Wie relevant ist die Hyperplasie für den Muskelaufbau? - Gannikus.de

Das andere Wachstum: Wie relevant ist die Hyperplasie für den Muskelaufbau?

Wenn wir über den Muskelaufbau sprechen, verweisen wir in aller Regel auf einen Prozess namens "Hypertrophie". Der Begriff stammt aus dem Lateinischen und setzt sich aus "Hyper" für "über" und Trophia für "Ernährung" zusammen. Dabei handelt es sich um einen Prozess der Volumenzunahme einzelner Zellen innerhalb eines Organs, wie beispielsweise der Skelettmuskulatur. Ein Organ kann jedoch noch auf eine andere Weise wachsen, und zwar durch die Vermehrung von Zellen, die wir als Hyperplasie bezeichnen. Im heutigen Artikel möchten wir diese beiden Prozesse, ihre Relevanz und ihre Unterschiede in Bezug auf den Muskelaufbau klären.

Was ist der Unterschied zwischen Hypertrophie und Hyperplasie?

Um den Rest dieses Artikels verstehen zu können, müssen wir zunächst die Unterschiede zwischen der Hypertrophie und der Hyperplasie klären und was Hyperplasie in Bezug auf die Skelettmuskulatur von anderen Arten der Hyperplasie unterscheidet. Wie viele von euch wissen, handelt es sich bei der Hypertrophie um die Vergrößerung des Volumens einer Muskelzelle, welche durch die Vermehrung kontraktiler Einheiten und eine Ansammlung von Flüssigkeit und Enzymen in der Zelle erfolgt [1, 2].

Eine Hyperplasie hingegen bezeichnet die Vermehrung der Anzahl von Muskelzellen, wodurch sich ähnlich wie bei der Hypertrophie ebenfalls die Querschnittsfläche des gesamten Muskels vergrößert [1, 2]. Aus der Sicht der reinen Volumenzunahme der Muskulatur, wie sie im Bodybuilding angestrebt wird, ist von außen betrachtet kaum ein Unterschied erkennbar.

Hypertrophie Hyperplasie
Während die Hypertrophie eine Volumenzunahme der Muskelfasern aufgrund der Vermehrung kontraktiler Einheiten und von Sarkoplasma darstellt, bezeichnet die Hyperplasie die Vermehrung der einzelnen Muskelfasern an sich [1, 2].
Die Hyperplasie kann auch noch in zahlreichen anderen Geweben unseres Körpers vonstattengehen. Einen schlechten Ruf hat sie beispielsweise durch ihre Rolle bei der unkontrollierten Zellvermehrung im Rahmen des Tumorwachstums [3]. Eine Hyperplasie der Skelettmuskulatur steht jedoch in keinem Zusammenhang mit dem Wachstum von Tumoren. Dies sollte man im Hinterkopf behalten, wenn man versucht, auf eigene Faust weitere Recherchen zu betreiben und dabei über den Begriff der Hyperplasie stolpert.

Wie relevant ist die Hyperplasie für den Muskelaufbau?

Obwohl die Hyperplasie der Muskelzellen oft für einen Mythos gehalten wird, ist sie tatsächlich real. Zwar ist es richtig, dass wir kaum solide Evidenz dafür haben, dass dieser Prozess beim Menschen durch ein kontrolliertes Krafttraining ausgelöst wird, doch gibt es genügend Hinweise für die Existenz der Hyperplasie aus dem Tierreich anhand von Vögeln, Mäusen, Katzen und sogar Fischen [4, 5, 6, 7, 8]. Die Prozesse, die in diesen Spezies zum Auftreten der Hyperplasie führten, sind unterschiedlich, wodurch dieses Thema noch interessanter erscheint.

In vielen der Studien an Vögeln wurden den Tieren für längere Zeit Gewichte an die Flügel gehängt [4, 5]. Auch wenn dies nicht wirklich das Trainingsprotokoll eines Kraftsportlers widerspiegelt, beobachtete man bei Katzen eine Hyperplasie, wenn man sie einer Art Krafttraining unterzog [7]. Zwar führten die Katzen kein Bankdrücken und Kreuzheben aus, doch die Belastung wahr ähnlich der, die ein Mensch bei einem Krafttraining erfährt. In Mäusen konnte eine Hyperplasie durch die Senkung des Gehaltes an Myostatin beobachtet werden, welches ein Protein darstellt, dass den Muskelaufbau hemmt und uns somit vor einem übermäßigen Muskelaufbau schützen soll [6]. Fische durchlaufen den Prozess der Hyperplasie, wenn sie während ihrer Jugend wachsen [8].

