Hvad kan hoppe lære os om muskelvækst?

Mainstream fitness-branchen er * plaget * af myter og overtro om, hvordan muskelvækst sker, og om, hvordan vi skal strukturere træning for at maksimere gevinsterne.

I modsætning hertil er den seriøse bodybuilding og faglige styrke- og konditioneringssamfund langt bedre uddannet og meget velbegrundet inden for videnskaben om hypertrofi.

Alligevel er der stadig en misforståelse, der udgør en barriere for forståelsen af ​​muskelvækst hos selv de mest læse styrketræner og personlige trænere, hvilket er, hvordan graden af ​​motorisk enhedsrekruttering påvirker efterfølgende hypertrofi.

Heldigvis kan vi løse dette problem ved at sammenligne virkningerne af styrketræningsprogrammer med høj hastighed, f.eks. Dem, der involverer spring eller plyometrik, og konventionelle bodybuilding-programmer.

Inden vi kommer til det, lad os gennemgå det grundlæggende ved rekruttering af motorenheder.

Hvad er rekruttering af motorenheder?

Motorenheder defineres som motorneuroner og de muskelfibre, de innerveres. Der er typisk hundreder af motoriske enheder i en given muskel, men det nøjagtige antal kan variere ganske vidt mellem musklerne.

Når centralnervesystemet får et handlingspotentiale (et elektrisk signal) til at bevæge sig langs en motorneuron, "rekrutterer" den motoriske enhed og får alle de muskelfibre, der styres af den motoriske enhed, til at blive aktiveret.

Når muskelfibre er aktiveret, producerer de straks kraft og prøver at forkorte så hurtigt som de kan.

Hvordan rekrutteres motorenheder?

Motorenheder rekrutteres i rækkefølge efter størrelsen på motorneuron (ikke muskelfiber), som kan identificeres ved amplituden af ​​handlingspotentialet, fordi større motorneuroner udviser store handlingspotentialer.

Dette kaldes "Henneman's størrelse princip."

Vi kan måle niveauet for den styrke, hvormed de enkelte motoriske enheder rekrutteres under muskelsammentrækninger, og dette giver en måling af rekrutteringstærsklen. Denne tærskel er simpelthen kraften (i Newton) eller drejningsmoment (i Newton meter), hvorpå motorenheden først tændes af centralnervesystemet.

Motorenheder, der rekrutteres tidligere i rækkefølge, ofte ved relativt lavere kraftniveauer, kaldes ”motorer med lav tærskelværdi”, og de styrer et lille antal muskelfibre. Motorenheder, der rekrutteres senere i rækkefølge, ved højere kraftniveauer, kaldes ”motorer med høj tærskelværdi”, og de styrer et stort antal muskelfibre.

Hvordan har rekruttering af motorenheder relation til produktion af statisk kraft?

Når ikke-udmattede muskler forhindres i at forkortes, såsom når vi udfører en statisk (isometrisk) sammentrækning, bestemmes mængden af ​​kraft, de kan producere, af (1) antallet af motorenheder, der rekrutteres, og (2) hyppigheden af udledningerne til handlingspotentialet.

Man troede også engang, at graden af ​​synkronisering af motorenheden kunne ændres for at påvirke niveauet af muskelkraft, men vi mener nu, at dette er løst og ikke ændrer sig.

Muskelstyrken stiger dramatisk med stigende rekruttering af motorenheder, med rekrutteringen af ​​nogle motorer med høj tærskel, der involverer 100 gange mere kraft end rekrutteringen af ​​de tidlige motorer med lav tærskel. Denne stigning i kraft sker hovedsageligt fordi * flere * muskelfibre aktiveres med stigende rekrutteringsniveauer, og dette sker på to måder.

For det første, når flere motorenheder rekrutteres, forbliver alle de foregående motorenheder aktive. Derfor er der en stigende stigning i antallet af aktive muskelfibre, når antallet af rekrutterede motoriske enheder øges.

For det andet stiger antallet af muskelfibre, der styres af en motorisk enhed, eksponentielt med rekrutteringsordren. Mens der er hundretusinder af fibre inde i en muskel, varierer antallet af fibre, der kontrolleres af hver motorenhed, meget, fra en håndfuld op til et par tusind. Derfor er mængden af ​​kraft, som en lavtærsklen motorenhed kan producere, langt mindre end den mængde kraft, der udøves af en motor med høj tærskelmotor.

