Science of Strength
… bietet Zusammenfassungen aktueller sportwissenschaftlicher Forschung zu Krafttraining, Muskelaufbau und Leistungssteigerung um neue Ansätze verständlich zu machen. So bleibst du „up to date“ und kannst fortschrittliche Erkenntnisse in dein Training integrieren.
aufgaben-spezifische Hypertrophie
... zur Verbesserung sequentieller Kraft- und Schnellkraftleistungen
Betonung der aufgabenspezifischen Hypertrophie zur Steigerung von KRaft- und schnellkraftLeistungen
Originaltitel Emphasizing Task-Specific Hypertrophy to Enhance Sequential Strength and Power Performance (zum Orginalartikel)
Einführung
Muskelhypertrophie – das Muskelwachstum durch Krafttraining – wird in vielen Sportarten gezielt angestrebt, um Kraft- und Leistungsfähigkeit zu verbessern. Allerdings ist nicht jede Hypertrophie qualitativ gleich: Bodybuilder und Kraft-/Power-Athleten (z.B. Gewichtheber, Werfer) können trotz ähnlicher Muskelmasse deutliche Unterschiede in Kraft und Power aufweisen. Diese Leistungsdifferenzen gehen über den reinen Muskelumfang hinaus und sind vermutlich auf Unterschiede in der Muskelsultrastruktur und trainingsspezifische Anpassungen zurückzuführen. Das bedeutet, wie ein Muskel durch Training wächst (z.B. welche Faserarten oder Gewebekomponenten sich vergrößern), kann die funktionelle Leistungsfähigkeit unterschiedlich beeinflussen. Die Autoren betonen daher das Konzept der „aufgabenspezifischen Hypertrophie“, bei dem gezielt jene muskularen Anpassungen gefördert werden, die für die jeweilige Sportaufgabe vorteilhaft sind. Wissenschaftlich relevant ist dieses Thema, da ein optimales Hypertrophietraining die Grundlage für nachfolgende Kraft- und Power-Steigerungen legen kann, während unspezifisches “blindes” Muskelwachstum möglicherweise weniger Übertrag auf die Leistung hat.
Wichtigste Erkenntnisse
- Verschiedene Arten der Hypertrophie: Das Review unterscheidet insbesondere zwischen sarkoplasmatischer und myofibrillärer Hypertrophie. Sarkoplasmatische Hypertrophie bezeichnet eine Zunahme des nicht-kontraktilen Zellvolumens (z.B. mehr Flüssigkeit, Glykogen, Mitochondrien) im Muskel. Demgegenüber steht myofibrilläre Hypertrophie, bei der die Anzahl und Größe der kontraktilen Myofibrillen (Actin- und Myosinfilamente) zunimmt und zusätzliche Sarkomere gebildet werden. Wichtig: Myofibrilläre Hypertrophie erhöht direkt das Potenzial zur Kraftentwicklung, während sarkoplasmatische Zuwächse vor allem das Muskelvolumen steigern, aber weniger zur Maximalkraft beitragen. Die Literatur zeigt, dass unterschiedliche Trainingsmethoden zwar ähnliche Zuwächse im Muskelquerschnitt hervorrufen können, diese aber auf unterschiedlicher Gewebeanpassung beruhen. Zum Beispiel führt Bodybuilding-typisches Training (hohes Volumen, viele Wiederholungen) oft zu sichtbar vergrößertem Muskelumfang, der aber anteilig mehr sarkoplasmatische Komponenten enthält. Eine Studie berichtet, dass nach sechs Wochen sehr hohen Trainingsumfangs die gemessene Muskelvergrößerung überwiegend durch sarkoplasmatische Hypertrophie bedingt war. Solche Anpassungen steigern zwar den Querschnitt (fCSA), brachten jedoch nur begrenzte Kraftzuwächse – ein Hinweis, dass rein auf Volumen ausgerichtetes Training zu „suboptimaler“ Kraftentwicklung führen kann. Myofibrilläre Hypertrophie – also das Hinzufügen kontraktiler Elemente – wird daher als wünschenswertere Adaptation für Kraft- und Powerathleten angesehen.
- Muskelphasertypen und spezifische Hypertrophie: Jede Muskelfaser kann hypertrophieren, jedoch reagieren Typ-II-Fasern (schnellkräftig) anders als Typ-I-Fasern (ausdauernd) auf Training. Hohe Wiederholungszahlen und metabolischer Stress können z.B. vermehrt oxidative Anpassungen fördern, was tendenziell eine Verschiebung der Myosin-Schwerketten-Zusammensetzung in Richtung ausdauernder Eigenschaften begünstigen könnte. Die Autoren weisen darauf hin, dass eine unerwünschte Verschiebung zu mehr Typ-I-Eigenschaften die “präferentielle Hypertrophie” der schnellen Fasern begrenzen kann. Für Kraft/Power-Leistung ist es vorteilhaft, wenn Typ-II-Fasern überproportional wachsen, was durch entsprechende Reize gefördert werden sollte. Konkret bedeutet dies, Trainingsmethoden zu wählen, die die Typ-II/Typ-I-Querschnittsfläche (II/I fCSA) zugunsten der Typ-II erhöhen. Schwere Lasten und moderat niedrige Wiederholungszahlen erzeugen hohe mechanische Spannung und belasten bevorzugt schnellzuckende Fasern, während exzessive Ermüdung (etwa durch Training bis zum völligen Muskelversagen in hohen Wiederholungsbereichen) Signalkaskaden aktivieren kann (z.B. AMPK), die muskelaufbauende Prozesse ausbremsen und besonders das Wachstum der Typ-II-Fasern beeinträchtigen. Tatsächlich zeigen Studien, dass Training bis zum Versagen mit sehr vielen Wiederholungen zwar einen ähnlichen Muskelzuwachs ergeben kann wie mit wenigen Wiederholungen, jedoch mit mehr Ermüdung und potentiell geringerem Zugewinn an Typ-II-Fasermasse einhergeht. Ein zentraler Befund des Artikels ist daher, dass Hypertrophie qualitativ optimiert werden kann, indem man Belastungsparameter so wählt, dass vorrangig funktionell wichtige Muskelfasern (Typ II) größer und stärker werden, anstatt wahllos alle Fasern gleichmäßig zu vergrößern. Dieses Prinzip spiegelt das Ziel “optimale statt maximale Hypertrophie” wider.
