Hypertrofia Ako funguje budovanie svalov
Hypertrofia je termín používaný na označenie nárastu svalového objemu alebo hmoty. Pretože existuje len málo dôkazov o tom, že sa svaly dospelého človeka zväčšujú v dôsledku zvýšenia počtu svalových vlákien (hyperplázia), považuje sa samo o sebe zväčšenie objemu jednotlivých vlákien za primárnu cestu, pri ktorej dochádza k budovaniu svalov. Čo teda stimuluje svalové vlákna k zväčšeniu?
Vieme, že svalové vlákna sú stimulované k rastu veľkosti po vystavení určitej úrovni mechanického zaťaženia. Tento stimul je splnený Mechanoreceptory vnímané, ktoré sú umiestnené v blízkosti membrány každej jednotlivej svalovej bunky. Mnoho dlhodobých štúdií skúmajúcich hypertrofické účinky silového tréningu však prinieslo výsledky, ktoré naznačujú, že mechanická záťaž nemusí byť jediným faktorom vedúcim k nárastu svalovej hmoty. Toto pozorovanie viedlo vedcov k hľadaniu ďalších mechanizmov, ako napr metabolický stres alebo poškodenie svalov hľadať to by mohlo stimulovať hypertrofiu.
Sú však takéto hypotézy skutočne potrebné? Namiesto toho sa môžeme odvolať na základnú fyziológiu svalov, ktorá určuje, ako rôzne tréningové metódy ovplyvňujú úroveň a typ mechanického zaťaženia jednotlivých svalových vlákien.?
Základná fyziológia svalu
Vo fyziológii svalov existuje niekoľko dôležitých znakov a vzťahov, ktoré ovplyvňujú úroveň mechanického zaťaženia svalových vlákien počas svalovej kontrakcie:
- Princíp veľkosti
- Vzťah sila-rýchlosť
- Vzťah dĺžka-napätie
- vyčerpanie
Každý z týchto javov ovplyvňuje množstvo a typ sily, ktorú svalové vlákno vyvíja vo svalovej kontrakcii. Táto sila musí byť rovnaká a opačná ako mechanické zaťaženie, ktorému je vystavená, a vieme, že je to hlavný stimul prebiehajúcej hypertrofie.
Princíp veľkosti
Princíp veľkosti popisuje pozorovanie, že motorické jednotky, ktoré predstavujú nadradené štruktúry svalových vlákien, sú prijímané centrálnym nervovým systémom v konkrétnom poradí, aby splnili požiadavky náročnej úlohy.
Motorové jednotky ovládajú rôzny počet svalových vlákien podľa ich veľkosti a rôzne motorické jednotky riadia svalové vlákna s rôznymi vlastnosťami. Motorické jednotky, ktoré sa získajú ako prvé v poradí, riadia veľmi malý počet (tuctov) svalových vlákien, ktoré sú veľmi oxidačné, zatiaľ čo zapnuté motorické jednotky regulujú veľmi veľké množstvo (tisíce) svalových vlákien, ktoré sú menej oxidačné.
Štruktúra motorovej jednotky.
Motorové jednotky sa používajú pre špecifické Prahové hodnoty činného zaťaženia aktivovaný. Prah náboru motorickej jednotky je úroveň sily, ktorú sval vyprodukuje počas akéhokoľvek svalového kontaktu, ktorý najskôr aktivuje svalové vlákna tejto motorickej jednotky. Nábor motorických jednotiek sa môže líšiť v závislosti od typu kontrakcie (excentrická, izometrická, koncentrická) a môže sa meniť vyčerpaním. Avšak motorové jednotky sa vždy regrutujú v rovnakom poradí veľkosti, bez ohľadu na typ kontrakcie alebo iné faktory. Jednotky s nízkou prahovou hodnotou tiež vždy zostanú zapnuté, ak sú zapnuté aj jednotky s vyššou prahovou hodnotou.
Výsledkom je, že motorové jednotky s nižšou prahovou hodnotou, ktoré riadia menší počet svalových vlákien, sa vždy prijímajú za podmienok bez únavy, keď svalové kontrakcie musia zvládať malé zaťaženie. K už aktivovaným motorovým jednotkám s nízkou prahovou hodnotou sa aktivujú jednotky s vyššou prahovou hodnotou, ktoré majú pod sebou veľa svalových vlákien, aby bolo možné vykonať kontrakciu so zvyšujúcim sa odporom. To znamená, že iba svalové vlákna, ktoré dokážu vnímať akékoľvek mechanické zaťaženie od jednotiek s nízkym prahom náboru, zatiaľ čo vlákna, ktoré sú zapnuté pri vyšších prahových hodnotách, vnímajú mechanické zaťaženie iba vtedy, ak je vysoký odpor a zaťaženie, ktoré treba prekonať.
