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Muskelaufbau
Muskelaufbau bezeichnet eine Vergrößerung der Muskulatur, die durch Belastungen bei zielgerichtetem Training wie z. B. oder oder durch andersartige erhöhte physische Widerstände ausgelöst wird.Bei der Anpassung des Muskels durch Muskelaufbau kann zwischen Muskelhypertrophie, der Verdickung vorhandener Muskelfasern und Muskelhyperplasie, der Neubildung von Muskelfasern unterschieden werden, wobei letztere beim Menschen in ihrer Existenz umstritten ist. Muskelhypertrophie (A) Zellen gewöhnlicher Größe, (B) Hypertrophie, (C) und (D) Mischung aus beiden. Muskelhypertrophie beschreibt die Vergrößerung des Muskulaturquerschnittes hervorgerufen durch Dickenwachstum der, nicht jedoch die Zunahme der Muskelzellen-/Synzytienanzahl. Muskelhypertrophie findet nur statt, wenn die Muskulatur über ihr normales Leistungsniveau hinaus beansprucht wird, was einen sogenannten auslöst, welcher wiederum vermehrte Proteineinlagerung bewirkt. Muskeln bestehen aus Muskelfasern. Eine Muskelfaser ist eine Muskelzelle. Muskelzellen sind polyenergide Zellen, d.h. sie besitzen mehrere Zellkerne. Jeder Zellkern besitzt einen bestimmten Einflussbereich, welchen er durch seine Genexpression steuert. Dieser Einflussbereich nennt sich myonuclear domain = MND. Die Größe der MNDs besitzt ein Maximum, das sich aus dem Verhältnis von Sarkoplasma und Zellkern ergibt, welches in einer Muskelzelle durch die Anforderungen eines optimalen Stoffwechsels bestimmt wird. Die MND kann sich durch Krafttraining vergrößern, indem durch einen Proteine eingelagert werden. Dies geschieht, indem mechanischer Stress in die Muskelzelle übertragen wird (Mechanotrandsduktion). Dabei werden FAK (focal adhesion kinases) aktiviert, die infolge eine Reaktionskette in Gang setzen, die die Synthese von Muskelprotein (beispielsweise kontraktile Proteine, wie Aktin und Myosin, cytoskeletare Proteine und Enzyme des Citratzykluses) anregen. Dabei gibt es zwei bedeutende Pathways: Den mechanischen über MAPKp38 und den metabolischen über MAPKerk1/2. Der wird durch metabolische Ursachen, wie ein Sauerstoffdefizit und hypoxische Nebenprodukte, sowie Änderung des pH-Wertes, aktiviert. Es wird angenommen, dass dieser Pathway einen deutlich geringeren Wachstumsreiz verursacht als der mechanische Pathway. Der metabolische Pathway führt eher zu einer Anpassung der oxidativen Kapazität. Der mechanische Pathway wird durch Mikrotraumata aktiviert und hat eine größere Bedeutung bzgl. Hypertrophie, weil er, neben einer Steigerung der zu einer Fusionierung von mit der Muskelzelle führt, wodurch die Gesamtmenge an DNA in der Zelle zunimmt und somit das steigt. Mikrotraumata sind kleinste Verletzungen der Zelle, ausgelöst durch überschwellige, mechanische Belastung und, zu einem deutlich geringerem Anteil, oxidativen Stress. Sie führen zu einer Produktion von muskelspezifischen, das nach außen dringt und die Satellitenzellenkaskade in Gang setzt. Satellitenzellen sind eine Art Stammzellen, die noch weitestgehend undifferenziert sind und sich in Nähe der Muskelfasern befinden. Diese werden aktiviert, differenzieren sich und bewegen sich zum Ort der Verletzung der Zellmembran (Chemotaxis), fusionieren dort mit der Muskelzelle und steuern dabei ihren Kern als weiteren Zellkern der Muskelzelle bei. So steigt die Gesamtmenge der DNA in der Muskelzelle und somit steigt aufgrund neuer MNDs das Hypertrophiepotential. Mikrotraumata sind demnach essentiell für langfristiges Training. Für den Muskelaufbau problematisch gestaltet sich, dass infolge der Synthese von Muskelprotein auch cytoskeletale Proteine (Stützproteine) synthetisiert werden, die die Zelle vor mechanischer Überlastung schützen soll.