CUM CRESC MUȘCHII?
Introducere
Antrenorii personali și profesioniștii din domeniul fitnessului petrec adesea nenumărate ore citind articole și studii despre noi programe de antrenament și idei de exerciții pentru dezvoltarea condiției musculare. Cu toate acestea, în mare parte din cauza complexității sale fiziologice, puțini profesioniști din fitness sunt cu adevărat bine informați cu privire la modul în care mușchii se adaptează și cresc ca răspuns la cerințele de suprasolicitare progresiv crescătoare ale exercițiului fizic. De fapt, mușchiul scheletic este cel mai adaptabil țesut din corpul uman, iar hipertrofia musculară este un subiect intens cercetat, fiind totuși considerat în continuare un domeniu fertil de cercetare. Această rubrică va oferi o actualizare succintă asupra unor modificări celulare interesante care apar și conduc la creșterea musculară, cunoscute sub denumirea de teoria celulelor satelit ale hipertrofiei.
Traumatismul muscular: activarea celulelor satelit
Atunci când mușchii sunt supuși unui exercițiu intens, cum se întâmplă în cazul unui antrenament de forță, apare un traumatism al fibrelor musculare, denumit în cercetările științifice leziune sau deteriorare musculară. Această perturbare a organitelor celulei musculare activează celulele satelit, care sunt localizate la exteriorul fibrelor musculare, între lamina bazală și membrana plasmatică a fibrelor musculare, determinându-le să se multiplice și să migreze către locul leziunii. În esență, un proces biologic de reparare sau înlocuire a fibrelor musculare deteriorate începe prin fuziunea celulelor satelit între ele și cu fibrele musculare, ceea ce duce adesea la creșterea ariei secțiunii transversale a fibrelor musculare, adică la hipertrofie.
Celulele satelit au un singur nucleu și se pot replica prin diviziune. Pe măsură ce celulele satelit se multiplică, unele rămân ca structuri asociate fibrei musculare, în timp ce majoritatea se diferențiază și fuzionează cu fibrele musculare pentru a forma noi structuri proteice musculare și sau pentru a repara fibrele deteriorate. Astfel, miofibrilele celulelor musculare vor crește atât în grosime, cât și în număr. După fuziunea cu fibra musculară, unele celule satelit servesc drept sursă de noi nuclei pentru a susține fibra musculară în creștere. Cu ajutorul acestor nuclei suplimentari, fibra musculară poate sintetiza mai multe proteine și poate crea mai multe miofilamente contractile, cunoscute sub denumirea de actină și miozină, în celulele musculare scheletice.
Este interesant de menționat faptul că un număr mai mare de celule satelit este asociat fibrelor musculare cu contracție lentă comparativ cu fibrele musculare cu contracție rapidă din același mușchi, deoarece acestea trec în mod regulat prin procese de întreținere și reparare celulară ca urmare a activităților zilnice.
Factorii de creștere
Factorii de creștere sunt hormoni sau compuși asemănători hormonilor care stimulează celulele satelit să producă creșteri ale dimensiunii fibrelor musculare. S-a demonstrat că acești factori de creștere influențează dezvoltarea musculară prin reglarea activității celulelor satelit. Factorul de creștere al hepatocitelor este un regulator-cheie al activității celulelor satelit. S-a arătat că acesta este factorul activ în mușchiul deteriorat și poate fi, de asemenea, responsabil de migrarea celulelor satelit către zona musculară afectată.
Factorul de creștere al fibroblastelor este un alt factor de creștere important în repararea musculară după exercițiu. Rolul acestuia poate fi implicat în procesul de revascularizare în timpul regenerării musculare.
O mare parte din cercetări s-au concentrat asupra rolului factorilor de creștere asemănători insulinei în creșterea musculară. Acești factori joacă un rol principal în reglarea cantității de masă musculară dezvoltată, în promovarea modificărilor care apar la nivelul ADN-ului pentru sinteza proteinelor și în stimularea reparării celulelor musculare.
Insulina stimulează, de asemenea, creșterea musculară prin intensificarea sintezei proteinelor și facilitarea pătrunderii glucozei în celule. Celulele satelit utilizează glucoza ca substrat energetic, ceea ce permite desfășurarea activităților lor de creștere celulară. De asemenea, glucoza este folosită pentru necesarul energetic intramuscular.
Hormonul de creștere este, de asemenea, recunoscut pe scară largă pentru rolul său în dezvoltarea musculară. Exercițiul de rezistență stimulează eliberarea hormonului de creștere din glanda hipofiză anterioară, nivelurile eliberate fiind puternic dependente de intensitatea exercițiului. Hormonul de creștere ajută la declanșarea metabolismului grăsimilor pentru utilizarea energiei în procesul de creștere musculară. De asemenea, hormonul de creștere stimulează absorbția și incorporarea aminoacizilor în proteinele din mușchiul scheletic.
