Voimaharjoittelun ohjelmoinnin muuttujia ovat muun muassa volyymi, frekvenssi, paino, harjoitteet, lihaksen toimintatapa (isometrinen, konsentrinen, eksentrinen), lepopituudet, sarjan pituus, harjoitteiden järjestys, liikepituus (range of motion) ja intensiteetti. Näitä kaikkia voi muunnella, jotta harjoittelu pysyy nousujohteisena ja kehitys ei pysähdy. Kuitenkin näistä selvästi tärkein lihaskavun kannalta on volyymi. Jos taas halutaan kehittää maksimivoimaa niin sitten pitää myös intensiteettiä olla huomattavasti harjoittelussa (katso kuva 3).
Volyymi viittaa suoritetun harjoittelun määrään tiettynä aikana (Schoenfeld, 2016). Volyymin laskeminen tehdään yleensä seuraavalla tavalla: sarjat x toistot x kuorma. Myös muitakin tapoja on, kuten esimerkiksi lasketaan volyymiksi kaikki sarjat, jotka ovat yli 75% 1RM:stä. Volyymin tasainen nostaminen pitkällä aikavälillä on tehokas harjoittelun ohjelmointikeino lihaskasvua hakiessa. Ohjelmat, joissa on useampia sarjoja, vaikuttavat selvästi positiivisemmin solunsisäiseen signalointiin ja proteiinisynteesiin verrattuna ohjelmiin, joissa on vain yksi sarja (Terzis et al., 1995; Burd et al., 2010). Lihaskasvun kannalta useampi sarja on parempi kuin yksi sarja. Samaa ajattelua voidaan soveltaa myös pidemmällä aikavälillä. Korkeampi volyymi korreloi suurempien hypertrofisten adaptaatioiden kanssa (Krieger, 2010) (katso kuva 2).
Toisaalta liian kova volyymi vähentää hypertrofisten adaptaatioiden määrää, koska rasitus on liian kova keholle. Volyymia tuleekin lisätä rauhallisesti, mutta progressiivisesti. Lisäksi periodisoinnissa tulee huomioida lepojaksot, jotta keho kykenee adaptoitumaan maksimaalisesti harjoitteluun. Radaelli ja kumppanit (2014) tutkivat 6 kuukauden ajan mikä seuraavista olisi paras lihaskasvun kannalta; 1, 3 vai 5 sarjaa. Harjoittelu toteutettiin kolme kertaa viikossa, painojen ollessa 8-12RM välillä. Tutkittavat omasivat hiukan harjoitustaustaa, eivätkä olleet siis aloittelijoita. Ne, jotka tekivät 5-sarjaa harjoittelussa, kehittyivät selvästi eniten verrattuna muihin ryhmiin. Hypertrofia jatkoi kasvamistaan viiden sarjan ryhmällä, eikä tasaantunut tällä ryhmällä niin, onkin mahdollista, että jopa vieläkin korkeampi volyymi olisi voinut kasvattaa lihaksia yhä enemmän.
Kuinka paljon volyymia on riittävästi?
Aloittelijoille suositellaan yleensä noin 40-70 toistoa lihasryhmää kohden yhdessä harjoituksessa (Wernbom et al., 2007). Kokeneemmille nostajille taas suositus siirtyy viikkotasolle ja on noin 10-25 työsarjaa per lihasryhmä riippuen minkälaisella ohjelmoinnilla harjoitellaan. Voimapainoitteisessa harjoittelussa, jossa mennään alle 10 toiston sarjoja, voidaan puhua noin 100-150 toistosta ja bodaustyyppisessä harjoittelussa karkeasti 150-250 toistosta.
Suosittelenkin progressiivisia harjoitusohjelmia, joissa on selkeitä korkean volyymin kausia, mutta jotka sisältävät kuitenkin myös lepojaksoja. Vaikka suurempi volyymi vaikuttaakin erittäin lupaavalta, on liian suuri harjoituskuorma haitaksi kehittymiselle. Lisäksi ajatellessa vuosikymmenten mittaista ohjelmointia on hyvä huomioida kehon kestäminen. Mitä pienemmällä volyymilla pystyy kehittymään niin sen parempi. Aina on helppo lisätä volyymia ohjelmaan, mutta jos mennään koko ajan aivan maksimit piipussa niin mitä teet, kun kehitys tasaantuu? Lisää volyymia? No on muitakin vaihtoehtoja muuttujien muokkaamisessa kuin volyymi, mutta matalampi volyymi on huomattavasti nivelille ja jänteille ystävällisempää. Volyymia on aina helppo lisätä. Pitkällä aikavälillä ajatteleminen tuo parhaan mahdollisen kehityksen.
Frekvenssi
Frekvenssi tarkoittaa kuinka monta kertaa harjoitellaan tietyn ajan sisään. Esimerkiksi kuinka monta harjoituskertaa on viikossa ja kuinka monta kertaa tietty lihasryhmä harjoitellaan viikossa. Jos volyymi tasataan ryhmien välillä niin useamman kerran viikossa harjoittelevat palautuvat nopeammin, kehittyvät paremmin ja saavat enemmän voimaa sekä lihasta verrattuna niihin, jotka treenaavat vähemmän kertoja viikossa (Helms et al., 2014). Tämä perustuu siihen, että suuri volyymi yhdessä harjoituskerrassa ei ole optimaalista.
Hackett:in ja kumppaneiden (2013) mielenkiintoinen kysely paljasti, että 2/3 kilpailevista mieskehonrakentajista harjoittelee tietyn lihasryhmän vain kerran viikossa ja lisäksi kukaan ei tee lihasryhmää yli kahta kertaa viikossa. Kaikki käyttivät monijaollista ohjelmaa. Monijakoinen ohjelma mahdollistaa korkeamman volyymin lihasryhmää kohden. Näissä ohjelmissa lihas viedään yleensä ihan loppuun ja silloin tarvitaan minimissään 48 - 72 h lepoa lihasryhmää kohden, ennen kuin voidaan uudestaan harjoitella sama lihasryhmä. Proteiinisynteesi kestää jopa 48 h harjoituksen jälkeen (MacDougall et al., 1995), joten voisi ajatella, että lihasryhmä pitäisi harjoitella uudestaan kahden päivän jälkeen. Proteiinisynteesi ei pysy kokonaista viikkoa ylhäällä ja jollei harjoitusta tule niin palataan jo viikossa takaisin lähtötasoon. Toisaalta jos tekee kädet maanantaina ja torstaina jo esimerkiksi selän tai rinnan niin kädet saavat epäsuorasti rasitusta ja tämä ongelma poistuu.
Kyse on myös ohjelmoinnista. Schoenfeldin ja kumppaneiden (2015) kattava tutkimus vertaili kokokehon ja jaettujen ohjelmien eroja hyvin harjoitelleilla miehillä. Koehenkilöt laitettiin pareiksi alkuvoimien mukaan ja siitä jaettiin satunnaisesti eri ryhmiin. Kahdeksan viikon jälkeen kokokehon ohjelmalla tehneet olivat saaneet enemmän hypertrofiaa yläraajoihin ja alaraajoihin verrattuna monijaollisiin ohjelmaan tehneisiin.
Miksi sitten kaikki huippukehonrakentajat tekevät monijaollisilla ohjelmilla? Nostan tässä kohtaa esiin kehon ulkopuolisen lääkityksen. Kun harjoittelua vauhditetaan kehon ulkopuolelta tulevilla hormoneilla, järkevin tapa on tehdä monijaollisilla, koska silloin proteiinisynteesi pysyy ylhäällä ja käynnissä kauemmin. Silloin voi keskittyä todella tekemään paljon volyymia lihasryhmää kohden ja todella saada voimakkaan vasteen aikaiseksi, jotta adaptaatiot lähtevät käyntiin.
