Naujienos
Kas yra raumenų hipertrofija?
Raumenų hipertrofija yra raumenų apimčių padidėjimas dėl padidėjusio baltymų kiekio raumenų skaidulose (RS). Pagrindinis raumens struktūrinis vienetas yra raumens skaidula (RS). RS storis siekia apie 10–100 µm, ilgis – nuo 1 iki 40 cm. Raumenų skaidulos sudarytos iš lygiagrečiai šalia viena kitos išsidėsčiusių jėgą išvystančių struktūrų vadinamų miofibrilėmis ir jų tarpus užpildančios skystos terpės, taip vadinamos sarkoplazmos. Miofibrilės sudarytos iš tarpusavyje susitraukiančių (kontraktilinių) baltymų aktino ir miozino ir struktūrą palaikančių (struktūrinių) baltymų. Šie baltymai sudaro pagrindinį raumenų jėgą išvystantį vienetą -sarkomerą. Kitaip tariant - miofibrilės yra sudarytos išilgai serijomis susijungusių sarkomerų, kurie susitraukdami ir išvysto raumens jėgą.
Jėgos treniruotės krūvio poveikyje gali padidėti kontraktilinių baltymų ir struktūrinių baltymų kiekis ( didėja miofibrilių diametras), gali dalintis miofibrilės (didėja miofibrilių skaičius) ir gali didėti sarkoplazmos tūris. Jei padidėja miofibrilių skaičius ir jų diametras, atsiranda taip vadinama funkcinė hipertrofija. Padidėjęs sarkoplazmos tūris lemia nefunkcinę (dažnai vadinamą sarkoplazmine) hipertrofiją.
Raumenų hipertrofija ir jėga
Egzistuoja tamprus ryšys tarp raumens skerspjūvio ir raumens jėgos. Kuo didesnis raumuo, tuo didesnę jėga jis gali išvystyti, tačiau su viena sąlyga - jei raumens padidėjimas buvo iššauktas funkcinių raumens struktūrų hipertrofijos.
Tokia hipertrofija svarbi daugeliui sporto šakų, kur reikalinga raumenų jėga ir raumenų masė. Pvz. lengvoji atletika (metimų rungtys), kurios žaidimų sporto šakos. Raumenų apimtys gali padidėti ir dėl sarkoplazminės hipertrofijos. Tokia hipertrofija dažnai stebima sporto šakose, kuriose raumenų jėga nėra labai svarbi, pvz. kultūrizmo sportas.
Pradėjus reguliarias jėgos lavinimo pratybas, iki jų nesportavusiems asmenims, jėga iš pradžių didėja labiausiai dėl nervinės adaptacijos, o ne raumenų hipertrofijos. Vis tik po pirmųjų dviejų pratybų mėnesių pradeda vyrauti raumenų hipertrofijos adaptacinis aspektas, o rankų raumenų hipertrofija pasireiškia anksčiau nei kojų raumenų (Mulligan et al.,1996; Tesch et al.,1988)
Jau seniai nustatyta, jog kultūristų, jėgos trikovininkų ar sunkiosios atletikos atstovų raumenų hipertrofija yra ne tokia pati. Kultūristai turi didelius raumenis, tačiau jų išvystoma jėga dažnai yra mažesnė, nei jėgos trikovės ar sunkiosios atletikos sportininkų.
Tai paaiškina teorija, teigianti, kad jėgos treniruotės poveikyje raumenų hipertrofija gali vykti skirtingai. Skiriamos dvi raumenų hipertrofijos rūšys (Schoenfeld et al., 2018, Schoenfeld B., 2010) :
- funkcinė hipertrofija - kontraktilinių elementų (sarkomerų, miofibrilių) hipertrofija;
- nefunkcinė hipertrofija - nekontraktilinių elementų (sarkoplazminė) hipertrofija.
Funkcinės hipertrofijos atveju padidėja mifobrilių diametras ir/ar jų skaičius. Miofibrilių diametras didėja dėl sarkomerų skaičiaus miofibrilėse didėjimo paraleliai,t.y.šalia viena kitos. Miofibrilių skaičius padidėja dėl miofibrilių pasidalijimo - prie tam tikrų krūvių miofibrilės gali "skilti".