Ud over antallet af aktive muskelfibre påvirkes kraftproduktion også af størrelsen og typen af ​​selve fibrene. Større diameter, mere udtømmelige fibre kan producere lidt mere kraft end mindre diameter, mindre udtørelige fibre. Selv om det er rigtigt, at motorenheder med lav tærskelværdi har en tendens til at være forbundet med mindre diameter, mindre udtømmelige (langsomme rykninger) fibre, er der ingen nøjagtig sammenhæng mellem fibertype og motorenhedstærskel.

Hvordan har rekruttering af motorenheder forbindelse til dynamisk kraftproduktion?

Når ikke-træthede muskler er i stand til at forkorte, som ved normal styrketræning og i de fleste andre former for bevægelse, bestemmes mængden af ​​kraft, de kan producere, af styrke-hastighedsforholdet samt af de samme faktorer, der påvirker statisk ( isometrisk) kraft.

Det er vigtigt, at vi ved undersøgelser udført ved hjælp af enkeltmuskelfibre ved, at styrke-hastighedsforholdet bestemmes af selve fiberen. Når en enkelt fiber korteres langsomt, er den i stand til at producere et højt niveau af kraft. Når en enkelt fiber forkortes hurtigt, kan den kun udøve et lavt niveau af kraft.

Kraft-hastighedsforholdet inde i en muskelfiber bestemmes af antallet af actin-myosin-tværbroer, der er fastgjort på et hvilket som helst tidspunkt, fordi actin-myosin-broen er den motor, der producerer kraft. Når muskelfibre forkortes langsomt, kan de danne mange samtidige tværgående broer, men når de forkortes hurtigt, kan de kun danne en brøkdel af dette antal crossbridges på samme tid. Dette skyldes, at løsningsmængden af ​​myosinmotorer fra actinfilamenter er lavere ved langsommere hastigheder.

Dette betyder, at jo hurtigere vi prøver og bevæger os, jo mindre kraft kan hver enkelt muskelfiber producere, for at bidrage til total muskelkraft.

For at kompensere for dette accelererer centralnervesystemet hastigheden, hvormed motorenheder rekrutteres, når bevægelseshastigheden øges, hvilket øger antallet af aktiverede muskelfibre. Dette betyder, at rekrutteringstærsklen (kraftniveau), hvor en given motorenhed er tændt, er * lavere * i en hurtig sammentrækning end i en langsom sammentrækning.

Faktisk kan rekrutteringstærsklen for en motorenhed i hurtige bevægelser kun være 10–30% af det krævnede niveau for at rekruttere den samme motoriske enhed i en statisk (isometrisk) sammentrækning. I praksis kan ekstreme høje niveauer af rekruttering af motorenheder nås med lette belastninger og hurtige bjælkehastigheder, hvorfor plyometrik øger frivillige aktiveringsniveauer efter træning.

Hvordan ændres rekruttering af motorenheder med træthed?

Når muskler oplever træthed på samme tid, som de producerer kraft, bestemmes mængden af ​​kraft, de kan producere, af træthedsniveauet samt af de samme faktorer, der påvirker dynamisk kraft.

Selvom måderne, hvorpå træthed fører til en reduktion i kraft, er meget komplekse, er den underliggende mekanisme, hvormed træthed påvirker kraftproduktionen, en reduktion i de enkelte muskelfibers evne til at producere kraft. Så på denne måde påvirker træthed muskelstyrken på en lignende måde som forholdet mellem styrke og hastighed.

For at kompensere for den reducerede mængde kraft, der produceres af hver (træthed) muskelfiber, der styres af motorer med lav tærskelværdi, rekrutterer centralnervesystemet motoriske enheder med høj tærskelværdi.

Dette betyder, at rekrutteringstærsklen (kraftniveau), hvor en given motorenhed er tændt, er * lavere *, når træthed er til stede, end når træthed ikke er til stede. Faktisk antyder computermodeller af virkningen af ​​træthed på rekruttering af motorenheder, at der kan opnås meget høje rekrutteringsniveauer, selv med ganske lave kræfter, ligesom de kan i bevægelser med høj hastighed.

Hvordan stimulerer rekruttering af motoriske enheder under styrketræning muskelvækst?

Indtil for nylig blev det antaget, at vi skulle løfte tunge vægte for at opnå muskelvækst.

I det sidste årti er det blevet mere og mere tydeligt, at dette ikke er tilfældet. Faktisk opnås lignende muskelvækst med lette og tunge belastninger, så længe sæt med let belastning udføres til muskelsvigt, hvilket indebærer en høj træthedsniveau.

I studier, der sammenligner virkningerne af tunge og lette belastninger, vil du ofte læse forskere, der antyder, at den mekanisme, hvormed muskelvækst opstår, er et højt niveau af rekruttering af motorenheder. Når alt kommer til alt, når man løfter tunge vægte, er rekrutteringsniveauet højt, fordi der er behov for at producere et højt kraftniveau, mens man når man løfter lette vægte til fiasko, er der et behov for at rekruttere høje tærskelmotorenheder for at kompensere for den reducerede kraft produceret af hver muskelfiber styret af de motorer med lav tærskelværdi.

