Darum baut man verlorene Muskelmasse schneller wieder auf! - Gannikus.de

Memory Effekt: Darum baut man verlorene Muskelmasse schneller wieder auf!

Erfahrenere Kraftsportler und Bodybuilder wissen, dass es wesentlich einfacher ist, ein gewisses Level an Muskelmasse aufrechtzuerhalten, als sie bis zu diesem Niveau aufzubauen. Gleichzeitig wissen viele Sportler, dass sie verlorengegangene Muskelmasse schneller wieder aufbauen können, als es ursprünglich der Fall war. Doch auch wenn diese Beobachtungen intuitiver Natur sind, sind die Mechanismen dahinter nicht direkt offensichtlich. Um zu verstehen, wie diese Dinge vonstattengehen, müssen wir betrachten, wie Training und das Auslassen des Trainings die Rate der Muskelproteinsynthese, die Zahl der Zellkerne in den Muskelfasern und den Grad der Aktivierung von motorischen Einheiten beeinflusst, die wir während eines Trainings erreichen.

Was passiert während des Trainings, bei Auslassen des Trainings, bei Wiedereinstieg und bei Erhaltung?

Kurz gesagt, während des Trainings nehmen wir fortlaufend an Kraft und Muskelmasse zu. Die Zunahme an Muskelvolumen bezeichnet man als "Hypertrophie". Im Gegensatz dazu verlieren wir während einer Phase ohne Training zunehmend an Muskelmasse. Man bezeichnet dies als "Atrophie". Wenn wir dann das Training wieder aufnehmen, bauen wir die verlorene Kraft und Muskelmasse wieder auf, die wir einst besaßen.

Aufbau von Muskelmasse durch Training

In Phasen, in denen wir aktiv trainieren, bauen wir Muskelmasse durch die Erhöhung des Querschnitts und der Länge individueller Muskelfasern auf. Die Muskelfasern, die wachsen, sind diejenigen, die durch motorische Einheiten mit hohem Reizschwellenwert (Typ II) reguliert werden, wohingegen Muskelfasern, die von motorischen Einheiten mit geringer Reizschwelle (Typ I) reguliert werden, in der Regel nicht an Volumen zunehmen. Das gesamte Wachstum aller einzelnen Muskelfasern macht dann die Zunahme des Muskelvolumens aus.

Das Prinzip der motorischen Einheiten mit hoher und niedriger Reizschwelle haben wir in diesem Artikel diskutiert. 

Das Wachstum von Muskelfasern tritt aufgrund einer vorübergehenden Steigerung der Rate der Muskelproteinsynthese (MPS) innerhalb der Fasern auf. Zu jeder Zeit befinden sich die Muskelfasern in einem Zustand des Wandels, wobei ihr Gehalt an Protein durch das Verhältnis zwischen MPS und Muskelproteinabbau vorgegeben wird. Nach einer Trainingseinheit ist die Rate der MPS für ungefähr 48 Stunden in den trainierten Fasern erhöht, wohingegen sich die Rate des Muskelproteinabbaus nicht signifikant verändert. Das Ergebnis ist ein kleiner Anstieg des Proteingehaltes innerhalb jeder trainierten Fasern. Wenn dieser Prozess einige bis hunderte Male wiederholt wird, führt das über die Zeit zu einem bemerkbaren Wachstum der trainierten Fasern und dadurch zum Wachstum des gesamten Muskels.


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Das ist jedoch noch nicht die ganze Wahrheit!

Es gibt zwei verschiedene Mechanismen, durch die die Rate der MPS gesteigert und Protein zu einer Muskelfaser hinzugefügt werden kann. Zunächst ist es möglich die MPS durch die Steigerung der Aktivität bestehender Zellkerne zu erhöhen. Weiterhin kann sie durch die Steigerung der Zahl an Zellkernen erhöht werden, was die Aktivität von Satellitenzellen voraussetzt.

Manche Wissenschaftler haben die Theorie vorgeschlagen, dass es einen Schwellenwert des Muskelaufbaus gibt, unter dem keine Hinzufügung von Zellkernen durch die Verschmelzung von Satellitenzellen mit der Muskelfaser stattfindet [1]. Dieser Wert soll bei 15 bis 26 % liegen. In diesem Modell werden kleinere Steigerungen des Volumens von Muskelfasern aufgrund der Steigerung der MPS durch bestehende Zellkerne verursacht, wohingegen größere Zuwächse durch die Steigerung der Zahl an Zellkernen herbeigeführt werden. Der Punkt, an dem neue Zellkerne hinzugefügt werden, ist der, an dem der Bereich, den jeder Zellkern zu regulieren hat, zu groß wird. Der Prozess der Hinzufügung neuer Zellkerne benötigt Satellitenzellen, die ein weiteres Element in den Prozess des Wachstums der Muskelfaser einbringen. Es sind die Zellkerne, die dazu in der Lage sind, den Neuaufbau von Proteinen zu steuern.

