Luustolihasten hypertrofia (kreikkalainen hyper- more ja kreikkalainen trofe - ravitsemus , ruoka ) - luurankolihasten tilavuuden tai massan kasvu . Luurankolihasten tilavuuden tai massan pienenemistä kutsutaan atrofiaksi. Luustolihasten tilavuuden tai massan pienenemistä vanhuudessa kutsutaan sarkopeniaksi .
Luustolihasten hypertrofian asteen arvioimiseksi on tarpeen mitata sen tilavuuden tai massan muutos. Nykyaikaisten tutkimusmenetelmien (tietokone- tai magneettikuvaus ) avulla voimme arvioida ihmisen ja eläinten luustolihasten tilavuuden muutoksia. Tätä tarkoitusta varten suoritetaan useita lihaksen poikkileikkauksen "viipaleita" , joiden avulla voit laskea sen tilavuuden. Toistaiseksi luustolihasten hypertrofian aste on kuitenkin usein arvioitu tietokoneella tai magneettikuvauksella saadun lihaksen poikkileikkauksen maksimiarvon muutoksen perusteella.
Luustolihaksen pääkomponentti on lihassäikeet, jotka muodostavat noin 87 % sen tilavuudesta (JD MacDougall et al., 1984). Tätä lihaksen komponenttia kutsutaan supistavaksi, koska lihassäikeiden supistuminen sallii lihaksen muuttaa pituuttaan ja siirtää tuki- ja liikuntaelimistön lenkkejä liikuttaen ihmiskehon lenkkejä. Loput lihastilavuudesta (13 %) vievät ei-supistuvat elementit (sidekudosmuodostelmat, veri- ja imusuonet , hermot , kudosneste jne.). Ensimmäisessä approksimaatiossa [1] koko lihaksen tilavuus (Vm) voidaan ilmaista kaavalla: Vm = Vmv nmv + Vns, jossa: Vmv on lihaskuidun tilavuus; nmv on lihaskuitujen lukumäärä; Vns - lihaksen ei-supistuvan osan tilavuus (eli tilavuus, jonka kaikki lihaskomponentit, paitsi lihassäikeet, käyttävät).
On todistettu, että voimaharjoittelun ja kestävyysharjoittelun vaikutuksesta lihassäikeiden tilavuus (Vmv) ja lihasten ei-supistuvan osan tilavuus (Vns) lisääntyvät. Lihaskuitujen määrän lisääntymistä (lihaskuitujen hyperplasiaa) ihmisillä voimaharjoittelun vaikutuksesta ei ole todistettu, vaikka lihassyiden liikakasvua on todistettu eläimillä (nisäkkäillä ja linnuilla) [2] .
Lihaskuitujen hypertrofiasta voidaan erottaa kaksi äärimmäistä tyyppiä [3] [4] : myofibrillaarinen hypertrofia ja sarkoplasminen hypertrofia.
Lihaskuitujen myofibrillaarinen hypertrofia - lihaskuitujen tilavuuden kasvu myofibrillien tilavuuden lisääntymisen vuoksi . Samalla lihaskuidussa olevien myofibrillien pakkaustiheys kasvaa. Lihaskuitujen hypertrofia johtaa huomattavaan lihasvoiman maksimivoiman nousuun. Ilmeisesti nopeat (IIB-tyyppiset) lihassäikeet ovat alttiimpia myofibrillaariselle hypertrofialle (Ya.M. Kots, 1998).
Lihaskuitujen sarkoplasminen hypertrofia - lihaskuitujen tilavuuden kasvu johtuen sarkoplasman , eli niiden ei-supistuvan osan, tilavuuden hallitsevasta kasvusta. Tämän tyyppinen hypertrofia johtuu mitokondrioiden pitoisuuden lisääntymisestä lihassyissä sekä: kreatiinifosfaatti , glykogeeni , myoglobiini jne. Alttiimpia sarkoplasmiselle hypertrofialle ovat ilmeisesti hitaita (I) ja nopeasti oksidatiivisia (IIA) ) lihassyyt (I. M. Kots, 1998). Lihaskuitujen sarkoplasmisella hypertrofialla on vain vähän vaikutusta lihasvoiman kasvuun, mutta se lisää merkittävästi pitkäkestoista työkykyä, eli lisää niiden kestävyyttä.
