Mekanisk belastning och * inte * rekrytering av motorenheter är nyckeln till muskeltillväxt

Du har antagligen stött på människor som hävdar att det är nyckeln till muskeltillväxt att nå full ”rekrytering av motorenheter”.

Ändå har forskare upprepade gånger observerat att * mekanisk belastning * är den primära mekanismen genom vilken hypertrofi uppstår, varvid metabolisk stress sannolikt också spelar en roll på något sätt.

Så hur skiljer sig ”mekanisk lastning” från ”rekrytering av motorenheter?”

Det skiljer sig på två ganska viktiga sätt, som båda visar att mekanisk belastning är nyckeln till muskeltillväxt och inte graden av rekrytering av motorenheter.

För det första kan mekanisk belastning ske oavsett om muskeln är aktiv (med rekryterade motorenheter) eller inte (utan att motorenheter rekryteras). Och studier har visat i många år att både * aktiv * belastning (genom muskelsammandragningar) och * passiv * belastning (genom statisk sträckning av en avslappnad muskel) kan öka muskelstorleken, både hos djur och människor.

För det andra skiljer sig mängden mekanisk belastning som påförs en muskelfiber i en * aktiv * muskelsammandragning beroende på sammandragningshastigheten. Denna skillnad i mekanisk belastning förklarar varför vi kan uppnå full eller nästan full rekrytering av motorenheter under en mycket snabb sammandragning och ändå uppnå liten eller ingen muskeltillväxt efter ett styrketräningsprogram som består av övningar med hög hastighet.

Låt mig förklara.

Vad är rekrytering av motorenheter?

Rekrytering av motorenheter är (en stor del av) det sätt på vilket centrala nervsystemet (CNS) styr kraftproduktionen i musklerna. Det finns många motoriska enheter för varje muskel, och varje motoriska enhet fungerar som kontrollsystem för en grupp muskelfibrer.

Det är viktigt att motorenheter skiljer sig åt i storlek. Vissa motoriska enheter styr små, svaga grupper av muskelfibrer som endast producerar en liten mängd kraft när de aktiveras. Andra kontrollerar stora, starka grupper av muskelfibrer som producerar en stor mängd kraft när de aktiveras.

Motorenheter som styr små, svaga grupper av muskelfibrer kallas motorer med låg tröskelvärde. De som kontrollerar stora, starka grupper av muskelfibrer kallas ”högtröskelvärda” motoriska enheter.

Och enligt storleksprincipen rekryteras * alltid * motormotorer med högt tröskelvärde före högtröskelmotorn. Om du har varit inom idrottsvetenskapen i mer än några år, kanske du kommer ihåg att forskare på en punkt trodde att storleksprincipen kanske inte skulle gälla under vissa specifika omständigheter, men nu vet vi bättre.

Denna "rekrytering" av motorenheter sker som svar på ett behov som fastställts av CNS. Om CNS upptäcker att mer kraft behövs rekryteras fler motorenheter.

Och detta innebär att de högt trösklar motoriska enheterna (och deras tillhörande muskelfibrer) bara rekryteras när CNS identifierar att de behövs.

Så när rekryteras motorer med högt tröskelvärde?

När identifierar CNS att högtröskelmotorn behöver rekryteras?

Det finns tre omständigheter när CNS upptäcker att kraftproduktion som tillhandahålls genom rekryteringen av lågtröskelmotorenheterna inte är tillräcklig för att möta kraven, och därför rekryterar den vissa högtröskelmotorenheter. Dessa är:

  • För det första, när vi lyfter en tung vikt (allt mellan 80–90% av maximal kraft) rekryterar CNS vanligtvis alla tillgängliga motorenheter. Så varje rep som du utför med en tung vikt kommer vanligtvis att rekrytera alla motoriska enheter i en prime mover-muskel.
  • För det andra, när vi lyfter en lätt vikt till muskelsvikt, rekryterar CNS vanligtvis alla tillgängliga motorenheter i slutet av apparaten. Så de flesta reps som du utför med en liten vikt kommer vanligtvis att rekrytera alla motorer med låg tröskelvärde i en prime mover-muskel, medan de sista få repetitionerna kommer att rekrytera alla motorer med hög tröskelvärde också.
  • För det tredje, när vi lyfter en lätt vikt (mellan 30–40% av maximal kraft) med en snabb barhastighet, rekryterar CNS de flesta av våra motorenheter. Att kasta en medicinboll, göra hoppbuketter eller plyometriska push-ups uppnår (troligen) maximal rekrytering av motorenheter.