Sarkomeruose esantys baltymai aktinas ir miozinas, gavę signalą iš centrinės nervų sistemos, pradeda "slinkti" vienas kito atžvilgiu. Taip raumuo susitraukia ir išvysto jėgą. Tokia hipertrofijos rūšis didina ne tik raumenų apimtis, bet ir jėgą.
Sarkoplazminės hipertrofijos atveju, didėja sarkoplazmos tūris. Sarkoplazma yra skysta terpė, kurioje randasi sarkomerų susitraukimą užtikrinačios struktūros ir elementai. Šios hipertrofijos atveju raumens jėga nedidėja ir todėl ji dar vadinama nefunkcine.
Jėgos krūviai neįtakoja tik vienos raumenų hipertrofijos rūšies. Visados pasireiškia abi hipertrofijos rūšys, tik kažkuri iš jų yra pasireiškia daugiau. Kuri hipertrofijos rūšis dominuoja, priklauso nuo jėgos treniruotės komponentų - pratimų intensyvumo (kartojimų skaičiaus), treniruotės apimties (serijų skaičiaus), ar serijos atliekamos iki momentinio nuovargio ir t.t.. Priklausomai nuo šių komponentų pasirinkimo jėgos treniruotėje, skiriami tokie pirminiai faktoriai (dar vadinami raumenų hipertrofijos stimulais) įtakojantys hipertrofiją (Schoenfeld, 2010; Keefe et al., 2016; Damas et al., 2018; Wackerhage et al., 2019) :
mechaninis stimulas
raumenų pažeidos stimulas
metabolinis stimulas
Mechaninis raumenų hipertrofijos stimulas
Mechaninis raumens įsitempimas jėgos treniruočių metu veikia raumens skaidulos mechanoreceptorius, kurie mechaninius signalus paverčia biocheminiais signalais. Šie signalai įtakoja visą eilę procesų, iššaukiančių baltymų sintezę raumeninėse skaidulose. Atkreiptinas dėmesys, kad šiuos signalus priima raumens skaidula, bet ne visas raumuo. Visas raumuo ir raumens skaidula į mechaninį įsitempimą reaguoja skirtingai: raumenyje esančios kolageno struktūros, proproreceptoriai (Golgi kūneliai, raumenų verpstės) įtakoja kitokius, nei raumens skaiduloje adaptacinius mechanizmus. Mokslininkai nėra iki galo išsiaiškinę kokie yra ir kur randasi mechanoreceptoriai, reaguojantys į skaidulos įsitempimą. Vienas iš naujausių tyrimų teigia, kad į įsitempimą gali reaguoti sarkomeruose esantis baltymas titinas (Robbert van der Pijl et al., 2018). Vis labiau aiškėja, kad mechaninis stimulas yra bene svarbiausias raumenų hipertrofijoje. Raumens įsitempimas yra būtina sąlyga įtakojanti ir paledžianti veikti, ir kitus stimulus.
Priešingai nei hipertrofijos stimulai, dėl kurių dauguma mokslininkų sutaria, hipertrofijos mechanizmai iššaukia daug debatų. Kokiais kelias biocheminiai signalai įtakoja hipertrofiją (hipertrofijos mechanizmai) nėra iki galo aišku. Labiausiai ištirta mTOR, satelitinių ląstelų, hormonų poveikis hipertrofijai. Vienas iš mokslininkų, nagrinėjančių šiuos mechanizmus yra Brad Schoenfeld. Jis ir jo kolegos savo tyrimais nustatė jėgos treniruotės komponentus, įtakojančius raumenų hipertrofijos stimulus.
|
Raumenų pažeidos stimulas
Kai kurie jėgos sportininkai linkę manyti, kad raumenys auga tik tuomet, kai treniruotės metu kažkokios jų struktūros yra pažeidžiamos ar suardomos, o poilsio metu jos atstatomos ir sustiprinamos, kad sekantis krūvis neturėtų panašios įtakos. Tačiau raumenų augimas ir jų atstatymas po pažeidos yra skirtingi procesai, nors abiejų metu padidėja raumenų baltymų sintezė.
