Większość informacji przekazywanej na siłowniach okazuje się nie mieć podstaw naukowych, a część jest sprzeczna nie tylko z podstawową wiedzą, którą każdy powinien wynieść ze szkoły, ale nawet ze zdrowym rozsądkiem. Dlatego z reguły odradzam konsultacje w klubach, szczególnie jeśli kwestia dotyczy np. profilu hormonalnego, zdrowia czy nawet rozwoju sylwetki. Najsmutniejszy jest fakt, iż choć wysokiej jakości zweryfikowana wiedza naukowa jest na wyciągnięcie ręki, to większość ludzi sięga po kiepskie lub wręcz beznadziejne źródła informacji (Youtube, artykuły nie poparte badaniami naukowymi czy wiedzą praktyczną). Dzisiaj weźmiemy pod lupę jedną z najczęściej spotykanych teorii dotyczących pamięci mięśniowej.

Czym jest pamięć?

Zapamiętywanie jest procesem, w którym informacje są kodowane i przechowywane, a korzystanie z pamięci obejmuje procesy zapisu i pobierania danych („odzyskiwane”, „odczytywane”). W przypadku kręgowców współczesny pogląd głosi, że ten proces przebiega tylko w mózgu (i jest związany ze składowaniem informacji). W OUN wykazano bardzo ciekawe zjawisko. Nawet wiele godzin po czytaniu książki odnotowuje się podwyższoną aktywność neuronów. Zjawisko nazywa się aktywnością cieniową. Podwyższona aktywność neuronów utrzymywała się na wysokim poziomie również przez kilka dni po zakończeniu eksperymentu.

Tymczasem w ostatnich latach okazało się, iż mięśnie również składują w jakiś sposób informacje. Istnieją mechanizmy regulujące hipertrofię, a włókno, które wcześniej było duże, ale później straciło swoją masę, może odzyskać rozmiar szybciej, niż włókna nie poddane wcześniej procesom anabolicznym. I to właśnie jest pamięć mięśniowa.

trening siłowy tkanki

Pamięć mięśniowa – wyjaśnienie w oparciu teorię jąder komórkowych

Teoria hipertrofii wygląda obecnie następująco:

Uszkodzenie włókna ►Stan zapalny ►Ogólnoustrojowe i lokalne czynniki wzrostowe  ►Aktywacja komórek satelitarnych ►Mioblasty ► Miotuby ► Powiększone włókna mięśniowe

Uwaga: we wstępnej fazie hipertrofia jest możliwa bez włączania się nowych jąder komórkowych!

W warunkach fizjologicznych komórki satelitowe związane z włóknem mięśniowym pozostają w stanie spoczynkowym. Uszkodzenie włókna (trening siłowy, praca fizyczna, czy nawet u niewytrenowanych jazda na ergometrze) prowadzi do aktywacji komórek satelitowych i napływu komórek stanu zapalnego. Komórki satelitowe dzielą się, różnicują w mioblasty, które ulegają fuzji i tworzą miotuby. Z miotub powstają włókna mięśniowe z centralnie położonymi jądrami komórkowymi, które dojrzewają, dając funkcjonalne włókna.

Zgodnie z modelem, w oparciu teorię jąder komórkowych, nietrenowane włókna rekrutują jądra z aktywowanych komórek satelitarnych. Jest to mechanizm związany z hipertrofią, czyli zwiększaniem się rozmiarów włókien.

Nawet, jeśli takie włókno zostanie poddane atrofii, w jego strukturze zachowana zostanie większa liczba jąder komórkowych. Jądra komórkowe wydają się być chronione przed podwyższoną aktywnością apoptotyczną obserwowaną w zanikającej tkance mięśniowej. Włókna mięśniowe, które nabyły większą liczbę jąder komórkowych, rosną szybciej, gdy zostaną poddane ćwiczeniom oporowym, a zatem jądra stanowią ważną funkcjonalnie „pamięć” poprzedniej siły (czy też rozmiaru).

Ilość jąder komórkowych, a predyspozycje genetyczne

To nie wszystko. Wiele wskazuje, iż ilość jąder komórkowych odpowiada także za predyspozycje genetyczne danej osoby. Petrella J.K. wykazał, że różnica między doskonałym reagowaniem na trening i reakcję średnią lub brakiem reakcji, zależy od aktywacji komórek satelitarnych (nazywanych też satelitowymi). Komórki satelitarne występują we włóknach mięśniowych (poprzecznie prążkowanych), między blaszką podstawną a sarkolemą. Czym jest sarkolema? Jest to wrażliwa na bodźce elektryczne błona, która otacza komórki wielojądrzaste (czyli włókna mięśniowe). Co się okazało? Znakomicie reagujący na trening mieli więcej komórek satelitarnych otaczających ich włókna mięśniowe, a także niezwykłą zdolność do zwiększania puli komórek satelitarnych poprzez trening. Osoby doskonale reagujące miały średnio 21 komórek satelitarnych na 100 włókien. Trening spowodował wzrost do 30 komórek (po 16 tygodniach ćwiczeń). Odnotowano przy tym 54% wzrost objętości włókien. Osoby nie reagujące miały średnio 10 komórek satelitarnych na 100 włókien mięśniowych, a trening nie miał wpływu na ich ilość, nie odnotowano też u nich hipertrofii. Im więcej komórek satelitarnych, tym potencjalnie więcej „dawców” nowych jąder komórkowych.