Paino
Paino voidaan laskea prosentteina maksimista, esimerkiksi 100 kilon penkillä 60 kiloa on 60%. Wernbom et al. (2007) totesivat katsauksessaan, että 6-12 on paras toistoalue hypertrofiaa varten. Tällä alueella työskentelyn ajatellaan olevan optimaalinen yhdistelmä mekaanista ja metabolista rasitusta. Painoa onkin yleisesti pidetty tärkeänä muuttujana lihaskasvun muuttujana, mutta tämä ajatus on muuttumassa. Sarjan vieminen epäonnistumiseen saakka, riippumatta painosta, johtaisi joka tapauksessa kaikkien saatavilla olevien motoristen yksiköiden aktivoimiseen (Burd et al., 2012). Toisaalta näyttäisi siltä, että maksimaalisen EMG (lihaksen aktivaation) saavuttamiseksi tulee nosta painoja, jotka ovat yli 50% (Schoenfeld et al., 2016). Pienemmillä painoilla nostelu näyttäisikin erityisesti kasvattavan tyypin 1 lihassoluja (Netreba et al., 2007). Schoenfeld ja kumppanit (2015) jakoivat yli kolme vuotta harjoitelleet miehet joko 8-12RM ryhmään tai 25-35RM ryhmään. Kahdeksan viikon jälkeen kummallakin porukalla oli kasvaneet lihakset lähes yhtä paljon ja ryhmien välille ei saatu eroja. Toisaalta 8-12 RM ryhmä oli voimakkaampi ja lihaskestävyys oli toisella porukalla paljon suurempi. Tutkimus osoitti selvästä, että myös matalammilla kuormilla voi saada aikaan hypertrofiaa, mutta käytännössä kovin moni ihminen ei jaksa vetää yksin kolmea 25-35 toiston sarjaa epäonnistumiseen saakka. Itse en olisi ainakaan selvinnyt tuosta tutkimuksesta koehenkilönä.
Vuonna 2014 Schoenfeld ja
kumppanit jakoivat 20 voimaharjoitellutta miestä joko hypertrofiaprotokollaan
tai voimaprotokollaan. Hypertrofiaprotokollassa harjoiteltiin jaetulla
ohjelmalla ja tehtiin 3 sarjaa, sekä 10 toistoa. Kun taas voimaryhmässä tehtiin
7 sarjaa, mutta vain 3 toistoa. Volyymi oli tasattu ryhmien välillä ja
tutkittavat nostivat suunnilleen yhtä paljon rautaa viikkoa kohden. Kahdeksan
viikon jälkeen hypertrofiassa ei ollut eroja ryhmien välillä, mutta
voimaryhmällä oli maksimivoima noussut enemmän. Tämä tukee volyymin tärkeyttä
hypertrofisessa harjoittelussa ja intensiteetin maksimivoimaharjoittelussa.
Tutkimuksessa oli mielenkiintoista, että voimaprotokolla kesti noin 70
minuuttia kun hypertrofinen protkolla vain 17 minuuttia harjoitusta kohden!
Kuitenkin tulokset olivat lähes samat, joten ajansäästö mielessä hypertrofinen
harjoittelu näyttäisi olevan ylivoimainen.
Schoenfeld et al. (2017)
vetivät katsauksessaan yhteen, että voima kehittyi paremmin >60% 1RM
kuormilla, mutta eroja hypertrofian välillä ei ole. Hypertrofiaa voi saavuttaa
laajalla intensiteetin skaalalla. Suosittelenkin käyttämään rohkeasti eri
painoja ja periodisoimaan voimakkaasti ohjelmaa eri intensiteeteille. Tämä
tekee hyvää myös nivelille ja jänteille. Go heavy or go home - ei ole aina
paras vaihtoehto.
Käytännön vinkkejä hypertrofisen harjoittelun suunnitteluun ja ohjelmointiin:
Variaatio on erittäin tärkeää hypertrofiassa. Lihasta tulee harjoittaa monesta eri kulmasta, liikkeen suunnasta ja asennosta. Lihaksen tiettyä osaa on mahdollista harjoitella erikseen. Lihaksen myofibriilit jaetaan eri hermolihasosastoihin, joita hermottavat eri hermon haarat. Joten jos olet kuullut, että lihasta ei kannata harjoitella monesta kulmasta, koska lihas joko aktivoituu tai ei, niin se on väärin. Motorinen yksikkö aktivoi kyllä kaikki siihen kuuluvat lihassolut, mutta esimerkiksi rectus femoris lihas (etureiden lihas) saattaa sisältää jopa yhden miljoonan verran lihassoluja, joita hermottaa 1000 liikehermosolua. Fonseca ja kumppanit (2014) vertailivat kahta ryhmää, joista toinen teki vain smith kyykkyä ja toinen ryhmä teki smith kyykkyä, jalkaprässiä, maastavetoa ja askelkyykkyjä. Volyymi oli tasattu ryhmien välillä. Variaatio, eli usempi liike, tuotti yhtenäisemmän hypertrofian kaikkiin neljään etureiden lihakseen verrattuna vain smith kyykkyyn. Lisäksi smith kyykky ei kasvattanut ollenkaan vastus medialista ja rectus femorista.
Seuraa jotenkin harjoitteluasi ja kehittymistäsi. Miten voit tietää pitääkö voluumia lisätä, jos et tiedä paljonko nostat nyt?
Ohjelmoi ja periodisoi harjoittelusi.
Lisää järkevästi ohjelmoituja korostettuja eksentrisiä harjoitteita ohjelmaan. Eksentrinen voimantuotto mahdollistaa 20-50% suuremman voimantuoton ja näin saattaa mahdollistaa suuremman mahdollisuuden myofibriilien repeämiselle ja solukalvon hajoamiselle, mikä saattaa auttaa joissain määrin hypertrofiassa. Eksentrinen harjoittelu lisää fasiculuksen (lihassolun) pituutta ja aiheuttaa hypertrofiaa niin, että myofibriilejä tulee peräkkäin. Morfologiset adapataatio eroavat hieman konsentrisen harjoittelun aiheuttamista adaptaatioista. Onkin järkevää ohjelmoida kumpiakin progressiivisesti ohjelmaan. Lisäksi eksentrisessä harjoittelussa saatetaan rekrytoida lihassoluja eri järjestyksessä kuin konsentrisessa harjoittelussa. Signalointi on eksentrisessä harjoittelussa erilaista ja erityisesti vaikuttaa MAPK aikaiseen aktivaatioon. (Allen et al., 2005; Blazevich et al., 2007.) Käytännössä lasket rauhallisesti 120-140% painoja rauhallisesti ja kontrolloidusti alas, kun taas avustaja auttaa sinua nostamaan ne konsentrisesti ylös. Isometrisestä harjoittelusta ei näyttäisi olevan nykytietämyksen mukaan hypertrofian näkökulmasta mitään hyötyä.
Nosta konsentrinen vaihe aina niin nopeasti kuin pystyt! Hidas konsentrinen vaihe ei ole optimaalista hypertrofialle ja vähentää lihaksen aktivaatiota huomattavasti (Keogh et al., 1999). Lisäksi tempon vaihtelu ei ole niin tärkeätä kuin kuvitellaan hypertrofian kannalta. Schoenfeldin ja kumppaneiden (2015) meta-analyysissä todettiin, että ei ole havaittavissa eroja hypertrofiassa yli kuuden sekunnin ja alle kuuden sekunnin toiston kestossa. Superhidas tempo (10s konsentrinen ja 4 s eksentrinen) on selvästi heikompi tapa kehittää hypertrofiaa verrattuna tavalliseen tempoon (Schuenke et al., 2012). Toisaalta toistojen tulee olla hallittuja ja elastisen energian hyödyntamistä tulee pohtia tarkasti lihaskasvuun suuntautuneessa harjoittelussa.
Harjoittele koko liikelaajuuden läpi. Koko liikelaajuuden hyödyntäminen on selvästi optimaalisempaa hypertrofialle kuin osatoistot (Pinto et al., 2012). Erityisesti etureiden kohdalla tarvitaan koko liikelaajuuden harjoittelua, muiden lihasryhmien kohdalla tarvitaan vielä lisää tutkimuksia (Schoenfeld & Grgic, 2019). Suurempi liikelaajuus näyttäisi olevan parempi, koska kova venytys ja pitkillä lihaspituuksilla harjoitteleminen aiheuttaa isomman mekaanisen jännityksen, sekä metabolisen stressin lihakseen. Toisaalta osittaisilla toistoilla on paikkansa ja aikansa suorituskykykeskeisessä, sekä myös joissain määrin hypertrofisessa harjoittelussa. Ne kuuluvat kokeneemmille harjoittelijoille ja tulee ohjelmoida järkevästi.