Zusätzlich steigert sich die Fähigkeit, motorische Einheiten mit hoher Reizschwelle zu rekrutieren, mit Fortschreiten der Trainingserfahrung. Anfänger sind oft nicht in der Lage, einen Großteil ihrer motorischen Einheiten mit hoher Reizschwelle anzusteuern. Deshalb schaffen sie es nicht, die dadurch regulierten Muskelfasern zu aktivieren. Das bedeutet, dass sie trotz der Ausführung eines anstrengenden Satzes bis zum Muskelversagen viele tausende Fasern innerhalb des Muskels deaktiviert lassen. Fortgeschrittenere Anfänger sind ebenfalls nicht dazu in der Lage, alle Muskelfasern zu aktivieren, auch wenn der Anteil geringer ist als bei blutigen Neulingen. Austrainierte Sportler aktivieren den überwiegenden Teil ihrer motorischen Einheiten und können daher die Muskelfasern trainieren, die ihnen zugrunde liegen.

Daraus resultierend ist ein wichtiger Mechanismus, der über die Zeit zum Muskelwachstum führt, die Verbesserung der Fähigkeit, zusätzliche motorische Einheiten mit hoher Reizschwelle zu aktivieren. Mit zunehmendem Kraftzuwachs erhöht sich die Zahl der regulierbaren Muskelfasern, wodurch mehr Fasern zum Wachstum angeregt werden können.


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Verluste an Muskelmasse in Phasen der Trainingspause

Wenn wir eine Zeit lang nicht trainieren, verlieren wir recht schnell an Muskelmasse [2]. Das passiert, da Muskelfasern einen mechanischen Stimulus benötigen, um die MPS auf einer gegebenen Rate zu erhalten. Tatsächlich führt die Stilllegung einer Gliedmaße zu einer sofortigen und erheblichen Reduktion der MPS [3]. Die Rate des Muskelproteinabbaus ist dagegen nicht in gleichem Maße betroffen. Resultierend daraus übersteigt die Rate des Abbaus die Rate der Synthese in Phasen, in denen wir nicht trainieren, und das wiederum führt zu rapiden Verlusten an Muskelprotein.

Wichtig anzumerken ist, dass der mechanische Stimulus, den die Muskelfasern erfahren, davon abhängig ist, ob sie durch die Rekrutierung von motorischen Einheiten aktiviert werden. Wenn wir mit dem Krafttraining aufhören, hören wir auch damit auf, motorische Einheiten mit hoher Reizschwelle zu aktivieren, zumindest solange wir keiner harten körperlichen Arbeit nachgehen. Wir rekrutieren jedoch durch unsere sonstigen täglichen Aktivitäten weiterhin motorische Einheiten mit geringer und mittlerer Reizschwelle. Das bedeutet, dass lediglich die Fasern, die durch motorische Einheiten mit hoher Reizschwelle reguliert werden, einen Verlust der gewohnten mechanischen Belastung erfahren und daher reduzieren auch nur diese Fasern ihre Größe. Im Ergebnis bemerken wir einen bedeutenden, aber nicht dramatischen Rückgang des allgemeinen Muskelvolumens.

Wenn wir dagegen jegliche Art der körperlichen Aktivität einstellen und absolute Bettruhe halten (oder zum Astronauten werden), dann hören wir auf, mehr als nur die motorischen Einheiten mit hoher Reizschwelle zu rekrutieren. Daraus folgt, dass wir auch den Verlust von Masse in den Fasern erfahren, die von motorischen Einheiten mit niedriger und mittlerer Reizschwelle aktiviert werden. Dies führt zu einer sehr dramatischen Reduktion der gesamten Muskelmasse und wird sehr wahrscheinlich unsere Fähigkeit die Aufgaben unseres täglichen Lebens zu bewältigen beeinträchtigen.