- Muskelarchitektur und Sarkomere: Mit dem Muskelwachstum gehen Architekturveränderungen einher, die Einfluss auf Kraft und Schnellkraft haben. Wenn der anatomische Muskelquerschnitt (mCSA) größer wird, steigt oft der Fiederungswinkel des Muskels – d.h. die Fasern verlaufen schräger zur Sehnenachse, wodurch mehr Fasern (bzw. Myofibrillen) parallel eingebaut werden können. Ein höherer Fiederungswinkel ermöglicht eine dichtere Packung kontraktiler Elemente und damit prinzipiell höhere Kraft, hat aber physikalische Grenzen (ca. 30° bei Menschen, wobei in Einzelfällen sogar ~33° gemessen wurden). Parallel dazu kann die Faszikellänge (Länge der Muskelfasern, d.h. Anzahl der Sarkomere in Serie) variieren: Längere Fasern erlauben höhere Kontraktionsgeschwindigkeit, was für schnelle Bewegungen vorteilhaft ist. Es besteht ein Trade-off – mehr Sarkomere in Parallel (größerer Querschnitt, höherer Fiederungswinkel) können die maximal mögliche Verkürzungsgeschwindigkeit reduzieren, während mehr Sarkomere in Serie (längere Fasern) tendenziell die Kraftproduktion pro Querschnitt etwas vermindern. Je nach sportlicher Anforderung sollte das Training daher unterschiedliche Architektur-Anpassungen fördern. Zum Beispiel profitieren reine Kraftsportler (Powerlifting) davon, möglichst viele Sarkomere parallel anzulagern (für maximale Kraft, auch wenn die Bewegungen langsamer sind). Sprinter oder Werfer hingegen brauchen auch schnelle Kontraktionen, weshalb eine Zunahme der Sarkomere in Serie (längere Fasern für höhere Geschwindigkeit) neben dem Querschnittszuwachs hilfreich sein kann. Der Artikel verweist auf eine Studie mit Leichtathletik-Werfern, die nach 25 Wochen spezifischen Krafttrainings eine Verlängerung der Muskelfasern (größere Faszikellänge) bei gleichzeitiger Zunahme der Muskelmasse zeigten – einhergehend mit Verbesserungen von Kraft und Schnelligkeit im Wurf. Dies illustriert, dass gezielte Veränderungen der Muskelarchitektur (etwa durch exzentrisches Training für Faszikellängenzunahme) die leistungsrelevanten Eigenschaften eines größer gewordenen Muskels beeinflussen können. Allgemein untermauert der Befund, dass Sarkomer-Zuwachs sowohl in Parallel- als auch in Serie je nach Disziplin optimiert werden sollte, um sowohl Kraft- als auch Power-Leistungen zu steigern.
- Übungen, Bewegungsumfang und regionsspezifische Hypertrophie: Interessant ist auch der Aspekt der Lokalisation des Muskelwachstums. Unterschiedliche Übungen oder Bewegungsradien können Hypertrophie in unterschiedlichen Bereichen eines Muskels hervorrufen. So zeigen Untersuchungen, dass exzentrisches Training im Vergleich zu rein konzentrischem Training tendenziell eher distale Muskelsegmente hypertrophiert (und dabei Sarkomere in Serie hinzufügt), während konzentrische Aktionen mehr in der Muskelsmitte ansetzen und parallel ausgerichtete Hypertrophie fördern. Diese divergenten Anpassungen können gezielt für unterschiedliche Ziele genutzt werden – z.B. könnte ein Gewichtheber von exzentrischen Komponenten profitieren, um die Geschwindigkeit durch längere Fasern zu erhöhen, während ein Powerlifter mehr konzentrische Spannungsreize setzt, um lokale Kraftzentren im Muskel zu stärken. Auch der Bewegungsumfang spielt eine Rolle: In einer Studie erzielte Kniebeugentraining mit vollem Bewegungsradius (Full Squats) über 10 Wochen deutlich größere Muskelzuwächse in den beteiligten Muskelgruppen als Kniebeugen mit halber Tiefe. Größere Range of Motion rekrutiert mehr Muskelfasern über die gesamte Länge und führte zu höherer anatomischer mCSA im Vergleich zu Teilbewegungen. Dies legt nahe, dass Athleten für eine umfassende Hypertrophie möglichst große Gelenkbewegungsradien ausnutzen sollten – insbesondere wenn die Wettkampfbewegung ebenfalls eine große Amplitude erfordert. Insgesamt zeigen diese Befunde, dass Hypertrophie sehr spezifisch auf die Art des Trainingsreizes reagiert: Gelenkwinkel, Kontraktionsmodus und Übungsauswahl beeinflussen, wo und wie ein Muskel wächst. Für Athleten bedeutet das, dass sie jene Muskeln und Bereiche priorisiert entwickeln sollten, die für ihre Sportart zentral sind. Beispielsweise legen die Autoren dar, dass ein Kraftdreikämpfer gezielt die Oberschenkelmuskulatur (v.a. M. vastus lateralis und medialis) vergrößern sollte, da dies direkt mit besserer Kniebeugenleistung korreliert – anstatt unspezifisch den gesamten Oberschenkel gleichmäßig zu trainieren. Ein generelles Muskelaufbauprogramm (Hypertrophie/„Kraftausdauer“) zu Beginn einer Vorbereitungsphase kann zwar als Einstieg dienen, sollte aber nur kurz (2–4 Wochen) erfolgen, bevor auf spezifischere Hypertrophie der wettkampfrelevanten Muskeln umgestellt wird.
- Optimal vs. maximal Hypertrophie – Leistung vor Umfang: Ein zentrales Konzept der Studie ist die Unterscheidung zwischen maximaler und optimaler Maximale Hypertrophie zielt schlicht auf größtmöglichen Muskelzuwachs ab, während optimale Hypertrophie jene muskulären Anpassungen fokussiert, die die Leistungsfähigkeit effektiv steigern. Die Autoren verdeutlichen dies an einem Beispiel: Nimmt ein Athlet (z.B. ein Powerlifter) in einer Trainingsphase 8 kg fettfreie Masse zu, steigert aber seine Gesamtkraftleistung (Total) nur um 2,5 kg, so hat er zwar an Muskelmasse gewonnen, jedoch relative Stärke eingebüßt. In diesem Fall wurde vermutlich „nur“ maximaler Umfang aufgebaut, ohne dass die neu gewonnene Masse funktionell voll nutzbar ist. Solche Diskrepanzen zeigen, dass mehr Muskel nicht automatisch besser ist, wenn die Qualität der Anpassung nicht stimmt. Optimal aufgabenspezifische Hypertrophie bedeutet also, die richtigen Muskelfasern, -gruppen und Strukturen zu vergrößern, um daraus auch maximale Kraft/Power schöpfen zu können. Die Ergebnisse des Artikels legen nahe, dass eine durchdachte Reihenfolge im Trainingsprozess entscheidend ist: Erst werden gezielt diejenigen Hypertrophie-Anpassungen erreicht, die als Basis für Kraft und Explosivkraft dienen, anschließend wird diese Basis durch spezialisierteres Kraft- und Techniktraining in tatsächliche Leistungssteigerung umgesetzt. Insgesamt untermauert die Studie die These, dass Kraft und Hypertrophie sequenziell und aufeinander abgestimmt trainiert werden sollten, anstatt nur generisches Muskelwachstum anzustreben.
