Trening in živčno-mišični sistem

Gregor Vidmar, 27. 2. 2012

Telo se na zunanjo obremenitev (npr. dvigovanje uteži) prilagaja na nivoju živčnega sistema ter presnovnem in strukturnem nivoju. Neglede na to, ali želimo postati močnejši, hitrejši ali vzdržljivejši,  moramo pri načrtovanju treninga upoštevati sedem osnovnih principov:

  1. Princip individualnih razlik; anatomske in fiziološke značilnosti vplivajo na sposobnost posameznikovega prilagajanja na stres, ki ga povzroča telesna vadba; nekateri se tako hitreje in bolje prilagodijo ter zato tudi hitreje in bolj napredujejo.
  2. Princip nadobremenitve; princip nadobremenitve pravi, da je treba za izboljšanje telesnih sposobnosti (moč, aerobna in anaerobna vzdržljivost itd.) telo izpostaviti večjim obremenitvam, kot jih je vajeno.
  3. Princip superkompenzacije; telo se prilagaja na vsak dovolj velik zunanji stres z malenkost prekomernim izboljšanjem sposobnosti.
  4. Princip specifične prilagoditve na povzročeni stres; telesne strukture in fiziološki procesi se na določen stres prilagajajo zelo natančno. Povedano na kratko: trenirati je treba po metodah, ki ustrezajo danim ciljem.
  5. Princip uporabe/neuporabe; telo se na primerno zahtevno vadbo prilagodi s povečanjem zmogljivosti. Ko z vadbo prekinemo, se telo na nove zahteve okolja prilagodi z zmanjšanjem zmogljivosti.
  6. Princip specifičnosti; princip se nanaša tako na živčno-mišične prilagoditve kot na prilagoditve v tehniki.
  7. Princip sindroma splošne adaptacije; telo se na stres vedno odzove v treh značilnih fazah (faza alarma zaradi povzročenega stresa, ki izhaja iz principa nadobremenitve, faza prilagoditve na stres, faza izčrpanja), zato mora obdobju visoko intenzivnega treninga nujno slediti obdobje nižje intenzivnosti ali počitka.

Prilagoditve živčno-mišičniega sistema na povečano obremenitev

1. Hipertrofija in/ali hiperplazija mišičnih vlaken

Pojem mišična hipertrofija označuje povečanje prečnega preseka in mase mišice. Do hipertrofije pride zaradi:

  1. povečanja velikosti in števila kontraktilnih elementov mišice (aktin in miozin; glej članek Mišice);
  2. povečanja količine sarkoplazme. Nekateri temu pravijo sarkoplazemska hipertrofija;
  3. povečanja količine vezivnega tkiva v mišici.

Do hipertrofije mišic pride vedno, kadar je razpad mišičnih beljakovin manjši od nastjanja novih. Enkraten intenziven trening z utežmi lahko poveča nastajanje novih beljakovin do 48 ur po zaključku treninga. Ali bo dejansko prišlo do izgradnje novih beljakovin, pa je med drugim odvisno tudi od tega, ali je na voljo dovolj hranilnih snovi (predvsem beljakovine in skupna enegija) ter razpoložljivih celičnih jeder, ki jih donirajo satelitske celice (če se poveča velikost mišične celice, se mora nujno povečati tudi število celičnih jeder, da se ohrani razmerje med celičnimi beljakovinami in DNK).

Mišična hiperplazija je povečanje prečnega preseka in mase mišice na račun povečanja števila mišičnih vlaken. Število mišičnih vlaken se lahko poveča na dva načina:

  1. z vzdolžno cepitvijo obstoječih mišičnih vlaken in
  2. razvojem novih vlaken iz mišičnih satelitskih celic.

Dosedanje raziskave kažejo, da je hiperplazija pri živalih možna, pri ljudeh pa ta možnost sicer obstaja, vendar zaenkrat še ni nedvoumno dokazana. Če obstaja, je vsekakor povezana z načinom treninga. Visoka obremenitev in visoka mišična utrujenost sta nujni, da pride do aktivacije satelitskih celic. Ta aktivacija je povezana z mikropoškodbami mišičnega tkiva (satelitske celice sodelujejo pri regeneraciji poškodovanih vlaken), logično pa se zdi, da primeren trening satelitske celice aktivira tudi neposredno (iz teh bi potem lahko nastale nove mišične celice).