Raumenų augimas – padidėjęs baltymų kiekis raumenų skaidulose. Raumens skaidulose baltymų kiekis didėja dėl padidėjusios baltymų sintezė sarkomeruose ar miofibrilėse. Baltymų kiekis sarkomeruose ar miofibrilėse po jėgos krūvio gali padidėti ir be šių struktūrų pažeidos (pvz. nuo mechaninio stimulo).
Tačiau nuo tam tikrų jėgos krūvių (ekscentrinių ar neįprastų) raumens struktūros (išorinės membranos, sarkomerai, jungiamasis audinys) iš tiesų gali būti pažeistos. Po tokios pažeidos pasireiškia vėluojantis raumenų skausmas, kuris juntamas po 24 -48 val ir dar vėliau. Kas atlieka jėgos treniruotes, tikriausiai, yra pajautę šį skausmą pradėję treniruotis po ilgesnės pertraukos ar atlikę neįprastą pratimą. Procesai raumenyje po pažeidos yra lyginami su uždegiminiais. Imuninės sistemos atsakas į pažeidą yra panašus į uždegimo sukeltą atsaką. Kai kurios mokslininkų grupės abejoja ar raumenų pažeida yra hipertrofijos stimulas (Damas et al., 2016, Damas et al., 2018). Teigiama, kad atskirti mechaninį stimulą ir raumenų pažeidos stimulą yra sudėtinga – abiems stimulams būtinas raumenų įsitempimas. Be to raumenų pažeida pasireiškia ir prie ištvermės krūvių (pvz. maratono bėgikams) tačiau tokie krūviai neiššaukia hipertrofijos.
Vistik dauguma mokslininkų mano, kad raumenų pažeida yra hipertrofijos stimulas. Šis stimulas labiausiai įtakoja satelitinių ląstelių aktyvaciją, kurios turi įtaką hipertrofijai.
|
(a) kuomet raumens skaidula nuo jėgos krūvių yra pažeidžiama, aktyvuojasi satelitinės ląstelės. Jos pasidaugina (proliferuojasi), ir diferencijuojasi: jei pažeida nėra didelė, įsiterpia į skaidulą ir suteikia jai naujus branduolius (apatinė skaidula). Šis procesas regeneruoja skaidulą ir iššaukia jos hipertrofiją. Jei pažeida labai didelė (kas nutinka rečiau), satelitinės ląstelės formuoja naują skaidulą (viršutinė skaidula). (b) branduolys „valdo“baigtinę dalį skaidulos sarkoplazmos. Jei raumuo stimuliuojamas augti, jis turi didinti skaičių branduolių taip didindamas sarkoplazmos tūrį. Branduolių skaičių didina satelitinės ląstelės. Kiekvienas branduolys „valdo“ tokį patį sarkoplazmos tūrį prieš ir po skaidulos hipertrofijos („myonuclear domain“ koncepcija). (Hawke et al., 2005).
|
Satelitinių ląstelių įtaka hipertrofijai.