Praktische Implikationen
Die Erkenntnisse dieser Arbeit bieten konkrete Anhaltspunkte für Trainingsgestaltung und Praxis:
- Trainingsperiodisierung und -steuerung: Trainer sollten Hypertrophiephasen qualitativ steuern, nicht nur quantitativ. Eine sinnvolle Periodisierung könnte beispielsweise so aussehen, dass zunächst eine kurze allgemeine Hypertrophiephase durchgeführt wird, um den Muskelaufbau anzustoßen, gefolgt von einer längeren Phase mit aufgabenspezifischer Hypertrophie. In letzterer werden Übungen, Intensitäten und Volumina gezielt so gewählt, dass die wettkampfrelevanten Muskeln und Faseranteile optimal wachsen. Anschließend kann ins Kraft- und Powertraining übergeleitet werden, um die neu gewonnene Muskelqualität in Leistungszuwachs umzusetzen. Wichtig ist dabei, die richtigen Reize zur richtigen Zeit zu setzen, um die gewünschten Anpassungen zu erzielen.
- Intensität und Volumen dosieren: Um funktionelle Hypertrophie zu fördern, sollte das Training ausreichend mechanische Spannung bieten (höhere Lasten), ohne in jeder Einheit extreme Ermüdung zu erzeugen. Praktisch bedeutet das, oft im moderaten Wiederholungsbereich (z.B. ~6–12 Wdh.) mit schweren Gewichten zu arbeiten und nicht dauernd bis zum völligen Versagen zu gehen. So lassen sich myofibrillärer Aufbau und Typ-II-Faserrekrutierung maximieren, während übermäßiger metabolischer Stress und AMPK-Aktivierung (die muskuläres Wachstum hemmen kann) begrenzt werden. Beispiel: Anstatt 5 Sätze à 20 Wiederholungen bis zur Erschöpfung zu machen (was viel Volumen, aber enorme Ermüdung bringt), könnte ein Athlet 5 Sätze à 8–10 Wiederholungen mit höherem Gewicht durchführen. Beide Ansätze steigern den Muskelquerschnitt, doch der zweite Ansatz dürfte mehr kontraktile Proteine aufbauen und die Typ-II-Fasern bevorzugt vergrößern, bei geringerer relativer Ermüdung. Gegebenenfalls können Satzpausen (Cluster Sets) oder reduzierte Satzzahlen eingesetzt werden, um hohe Lasten mit ausreichendem Volumen zu kombinieren, ohne die Qualität der Wiederholungen zu verlieren.
- Übungsauswahl und Bewegungsumfang: Die Trainingsplanung sollte Übungen priorisieren, die den Zielmuskel in ähnlicher Weise belasten wie die Sportbewegung. Außerdem sind volle Bewegungsradien und abwechslungsreiche Übungen sinnvoll, um alle Bereiche eines Muskels zu entwickeln. Beispielsweise fördern tiefe Kniebeugen das Wachstum sowohl im vorderen Oberschenkel (Quadrizeps) als auch in Gesäß- und Hüftmuskulatur umfassender als halbe Kniebeugen. Für Athleten bedeutet dies, dass in einer Hypertrophiephase Varianten der Grundübungen (z.B. Frontkniebeugen, belgete Ausfallschritte) genutzt werden können, um Muskelbalancen zu adressieren und eine vielfältige Anpassung zu erzielen – dabei aber stets mit Blick auf die relevanten Muskeln für den Wettkampf. Regionale Hypertrophie kann durch isoliere Übungen oder veränderte Winkel gezielt angesprochen werden, um z.B. den Vastus medialis (innerer Quadrizepskopf) für bessere Kniestreckkraft oder die Glutealmuskulatur für Sprint/Jump-Leistung besonders zu entwickeln. Auch spezielle Exzentrik-Phasen oder plyometrische Übungen können eingeplant werden, wenn die Sportart von langen Fasern und Explosivkraft profitiert (z.B. Sprungtraining für Faszikellängenzuwachs bei Sprintern).
- Überwachung des Athletenzustands: Die Implikation “optimal statt maximal” bedeutet auch, Qualität vor Quantität im Auge zu behalten. Trainer und Athleten sollten nicht einzig auf Messgrößen wie Gewichtszunahme oder Muskelumfang schielen, sondern verfolgen, ob der Kraftzuwachs mit dem Muskelzuwachs Schritt hält. Insbesondere in Gewichtsklassen-Sportarten muss darauf geachtet werden, dass zusätzliche Muskelmasse auch zu proportional höherer Kraft/Leistung führt – ansonsten trägt man „totes Gewicht“ mit sich. Praktisch kann man das Verhältnis von Körpermasse zu Leistung beobachten (z.B. Relativkraft wie kg-Körpergewicht pro gehobenem Gewicht). Bleibt dieses Verhältnis gleich oder wird schlechter trotz Muskelaufbau, sollte das Training angepasst werden (z.B. mehr Maximalkraftreize setzen, Volumen reduzieren).
- Rehabilitation und Prävention: Auch im Therapie- und Reha-Bereich lässt sich das Konzept anwenden. Nach Verletzungen oder bei muskuloskelettalen Problemen kann es sinnvoll sein, gezielt jene Muskelfasern und -bereiche zu hypertrophieren, die für die Stabilität und Funktion benötigt werden. Anstatt generell Muskeln aufzubauen, würde ein Therapeut z.B. bei einer Knieverletzung verstärkt die atrophierte Quadrizepsportion ansteuern, die für die Knieführung zentral ist. Durch spezielle Übungen (etwa terminale Knieextensions für den Vastus medialis) könnte so aufgabenspezifische Hypertrophie in der Reha die Wiederherstellung der vollen Funktion unterstützen. Darüber hinaus kann ein auf Qualität bedachtes Hypertrophietraining Überbelastungen vorbeugen – z.B. indem nicht unnötig muskuläre Masse ohne entsprechende Sehnen-/Struktur-Anpassung aufgebaut wird.