Desværre kan vi se ved at se på bevægelser med høj hastighed som spring, at denne forklaring umuligt kan være korrekt. Selvom hurtige bevægelser involverer ekstremt høje niveauer af rekruttering af motorenheder, afslører langtidsforskning i tilpasningerne, der produceres ved at hoppe, at det medfører ringe eller ingen muskelvækst.

Alle tre træningsmetoder (tunge belastninger, lette belastninger i hurtige hastigheder og lette belastninger under udmattende forhold) involverer meget høje niveauer af rekruttering af motorenheden, og alligevel fører kun to af disse metoder til en meningsfuld muskelvækst (tunge belastninger og lette belastninger under udmattende betingelser).

Det er klart, at det at nå en høj grad af rekruttering af motorenheder ikke er * tilstrækkeligt * til at producere den nødvendige stimulus, der fører til hypertrofi. Som vi kan se ved denne sammenligning, er en langsom muskelafkortningshastighed * også * påkrævet.

N. B. Tid under spænding

Nogle mennesker har hævdet, at den faktor, der forhindrer styrketræning med høj hastighed i at stimulere muskelvækst, er et kort tidsrum under spænding (og ikke en hurtig muskelafkortningshastighed), fordi sådanne bevægelser afsluttes meget hurtigt. Men hvis tid under spænding var nøglefaktoren, i stedet for muskelforkortningshastighed, ville vi være i stand til at opnå meningsfuld hypertrofi ved at gøre et stort antal spring med lange hvileperioder imellem dem i løbet af en hel dag. Hvis du virkelig tror, ​​at denne træningsmetode ville opnå store muskelgevinster, er du velkommen til at ignorere alt, hvad der følger).

Hvordan stimulerer muskelafkortningshastigheden under styrketræning muskelvækst?

Som jeg forklarede tidligere, kan en lignende muskelvækst opnås efter styrketræning med lette eller tunge belastninger, så længe sætene med lette belastninger udføres til muskelsvigt, hvilket indebærer en høj træthedsniveau. I modsætning hertil er muskelvækst meget begrænset efter styrketræning med høj hastighed med lette belastninger.

Dette fortæller os, at selv når muskelfibre aktiveres, er de stadig nødt til at afkorte med langsom hastighed for at få dem til at vokse.

Det er klart, at tunge belastninger får muskelfibre til at forkortes ved langsom hastighed på grund af styrke-hastighedsforholdet. For at fremstille den krævede mængde kraft til at løfte en tung belastning kan fibrene ikke gøre andet end at trække sig langsomt sammen. Den langsomme sammentrækningshastighed gør det muligt at fastgøre et større antal actin-myosin-crossbroer på et hvilket som helst tidspunkt, og actin-myosin crossbridge er den motor, der producerer kraft.

Dette højere niveau af muskelfiberkraft, der er tilladt ved en langsom sammentrækningshastighed, detekteres som mekanisk spænding af mekanoreceptorer på muskelcellemembranen. Dette udløser de molekylære signaleringskaskader, der fører til forhøjet muskelproteinsyntese og forårsager en stigning i proteinindholdet i muskelfibre, som vi registrerer som hypertrofi.

På samme måde får styrketræning med lette belastninger til fiasko muskelfibre til at forkorte med en langsommere hastighed på grund af akkumuleret metabolisk stress. Dette afspejles i et temmelig lignende mønster i reduktionen i bjælkehastighed, som når den samme hastighed uanset den anvendte relative belastning.

Efterhånden som sættet skrider frem, og nye motorer med højere tærskel rekrutteres, trækkes deres muskelfibre langsomt sammen, og den langsomme sammentrækningshastighed gør det muligt at fastgøre et stort antal samtidige actin-myosin-tværbroer på et hvilket som helst tidspunkt, hvilket giver et højt niveau af muskelfiberkraft. Denne kraft detekteres som mekanisk spænding af mekanoreceptorer på muskelcellemembranen, udløser molekylær signaleringskaskader, øger muskelproteinsyntesehastigheder og producerer stigninger i muskelfiberstørrelse.