Matalilla kuormilla vie sarjat useimmiten konsentriseen epäonnistumiseen saakka. Muuten korkeamman kynnyksen motoriset yksiköt eivät stimuloidu. Korkeammilla kuormilla sarjoja ei tarvitse viedä loppuun saakka, koska kuorma itsessään stimuloi korkeamman kynnyksen motorisia yksiköitä. Toisaalta tämä voi välillä olla hyvä tehokeino ohjelmoinnissa. Koko ajan epäonnistumiseen saakka harjoittelu voi johtaa ylikuntoon ja IGF-1 - lepokonsentraation laskuun (Izquierdo et al., 2006), joten on äärimmäisen tärkeä ohjelmoida tarkkaan hypertrofinen loppuunviety harjoittelu.
Lihaskasvuun tähtäävässä harjoittelussa tulee miettiä lihaksen supistumista. Mielen ja lihaksen välisen yhteyden kasvattaminen auttaa lihaskasvussa parantamalla suoraan lihaksen aktivointia erityisesti harjoitellessa alle 80% painoilla (Snyder & Leech, 2009; Snyder & Fry, 2012). Jotkut salimyytit pitävät tosiaan paikkansa! Toisaalta suorituskeskeisessä harjoittelussa ulkoinen keskittymisenkohde (lopputulos) on paljon tärkeämpi ja siihen pitää keskittää huomio (Wulf, 2013).
Ravinnosta lyhyesti - älä unohda sitä! Se on hypertofisen harjoittelun tärkeimpiä asioita. Enemmän ravintoa on enemmän ravintoa, mutta liika on aina liikaa.
Tuhoaako aerobinen harjoittelu kaikki gainsit?
Jos tavoitteena on
valtavat lihakset niin onko aerobisesta harjoittelusta tällöin haittaa?
Aerobinen harjoittelu johtaa AMPK - signalointireitin aktivoitumiseen (Atherton et al.,2005). AMPK toimii energiasensorina. Sen aktivoituminen johtaa katabolisten reaktioiden käynnistämiseen, jotta saadaan lisää energiaa. Lisäksi sen aktivoituminen aiheuttaa anabolisten reaktioiden lopettamiseen. Näiden reaktioiden lopettaminen säästää energiaa, koska ne ovat energiasyöppöjä. Toisaalta anaerobinen energiantuotto johtaa Akt signalointi väylän aktivoimiseen. AMPK ja Akt toimivatkin vastapareina ja johtavat vastakkaisiin toimintoihin solussa. Tällä perusteella aerobista harjoittelua ei kannattaisi tehdä ollenkaan, mutta onko asia näin yksinkertainen?
Tämä näyttäisi olevan nykyisen tiedon valossa yksinkertaistettu versio ja aerobinen harjoittelukin voi lisätä jopa mTOR:in aktivoitumista (Benziane et al., 2008; Mascher et al., 2007). ja voimaharjoittelu AMPK väylää (Coffey et al., 2006). Aerobinen harjoittelu voi johtaa jopa lihaskasvuun. Yleensä tällaisissa tapauksissa puhutaan urheilua aloittelevista tai vanhoista ihmisistä ja lihaskasvu tapahtuu pääasiassa tyypin I - lihassoluissa (Harber et al., 2009). Harber ja kumppanit (2012) huomasivat, että tyypin I - lihassolut kasvoivat aerobisen harjoittelun seurauksena jopa 20%, mutta IIa - tyypin lihassoluissa ei ollut muutosta, paitsi ne pienenivät nuoremmilla koehenkilöillä. Nämä tulokset voivat johtua inaktiivisuuden loppumisesta ja paluusta “normaaliin” ihmisen suorituskykyyn ja kokoon. Kokeneemmilla harjoittelijoilla lihakset näyttäisivät kuihtuvan pois kovassa kestävyysharjoittelussa (Kohn et al., 2011).
Wilsonin ja kumppaneiden
(2012) meta-analyysi totesi, että yhdistetty aerobinen ja hypertrofinen
harjoittelu johti jopa 50% gainsien tippumiseen kun aerobinen harjoittelu
yhdistettiin voimaharjoitteluun. Aerobisen harjoittelun voluumilla ja
frekvenssillä on suurin vaikutus lihaskasvuun. Luultavasti, koska katabolisten
hormonien pitoisuudet nousevat ja lihasten glykogeenivarastot tyhjenevät
nopeammin (Mikkola et al., 2012).
Kun laitetaan olemassa oleva data yhteen, näyttää hyvin selvältä, että aerobisen harjoittelun ja hypertrofisen harjoittelun yhdistäminen on aina kompromissi adaptaatioissa kummankin suhteen. Mitä kokeneempi treenaaja on, sitä huonompi kombinaatio on. Aerobista harjoittelua ei kannata tehdä, jos tavoitteena on maksimaalinen lihaskasvu. Toisaalta aerobista harjoittelua kannattaa yleisen terveyden vuoksi tehdä. Kestävyysharjoittelulla on paljon erittäin positiivisia vaikutuksia terveyteen. Lisäksi kestävyysharjoittelu on (suhteellisen) hauskaa ja sitä voi harrastaa monessa eri lajissa. Suosittelen lämpimästi kestävyysharjoittelua kaikille tietyissä määrin.
Miten aerobista harjoittelua tulisi tehdä, jotta voimaharjoittelu olisi mahdollisimman optimaalista?
Intensiteetin tulee olla suhteellisen korkea. 80-85 % VO2maksimiksta tulisi olla minimi intensiteetti. Tällaisilla intensiteeteillä lepotauot suoritusten välissä tulee huomioida harjoittelussa.
Kokeile maksimaalisia sprinttejä. Nämä ovat hyvä tapa kehittää nopeutta ja saada silti hieman kestävyysharjoittelun adaptaatioita aikana. Matkaa, intensiteettiä ja palautuksia muuttamalla harjoittelun vasteista saa hyvinkin erilaisia.
Kestävyysharjoittelua tulee olla maksimissaan kolme kertaa viikossa, jos tavoitteena on maksimaalinen lihaskasvu.
Suorita, jos mahdollista, kestävyysharjoittelu ja voimaharjoittelu eri päivinä
Pyöräily näyttäisi olevan lihasten säilyvyyden kannalta parempi kestävyysurheilumuoto. Luultavasti sen takia, että iskutusta ei tapahdu ja lihasvaurioita syntyy vähemmän. Tällöin kestävyysharjoittelu ei ole niin kuluttavaa.
(Wilson et al., 2012)
Viimeisessä osassa pureudutaan harjoittelun yksilöllisiin vasteisiin ja lihaskasvuharjoittelun ohjelmointiin. Lähdeluettelo tulee viimeisen osan yhteydessä kokonaisuudessaan.
Voimaharjoittelulla voidaan saavuttaa lihaskasvua karkeasti kolmella eri tavalla. Nämä kolme eri tapaa ovat mekaaninen jännitys, metabolinen stressi ja lihasvauriot (Schoenfeld, 2010). Näistä jokainen aiheuttaa hiukan erilaisia vasteita kehossa. Mikä on tehokkain lihaskasvun kannalta?
Mekaaninen
jännitys
Tärkein tekijä hypertrofisen vasteen takana on mekaaninen jännitys. Mekaaninen kuormitus stimuloi suoraan mTOR:ia (Hornberger et al., 2006), joka stimuloi lihaskasvua. Tällä hetkellä näyttäisi siltä, että mekanosensorit (aistivat mekaanista kuormitusta) ovat herkkiä mekaanisen kuormituksen voimakkuudelle ja ajalliselle pituudelle. Nämä mekanosensorit aistivat mekaanisen jännityksen ja muuttavat stimuluksen kemiaaliseksi signaaliksi myofibriilin sisällä. Tämä johtaa signalointiprosessiin, joka lopulta muuttaa lihasproteiini synteesiin plussan, eli rakentavan puolelle.