Zusammenfassend bieten die Erkenntnisse klare Leitlinien: Hypertrophietraining im Sport sollte zielgerichtet erfolgen. Trainer können anhand dieser Prinzipien das Training so abstimmen, dass Athleten genügend Muskelmasse für ihre Zwecke aufbauen, dabei aber die Art der Muskelanpassung steuern, um maximale Leistung daraus zu ziehen.
Mögliche Einschränkungen
Trotz der praxisrelevanten Empfehlungen sind einige Einschränkungen und offene Fragen zu beachten. Erstens basiert ein Teil der besprochenen Evidenz auf Kurzzeitstudien oder speziellen Populationen. So stammt der Nachweis überwiegender sarkoplasmatischer Hypertrophie aus einer 6-Wochen-Studie an jungen, trainierten Männern– unklar ist, wie sich längere Trainingszeiträume oder andere Gruppen (etwa Frauen oder ältere Athleten) verhalten. Generell ist die Existenz und Ausprägung sarkoplasmatischer Hypertrophie im Menschen noch kontrovers diskutiert. Nicht alle Studien finden einen hohen Anteil nicht-kontraktilen Wachstums, und es gibt methodische Herausforderungen bei dessen Messung. Entsprechend mahnen Experten (z.B. Jorgenson et al.) an, dass einzelne Befunde (wie jener von Haun et al.) nicht die gesamte Population repräsentieren. Zweitens sind Muskel-Faserzusammensetzung und -umbau in hochtrainierten Athleten schwer zu untersuchen. Elite-Kraftsportler weisen oft bereits einen hohen Anteil an Typ-II-Fasern auf; signifikante Umwandlungen der Fasertypen treten bei ihnen seltener auf und können durch Messungen (Biopsien) fehlerbehaftet sein. Die Literatur zeigt beispielsweise, dass bei gut Trainierten scheinbare „Faserverschiebungen“ mit Vorsicht zu interpretieren sind – gemessene Veränderungen können auch auf präferenzieller Hypertrophie bestimmter Fasern statt echter Umwandlung beruhen. Das erschwert die klare Zuordnung von Ursache und Wirkung. Drittens sind ultrastrukturelle Anpassungen (wie Myofibrillenanzahl, Sarkomeranordnung) im Training nicht direkt sichtbar. Praktiker müssen sich auf indirekte Indikatoren verlassen (Kraftzuwachs, muskuläre Ausdauer, optische Veränderungen, ggf. Kraftprofil-Tests), um abzuschätzen, welcher Hypertrophietyp stattgefunden hat. Die Übertragbarkeit mancher Studienergebnisse auf den Trainingsalltag ist daher limitiert – z.B. erfordert die Differenzierung von Myofibrillen- vs. Sarkoplasma-Zunahme in der Praxis aufwendige Technik (Ultraschall, MRT oder Biopsien), die selten verfügbar ist. Weiterhin ist unklar, wie groß der Leistungsunterschied durch optimierte Hypertrophie im Vergleich zu herkömmlichem Training langfristig ausfällt. Es fehlen Langzeitstudien, die Athleten über ganze Trainingszyklen verfolgen und den Effekt von unterschiedlich gesteuerten Hypertrophiephasen auf Wettkampfleistungen quantifizieren. Außerdem könnten individuelle Faktoren (Genetik, Ernährung, hormonelles Profil) die Art der Hypertrophie beeinflussen – was bei einigen Athleten funktioniert, lässt sich nicht 1:1 auf alle übertragen. Schließlich konzentriert sich der Artikel vor allem auf Kraft- und Powerathleten; in Ausdauersportarten oder Spielsportarten könnte die Rolle der aufgabenspezifischen Hypertrophie eine andere sein, was weiterer Forschung bedarf.
Ein spezieller Aspekt bei hochtrainierten Athleten ist, dass deren anfängliche Anpassungen an Training vorwiegend neuraler Natur waren und sich im fortgeschrittenen Stadium Hypertrophieanpassungen nur noch langsam zeigen. Dies bedeutet, dass Optimierungen in der Muskelsubstanz hier zwar besonders wichtig für weitere Leistungssteigerung sind, aber gleichzeitig schwerer zu erzielen und zu messen. Hochleistungsathleten bewegen sich nahe an ihrem genetischen Maximum; geringfügige Veränderungen im Muskelfaserquerschnitt oder -typ können im Rauschen anderer Faktoren untergehen. Daher müssen die vorgeschlagenen Strategien in diesem Bereich mit Bedacht und individualisiert angewandt werden. Die Autoren selbst weisen darauf hin, dass vorsichtige Interpretation der Daten notwendig ist und dass weitere Forschung nötig ist, um die Feinabstimmung des Hypertrophietrainings bei Eliteathleten zu optimieren.
Fazit und zukünftige Forschungsansätze
Fazit: Der Artikel unterstreicht, dass Muskelwachstum nicht gleich Muskelwachstum ist – je nach Trainingsmethode können unterschiedliche strukturelle Anpassungen hervorgerufen werden, die die spätere Kraft- und Power-Performance in unterschiedlichem Maße beeinflussen. Für Sportler und Trainer bedeutet dies: Statt nur auf maximale Zunahme des Muskelquerschnitts zu schielen, sollte die Qualität der Hypertrophie in den Vordergrund rücken. Die Betonung der aufgabenspezifischen Hypertrophie – also das Ausbilden von Muskeln in Größe, Faserstruktur und Architektur passend zur Zielbewegung – kann dazu beitragen, dass Kraft- und Leistungstraining effizienter greifen. Praktisch lassen sich so Hypertrophiephasen gestalten, die den Athleten nicht „langsamer“ oder unverhältnismäßig schwerer machen, sondern ihn optimal auf nachfolgende hochintensive Kraft- und Schnellkraftphasen vorbereiten. Die Schlüsse der Autoren sind klar: Ein systematisches, phasenorientiertes Training, das zuerst optimale Hypertrophie erzeugt und anschließend in spezifische Kraft ummünzt, dürfte traditionellen Ansätzen überlegen sein, bei denen Hypertrophie als generelles Ziel ohne Feintuning verfolgt wird. Insbesondere für Kraftsportler, Gewichtheber, Wurf- und Sprungathleten liefert diese Arbeit wertvolle Hinweise, wie sie durch gezielte Anpassung des Hypertrophietrainings ihre Leistungsfähigkeit steigern können, ohne unnötigen „Ballast“ an nicht-funktionaler Masse aufzubauen.
