Mechanische Belastung und * nicht * Rekrutierung motorischer Einheiten ist der Schlüssel zum Muskelwachstum

Sie sind wahrscheinlich auf Leute gestoßen, die argumentieren, dass das Erreichen einer vollständigen Rekrutierung motorischer Einheiten der Schlüssel zum Muskelwachstum ist.

Dennoch haben Forscher wiederholt beobachtet, dass * mechanische Belastung * der primäre Mechanismus ist, durch den Hypertrophie auftritt, wobei metabolischer Stress wahrscheinlich auch in gewisser Weise eine Rolle spielt.

Inwiefern unterscheidet sich die „mechanische Belastung“ von der „Einstellung von Motoreinheiten“?

Nun, es gibt zwei wichtige Unterschiede, die zeigen, dass die mechanische Belastung der Schlüssel zum Muskelwachstum ist und nicht der Grad der Rekrutierung motorischer Einheiten.

Erstens kann eine mechanische Belastung auftreten, unabhängig davon, ob der Muskel aktiv ist (mit rekrutierten motorischen Einheiten) oder nicht (ohne rekrutierte motorische Einheiten). Und Studien haben seit vielen Jahren gezeigt, dass sowohl * aktive * Belastung (durch Muskelkontraktionen) als auch * passive * Belastung (durch statische Dehnung eines entspannten Muskels) die Muskelgröße sowohl bei Tieren als auch bei Menschen erhöhen können.

Zweitens unterscheidet sich der Betrag der mechanischen Belastung, die einer Muskelfaser bei einer * aktiven * Muskelkontraktion auferlegt wird, entsprechend der Kontraktionsgeschwindigkeit. Dieser Unterschied in der mechanischen Belastung erklärt, warum wir bei einer sehr schnellen Kontraktion eine vollständige oder nahezu vollständige Rekrutierung der motorischen Einheiten erreichen und dennoch nach einem Krafttraining mit Hochgeschwindigkeitsübungen nur ein geringes oder gar kein Muskelwachstum erzielen können.

Lassen Sie mich erklären.

Was ist die Rekrutierung von Motoreinheiten?

Die Rekrutierung motorischer Einheiten ist (ein großer Teil davon) die Art und Weise, wie das Zentralnervensystem (ZNS) die Kraftproduktion in den Muskeln steuert. Es gibt viele motorische Einheiten für jeden Muskel und jede motorische Einheit fungiert als Steuersystem für eine Gruppe von Muskelfasern.

Wichtig ist, dass sich die Motoreinheiten in der Größe unterscheiden. Einige motorische Einheiten steuern kleine, schwache Gruppen von Muskelfasern, die bei Aktivierung nur eine geringe Kraft erzeugen. Andere steuern große, starke Gruppen von Muskelfasern, die bei Aktivierung eine große Menge an Kraft erzeugen.

Motoreinheiten, die kleine, schwache Gruppen von Muskelfasern steuern, werden als „niedrigschwellige“ Motoreinheiten bezeichnet. Diejenigen, die große, starke Gruppen von Muskelfasern kontrollieren, werden als "hochschwellige" motorische Einheiten bezeichnet.

Und nach dem Größenprinzip werden niedrigschwellige Motoreinheiten * immer * vor hochschwelligen Motoreinheiten rekrutiert. Wenn Sie mehr als ein paar Jahre in der Sportwissenschaft tätig waren, erinnern Sie sich vielleicht daran, dass die Forscher an einem Punkt der Ansicht waren, dass das Größenprinzip unter bestimmten Umständen möglicherweise nicht anwendbar ist, aber jetzt wissen wir es besser.

Diese „Rekrutierung“ motorischer Einheiten erfolgt aufgrund eines vom ZNS festgelegten Bedarfs. Wenn das ZNS feststellt, dass mehr Kraft benötigt wird, werden mehr Motoreinheiten rekrutiert.

Dies bedeutet, dass die hochschwelligen motorischen Einheiten (und die dazugehörigen Muskelfasern) nur rekrutiert werden, wenn das ZNS feststellt, dass sie benötigt werden.

Wann werden hochschwellige Motoreinheiten eingestellt?

Wann erkennt das CNS, dass hochschwellige Motoreinheiten rekrutiert werden müssen?

Es gibt drei Umstände, in denen das ZNS feststellt, dass die durch die Rekrutierung der niedrigschwelligen Motoreinheiten bereitgestellte Kraftproduktion nicht ausreicht, um die Anforderungen zu erfüllen, und daher einige hochschwellige Motoreinheiten rekrutiert. Diese sind:

  • Erstens, wenn wir ein schweres Gewicht heben (zwischen 80 und 90% der maximalen Kraft), stellt das ZNS normalerweise alle verfügbaren Motoreinheiten ein. Daher rekrutiert jede Wiederholung, die Sie mit einem hohen Gewicht ausführen, in der Regel alle motorischen Einheiten eines Kraftprotzmuskels.
  • Zweitens, wenn wir ein geringes Gewicht auf Muskelversagen heben, rekrutiert das ZNS normalerweise alle verfügbaren Motoreinheiten gegen Ende des Sets. Die meisten Wiederholungen, die Sie mit einem geringen Gewicht ausführen, rekrutieren normalerweise alle motorischen Einheiten mit niedriger Schwelle in einem Kraftmaschinenmuskel, während die letzten paar Wiederholungen auch alle motorischen Einheiten mit hoher Schwelle rekrutieren.
  • Drittens rekrutiert das ZNS die meisten unserer Motoreinheiten, wenn wir ein leichtes Gewicht (zwischen 30 und 40% der maximalen Kraft) mit einer hohen Stangendrehzahl heben. Das Werfen eines Medizinballs, Kniebeugen oder plyometrische Liegestütze erzielen höchstwahrscheinlich eine (fast) maximale Rekrutierung motorischer Einheiten.