Damit sollte klar sein, dass die Hyperplasie durch verschiedene Mechanismen ausgelöst werden kann. Die Frage, die bleibt, ist jedoch, ob sie auch beim Menschen auftritt?

>> Kraftsport-Bekleidung für jedermann gibt’s auf Muscle24.de! <<

Hinweise auf eine Hyperplasie beim Menschen

Zwar haben wir kaum solide Evidenz für die Existenz der Hyperplasie beim Menschen und werden auch gleich beleuchten, weshalb das so ist, doch schauen wir uns zunächst an, was wir aus den letzten Jahrzehnten der Forschung bisher wissen. Mehrere Studien haben hochgradig trainierte Elite-Bodybuilder mit inaktiven oder nur hobbymäßig aktiven Menschen verglichen, um herauszufinden, ob die Hyperplasie bei einem extremen Muskelwachstum eine Rolle spielt. Tatsächlich können wir daraus ableiten, dass diese Bodybuilder signifikant mehr Muskelfasern aufweisen als inaktive Otto-Normal-Bürger [9, 10, 11].

Das Problem bei diesen Beobachtungen ist, dass wir nicht mit Sicherheit sagen können, ob das Training der Bodybuilder der Auslöser für eine Hyperplasie war. Da die Genetik beim Erfolg eines Bodybuilders eine wesentliche Rolle dabei spielt, wie viel Muskelmasse er aufbauen kann, könnten die Elite-Athleten von vornherein bereits eine höhere Anzahl von Muskelfasern besessen haben, die sie durch das Krafttraining lediglich zur Hypertrophie angeregt haben [2].

Die andere Art von Muskelaufbau: Die Wahrheit über sarkoplasmatische Hypertrophie!

In der Trainingswissenschaft unterscheiden wir grundsätzlich zwei verschiedene Arten der Hypertrophie. Während bei der häufigeren Form, der myofibrillären Hypertrophie, die Anzahl kontraktiler Elemente in der Muskelzelle ansteigt und so gleichzeitig ein Aufbau von Kraft die Folge ist, bedeutet die sarkoplasmatische Hypertrophie, dass die Zelle aufgrund der Vergrößerung des Volumens an Zellflüssigkeit und der darin gelösten […]

In einer weiteren Studie verglich man den rechten und den linken Tibialis anterior Muskel von jungen Männern, der sich an der Vorderseite des Schienbeins befindet [12]. Dabei fand man heraus, dass dieser Muskel auf der nicht dominanten Seite der Probanden stets eine größere Muskelquerschnittsfläche aufwies als auf der dominanten Seite, wohingegen der Durchmesser der einzelnen Muskelfasern ähnlich war. Als beste Erklärung für diese Beobachtung nahm man eine größere Anzahl von Muskelzellen an. Die Autoren vermuteten, dass der Tibialis anterior auf der größeren Seite aus mehreren Gründen täglich mehr Arbeit verrichtet hat und dies ein Szenario sein könnte, in dem ein "Stimulus" zur Hyperplasie führt.

Wir haben also einige wenige Hinweise auf die Existenz der Hyperplasie beim Menschen. Ob sie jedoch ein Geschenk der Natur an Elite-Bodybuilder mit Ausnahmegenetik ist oder auch durch einen Reiz ausgelöst werden kann, steht weiterhin zur Debatte. Schauen wir uns jedoch an, warum eine Vermehrung von Muskelzellen stattfinden könnte.

Typ I und II: Wie die Art der Muskelfasern unsere Regeneration beeinflusst!

Das Konzept der unterschiedlichen Muskelfasertypen sowie das Wissen darüber, dass unsere Genetik und zum Teil auch unser Verhalten beeinflussen, wie groß der Anteil an Typ I und Typ II Muskelfasern in unserem Körper ist, dürfte hinreichend bekannt sein. Während Typ I Fasern langsam kontrahieren, dafür ausdauernder sind und weniger stark in ihrer Größe wachsen können, […]

Wie findet Hyperplasie statt?

Bevor wir klären, wie Hyperplasie stattfinden kann, müssen wir betrachten, wie Forscher sie messen. Wenn ihr euch unten einmal die Quellenangaben anseht, dann werdet ihr feststellen, dass viele der Untersuchungen in den 1970er bis 1990er Jahren durchgeführt wurden. Statt High-Tech-Laborgeräte, die Anzahl der Zellen in einer Biopsie zählen zu lassen, ließ man sehr wahrscheinlich junge Studenten diese Arbeit manuell am Mikroskop verrichten. Tatsächlich ist das sogar heute noch gang und gäbe, beispielsweise bei der Auswertung von koloniebildenden Einheiten in einer Petri-Schale, wenn man mikrobiologische Untersuchungen durchführt.

