Sposób kurczenia mięśni wpływa na ich wzrost - grudzień 2009

W ciągu ostatnich kilku miesięcy otrzymałem wiele listów z pytaniami od czytelników zainteresowanych kwestią włączenia do treningu ruchów ekscentrycznych, aby wywołać hipertrofię mięśni. Przy treningu ekscentrycznym, czyli „obniżaniu” ciężarów celem pobudzenia wzrostu mięśni, zazwyczaj stosuje się duże obciążenia i wydłużone okresy odpoczynku (2-minutowe lub nawet dłuższe). Wydłużenie przerw owocuje zmniejszeniem metabolicznego zmęczenia mięśni (słabszym wydzielaniem mleczanów) i osłabieniem odpowiedzi testosteronowej oraz hormonu wzrostu.

Wiadomo już od dawna, że miejscowe nagromadzenie półproduktów metabolizmu, takich jak mleczany i jony wodorowe, pobudza aktywność nerwów współczulnych i wzbudzone treningiem wydzielanie katecholamin (adrenaliny). Zwiększone przez mleczany i adrenalinę metaboliczne obciążenie organizmu odgrywa, co ostatnio dowiedziono, ważną rolę w regulacji wydzielania hormonów anabolicznych na osi podwzgórze–przysadka mózgowa.
Tym samym, poddawanie mięśni większemu obciążeniu metabolicznemu (poprzez stężenie mleczanów) może być dodatkowym sposobem na stymulację wzrostu mięśni. Przykładem jest zademonstrowany przez S.E. Gordona wraz z zespołem efekt, jaki ma doustne podawanie wodorowęglanu sodu (NaHCO3) – terapia stosowana przy leczeniu kwasicy, na przebieg odpowiedź hormonalnej wywołanej treningiem. Podawanie NaHCO3 podnosiło poziom pH we krwi (zmniejszając stężenie mleczanów) i ograniczało zmiany w poziomie hormonu wzrostu w odpowiedzi na 90-sekundowy sprint na ergometrze rowerowym, w porównaniu do grupy, której podawano placebo. Wywnioskować stąd można, że program treningowy ze zwiększonym wysiłkiem metabolicznym mięśni powinien prowadzić do silniejszych odpowiedzi hormonalnej i katecholaminowej na ćwiczenia fizyczne.
 
Wzrost siły i rozmiarów mięśni przy zwiększonym obciążeniu metabolicznym
 
Ćwiczenia, w trakcie których dochodzi do zamknięcia naczyń krwionośnych, charakteryzują się zwiększonym niż zwykle nagromadzeniem metabolitów w mięśniach i towarzyszącym temu wydzielaniem hormonu wzrostu (GH). Chociaż nie wykazano, że gwałtowny wzrost poziomu GH podczas długotrwałego treningu siłowego prowadzi do miejscowej hipertrofii mięśni, przypuszcza się, że przejściowy wzrost poziomu GH nie pozostanie bez wpływu na receptory komórek mięśni, wzmagając regenerację i pobudzając lokalną hipertrofię.

Kolejnym ważnym szczegółem jest fakt, że istnieje wiele różnych form peptydu znanego nam jako hormon wzrostu – rozważając odpowiedź hormonalną pod kątem właśnie tego hormonu, musimy osobno przyjrzeć się każdemu izomerowi, ponieważ o GH powinno się raczej myśleć w kategorii „rodziny” podobnych do siebie polipeptydów, wywodzących się z jednego genu. Ich niejednorodność na poziomie cząsteczkowym może grać jakąś rolę w tej kwestii – udowodniono już, że różne formy GH mogą pełnić różne funkcje biologiczne i mieć różny wpływ na metabolizm lipidów, węglowodanów i białek.
Na dodatek, pojawiły się sugestie, iż metaboliczne obciążenie mięśni może mieć kluczowe znaczenie nie tylko dla pobudzenia ich hipertrofii, ale także dla przyrostów siły – właśnie tak, siły. Na przykład, Schott wraz ze swym zespołem ogłosił, że program treningu izometrycznego, który doprowadzał do większego spadku pH mierzonego w tkance mięśni, czyli w czasie którego dochodziło do większej produkcji mleczanów, niż przy standardowym programie treningu, charakteryzował się też silniejszą hipertrofią mięśni.

