Hogyan erősödnek az izmok?

A köznyelvben használt ”izmosodás” kifejezés alatt valójában a különféle terhelések, erősítő edzések hatására bekövetkező izomtömeg növekedést értjük. Az izomtömeg növekedés egyfajta szöveti adaptáció (alkalmazkodás), amelynek értelemszerűen semmi köze az esztétikumhoz (az agyad magasról tesz rá, hogy Te beach-body-ra vágysz), egyszerűen evolúciós okokra vezethető vissza. Az emberi szervezet minden körülmények között igyekszik megfelelni azoknak az igényeknek, kihívásoknak, amelyek a mindennapokban érik. Folyamatosan változik, adaptálódik attól függően, hogy milyen terhelésekkel kell szembenéznie. Ha inaktív vagy, nincs sok értelme annak, hogy a rendelkezésre álló korlátozott mennyiségű energiát a mozgás szervrendszerének (izom, csontok, kötőszövet) fejlesztésére pocsékolja, így más folyamatokat – mondjuk a zsír formájában történő raktározást – támogat. Ha azonban rendszeresen, és egyre növekvő mértékben terheled (mondjuk egy okosan felépített edzéssel), a szervezeted érzi, hogy nagy szükség van az izmokra, igyekszik megfelelni az elvárásoknak, tehát a rendelkezésre álló energiát arra (is) felhasználja, hogy növelje azok teljesítőképességét.

Az izomerő növekedése tehát voltaképp egy végtelenül érthető és logikus adaptációs mechanizmus. Ahhoz azonban, hogy a gyakorlati megvalósulása (azaz az izomerősítés) hatékony legyen, sajnos az átlagosnál jóval mélyebben át kell látnunk magát a folyamatot, hogy megértsük azokat a bizonyos, csupa nagybetűs ÖSSZEFÜGGÉSEKET, amelyek megértése nélkül egyébként nem is lenne szabad pácienshez/vendéghez nyúlnunk. Például azt, hogy

1. az izomerő növekedése nem feltétlenül jár együtt az izomtömeg növekedésével, azaz úgy is erősödhetsz, hogy nem nő az izomtömeged
2. nem minden izomtömeg növekedés jelenti azt, hogy valójában (funkcionálisan) erősebb lettél

Ebben az írásban ezt a két jelenséget fogom részletesen körül járni, ezen keresztül igyekezvén elmagyarázni az izomerősítés alapvető törvényszerűségeit. Kezdjük az elsővel!

1. Vajon az izomerő növekedése minden esetben együtt jár-e az izomtömeg növekedésével?

Te is tapasztalhattad már, hogy ha erősítő edzésbe kezdesz, a szöveti adaptáció (azaz az izomtömeg látványos növekedése) bizony hosszú hónapokat vesz igénybe. Ennek ellenére már néhány edzés után érezhetően nő az izmaid ereje, magyarul akkor is erősödsz, amikor ennek még semmilyen látványos jele nincs. Vajon ez csupán önámítás, vagy valódi változások állnak a háttérben? Hasonlóképp találkozhattál már azzal a megmagyarázhatatlannak tűnő jelenséggel is, hogy egy láthatóan kevésbé izmos ember nagyobb erőkifejtésre képes, mint a duzzadtabb izomzattal rendelkező. Mi lehet a rejtély magyarázata?

Fenti két jelenség azt sugallja, hogy

• az izomerő már akkor is nőhet, amikor az izmok átmérője még változatlan (mondjuk egy erősítő program elején), valamint
• a nagyobb izomtömeg nem feltétlenül jelent nagyobb izomerőt

Nézzük, milyen mechanizmus áll az elsőre furcsának tűnő történések mögött!

Az izomerő növekedéséhez két fő élettani változás járulhat hozzá, a szöveti adaptáció, azaz az izomtömeg növekedése, és az idegrendszeri adaptáció, azaz bizonyos neurális változások. Ahhoz, hogy megértsük a fenti két jelenséget, meg kell ismerkednünk az utóbbival, azaz az idegrendszeri adaptációval.

Az idegrendszeri adaptáció

Amikor erősítő programba fogsz, az első változás az ún. idegrendszeri adaptáció. A kutatások szerint nagyjából két hétig tartó, megfelelően felépített erőedzés elegendő ahhoz, hogy a neurális adaptáció bekövetkezzen, azaz erősödj, mindezt úgy, hogy szinte hangyányit sem nőtt az izmaid keresztmetszete. De vajon mit is takar a neurális adaptáció?