Ilość jąder komórkowych a sterydy

W eksperymencie Yu JG i wsp. z uniwersytetu w Umea w Szwecji, wzięli udział mężczyźni stosujący sterydy anaboliczno-androgenne od 5 do 15 lat. Od wszystkich zebrano dane na temat dawkowania i rodzaju sterydów, zmierzono siłę i skład mięśni, pobrano również próbkę vastus lateralis (jednej z głów mięśnia czworogłowego uda). W porównaniu do sportowców trenujących bez stosowania SAA, atleci „na wspomaganiu” mieli znacznie większą masę mięśniową uda, więcej naczyń włosowatych przypadających na włókno mięśniowe i w końcu większą ilość jąder komórkowych(jest to znany mechanizm SAA zwiększający możliwości siłowe, nawet na wiele lat po odstawieniu SAA). W badaniach stwierdzono, że sterydy anaboliczne trwale zwiększają liczbę jąder komórkowych w mięśniach. W przypadku porównania zawodników biorących sterydy i grupę wolną od SAA, te pierwsze osoby miały więcej jąder komórkowych przypadających na włókno mięśniowe oraz większe włókna mięśniowe typów I, IIA i IIx. Co więcej, ostatnie doniesienia naukowe wskazują, że nawet po zaprzestaniu treningu, w mięśniach pozostaje większa liczba jąder komórkowych (może to tłumaczyć tzw. pamięć mięśniową). M.in. stwierdzono, że nawet po odstawieniu pochodnej metanabolu (oral-turinabolu), u zawodniczki pchnięcia kulą, bazowa siła oznaczała polepszenie osiągów średnio o 1 m. Wystarczyły do tego 4 lata stosowania farmakologii.

Czyli sterydy anaboliczno-androgenne „oszukują” organizm sztucznie zwiększając ilość jąder komórkowych, czyli wpływają bez wątpienia na pamięć mięśniową. To tłumaczy, dlaczego (szczególnie u kobiet) nawet po odstawieniu „wspomagania” (SAA), wyjściowe osiągi siłowe są zwiększone. Wykazano, iż pamięć ta może być bardzo długotrwała u ludzi, ponieważ jądra są stabilne przez co najmniej 15 lat, a niektórzy sugerują, iż te zmiany w strukturze mogą nawet być trwałe. Dlatego zawieszenie sportowców złapanych na dopingu SAA powinno być dłuższe (bo nadal mają przewagę, mimo odstawienia farmakologii). Jednakże jądra komórkowe w mięśniach są trudniej rekrutowane u osób starszych. Jeśli teoria pamięci mięśniowej potwierdzi się u ludzi, rozsądne byłoby rozpoczęcie treningu w wieku 6-8 lat. Zresztą, jeśli ktoś chce osiągnąć cokolwiek w zapasach, boksie tajskim czy podnoszeniu ciężarów, zasada “im wcześniej, tym lepiej” obowiązuje (oczywiście, w granicach rozsądku i nie za cenę zdrowia dzieci i nastolatków).

Co decyduje o liczbie jąder komórkowych w mięśniach?

Wniosek, że komórki mięśniowe są rekrutowane podczas hipertrofii i ich jądra komórkowe nie są tracone podczas atrofii (np. po odstawieniu SAA, przy braku aktywności fizycznej, tj. treningu oporowego), sugeruje, iż tkankę mięśniową można pompować w nieskończoność (jądrami komórkowymi). Aby sprawdzić tą hipotezę Bruusgaard i wsp. w 2012 r. badali losy jąder komórkowych w mięśniach szczurów, gdzie sztucznie wywoływano atrofię (poprzez uniesienie szczurów za ogon, co odciążało sztucznie tylne kończyny zwierząt). Po zakończeniu okresu sztucznej atrofii, gdy szczury już z powrotem normalnie funkcjonowały, odnotowano wzrost 60% objętości włókien, jednak temu wzrostowi nie towarzyszył przyrost ilościowy jąder komórkowych. Wydaje się, że taki wzrost nie wymaga obecności komórek satelitarnych (Jackson i in. 2012). A więc hipertrofia może wystąpić bez lokowania we włóknach mięśniowych nowych jąder komórkowych, pod warunkiem, że liczba jąder we włóknach jest wysoka.