Todellisissa tilanteissa lihaskuituhypertrofia on kahden nimetyn tyypin yhdistelmä, joista toinen on hallitseva. Lihaskuitujen yhden tai toisen tyypin hypertrofian vallitseva kehitys määräytyy harjoituksen luonteen mukaan. Harjoitukset, joissa on merkittäviä ulkoisia painoja (yli 70% maksimista), edistävät lihaskuitujen myofibrillaarisen hypertrofian kehittymistä. Tämäntyyppinen hypertrofia on tyypillistä voimalajeille ( painonnosto , voimanosto ). Kestävyyttä kehittävien motoristen liikkeiden pitkäkestoinen suorittaminen suhteellisen pienellä lihasvoimakuormalla aiheuttaa pääasiassa lihassäikeiden sarkoplasmista hypertrofiaa. Tällainen hypertrofia on ominaista keski- ja pitkän matkan juoksijoille. Kehonrakennukseen osallistuville urheilijoille on ominaista sekä myofibrillaarinen että sarkoplasminen lihassyiden hypertrofia [1] [5] .
Lihaskuitujen myofibrillaarinen hypertrofia perustuu lihasproteiinien intensiiviseen synteesiin ja vähentyneeseen hajoamiseen. Myofibrillaariselle hypertrofialle on olemassa useita hypoteeseja:
Asidoosihypoteesi ehdottaa, että luurankolihasten lisääntyneen proteiinisynteesin laukaisevana syynä on maitohapon ( laktaatin ) kertyminen siihen. Lihaskuitujen laktaatin lisääntyminen vaurioittaa lihaskuitujen sarkolemmat ja organellikalvot , kalsiumionien ilmaantumista lihassäikeiden sarkoplasmaan , mikä saa aikaan lihasproteiineja hajottavien proteolyyttisten entsyymien aktivoitumisen. Proteiinisynteesin lisääntyminen tässä hypoteesissa liittyy satelliittisolujen aktivaatioon ja myöhempään jakautumiseen. Hypoksiahypoteesi viittaa siihen, että luurankolihasten lisääntyneen proteiinisynteesin laukaisee luurankolihaksen hapensaannin ( hypoksia ) tilapäinen rajoitus, joka tapahtuu voimaharjoittelun aikana raskailla painoilla. Hypoksia ja sitä seuraava reperfuusio (hapen virtauksen palauttaminen luurankolihaksiin) vaurioittavat lihassäikeiden ja organellien kalvoja, kalsiumionien ilmaantumista lihassäikeiden sarkoplasmaan, mikä aiheuttaa proteolyyttisten entsyymien aktivoitumista, jotka hajottavat lihasproteiineja. Proteiinisynteesin lisääntyminen tässä hypoteesissa liittyy satelliittisolujen aktivaatioon ja myöhempään jakautumiseen. Lihaskuitujen mekaanisten vaurioiden hypoteesi viittaa siihen, että lisääntyneen proteiinisynteesin laukaisijana on suuri lihasjännitys, joka johtaa vakaviin vaurioihin supistuville proteiineille ja lihassäikeen sytoskeleton proteiineille. On todistettu [6] , että jopa yksi voimaharjoittelu voi vahingoittaa yli 80 % lihaskuiduista. Sarkoplasmisen retikulumin vaurioituminen aiheuttaa kalsiumionien lisääntymisen lihaskuidun sarkoplasmassa ja sitä seuraavat edellä kuvatut prosessit.