În final, testosteronul influențează, de asemenea, hipertrofia musculară. Acest hormon poate stimula răspunsurile hormonului de creștere la nivelul hipofizei, ceea ce amplifică absorbția aminoacizilor la nivel celular și sinteza proteinelor în mușchiul scheletic. În plus, testosteronul poate crește prezența neurotransmițătorilor la nivelul fibrei musculare, ceea ce poate contribui la activarea creșterii țesuturilor. Fiind un hormon steroid, testosteronul poate interacționa cu receptorii nucleari de la nivelul ADN-ului, rezultând sinteza proteinelor. Testosteronul poate avea, de asemenea, un anumit efect de reglare asupra celulelor satelit.
Creșterea musculară: perspectiva de ansamblu
Discuția anterioară arată clar că dezvoltarea musculară este un proces celular complex de biologie moleculară, care implică interacțiunea dintre numeroase organite celulare și factori de creștere, apărând ca rezultat al exercițiilor de rezistență. Cu toate acestea, pentru educarea clienților, este necesar să fie sintetizate câteva aplicații importante. Creșterea musculară are loc ori de câte ori rata sintezei proteinelor musculare este mai mare decât rata degradării proteinelor musculare. Atât sinteza, cât și degradarea proteinelor sunt controlate de mecanisme celulare complementare. Exercițiile de rezistență pot stimula profund hipertrofia celulelor musculare și creșterea rezultată a forței. Totuși, ritmul în care apare această hipertrofie este relativ lent, fiind în general nevoie de câteva săptămâni sau luni pentru a deveni vizibilă. Interesant este faptul că o singură sesiune de exerciții stimulează sinteza proteinelor la 2–4 ore după antrenament, aceasta putând rămâne crescută până la 24 de ore. Anumiți factori specifici care influențează aceste adaptări sunt util de evidențiat clienților.
Toate studiile arată că bărbații și femeile răspund într-un mod foarte asemănător la stimulul antrenamentului de rezistență. Totuși, din cauza diferențelor de gen în ceea ce privește dimensiunea corporală, compoziția corpului și nivelurile hormonale, sexul va avea un efect variabil asupra gradului de hipertrofie care poate fi atins. De asemenea, modificări mai mari ale masei musculare apar la persoanele care au o masă musculară mai mare la începutul unui program de antrenament.
Îmbătrânirea influențează, de asemenea, modificările celulare din mușchi, ducând la scăderea masei musculare efective. Această pierdere a masei musculare este denumită sarcopenie. Din fericire, s-a demonstrat că efectele negative ale îmbătrânirii asupra mușchilor pot fi limitate sau chiar inversate prin exerciții regulate de rezistență. În mod important, exercițiile de rezistență îmbunătățesc și rezistența țesutului conjunctiv care înconjoară mușchiul, fiind astfel extrem de benefice pentru prevenirea accidentărilor și în terapia de recuperare fizică.
Ereditatea diferențiază procentul și cantitatea celor două tipuri distincte de fibre musculare. La oameni, fibrele de tip cardiovascular au fost denumite de-a lungul timpului fibre roșii, tonice, de tip I, cu contracție lentă sau oxidative lente. În schimb, fibrele de tip anaerob au fost denumite fibre albe, fazice, de tip II, cu contracție rapidă sau glicolitice rapide. O subdiviziune suplimentară a fibrelor de tip II include fibrele de tip IIa și IIb. Este important de menționat că mușchiul soleus, implicat în menținerea posturii și în mers, conține în general cu 25% până la 40% mai multe fibre de tip I, în timp ce tricepsul prezintă cu 10% până la 30% mai multe fibre de tip II decât ceilalți mușchi ai brațului. Proporțiile și tipurile de fibre musculare variază foarte mult între adulți. Se sugerează că modelele moderne de periodizare a antrenamentului, care includ faze de intensitate scăzută, moderată și ridicată, suprasolicită în mod adecvat diferitele tipuri de fibre musculare ale corpului, oferind totodată suficient timp de odihnă pentru ca sinteza proteinelor să aibă loc.
Rezumatul hipertrofiei musculare
Antrenamentul de rezistență duce la traumatisme sau leziuni ale proteinelor celulare din mușchi. Acest lucru declanșează mesaje de semnalizare celulară care activează celulele satelit pentru a iniția o succesiune de evenimente ce conduc la repararea și creșterea musculară. Sunt implicați mai mulți factori de creștere care reglează mecanismele de modificare a numărului și dimensiunii proteinelor din mușchi. Adaptarea mușchiului la stresul de suprasolicitare generat de exercițiile de rezistență începe imediat după fiecare sesiune de antrenament, însă adesea sunt necesare săptămâni sau luni pentru ca aceasta să se manifeste fizic. Cel mai adaptabil țesut din corpul uman este mușchiul scheletic, care este remodelat într-un mod remarcabil în urma unor programe de antrenament de rezistență continue și atent concepute.
By. Bitanu-Alexandru
Referinte:
Foss, M.L. and Keteyian, S.J. Fox’s Physiological Basis for Exercise and Sport. WCB McGraw-Hill.
Rasmussen, R.B., and Phillips, S.M. Contractile and Nutritional Regulation of Human Muscle Growth. Exercise and Sport Science Reviews. 31(3):127-131.