Wie man die Übungsauswahl der Trainingsfrequenz anpassen sollte!

Erschöpfung und Regeneration: Wie man die Übungsauswahl der Trainingsfrequenz anpassen sollte!

Beim Erstellen eines optimalen Trainingsplanes für den Muskelaufbau müssen wir einige Variablen bedenken. Darunter finden sich neben dem Trainingsvolumen auch die Übungsauswahl, die Trainingsfrequenz Wiederholungszahl, der Abstand bis zum Muskelversagen, Pausenzeiten und weitere Faktoren. Um diese Faktoren zu einem guten Programm zu vereinen, müssen wir allerdings verstehen, wie sie sich gegenseitig bedingen und am einfachsten gelingt dies im Kontext der Interaktion zwischen Trainingsvolumens und der Trainingsfrequenz. Besonders wichtig ist es dabei allerdings auch zu verstehen, wie man die Übungsauswahl an die Trainingsfrequenz anpasst.

Alle der eben genannten Faktoren sind veränderlich und sollten von Person zu Person individuell bestimmt werden. Die Anzahl der Sätze pro Muskelgruppe und Woche, die wir unter dem Begriff des Trainingsvolumens verstehen, ist dabei die wichtigste Größe. Dieses möglichst sinnvoll zu verteilen, bedarf einer Überlegung, wie oft man den entsprechenden Muskel pro Woche trainieren sollte. Das nennen wir Trainingsfrequenz. Nachdem wir uns in einem unserer letzten Artikel dem optimalen Trainingsvolumen gewidmet haben, legen wir den Fokus für den Moment allein auf die Frequenz des Trainings.

Wodurch wird die Trainingsfrequenz beeinflusst?

Die Trainingsfrequenz wird im Wesentlichen durch die Menge der langanhaltenden Erschöpfung beeinflusst, die bei jedem Training hervorgerufen wird. Diese wiederum besteht aus mehreren eigenständigen Arten der Erschöpfung.

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Die Erschöpfung des zentralen Nervensystems

Das zentrale Nervensystem (ZNS), beziehungsweise dessen Erschöpfung, ist besonders wichtig für die Bestimmung der Trainingsfrequenz, da sie zu einem vorübergehenden Verlust der Fähigkeit, motorische Einheiten mit hoher Reizschwelle zu rekrutieren, führt. Kann dieser Prozess nicht mehr stattfinden, können die Muskelfasern, die zu dieser motorischen Einheit gehören, nicht mehr trainiert werden. Wenn also eine ZNS-Erschöpfung noch aus der vorherigen Trainingseinheit besteht, wird der Trainingsreiz der folgenden Einheit nicht sein maximales Potenzial erreichen.

Dieser Faktor hat einen größeren Einfluss, als die meisten Menschen denken, denn zum einen regulieren motorische Einheiten mit hoher Reizschwelle viel mehr Muskelfasern als motorische Einheiten mit niedriger Reizschwelle [1, 2]. Zum anderen regulieren sie vorrangig Typ II Muskelfasern, die das größte Potenzial für Hypertrophie aufweisen [3, 4]. Auch wenn einige Trainer behaupten, die Erschöpfung des ZNS würde nach dem Training schnell verschwinden, entspricht das nicht der Realität. Tatsächlich wurde mehrfach gemessen, dass sie mehrere Tage und bei anfälligeren Muskeln sogar über eine Woche andauern kann [5, 6, 7].