Na podstawie danych pochodzących z badań na ludziach, zaproponowano tzw. „hipotezę sufitu”. Stwierdzono, że dopóki nie osiągnie się pewnej granicy hipertrofii, może wystąpić zwiększenie wielkości włókna mięśniowego bez rekrutacji nowych jąder (Kadi i wsp. 2005). Limit został zdefiniowany, jako przerost powyżej pewnego procentu (np. 17-36%) (Kadi i wsp. 2005) lub jako bezwzględna objętość domeny cytoplazmatycznej jądra komórkowego, dopiero po przekroczeniu której, odnotowuje się rekrutację nowych jąder komórkowych (Petrella i wsp. 2006, 2008).

Najprawdopodobniej liczba jąder nie tylko odzwierciedla aktualny rozmiar włókna, jak sugeruje hipoteza sufitu (czy też pułapu), ale także historię włókna. Najprawdopodobniej liczba jąder komórkowych we włóknie reprezentuje największy rozmiar włókien w jego historii, a nowe jądra są dodawane tylko wtedy, gdy włókno rośnie ponad ten rozmiar. Byłoby to analogiczne do klasycznego termometru, w którym kolumna rtęci popycha kołek w górę i pozostawia go w najwyższej zmierzonej temperaturze.

To w końcu pamięć mięśniowa istnieje czy nie?

Aby zbadać, czy istnieje korzystne zjawisko związane z pamięcią mięśniową, Egner i wsp. (2013) podawali samcom myszy testosteron przez 2 tygodnie. Doprowadziło to do zwiększenia zarówno wielkości włókien, jak i zawartych we włóknach jąder. Trzy tygodnie po odstawieniu leku wielkość włókien powróciła do normy, ale liczba jąder pozostała na podwyższonym poziomie. Trzy miesiące później (> 10% długości życia myszy) liczba jąder była nadal utrzymywana na wysokim pułapie. Gdy w tym czasie mięśnie zostały przeciążone, mięśnie mające dużą gęstość jąder komórkowych wzrosły o 36%, podczas gdy w grupie kontrolnej odnotowano hipertrofię zaledwie o 6%. Następnie grupy rosły równolegle, ale grupa mająca mięśnie z dużą gęstością jąder komórkowych (po testosteronie) pozostawała większa w czasie 2-tygodniowego eksperymentu treningowego. Egner i wsp. doszli do wniosku, że pamięć mięśniowa jest związana z liczbą jąder komórkowych i im jest ich więcej we włóknach, tym łatwiej o hipertrofię.

Podsumowanie

Na razie nie ma odpowiedzi na to, czy u ludzi istnieje pamięć mięśniowa czy jest to tylko kwestia związana z przechowywaniem we włóknach mięśniowych dodatkowych jąder komórkowych, co ułatwia hipertrofię np. po wymuszonej kontuzją przerwie, przy nieaktywności fizycznej itd. Niemniej jest to ciekawe i korzystne zjawisko, dlatego warto trenować i to od młodego wieku. Jako ciekawostkę dodam, iż komórki satelitarne są wykorzystywane do regeneracji np. mięśni zwieracza zewnętrznego cewki moczowej (który nie powinien posiadać komórek satelitarnych, ze względu na swoje ewolucyjne pochodzenie). Prowadzi się też szerokie prace nad ich zastosowaniem w terapii wielu chorób degeneracyjnych.

Referencje:

Kristian Gundersen „Muscle memory and a new cellular model for muscle atrophy and hypertrophy”  http://jeb.biologists.org/content/219/2/235.long

M. Kruszewski „Metody treningu i podstawy żywienia w sportach siłowych”

Aneta Adamiak, Tomasz Rechberger „Potencjalne możliwości zastosowania komórek macierzystych w uroginekologii” https://journals.viamedica.pl/endokrynologia_polska/article/viewFile/25800/20622

 Yu JG, Bonnerud P, Eriksson A, Stål PS, Tegner Y, Malm C. „Effects of Long Term Supplementation of Anabolic Androgen Steroids on Human Skeletal Muscle”  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25207812

Werner W. Franke, Brigitte Berendonk “Hormonal doping and androgenization of athletes: a secret program of the German Democratic Republic government” http://clinchem.aaccjnls.org/content/43/7/1262

Am J Physiol Endocrinol Metab 2002 oraz Med Sci Sports Exerc 1999

Petrella JK1, Kim JS, Mayhew DL, Cross JM, Bamman MM. „Potent myofiber hypertrophy during resistance training in humans is associated with satellite cell-mediated myonuclear addition: a cluster analysis” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18436694

https://biotechnologia.pl/biotechnologia/mozg-sie-zmienia-podczas-czytania,13984

[Histochem Cell Biol. 2005].

Komentarze (1)
domosos

Dobry artykuł, wszędzie obecnie się można spotkać że coś takiego istnieje, przestaniesz trenować na dwa miesiące to mówią szybko odrobisz bo masz pamięć mięśniową.

0