Skeletmuskelhypertrofi (græsk hyper-mere og græsk trofe - ernæring , mad ) - en stigning i volumen eller masse af skeletmuskulatur . Et fald i volumen eller masse af skeletmuskulatur kaldes atrofi. Et fald i volumen eller masse af skeletmuskulatur i høj alder kaldes sarkopeni .
For at vurdere graden af skeletmuskelhypertrofi er det nødvendigt at måle ændringen i dets volumen eller masse. Moderne forskningsmetoder (computer- eller magnetisk resonansbilleddannelse ) giver os mulighed for at vurdere ændringen i volumen af skeletmuskler hos mennesker og dyr. Til dette formål udføres flere "skiver" af muskelens tværsnit , hvilket giver dig mulighed for at beregne dens volumen. Indtil nu er graden af skeletmuskelhypertrofi dog ret ofte bedømt af ændringen i den maksimale værdi af muskelens tværsnit, opnået ved computer- eller magnetisk resonansbilleddannelse.
Hovedkomponenten i skeletmuskulaturen er muskelfibre, som udgør cirka 87 % af dens volumen (JD MacDougall et al., 1984). Denne komponent af musklen kaldes kontraktil, da sammentrækningen af muskelfibre gør det muligt for musklen at ændre sin længde og flytte muskuloskeletalsystemets led og bevæge led i den menneskelige krop. Resten af muskelvolumenet (13%) er optaget af ikke-sammentrækkende elementer (bindevævsformationer, blod- og lymfekar , nerver , vævsvæske osv.). I den første tilnærmelse [1] kan volumen af hele musklen (Vm) udtrykkes med formlen: Vm = Vmv nmv + Vns, hvor: Vmv er muskelfiberens volumen; nmv er antallet af muskelfibre; Vns - volumenet af den ikke-sammentrækkende del af musklen (det vil sige det volumen, der er optaget af alle muskelkomponenter, undtagen muskelfibre).
Det er bevist, at under påvirkning af styrketræning og udholdenhedstræning øges volumen af muskelfibre (Vmv) og volumen af den ikke-sammentrækkende del af musklen (Vns). En stigning i antallet af muskelfibre (hyperplasi af muskelfibre) hos mennesker under påvirkning af styrketræning er ikke påvist, selvom hyperplasi af muskelfibre er påvist hos dyr (pattedyr og fugle) [2] .
To ekstreme typer hypertrofi af muskelfibre kan skelnes [3] [4] : myofibrillær hypertrofi og sarkoplasmatisk hypertrofi.
Myofibrillær hypertrofi af muskelfibre - en stigning i volumen af muskelfibre på grund af en stigning i volumen af myofibriller . Samtidig øges pakningstætheden af myofibriller i muskelfiberen. Hypertrofi af muskelfibre fører til en betydelig stigning i maksimal muskelstyrke. Tilsyneladende er hurtige (IIB-type) muskelfibre mest disponerede for myofibrillær hypertrofi (Ya.M. Kots, 1998).
Sarkoplasmatisk hypertrofi af muskelfibre - en stigning i volumen af muskelfibre på grund af en overvejende stigning i volumen af sarkoplasma , det vil sige deres ikke-sammentrækkende del. Hypertrofi af denne type opstår på grund af en stigning i indholdet af mitokondrier i muskelfibre , samt: kreatinfosfat , glykogen , myoglobin osv. De mest tilbøjelige til sarkoplasmatisk hypertrofi er tilsyneladende langsomme (I) og hurtige oxidative (IIA) ) muskelfibre (I.M. Kots, 1998). Sarkoplasmatisk hypertrofi af muskelfibre har ringe effekt på væksten af muskelstyrke, men det øger betydeligt evnen til at arbejde i lang tid, dvs. øger deres udholdenhed.
I virkelige situationer er muskelfiberhypertrofi en kombination af de to navngivne typer med overvægt af en af dem. Den overvejende udvikling af en eller anden type hypertrofi af muskelfibre bestemmes af træningens art. Øvelser med betydelig ekstern vægt (mere end 70% af maksimum) bidrager til udviklingen af myofibrillær hypertrofi af muskelfibre. Denne type hypertrofi er typisk for styrkesport ( vægtløftning , styrkeløft ). Langsigtet udførelse af motoriske handlinger, der udvikler udholdenhed, med en relativt lille kraftbelastning på musklerne, forårsager hovedsageligt sarkoplasmatisk hypertrofi af muskelfibre. Sådan hypertrofi er karakteristisk for mellem- og langdistanceløbere. Atleter involveret i bodybuilding er karakteriseret ved både myofibrillær og sarkoplasmatisk hypertrofi af muskelfibre [1] [5] .