Zunahme von Muskelmasse nach dem Wiedereinstieg

Wenn wir Muskelmasse und Kraft nach dem Wiedereinstieg in das Training aufbauen, geht dies typischerweise schneller vonstatten als zu dem Zeitpunkt, an dem man sie ursprünglich aufgebaut hat [4, 5]. Das passiert aus zwei Gründen.

Zum einen beeinflusst die Reduktion des Muskelfaservolumens nicht die Zahl der Zellkerne innerhalb der Muskelfasern [6]. Daher beeinflusst die Atrophie durch das Ausbleiben des gewohnten Krafttrainings nicht unsere maximale Kapazität, eine gegebene Rate der MPS zu erreichen. Sie verändert nur unsere aktuelle Rate. Wenn wir in der Zukunft eine Faser wieder einer mechanischen Last aussetzen, kann sie folglich die gleiche MPS Rate erreichen, die sie vorher hatte, und daher die verlorene Masse sehr schnell wieder aufbauen.

Als Anfänger geht der Muskelaufbau nur langsam vonstatten, da erst neue Satellitenzellen fusionieren müssen, um die Zahl der Zellkerne in jeder Muskelfaser zu erhöhen. Während einer Trainingspause bleibt jedoch die Zahl der Zellkerne auf gleichem Niveau, lediglich die Proteinmasse der Faser nimmt ab. Bei Wiederaufnahme des Trainings kann die Muskelproteinsynthese aufgrund der hohen Zellkernzahl direkt auf vollen Touren laufen und daher nimmt man schneller wieder an Muskelmasse zu.

Weiterhin verlieren wir unsere Fähigkeit, motorische Einheiten mit hoher Reizschwelle zu rekrutieren, nur sehr langsam im Vergleich zu der Geschwindigkeit, in der wir unsere Muskelmasse und andere periphere Anpassungen wie Steifheit der Sehnen verlieren [2]. Solange wir die Zeit, in der wir nicht trainieren, nicht sehr lang halten, können wir in der Regel ein vergleichbares Niveau der Rekrutierung von motorischen Einheiten erreichen. Das bedeutet, dass wir alle Muskelfasern aktivieren können, die wir ursprünglich trainiert haben und wir nicht erneut lernen müssen, diese motorischen Einheiten mit hoher Reizschwelle anzusteuern.

Erhaltung der Muskelmasse durch Training

Jede Trainingswoche enthält seinen eigenen Mikrozyklus des Trainings, sein eigenes Ausbleiben des Trainings und seine eigene Wiederaufnahme des Trainings. Dies wird sich weiterhin je nach Muskelfaser ein wenig unterscheiden, abhängig davon, welche motorische Einheit sie reguliert.

Für Muskelfasern der motorischen Einheiten mit hoher Reizschwelle ist jedes Workout und die anschließenden 48 Stunden eine Phase des Trainings, in der die Rate der Muskelproteinsynthese über die Rate des Muskelproteinabbaus hinaus gesteigert ist. Die Phase zwischen diesen 48 Stunden und der nächsten Trainingseinheit ist eine Phase der Trainingspause, in der die Rate des Muskelproteinabbaus die MPS übersteigt. Diese Phase besteht, da die Fasern in der Regel keine Aktivierung oder mechanische Belastung erfahren und gewöhnliche körperliche Betätigung nicht zur Rekrutierung vom motorischen Einheiten mit hoher Reizschwelle führt. Das anschließende Workout und die 48 Stunden danach sind daher gleichzeitig eine Phase der Trainingspause und des Trainings.

Für die Muskelfasern der motorischen Einheiten mit geringem Schwellenwert produziert jedes Workout und die 48 Stunden im Anschluss nur einen minimalen Stimulus, da diese Fasern andauernd in exakt dem gleichen Umfang während alltäglichen Aktivitäten stimuliert werden. Das Workout ist für sie kaum wahrnehmbar, da sie in fast in jeder Stunde des Tages die gleiche mechanische Last erfahren, indem wir einfach nur herumlaufen und Dinge aufheben und tragen. Das ist auch der Grund dafür, dass langsam zuckende Muskelfasern (Typ I), die von motorischen Einheiten mit geringer Reizschwelle reguliert werden, in der Regel kaum auf das Krafttraining ansprechen [7, 8].

