Ako dochádza k hypertrofii na úrovni svalových vlákien?
Pri silovom tréningu, kedy svaly pomocou mechanoreceptorov detekujú vysoký stupeň mechanického napätia vytvárame stimul pre svalový rast. Zvyšuje sa proteinová syntéza. O tom čo pri cvičení vytvára stimul pre rast si napíšeme v inom príspevku.
Hypertrofia znamená zväčšovanie svalového prierezu pridávaním kontrahovateľných a nekontrahovateľných elementov do svalu. Atrofia je zmenšenie svalového prierezu.
Samotný silový tréning je katabolický, ale zároveň dokáže vytvoriť stimul na rast pomocou dostatočného energetického príjmu a konzumácie proteinov.
Hypertrofia = budovanie > rozpad
Atrofia = budovanie < rozpad
Konzumácia bielkovín → proteinová syntéza ↑
Konzumácia energie → proteinový rozpad ↓
Hladovanie → proteinová syntéza ↓ a proteinový rozpad ↑
Silový tréning a konzumácia jedla → proteinová syntéza ↑↑
Je potrebné oboje aby bola proteinová syntéza > proteinový rozpad
Vo fyziológii neexistuje žiadna udržiavaca fáza. Naše bunky neustále niečo robia. Buď sa bunky budujú alebo sa rozpadajú. Z evolučného hladiska je oveľa ľahšie strácať svalovú hmotu ako ju vytvárať.
Je viacero spôsobov ako môže dojsť ku budovaniu nového svalstva:
- Myofibrilárna hypertrofia
- Sarkoplasmická hypertrofia
- Myofibrilárne zahustenie
- Zväčšenie svalovej dĺžky
_________
Poďme sa v skratke pozrieť na prvé 3 (myofibrilárna hypertrofia, sarkoplasmická hypertrofia a myofibrilárne zahustenie )
Na to, aby sme pochopili čo sa deje vo svale pri svalovej hypertrofii sa musíme pozrieť spätne na štruktúru svalového vlákna ( svalovej bunky ).
Svalové vlákno obsahuje myofibrily. Myofibrily sú cca 80% svalového vlákna. To, čo vypĺňa priestor okolo sa nazýva sarkopazma.
Sarkoplazma je zložená z prevažnej časti z vody a obsahuje kompotenty ako glykogén, sarkoplazmické proteiny a iné nekontrahovateľné zložky.
Svalová bunka obsahuje 75% vody, viac vody ako typická bunka, 20% proteinov, 5% iného (tuk, glykogén).
Proteiny a tuk sú ultraštruktúra – to čo sa príliš nemení narozdiel od vody. Čím viac piješ tým viac nasakuješ vody do tela a budeš väčší. Po noci máš menej vody kvôli dýchaniu.
Myofibrálna hypertrofia nastáva vtedy, keď svalové vlákno sa zväčšuje na objeme ale pomer medzi myofibrilami a sarkoplazmou zostáva rovnaký.
Pridávame kontrahovateľné aj nekontrahovateľné zložky.
Myofilamenty ↑
Radius svalového vlákna ↑
Pridávaním nových bielkovín do svalov, ktoré vedia generovať silu sa stávame silnejšími.
Sarkoplazmická hypertrofia nastáva vtedy, keď sa zväčšuje prierez svalového vlákna zväčšením objemu sarkoplazmy. Relatívny priestor, ktorý zaberá sarkoplazma je vyšší v porovnaní s myofibrilami.
To ale neznamená, že objem alebo počet myofibril sa znížil. Znamená to to, že objem sarkoplazmy sa zväčšuje rýchlejším tempom ako objem myofibril. Alternatívne sa môže diať aj to, že objem sarkoplazmy rastie a myofibril vôbec nie.
Myofilamenty zostávajú rovnaké
Proteiny, tuky a tekutiny okolo myfibril ↑
Sarkoplazmická hypertrofia je spôsobená tréningom s vysokým objemom. Zvyšuje sa poškodenie svalu, zápal a opuch, ktorý môže trvať až týždne od tréningu.