Akaratlagos mozgásainkat az agykéreg indítja úgy, hogy elektromos impulzust bocsájt ki. Ez az impulzus a gerincvelőn és a mozgató idegek (motoneuronok) nyúlványain (axonok) keresztül jut el az izomrostokig, amelyek működésbe lépnek, így létrejön az izomkontrakció, azaz az összehúzódás. Az erőkifejtés mértéke az elektromos impulzusok frekvenciájától (gyakorisága, sűrűsége) függ. Minél nagyobb frekvenciájú impulzusok érkeznek a motoneurontól, annál nagyobb erővel húzódnak össze az izomrostok és annál nagyobb erőt fejt ki az izom. Ezt a jelenséget frekvencia modulációnak nevezzük. A központi idegrendszer tehát az impulzusok sűrűségének szabályozásával képes az erőkifejtés mértékének szabályozására, növelésére vagy csökkentésére.

Az erőkifejtés mértéke azonban nem csak az impulzusok frekvenciájától, hanem a bekapcsolódó motoros egységek számától is függ, amit szintén elsősorban az agy szabályoz. Motoros egységnek egy motoneuront és az általa beidegzett izomrostokat együttesen nevezzük. Minden motoneuronból csak egyetlen axon indul el az izmok irányába, de az izomhoz elérve az axon szerteágazik, és az egyes izomrostokhoz már csak egy-egy ágacskája fut be. Egy motoneuron tehát több izomrostot is beidegez, és az adott motoneuronon érkező ingerület egyszerre valamennyi általa beidegzett izomrosthoz eljut. Minden egyes izomban számos motoros egység található, és az egy motoros egységhez tartozó rostszám is rendkívül változatos.

Az adott izom erőkifejtésének mértékét bizony az is meghatározza, hogy az adott elektromos impulzusra válaszul egyidejűleg hány motoros egységet kapcsol be az agy. Minél több motoros egység kapcsolódik be egyszerre, annál nagyobb lesz az izom erőkifejtésének mértéke, hisz ez azt jelenti, hogy az agy az izomrostok nagyobb arányát képes egyszerre aktiválni és működtetni. Az idegrendszer tehát képes arra, hogy befolyásolja az erőkifejtés mértékét azáltal, hogy szabályozza

1. a bekapcsolódó motoros egységek számát (intramuszkuláris koordináció)
2. az impulzusok frekvenciáját (frekvencia moduláció)

Az erőkifejtés mértékét tehát két úton növelheti az idegrendszer, több motoros egység bekapcsolásával, és/vagy a már bekapcsolt motoros egységekbe küldött impulzusok frekvenciájának növelésével. És íme a lényeg: a megfelelő edzéssel mindkét készség igen gyorsan, már néhány hét alatt fejleszthető. Ilyenkor tehát nem az izmod, hanem az idegrendszered adaptálódik a nagyobb terheléshez, magyarul nagyobb erőkifejtésre leszel képes anélkül, hogy az izomtömeged nőne. Ez tehát a magyarázat arra, hogy az edzések hatására relatíve gyorsan, az izomtömeg növekedését megelőzve erősödsz, de arra is, hogy egy kisebb izomtömeggel rendelkező ember nagyobb erőkifejtésre lehet képes, mint egy nagyobb izomtömeggel rendelkező.

A neurális adaptáció egyik legmeghökkentőbb bizonyítéka egyébként az, hogy az egyik végtag edzése az ellen oldali, egyáltalán nem edzett végtag izmaiban is erőnövekedést okoz (2). Ezt a technikát sportrehabilitációs körökben cross-education-nek nevezzük és erőteljesen ki is aknázzuk. Például olyankor, amikor egy sérülés miatt a végtag mozgatása tiltólistás, ugyanakkor valamilyen módon szeretnénk megőrizni a sérült izom erejét.  Egyszerűen csak adekvát erősítő programot végzünk az ellen oldali, ép végtagon, és boldogan figyeljük, hogyan erősödik (pontosabban hogyan nem veszít az erejéből annyit, amennyit enélkül veszítene) a beteg izom.

