Mišična hiperplazija?

Skeletne mišice so izredno prilagodljivo tkivo; na kronične spremembe obremenitve se odzivajo s specifičnimi prilagoditvami, ki omogočajo optimalno delovanje v novem okolju. V praksi to npr. pomeni, da se pod vplivom aerobnega treninga v mišičnih celicah poveča število oksidativnih encimov, gostota mitohondrijev in število krvnih kapilar, skratka, izboljša se mišična kapaciteta za aerobno delo. Če po določenem času z aerobnimi treningi prenehamo, se ta kapaciteta zmanjša, mišica se prilagodi novim zahtevam. Mišice se prilagajajo tudi na povečano silno obremenitev (npr. trening z utežmi). Ena od prilagoditev je hipertrofija oz. povečanje prečnega preseka in mase mišice na račun povečanja velikosti in števila kontraktilnih elementov (aktin in miozin; glej članek Mišice), povečanja količine sarkoplazme in povečanja količine vezivnega tkiva (več o hipertrofiji v članku Regeneracija in rast mišic). Druga prilagoditev na silno obremenitev pa je hiperplazija, za katero sicer na splošno velja, da pri ljudeh ni možna, saj zaenkrat zanjo obstajajo le posredni dokazi.

Kaj je mišična hiperplazija?

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.

Vzdolžna cepitev mišičnih vlaken

Teorija o vzdolžni cepitvi je že stara (pozna šestdeseta leta) in danes nima več veliko zagovornikov, saj se je izkazalo, da naj bi razvejana oz. delno razcepljena mišična vlakna, ki so jih znanstveniki odkrili v mišičnem tkivu in ki naj bi kazala na prvo fazo cepitve, nastajala kot posledica regenerativnih procesov, v katerih sodelujejo satelitske celice (v nadaljevanju). Predlagan vzrok za vzdolžno cepitev mišičnih vlaken je neoptimalna preskrba s kisikom in hranilnimi snovmi zaradi predhodne hipertrofije mišičnih vlaken. S cepitvijo naj bi se torej zagotovil optimalen presek vlaken in s tem presnova. Ta razlaga predvideva, da do cepitve vlaken pride šele po znatni hipertrofiji.

Nastanek novih mišičnih vlaken iz satelitskih celic

Satelitske celice skeletnih mišic so enojedrne celice, ki se nahajajo med sarkolemo in bazalno membrano mišičnih vlaken. Pri odraslih so običajno v stanju mirovanja, služijo pa kot rezervna populacija celic, ki so aktivirane, kadar pride do poškodb mišičnih vlaken, npr. zaradi intenzivnega treninga. Takrat se te celice delijo, nastale hčerinske celice – mioblasti, ki se nadalje diferencirajo v postmitotične miotube – pa potujejo do mesta poškodbe, kjer se združijo s poškodovano mišično celico in ji na ta način podarijo svoja jedra, kar pomaga pri regeneraciji in nastajanju novih beljakovin (aktin, miozin). Ena od vidnih faz med združevanjem poškodovane mišične celice in postmitotičnih miotubov so zgoraj omenjena razvejana oz. razcepljena mišična vlakna. Ta naj bi torej bila le nepopolno regenerirana mišična vlakna.

Po eni od hipotez pa se lahko hčerinske celice satelitskih celic tudi združujejo med seboj; tako naj bi nastajala nova / dodatna mišična vlakna = hiperplazija.

Kaj pravijo raziskave?

Raziskave na to temo so nedvoumno pokazale, da je mišična hiperplazija pri živalih, tudi pri sesalcih, možna.

Raziskava, ki je trajala 101 teden in je bila opravljena na mačkah, ki so izvajale težke treninge z utežmi (ne, niso delale počepov; s tačko so morale pramakniti težko utež, da so prišle do hrane), je pokazala bistveno povečanje moči vključenih mišic, 11% povečanje mase teh mišic in 9% povečanje števila mišičnih vlaken.

Raziskave, opravljene na miših, podganah in piščancih niso pokazale hiperplazije (prišlo je le do hipertrofije mišičnih vlaken), kar raziskovalci pripisujejo različnemu tipu treninga. Mačke so “trenirale” s težkimi utežmi, miši in ostala družba pa so izvajale bolj vzdržljivostni trening (majhna obremenitev in veliko ponovitev).