Zukünftige Forschungsansätze: Trotz der schlüssigen Argumentation bleiben viele Fragen offen, was weitere Forschung erfordert. Künftige Studien sollten zum einen die langfristigen Effekte von aufgabenspezifischem Hypertrophietraining untersuchen: Etwa durch Vergleich von Athletengruppen, die unterschiedliche Hypertrophie-Strategien (klassisch vs. task-spezifisch) über ganze Saisons verfolgen, um objektiv zu messen, wie sich Kraft-, Schnelligkeits- und Leistungswerte unterscheiden. Zum anderen wäre es wertvoll, objektive Marker für unterschiedliche Hypertrophieformen zu etablieren – z.B. mittels fortschrittlicher Bildgebung oder Biomarkern, um im Trainingsalltag besser erkennen zu können, welche Art von Muskelwachstum auftritt. Die Autoren regen an, mehr Forschung zur Übungsauswahl und Range of Motion zu betreiben, um zu verstehen, wie spezifische Übungen langfristig die Muskelmorphologie beeinflussen. Auch die Molekular- und Zellbiologie der Hypertrophie bietet Ansätze: Die Rolle von Signalwegen (mTOR, AMPK), Satellitenzellen und Genexpression bei der Steuerung von myofibrillärem vs. sarkoplasmatischem Wachstum ist noch nicht vollständig geklärt. Ein besseres Verständnis dieser Mechanismen könnte helfen, Training und Ernährung gezielt anzupassen (z.B. Trainingsprogramme zu entwickeln, die gezielt die Proteinsynthese in den kontraktilen Elementen maximieren). Weiterhin wäre es interessant, die Unterschiede zwischen Individuen stärker zu beleuchten – warum sprechen manche Athleten eher mit funktionellem Kraftzuwachs auf Hypertrophie an, während andere vor allem Volumenzunahme ohne große Kraftsteigerung erfahren? Hier könnten genetische Faktoren oder frühere Trainingshistorie eine Rolle spielen. Schließlich sollten Untersuchungen verstärkt in leistungsstarken Kadern durchgeführt werden. Zwar sind solche Studien herausfordernd (kleine Stichproben, viele Störvariablen), aber nur so lässt sich zeigen, ob die Theorie der aufgabenspezifischen Hypertrophie auch im Elitebereich die erhofften Vorteile bringt oder ob dort andere Faktoren dominieren.
Insgesamt weist die Forschung den Weg zu immer spezifischeren Trainingsmethoden, bei denen Hypertrophie nicht als Selbstzweck, sondern als zielgerichtetes Mittel zur Leistungsoptimierung verstanden wird. Die vorgestellten Konzepte liefern einen wichtigen Impuls, Trainingspläne wissenschaftlich fundiert zu verfeinern. Mit weiterer Forschung und praktischer Erprobung dieser Ideen könnten zukünftige Athletengenerationen noch effizienter Kraft und Muskelmasse aufbauen – genau dort und in der Form, wo sie es für maximale Leistung brauchen.
Quellen
- Travis, S.K. et al. (2020): Emphasizing Task-Specific Hypertrophy to Enhance Sequential Strength and Power Performance. J. Funct. Morphol. Kinesiol. 5(4): 76. DOI: 10.3390/jfmk5040076. PMID: 33467291 – Open-Access Review.
- Haun, C.T. et al. (2019): Muscle fiber hypertrophy in response to 6 weeks of high-volume resistance training in trained young men is largely attributed to sarcoplasmic hypertrophy. bioRxiv preprint 596049. (Später publiziert in: Front. Physiol. 10: 1576, DOI: 10.3389/fphys.2019.01576) – Studie zum überwiegenden sarkoplasmatischen Muskelwachstum.
- Zaras, N.D. et al. (2016): Rate of Force Development, Muscle Architecture, and Performance in Young Competitive Track and Field Throwers. J. Strength Cond. Res. 30(1): 81-92. PMID: 26102258 – Studie: Zusammenhang von Faszikellänge, Muskelhypertrophie und Leistung bei Werfern.
- Kubo, K. et al. (2019): Effects of squat training with different depths on lower limb muscle volumes. Eur. J. Appl. Physiol. 119(8): 1933-1942. PMID: 31140080 – Studie: Voll- vs. Halbsquat und muskelspezifische Hypertrophieunterschiede.
- Roberts, M.D. et al. (2020): Sarcoplasmic Hypertrophy in Skeletal Muscle: A Scientific “Unicorn” or Resistance Training Adaptation? Front. Physiol. 11: seg. PMID: 33192898 – Übersichtsartikel zur Evidenzlage sarkoplasmatischer Hypertrophie.
Betonung der aufgabenspezifischen Hypertrophie zur Steigerung von KRaft- und schnellkraftLeistungen
Emphasizing Tast-Specific Hypertrophy to Enhance Sequential Strength and Power Performance
Travis et al., 2020
zum Originalartikel
Key Facts
- Optimale Hypertrophie > maximale Hypertrophie
- faserspezifische Hypertrophie - abzielen auf Shift Richtung Typ II
- mehr Muskelmasse führt zu höherem Kraftpotential
- High-Load-Low-Rep Training (>80% 1RM bei ca. 5reps/set)
- kein Muskelversagen erzeugt gleichen Hypertrophiereiz
- sportartspezifische Übungsauswahl in Bezug auf (Muskelarbeitsweise, ROM, Winkelstellungen, Bewegungs- und Kontraktionsgeschwindigkeit)
Background:
In vielen Sportarten ist eine hohe Kraftentwicklung und der aufgaben-spezifische Poweroutput entscheidend. Als Grundlage im Leistungaufbau des Kraftbereichs wird großteils Hypertrophie trainiert, was zu strukturellen und ultrastrukturellen Anpassungen führt. (strukturelle Anpassungen = Größe des Muskels – ohne Mikroskop erkennbar
ultrastrukturelle Anpassungen = Anpassungen auf molekularer Ebene – nur unter dem Mikroskop erkennbar) Hypertrophie wird oftmals rein mit der Vergrößerung des Muskelquerschnitts gleichgesetzt, obwohl neue Erkenntnisse viel tiefgreifendere Veränderungen bestätigen. Ebenso wurde in der Vergangenheit eher von zwei unterschiedlichen Phänomenen in Bezug auf Muskelhypertrophie und der Entwicklung der maximalen Kraft gesprochen, wobei auch hier vieles in die Richtung deutet, dass beide Prozesse durchaus stark miteinander verbunden sind. Trotzdem spricht natürlich weiterhin nichts dagegen sich in gewissen Trainingsphasen auf einen der Bereiche zu fokussieren. In Bezug auf kraft- und schnelligkeitsorientierte Sportarten macht es aufgrund der sportartspezifischen Anforderungen aber vor allem Sinn, Typ II Muskelfasern (schnellzuckende Muskelfasern) gezielt zu reizen.