Svalové vlákna, ktoré sú riadené motorickými jednotkami s nízkym prahom stimulov (vlákna typu I), pracujú oveľa menej oxidačne ako svalové vlákna, ktoré sú zapnuté pri vyššej záťaži (vlákna typu II), a zároveň sú náchylnejšie na mechanické stimuly, ktoré vedú k hypertrofii. Táto vyššia náchylnosť je pravdepodobne spôsobená inverzným vzťahom medzi oxidačnou kapacitou a prierezovou plochou jedného svalového vlákna, čo sťažuje silne oxidačným svalovým vláknam typu I, ktoré sú zapnuté pri nízkom zaťažení, zväčšiť svoj objem bez straty funkcie.
Exponenciálne väčší počet svalových vlákien, ktoré sú aktivované motorickými jednotkami s vyššou prahovou hodnotou stimulu a sú náchylnejšie na hypertrofiu, môže rásť oveľa rýchlejšie ako svalové vlákna, ktoré fungujú aj pri nízkom zaťažení. To tiež vysvetľuje, prečo opakované neúnavné kontrakcie s nízkym odporom (napr. Počas aeróbneho tréningu) nevedú k hypertrofii., zatiaľ čo opakované kontrakcie s veľkým odporom (napr. silový tréning) vedú k budovaniu svalov.
Vzťah sila-rýchlosť
Vzťah medzi silou a rýchlosťou spočíva v pozorovaní, že svalové vlákna produkujú viac sily, keď sú schopné skracovať pomaly skôr ako rýchlo. Je to tak preto, lebo pomalé rýchlosti kontrakcie umožňujú vyšší počet krížových mostíkov medzi aktínovými a myozínovými vláknami súčasne. Pomalšie rýchlosti kontrakcie umožňujú, aby krížové mosty pretrvali dlhšie, keď sa vytvorili, čo môžeme merať ako pomalšiu rýchlosť oddelenia.
Krížové mostíky medzi aktínom a myozínom sú zodpovedné za vynaloženie sily.
Sú to tieto krížové mostíky, ktoré vyvíjajú silu v každej svalovej bunke. Takže keď sa trénuje viac z nich súčasne, vedie to k väčšej sile svalových vlákien a tým k vyššiemu stupňu mechanického zaťaženia, ktoré nakoniec stimuluje rast svalov. Dlhodobé štúdie silového tréningu našli veľa okolností, za ktorých môže vzťah sily a rýchlosti vysvetliť výsledky, zatiaľ čo samotný princíp veľkosti nie.
Napríklad ťažké drepy a ľahké skoky s nízkou hmotnosťou oba typicky zahŕňajú vysoké, ak nie maximálne úrovne náboru motorických jednotiek. To znamená, že všetky vlákna svalu sú aktivované s každou sadou cviku, vrátane tých, ktoré sú riadené motorickými jednotkami s vysokými prahovými hodnotami stimulu a reagujú iba na veľmi vysoké zaťaženie. K rastu svalov však vedú iba silové tréningové programy, ktoré zahŕňajú ťažké drepy. To možno vysvetliť vzťahom sily a rýchlosti: pomalšia rýchlosť skracovania znamená, že každé svalové vlákno musí používať viac sily, ktorá stimuluje svalové vlákna aktivované pri vysokých prahových hodnotách, aby rástli.
Vzťah dĺžka-napätie
Vzťahom dĺžka-napätie je pozorovanie, že svalové vlákna produkujú väčšiu silu v určitých dĺžkach ako v iných. Tento vzťah je súhrou dvoch základných, samostatných vzťahov. The aktívny Vzťah dĺžky a napätia a pasívny Vzťah dĺžka-napätie.
Svalové vlákna produkujú viac sily, ak sú natiahnuté veľmi ďaleko kvôli pasívnemu vzťahu dĺžka-napätie. Tento vzťah je diktovaný pasívnymi elastickými vlastnosťami štruktúrnych prvkov svalového vlákna, ako sú tieto Cytoskelet bunky, veľké molekuly ako titín a kolagénová vrstva obklopujúca vlákno nazývaná endomýzium.