2. Presnovne in strukturne spremembe mišičnih vlaken ter posledična delna ali popolna transformacija enega tipa vlaken v drugega

Mišice imajo kljub visoki specializiranosti za specifične funkcije veliko zmožnost prilagajanja, kar dokazujejo tudi številne raziskave. Spremembe v dinamiki živčno-mišičnega sistema povzročajo spremembe v mišični presnovi, kar pripelje do strukturnih in funkcionalnih sprememb. Tako se lahko hitra mišična vlakna spremenijo v počasna in obratno, počasna vlakna v hitra.

3. Prilagoditve živčnega sistema

Kljub dokazom, da imajo pri prilagoditvah na trening (še posebej na trening za povečanje moči) živčni mehanizmi pomembno vlogo, specifični mehanizmi, ki so odgovorni za te prilagoditve, še vedno niso nedvoumno identificirani in razloženi.

Trening lahko izzove prilagoditve v kateremkoli delu živčno-mišične verige, od višjih možganskih centrov (motorični korteks) do motoričnih enot in posameznih mišičnih vlaken. Glede na področja lahko prilagoditve razdelimo na:

  1. centralne prilagoditve,
  2. prilagoditve motoričnih enot,
  3. prilagoditve živčno-mišične povezave in
  4. prilagoditve refleksnega odziva.

Med prilagoditve živčnega sistema zaradi treninga spadajo:

  1. povečanje aktivnosti motorične skorje velikih možganov (npr. zaradi povečana produkcije sile in med učenjem novih vaj oz. gibalnih vzorcev)
  2. spremembe v delovanju živčnega sistema vzdolž kortikospinalnega trakta
  3. učinkovitejša rekrutacija motoričnih enot,
  4. spremenjena frekvenca proženja akcijskih potencialov,
  5. možna sinhronizacija motoričnih enot,
  6. zamanjšanje oz. ućinkovitejša koaktivacija agonist-antagonist,
  7. izboljšanje medmišične koordinacije
  8. živčno-mišična refleksna potenciacija
  9. šibkejše delovanje inhibicijskih mehanizmov
  10. povečanje površine živčno-mišičnega stika in razpršitve acetilholinskih receptorjev
  11. nepravilno oblikovane sinapse in večja skupna dolžina končnih vej nevronov

V enem od prihodnjih člankov bodo podrobneje predstavljene prilagoditve živčnega sistema in podani praktični napotki oz. aplikacije za vsako od prilagoditev.

Literatura

  1. Del Balso C, Cafarelli E. Adaptations in the activation of human skeletal muscle induced by short-term isometric resistance training. J Appl Physiol, 2007; 103(1): 402-11.
  2. Adkins DL, Boychuk J, Remple MS, Kleim JA. Motor training induces experience-specific patterns of plasticity across motor cortex and spinal cord. J Appl Physiol, 2006; 101(6): 1776-82.
  3. Duchateau J, Semmler JG, Enoka RM. Training adaptations in the behavior of human motor units. J Appl Physiol, 2006; 101(6): 1766-75.
  4. Carroll TJ, Herbert RD, Munn J, Lee M, Gandevia SC. Contralateral effects of unilateral strength training: evidence and possible mechanisms. J Appl Physiol,  2006; 101(5): 1514-22.
  5. Andersen LL et al. Changes in the human muscle force-velocity relationship in response to resistance training and subsequent detraining. J Appl Physiol, 2005; 99(1): 87-94.
  6. Carroll TJ, Riek S, Carson RG. The sites of neural adaptation induced by resistance training in humans. J Physiol, 2002; 544(Pt 2): 641-52.
  7. Aagaard P, Simonsen EB, Andersen JL, Magnusson P, Dyhre-Poulsen P. Increased rate of force development and neural drive of human skeletal muscle following resistance training. J Appl Physiol, 2002; 93(4): 1318-26.
  8. Aagaard P, Simonsen EB, Andersen JL, Magnusson P, Dyhre-Poulsen P. Neural adaptation to resistance training: changes in evoked V-wave and H-reflex responses. J Appl Physiol, 2002; 92(6): 2309-18.
  9. Scaglioni G et al. Plantar flexor activation capacity and H reflex in older adults: adaptations to strength training. J Appl Physiol, 2002; 92(6): 2292-302.
  10. Van Cutsem M, Duchateau J, Hainaut K. Changes in single motor unit behaviour  contribute to the increase in contraction speed after dynamic training in humans.  J Physiol, 1998; 513 ( Pt 1):295-305.
  11. Hortobágyi T et al. Greater initial adaptations to submaximal muscle lengthening than maximal shortening. J Appl Physiol, 1996; 81(4): 1677-82.
  12. Jones DA, Rutherford OM, Parker DF. Physiological changes in skeletal muscle as a result of strength training. Q J Exp Physiol, 1989; 74(3): 233-56.