Hypertrophie Mechanismen:
Die bestehende Literatur sieht drei unterschiedliche Wege für die Auslösung von Muskelhypertrophie vor. [1] Muskelzerstörung, metabolischer Stress und mechanische Spannung tragen auf unterschiedliche Weise zur Hypertrophie bei. Mechanische Spannung steht in unmittelbarer Verbindung mit einer gesteigerten Proteinsynthese, wobei auch Muskelzerstörung unmittelbar von mechanischer Spannung abhängt. Im Reparaturprozess der Muskulatur werden so synergistische Effekte für das Muskelwachstum erzielt. Grundsätzlich kann gesagt werden, dass entsprechende Reize über einen längeren Zeitraum wiederholt werden müssen, um bei Einhaltung entsprechender Regenerationszeiten, die anabole Reaktionen auslösen (mTor – pathway) und dadurch die Proteinsynthese in den trainierten Regionen erhöht wird. Hier ist auch zu erwähnen, dass die Anzahl der Sarkomere (=kleinste kontraktile Einheit des Muskels) nicht unveränderlich ist und sich bei entsprechenden Trainingreizen anpassen kann. Speziell für kraft- und schnellkraftorientierte Sportarten ist die Sarkogenese als positive Anpassung zu sehen.
Was den Trainingsreiz betrifft, sollte hier ebenfalls in Betracht gezogen werden, dass High-Load-Low-Rep Training, die Hypertrophie der Typ II Fasern fördern kann. [2] Dagegen unterstützt Low-Load-High-Rep Training (Bodybuilding Style) eher die Hypertrophie der Typ I (langsamzuckenden) Fasern. Die Änderung von Fasertypen ist nach wie vor nicht ganz eindeutig, wobei vieles darauf hindeutet, dass sich zumindest die Hybrid Fasern, durch entsprechendes Training in eine der Richtungen anpassen können. [3] Myostatin (ein Protein, dass unkontrolliertes Muskelwachstum limitiert) spielt in diesem Zusammenhang ebenfalls eine Rolle, da die Myostatin Freisetzung durch Training kurzfristig reduziert wird und so Muskel-Hypertrophie ermöglicht.
Strukturelle Muskel – Hypertrophie:
Unterschiede in den Kraftfähigkeiten von Trainierten und Untrainierten Menschen kann meist schon mit Unterschieden in der Muskelmasse erklärt werden. Die Größe der Muskel per se wird oft durch Muskelquerschnitt (mCSA = muscle cross sectional area) und Muskeldicke (MT = muscle thickness) bestimmt aber auch durch strukturelle Komponenten wie (Fiederungswinkel und Fasikellänge).[4] Ein höherer Fiederungswinkel (Winkel der Fasikel in Beuzg zur Wirkung der Kraft), der oft als Marker für die Qualität des Muskels herangezogen wird, lässt sich auf die Erhöhung der parallel geschaltenen Sarkomere (Muskeldichte) zurückführen, wobei es hier theoretisch auch ein physiologisches Limit gibt. (30°)
Die Messung der Fasikellänge ist ein direkter Indikator für die Anzahl an in Serie gereihten Sarkomeren. Interessanterweise besteht hier eine negative Korrelation zwischen der Erhöhung parallel geschaltener Sarkomere und den in Serie geschaltenen Sarkomeren.[4] Demzufolge gibt es auch hier ein Optimum, speziell für Kraft- und Schnellkraft Sportarten um maximale Kraft bei möglichst schneller Kontraktionsgeschwindigkeit zu garantieren. Es existiert aber sehr wohl eine Korrelation zwischen Muskelmasse und dem möglichen Poweroutput.
Myoplastizität und Fasertyp Veränderungen:
Myoplastizität beschreibt die Fähigkeit des Muskels sich aufgrund von Reizen an diese anzupassen. Die Fasertypverteilung jedes Menschen ist großteils genetisch veranlagt, kann aber in gewissem Maße durch Trainingsreize verändert werden bzw. ein Fasertyp gezielt angesprochen werden, was wiederum das Verhältnis verändern kann. Allgemein wird aber eine hohe Konzentration an Typ II Fasern mit einer hohen athletischen Performance in Verbindung gebracht. Über die Intensität in % des 1RM (1 repetition maximum) können Trainingsreize für bestimmte Fasertypen gezielter gesteuert werden . Für die Adressierung von Typ II Fasern befindet man sich hier im hohen Intensitätsbereich (>85% des 1 RM) und im niedrigen Wiederholungsbereich (< 5 reps).[5] Dieser Prozess wird auch mit der Aktivierung größerer motorischer Einheiten (Typ II) zur Bewältigung hoher Lasten in Verbindung gebracht. [6] Allgemein kann die Intensitätsgrenze von ca. 60% des 1 RM als Mindestreiz für die Auslösung von Hypertrophie angesehen werden. Der Leitsatz „form follows function“ trifft in diesem Zusammenhang ebenso zu, da Kraft- und Schnellkraft Sportler aufgrund ihrer Trainings- und Wettkampfanforderungen auch die demenstsprechenden muskulären Anpassungen entwickeln. Weiters lässt sich fast logisch folgern, dass höhere Krafterzeugung von mehr Muskelmasse dazu führt, dass Athleten diese Kraft besser in den Anforderungen ihrer Sportart umsetzen können.
Sarkoplasmatische & Myofibrillare Hypertrophie:
Die Konzepte von sarkoplasmatischer Hypertrophie (Vergrößerung/Vermehrung der nicht-kontraktilen Elemente) wird oftmals mit high-volume Training in Verbindung gebracht, wohingegen die myofibrillare Hypertrophie (Vergrößerung/Vermehrung der Myofibrillen durch mehr Sarkomere/höherer Dichte) mit high-intesity-low volume Training assoziiert wird. Nun kann wohl schon erahnt werden, dass die myofibrillare Hypertrohpie für Kraft- und Schnellkraftsportarten deutlich sinnvoller erscheint. Neuere Untersuchungen deuten aber auch an, dass sarkoplasmatische Hypertrophie auch ein Vorbote für myofribrillare Hypertrophie sein kann, die Platz für mehr Sarkomere im interzellulären Raum schafft, vor allem da die Entwicklung auf myofibrillärer Ebene länger dauert. [7] Training bis zum Muskelversagen wird in diesem Zusammenhang ebenfalls oft erwähnt und wurde in der Vergangenheit als unerlässlich angesehen, um starke Hypertrophiereize auszulösen. Mittlerweile haben zahlreiche Studien gezeigt, dass auch Training ohne Muskelversagen (Einsatz von RIR – Reps in Reserve – Wiederholungen, die noch möglich gewesen wären bis zum Muskelversagen) nahezu gleiche Hypertrophie Effekte auslöst. [8] Gleichzeitig kann aber die Auslastung und Ermüdung geringer gehalten werden, mit höheren Lasten gearbeitet werden und so wiederum verstärkt Typ II Fasern gereizt werden.
