker bist, mit schwereren Gewichten zu arbeiten, und unterstützt dich dort, wo du schwächer bist. So trainierst du über den gesamten Bewegungsumfang näher an deiner maximalen Anstrengung.

Für alle besteht das Ziel darin, möglichst nah am maximalen Einsatz zu trainieren; Hatfield nutzte die Bewegung gern, um bei höheren Intensitäten zusätzliches Volumen zu ermöglichen, als es mit konventionellen Kniebeugen möglich war.

Auch Hatfield bevorzugte die Gewichtsverteilung der Safety-Bar.

• Bei der konventionellen Kniebeuge befindet sich das Gewicht hinter dir, etwa 10 cm hinter der Körpermittellinie; dadurch kannst du dich nach vorn lehnen müssen, um das Gleichgewicht zu halten.
• Bei der Safety-Bar mit Griff wird das Gewicht direkt auf einer Linie mit der Körpermittellinie verteilt. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, dich nach vorn zu lehnen, und die Belastung liegt deutlich stärker auf den Quadrizeps.

Referenzen

• (1) Cavanagh PR & LaFortune M. Kniebeugemomente während des Antriebs beim Radfahren – eine kreative Lösung für Lombards Paradoxon. J. Biomechanis. 1985; 18(5): 307–316.
• (2) Sinclair J, Atkins S, Vincent H et al. Modellierung der Muskelkraftverteilung während der Front- und Backkniebeuge bei trainierten Kraftsportlern. Central European Journal of Sport Sciences and Medicine. 2016; 14(2):13–20.
• (3) Kraft: Ein wissenschaftlicher Ansatz, Frederick C. Hatfield – 1989