Viele Versuche wurden unternommen, um zu erklären, wodurch die ZNS-Erschöpfung nach einem Training entsteht. Die bisher wahrscheinlichste Hypothese ist, dass sie durch Entzündungsprozesse hervorgerufen wird, die durch die Schäden an den Muskelfasern entstehen [8]. Das würde ebenfalls erklären, warum Trainingseinheiten, die zu einer höheren langfristigen Erschöpfung führen, auch eine größere ZNS-Erschöpfung verursachen.

motorische Einheit
Motorische Einheiten bestehen aus einem Motorneuron, welches das Signal für die Kontraktion auf die durch sie regulierten Muskelfasern überträgt. Motorische Einheiten mit hoher Reizschwelle werden nur bei hohen Lasten oder zunehmender Erschöpfung hinzugeschaltet und rekrutieren Typ II Muskelfasern, die am stärksten wachsen. Motorische Einheiten mit niedriger Reizschwelle hingegen führen die meisten täglichen Bewegungen aus und rekrutieren Typ I Muskelfasern, die eine höhere Ausdauerkapazität besitzen, aber weniger stark wachsen können.

Periphere Erschöpfung

In den Tagen nach einem Training sorgen periphere Erschöpfungsmechanismen dafür, dass weniger Kraft von einigen der Muskelfasern innerhalb der motorischen Einheiten mit hoher Reizschwelle aufgebracht werden kann. Diese Mechanismen umfassen hauptsächlich die Schäden an den Muskelfasern sowie ein reduziertes Ansprechen der Fasern auf das Signal für die Kontraktion durch das Motorneuron. Anders als bei der ZNS-Erschöpfung, die komplette motorische Einheiten und damit tausende von Muskelfasern auf einmal ausschaltet, reduziert die periphere Erschöpfung die Kraft, die eine einzelne Faser aufbringen kann. Dies geschieht entweder durch die Reduktion der freigesetzten Calcium-Ionen oder durch die Reduktion der Kraft, die die Myofibrillen produzieren können.

Wichtig dabei ist, dass die periphere Ermüdung nicht viele Muskelfasern davon abhält, zur Kraft eines Muskels beizutragen und anders als die ZNS-Erschöpfung keine unbeschädigten Muskelfasern involviert. Dadurch können weiterhin viele Muskelfasern einen mechanischen Reiz erfahren, der die Hypertrophie auslöst. Eine Muskelfaser zu trainieren, die von einer vorherigen Trainingseinheit noch geschädigt ist, könnte einen schädlichen Einfluss auf sie nehmen, da ihr Reparaturprozess unterbrochen wird. Das mag vielleicht keinen unmittelbaren Einfluss haben, könnte langfristig gesehen jedoch zu einer Verletzung durch Überbeanspruchung führen.

Welche Arten des Trainings führen zu einer länger anhaltenden Erschöpfung?

Manche Trainingsvariablen führen zu einer länger anhaltenden Erschöpfung als andere. Beispielsweise führt ein höheres Trainingsvolumen pro Trainingseinheit zu einer längeren Reduktion der Kraft als ein niedriges Volumen pro Trainingseinheit. Dabei spielt jedoch auch die Übungsauswahl eine große Rolle. Übungen mit einem längeren Bewegungsradius, die eine hohe Spannung bei größerer Muskeldehnung involvieren, führen zu einer länger anhaltenden Erschöpfung als Übungen mit einem kürzeren Bewegungsradius [9, 10].

Übungen, die zu einer geringeren ZNS-Erschöpfung während des Trainings führen, bedingen wahrscheinlich eine längere Erschöpfung nach dem Training. Auch wenn dies unlogisch erscheint, stecken gute biologische Gründe dahinter. Wenn eine Übung zu einer geringeren ZNS-Erschöpfung während des Trainings führt, werden die Typ II Muskelfasern, die von den motorischen Einheiten mit hoher Reizschwelle reguliert werden, nur kurz aktiviert und daher nur wenig erschöpft. Die Erschöpfung genau dieser Fasern während des Trainings stellt einen wesentlichen Faktor dar, der ihre Schädigung beeinflusst und damit die Dauer der Erschöpfung. Der Großteil der Schäden entsteht nämlich nicht aufgrund der mechanischen Spannung, sondern durch biologische Prozesse.