Selektiv regionale Hypertrophie:
Unabhängig davon ob es zu 100% möglich ist, dass bestimmte Teile eines Muskels trainiert werden können, gibt es bei verschiedenen sportspezifischen Aufgaben unterschiedliche Anforderungen an einzelne Muskeln. Diese regionale Entwicklung sollte vielmehr bei der Übungsauswahl im Training in Betracht gezogen werden. (Bsp.: Quad eines Sprinters: der Sprinter wird weniger von einer distalen Hypertrophie nahe des Knies profitieren als von proximaler Hypertrophie im Bereich der Hüftmuskulatur) Zudem sollte in diesem Bezug auch die Kontraktionsgeschwindigkeit im Zusammenhang mit der Sportart beachtet werden, die wie zuvor beschrieben durch eine Veränderung im Fiederungswinkel auch negtiv beeinflusst werden kann. All diese Faktoren (Übungsauswahl, Bewegungsgeschwindigkeit, Arbeitsform des Muskels…) sollten bei der Planung berücksichtigt werden. Studien zeigten auch, dass rein konzentrische Muskelarbeit, eher Hypertrophie im mid-muscle Bereich fördert (mehr parallele Sarkomere) und exzentrische Muskelarbeit mehr zu distaler Hypertrophie beiträgt (mehr Sarkomere in Serie). [9] Letzlich spielt auch der ROM (Range of Motion) eine Rolle, da ein größerer ROM, insgesamt mehr Anteile eines Muskels miteinbezieht und dadurch zu einem größeren Reiz führt, weshalb Athleten auch im Krafttraining in ihrem sportarspezifischen ROM trainieren sollten.
Optimierung aufgabenspezifischer Hypertrophie:
Wie schon mehrmals angeführt ist für viele Athleten nicht maximale sondern die optimale Hypertrophie zielführend, weshalb nach einer umfassenden allgemeinen Grundausbildung der Fokus auf die relevante Muskulatur der Sportart gelegt werden sollte. Auch die leistungsdeterminierenden Fasertypen sollten über entsprechendes Training adressiert werden und die Athleten in relevanten Muskellängen- und Winkelverhältnissen trainieren.
Resümee:
Muskelgewebe ist ein dynamisches Gewebe, dass sich sehr gut an Reize und Anforderungen anpassen kann. Optimale Hypertrophie sollte speziell in kraft- und schnellkraftorientierten Sportarten im Vordergrund stehen. Dies kann durch die Vermehrung von parallel oder in Serie geschaltenen Sarkomeren passieren, je nach sportartspezifischen Anforderungen. Ebenso kann durch Training Einfluss auf das Verhältnis von Typ I/II Fasern genommen werden. Verbesserung der Aktivierung größerer motorischer Einheiten und der Ansteuerung von Typ II Fasern sowie regionale Anpassungen eines Muskels in Bezug an die gestellten sportspezifischen Anforderungen sind weitere Maßnahmen. All diese Mechanismen können mit High-Load-Low-Rep Training (80-95% 1RM & ca. 5reps) am besten umgesetzt werden. Full ROM sollte eine Priorität sein um Abbauprozesse in ungenutzten ROM-Bereichen zu vermeiden und bestmögliche Hypertrophiereize zu schaffen. Hauptziel für Kraft- und Schnellkraftsportler sollte die Entwicklung der Typ II Fasern und die verbesserte Ansteuerung ihrer motorischen Einheiten sein.
Split vs. Ganzkörper Training für Kraft- und Muskelaufbau
Efficacy of Split versus Full-Body resistance training on strength and muscle growth: a systematic review with meta-analysis. Ramos-Campo et al. 2024
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Key Facts
- Trainingsfrequenz macht nur minimale Unterschiede bei angeglichenem Trainingsvolumen
- Split vs. Full-Body ergibt sich eher durch die Anforderungen der Sportart bzw. des Ziels
- Frequenz entscheidet eher im höheren Leistungsbereich als im Freizeitsport
- höhere Frequenz kann helfen weniger Ermüdung anzusammeln
Background:
Krafttraining ist bekannt als die effektivste Methode zum Aufbau von Muskulatur und Kraft. Eine wichtige Variable für den Trainingserfolg ist die Trainingsfrequenz (= Anzahl der Trainingseinheiten pro Woche bzw. Anzahl der Trainings pro Muskelgruppe). Obwohl es Hinweise gibt, dass bei gleichem Volumen die Frequenz wenig Unterschied macht, scheint eine höhere Frequenz über einen längeren Zeitraum größere Hypertrophieeffekte aufgrund von kommulierenden Effekten erzielt. [10] Bodybuilder verwenden für ihr Training traditionell Split-Routinen und isolierte Übungen wohingegen Gewichtheber und Powerlifter aufgrund der komplexeren Anforderungen in ihrer Sportart Ganzkörper-Routinen mit großen Hauptübungen nutzen. Bodybuilding Style Training verursacht dadurch meist mehr Volumen für eine spezifische Muskelgruppe und ergibt dadurch mehr metabolischen Stress und höherer Auslastungen des Muskels. Durch die Split-Routine wird der höher belasteten Muskelgruppe eine längere Pause bis zum nächsten Training ermöglicht. Im Gegensatz dazu werden bei den mehrgelenkigen Hauptübungen meist viele verschieden Muskelgruppen im Unter- und Oberkörper gleichzeitig gereizt, wodurch man auch bei niedrigerer Frequenz viele Reize für unterschiedliche Muskelgruppen erzeugt. Studien die Vor- und Nachteile dieser unterschiedlichen Konzepte verglichen haben, kommen zu diversen Ergebnissen, die hier weiter diskutiert werden sollen.
