Schweitzer Fachinformationen
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Die Hypertrophie (des Skelettmuskels) ist die Zunahme der Muskelquerschnittsfläche aufgrund der Zunahme des myofibrillären Volumens einzelner Muskelfasern. Es bilden sich neue, kleinste Einheiten des Muskels an der vorhandenen Muskelfaser (4). Dies ist grundsätzlich das Ergebnis aufeinanderfolgender Perioden einer positiven Proteinbilanz, das heißt, die Muskelproteinbiosynthese (der Aufbau der Proteine im Körper) übersteigt den Muskelproteinabbau. Die Muskelproteinbiosynthese kann durch zweierlei Stimuli ausgelöst werden: zum einen durch die Aufnahme von Aminosäuren und zum anderen durch wiederholte Trainingsbelastungen, zum Beispiel in Form eines Krafttrainings. Aus diesem Grund werden wir in diesem Buch beide Faktoren besprechen.
Die anatomische Darstellung des Aufbaus des Skelettmuskels - die Myofibrillen bilden die kleinste Einheit innerhalb des Muskels.
Ein Muskel ist aus mehreren Muskelsträngen aufgebaut. Diese von Bindegewebe umhüllten Muskelstränge oder Muskelfaserbündel bestehen wiederum aus einzelnen Muskelfasern. Betrachtet man eine Muskelfaser beziehungsweise einzelne Muskelfaserzellen, die auch Myozyten genannt werden, genauer, erkennt man die sogenannten Myofibrillen. Diese durchziehen die einzelnen Zellen. Sie sind aus Sarkomeren, den kleinsten funktionellen Einheiten der Myofibrillen, zusammengesetzt, die wiederum aus Myosin und Aktinfilamenten bestehen, letztlich also aus Eiweißmolekülen beziehungsweise kontraktilen Proteinen - Proteine, die die Fähigkeit besitzen, sich zusammenzuziehen.
Wenn es um Muskelaufbau geht, hat sich gezeigt, dass es nicht die eine singuläre Methode gibt, um dieses Ziel zu erreichen. Wie heißt es so schön? Viele Wege führen nach Rom. Um zu klären, wie die verschiedenen Erfolg versprechenden Wege zum Muskelaufbau aussehen, hilft ein genauerer Blick auf die Anatomie und Physiologie. Ein kurzer Abriss zeigt, was im Körper passiert, wenn Muskelmasse aufgebaut wird, und welche Prozesse daran beteiligt sind.
Wie man in Abbildung auf Seite 14 unschwer erkennen kann, sind die Myofibrillen sehr kleine beziehungsweise dünne Strukturen und setzen sich aus den sogenannten Sarkomeren, den kleinsten kontraktilen Einheiten des Muskels, zusammen. Die myofibrilläre Hypertrophie meint also ein Muskelwachstum, welches durch Neubildung von Sarkomeren und damit auch von Myofibrillen entsteht. Sie ist die »eigentliche« Form der Hypertrophie, die sich Sportler wünschen, denn nur wenn mehr Muskelstruktur entsteht, bringt eine Hypertrophie auch den versprochenen Kraftzuwachs mit sich. Warum wir dies hier erklären? Ganz einfach. Es ist wahrscheinlich nicht die einzige Art der Hypertrophie, aber die beste! Eine andere Art der Hypertrophie ist die sarkoplasmatische Hypertrophie.
Im Gegensatz zur myofibrillären Hypertrophie wird der Muskel bei der sarkoplasmatischen Variante zwar auch dicker, aber wahrscheinlich nicht so viel stärker, wie es Untersuchungen gezeigt haben. Es handelt sich nämlich hier mehr um Einlagerungen von Flüssigkeit und nicht so stark um Neubildung von funktioneller Muskelmasse. Das Sarkoplasma, nach der diese Variante benannt wurde, ist im Prinzip der intrazelluläre Zwischenraum zwischen den Myofibrillen. Dass dieser Raum mitwächst, ist recht wahrscheinlich, aber einige wenige Studien weisen darauf hin, dass es eventuell - abhängig von der Trainingsmethode - zu einer unterschiedlichen Verteilung der Hypertrophie-Arten kommen kann (5). Geht man davon aus, dass eine Person durch ein Krafttraining eine 20-prozentige Steigerung des Muskelfaserquerschnitts erlangt und der Anteil der Myofibrillen etwa 85 Prozent des Intrazellulärraumes einnehmen, so könnte man davon ausgehen, dass von den gewonnenen 20 Prozent Querschnitt circa 17 Prozent Myofibrillen ausmachen und circa 3 Prozent vergrößertes Sarkoplasma-Volumen. Man geht aktuell davon aus, dass es mehr zu einer Verschiebung in Richtung der Sarkoplasma-Anreicherung kommt, wenn mit höheren Wiederholungszahlen und geringeren Lasten trainiert wird (5). Es fehlen aber noch mehr valide Studien, die diese Hypothese untermauern können.