2. Vajon az izomtömeg növekedés törvényszerűen együtt jár-e azzal, hogy az egyén funkcionálisan is erősebbé válik?

Ahhoz, hogy a kérdésre adott válasz (ami egyébként egy teljesen egyértelmű „nem” lesz) érthető legyen, meg kell ismerkednünk az izomerő növekedés másik, jóval ismertebb aspektusával, a szöveti adaptációval.

A szöveti adaptáció

A szöveti adaptáció azt jelenti, hogy az izom szerkezetében, méretében és/vagy összetételében következnek be változások.  Ez a folyamat jóval lassabb, mint a neurális adaptáció,  hónapokig tart, mire megjelennek az első látványos jelek. Az emberi erőkifejtés szempontjából az izomrost átmérője és hossza számít a legfontosabb paraméternek.

• Az átmérő (vagy keresztmetszet) ugyanis az izomösszehúzódás erejét befolyásolja, tehát minél nagyobb az izomrost átmérője, annál nagyobb az izom erőkifejtő képessége
• A rostok hossza pedig az összehúzódás sebességét befolyásolja, tehát minél hosszabb egy izomrost, annál nagyobb rövidülési sebesség elérésére lehet képes, magyarul annál gyorsabban képes összehúzódni

A fentiek alapján az izom szöveti adaptációjának máris több változata körvonalazódik. Az izom ugyanis képes hosszában, illetve keresztmetszetében is nőni, mindkettőt hipertrófiának nevezzük.

A, Az izom keresztmetszetének növekedése

A legismertebb szöveti adaptáció az izom keresztmetszetének növekedése, amit jóleső érzéssel („látványosan izmosodom”) szoktunk nyugtázni. Az izom keresztmetszet növekedését további két fő típusra oszthatjuk, a miofibrilláris és a szarkoplazmatikus hipertrófiára. Funkcionálisan hatalmas különbség van a kettő közt, tehát nagyon nem mindegy, hogy melyik lesz domináns a fejlődésed során.

a, miofibrilláris hipertrófia

Miofibrilláris hipertrófia során az izomrostok vastagabbá válnak, hisz új szarkomerek és miofibrillumok (mindkettő az izomrost alkotóeleme, lásd az alábbi képen) képződnek (3), így az egyes izomrostok átmérője növekszik, ettől pedig összességében a teljes izom is vastagabbá válik.

Ez az ún. „jó”, azaz funkcionális izmosodás😊. Jelenlegi tudásunk alapján a miofibrilláris hipertófia voltaképp a rendszeresen végzett edzések hatására bekövetkező sorozatos mikrosérülések regenerációja során jön létre (4). Nézzük, hogyan is zajlik ez a folyamat?

Edzés hatására mikrosérülések keletkeznek az izomrostokban (pontosabban az izomrostokban található szarkomerekben és miofibrillumokban), majd elindul ezek regenerációja. Első körben aktiválódnak az izomrostokban található ún. szatellit sejtek.

A szatellit sejtek különféle hormonális hatások következtében először osztódni kezdenek (proliferáció), majd összekapcsolódnak egymással és a sérült miofibrillummal (fuzionálás), végül a miofibrillumokhoz hasonulnak (differenciálódás) és létrejön az új, egészséges miofibrillum. Az izomrost tehát nem csak, hogy regenerálódik, de a fúzió miatt vastagabbá is válik, ráadásul még több sejtmagja lesz.

Az izom keresztmetszete, és ezzel egyidejűleg az izomtömeg növekedését tehát a mikrosérülések regenerálódása biztosítja.

