In che modo la massa muscolare guadagna nel corpo?
I personal trainer e i professionisti dell'educazione fisica spesso trascorrono ore leggendo articoli e facendo ricerche su nuovi programmi di allenamento ed esercitando idee per guadagnare massa muscolare. Tuttavia, in gran parte a causa della loro complessità fisiologica, pochi professionisti sono così ben informati su come i muscoli si adattano e crescono in base al progressivo aumento del carico di lavoro esigente.
In realtà, il muscolo scheletrico è il tessuto più adattabile nel corpo umano, e l'ipertrofia muscolare (ingrandimento) è un argomento ben studiato, anche se considerato una vasta area di ricerca. Questo articolo fornirà un piccolo aggiornamento su alcuni intriganti cambiamenti cellulari, che si verificano portando al guadagno di massa muscolare, nota come teoria dell'ipertrofia delle cellule satelliti.
Stress muscolare: attivazione di celle satellite
Quando i muscoli subiscono un allenamento intensivo, come in una sessione di allenamento di resistenza, c'è uno stress nelle fibre muscolari che viene chiamato nella letteratura di stress o lesioni muscolari. Questa rottura della cellula muscolare attiva le cellule satelliti, che si trovano all'esterno delle fibre muscolari tra la lamina basale (membrana basale) e la membrana plasmatica (sarcolemma) delle fibre muscolari da diffondere al sito della lesione (Charge e Rudnicki 2004).
In breve, uno sforzo biologico per riparare o sostituire il danno delle fibre muscolari inizia con la fusione di cellule satelliti e fibre muscolari, spesso portando ad un aumento della fibra muscolare o dell'ipertrofia. Le celle satellite hanno un solo nucleo e possono replicarsi attraverso la divisione. Man mano che le cellule satelliti si moltiplicano, alcune rimangono come organelli nella fibra muscolare, le più differenziate (le cellule in processo diventano cellule mature) e si fondono con le fibre muscolari, per formare nuove proteine muscolari (o miofibrille) e / o riparare le fibre ferite.
In questo modo, miofibrille muscolari aumenteranno di spessore e quantità. Dopo la fusione con la fibra muscolare, alcune cellule satelliti servono come fonte di nuovi nuclei per integrare le fibre muscolari in crescita. Con questi core aggiuntivi, le fibre muscolari possono sintetizzare più proteine e creare più miofilamenti, noti come actina e miosina, nelle cellule muscolari scheletriche.
È interessante notare che un numero elevato di cellule satelliti si trova associato a fibre muscolari di bassa contrazione rispetto alle fibre muscolari ad alta contrazione all'interno dello stesso muscolo, mentre sono regolarmente sottoposte a manutenzione cellulare a causa delle attività quotidiane.
Fattori di guadagno di massa muscolare
I fattori di crescita sono ormoni e composti sotto forma di ormoni che stimolano le cellule satelliti a produrre guadagni nelle dimensioni delle fibre muscolari. Questi fattori hanno dimostrato di influenzare la crescita muscolare attraverso la regolazione dell'attività delle cellule satelliti. Il fattore di crescita dell'epatocita (HGF) è il principale regolatore dell'attività delle cellule satelliti. Ha già dimostrato di essere il fattore attivo nei muscoli feriti e può anche essere responsabile di causare la migrazione delle cellule satelliti nell'area muscolare danneggiata (Charge e Rudnicki 2004).
Fattore di crescita dei fibroblasti (FGF) è un altro fattore di crescita importante nella riparazione muscolare dopo l'esercizio. Il ruolo della FGF può essere la rivascolarizzazione (formazione di nuovi capillari sanguigni) durante la rigenerazione muscolare (Charge e Rudnicki 2004).
Una grande quantità di ricerca si è concentrata sul ruolo del fattore di crescita sotto forma di insulina-I e II (IGF) nel guadagno di massa muscolare. Gli IGF svolgono un ruolo centrale nella regolazione della quantità di crescita della massa muscolare, promuovendo i cambiamenti nel DNA per la sintesi proteica e promuovendo la riparazione delle cellule muscolari.
L'insulina stimola anche il guadagno della massa muscolare, migliorando la sintesi proteica e facilitando l'ingresso del glucosio nelle cellule. Le cellule satellite utilizzano il glucosio come substrato energetico, consentendo quindi attività di crescita muscolare. E il glucosio è anche usato per i bisogni intramuscolari.
L'ormone della crescita è anche altamente riconosciuto per il suo ruolo nell'ottenere massa muscolare. L'esercizio di resistenza stimola il rilascio dell'ormone della crescita dalla ghiandola pituitaria anteriore, con livelli di rilascio molto dipendenti dall'intensità dell'esercizio. L'ormone della crescita aiuta a coinvolgere il metabolismo dei grassi per l'uso di energia nel processo di crescita muscolare. Allo stesso modo, l'ormone della crescita stimola l'assorbimento e l'incorporazione di aminoacidi nelle proteine dei muscoli scheletrici.
