Muskelaufbau

Muskelaufbau bezeichnet eine Vergrößerung der Muskulatur, die durch Belastungen bei zielgerichtetem Training wie z. B. beim Bodybuilding oder Bodyshaping oder durch andersartige erhöhte physische Widerstände (Sport, Arbeit etc.) ausgelöst wird. Bei der Anpassung des Muskels durch Muskelaufbau kann zwischen Muskelhypertrophie, der Verdickung vorhandener Muskelfasern und Muskelhyperplasie, der Neubildung von Muskelfasern unterschieden werden, wobei letztere beim Menschen in ihrer Existenz umstritten ist.

Muskelhypertrophie

Zellen gewöhnlicher Größe (A), bei Hypertrophie (B), Hyperplasie (C) und bei einer Mischung aus beiden (D).

Muskelhypertrophie beschreibt die Vergrößerung des Muskulaturquerschnittes hervorgerufen durch Dickenwachstum der Muskelfaser, nicht jedoch die Zunahme der Anzahl von Muskelzellen (Synzitien). Muskelhypertrophie in diesem Sinne findet statt, wenn die Muskulatur über ihr normales Leistungsniveau hinaus beansprucht wird, was einen sogenannten Wachstumsreiz auslöst, welcher wiederum vermehrte Proteineinlagerung bewirkt (siehe dazu Anabolismus).

Muskeln bestehen aus Muskelfasern. Eine Muskelfaser ist eine Muskelzelle. Muskelzellen sind polyenergide Zellen, d. h. sie besitzen mehrere Zellkerne. Jeder Zellkern besitzt einen bestimmten „Einflussbereich“, den er durch seine Genexpression steuert. Dieser „Einflussbereich“ nennt sich myonukleare Domäne (engl. myonuclear domain, MND). Die Größe einer MND besitzt ein Maximum, das sich aus dem Verhältnis von Sarkoplasma und Zellkern ergibt, welches in einer Muskelzelle durch die Anforderungen eines optimalen Stoffwechsels bestimmt wird. Die MND kann sich durch Krafttraining vergrößern, indem durch einen Anabolismus Proteine eingelagert werden. Dies geschieht, indem mechanischer Stress in die Muskelzelle übertragen wird (Mechanotransduktion). Dabei werden Focal-Adhesion-Kinasen (FAK) aktiviert, die in der Folge eine Reaktionskette in Gang setzen, welche die Synthese von Muskelprotein (beispielsweise kontraktile Proteine wie Aktin und Myosin, zytoskeletale Proteine und Enzyme des Zitratzyklus) anregen.

Dabei gibt es zwei bedeutende Stoffwechselweg, den mechanischen (über MAPKp3) und einen rein metabolischen (über MAPKerk1/2). Der letztere wird durch metabolische Reize wie ein Sauerstoffdefizit und hypoxische Nebenprodukte wie Laktat und Sauerstoffradikale und durch die Änderung des pH-Wertes aktiviert. Es wird angenommen, dass der metabolische Wirkungsmechanismus einen deutlich geringeren Wachstumsreiz verursacht als der mechanische Stoffwechselweg. Er führt eher zu einer Anpassung der oxidativen Kapazität. Der mechanische Stoffwechselweg wird durch Mikrotraumata aktiviert und hat eine größere Bedeutung bezüglich Hypertrophie, da er, neben einer Steigerung der Proteinbiosyntheserate, zu einer Fusionierung von Satellitenzellen mit der Muskelzelle führt, wodurch die Gesamtmenge an DNA in der Zelle zunimmt und somit das Hypertrophiepotential steigt.