Nieco starsze studium badawcze dostarczyło dowodów na to, że dynamicznie wykonywane przez okres 6 tygodni ćwiczenia przeciw oporowi, zaowocowały znacznie większym przyrostem siły w tej grupie uczestników eksperymentu, która wykonywała je bez okresów odpoczynku w porównaniu do grupy, która odpoczywała 30 s między każdym powtórzeniem (chociaż w badaniu tym nie mierzono skali zachodzącej u uczestników hipertrofii). Dodatkowa akumulacja metabolitów spowodowana zamykaniem naczyń krwionośnych prowadziła do zachodzących wyraźnie pod wpływem treningu zwiększenia siły mięśni i zwiększenia się powierzchni ich przekroju.

Wszystkie te odkrycia dają powody, by sądzić, że zmiany metaboliczne zachodzące pod wpływem treningu mogą wiązać się z adaptacją mięśni do ćwiczeń fizycznych. Ponadto, część tych procesów zachodzić może pod wpływem wydzielania się hormonów anabolicznych, jednak nie przeprowadzono jeszcze żadnych badań nad wpływem zmian metabolicznych wywołanych przez ćwiczenia fizyczne na bezpośrednie reakcje hormonalne i długofalowe procesy adaptacyjne mięśni.
 
Zwiększone obciążenie metaboliczne przy ćwiczeniach ekscentrycznych
 
Jak wspominałem we wcześniejszych artykułach, ćwiczenia zmuszające mięśnie do ekscentrycznego kurczenia się są świetnym sposobem na ich powiększenie, ponieważ jesteśmy w stanie posługiwać się znacznie większymi ciężarami podczas ich opuszczania, niż przy ich podnoszeniu. Jedyną ich wadą jest to, że nawet podczas użycia maksymalnych obciążeń nie są dla mięśni jakoś specjalnie większym wysiłkiem z metabolicznego punktu widzenia.
Na przykład, co stwierdzić można na podstawie przeprowadzonych już badań, ilość wydzielanych mleczanów rośnie w bardzo niewielkim stopniu. Naukowcy z Finlandii postanowili sprawdzić, jaki rodzaj ekscentrycznych ćwiczeń najbardziej obciąża metabolicznie mięśnie – ponieważ, jak wcześniej już napisałem, większe obciążenie metaboliczne prowadzić może do większego wzrostu siły i wielkości mięśni – a więc wykonywanie ćwiczeń ekscentrycznych, które pozwalają zwiększyć obciążenie treningowe (dźwigane ciężary), przy jednocześnie dużym obciążeniu metabolicznym (zwiększonym wydzielaniu mleczanów), może doprowadzić w odpowiedzi do podwójnie wzmożonej hipertrofii.

Po ustaleniu zakresu maksymalnego powtórzenia, uczestnicy wykonali 4 serie ćwiczeń, różniące się wielkością obciążenia fazy ekscentrycznej. W seriach tych obciążenie fazy ekscentrycznej wynosiło 60, 70, 80 i 90% powtórzenia maksymalnego mierzonego w ruchu koncentrycznym, podczas gdy obciążenie fazy koncentrycznej pozostawało niezmienione, na poziomie 70% powtórzenia maksymalnego. Aby dociążyć fazę ekscentryczną ruchu, naukowcy użyli urządzenia, które po zwolnieniu sprężyny odłączało część obciążenia przed fazą koncentryczną, umożliwiając dźwignięcie w tej fazie mniejszej masy.

Zwalniacze obciążenia mogą pomóc w zróżnicowaniu obciążenia fazy ekscentrycznej i koncentrycznej. Urządzenie to odłącza się od drążka maszyny, gdy faza ekscentryczna ruchu dobiegnie końca, umożliwiając wykonanie fazy koncentrycznej z mniejszym obciążeniem. W czasie jej wykonywania, urządzenie pozostaje odłączone na podłodze, potrzebna jest więc pomoc asystenta, który podwiesi je na drążku za każdym powtórzeniem, jeśli chcemy wykonywać je w sposób ciągły. Po podwieszeniu opuszczamy ponownie większy ciężar, gdy urządzenie dotknie ziemi, hak odczepia się od głównego obciążenia i możemy ponownie wykonać ruch koncentryczny z mniejszym obciążeniem.