Infine, il testosterone colpisce anche l'ipertrofia muscolare. Questo ormone può stimolare la crescita dell'ipofisi, che accentua l'assorbimento cellulare degli aminoacidi e la sintesi proteica nei muscoli scheletrici. Inoltre, il testosterone può aumentare la presenza di neurotrasmettitori nel sito della fibra, che può aiutare ad attivare la crescita dei tessuti. Come uno steroide, il testosterone può interagire con i recettori nucleari nel DNA, con conseguente sintesi proteica. Il testosterone può anche avere una sorta di effetto regolatore sulle cellule satelliti.
Muscle Gain: la scena "più grande"
La discussione sopra mostra chiaramente che la crescita muscolare è un processo molecolare biologico del complesso cellulare che coinvolge l'interazione di vari organelli cellulari e fattori di crescita, che si verificano a seguito di esercizio di resistenza. Tuttavia, alcune importanti applicazioni devono essere riassunte. L'aumento di massa muscolare si verifica quando l'indice di sintesi delle proteine muscolari è maggiore dell'indice di degradazione della proteina. Entrambi, la sintesi e la rottura delle proteine sono controllate da meccanismi cellulari complementari.
L'esercizio di resistenza può stimolare profondamente l'ipertrofia delle cellule muscolari e il conseguente aumento della forza. Tuttavia, il decorso temporale per questa ipertrofia è relativamente lento, di solito occorrono diverse settimane o mesi per diventare evidenti (Rasmussen e Phillips, 2003). È interessante notare che un singolo allenamento stimola la sintesi proteica entro 2-4 ore dall'esercizio, che può rimanere elevato per un massimo di 24 ore (Rasmussen e Phillips, 2003). Alcuni fattori specifici che influenzano questi adattamenti sono importanti da notare.
Tutti gli studi dimostrano che uomini e donne rispondono agli stimoli dell'allenamento di resistenza in modo molto simile. Tuttavia, a causa delle differenze di genere nelle dimensioni del corpo, nella composizione corporea e nei livelli ormonali, il genere avrà un effetto variabile sull'entità dell'ipertrofia che una persona può sviluppare. Ci saranno anche grandi cambiamenti nella massa muscolare in individui con più massa muscolare all'inizio del programma di allenamento.
L'invecchiamento partecipa anche a cambiamenti cellulari nella riduzione muscolare della massa muscolare esistente. Questa perdita di massa muscolare è chiamata sarcopenia. Fortunatamente, gli effetti deterioranti dell'invecchiamento sui muscoli sono stati limitati o addirittura invertiti con regolari esercizi di resistenza. La cosa importante è che l'esercizio di resistenza migliora anche la connettività del tessuto intorno al muscolo, risultando così utile per la prevenzione degli infortuni e la terapia di riabilitazione fisica.
L'ereditabilità differenzia la percentuale e la quantità di due tipi di fibre. Nell'uomo, il tipo di fibre cardiovascolari è stato chiamato in diversi momenti di fibre rosse, toniche, di tipo I, a bassa contrazione (ST) o a bassa ossidazione (SO). Al contrario, le fibre anaerobiche sono state chiamate bianco, Phasic, tipo II, alta contrazione (FT) o alta glicolisi (FG). Una successiva suddivisione di fibre di tipo II è fibre ALL (ad alto grado di ossidazione-glicolitico) e LLB (ad alta glicolisi).
È importante ricordare che gli assolo, un muscolo coinvolto nel mantenimento della postura e della pece, generalmente contengono dal 25% al 40% in più di fibre di tipo I, mentre il tricipite ha dal 10% al 30% in più di fibre di tipo II rispetto agli altri muscoli del braccio (Foss and Ketyian, 1998). Le proporzioni e il tipo di fibre muscolari variano ampiamente tra gli adulti. Si suggerisce che i nuovi e popolari modelli di periodizzazione dell'allenamento, che includono le fasi di allenamento leggero, moderato e ad alta intensità, sovraccarichino in modo soddisfacente i diversi tipi di fibre muscolari nel corpo, fornendo anche un riposo sufficiente per la sintesi di proteine.
Riassunto dell'ipertrofia muscolare
L'allenamento di resistenza porta a stress o lesioni alle proteine cellulari nei muscoli. Questo accelera i messaggi cellulari per attivare le cellule satelliti per iniziare eventi a cascata, portando alla riparazione e all'aumento della massa muscolare. Diversi fattori di crescita sono coinvolti per regolare i meccanismi di cambiamento nel numero e nella dimensione delle proteine all'interno del muscolo.
L'adattamento muscolare allo stress del sovraccarico di esercizio inizia immediatamente dopo ogni serie di esercizi, ma di solito richiede settimane o mesi perché si manifesti fisicamente. Il tessuto più adattabile nel corpo umano è il muscolo scheletrico, ed è notevolmente rimodellato dopo attenti e attenti programmi di allenamento.
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