Je mehr Muskelmasse bei einer Übung involviert ist und je größer die Belastung für das Herz-Kreislauf-System, desto höher ist die Menge der ZNS-Erschöpfung während des Satzes [11, 12]. Aus diesem Grund führen Mehrgelenksübungen (Grundübungen) zu einer stärkeren ZNS-Erschöpfung während des Trainings als Isolationsübungen, die nur ein Gelenk umfassen [13, 14]. Daher führen Mehrgelenksübungen wahrscheinlich zu einer geringeren langanhaltenden Erschöpfung nach dem Training als Isolationsübungen.

Wie steht die Übungsauswahl im Verhältnis zur Trainingsfrequenz und dem Muskelaufbau?

Um diese Frage zu klären, müssen wir uns auf die verschiedenen Ebenen der Hypertrophie begeben.

Hypertrophie durch einen Dehnungsreiz

Während Übungen, die einen großen Bewegungsradius und damit eine hohe Spannung bei größerer Muskeldehnung involvieren, nicht nur zu einer länger anhaltenden Erschöpfung als Übungen mit einem kürzeren Bewegungsradius führen, sondern in manchen Muskeln, wie dem Quadrizeps auch zu einer stärkeren Hypertrophie, gilt dies nicht für andere Muskelgruppen, wie beispielsweise den Trizeps [14, 15, 16, 17]. Der Grund dafür ist wahrscheinlich, dass die Dehnung der Sarkomere aufgrund der Längen-Spannungs-Beziehung eine dehnungsvermittelte Hypertrophie auslöst [19, 20]. Mit "Dehnung der Sarkomere" ist hier ausdrücklich nicht zwangsweise die Dehnung des gesamten Muskels gemeint.

Längen-Spannungs-Beziehung
Der aktive Teil der Längen-Spannungs-Beziehung wird durch den Grad der Überlappung von Aktin und Myosin bestimmt. Dieser wiederum bestimmt, wie viele Querbrücken sich ausbilden können und damit, wie viel Kraft aufgebracht werden kann. Diese Überlappung besitzt ein Maximum (Plateau), wenn die Faser weder zu lang noch zu kurz ist. Der passive Teil der Längen-Spannungs-Beziehung wird durch die Dehnung der elastischen strukturellen Elemente bestimmt. Die dadurch aufgebrachte Kraft erhöht sich mit zunehmender Dehnung bei sehr langer Ausdehnung.

Bei manchen Muskelgruppen lohnt es sich, zwischen einer vollen Range of Motion für eine bessere dehnungsvermittelte Hypertrophie und der dadurch ausgelösten länger anhaltenden Erschöpfung abzuwägen. Ein Beispiel dafür wäre der Quadrizeps. Bei anderen Muskeln, wie dem Trizeps, lohnt sich dieser Vergleich nicht, da diese Muskelgruppe ohnehin keine dehnungsvermittelte Hypertrophie erfährt. Das bedeutet, dass es sinnvoll ist, einige Muskelgruppen nur mit Übungen zu trainieren, die lediglich einen partiellen Bewegungsradius erlauben, um durch die Übungsauswahl die Trainingsfrequenz so auf hohem beziehungsweise optimalem Niveau halten zu können.

Rekrutierung motorischer Einheiten mit hoher Reizschwelle

Übungen, die eine geringere Menge an ZNS-Erschöpfung während des Trainings involvieren, wie beispielsweise Isolationsübungen, erlauben es den Typ II Muskelfasern, die durch motorische Einheiten mit hoher Reizschwelle reguliert werden, länger aktiviert zu werden. Dadurch könnten sie pro Satz einen geringfügig stärkeren Reiz für die Hypertrophie erzeugen. Tatsächlich gibt es einige wenige Daten, die zeigen, dass Isolationsübungen zu mehr Muskelaufbau in dem trainierten Muskel führen als Mehrgelenksübungen [21].