Myofibrillær hypertrofi af muskelfibre er baseret på intensiv syntese og reduceret nedbrydning af muskelproteiner. Der er flere hypoteser for myofibrillær hypertrofi:
Acidosehypotesen foreslår, at udløseren for øget proteinsyntese i skeletmuskulaturen er ophobningen af mælkesyre ( laktat ) i den. En stigning i laktat i muskelfibre forårsager skade på sarkolemmaet af muskelfibre og organelmembraner , forekomsten af calciumioner i muskelfibrenes sarkoplasma , hvilket forårsager aktiveringen af proteolytiske enzymer, der nedbryder muskelproteiner. Stigningen i proteinsyntese i denne hypotese er forbundet med aktivering og efterfølgende deling af satellitceller.
Hypoksihypotesen tyder på, at udløseren for øget proteinsyntese i skeletmuskulaturen er en midlertidig begrænsning af ilttilførslen ( hypoksi ) til skeletmuskulaturen, som opstår under styrketræning med tunge vægte. Hypoxi og efterfølgende reperfusion (genoprettelse af ilttilførslen til skeletmuskler) forårsager skade på membranerne af muskelfibre og organeller, fremkomsten af calciumioner i muskelfibrenes sarkoplasma, hvilket forårsager aktivering af proteolytiske enzymer, der nedbryder muskelproteiner. Stigningen i proteinsyntese i denne hypotese er forbundet med aktivering og efterfølgende deling af satellitceller.
Hypotesen om mekanisk skade på muskelfibre tyder på, at udløseren for øget proteinsyntese er en stor muskelspænding, som fører til alvorlige skader på kontraktile proteiner og proteiner i muskelfibercytoskelettet . Det er bevist [6] at selv en enkelt styrketræning kan skade mere end 80 % af muskelfibrene. Beskadigelse af det sarkoplasmatiske retikulum forårsager en stigning i calciumioner i muskelfiberens sarkoplasma og de efterfølgende processer beskrevet ovenfor.
Ifølge de ovenfor beskrevne hypoteser forårsager beskadigelse af muskelfiberen forsinket muskelømhed (DOMS), som er forbundet med deres betændelse.
Androgener (mandlige kønshormoner) spiller en meget vigtig rolle i reguleringen af muskelmassens volumen, især i udviklingen af muskelhypertrofi . Hos mænd produceres de af kønskirtlerne ( testiklerne ) og i binyrebarken , mens de hos kvinder kun produceres i binyrebarken. Derfor er mængden af androgener i kroppen hos mænd større end hos kvinder.
Aldersrelateret udvikling af muskelmasse går sideløbende med en stigning i produktionen af androgene hormoner. Den første mærkbare stigning i volumen af muskelfibre observeres i en alder af 6-7, når dannelsen af androgener stiger. Med pubertetens begyndelse (11-15 år) begynder en intensiv stigning i muskelmasse hos drenge, som fortsætter efter puberteten. Hos piger ender udviklingen af muskelmasse som udgangspunkt med puberteten.
I dyreforsøg er det blevet fastslået, at introduktionen af androgene hormonpræparater ( anabolics ) forårsager en betydelig intensivering af syntesen af muskelproteiner, hvilket resulterer i en stigning i massen af trænede muskler og som følge heraf deres styrke. Skeletmuskelhypertrofi kan dog forekomme uden deltagelse af androgene og andre hormoner ( væksthormon , insulin og skjoldbruskkirtelhormoner ).
Det er bevist [7] [8] [9] at styrketræning og udholdenhedstræning ikke ændrer forholdet mellem langsomme (type I) og hurtige (type II) muskelfibre i muskler. Men disse typer træning er i stand til at ændre forholdet mellem de to typer hurtige fibre, hvilket øger procentdelen af type IIA muskelfibre og dermed reducerer procentdelen af type IIB muskelfibre.
Som følge af styrketræning er graden af hypertrofi af hurtige muskelfibre (type II) meget større end langsomme fibre (type I), mens udholdenhedstræning fører til hypertrofi primært af langsomme fibre (type I). Disse forskelle viser, at graden af hypertrofi af en muskelfiber afhænger både af graden af dens anvendelse i træningsprocessen og af dens evne til at hypertrofi.
Styrketræning er forbundet med et relativt lille antal gentagne maksimale eller næsten maksimale muskelsammentrækninger, som involverer både hurtige og langsomme muskelfibre. Et lille antal gentagelser er dog tilstrækkeligt til udvikling af hypertrofi af hurtige fibre, hvilket indikerer deres større disposition for hypertrofi sammenlignet med langsomme fibre. En høj procentdel af hurtige fibre (type II) i musklerne er en vigtig forudsætning for en væsentlig forøgelse af muskelstyrken ved målrettet styrketræning. Derfor har mennesker med en høj procentdel af hurtige fibre i deres muskler et højere potentiale for at udvikle styrke og kraft.
Udholdenhedstræning er forbundet med et stort antal gentagne muskelsammentrækninger af relativt lille kraft, som hovedsageligt leveres af langsomme muskelfibres aktivitet. Derfor er hypertrofi af langsomme muskelfibre (type I) under udholdenhedstræning mere udtalt end hypertrofi af hurtige fibre (type II).