N. B. Langsom tempos

Nogle mennesker har antydet, at nedsættelse af tempoet under styrketræning med lette belastninger skulle øge muskelvæksten, fordi det øger den mekaniske spænding på de fungerende muskelfibre. Selvom dette er sandt, øger den langsomme bjælkehastighed også dramatisk rekrutteringstærsklen til motorenheden, hvilket betyder, at de motorer med høj tærskelværdi, der er dem, der øges mest i størrelse efter træning, ikke rekrutteres, hvilket er sandsynligvis årsagen til de fleste langtidsundersøgelser rapporter, at tempo har ringe indflydelse på hypertrofi. Det synes sandsynligt, at træning af let belastningsstyrke ikke stimulerer muskelvækst, indtil træthed begynder at forårsage øget rekruttering af motorenheden, på hvilket tidspunkt det også reducerer muskelforkortningshastigheden.

Hvad er de praktiske konsekvenser?

Det er vigtigt, at størrelsen på den anvendte vægt ikke påvirker den sidste reps barhastighed, når du træner til fiasko. Uanset hvilken vægt vi bruger på en øvelse, ender vi med at bevæge sig i samme hastighed ved slutningen af ​​sættet.

I betragtning af at dette er den samme hastighed, som vi bevæger os i en 1RM-indsats, sker det sandsynligvis, fordi det er den hastighed, der tillader den maksimale kraftproduktionskapacitet for de rekrutterede motorenheder.

Da muskelvækst imidlertid kan opnås uden træning til fiasko, skal der være en (lidt hurtigere) tærskelstanghastighed, hvormed et sæt begynder at udløse muskelvækst, fordi dette svarer til et tærskelniveau for spænding, som hver muskelfiber oplever.

Før dette punkt træner vi enten med en submaximal bjælkehastighed og bruger derfor hovedsageligt lavtærsklen motoriske enheder, der ikke vokser væsentligt efter træning, eller vi træner med maksimal barhastighed, men bevæger os for hurtigt til at arbejde muskelfibre til at opnå de nødvendige niveauer af mekanisk spænding, der stimulerer muskelvækst.

Denne tærskel "hypertrofihastighed" vil sandsynligvis svare til den hastighed, vi kan bevæge os, når vi løfter lidt tungere vægte, end der traditionelt er blevet brugt til bodybuilding, fordi sådanne vægte løftes under udmattende forhold. Da fuld rekruttering af motoriske enheder typisk nås på 85–90% af 1RM, kan vi måske spekulere i, at den hastighed, vi kan bevæge os uden træthed med denne vægt i en given øvelse, er den tærskelhastighed, vi har brug for at nå for at udløse muskelvækst, skønt Hvorvidt rekruttering af motorenhed stiger, og stanghastigheden falder nøjagtigt på samme måde, er uklart.

Da træning til fiasko fører til mere muskelskade end at undgå fiasko, kan overvågning af bjælkehastighed under et sæt være en værdifuld måde at stoppe et sæt efter at hypertrofistimuleringen er blevet udløst, men før for meget muskelskade ophobes, hvilket giver hurtigere opsving efter træning , og en højere træningsfrekvens. Naturligvis ville dette kun fungere, hvis alle reps blev udført med maksimal indsats.

Når vi først har identificeret det, vil denne "hypertrofihastighed" sandsynligvis svare til et givet antal reps i reserve, i betragtning af det nære forhold mellem bjælkehastighed og reps i reserve, der er blevet observeret, og dette ville være den nemmeste måde at implementere dette fund i øve sig.

Hvad er afhentningen?

Muskelfibre stiger i størrelse, når de aktiveres og forkortes med en langsom sammentrækningshastighed. Kun denne tilstand tillader nok aktin-myosin krydsbroer at danne og producere et højt niveau af mekanisk spænding til at stimulere mekanoreceptorerne på muskelcellemembranen, som derefter udløser de molekylære signalkaskader, der fører til forhøjet muskelproteinsyntese, og derfor en stigning i proteinindholdet i muskelfibrene i motorer med høj tærskelværdi.

Denne tilstand kan nås ved styrketræning med enten tunge belastninger eller lette belastninger under udmattende forhold, men ikke ved styrketræning eller plyometrik med høj hastighed, som involverer høje niveauer af rekruttering af motorenheden men hurtige muskelkontraktionshastigheder.

Da vi kan opnå muskelvækst uden at træne til fiasko, og da stanghastigheden for den endelige rep i et sæt til fiasko er den samme uanset den relative belastning, vi bruger, skal der være en tærskelstanghastighed, under hvilken hypertrofi stimuleres (så længe der bruges maksimal indsats på alle reps). Da træning til fiasko og stopper kort efter fiasko producerer lignende muskelvækst, og da træning til fiasko tager længere tid at komme sig fra end at undgå fiasko, fordi det forårsager mere muskelskade, kan dette være en værdifuld måde at øge træningsfrekvensen på.