Mekaanisen kuormituksen voimakkuus ja ajallinen pituus ovat siis tärkeimmät muuttujat lihaskasvussa. Ajallisen pituuden voi ymmärtää niin, että kuinka paljon lihas on työn alla. Se näyttäisi olevan hypertrofian kannalta tärkeä muuttuja. Lontoon kielestä poimittu time under tension (TUT) on voimaharjoittelun muuttuja, jota voidaan hyödyntää harjoittelussa. Lihaksen työmäärä ajallisesti, eli siis TUT, näyttäisi olevan yhteydessä lihaskasvun kanssa. Esimerkiksi Martineau & Gardiner (2002) stimuloivat rottien kaksoiskantalihasta ja löysivät, että TUT oli lineaarisesti yhteydessä lihaskasvun signalointiin.
Kuormituksen voimakkuuteen vaikuttaa taas lihaksen venytyksen määrä ja lihastyötapa. Erilaisia lihatyötapoja on dynaaminen, isometrinen ja eksentrinen. Näistä jokainen aiheuttaa hiukan erilaisen vasteen kehossa. Lihaskasvun osalta täydellä liikeradalla työskenteleminen näyttäisi olevan tehokkain tapa kasvattaa lihasta. Toisaalta osatoistoja ja muita erikoistekniikoita voi käyttää harjoittelussa variaationa sekä harjoittelun tehostamiseen.
Mekaaninen ylikuormitus on pitkällä aikavälillä tärkein progressiotapa lihaskasvua haettaessa. Siihen liittyy kuormituksen voimakkuuden nostaminen ja sen ajallisen pituuden kasvattaminen. Se aiheuttaa myofibriilin rakenteen hajoamisen, mikä käynnistää solun sisäisen signalointiketjun. Tämä signalointiketju johtaa lopulta anaboliseen prosessiin. Tuloksena on lihaksen koon kasvu ja supistuvien elementtien määrän nousu. Yksittäinen lihassolu kasvaa poikkipinta-alaa ja pitkällä aikavälillä tämä johtaa koko lihaksen poikkipinta-alan kasvuun.
Lihashypertrofian signalointireitit - miten lihaskasvua säädellään?
PI3K / AKT - reittiä pidetään tärkeimpänä lihaskasvun säätelijänä (Jacinto & Hall, 2003; Thomas & Hall, 1997). AKT proteiinikinaasi toimii anabolisena signaloijana ja katabolisten signaalien inhiboijana. Tästä kinaasista on löydetty useita eri isoformeja, joista ainakin Akt1 on herkkä mekaaniselle intensiteetille. Tämä johti aikanaan oletukseen, että ainoastaan mekaaninen stimulus aktivoi AKT väylää, mutta näin ei kuitenkaan ole (Zanchi & Lancha, 2007). AKT aktivoi mTOR:ia ja käyttää sitä saadakseen hypertrofisia adaptaatiota aikaan. Aktivoiduttuaan mTOR vaikuttaa mRNA translaatioon kiihdyttävästi ja saa aikaan anabolisia vaikutuksia. Lisäksi sen aktiivisuus inhibitoi katabolisia reaktioita. Onkin spekuloitu, että PI3K/AKT anabolinen vaikutus tapahtuukin juuri antikatabolisten tekojen kautta (Glass, 2010). MTOR väylä voidaan kuitenkin aktivoida muitakin reittejä pitkin, kuin vain PI3K/AKT väylää pitkin, vaikka se niistä tärkein onkin. Hypertrofian signalointi onkin hyvin monimutkainen prosessi ja siihen liittyy useita eri väyliä, joita kaikkia ei vielä ymmärretä.
Kalsium riippuvaisia signalointi reittejä pidetään myös tärkeinä lihaskasvussa. Lihasaktiivisuus nostaa merkitsevästi kalsiumin tasoja lihassoluissa. Tämä muutos johtaa transkriptioon ja lopulta lisääntyneeseen proteiinisynteesiin. Kalsineuriini on näistä tärkein signalointi väylä (katso kuva 2).
AMPK toimii solun energia-anturina. Sen aktivaatio nousee, kun AMP/ATP suhde nousee. Tämä tarkoittaa, että ATP:t (kehon välittömät energian lähteet) rupeavat hupenemaan. Tämä aiheuttaa kehossa muutoksia, koska välittömästi saatavilla olevat energian lähteet ovat ensisijaisen tärkeitä lihaksessa ja niistä ei haluta luopua. Harjoittelu aiheuttaa esimerkiksi AMPK lisääntymistä. AMPK on siitä ikävä kaveri, että se vähentää anabolisia prosesseja, kuten proteiinisynteesiä ja lisää katabolisia prosesseja, kuten proteiinien hajottamista. Tämän tarkoituksena on säästää energiaa ja saada uutta energiaa käyttöön. Anaboliset prosessit ovat energiasyöppöjä, joten energian puutteen aikana ne tulee lopettaa ja katabolisia toimintoja nostaa, jotta saadaan lisää energiaa käyttöön. AMPK toimii myös mTOR:in vastavaikuttajana hidastaen näin hypertrofisia reittejä, sen aktiivisuus ei tarkoita kuitenkaan täydellistä mTOR:in hiljentymistä. Harjoittelun jälkeen mTOR ja AMPK ovat kummatkin aktiivisia. AMPK siis osallistuu myös lihashypertrofian säätelyyn. AMPK:n blokkaaminen eläimillä aiheuttaa hypertrofiaa (Goodman et al., 2011). Hypoteettisesti näyttäisikin siltä, että hyvä energiatasapaino ja ATP varastojen korkea taso vähentää AMPK väylän aktiivisuutta ja näin voisi vaikuttaa positiivisesti lihaskasvuun.
Mikä on metabolisen stressin osuus lihaskasvussa?
Metabolinen stressi on harjoitteluun liittyvää metabolien kasaantumista, erityisesti laktaatin, inorgaanisen fosfaatin ja vety-ionin. Yleensä metabolisen stressin tuntee lihaksessa pumppina, lihas turpoaa ja täyttyy verellä. Anaerobisen glykolyysin käyttäminen pääasiallisena energiantuottotapana harjoituksen aikana johtaa yleisesti metaboliseen stressiin. Karkeasti harjoituksen keston pitää olla 15 - 120 sekuntia, jotta anaerobinen glykolyysi on pääasiallisena energiantuottotapana. Lyhyet maksimivoima sarjat (>85%, alle 10s) eivät siis aiheuta metabolista stressiä, vaan kuluttavat välittömiä energianlähteitä. Koska sarja kestää pitempää ja happea ei saada niin energia tuotetaan anaerobisen glykolyysin kautta, joka tuottaa sivutuotteinaan metaboliitteja, jotka kasaantuvat. Nämä tuntuvat ”hapottavilta”, eli lihasta saattaa poltella. Lisäksi lihaksen pH tasot laskevat näiden metabolien seurauksena.
Kehonrakennustyyliseen harjoitteluun usein liitetään pitkät sarjat ja poltteen hakeminen lihakseen. Onko tämä tosiaan tehokkain tapa rakentaa lihasta? Kehonrakennustyylinen harjoittelu näyttäisikin tuottavan suuremman hypertrofisen vasteen kuin voimannostotyylinen harjoittelu (Choi et al., 1998; Masuda et al., 1999). Tämä voisi johtaa ajatukseen, että metabolinen harjoittelu on erittäin tärkeää hypertrofian kannalta. Toisaalta kun volyymi tasataan kokeilujen välillä niin tulokset eivät olekaan niin selvät (Egner et al., 2013, Schoenfeld et al., 2014). Volyymi, eli sarjat kertaa painot ovat suora mittari mekaanisen jännityksen määrästä. Näyttäisikin siltä, että metabolisen stressin tärkeyttä on lioteltu lihaskasvun osalta.
Miksi metabolinen stressi kuitenkin olis hyvä pitää mukana harjoittelussa, vaikka mekaaninen jännitys näyttäisi olevan tärkein tekijä lihaskasvussa?
Pitkät sarjat johtavat
metaboliittien kasaantumiseen ja väsymykseen lihaksessa. Väsytyksen
lisääntyessä ja sarjan jatkuessa myös nopeammat lihassolut joudutaan rekrytoimaan
työhön mukaan. Submaksimaalisella painolla voidaan siis myös saada kaikki
lihassolut rekrytoitua. Jos sarja viedään täydelliseen uupumukseen asti, niin kaikki
nopeatkin solut rekrytoidaan mukaan (Takarada et al, 2000; Takarada et al., 2000).