Aus diesem Grund können sehr leicht Fehler beim Zählen auftreten, die für die Unterschiede verantwortlich sein könnten. Dieses Problem sehen wir auch bei einer zweiten Art der Hypertrophie. Muskelzellen können nämlich nicht nur durch die Zunahme kontraktiler Einheiten in Reihe, sondern auch in Länge wachsen, wobei die neuen kontraktilen Einheiten schwer von den alten oder möglichen neuen Muskelzellen unterschieden werden können [13].

Hypertrophie Hyperplasie
Das Auftreten einer longitutionalen Hypertrophie durch die Vermehrung kontraktiler Einheiten in Längsrichtung kann die Feststellung der Anzahl von Muskelzellen nach einer Intervention erschweren [13].
Wir wissen bereits, dass eine Muskelzelle eine Hypertrophie durch die Verschmelzung von Satellitenzellen erreichen kann. Wie wir erst kürzlich in unserem Artikel über die Faktoren für das Muskelwachstum erklärt haben, benötigen Muskelzellen mehr Zellkerne, wenn sie wachsen, da jeder Zellkern nur einen begrenzten Bereich der Zelle regulieren und steuern kann. Diese zusätzlichen Zellkerne werden durch Satellitenzellen zur Verfügung gestellt, die mit der Muskelzelle verschmelzen und ihren Kern an sie spenden.

Was würde aber passieren, wenn wir keine weiteren Kerne zu einer Muskelzelle hinzufügen können, damit sie wachsen kann? Es ist bisher nicht sicher, ob die Satellitenzellen dann herunterreguliert werden oder ob es ein biologisches Limit dafür gibt, wie viele Kerne eine Zelle enthalten kann. Aber es ist vorstellbar, dass ein solches Szenario auftritt. Wenn trotzdem weiter ein Reiz zum Muskelaufbau gesetzt wird, müsste sich die Muskelzelle teilen und zwei neue Muskelfasern bilden, damit beide Fasern den Prozess der Hypertrophie erneut durchlaufen können [14]. Diese Theorie löste eine Art "Huhn oder Ei"-Diskussion unter den Forschern aus. Muss eine Hypertrophie stattfinden, bevor es zur Hyperplasie kommt oder können sie gleichzeitig stattfinden?

Hyperplasie Muskelaufbau
Eine der Theorien geht davon aus, dass Hyperplasie dann stattfindet, wenn eine Muskelfaser so groß wird, dass sie keine weiteren Zellkerne mehr aufnehmen kann [14].
Aufgrund dieser Theorie haben zahlreiche Wissenschaftler einen Zusammenhang zwischen der Aktivierung von Satellitenzellen und der Hyperplasie gezogen [14, 15, 16]. Allerdings ist es dabei wichtig zu verstehen, dass die theoretische Zeitspanne, die nötig wäre, um den oben genannten Mechanismus auszulösen, Jahre des Trainings betragen würde, damit die Zellen so groß werden, dass sie sich teilen. Soweit wir heute wissen, hat die Hinzufügung von Zellkernen durch Satellitenzellen keine definierte Obergrenze und es ist unwahrscheinlich, dass je eine Studie lang genug sein wird, um diesen Effekt beweisen zu können.

Einige wenige Langzeituntersuchungen haben die Anzahl der Muskelfasern als spezifische Variable in Folge des Trainings erforscht [17, 18]. Keine davon konnte jedoch eine direkte Steigerung der Anzahl von Muskelzellen feststellen. Diese Ergebnisse waren Anlass für ein Review zu behaupten, dass die Evidenz für das Auftreten der Hyperplasie beim Menschen "spärlich" ist [17]. Ein weiteres Review behauptete, dass falls eine Hyperplasie stattfinden sollte, sie nicht mehr als fünf Prozent zur Steigerung der Querschnittsfläche der Skelettmuskulatur beiträgt [2].

Dieses letzte Statement erscheint glaubhaft, da manche Untersuchungen zeigen, dass die Steigerung der Muskelquerschnittsfläche nicht immer durch einen Unterschied im Volumen einer einzelnen Muskelfaser zu erklären ist [9, 18]. Eine geringfügige Erhöhung der Zellzahl kann sicherlich zum Muskelwachstum beitragen. Allerdings wird sie dann eine untergeordnete Rolle spielen und keinen signifikanten Unterschied gegenüber den Ausgangsmessgrößen ausmachen. Besonders dann nicht, wenn eine Studie nur wenige Wochen oder Monate andauert.

maximale Gains: 5 Tipps für ein optimales Training zum Muskelaufbau!