Ugyanakkor fontos tisztában lenni a ténnyel, hogy az izomfejlődéshez nem feltétlenül szükséges a mikrosérülés. Ez nem véletlen, nem is tervezői hiba, egész egyszerűen lehetetlen lenne mind a 650 vázizmunkat rendszeresen oly mértékben terhelni, hogy mikrosérülések keletkezzenek bennük. A másik oldalról viszont nem csak annak a néhány erőteljesebben terhelt izomnak, hanem minden egyes izmunknak adaptálódnia (fejlődnie) kell annak érdekében, hogy a test harmonikusan fejlődjön, ne alakuljanak ki izomegyensúly megbomlások és meg tudjuk őrizni funkcióképességünket. Szerencsére a genetikai szabályozásnak köszönhetően a teljes vázizomzat képes harmonikusan fejlődni és növekedni, már amennyiben a test ennek megfelelő edzésterhelést kap. Az edzés alatt kialakuló mechanikai feszülés ugyanis az ép, mikrosérülést nem szenvedett izmokban is aktiválja a szatellit sejteket, vagyis ugyanaz a folyamat lezajlik, mint amit a mikrosérülések kialakulása esetén már láthattunk, méghozzá anélkül, hogy az összes izmunknak akkora terhelést kellene adnunk, hogy sérülések keletkezzenek bennük. Nagyon úgy tűnik azonban, hogy a mikrosérülések nélküli izomtömeg növekedés a kevésbé terhelt izmokban csak akkor következik be, ha vannak erősebben terhelt nagy izmok is, tehát egyidejűleg zajlik a mikrosérüléses folyamat is. Magától - pusztán egy kis erősítésecskétől - tehát nem nő az izmunk:) Klasszikusan a nehéz, egyszerre több izmot igénybe vevő funkcionális alapgyakorlatok (pl. guggolások, kitörések, emelések stb.) azok, amelyek ideálisak a teljes izomzat harmonikus fejlesztésére, és az izolált, egy-egy izmot/izomcsoportot terhelő gyakorlatok (pl. súlyzós biceps erősítés stb.) azok, amelyek erre alkalmatlanok.

b, szarkoplazmatikus hipertrófia

Az izom keresztmetszet növekedésnek azonban van egy másik, sok szempontból kevésbé szerencsés formája, az ún. szarkoplazmatikus hipertrófia, amely elsősorban a nem igazán funkcionális, ún. „látványizmok” kialakulását eredményezi. A szarkoplazma az izomrost sejtplazmája, amely a miofibrillumok közti teret tölti ki. A szarkoplazmában találhatóak a raktározott tápanyagok (köztük a glikogén és az ATP), enzimek, ionok és fehérjék, illetve a sejt víztartalma. Egy bizonyos típusú terhelés, méghozzá jellemzően a rendszeresen kis súlyokkal és nagy ismétlésszámmal végzett edzések hatására a szarkoplazma egyre több glikogént tárol el, ami bizony jó sok vizet megköt. Ettől megduzzadnak ugyan az izomrostok, ám ez a méret növekedés nem jelent valódi izomerő növekedést, hisz csupán az izomrost víztartalma nőtt meg, a miofibrillumok és a szarkomerek száma nem.

B, Az izom hosszának növekedése

A fentebb tárgyalt két esetben tehát az izom keresztmetszete növekedett meg, az „átlagember” ezt nevezi úgy, hogy „izmosodik”, „izmot épít”. Van azonban egy harmadik típusú hipertrófia is, amikor az izom hossza növekszik. A mechanizmus hasonló az eddigiekhez, a különbség az, hogy a mikrosérülések regenerációja során az új szarkomerek nem párhuzamosan, hanem sorosan kapcsolódnak a régi szarkomerekhez, így nem az izom keresztmetszete, hanem a hossza nő.  Ez jellemzően akkor történik, ha az izmot nyújtott állapotban eddzük.

Az eddigiekből láthatjuk tehát, hogy az izomtömeg növekedése nem feltétlenül jár funkcionális erősödéssel. Ha a szarkoplazmatikus hipertrófia válik hangsúlyossá, az izom szinte csak felpuffad, de valójában nem lesz erősebb, és a duzzadó izmot körülölelő, megfelelő mértékű és minőségű lazítás híján merevvé és rugalmatlanná váló, a mozgásokat erősen korlátozó és az ízületeket összepréselő kötőszövetről még nem is beszéltünk!. Ezért olyan fontos a professzionális edzés- (és rehabilitáció) tervezés!

Most, hogy már értjük, hogyan, milyen módokon képes nőni és/vagy erősödni az izom, végezetül néhány (abszolút alapszintű) gyakorlati tanács, információ:

• az izomerő kizárólag akkor nő, ha az izmokat olyan stressz éri, amely különbözik azoktól a stresszhatásoktól, amelyekhez korábban már adaptálódott. Ez azt jelenti, hogy vagy a terhelés mértékét kell növelni (pl. egyre nagyobb súlyokat mozgatni), vagy annak minőségét kell megváltoztatni (más típusú terhelést adni, változtatgatni a gyakorlatokat) az adaptációs mechanizmus beindításához és aktívan tartásához. Ha a test folyton ugyanazt a terhelést kapja, az izomerődet ugyan megőrizheted, de fejlődni nem fogsz. Persze kérdés, mi a cél, és meddig érdemes/szeretnéd növelni az izmok erejét😊
• a leggyorsabb és legnagyobb mértékű erőnövekedést a nagy ellenállás ellen kifejtett izomkontrakciók (azaz a klasszikus erősítő edzések) váltják ki. Erősítő edzést életkortól és edzettségi állapottól függetlenül bárki végezhet (és célszerű is végeznie), értelemszerűen az edzésterv összeállításakor figyelembe kell venni az egyéni sajátosságokat
• az öregedés által okozott sejtszintű változások csökkentik az izomtömeget, ezt hívjuk sarcopeniának. Szerencsére ez a folyamat nem csak, hogy megállítható, de vissza is fordítható rendszeres erősítő edzéssel. Minden embernek szüksége van erősítésre, és ez az idősödő emberekre különösen igaz
• az ellenállással szemben végzett edzések nem csak az izmot, de a kötőszövetet is erősítik, így a sérülések megelőzésében és a rehabilitációban is szerepet játszanak
• az izomerő csak úgy növelhető, hogy a mechanikai stresszel mikrosérüléseket okozol, majd biztosítod a regenerálódáshoz szükséges pihenést. Ne feledd, az izomtömeg nem az edzés, hanem a pihenés (regenerálódás) során nő! Ha kihagyod a pihenő fázist, az építő folyamat megfordulhat, és katabolikus, azaz lebontó folyamattá alakulhat
• ahhoz, hogy a protein szintézis meghaladja a protein lebontást (magyarul épüljön az izom), elengedhetetlen az adekvát protein bevitel (különös tekintettel az esszenciális aminosavakra), tehát oda kell figyelni a megfelelő táplálkozásra is. Miután a legtöbb ember nem ért a sporttáplálkozáshoz, érdemes szakemberhez fordulni
• az erőnövekedés üteme és mértéke számos tényezőtől függ (edzettség, nem, életkor, edzés jellege), így nincsenek általános érvényű igazságok. Óvakodj a „2 hét alatt formás popsi” és hasonló jellegű bullshitektől! Az izomhipertrófia időigényes folyamat, a látható eredményekre hetekig/hónapokig kell várni, hisz ahogy írtam, eleinte inkább az idegrendszer adaptálódik, képessé válva arra, hogy egyre hatékonyabban aktiválja az izmokat
• az izomépülés szempontjából az alkalmazott súly és ismétlésszám nagyon fontos tényező. Minél nagyobb súllyal dolgozol, annál több rost kapcsolódik be a munkába. Hiába végzel 30 ismétlést, ha a súly nem elég nagy, az izomrostoknak csupán töredékét edzed majd, tehát nem fogsz fejlődést tapasztalni. A sérüléseket ugyan javítja a szervezet, de az izom keresztmetszete nem nő. Ha viszont nem az edzettségi szintednek megfelelően állítod össze az edzéstervet (magyarul túltolod), akár komoly és maradandó sérüléseket is szerezhetsz. Tessék okosan tervezni, de még jobb, ha hozzáértő szakemberre bízod az edzéstervezést! A helyes edzéstervezés brutál mély és összetett tudást, rengeteg gondolkozást, utánaolvasást, illetve folyamatos szakmai fejlődést igényel, így – akárcsak az élet egyéb területein – a megfelelő szakembert valószínűleg itt is nagyítóval kell keresni.

Feövenyessy Krisztina
a Feövenyessy Medical Fitness Akadémia vezetője

1. Váczi M. A vázizom működésének neuromechanikai alapjai. Pécsi Tudományegyetem Természettudományi Kar Sporttudományi és Testnevelési Intézet.Pécs, 2015 (http://tamop-sport.ttk.pte.hu/tananyagfejlesztes/a-vazizom-mukodesenek-neuromechanikai-alapjai/01)
2. T Moritani, HA deVries. Neural factors versus hypertrophy in the time course of muscle strength gain. Am J Phys Med. 1979 Jun;58(3):115-30.
3. Rasmussen, R.B., and Phillips, S.M. (2003). Contractile and Nutritional Regulation of Human Muscle Growth. Exercise and Sport Science Reviews. 31(3):127-131.
4. Yu JG, Furst DO, Thornell LE (2003) The mode of myofibril remodelling in human skeletal muscle affected by DOMS induced by eccentric contractions. Histochem Cell Biol 119:383-393