I båda fallen upptäcker CNS att fler motorenheter måste rekryteras för att tillgodose muskelverkan.

Uppenbarligen, när man lyfter en tung belastning, är det den maximala kraften för alla muskelfibrer * som arbetar tillsammans * som krävs. När man lyfter upp laster till misslyckande är det den maximala kraften hos muskelfibrerna som styrs av motorer med högt tröskelvärde som behövs för att * ta över * från andra, utmattade muskelfibrer som har upphört att producera tillräcklig kraft. Och när man lyfter en lätt belastning med en snabb stånghastighet är det det faktum att varje enskild muskelfiber producerar en * liten fraktion * av sin maximala kraft när man rör sig snabbt, jämfört med att röra sig långsamt.

Vi vet att en liknande mängd muskeltillväxt kan uppnås genom (1) att lyfta tunga vikter och (2) lyfta lätta vikter till muskelsvikt. Men att lyfta lätta vikter snabbt, till exempel genom att använda plyometrik eller ballistisk styrketräning (som båda uppnår rekrytering av många högtröskelmotorer) orsakar inte mycket muskeltillväxt.

Så hur skiljer sig lyftvikterna snabbt från de andra två metoderna? Som jag noterade ovan visar svaret sig vara mängden mekanisk belastning på varje enskild muskelfiber.

Varför är höghastighetsstyrketräning annorlunda?

När man lyfter snabbt lätt, är det mycket mindre mekanisk belastning på varje enskild muskelfiber trots rekryteringen av alla motoriska enheter på grund av krafthastighetsförhållandet.

Förhållandet mellan kraft och hastighet anger att när kraften ökar måste hastigheten minska. På samma sätt säger det att när hastigheten ökar måste kraften minska.

Vi tror för närvarande att kraften minskar under sammandragningar med hög hastighet eftersom det är mindre överlappning mellan trådarna (myofilamenten) inuti muskelfibrerna, som är de strukturer som rör sig mot varandra för att producera kraft genom skapandet av korsbryggor.

Eftersom muskelfibrerna drar sig snabbare (som de måste göra i sammandragningar med hög hastighet) måste tvärbryggor mellan myofilament lossas snabbare, och detta minskar mängden överlappning mellan myofilamenten som finns vid någon tidpunkt, och detta i tur minskar kraften som produceras av varje enskild muskelfiber.

Denna kraft är den * mekaniska belastningen * som fibern upplever.

När (1) lyft av tunga vikter och (2) lyftning av lätta vikter till muskelsvikt inträffar inte denna minskning i kraft som produceras av varje enskild fiber. Vid lyft av tunga vikter producerar alla muskelfibrer en hög nivå av kraft samtidigt. I fallet med att lyfta lättvikter till muskelsvikt, får varje enskild fiber en tur att producera en hög kraftenivå när man kompenserar för andra, utmattade fibrer.

Men i båda fallen är sammandragningshastigheten låg, så kraften som utövas av varje enskild fiber kan vara hög. Således är den * mekaniska belastningen * som upplevs av varje enskild muskelfiber hög, och en tillräckligt stor exponering för denna stimulans är det som utlöser signaleringskaskaderna som leder till muskelhypertrofi.

Vad är takeaway?

Muskeltillväxt bestäms inte av graden av rekrytering av motorenheten, utan av den mekaniska belastningen som varje muskelfiber upplever.

För att uppnå den nödvändiga nivån på mekanisk belastning måste sammandragningshastigheten vara både maximal och långsam, eftersom endast denna kombination leder till att tillräckligt samtidigt tvärbryggor bildas i muskelfibrerna som styrs av motorer med hög tröskel.

Detta tillstånd kan uppnås genom att antingen (1) lyfta tunga vikter, eller (2) lyfta lätta vikter till muskelsvikt.

Att rekrytera motorövergångar med hög tröskel fungerar inte om hastigheten inte är långsam (som när man lyfter snabba vikter snabbt och inte till fel), eftersom den mekaniska belastningen på varje enskild fiber är otillräcklig eftersom tvärbryggorna lossnar för snabbt efter formning.