Wenn es darum geht, Kraft und Muskelmasse aufzubauen, sind drei wesentliche Säulen von essenzieller Bedeutung – Training, Ernährung und Regeneration. Wenn eine dieser Säulen fehlt oder mangelhaft gestaltet wird, kann keine optimale Progression gewährleistet werden. Vor kurzem haben wir euch bereits fünf wichtige Tipps für eine optimale Regeneration vorgestellt. Heute soll es darum gehen, welche […]

Wie man eine Hyperplasie hervorrufen könnte

Laut den Beobachtungen, die wir soeben besprochen haben, müsste man für eine sehr lange Zeit trainieren, um eine Vermehrung der Muskelzellen zu bewirken. Tatsächlich benötigt jede Art des Muskelaufbaus eine längere Trainingsdauer, um ausschlaggebend zu sein, weshalb wir die Faktoren Zeit und Beständigkeit nie außer Acht lassen sollten. Wenn wir jetzt die potenziell akuten Trainingsmethoden bedenken, die eine Hyperplasie auslösen sollen, dann ist leicht zu sehen, dass in den meisten Tierversuchen dies durch eine extreme mechanische Überlastung im gedehnten Bereich der Muskulatur erreicht wurde [19].

Dies könnte man in das eigene Training einbinden, indem man Strategien wie Dehnungen unter Last, Dehnen zwischen den Sätzen und sogar Pausen in der Bewegung innerhalb einer Wiederholung ausführt. Dehnungen unter Last stellen eine Methode dar, bei der man eine spezifische Dehnung ausführt, für die man wiederum ein zusätzliches Gewicht hält. Ein Beispiel dafür wäre die Dehnung der Brust am unteren Punkt einer fliegenden Bewegung, in der man in jeder Hand eine Kurzhantel hält.

Das Intraset-Stretching ist ähnlich, wobei die Dehnung zwischen den Sätzen ausgeführt wird. Diese Methode hat jedoch bei fortgeschrittenen Athleten gezeigt, die Kraft in den darauffolgenden Sätzen zu reduzieren und somit den Reiz auf die Mechanorezeptoren in der Muskulatur zu senken [20]. Ähnlich sieht es beim Dehnen während eines Satzes unter der Verwendung des Trainingsgewichtes aus. Sollte man sich dazu entscheiden, dem Dehnen unter der Last für die Hyperplasie eine Chance zu geben, sollte man diese Methode daher eher am Ende des Trainings einer bestimmten Muskelgruppe oder an trainingsfreien Tagen ausführen.

Fazit und Zusammenfassung

Zusammenfassend scheint die Hyperplasie keine wesentliche Rolle beim Muskelwachstum durch das Krafttraining zu spielen. Das bisher aktuellste Studienreview spricht davon, dass sie nur zu rund fünf Prozent zu unserem Muskelaufbau beitragen könnte, während der Rest des Wachstums durch die Hypertrophie zu erklären ist [2]. Spezielle Trainingsmethoden zu verwenden, um die Hyperplasie zu maximieren, sollten daher nicht mehr als fünf Prozent des Trainings in Anspruch nehmen. Dafür eignet sich wahrscheinlich das Dehnen einer Muskelgruppe unter Last am besten, welches jedoch nicht vor dem Training oder zwischen den Sätzen stattfinden sollte, sondern maximal am Ende der letzten Übung für einen Muskel.

Allerdings wissen wir bisher nicht, ob die Hyperplasie den genetisch bevorzugten Elite-Bodybuildern unter uns vorbehalten ist. Kurzfristig gesehen, wird ein normales Training zum Muskelaufbau die Hyperplasie kaum beeinflussen. Nach jahrelangem Training können die Methoden zur Steigerung der Hyperplasie jedoch auch unabhängig der Vermehrung von Muskelzellen einen neuen Trainingsreiz bewirken, weshalb es nicht schaden kann, Dehnungen unter Last in dein Training einzubauen. Ohnehin sollten Übungen für einige Muskelgruppen stets über den vollen Bewegungsradius ausgeführt werden. 

Das vielleicht wichtigste Supplement für den Muskelaufbau?
Kennst du schon unser eigens entwickeltes Supplement-Sortiment? Hierzu gehört auch unser laborgeprüftes Creatin, welches die Leistungsfähigkeit verbessern kann. Vor allem im Schnellkrafttraining und bei kurzzeitiger intensiver körperlicher Betätigung kann Creatin die Leistung erhöhen. Für diejenigen, die es wirklich wissen wollen, haben wir zudem auch eine Matrix aus Creatin und Beta-Alanin entwickelt, welche neben den genannten Vorteilen auch noch zu mehr Kraftausdauer führen kann. Wir freuen uns über deinen Besuch im Shop. Klicke hier und erfahre jetzt mehr...