Metabolinen harjoittelu
vaikuttaa nostavasti solujen nesteytystilaan ja se aiheuttaa proteiinisynteesiä
ja proteiinien hajottamisen vähentämistä (Lang et al., 1998). Luultavasti tämä
johtuu lisääntyneen nesteen aiheuttamasta paineesta sytoskeletonia, solun
tukirankaa, ja solun kalvoa vasten. Keho kokee tämän uhkaksi solun eheyttä
kohtaan ja nesteen aiheuttama paine johtaakin ultrarakenteiden vahvistamiseen (Lang,
2007). Jo meille tutut PI3K, mTOR ja MAPK näyttäisi olevan tärkeässä roolissa
signaloimassa tätä vahvistusta. Lisäksi lihassolujen turpoaminen näyttäisi vaikuttavan
myös satelliittisolujen lisääntymiseen (Dangott et al., 2000) ja täten välillisesti
vaikuttavan lihaskasvuun.
Lisäksi metabolinen stressi on suoraan yhteydessä harjoituksen jälkeiseen kasvuhormoni tasojen akuuttiin nousuun (esim: Gordon et al., 1994; Goto et al., 2005.; Takarada et al., 2000). Laktaatin ja vetyionin kasaantuminen johtaa hormonien akuuttiin nousuun (Gordon et al., 1994). IGF-1 näyttäisi nousevan monella myös, mutta tutkimukset eivät ole tästä kaikilta osin samaa mieltä. Myös testosteronin nousu odottaa selvitystään. Metabolisen stressiä on tutkittu pääasiassa vähän harjoitelleilla ihmisillä, joten meidän tulee olla varovaisia vedettäessä johtopäätöksiä. Mekanismit metabolisen stressin taustalla voivat hyvinkin vaihdella eri ihmisillä todella paljon riippuen harjoitustaustasta.
Verenkiertoa rajoittava harjoittelu (BFR) perustuu lähes kokonaan metaboliseen stressiin. Siinä nostetaan yleisesti alle 40% painoja yhden toiston maksimista. Sen on näytetty olevan turvallista ja lisäävään anabolista signalointia, sekä lihaskasvua (Loenneke et al., 2011; Fry et al., 2010). BFR (blood flow restriction) harjoittelu tarkoittaa lihaksen verenkierron rajoittamista harjoittelun aikana. Tähän voidaan käyttää erilaisia laitteita, liinoja tai jopa polvisiteitä. Itse käytän tuollaisia pehmeitä BFR harjoitteluun tarkoitettuja siteitä.
BFR tarkoituksena on estää veren osittainen poistuminen lihaksesta. Verenkierron rajoittaminen aiheuttaa sen, että lihaksen on pakko rekrytoida nopeat anaerobiset lihassolut (eivät käytä happea). Tämä tarkoittaa nopeiden lihassolujen aktivointia jopa todella matalilla intensiteeteillä. Lisäksi veren rajoittaminen paikallisesti johtaa metaboliittien, kuten laktaattien ja vetyionien kasaantumiseen. Tämä voi johtaa suurempaan kasvuhormonin eritykseen verrattuna normaaliin reeniin. Metabolisen stressin vaikutuksesta lihaskasvuun ei olla täysin yksimielisiä, mutta jonkin verran sillä on vaikutusta. Kuitenkin tärkein hypertrofiaan vaikuttava tekijä on mekaaninen rasitus ja BFR harjoittelu ei missään nimessä korvaa normaalia harjoittelua.
Lisäksi BFR harjoittelu sopii erinomaisesti loukkaantuneille, jotta saadaan matalillakin intensiteeteillä aktivoitua nopeita lihassoluja. Lisäksi se on kiva lisä pumppiharjoitteluun reenin loppuun, kuten minulla ylläolevassa videossa.
Käytännön ohjeita:
- Siteen
paksuus 5-10 cm (ei liian ohuita)
- Kiristä
60-70% kireydelle siteet, jos 100% on niin kireälle kuin itse saa.
Tarkoituksena ei ole rajoittaa verenkiertoa täysin. Se on vaarallista ja
typerää.
- Käytä
20%-40% intensiteettejä ykkösmaksimista
- Käytä
siteitä reiden yläosassa tai käsien yläosassa. Ei nivelten päällä.
-
Klusterisarjat hyviä. Esim. 4x15x20% 1RM:stä. 30-60s sarjan välissä. Sen
jälkeen siteet vasta pois. Ja näitä klustereita voi tehdä 2-4. - Järkevästi
toteutettuna täysin turvallista. Käytä valmentajaa apuna, jos et tiedä mitä teet.
Pidemmät tauot – enemmän
lihaskasvua?
Chris Beardsley tuottama infograaffi Lopesin ja kumppanien tutkimuksesta vuodelta 2018 kuvaa hyvin sen, että aina ei kannata harjoitella lyhyillä palautusajoilla. Grafiikka kuvaa hienosti, että metabolista harjoittelua korostaessa voi kokonaisvoluumi oikeastaan jäädä pieneksi, koska lyhyet tauot rajoittavat suorituskykyä. Tämän takia on tärkeä huomioida metabolinen rasitus ilman volyymin pienentymistä. Lyhyet palautukset voivat olla sudenkuoppa. Lisäksi tutkimuksessa todettiin, että pitemmillä palautuksilla saatiin suurempi metabolinen kuorma (laktaattien kertyminen) aikaan. Tämä johtui luultavasti siitä, että pidemmillä palautuksilla voitiin tehdä suurempi määrä työtä ja saatiin kropasta enemmän irti. Alle 30 s tauoilla on todettu voluumin vähenevän yli 50% ja näin korkeampi metabolinen rasitus saadaan aikaan vähentyneellä mekaanisella jännityksellä (Ratames et al., 2007). Tämä onkin erittäin tärkeä huomioida ohjelmoidessa ja rakentaessa progressiivisia ohjelmia. Aina lyhyemmät palautukset eivät ole merkki kehityksestä.
Ahtiaisen ja kumppaneiden (2005) tutkimus on paras lepotauoista oleva tutkimus tähän mennessä. Siinä vertailtiin 2 minuutin ja 5 minuutin lepotaukojen eroja volyymi tasattujen ryhmien välillä, eli ryhmät tekivät yhtä paljon työtä. Lepotaukojen välille ei löytynyt eroja. Ainoa ongelma tässä tutkimuksessa oli, että 2 minuuttia on liian pitkä aika metaboliselle rasitukselle. Olisi ollut erittäin mielenkiintoista nähdä joko 60 sekunnin tai 90 sekunnin lepotauoilla sama tutkimus. Kaikissa muissa aiheeseen liittyvistä tutkimuksissa on mielestäni niin pahoja metodologisia ongelmia, että niistä ei kannata etsiä ratkaisua. Ohjelmoinnissa tuleekin hyödyntää sekä lyhyitä 60-90s lepotaukoja, että pitkiä lepotaukoja. Pitkillä lepotauoilla mahdollistetaan korkea volyymi ja voimatasojen palautuminen, kun taas lyhyillä lepotauoilla saadaan suurempi metabolinen rasitus aikaan. PS. Jos haluaa nähdä erittäin kivoja infotauluja voimaharjoitteluun liittyen, niin suosittelen seuraamaan Chris Beardsleytä tai Strength & Conditioning reserch:in somekanavia.
Metabolisen stressin tärkeydestä ei olla vielä täysin selvillä, koska ei tiedetä johtuvatko muutokset mekaanisesta rasituksesta vai metabolisesta rasituksesta. Näiden kahden erottaminen toisistaan on lähes mahdotonta. Kaiken lisäksi yleensä nämä kaikki tapahtuvat lihasvaurioiden kanssa samaan aikaan, joten tutkiminen on hankalaa, ellei mahdotonta. BFR harjoittelussa voidaan tehdä maltillisilla kuormilla ja saada silti aikaan metaboliittien kasaantumista. Tätä sovellettaessa tutkimuksiin ollaan huomattu, että hypertrofiaa tapahtuu myös erillään lihasvaurioista (Loenneke et al., 2014).