Nepomer medzi objemom a silou?
Prečo sú niektorí ľudia objemný a slabý?
Myofibrilárne zahustenie nastáva vtedy, keď myofibrily rastú rýchlejšie ako sarkoplazma. Relatívny priestor, ktorý zaberajú myofibrily je väčší ako ten, čo vypĺňa sarkoplazma.
Tu môžu nastať viaceré prípady, kedy myofibrily môžu rásť ale prierez svalu sa nezväčšuje, alebo myofibrily rastú a zväčšujú prierez svalu tlačením na obal svalového vlákna, prípadne v poslednej možnosti myofibrily rastú súčasne ako sarkoplazma no v rýchlejšom tempe a tým sa tiež zväčší prierez.
Čo majú všetky tri spoločné?
Zväčšenie prierezu svalu zabudovávaním kontrahovateľných a nekontrahovateľných bielkovín. Rozdiel je len ich v pomere. Preto pomer medzi veľkosťou a silou nie je perfektný. Určite poznáš človeka, čo má obrovské svaly a nepripadá ti až taký silný a naopak niekoho štíhleho, ktorý je silný ako býk.
Najväčší podiel na tom, že sa nám zväčšujú svaly je v pridávaní nových myofilamentov (bielkovín) vo vnútri myofibril. Myofibrily zväčšujú svoj priemer alebo počet. My silnieme.
No pomer vody v tele a najmä vo svaloch tiež hraje veľkú úlohu ako veľkí vyzeráme.
Čo sa pri týchto troch druhoch hypertrofie deje vo vnútri sarkoméry? Podľa vedy je to tzv “pridávaním nových sarkomér do paralely”.
Sú však aj dáta zo štúdií o zvieratách, že myofibrily sa dokážu štiepiť a tak zvyšujú svoj počet.
Alebo tu máme hypotézy, že myofibrily dorastajú do určitej veľkosti a keď to dosiahnu, tak sa rozštiepia na dve. Toto však nie je definitívne a je to v procese skúmania.
Čo sa týka sarkoplazmy tak rôzne komponenty prispievajú k zvýšeniu jej objemu. Je to napr. Zvýšenie glykogénu, kreatínu a sarkoplazmických proteinov.
_______
Zväčšenie svalovej dĺžky
Existuje aj štvrtý spôsob ako zväčšiť prierez svalového vlákna a to hypertrofiou sprostredkovanou strečom ( stretch mediated hypertrophy ). Táto hypertrofia sa stimuluje strečovaním sarkomér za určitý bod. O tomto si napíšeme tiež článok.
V ľudskom tele sú svaly ukotvené pomocou fixných bodov (odstup a úpon). Niektoré svalové vlákna idú od odstupu k úponu, no zase iné sa ukončujú vo vnútri svalového snopca (intrafascicular termination).
Čo sa ale deje vnútri svalového vlákna s myofibrilami? Myofibrily zväčšujú svoju dĺžku pridávaním “sarkomér do série”. Nebude sa meniť samotná dĺžka svalu ale to, že sval sa bude vydúvať do šírky a zmení sa jeho penačný uhol.
Zdroje:
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2020.00816/full
Phillips SM. Short-term training: when do repeated bouts of resistance exercise become training? Can J Appl Physiol. 2000 Jun;25(3):185-93. doi: 10.1139/h00-014. PMID: 10932036.
Jorgenson, K.W.; Phillips, S.M.; Hornberger, T.A. Identifying the Structural Adaptations that Drive the Mechanical Load-Induced Growth of Skeletal Muscle: A Scoping Review. Cells 2020, 9, 1658. https://doi.org/10.3390/cells9071658
https://medium.com/house-of-hypertrophy/what-the-different-types-of-muscle-growth-are-6aa0c4d5f227