Hypertrofie
Spiergroei, ook wel hypertrofie genoemd, betekent dat de dwarsdoorsnede van een spier groter of dikker wordt. Spiervezels groeien meestal in de breedte. Met een grotere dwarsdoorsnede, kan de spier meer kracht leveren.
Satellietcellen, een soort stamcelkernen, kopiëren zichzelf en fuseren met de spiervezels tijdens het herstel na de training. Spieren nemen dus toe in grootte en vooral in dikte, tenminste als de prikkel sterk genoeg is.
Myonucleaire toevoeging: de toevoeging van spiercelkernen
Spierherstel is een immuunrespons
In feite beschadig je een spier tijdens een training, er ontstaan kleine scheurtjes. Dit geeft een ontstekingsreactie, waardoor het herstel op gang komt. Er worden nieuwe eiwitten ingebouwd. De celkernen bevatten de blauwdrukken (het DNA) met de instructies voor welke eiwitten er bijgemaakt moeten worden. Als een spiercel te groot wordt voor één zo’n kern om aan te sturen, zorgen de satellietcellen ervoor dat er celkernen bij gekopieerd worden, zodat er sneller op meer plekken aansturing plaats kan vinden voor het maken van de eiwitten. Een spiercel kan trouwens wel zo lang zijn als de hele spier zelf!
De toevoeging van celkernen lijkt vrijwel permanent te zijn. Dit verhoogt de capaciteit voor spiereiwitsynthese van de spiervezel dus voor vele jaren, wat het fenomeen spiergeheugen (muscle memory) verklaart.
Daarnaast is er ook een toename van vocht in de spieren, wat ook bijdraagt aan toename van spiervolume. Dit noemen we sarcoplasmatische hypertrofie.
Wat zijn de mechanismen van spiergroei?
De drie belangrijkste mechanismen die we gaan bespreken, zijn:
- Spierspanning
- Metabole stress
- Spierschade.
In het kort zet je een spier onder spanning, waarbij metabole stress en wat kleine schade kan ontstaan. De spier gaat dan herstellen tot een punt waar hij beter of sterker is dan eerst, om de toegediende prikkel beter aan te kunnen de volgende keer. Dit noemen we adaptatie.
Idealiter dien je op die piek van de aanpassing een nieuwe trainingsprikkel toe, zo bouw je steeds verder op. Zou je namelijk te lang wachten, wordt het normale evenwicht weer hersteld (homeostase).
Denk weer even terug aan het Fitness-Fatigue-model. Dat werkt in principe hetzelfde:
Trainingsprikkels voor progressie: progressive overload
Idealiter is deze trainingsprikkel een vorm van belasting die elke keer wat zwaarder kan worden.
Dit betekent simpelweg het progressief belasten van een spier, waarbij er na verloop van tijd meer belasting moet worden opgelegd, met meer verricht werk. Ofwel: Er moet meer werkvolume plaatsvinden. Dit kun je op drie manieren bereiken.
Je kunt ophogen in:
- gewicht
- sets
- herhalingen
De combinatie van deze factoren, waarbij je streeft naar progressie, is hierbij het doel. Progressie in de sportschool, zal leiden tot progressie in je fysiek. Je kunt echter niet oneindig blijven ophogen in sets of herhalingen, dus ophogen in gewicht is de meest praktische manier.
Spierspanning
Spierspanning gepaard met spieractiviteit is het voornaamste mechanisme achter spiergroei. Wanneer je spanning op een spier plaatst, vervormen de spiervezels en dit zet chemische activiteiten in gang (mechanotransductie). De spiervezels laten groeifactoren zoals IGF-1 los en eiwitten die aangeven dat er een ontsteking is (myokinen), zoals interleukine-6 (IL-6).
Het enzym mTOR verzamelt en monitort 4 belangrijke signalen om spiergroei te reguleren:
- Groeifactoren
- Energiestatus
- Zuurstof beschikbaarheid
- Aminozuren beschikbaarheid
mTOR - het commandocentrum, stuurt deze informatie naar je celkernen, die functioneren als een soort hoofdkwartieren. Zij ontvangen de opdracht om bepaalde stukken van je DNA af te lezen en te vertalen naar het maken van bepaalde eiwitten die nodig zijn voor spiergroei. Die eiwitten worden gebouwd uit losse beschikbare aminozuren.
mTOR werkt als een soort commandocentrum, waar alle signalen verzameld worden en opdrachten worden gegeven.