Lihasvauriot
Lihasvauriot voivat olla erilaisia, kuten kudosten makromolekyylien vaurioista aina sarkolemman (lihassolun solukalvon) suuriin repeämiin saakka. Lihastyön tapa, intensiteetti ja harjoituksen kesto vaikuttavat vaurioiden kokoon (Malm, 2001). Kova harjoittelu aiheuttaa vahinkoa z-levyyn ja solun tukirankaan, sekä solun ulkoiseen kalvoon. Tärkein näistä lihasvaurioista taitaa olla z-levyn repeäminen. Sarkomeeri on kahden z-levyn välinen alue. Z-levyn repeäminen tapahtuu kun myofibriilin koko kasvaa ja lateraalinen paine kohoaa. Tämä paine aiheuttaa Z-levyn repeämisen ja tämä taas seuraavan Z-levyn hajoamisen. Tämä jatkuu kunnes koko myofibriili on jakautunut pituussuunnassa. (Folland & Williams, 2007.)
Lihasvauriot saavat aikaan korkeamman satelliittisolujen aktivaation. Satelliittisolut aktivoituvat, kun lihaksessa tapahtuu vauriota. Vaurioituneet lihassolun tulee nopeasti saada uusi tuma korjatakseen kudosten vauriot. Satelliittisolut auttavat tässä lisääntyen ja sulautumalla vaurioituneisiin lihassoluihin. (Dhawan & Rando, 2005.) Tulehduskipulääkkeiden ottamien saattaa estää satelliitti soluja toimimasta kunnolla ja täten vähentävän hypertrofiaa (Bondersen et al. 2004, Bondersen et al. 2006). Toisaalta mekaaninenkin stimulus ilman lihas vaurioita saa aikaan satelliitti solujen aktivoitumisen, joten asia ei ole ihan niin mustavalkoinen (Nguyen & Tidball, 2003). Mutta joka tapauksessa lihaskipuihin ei kannata ottaa buranaa, jos haluaa saavuttaa lihaskasvua.
Eksentrinen harjoittelu näyttäisi aiheuttavan kaikkein suurimmat lihasvauriot (Clarkson et al., 1986). Eksentristä lihastyötä tapahtuu kun lihasjännekompleksin pituus kasvaa. Korkeampi harjoittelun volyymi on myös yleisesti yhteydessä korkeampaan määrään lihasvaurioita (Nosaka et al., 2003). Lihasvauriot vähenevät kun samaa harjoittelua toistetaan uudestaan. Itsestään selvä ilmiö tunnetaan nimellä repeated bout effect (McHugh, 2003). Tämä johtuu siitä, että kroppa adaptoituu liikkeeseen ja vahvistaa tukikudoksia, parantaa motoristen yksiköiden synkronointia, keho oppii jakamaan tasaisemmin työn eri lihassoluille, sekä lihas synergistit toimivat tehokkaammin (Brentano & Martins Kruel, 2011). Harjoittelua tulee siis progressioida ja varioida jatkuvasti, jotta kehitys pysyy tasaisena.
Lihasvauriot heikentävät vomantuottoa, lisäävät jäykkyyttä ja turvotusta, sekä aiheuttavat lihaskipuja (DOMS:eja). Kovien lihasvaurioiden aikana harjoittelu pitää olla tarkasti mietittyä, koska jo submaksimaalinen harjoittelu nostaa sydämen sykettä ja laktaattien tuotantoa korkeammalle kuin normaalisti (Tee et al., 2007). Vaikka suorituskyky kärsii DOMS:ien aikana moni tutkija on sitä mieltä, että niiden aikaansaama tulehdustila ja proteiinien vaihtuvuus on äärettömän tärkeitä lihaskasvulle (Evans & Cannon, 1991; Finkenzeller et al., 1994). Tämähän kuulostaa hyvin järkevältä. Kroppa haluaa suojella lihasta vaurioilta ja vahvistaa sitä tulevilta vaurioilta, mutta asia ei ole kuitenkaan jälleen niin yksinkertainen. Suoraa linkkiä lihasvaurioiden ja lihaskasvun välillä ei ole pystytty osoittamaan. Lisäksi voimakkaat lihasvauriot saattavat jopa inhibitoida lihaskasvua. Vielä ei tiedetä paljonko on sopiva määrä lihasvaurioita maksimaalisen hypertrofisen vasteen aikaansaamiseksi, eikä miten lihasvauriot vaikuttavat eri harjoitustaustan omaavilla henkilöillä. Hypertrofiaa voi saada aikaan myös ilman merkittäviä lihasvaurioita (Wilson et al., 2013), mutta maksimaalisen hypertrofian aikaansaamiseksi voi olla tärkeätä saada lihasvaurioita aikaan. Toisaalta niiden optimaalista määrää ei osata vielä kertoa ja erityisesti kokeneilla harjoittelijoilla lihasvauriot voivat olla tärkeässä roolissa.
Keho vastaa lihasvaurioihin kuten tulehdukseen. Neurotrofiinit, eli hermoston kasvutekijät siirtyvät tulehduksen alueelle ja vapauttavat erilaisia substantteja hoitamaan aluetta. Neurotrofiinit saattavat signaloida muita tulehdustekijöitä lihaksen uudelleen muokkausta varten ja tätä kautta hypertrofiaa, kuten reaktiivisia happilajeja. Neurotrofiinit liitetään reaktiivisten happilajien tuottamiseen. Suoraa yhteyttä ei voida osoittaa, mutta näyttäisi kuitenkin siltä, että oksidatiivinen stressi ja reaktiiviset happilajit saattaisivat signaloida hypertrofista vastetta. Reaktiiviset happilajit signaloivat anaboliaa MAPK väylän kautta. Myös IGF-1 aktivoiminen saattaa olla tärkeä osa anabolisia signalointeja reaktiivisilla happilajeilla. Oksidatiivinen stressi suurentaa c-vitamiinitarvetta karkeasti 50-100%, eli virallisen saantisuosituksen (75mg/vrk) päälle se tekisi 100-150 mg/vrk. Monet käyttävät järkyttävän voimakkaita c-vitamiinilisä ja näiden käyttö voikin vähentää kovan harjoittelun jälkeistä lihaskipua ja nopeutta lihasten toimintakykyä (tutkimuksissa käytetty 1g). Tämä kuulostaa hyvältä, mutta tarkoittaa pienentynyttä harjoitusvastetta ja hitaampaa kehitystä. (Takarada et al., 2000, Uchiyama et al., 2006; Handayaningsih et al., 2011). Eli harjoitusvaste saadaan pienennettyä C-vitamiinilisällä, joka tarkoittaa nopeampaa palautumista, mutta toisaalta pienempää harjoitusvastetta. Tämä siis ”poistaa” osan tehdystä harjoituksesta, jonka takia palautuu nopeampaa. Eli todella suurissa c-vitaminilisien käytössä ei ole järkeä, jos tavoitteena on lihaskasvu.
Yhteenveto
Mekaaninen jännitys on tärkein muuttuja lihaskasvussa
Metabolisella stressillä ja lihasvaurioilla on roolinsa lihaskasvussa
Yhdistä harjoitusohjelmiin kaikkia kolmea
Palautusaikoja ei pidä lyhentää volyymin kustannuksella
Ensi osassa sukelletaan enemmän käytäntöön kun käsitellään eri voimaharjoittelun muuttujia lihaskasvuun tähtäävässä harjoittelussa. Käsittelyssä on mm. voluumi, frekvenssi, paino, harjoitteet, lihaksen toimintatapa, harjoitteiden järjestys ja intensiteetti. Laitan lähdeluettelon viimeisen osan yhteydessä kokonaisuudessaan.
Lihashypertrofia, eli lihassolun koon kasvu, on yksi kirjallisuuden lempiaiheitani. Omassa harjoittelussani tykkään leikkiä enemmän suorituskyvyn kanssa kuin lihaskasvun kanssa, mutta graduni käsitteli joiltakin määrin hypertrofiaa ja erilaiset artikkelit asiaan liittyen ovatkin tulleet hyvin tutuksi. Yksi erittäin mainitsemisen arvoinen kirja lihaskasvuun liittyen on Schoenfeldin Science and development of muscle hypertrophy (2016). Inspiroiduin kovasti hänen teoksestaan ja teksti lainaakin suurelta osin ajatuksiaan sieltä. Lukekaa kirja, jos haluatte kootun, tiiviin paketin aiheesta, kivoilla kuvilla. (PS. kirjassa on noin 150 sivua tekstiä, joten sen jopa jaksaa lukea läpi).