Mikrotraumata sind kleinste Verletzungen der Zelle, ausgelöst durch überschwellige, mechanische Belastung und, allerdings zu einem deutlich geringerem Anteil, oxidativen Stress. Sie führen zu einer Produktion von muskelspezifischen IGF-1Ec (insulin-like growth factor, auch mechano growth factor [MGF] genannt), das nach außen dringt (parakrine Sekretion) und eine sogenannte Satellitenzellenkaskade in Gang setzt. Satellitenzellen (Myoblasten) sind eine Art Stammzellen, die noch weitestgehend undifferenziert sind und sich in der Nähe von Muskelfasern befinden. Diese werden durch den genannten Stoffwechselprozess aktiviert, differenzieren sich und bewegen sich zum Ort der Verletzung der Zellmembran (Chemotaxis), fusionieren dort mit der Muskelzelle und steuern dabei ihren Kern als weiteren Zellkern der Muskelzelle bei. So steigt die Gesamtmenge der DNA in der Muskelzelle und damit – aufgrund neuer MNDs – das Hypertrophiepotential. Mikrotraumata sind demnach essentiell für ein langfristig wirksames Training. Für den Muskelaufbau problematisch gestaltet sich, dass infolge der Synthese von Muskelprotein auch zytoskeletale Proteine (Stützproteine) synthetisiert werden, die die Zelle vor mechanischer Überlastung schützen soll. Aus diesem Grund muss das Training progressiv gestaltet werden.

Die genauen, äußerst komplexen Hypertrophiemechanismen sind noch nicht in Gänze geklärt, aber dank neuer Technologien wie der Magnetresonanztomographie, mit der dreidimensionale Bilder einzelner Muskeln aufgenommen werden können, und der Dual-Röntgen-Absorptiometrie konnte die Hypertrophie in den letzten Jahren genauer erforscht werden. Die meisten bekannten, teilweise weiterhin populären, Theorien, wie die Hypothese der gesteigerten Blutzirkulation, die Muskelhypoxie-Hypothese, die ATP-Mangel-Hypothese (das ATP-Niveau in der Zelle bleibt konstant) wurden widerlegt. Lediglich die Energietheorie und die Reiz-Spannungs-Theorie verbleiben theoretisch, die jedoch beide durch die neuen Erkenntnisse als Erklärungsmuster ad absurdum geführt wurden.

Muskelhypertrophie kann durch äußerliche Einwirkung wie gezieltem Training wie Bodybuilding und Kraftsport oder Krafttraining erreicht werden. Daneben kann das durch Training ausgelöste Muskelwachstum durch eine geeignete Ernährung, z. B. durch eiweißreiche Kost, unterstützt werden. Darüber hinaus kann der Muskelaufbau durch exogene Faktoren künstlich stimuliert werden, z. B. durch die Einnahme von anabolen Hormonen (Wachstumshormone oder anabole Steroide). Diese Mittel nutzt man normalerweise für medizinische Therapien, oder aber auch zum Doping. Insbesondere ihr regelmäßiger Einsatz zum Zweck des Muskelaufbaus birgt große gesundheitliche Risiken.

KAATSU-Training

Zu den effektiven Methoden der Steigerung der Muskelhypertrophie vor allem bei Senioren/innen und Untrainierten wurde das zunächst in Japan entwickelte KAATSU-Training (auf Japanisch die Abkürzung von "Widerstandstraining kombiniert mit Blutfluss-Beinträchtigung") entwickelt.. Hierbei wird unter Verwendung einer Blutdruckmessmanschette der lokale Abtransport der Ermüdungsstoffe erschwert, wodurch schneller und effektiver trainiert werden kann. Dieses Training hat trotz anfänglicher Befürchtungen keine negativen Nebenwirkungen. Es wird ähnlich wie das Hypertrophietraining im Bodybuilding eingesetzt.

Muskelhyperplasie

Unter Muskelhyperplasie versteht man eine Faservermehrung innerhalb der Muskeln.

Dieser Effekt ist bislang nicht beim Menschen nachweisbar. Bei einigen Tieren wie der Maus konnte man ihn in Laborversuchen mit synthetischen Myostatin-Antikörpern belegen; einige Forscher gehen davon aus, dass sich der Effekt auf andere Säugetiere übertragen lässt.

Man forscht derzeit nach einem geeigneten Wirkstoff.

Siehe auch

• Proteinbiosynthese
• MAP-Kinase-Weg
• Hypertrophy Specific Training
• High Intensity Training
• Volumentraining
• Cluster-Training
• Krafttraining
• Hardgainer
• Creatin-Kur

Literaturnachweise

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Weblinks

• Sarcoplasmic Hypertrophy and Rep Range