In jedem Fall stellt das ZNS fest, dass mehr motorische Einheiten rekrutiert werden müssen, um die Bedürfnisse der Muskelaktion zu erfüllen.

Offensichtlich ist beim Heben einer schweren Last die maximale Kraft aller Muskelfasern *, die zusammenarbeiten *, erforderlich. Wenn leichte Lasten bis zum Versagen angehoben werden, ist es die maximale Kraft der Muskelfasern, die von hochschwelligen motorischen Einheiten gesteuert wird, die benötigt werden, um andere, müde Muskelfasern, die aufgehört haben, ausreichend Kraft zu erzeugen, zu * übernehmen *. Und beim Heben einer leichten Last mit einer schnellen Stangengeschwindigkeit ist es die Tatsache, dass jede einzelne Muskelfaser einen * kleinen Bruchteil * ihrer maximalen Kraft erzeugt, wenn sie sich schnell bewegt, verglichen mit langsamer Bewegung.

Wir wissen, dass eine ähnliche Menge an Muskelwachstum erreicht werden kann, indem (1) schwere Gewichte und (2) leichte Gewichte zu Muskelversagen angehoben werden. Ein schnelles Heben leichter Gewichte, wie z. B. mithilfe von Plyometrie oder ballistischem Krafttraining (die beide die Rekrutierung vieler hochschwelliger motorischer Einheiten bewirken), verursacht jedoch nicht sehr viel Muskelwachstum.

Wie unterscheidet sich das Heben leichter Gewichte schnell von den beiden anderen Methoden? Nun, wie ich oben bemerkt habe, ist die Antwort die mechanische Belastung jeder einzelnen Muskelfaser.

Warum ist Hochgeschwindigkeits-Krafttraining anders?

Wenn Sie leichte Gewichte schnell heben, wird jede einzelne Muskelfaser trotz der Rekrutierung aller motorischen Einheiten aufgrund der Kraft-Geschwindigkeits-Beziehung weitaus weniger mechanisch belastet.

Die Kraft-Geschwindigkeits-Beziehung besagt, dass mit zunehmender Kraft die Geschwindigkeit abnehmen muss. Ebenso heißt es, dass mit zunehmender Geschwindigkeit die Kraft abnehmen muss.

Wir glauben derzeit, dass die Kraft bei Hochgeschwindigkeitskontraktionen abnimmt, da es weniger Überlappungen zwischen den Strängen (Myofilamenten) innerhalb der Muskelfasern gibt. Dies sind die Strukturen, die sich gegeneinander bewegen, um durch die Bildung von Überbrückungen Kraft zu erzeugen.

Da sich die Muskelfasern schneller zusammenziehen (wie dies bei Hochgeschwindigkeitskontraktionen der Fall sein muss), müssen sich die Überbrückungen zwischen den Myofilamenten schneller lösen, was die Überlappung zwischen den Myofilamenten zu einem bestimmten Zeitpunkt verringert wiederum reduziert die von jeder einzelnen Muskelfaser erzeugte Kraft.

Diese Kraft ist die * mechanische Belastung * der Faser.

Wenn (1) schwere Gewichte angehoben werden und (2) leichte Gewichte bis zum Muskelversagen angehoben werden, tritt diese Abnahme der von jeder einzelnen Faser erzeugten Kraft nicht auf. Beim Heben schwerer Gewichte üben alle Muskelfasern gleichzeitig eine hohe Kraft aus. Beim Heben von leichten Gewichten bis hin zu Muskelversagen kann jede einzelne Faser eine hohe Kraft erzeugen, wenn sie andere, müde Fasern ausgleicht.

In beiden Fällen ist die Kontraktionsgeschwindigkeit jedoch gering, so dass die von jeder einzelnen Faser ausgeübte Kraft hoch sein kann. Daher ist die * mechanische Belastung * jeder einzelnen Muskelfaser hoch, und eine ausreichende Exposition gegenüber diesem Stimulus löst die Signalkaskaden aus, die zu Muskelhypertrophie führen.

Was ist der Imbiss?

Das Muskelwachstum wird nicht durch den Grad der Rekrutierung motorischer Einheiten bestimmt, sondern durch die mechanische Belastung der einzelnen Muskelfasern.

Um die erforderliche mechanische Belastung zu erreichen, muss die Kontraktionsgeschwindigkeit sowohl maximal als auch langsam sein, da nur diese Kombination zu einer ausreichenden Anzahl gleichzeitiger Überbrückungen in den Muskelfasern führt, die von hochschwelligen motorischen Einheiten gesteuert werden.

Dieser Zustand kann erreicht werden, indem entweder (1) schwere Gewichte angehoben werden oder (2) leichte Gewichte bis zum Muskelversagen angehoben werden.

Die Rekrutierung von hochschwelligen Motoreinheiten funktioniert nicht, wenn die Geschwindigkeit nicht langsam ist (wie beim schnellen Heben von leichten Gewichten und nicht bis zum Versagen), da die mechanische Belastung jeder einzelnen Faser unzureichend ist, da sich die Querbrücken nach dem Formen zu schnell lösen.