Mikä ihmeen hypertrofia?
Lihashypertrofia voidaan määritellä lihaskudoksen kasvuksi. Lihaksen supistuvien osien hypertrofia tapahtuu lisäämällä sarkomeerejä peräkkäin tai rinnakkain (Katso kuva: Sarkomeeri on lihaksen pienin toiminnallinen osa ja sisältää supistuvat aktiini- ja myosiinifilamentit).
Kun rautaa pumppaa tarpeeksi kauan niin tapahtuu lihaksen kasvua juuri sarkomeereissä. Kaikkien yleisintä on rinnakkain tapahtuva sarkomeerien lisäys. Sarkomeerejä tulee lisää, joten lihas paksuuntuu ja kasvaa. Harjoituksen laatu vaikuttaa sihen, että minkälaista hypertrofiaa tapahtuu. Esimerkiksi eksentrinen harjoittelu vaikuttaa lihassyykimppujen (fasciculuksien) pituuteen. Toistuva kova eksentrinen harjoittelu voi siis johtaa suurempaan sarkomeerien peräkkäiseen hypertrofiaan (Lynn & Morgan, 1994). Peräkkäistä hypertrofiaa voi tapahtua myös konsentrisessa harjoittelussa, jos käytetään maksimaalista nopeutta nostovaiheessa (Alegre et al., 2006).
Sarkoplasmaattinen
hypertrofia
Voimaharjoittelu voi vaikuttaa myös ei-supistuviin elementteihin, eli muihinkin kuin lihakseen. Tällaisia ovat esimerkiksi kollageeni ja solunsisäinen nesteen määrä. Ilmiö tunnetaan nimellä sarkoplasmaattinen hypertrofia. Tällöin henkilö saattaa näyttää lihaksikkaammalta, mutta samanaikaisesti voimatasot eivät nouse, koska sarkoplasmaattinen hypertrofia ei vaikuta supistuviin elementteihin, jotka tuottavat voimaa.
Mistä tämä johtuu?
Glukoosia, eli
hiilihydraattia, varastoidaan lihakseen ja maksaan glykogeeninä. Glykogeeni
sitoo yhtä grammaa kohden 3 grammaa vettä. Mitä enemmän vettä on lihaksessa,
sitä isommalta se näyttää. MacDougall ja kumppanit huomasivat jo vuonna 1977,
että viiden kuukauden harjoittelun jälkeen lihaksen glykogeenivarastot nousevat
noin 66% verrattuna lähtötilanteeseen. Glykogeeni varastojen nosto saattaa olla
juuri ominaista kehonrakennustyyppiselle harjoittelulle, jossa
pääenergianlähteenä on hiilihydraatti ja energiantuottotapana glykolyysi. Harjoituksellisesti
sarkoplasmaattiseen hypertrofiaan liitetään kevyt kuorma ja korkeampi määrä
toistoja. Kun harjoitellaan lihasta väsyttävästi, keho valmistautuu väsymykseen
ja suurentaa glykogeeni varastojaan, kun taas painonnosto- ja
voimannostoharjoittelu perustuu suurelta osin välittömien energianlähteiden
käyttöön ja glykogeenivarastojen nostoa ei tarvita samassa määrin.
Tällä hypoteesilla voidaan osin perustella kehonrakentajien isommat lihakset, mutta hiukan heikommat voimatulokset, verrattuna esimerkiksi voimannostajiin ja painonnostajiin. Toisaalta ei ole mitään näyttöä siitä, että sarkoplasmaattista hypertrofiaa tapahtuisi ilman myofibriilien kasvua. Joten tässä saatettaan oikaista mutkia. Aihe on erittäin mielenkiintoinen ja odotamme lisää tutkimusta aiheen parista.
Miksi kehonrakentajat voivat pitää pitkän tauon harjoittelusta kisojen jälkeen?
Satelliittisolut ja lihaskasvu:
Satelliittisolut eivät nimestään huolimatta liity avaruuteen. Ne ovat soluja, jotka vastaavat lihassolun uudistumisesta ja huoltamisesta. Lihastuma voi vain vastata tietystä määrästä ja osasta sytoplasmaa (solukalvon sisällä oleva solulima). Tyypin II lihassoluilla tuo alue on noin kaksi kertaa suurempi kuin tyypin I lihassoluilla. Lihassolu tarvitsee siis lihastumia, jotta harjoituksen jälkeen rikottu lihas pystyy korjaamaan ja vahvistamaan itseään. Lihaskasvu tapahtuu nimenomaan tässä korjaus ja vahvistus vaiheessa, eli levon aikana. Lihas kasvaa levossa on hyvä kansanviisaus, mutta lihas tarvitsee myös ärsykkeen ennen lepoa, joten pelkkä lepo ei riitä.
Voimaharjoittelu johtaa satelliittisolujen jakautumiseen ja nopeaan lisääntymiseen. Jotkut uusista satelliittisoluista erikoistuvat lihastumiksi, luoden näin uusia lihastumia. Tämä edesauttaa nopeampaa lihassolun uudelleenrakentamista. Tätä nopeaa lisääntymistä ja tumien määrän kasvua pidetään elinehtona hypertrofialle. Satelliittisolut eivät kuitenkaan lisäänny, jollei niillä ole siihen syytä. Ne aktivoituvat, kun tarpeeksi suuri mekaaninen rasitus annetaan lihakselle. Satelliittisolut vaikuttavat myös lihaksen uudistamis-, korjaamis- ja kasvamissignalointireitteihin. (Cornelison & Wold, 1997; Folland & Williams, 2007).
Tiivistäen satelliittisolut luovuttavat tumansa myofibriileille mahdollistaen lihaksen kapasiteetin syntetisoida uusia supistuvia proteiineja. Tuma-solun massasuhde ei muutu, joten satelliittisolujen kyky luovuttaa tumansa on elintärkeä, jos lihas hypertrofiaa halutaan tapahtuvan pitkällä aikavälillä. On huomattu, että huippu voimannostajilla on selvästi suurempi määrä satelliittisoluja ja lihastumia kuin normaaleilla tallaajilla (Kadi et al., 1999; Kadi & Thornell, 2000). Nämä satelliittisolujen muutokset tapahtuvat nopeasti harjoituksen jälkeen, jopa neljän päivän sisällä yhdestä harjoituksesta (Moore et al., 2005).
Miksi Phil Heath ja muut huippukehonrakentajat voivat siis pitää 2-4 kokonaista kuukautta kisojen jälkeen taukoa harjoittelusta ja sitten palata erittäin nopeasti kisakuntoonsa? Syy löytyy luultavimmin satelliittisoluista. Egner et al. (2013) antoivat hiirille 14 päivän testosteronia, joka johti 77% lihashypertrofiaan ja 66% lihastumien kasvuun. Lihassolut palautuivat takaisin lähtötasolle kolmessa viikossa testosteroni kuurin jälkeen, mutta tumien määrä pysyi korkealla vielä kolmen kuukauden ajan. Satelliittisolut ovatkin solun omia muistimekanismeja, jotka auttavat anabolisissa reaktioissa ja nopeuttavat jälleen hypertrofiaa harjoittelun jatkuessa tauon jälkeen. Jo saavutetun lihasmassan takaisin saaminen on siis “helpompaa” kuin uuden rakentaminen.