Primärquelle: Charlie Ottinger: "Hypertrophy vs. Hyperplasia", www.themusclephd.com

Literaturquellen:

  1. Antonio, Jose, and William J. Gonyea. "Skeletal muscle fiber hyperplasia." Medicine and science in sports and exercise 25.12 (1993): 1333-1345.
  2. Kraemer, William J., Noel D. Duncan, and Jeff S. Volek. "Resistance training and elite athletes: adaptations and program considerations." Journal of orthopaedic & sports physical therapy 28.2 (1998): 110-119.
  3. Goss, Richard J. "Hypertrophy versus hyperplasia." Science 153.3744 (1966): 1615-1620.
  4. Antonio, Jose, and William J. Gonyea. "Progressive stretch overload of skeletal muscle results in hypertrophy before hyperplasia." Journal of applied physiology 75.3 (1993): 1263-1271.
  5. Antonio, Jose, and William J. Gonyea. "Role of muscle fiber hypertrophy and hyperplasia in intermittently stretched avian muscle." Journal of applied physiology 74.4 (1993): 1893-1898.
  6. Nishi, Masumi, et al. "A missense mutant myostatin causes hyperplasia without hypertrophy in the mouse muscle." Biochemical and biophysical research communications 293.1 (2002): 247-251.
  7. Gonyea, W., G. C. Ericson, and F. Bonde‐Petersen. "Skeletal muscle fiber splitting induced by weight‐lifting exercise in cats." Acta Physiologica Scandinavica 99.1 (1977): 105-109.
  8. Higgins, P. J., and J. E. Thorpe. "Hyperplasia and hypertrophy in the growth of skeletal muscle in juvenile Atlantic salmon, Salmo salar L." Journal of Fish Biology 37.4 (1990): 505-519.
  9. D’Antona, Giuseppe, et al. "Skeletal muscle hypertrophy and structure and function of skeletal muscle fibres in male body builders." The Journal of physiology 570.3 (2006): 611-627.
  10. Larsson, Lars, and Per A. Tesch. "Motor unit fibre density in extremely hypertrophied skeletal muscles in man." European journal of applied physiology and occupational physiology 55.2 (1986): 130-136.
  11. MacDougall, J. D., et al. "Muscle fiber number in biceps brachii in bodybuilders and control subjects." Journal of Applied Physiology 57.5 (1984): 1399-1403.
  12. Sjöström, Michael, et al. "Evidence of fibre hyperplasia in human skeletal muscles from healthy young men?." European journal of applied physiology and occupational physiology 62.5 (1991): 301-304.
  13. Taylor, Nigel AS, and John G. Wilkinson. "Exercise-Induced Skeletal Muscle Growth Hypertrophy or Hyperplasia?." Sports medicine 3.3 (1986): 190-200.
  14. Gonyea, William J. "Muscle fiber splitting in trained and untrained animals." Exercise and sport sciences reviews 8.1 (1980): 19-40.
  15. Abernethy, Peter J., et al. "Acute and chronic response of skeletal muscle to resistance exercise." Sports Medicine 17.1 (1994): 22-38.
  16. Appell, H-J., S. Forsberg, and W. Hollmann. "Satellite cell activation in human skeletal muscle after training: evidence for muscle fiber neoformation." International journal of sports medicine 9.04 (1988): 297-299.
  17. Bandy, William D., Venita Lovelace-Chandler, and Beth McKitrick-Bandy. "Adaptation of skeletal muscle to resistance training." Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy 12.6 (1990): 248-255.
  18. McCall, G. E., et al. "Muscle fiber hypertrophy, hyperplasia, and capillary density in college men after resistance training." Journal of applied physiology 81.5 (1996): 2004-2012.
  19. Kelley, George. "Mechanical overload and skeletal muscle fiber hyperplasia: a meta-analysis." Journal of Applied Physiology 81.4 (1996): 1584-1588.
  20. Evangelista, Alexandre L., et al. "Interset Stretching vs. Traditional Strength Training: Effects on Muscle Strength and Size in Untrained Individuals." The Journal of Strength & Conditioning Research 33 (2019): S159-S166.
3 Reaktionen zu “Wie relevant ist die Hyperplasie für den Muskelaufbau?
Was denkst du hierüber?

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.