Vad avgör om en muskelfiber ökar i längd eller diameter?

Efter styrketräning ökar hela muskler i volym, och därför också i massa. Hos människor sker detta till stor del på grund av en ökning i volymen av enskilda muskelfibrer, snarare än av en ökning av antalet fibrer.

Enskilda fibrer kan öka i volym antingen genom att öka i längd eller genom att öka i diameter. Längdsökningar inträffar genom tillsats av nya sarkomerer i serie, som troligen läggs till i slutet av befintliga fibrer, medan ökningar i diameter sker genom tillsats av myofibriller parallellt.

Förändringar i muskelns form och struktur rymmer dessa ökningar i storlek, så att ursprunget och införandet av hela muskeln inte behöver ändras.

Så vad stimulerar en muskelfiber att öka i diameter eller i längd?

Hur stimuleras hypertrofi?

Stimulat för hypertrofi är mekanisk spänning. Denna mekaniska spänning måste alstras av själva fibern, men den kan produceras antingen genom aktiv sammandragning eller passiv motståndskraft mot sträckning.

När den mekaniska spänningen som muskelfibern upplever produceras mer av de passiva elementen (det här är de strukturella delarna av fibern, inklusive den jätte molekylen titin), verkar fibern öka i volym främst genom att öka i längd, genom att tillsätta sarkomerer i serier.

Denna effekt kan stimuleras genom att titin avkänna den sträcka som påförs den eftersom fibern deformeras i längdriktningen.

Däremot när den mekaniska spänningen som upplevs av muskelfibrerna produceras mer av de aktiva elementen (aktin-myosin-tvärbryggorna) verkar fibern öka i volym främst genom att öka i diameter genom att lägga till myofibriller parallellt.

Denna effekt kan stimuleras av utbuktningen av muskelfibrerna som uppstår när aktin-myosin tvärbryggor bildas, vilket deformerar muskelfibrerna i tvärriktning.

Vad avgör hur mycket av den mekaniska spänningen som produceras av aktiva eller passiva krafter?

Passiv och aktiv krafts bidrag till den totala mekaniska spänningen bestäms av muskelns längd, sammandragningsläget och förlängningshastigheten.

# 1. Muskelns längd

Styrketräning med övningar som involverar större rörelsegrenar (ROM) ökar andelen mekaniska spänningar som kommer från passiva element, eftersom strukturelementen sträckes efter att fibrer når en viss längd.

I motsats till vad man tror, ​​orsakar styrkautbildning med fullständig ROM och partiell ROM endast styrka liknande hypertrofi, om de utför samma mängd arbete i båda träningsprogrammen, och så länge vi mäter hypertrofi genom förändringar i muskelvolym, snarare än genom förändringar i muskel tvärsnitt område.

Emellertid är typen av hypertrofi något annorlunda efter varje typ av styrketräning. Full ROM-träning orsakar huvudsakligen hypertrofi genom att öka fascicle-längden, medan partiell ROM-träning främst orsakar ökningar i tvärsnittsområdet.

# 2. Sammanställningsläge

Styrketräning med förlängning (excentriska) sammandragningar ökar andelen mekaniska spänningar som kommer från passiva element, eftersom titin aktiveras när fibern börjar förlängas och automatiskt börjar bidra till kraftproduktion.

Titin innehåller två element i serie med varandra (Ig-domäner och ett PEVK-segment), som är separerade av ett litet N2A-segment. När de passivt är långsträckta ökar de mycket elastiska Ig-domänerna i längd, som endast ger en liten mängd motstånd mot sträckning. När aktivt långsträckt binder N2A sig till tunna myofilament, och detta begränsar hur mycket av förändringen i titinlängd som kan uppnås genom förlängning av Ig-domänerna. Följaktligen måste det mycket styvare PEVK-segmentet förlängas istället (och kan också lindas på) det tunna myofilamentet, och detta ger en hel del passiv motstånd mot sträckning, men endast i aktiva förlängning (excentriska) sammandragningar.

Även om man en gång trodde att styrketräning med excentrisk endast kunde ge större muskeltillväxt än koncentrisk endast eller konventionell styrketräning, är det nu allmänt accepterat att när program är volym- eller arbetsmatchat, är mängden hypertrofi som inträffar efter varje excentrisk -enlig och koncentrisk endast styrketräning är mycket lik.

Det är viktigt att den senaste forskningen visar att även om excentrisk enbart och koncentrisk endast styrketräning ger liknande ökar i muskelvolym, ökar exentrisk endast träning främst fascikelns längd, medan koncentrisk enda träning främst ökar muskelns tvärsnittsarea.

# 3. Förlängningshastighet

Styrketräning med excentriska sammandragningar kan involvera olika förlängningshastigheter, och eftersom kraft-hastighetsförhållandet är mycket plattare på den excentriska sidan, jämfört med på den koncentriska sidan, påverkar dessa förlängningshastigheter inte väsentligt mängden kraft som utövas.

Förlängningshastigheten påverkar emellertid andelen av kraften som produceras av passiva respektive aktiva element.

Snabbare hastigheter minskar andelen mekaniska spänningar som kommer från passiva element, eftersom lösgöringshastigheten för aktin-myosin-tvärbryggor är snabbare, vilket minskar mängden aktiv kraft som produceras. Å andra sidan ökar de andelen mekaniska spänningar som kommer från passiva element på grund av titinens viskoelastiska egenskaper och de andra strukturella elementen i muskelfibrerna som motstår förlängning.

Följaktligen ger snabb styrketräning med excentrisk enda större ökning av fascikelns längd än långsam excentrisk styrketräning, medan långsam excentrisk styrketräning förmodligen orsakar större ökningar i muskelns tvärsnittsarea.

Vad är takeaway?

Muskelfibrerna ökar i volym antingen genom att öka i längd eller genom att öka i diameter. Längdsökningar sker genom tillsats av sarkomerer i serie, medan ökningar i diameter sker genom tillsats av myofibriller parallellt.

Under styrketräning, när den mekaniska spänningen som upplevs av en fiber produceras mer av de passiva elementen, verkar fibern öka i volym främst genom att öka i längd. Däremot när fiberns mekaniska spänning produceras mer av de aktiva elementen verkar fibern öka i volym främst genom att öka i diameter.

Passiv och aktiv krafts bidrag till den totala mekaniska spänningen, och därför om hypertrofi uppstår genom ökningar av antingen fiberlängd eller diameter, bestäms av muskelns längd, sammandragningsläget och förlängningshastigheten.