Mechanotransductie is dus het pad waarmee cellen zich aanpassen aan mechanische krachten en het is een lokaal proces, het gebeurt dus alleen in de spier of het deel van de spier dat getraind wordt.
Spiergroei is een lokaal proces, het straalt niet uit naar naastliggende spieren.
Metabole stress
Een ander mechanisme dat mogelijk bijdraagt aan spiergroei is metabole stress. Dit is een term die bedacht is voor de ophoping van bij- en afvalproducten van de celstofwisseling die ontstaan als een spier kracht moet leveren. Daarvoor is energie nodig, wat uit verschillende bronnen kan komen.
Bij het omzetten van deze energie ontstaan o.a. lactaat, fosfaat en waterstofionen (H+) Dit gaat vaak gepaard met een opgebouwd zuurstoftekort, hypoxie genaamd. Dit wordt meestal omschreven als 'verzuring', 'spierpomp' of 'burn'. Er is nog geen duidelijke wetenschappelijke definitie voor, het is meer een populaire term die hiervoor gebruikt wordt tegenwoordig.
Wat is verzuring precies?
Door de ophoping van waterstofionen (H+) daalt de pH, wat dus letterlijk verzuring (acidose) veroorzaakt. Dit in tegenstelling tot lactaat (melkzuur), wat ontstaat bij de afbraak van glucose voor het vrijmaken van energie. Lactaat wat in de bloedbaan komt, wordt in de lever weer omgezet naar glucose en daar wordt wat H+ voor gebruikt en dus weggevangen. Lactaat werkt dus als een soort buffer (iets wat de verandering in de zuurgraad afremt). Lactaat voorkomt dus juist verzuring en verlaagt de vermoeidheid een beetje.
Metabole stress ontstaat vooral bij inspanning waarbij een hoge behoefte is aan glucose en neemt vooral toe bij constante spanning (veel herhalingen) of bij training waar de bloedafvoer afgekneld wordt, zoals KAATSU.
De ‘pomp’, de ‘burn’, ‘verzuring’: Allemaal benamingen voor metabole stress
Wat zegt het onderzoek over metabole stress?
Metabole stress kan op verschillende wijzen bijdragen aan spiergroei, maar het bewijs hiervoor is vrijwel volledig gebaseerd op onderzoeken gedaan op geïsoleerde cellen in een lab, dus niet in levende mensen zelf.
Met uitzondering van extreme gevallen zoals het trainen met gedeeltelijke afknelling van bloedafvoer (KAATSU) en sets met zeer veel herhalingen, is er geen bewijs dat metabole stress op zichzelf een belangrijke rol speelt bij spiergroei (dus onafhankelijk van mechanische spanning). Sterker nog, in veel gevallen waarbij metabole stress als voordelig werd aangedragen voor spiergroei, bleek het zelfs nadelig te zijn.
Spierschade
Met spierschade bedoelen we het ontstaan van kleine (micro)scheurtjes, of grotere, maar dat zijn meestal al blessures. Deze scheurtjes leiden tot ontsteking en herstel van de spier.
Veel spierschade is niet nodig voor spiergroei. Te veel spierschade kan spiergroei zelfs verhinderen. De hoofdreden hiervan is dat je langer van spierschade moet herstellen en dit zorgt er vervolgens voor dat je de eiwitsynthese minder vaak kunt stimuleren, omdat je minder vaak zult kunnen trainen.
De eiwitsynthese heeft een relatief lage drempel, dus er is geen reden om spiervezels helemaal kapot te maken. Te veel schade kan ervoor zorgen dat je dagen bezig bent met herstellen en dat je moeilijk kunt adapteren. Je wilt de spiervezels stimuleren i.p.v. ze afbreken. Meer is niet altijd beter.
Buitensporige spierpijn duidt op flinke spierschade en is dus niet iets wat je elke training na wilt streven. Deze spierpijn wordt ook wel Delayed Onset Muscle Soreness (DOMS) genoemd.
Lees meer in ons artikel ‘Spierpijn na het sporten, vriend of vijand?
Ontsteking is onderdeel van spiergroei
Ontsteking, oftewel inflammatie, is een wezenlijk onderdeel van spierherstel. Je wilt dit ontstekingssignaal dus niet onderdrukken met ontstekingsremmers zoals ibuprofen, naproxen of diclofenac (NSAIDs). Dit kan juist herstel en dus spiergroei beperken. Paracetamol kan altijd, dat is alleen gericht op pijnstilling.