Yllä kuvattujen hypoteesien mukaan lihassäikeen vaurioituminen aiheuttaa viivästynyttä lihaskipua (DOMS), joka liittyy niiden tulehdukseen.
Androgeenit (miessukupuolihormonit) ovat erittäin tärkeitä lihasmassan määrän säätelyssä, erityisesti lihasten liikakasvun kehittymisessä . Miehillä niitä tuottavat sukupuolirauhaset ( kivekset ) ja lisämunuaiskuoressa , kun taas naisilla niitä tuotetaan vain lisämunuaiskuoressa. Näin ollen miehillä androgeenien määrä kehossa on suurempi kuin naisilla.
Ikään liittyvä lihasmassan kehitys kulkee rinnakkain androgeenisten hormonien tuotannon lisääntymisen kanssa. Ensimmäinen havaittava lihassyiden määrän kasvu havaitaan 6-7-vuotiaana, jolloin androgeenien muodostuminen lisääntyy. Murrosiän (11-15 vuotta) alkaessa poikien lihasmassan voimakas kasvu alkaa, mikä jatkuu murrosiän jälkeen. Tytöillä lihasmassan kehittyminen päättyy periaatteessa murrosikään.
Eläinkokeissa on todettu, että androgeenisten hormonivalmisteiden ( anabolisten lääkkeiden ) käyttöönotto tehostaa merkittävästi lihasproteiinien synteesiä, mikä lisää harjoitettujen lihasten massaa ja sen seurauksena niiden voimaa. Luustolihasten liikakasvua voi kuitenkin esiintyä ilman androgeenisten ja muiden hormonien ( kasvuhormoni , insuliini ja kilpirauhashormonit ) osallistumista.
On todistettu [7] [8] [9] , että voimaharjoittelu ja kestävyysharjoittelu eivät muuta hitaiden (tyyppi I) ja nopeiden (tyyppi II) lihaskuitujen suhdetta lihaksissa. Tämäntyyppiset harjoitukset pystyvät kuitenkin muuttamaan kahden tyyppisten nopeiden kuitujen suhdetta lisäämällä tyypin IIA lihaskuitujen prosenttiosuutta ja vähentämällä vastaavasti tyypin IIB lihaskuitujen prosenttiosuutta.
Voimaharjoittelun seurauksena nopeiden lihaskuitujen (tyyppi II) hypertrofia on paljon suurempi kuin hitaiden (tyyppi I), kun taas kestävyysharjoittelu johtaa pääasiassa hitaiden lihassyiden (tyyppi I) hypertrofiaan. Nämä erot osoittavat, että lihaskudoksen hypertrofian aste riippuu sekä sen käyttöasteesta harjoitusprosessissa että sen kyvystä hypertrofiaa.
Voimaharjoittelu liittyy suhteellisen pieneen määrään toistuvia maksimi- tai lähes maksimilihassupistuksia, joihin liittyy sekä nopeita että hitaita lihaskuituja. Pieni määrä toistoja kuitenkin riittää nopeiden kuitujen hypertrofian kehittymiseen, mikä osoittaa niiden suuremman taipumuksen hypertrofiaan verrattuna hitaisiin kuituihin. Nopeiden kuitujen (tyyppi II) korkea prosenttiosuus lihaksissa on tärkeä edellytys lihasvoiman merkittävälle lisääntymiselle kohdistetussa voimaharjoittelussa. Siksi ihmisillä, joiden lihaksissa on paljon nopeita kuituja, on suurempi potentiaali kehittää voimaa ja voimaa.
Kestävyysharjoitteluun liittyy suuri määrä toistuvia suhteellisen pienellä voimalla tapahtuvia lihassupistuksia, jotka saadaan pääasiassa hitaiden lihassäikeiden aktiivisuudesta. Siksi kestävyysharjoittelun aikana hitaiden lihaskuitujen hypertrofia (tyyppi I) on selvempää kuin nopeiden lihassyiden hypertrofia (tyyppi II).