Vzhľadom na aktívny vzťah dĺžka-napätie vytvárajú svalové vlákna tiež maximálnu silu, keď sú stiahnuté v optimálnej dĺžke. Tento vzťah je diktovaný stupňom prekrytia medzi aktínovými a myozínovými vláknami. Keď je svalové vlákno násilne natiahnuté, pôsobí na svoje pasívne prvky veľkým mechanickým zaťažením a deformuje ich Pozdĺžny smer. To stimuluje vlákna k rastu takým spôsobom, ktorý zodpovedá potrebe predĺženia. Keď svalové vlákno so svojimi aktívnymi prvkami produkuje veľkú kontraktilnú silu, navonok sa stáva silnejším kvôli veľkému počtu priečnych mostíkov medzi aktínom a myozínom, v ktorých sa nachádza Priečny smer deformovaný. To stimuluje rast vlákien spôsobom, ktorý zodpovedá deformácii a zväčšuje priemer.
Dlhodobé štúdie silového tréningu našli veľa okolností, za ktorých môže vzťah dĺžka-napätie vysvetliť výsledky. Napríklad cvičenie s plným rozsahom pohybu (Rozsah pohybu) k hypertrofii, zatiaľ čo sa zväčšuje dĺžka fascie. Cvičenie s čiastočným rozsahom pohybu však vedie predovšetkým k zväčšeniu priemeru. Celý rozsah pohybu zahŕňa natiahnutie svalových vlákien vo väčšej miere ako čiastočný rozsah pohybu. Viesť podobne exkluzívne excentrické školenie a iba sústredné školenie k podobnému zvýšeniu svalového objemu, ale excentrický tréning vedie aj k zvýšeniu Dĺžka fascie a sústredné školenie zamerané hlavne na zvýšenie Prierezová plocha. Excentrické kontrakcie dodávajú pasívnym prvkom svalových vlákien väčší dôraz v celom rozsahu pohybu cviku.
únava
Aj keď si väčšina ľudí myslí, že únava je len subjektívny vnem, môžeme ju skutočne zmerať z objektívneho hľadiska. Je to dočasné a reverzibilné zníženie našej schopnosti dobrovoľne generovať silu pomocou svalu v dôsledku predchádzajúceho cvičenia. Únavu vo svale vnímame, keď v tom okamihu vytvára menšiu silu, ako bola schopná vyprodukovať pred začiatkom tréningu. Väčšinou nezáleží na tom, či sa cítime unavení alebo nie.
Únava v každej skupine silového tréningu sa vyskytuje v dôsledku mechanizmov v centrálnom nervovom systéme (centrálna únava) a sval (periférna únava) namiesto. Každý typ únavy ovplyvňuje množstvo mechanického zaťaženia, ktoré tieto svalové vlákna zažívajú v súvislosti s princípom veľkosti, vzťahom sila-rýchlosť alebo vzťahom dĺžka-napätie.
Mechanické zaťaženie vnímané svalovými vláknami sa zdá byť zvýšené periférnou únavou a silový tréning s nižšími váhami vedie k hypertrofii podobnej ako pri vyššej záťaži.
Naproti tomu má centrálna únava pravdepodobné negatívne účinky na mechanické zaťaženie vnímané svalovými vláknami, ktoré sú podriadené motorickým jednotkám s vysokým prahom. Bráni úplnému náboru motorových jednotiek.
Ak je prítomná centralizovaná únava, môžeme dosiahnuť zlyhanie bez stimulácie svalových vlákien riadených vysokoprahovými motorickými jednotkami. Stupeň centrálnej únavy, ktorý existuje na konci vety, závisí od niekoľkých faktorov. Je to však riadené vyššou potrebou kyslíka a vedúcou spätnou väzbou. To vysvetľuje, prečo silový tréning s kratšími časmi odpočinku alebo veľmi ľahkými váhami sú menej účinné stratégie pre rast svalov, a tiež to vysvetľuje, prečo cviky vykonávané neskôr v priebehu tréningu spôsobujú menšiu hypertrofiu ako tie, ktoré sa robia na začiatku tréningu.
Čo by sme sa z toho mali naučiť
Hypertrofia je výsledkom jednotlivých svalových vlákien, ktoré vnímajú mechanické zaťaženie a potom zväčšujú svoj objem. Veľkosť a typ mechanického zaťaženia, ktoré svalové vlákna vnímajú, je určená základnou fyziológiou svalu vrátane princípu veľkosti, vzťahu sily a rýchlosti, vzťahu dĺžky a napätia a únavy. Objasnením toho, ako základná fyziológia svalov ovplyvňuje mechanické zaťaženie počas rôznych druhov silového tréningu, je možné vysvetliť výsledky väčšiny dlhodobých tréningových štúdií.