Hormonit
ja lihaskasvu
Hormonit vaikuttavat
suuresti lihashypertrofiaan, mutta niistä voisi kirjoittaa ja on kirjoitettu omia
kirjoja, joten jätän ne tässä katsauksessa pieneen osaan. Mainitsen muutaman tärkeän
asian hormoneihin liittyen. Hormonien basaalikonsentraatiot (normaali taso)
vaikuttavat kasvuun ja lihaksen uudistumiskapasiteettiin suuresti (Conboy et
al., 2005). Tärkeimmät anaboliset hormonit ovat testosteroni, insulinin kaltainen
kasvutekijä IGF-1, kasvuhormoni ja insuliini. Kasvuhormonia erittyy eniten
syvässä unessa (pois lukien harjoituksen aikainen nousu). Joten muistakaahan
nukkua paljon syvää unta. Kasvuhormoni stimuloi lipolyysiä (rasvojen hajotusta)
ja vaikuttaa ravinteiden sisäänottoon soluun, sekä solujen kasvuun.
Kasvuhormonin anabolinen vaikutus tapahtuu suurimmaksi osaksi IGF-1 kautta. Kasvuhormoni
on steroidihormoni ja sitä ei varastoida solussa varastorakkuloihin, toisin
kuin peptidihormoneihin ja sen vaikutus kehoon on hiukan erilaista.
Kasvuhormonin muutama tärkein tehtävä:
Vahvistaa ja lisää luiden mineralisaatiota
Lisää lihasmassaa sarkomeerisen hypertrofian kautta
Miten steroidihormoni, eli kasvuhormoni, sitten toimii solussa? Steroidihormoni diffusoituu, eli siirtyy, solukalvon läpi ja kiinnittyy reseptoriproteiiniin. Tämä reseptori yhdessä steroidihormonin kanssa siirtyy tai siirretään tumaan ja siellä se sitoutuu DNA-juosteeseen kromosomissa. Siellä tapahtuu transkriptio, jossa RNA-polymeraasiin kopioidaan DNA:ssa oleva geneettinen koodi. Tämä geneettinen koodi on tällä kertaa se, että missä järjestyksessä aminohapot asetellaan proteiiniksi. RNA:ssa on nyt siis tieto siitä, miten proteiini tulee rakentaa. Sen eteen lisätään m-kirjain ja saadaan mRNA (messenger RNA), se diffusoituu sytoplasmaan, eli solukalvon sisällä olevaan solulimaan ja edistää translaatiota ribosomeissa. Translaatiossa mRNA:n sisältämä tieto käännetään geneettisen koodin mukaisesti aminohappojen järjestyksesi. Ribosomin pinnalla tapahtuu itse proteiinisynteesi. Eli steroidihormoni saa aikaan sen, että DNA:sta kaivetaan tieto mihin järjestykseen aminohapot pitää asettaa, jotta saadaan aikaan haluttu proteiini. Tämän jälkeen viedään viesti tästä eteenpäin ja rakennetaan itse proteiini. Steroidihormoni edistää siis translaatiota, mutta vaikutus on suhteellisen hidasta.
Kasvuhormonin eritystä stimuloivat tekijät
Kasvuhormonin eritystä inhiboivat (estävät) tekijät
Alhainen veren glukoosi
Korkea veren glukoosi
Alhainen veren rasvahappopitoisuus
Korkea veren rasvahappopitoisuus
Nälkiintyminen tai paasto, proteiinien puute
Ikääntyminen
Trauma, stressi, jännitys
Liikalihavuus
Liikunta
Kehon ulkopuolinen kasvuhormoni
Testosteroni, estrogeeni
Somatomediinit
Syvä uni
Muut tärkeät hormonit
lihaskasvun kannalta
Testosteronia on miehillä
keskimäärin kymmenkertainen määrä verrattuna naisiin. Tämän uskotaan olevan syy
siihen, miksi miehillä on yleensä suurempi määrä lihasta kuin naisilla. (Harridge,
S., 2007.) Testosteroni vaikuttaa suoraan proteiinisynteesiin ja lisää muita
anabolisia hormoneita verenkierrossa, kuten kasvuhormonia ja IGF-1:sta.
Näistä anabolisista
hormoneista harjoittelulla ei ole vaikutusta Insuliiniin. Harjoittelu saattaa
jopa estää sen eritystä. Insuliiniin voi vaikuttaa erilaisilla ravitsemuksellisilla
asioilla kuten makroravinteiden määrällä ja ajoituksella.
Akuutilla hormonaalisella vasteella on jonkinlainen yhteys hypertrofiaan ja aivolisäkkeen erittämän kasvuhormonin määrän kanssa. Metaboliittien kertyminen vaikuttaa akuutin hormonaalisen vasteen määrän. Erityisesti H+-ioni on toimiva kasvuhormonin akuuttia eritystä lisäävänä. Kansankielisemmin H+-ioni tunnetaan maitohappona. Esimerkiksi maksimivoimaharjoittelu tuottaa paljon pienemmän akuutin kasvuhormonivasteen verrattuna kehonrakennusharjoitteluun, koska toistomäärät ovat lyhyempiä. Testosteronin akuutista vasteista on paljon erilaisia tutkimuksia, luultavammin, koska sukupuoli, ikä ja harjoitustausta vaikuttavat niin suuresti testosteronin synteesiin ja näin syntyy ristiriitaisia tuloksia. Akuuttia hormonaalista vastetta ei voida suoraan yhdistää lihaskasvuun, mutta sillä saattaa olla jonkinlainen merkitys sen kanssa. Yksi esitetyistä vaihtoehdoista on se, että sen pääasiallinen tehtävä saattaakin olla ravinteiden mobilisointi lihaskasvua varten.
Myokiinit
Myokiinit on uusi nimi sytokiineille, jotka ovat proteiinirakenteisia solujen välisiä viestinnän välittäjäaineita. MGF:ää (Mechano growth factor) pidetään erittäin tärkeänä myokiininä lihaskasvua varten. MGF:än nousua on erityisesti havaittu hyvin lihashypertrofiaan respondoivilla ihmisillä ja se saattaakin olla tärkeä osa prosessia lihaksen uudelleen muokkauksessa ja hypertrofiassa (Bamman et al., 2007). MGF:ällä on anabolinen ja antikatabolinen vaikutus. Se stimuloi suoraan lihasproteiinisynteesiä ja inhibitoi proteiinien hajoitusta vähentämällä transkription aktiivisuutta. Lisäksi MGF vaikuttaa satelliittisoluihin aktivoitumiseen ja nopeaan lisääntymiseen, mutta ilmeisesti ei erillaistumiseen (Hill & Goldspink, 2003; Yank & Goldspink, 2002).
Interleukiinit ovat myös myokiinejä, jotka vaikuttavat harjoituksen jälkeen positiivisesti satelliitti solujen nopeaan lisääntymiseen ja satelliittisolujen tumien luovuttamiseen. Nämä vaikuttavat myös kollageenin synteesiin. (Serrano et al., 2008.) Harjoittelu nostaa akuutisti IL-6 tasoja jopa 100 kertaisiksi. Tunnetuin interleukiini taitaa olla myostatiini. Myostatiini on lihaskasvun negatiivinen säätelijä. Se vähentää myofibrillistä proteiinisynteesiä ja saattaa vaikuttaa satelliitti solujen aktivaatioon (Zanou & Gailly, 2013). Lihasmassa tuplaantuu hiirillä, joilta on häiritty myostatiinigeeniä (McPherron et al., 1997). Lukuisia muitakin myokiinejä on löydetty ja löydetään jatkuvasti. Näiden vaikutuksia tutkitaan jatkuvasti ja tulevaisuudessa olemmekin asian suhteen huomattavasti fiksumpia.
Ensi osassa keskitytään hypertrofian mekanismeihin. Laitan lähdeluettelon viimeisen osan yhteydessä kokonaisuudessaan.
Olen pääkaupunkiseudulla vaikuttava voima-, fysiikka- ja yleisurheiluvalmentaja. Valmentajana olen toiminut kohta 10 vuoden ajan. Olen erityisen kiinnostunut urheilijoiden suorituskyvystä ja harjoittelun yksilöllisistä eroista urheilijoilla sekä periodisaatiosta. Saan urheilijat suoriutumaan lajissaan paremmin.
Tämä sivusto on luotu aputyökaluksi valmentajille, jotka haluavat perustaa valmentamisensa tieteelliseen näyttöön. Alalla on vielä paljon käytössä vanhentuneita toimintatapoja, jotka heikentävät urheilijoiden suorituskykyä. Pyrin jakamaan tieteellistä tietoa ja auttamaan objektiivisesti kaikkia valmentajia.