Fakt ist: Die sarkoplasmatische Hypertrophie existiert und kann unterschiedlich ausgeprägt sein. Und wem es ausschließlich um die Optik des Muskels geht, der kann wahrscheinlich - sofern die oben genannte Hypothese zutrifft - auch mit leichteren Gewichten dicke Muskeln aufbauen. An dieser Stelle sei übrigens noch erwähnt, dass auch andere Strukturen, wie zum Beispiel die Mitochondrien (Zellkraftwerke des Muskels), circa fünf Prozent des Muskelquerschnitts ausmachen und diese ebenfalls durch eine Vergrößerung am Gesamtvolumen des Muskels beteiligt sein können. Wer weiß, was eventuell noch alles an einer Hypertrophie des Skelettmuskels beteiligt sein kann? Weitere Forschungsergebnisse werden auch hier neue Erkenntnisse bringen.
A: Ausgangsform (untrainiert); B: Myofibrilläre Hypertrophie; C: Hyperplasie; D: Sarkoplasmatische Hypertrophie
Im Gegensatz zur Hypertrophie versteht man unter Hyperplasie nicht die Verdickung der einzelnen Faserstrukturen, sondern eine Neubildung von Muskelfasern und dadurch eine Verdickung des Muskels. Ob es durch Training tatsächlich zu einer Hyperplasie kommen kann, wurde lange diskutiert und konnte bis heute nur am Tierversuch nachgewiesen werden. Da die Untersuchungsmöglichkeiten am Menschen begrenzt sind, weiß man leider so gut wie nichts zu dieser Theorie, und aus diesem Grunde möchten wir hier auf dieses Thema auch nicht weiter eingehen. Wir hoffen, dass die Wissenschaft in Zukunft die Hyperplasie am Menschen irgendwann valide nachweisen kann. Sie steht wahrscheinlich in engem Zusammenhang mit der Aktivierung von Satellitenzellen, einer Art Myoblasten (Vorläufer von Muskelzellen), die die Regenerationsfähigkeit der Skelettmuskulatur beziehungsweise genauer deren Erhaltung, Reparatur und den Um- oder Neuaufbau ermöglichen. Sobald man hierzu Näheres weiß, kann vielleicht auch differenziert werden, bei welcher Art von Training die Hyperplasie besonders starke Effekte zeigt.
Durch eine Neubildung von Sarkomeren kann sowohl die Dicke als auch die Länge des Muskels beeinflusst werden. Tierstudien aus den 1990er-Jahren zeigten bereits, dass vor allem bei exzentrischen Belastungen (siehe den nächsten Abschnitt) die Sarkomere in Serie aufgebaut werden, womit die Muskellänge verändert wird. Konzentrische Belastungen zeigten in diesen Tierstudien meist einen Rückgang an seriell, also hintereinander, angeordneten Sarkomeren, aber dafür einen Aufbau parallel verlaufender Sarkomere. Dadurch wurde der Muskel de facto dicker. Ob diese Tierstudien auf den erwachsenen Menschen übertragbar sind, bleibt bis heute offen. Die hinter diesem Gedanken stehenden Hypothesen klingen jedoch insgesamt sehr schlüssig auch in Bezug auf den Menschen. Neuere Studien (6) zeigen unter anderem, dass aber nicht nur exzentrische, sondern auch isometrische Belastungen zu einer Längenveränderung der Myofibrille, also zu einer seriellen Anlagerung von Sarkomeren, führen können. Da beim »normalen Krafttraining« eigentlich immer alle Kontraktionsformen vorkommen, deckt man in der Regel auch alle Reize, die die Hypertrophie anregen, ab.
Grundsätzlich wird der Vorgang der Kontraktion in drei Formen eingeteilt: konzentrisch, exzentrisch und isometrisch. Unter einer konzentrischen Kontraktion versteht man das Zusammenziehen eines Muskels gegen einen Widerstand. Sowohl die Muskelspannung als auch die Muskellänge ändern sich. Das Gegenteil ist die exzentrische Kontraktion, mit der die Phase des »kontrollierten« Ablassens eines Gewichtes beziehungsweise die unter Spannung stehende Verlängerung des Muskels gemeint ist. Wenn sich die Länge des Muskels nicht ändert, die Muskelspannung jedoch trotzdem gegen einen Widerstand erhöht wird, spricht man von isometrischer Kontraktion. Einige Kollegen (vor allem ein sehr geschätzter Kollege aus der Schweiz) haben dafür andere Bezeichnungen: miometrisch (Konzentrik) und pliometrisch (Exzentrik). Wir arbeiten nicht mit diesen alternativen Begriffen, sie seien hier aber der Vollständigkeit halber erwähnt, da sie in der entsprechenden Literatur verwendet werden.
Ob die unterschiedlichen Kontraktionsformen auch unterschiedlichen Einfluss auf die Hypertrophie haben, wird ebenfalls seit Jahren stark diskutiert, doch mehr dazu später.
Die drei Kontraktionsformen:...
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