Raumeninis audinys, skirtingai nuo daugelio kitų organizmo audinių, yra daugiabranduolinis, t. y . raumens skaidula turi daugiau kaip tūkstantį branduolių. Apie šiuos branduolius formuojasi tam tikro baigtinio dydžio sarkoplazmos tūris, t.y. sarkoplazmos dydis "valdomas" vieno branduolio negali būti viršytas tam tikros ribos. Hipertrofuojantis skaidulai didėja ir jos sarkoplazmos tūris, kuris didėti gali tik atsirandant daugiau branduolių. Branduolių skaičių didina satelitinės ląstelės, kurios yra skeleto raumenų branduolių donorai. Jos randasi išilgai raumens skaidulų prie skaidulos išorinės membranos. Jėgos krūvių metu satelitinės ląstelės aktyvuojasi ir „suteikia“ raumens skaidulai papildomus branduolius (Crameri et al., 2007; Scharner et al., 2011; Conceição et al., 2018). Teigiama, kad svarbiausias veiksnys, įtakojantis satelitinių ląstelų aktyvavimą yra raumenų pažeida (Tatsumi et al., 2010; Wackerhage et al., 2019). |
 |
Labiausiai raumenų pažeidos stimulą įtakoja:
Keli faktai apie raumenų pažeidą :
|
Metabolinis stimulas
Jėgos treniruočių metu pagrindinė energijos sistema, aprūpinanti dirbančius raumenis energija yra anaerobinė glikolizė. Anaerobinės glikolizės metu angliavandeniai (gliukozė kraujyje ir glikogenas raumenyse bei kepenyse) naudojami energijai gauti be deguonies (anaerobinės sąlygos). Šių reakcijų metu išsiskiria ir kaupiasi metabolitai - laktatas, vandenilio jonai (H+), neorganinis fosfatas ir kiti. Tai turi įtaką raumenų susitraukimo mechanizmams, hormonų išsiskyrimui.
 |
Laktatas (LAK), vandenilio jonai (H+) trukdo raumenų susitraukimo mechanizmams. Todėl vis daugiau ir didesnių raumenų skaidulų (RS) turi įsijungia į darbą, siekiant įveikti pasipriešinimą (atlikti norimą kartojimų skaičių). Taip apkraunama daugiau RS net keliant ir mažesnius svorius - padidėja RS "rekrutavimas".
Išsiskyrę metabolitai sumažina raumeninės terpės PH (raumuo "užrūgštėja"). Kartu su viso organizmo PH sumažėjimu, tai skatina hormonų, turinčių įtaką baltymų sintezei (pvz. testosterono, augimo hormono) išsiskyrimą.
Didina anabolinių ir mažina katabolinių miokinų kiekį. Miokinai - signaliniai baltymai, išsiskiriantys raumenų darbo metu. Jie yra raumenų ir visų kitų organizmo sistemų ryšių mediatoriai. Raumenų darbo metu iššsiskyrę miokinai yra tokie svarbūs, kad kartais dirbantys raumenys lyginami su endokrininėmis liaukomis (Pedersen et al., 2012).
Didina RS hidrataciją, t.y. didina skysčių kiekį RS (raumenų "pripumpavimą").Tai didina baltymų sintezę ir mažina jų skaidymą raumenyse.
|
 |
|
Šiuo metu įrodyta , kad metabolitų susikaupimas didina raumenų hipertrofiją, tačiau nėra iki galo aišku, ar šis stimulas veikia sinergiškai su mechaniniu stimulu (mechaniniu įsitempimu) ar nepriklausomai.
Senesnioji kultūristų karta mena posakį - "NĖRA SKAUSMO- NĖRA AUGIMO " ( no pain, no gain -angl.). Tai reiškė, kad kiekvienai raumenų grupei būdavo rekomenduojama atlikti bent po vieną pratimą, iššaukiantį raumenų skausmą pratimo atlikimo metu. Dažniausiai tokia serija būdavo atliekama raumenų grupės treniruotės pabaigoje, o pratimas atliekamas su trumpomis pertraukomis ir nepilna amplitude.
Dabar žinome, kad skausmą sukeldavo susikaupę ramenyse metabolitai ir kad metabolitų susikaupimas yra dar vienas stimulas raumenims didėti.
Manoma, kad metabolinis stimulas daugiau įtakoja sarkoplazminę, t.y. nefunkcinę hipertrofiją. Tačiau šis raumenų hipertrofijos stimulas vis plačiau taikomas asmenims, kuriems didesnių svorių kilnojimas nėra rekomenduotinas. Šis metodas leidžia raumenų augimą pasiekti ir keliant nedidelius svorius (apie 40 proc. 1 RM), jis rekomenduojamas vyresnio amžiaus asmenims, asmenims turintiems traumas, reabilitacijos tikslais.