Badanie zademonstrowało, że największy skok stężenia kwasu mlekowego we krwi pomiędzy stanem przed treningiem, a po nim, występował podczas serii, w której w fazie ekscentrycznej używano obciążenia równego 90% powtórzenia maksymalnego, przy 70% w fazie koncentrycznej. Wzrost stężenia hormonu wzrostu pod wpływem wysiłku, także był największy przy tej właśnie proporcji obciążeń, w porównaniu do pozostałych trzech. Wyniki tego eksperymentu, sugerują, że wykonywanie ćwiczeń w ten sposób, przy 90% obciążeniu w fazie ekscentrycznej i 70% w fazie koncentrycznej, znacznie silniej pobudza metabolizm mięśni, niż stosowanie niezmiennego obciążenia w wysokości 70% powtórzenia maksymalnego. Ujmując te wartości inaczej, optymalnym obciążeniem fazy ekscentrycznej, jest obciążenie 120% razy większe niż użyte w fazie koncentrycznej.

Płynie stąd wniosek, że zwiększanie napięcia połączone ze zwiększonym obciążeniem metabolicznym może stymulować wzrost mięśni bardziej niż wykonywanie zwykłych ćwiczeń o charakterze ekscentrycznym, czy metoda „samych powtórzeń negatywnych”. Połączenie zwiększonego zmęczenia metabolicznego (czyli podniesionego poziomu mleczanów) z przeciążaniem mięśni może wywołać hipertrofię mięśni.
Jeśli chodzi wam po głowie, by spróbować takiego treningu celem zwiększenia masy mięśniowej, będziecie potrzebowali kogoś, kto pomógłby wam płynnie zmieniać obciążenie. Możecie także pomyśleć o użyciu maszyn – załóżmy na przykład, że wasze maksymalne powtórzenie w wyciskaniu na ławeczce to 90 kg – ustawcie więc obciążenie na 75 kg i wyciskajcie, a wasz partner niech naciska na drążek podczas gdy go opuszczacie.
 
Bibliografia:
1.Cryer P.E., Regulation of glucose metabolism in man, J Intern Med Suppl, 735: 31-39 (1991).
2.Takarada Y., Nakamura Y., Aruga S., Onda T., Miyazaki S., Ishii N., Rapid increase in plasma growth hormone after low-intensity resistance exercise with vascular occlusion, J Appl Physiol, 88: 61-65 (2000).
3.Viru M., Jansson E., Viru A., Sundberg C.J., Effect of restricted blood flow on exercise-induced hormone changes in healthy men, Eur J Appl Physiol, 77: 517-522 (1998).
4.Gordon S.E., Kraemer W.J., Vos N.H., Lynch J.M., Knuttgen H.G., Effect of acidbase balance on the growth hormone response to acute high-intensity cycle exercise, J Appl Physiol, 76: 821-829 (1994).
5.Kraemer R.R., Hollander D.B., Reeves G.V., Francois M., Ramadan Z.G., Meeker B., Tryniecki J.L., Hebert E.P., Castracane V.D., Similar hormonal responses to concentric and eccentric muscle actions using relative loading, Eur J Appl Physiol, 96: 551-557 (2006).
6.Nindl B.C., Exercise modulation of growth hormone isoforms: current knowledge and future directions for the exercise endocrinologist, Br J Sports Med, 41: 346-348 (2007).
 
Poziom greliny na czczo powiązany z większą masą mięśniową
 
Grelina to endogenny ligand dla receptora uwalniającego hormon wzrostu (GH), który pełni w ciele wiele funkcji, odpowiadając między innymi za wzbudzanie uczucia głodu i spożycie pokarmów. Naukowcy z Australii ogłosili, że istnieje związek między poziomem greliny u danej osoby, a ilością jej suchej masy mięśniowej. Grelina może okazać się przydatnym środkiem dla kulturystów poza sezonem startów, szukających nowych sposobów na zwiększenie masy mięśni – poza znaną już wcześniej jej zdolnością do zwiększenia łaknienia, teraz powiązano także poziom greliny na czczo z wiekszą masą mięśniową – co może być jej działaniem pośrednim, poprzez znane już działanie hormonu wzrostu.
 
Bibliografia:
Tai K., Visvanathan R., Hammon A.J., Wishart J.M., Horowitz M., Chapman I.M., Fasting ghrelin is related to skeletal muscle mass in healthy adults, Eur J Nutr, April, 48(3): 176-83 (2009).