Verjetno najbolj znana, največkrat ponovljena in citirana raziskava na temo hiperplazije je tista, v kateri so ptičem z utežjo kronično raztegovali veliko hrbtno mišico. Rezultati so pokazali tudi do 82% povečanje števila mišičnih vlaken. Ti rezultati so razne športne strokovnjake spodbudili k oblikovanju najrazličnejših, bolj ali manj neracionalnih sistemov treninga za krepitev in povečanje mišične mase pri ljudeh. Problem raziskav na živalih pa je ravno posploševanje in nekritično projeciranje dobljenih rezultatov na ljudi. V primeru hiperplazije:

Večina živali ni sposobna tako velike hipertrofije mišičnih celic kot ljudje. Torej, kot kaže je pri ljudeh glavni kompenzatorni mehanizem na povečano obremenitev hipertrofija mišičnih celic, pri živalih – vsaj tistih, na katerih so bile opravljene raziskave – pa proliferacija mišičnih celic oz. hiperplazija.

Dokazi o hiperplaziji pri ljudeh so bolj posredni. Nekaj raziskav, opravljenih na veslačih, plavalcih in bodibilderjih, je pokazalo, da so imeli testiranci, kljub bistveno večji mišični masi, le malo večja mišična vlakna kot netrenirani ljudje v kontrolni skupini, kar pomeni, da so morali imeti mišičnih vlaken bistveno več. Druge raziskave so po drugi strani pokazale znantno hipertrofijo vlaken glede na kotrolno skupino.

Avtopsija ponesrečenca v prometni nesreči je pokazala, da je imel eno sprednjo golenično mišico bistveno večjo kot drugo in da je imel v večji tudi bistveno več mišičnih vlaken.

Možnost mišične hiperplazije se povezuje tudi z uporabo anaboličnih-androgenih steroidov. Eden od strokovnih člankov na to temo je bil leta 1999 objavljen v reviji Medicine and science in sports and exercise. V raziskavi so bili preučevani učinki anaboličnih-androgenih steroidov na mišice težkoatletov. Raziskovalci so zaključili:

Trening z utežmi in uporaba anaboličnih steroidov povzročata povečanje mišične mase tako na račun hipertrofije kot tudi hiperplazije mišičnih vlaken. Menimo, da je pri teh procesih ključni dejavnik aktivacija satelitskih celic in da anabolični steroidi aktivacijo še dodatno stimulirajo.

Iz trenutno razpoložljivih informacij torej lahko zaključimo, da je hiperplazija pri živalih možna, pri ljudeh pa ta možnost tudi 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). In za konec še enkrat: četudi hiperplazija je možna, je dejstvo, da je pri ljudeh glavni prilagoditveni mehanizem na povečano obremenitev hipertrofija.

Literatura

1. D’Antona G. Skeletal muscle hypertrophy and structure and function of skeletal muscle fibres in male body builders. J Physiol, 2006; 570(3): 611–627.
2. Alway SE, Winchester PK, Davis ME, Gonyea WJ. Regionalized adaptations and muscle fiber proliferation in stretch-induced enlargement. J Appl Physiol, 1989; 66(2): 771-781.
3. Bischoff R. Interaction between satellite cells and skeletal muscle fibers. Development, 1990; 109: 943-952.
4. Winchester PK, Davis ME, Alway SE, Gonyea WJ. Satellite cell activation of the stretch-enlarged anterior latissimus dorsi muscle of the adult quail. Am J Physiol, 1991; 260: C206-C212.
5. Giddings CJ, Gonyea WJ. Morphological observations supporting muscle fiber hyperplasia following weight-lifting exercise in cats. Anat Rec, 1992; 233: 178-195.
6. MacDougall JD, Sale DG, Alway SE, Sutton JR. Muscle fiber number in biceps brachii in bodybuilders and control subjects. J Appl Physiol, 1984; 57: 1399-1403.
7. Gonyea WJ, Sale DG, Gonyea FB, Mikesky A. Exercise induced increases in muscle fiber number. Eur J Appl Physiol, 1986; 55: 137-141.
8. Darr KC, Schultz E. Exercise induced satellite cell activation in growing and mature skeletal muscle. J Appl Physiol, 1987; 63: 1816-1821.
9. Kadi F, Eriksson A, Holmner S, Thornell LE. Effects of anabolic steroids on the muscle cells of strength-trained athletes. Med Sci Sports Exerc, 1999; 31(11): 1528-34.
10. Jack H. Wilmore, David L. Costill, W. Larry Kenney. Physiology of sport and exercise, 4th ed. Human Kinetics, 2008.