Der Einfluss der Übungsauswahl auf die Trainingsfrequenz in der Praxis

Um diese essenzielle Frage zu klären, wie wir diese Erkenntnisse nun in unser Training übertragen, nehmen wir ein Beispiel. Die Beugemuskeln des Ellenbogens, zu denen maßgeblich der Bizeps brachii gehört, werden beim Training schnell beschädigt und erfahren so gut wie keine dehnungsvermittelte Hypertrophie [22, 23]. Wenn wir diese Muskeln also trainieren, wäre der Kurzhantel-Bizeps-Curl auf einer Schrägbank eine Übung, die zu einer besonders langanhaltenden Erschöpfung führt, da sie in der gedehnten Position eine hohe Spannung erfordert und eine einarmige Isolationsübung darstellt. Zur Illustration hier ein Bild:

Schrägbank-Curl Kurzhantel
Aufgrund der hohen Spannung bei gedehnter Sarkomerlänge sowie der geringen Erschöpfung während des Trainings stellt der Kurzhantel-Curl auf der Schrägbank eine Übung dar, die zu einer vergleichsweise langanhaltenden Erschöpfung des Bizeps brachii führt.

Bei einer hohen Trainingsfrequenz könnte es Sinn ergeben, keine Übungen für den Bizeps auszuführen, die ihre größte Kraft in der gedehnten Position des Muskels aufweisen, da sie lediglich die Regenerationszeit verlängern, ohne dabei zu einer größeren Hypertrophie zu führen. Auch wenn Schrägbank-Curls und Preacher-Curls beliebte Bewegungen darstellen, sind sie demnach keine gute Wahl, wenn die Trainingsfrequenz hoch sein soll.

Wenn wir dagegen einen Muskel nur einmal pro Woche trainieren, ergibt es Sinn, Übungen für den Armbeuger zu wählen, die nur ein Gelenk und nur eine Gliedmaße involvieren und ihre größte Kraft bei mittlerer Muskellänge erfordern. Eine gute Übungsauswahl bei dieser Trainingsfrequenz wären einarmige Kurzhantel-Curls im Stehen. Eine passende Möglichkeit bei einer Trainingsfrequenz von zweimal pro Woche wären Eingelenksübungen, die zwei Gliedmaßen umfassen, wie stehende Langhantel-Curls. Bei drei Trainingseinheiten pro Woche eignet sich eine Mehrgelenksübung mit hoher Spannung bei kurzer Muskellänge am besten, wie Rudern im engen Griff.

Fazit und Zusammenfassung

Eine höhere Trainingsfrequenz scheint für die meisten Menschen zu einem besseren Muskelaufbau zu führen. Allerdings ergibt es Sinn, die Übungsauswahl der Trainingsfrequenz anzupassen. Bei einer hohen Frequenz erscheint es logisch, Übungen zu wählen, die den geringsten Grad langanhaltender Erschöpfung auslösen. Bei einer niedrigeren Trainingsfrequenz oder geringerer Anfälligkeit einer Person für eine langanhaltende Erschöpfung können auch Übungen gewählt werden, die eine längere Regenerationszeit erfordern, sofern sie dadurch ebenfalls zu einem größeren Stimulus für die Hypertrophie führen.

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Die Tatsache, dass es vorteilhaft ist, jeden Muskel mehr als nur einmal pro Woche zu trainieren, wird zunehmend auch in der Hardcore-Bodybuilding-Szene akzeptiert. Je höher die Trainingsfrequenz ist, desto stärker sollten wir dabei auf eine ausreichende Regeneration zwischen den Trainingseinheiten achten. Dafür ist es wichtig, den Grad der Erschöpfung in den Muskelfasern selbst sowie im zentralen Nervensystem zu limitieren. Dabei spielt die nicht nur das absolvierte Trainingsvolumen eine wichtige Rolle, sondern auch die Auswahl der Übung. Welche Faktoren zu einer höheren Erschöpfung führen und was bei der Auswahl der Übungen beachtet werden sollte, haben wir euch in einem neuen Artikel auf https://www.gannikus.de zusammegefasst.💪⤵️

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Primärquelle:

Chris Beardsley: "How can we select exercises to fit different training frequencies?" medium.com/@SandCResearch

Literaturquellen:

  1. Enoka, Roger M., and Andrew J. Fuglevand. "Motor unit physiology: some unresolved issues." Muscle & Nerve: Official Journal of the American Association of Electrodiagnostic Medicine 24.1 (2001): 4-17.
  2. Henneman, Elwood, George Somjen, and David O. Carpenter. "Functional significance of cell size in spinal motoneurons." Journal of neurophysiology 28.3 (1965): 560-580.
  3. Pope, Zachary K., et al. "Action potential amplitude as a noninvasive indicator of motor unit-specific hypertrophy." Journal of neurophysiology 115.5 (2016): 2608-2614.
  4. 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.
  5. Thomas, Kevin, et al. "Neuromuscular fatigue and recovery after heavy resistance, jump, and sprint training." Medicine & Science in Sports & Exercise 50.12 (2018): 2526-2535.
  6. Fernandes, John FT, Kevin L. Lamb, and Craig Twist. "Exercise-induced muscle damage and recovery in young and middle-aged males with different resistance training experience." Sports 7.6 (2019): 132.
  7. Prasartwuth, O., et al. "Length‐dependent changes in voluntary activation, maximum voluntary torque and twitch responses after eccentric damage in humans." The Journal of physiology 571.1 (2006): 243-252.
  8. Vargas, Nicole T., and Frank Marino. "A neuroinflammatory model for acute fatigue during exercise." Sports Medicine 44.11 (2014): 1479-1487.
  9. Nosaka, Kazunori, and K. E. I. Sakamoto. "Effect of elbow joint angle on the magnitude of muscle damage to the elbow flexors." Medicine & Science in Sports & Exercise 33.1 (2001): 22-29.
  10. Fochi, A. G., et al. "Greater eccentric exercise-induced muscle damage by large versus small range of motion with the same end-point." Biology of sport 33.3 (2016): 285.
  11. Vernillo, Gianluca, et al. "Mechanisms of Fatigue and Recovery in Upper versus Lower Limbs in Men." Medicine and science in sports and exercise 50.2 (2018): 334-343.
  12. Río-Rodríguez, Dan, Eliseo Iglesias-Soler, and Miguel Fernandez del Olmo. "Set configuration in resistance exercise: muscle fatigue and cardiovascular effects." PloS one 11.3 (2016).
  13. Rossman, Matthew J., et al. "Muscle mass and peripheral fatigue: a potential role for afferent feedback?." Acta physiologica 206.4 (2012): 242-250.
  14. Rossman, Matthew J., et al. "The role of active muscle mass in determining the magnitude of peripheral fatigue during dynamic exercise." American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology 306.12 (2014): R934-R940.
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  16. McMahon, Gerard, et al. "Muscular adaptations and insulin‐like growth factor‐1 responses to resistance training are stretch‐mediated." Muscle & nerve 49.1 (2014): 108-119.
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  18. Stasinaki, Angeliki-Nikoletta, et al. "Triceps brachii muscle strength and architectural adaptations with resistance training exercises at short or long fascicle length." Journal of Functional Morphology and Kinesiology 3.2 (2018): 28.
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  20. Brughelli, Matt, and John Cronin. "Altering the length-tension relationship with eccentric exercise." Sports Medicine 37.9 (2007): 807-826.
  21. Mannarino, Pietro, et al. "Single-Joint Exercise Results in Higher Hypertrophy of Elbow Flexors Than Multijoint Exercise." Journal of strength and conditioning research (2019).
  22. Chen, Trevor C., et al. "Comparison in eccentric exercise-induced muscle damage among four limb muscles." European journal of applied physiology 111.2 (2011): 211-223.
  23. Chen, Trevor C., et al. "Damage and the repeated bout effect of arm, leg, and trunk muscles induced by eccentric resistance exercises." Scandinavian journal of medicine & science in sports 29.5 (2019): 725-735.
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