Während einer Erhaltungsphase müssen wir überhaupt nichts mit den Muskelfasern der motorischen Einheiten mit geringer Reizschwelle unternehmen und wir müssen die Rate der MPS nicht über die Rate des Muskelabbaus für Muskelfasern unter motorischen Einheiten mit hoher Reizschwelle anheben. Wir müssen in der Erhaltungsphase lediglich die Rate der MPS mit der Rate des Muskelproteinabbaus in Waage halten. Es ist nicht nötig, die MPS so weit zu steigern, dass Muskelprotein aufgebaut wird. Übersetzt bedeutet das, dass wir nicht so viel Volumen ausführen müssen, wenn das Ziel nur in der Erhaltung der Muskelmasse liegt. Anders sieht es aus, wenn wir versuchen Muskelmasse aufzubauen, denn wir wissen, dass ein höheres Trainingsvolumen zu einer gesteigerten Rate der MPS nach einem Training führt [9].

Zusätzlich müssen wir die Rekrutierung von motorischen Einheiten verbessern und auch die Zahl der Muskelzellkerne erhöhen, wenn das Ziel des Krafttrainings im Muskelaufbau liegt. Im Gegensatz dazu müssen wir in einer Erhaltungsphase keines von beidem provozieren, was die Herausforderung weniger anspruchsvoll macht, sowohl in Bezug auf den mentalen Einsatz, als auch den körperlichen Energieaufwand.

Schlussfolgerung

Wir können verlorene Muskelmasse schneller wiederaufbauen als neue Gains zu machen, da der ursprüngliche Trainingsprozess von uns verlangt, sowohl unsere Rekrutierung von motorischen Einheiten zu verbessern, um neue Gruppen von Muskelfasern zu aktivieren, als auch die Zahl an Zellkernen innerhalb einer Muskelfaser zu erhöhen, wohingegen das nicht der Fall ist, wenn wir versuchen, verlorene Muskelmasse wiederaufzubauen. 

Es ist einfacher, ein bestehendes Maß an Muskelmasse aufrechtzuerhalten,als die Muskelmasse bis zu diesem Maß aufzubauen, denn Trainingseinheiten, die dazu dienen sollen, Muskelmasse aufzubauen, müssen eine höhere Rate der Muskelproteinsynthese stimulieren, was wiederum ein höheres Trainingsvolumen notwendig macht. Darüber hinaus müssen Trainingsphasen, in denen Muskulatur aufgebaut werden soll, die Rekrutierung von motorischen Einheiten verbessern sowie die Zahl der Zellkerne innerhalb jeder Muskelfaser erhöhen, um weiterhin Fortschritte zu gewährleisten.


Primärquelle:
medium.com/@SandCResearch/why-is-it-easier-to-maintain-muscle-mass-than-to-gain-it-e543a220be29

Literaturquellen:

  1. Petrella, John K., et al. "Efficacy of myonuclear addition may explain differential myofiber growth among resistance trained young and older men and women." American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism (2006).
  2. Kubo, Keitaro, et al. "Time course of changes in muscle and tendon properties during strength training and detraining." The Journal of Strength & Conditioning Research 24.2 (2010): 322-331.
  3. Wall, Benjamin T., et al. "Short-term muscle disuse lowers myofibrillar protein synthesis rates and induces anabolic resistance to protein ingestion." American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology (2015).
  4. Ogasawara, Riki, et al. "Comparison of muscle hypertrophy following 6-month of continuous and periodic strength training." European journal of applied physiology 113.4 (2013): 975-985.
  5. Ogasawara, Riki, et al. "Effects of periodic and continued resistance training on muscle CSA and strength in previously untrained men." Clinical physiology and functional imaging 31.5 (2011): 399-404.
  6. Schwartz, Lawrence M. "Skeletal Muscles Do Not Undergo Apoptosis During Either Atrophy or Programmed Cell Death-Revisiting the Myonuclear Domain Hypothesis." Frontiers in Physiology 9 (2019): 1887.
  7. Borzykh, A. A., et al. "Measures of Growth Processes and Myogenesis in Glycolytic and Oxidative Muscle Fibers in Rats after Indirect Electrical Stimulation." Neuroscience and Behavioral Physiology 47.3 (2017): 352-358.
  8. Pope, Zachary K., et al. "Action Potential Amplitude as a Non-invasive Indicator of Motor Unit Specific Hypertrophy." American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology (2016).
  9. Burd, Nicholas A., et al. "Resistance exercise volume affects myofibrillar protein synthesis and anabolic signalling molecule phosphorylation in young men." The Journal of physiology588.16 (2010): 3119-3130.
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