Findings:
Wenn in den untersuchten Trainingsinterventionen, das Volumen angeglichen wurde (z.B.: egal ob 3×8, 2×12 oder 4×6, das Volumen bleibt gleich) konnten nur minimale Unterschiede in Bezug auf Kraftsteigerung und Muskelwachstum gezeigt werden. Dies deutet auf einen Zusammenhang zwischen Dosis und Wirkung hin, wie auch frühere Erkenntnisse nahelegen. [11] Obwohl das Gesamtvolumen gleich gehalten werden kann, sollte bedacht werden, dass exzessive Umfänge in einzelnen Einheiten Nachteile in Bezug auf lange Regenerationszeiten und starke Ermüdung mit sich bringen. Deshalb hat sich in der Praxis eine höhere Trainingsfrquenz, speziell in höheren Leistungsbereichen durchgesetzt um die Belastung über die Woche zu verteilen und die Leistungsbereitschaft in den Trainingseinheiten hoch zu halten. Durch weniger angesammelte Ermüdung und höhere Leistungsbereitschaft können auch bessere Kraftzuwächse realisiert werden, was ebenso mit einem größeren Volumen in Verbindung steht. [12] In Bezug auf die Hypertrophieeffekte bzw. das Muskelwachstum zeigt sich kein signifikanter Unterschied bezüglich der Volumenverteilung über die Woche.
Resümee:
Im Bereich des Freizeitsports und Fitnesstrainings kann auf Basis dieser Erkenntnisse die Frequenz des Trainings frei gestaltet und dem Alltag angepasst werden. Solange das Trainingsvolumen ausreichend Reiz bietet, wird sich eine Verbesserung der Kraft und Muskelmasse einstellen. Größere Effekte können über die Steigerung des Volumens erreicht werden, was irgendwann die Erhöhung der Frequenz nahelegt um wiederum eine bessere Verteilung der Trainingsdauer zu ermöglichen weniger Ermüdung und eine bessere Konstitution für die nächste Einheit bietet. Im Leistungssport, wo das obere Limit der Regeneration eine Begrenzung darstellt, scheint mehr Augenmerk auf die Trainingsfrequenz nötig zu sein.
Effekte von unilateralem vs. bilateralem krafttraining in bezug auf kraft, Sprung und speed
Effects of unilateral vs. bilateral resistance training interventions on measures of strength, jump, linear and change of direction speed: a systematic review and meta-analysis. Liao et al. 2021
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Key Facts
- Trainingsfrequenz macht nur minimale Unterschiede bei angeglichenem Trainingsvolumen
- Unilaterales Widerstandstraining ist besser geeinet für die Verbesserung der unilateralen Sprungfähigkeit
- Bilaterales Training ist besser geeinet für die bilaterale Kraftentwicklung
- Keine Unterschiede ergeben sich hinsichtlich der unilateralen Kraftfähigkeit, bilaterelen Spungfähigkeit, sowie der linearen und Richtunswechsel Geschwindigkeit
Background:
Krafttrainingsübungen werden neben vielen anderen Kategorien auch in uni- bzw. bilaterale Übungen unterteilt, d.h. Übungen die einbeinig/einarmig oder beidbeinig/beidarmig ausgeführt werden. Traditionelle Trainingsansätze setzen oftmals auf bilaterale Übungen zur Entwicklung von Kraft und Power. Im Gegensatz dazu werden unilaterale Übungen gerne in Präventionssettings angewendet bzw. wird im Bezug auf sport-spezifisches Training in vielen Sportarten (die Sprinten, Richtungswechsel, Sprünge etc. beinhalten) argumentiert, dass unilateralte Übungen bessere Trainingsergebnisse in diesen Bereichen erzielen.
Oftmals wird empfohlen, dass Übungen so spezifisch wie möglich sein sollten um den Transfer in die Sportart zu optimieren oder dass der Übungstyp in Bezug auf ROM (range of motion), Geschwindigkeiten, Positionen und Bewegungsmustern der Sportart nahekommen sollten. Natürlich unterscheiden sich uni- und bilaterale Übungen auch hinsichtlich inter- und intramuskulären Aspekten, wie höheren Stabilisierungs- und Gleichgewichtsanforderungen und mechanischem Load, weshalb man grundsätzlich nicht von einem gleichen Übertrag ausgehen kann.
Leider gibt es zum Trainings in diesen Übungsformen und der Effektivität zur Entwicklung der athletischen Performance unterschiedliche Erkenntnisse und Meinungen in der Praxis. Auf Basis dieses Artikels sollen Überlegungen und Fakten dazu geliefert werden:
Findings:
Unabhängig davon ob uni- bzw. bilaterale Übungen trainiert werden, kann gesagt werden, dass beide Kategorien die athletische Leistungsfähigkeit verbessern. In der Gesamtheit aller Leistungsfaktoren (Kraft, Sprung, Speed) betrachtet zeigten sich ebenso keine Unterschiede in beiden Trainingsformen. Einzeln betrachtet ist zu beachten, dass unliterales Training die Sprungperformance von unilateralen Sprüngen besser trainiert. Bezüglich der unilateralen Kraftentwicklung besteht aber kein Unterschied von uni- zu bilateralen Übungen. Im Gegensatz dazu ist bilaterales Training etwas effektiver zur Verbesserung der bilateralen Kraftfähigkeit. Für die bilaterale Sprungfähigkeit wurden wiederum keine Unterschiede festgestellt. Die Schnelligkeit und Fähigkeit von schnellen Richtungswechseln (change of direction) lässt sich sowohl mit uni- und bilateralen Trainingsformen gleichermaßen gut trainieren.
Kraftfähigkeit:
In Bezug auf die Steigerung der Maximalkraft ist der Hauptfaktor die bessere neuromuskuläre Anpassung sowie ein größerer Muskelquerschnitt bei bilateralem Training. Bilaterale Übungen bringen mehr Last auf die Agonisten (Bsp.: Kniegelenksagonist: Quadrizeps), wohingegen unilaterale Übungen die Antagonisten mehr miteinbeziehen. (Bsp.: Kniegelenksantagonist: Hamstrings).
In diesem Zusammenhang muss auch auf das „Bilaterale Kraftdefizit“ (BLD) eingegangen werden. Es beschreibt, dass die Summe der unilateralen Kraftmaxima höher ist als die simultane bilaterale Kraft. (Bsp.: die Summe der getrennt gemessenen Maximalkräfte des linken und rechten Beines sind höher als die Maximalkraft beider Beine simultan gemessen).
Davon abgeleitet konnte gezeigt werden, dass bilaterales Training das BLD reduziert, während unilaterales Training das BLD vergrößert. Weiters wurde festgestellt, dass die Kombination von uni- und bilateralem Training die unilaterale Spungleistung mehr verbessert als bilaterales Training allein.
In Bezug auf die neuromuskuläre Anpassung und Stabilität stärkt unilaterales Training die stabilisierenden Muskel mehr, wobei bilaterales Training die Antagonisten mehr miteinbezieht und so für Stabilität sorgt.
Diese Informationen können bei der Planung und Übungsauswahl für die jeweilige Zielsetzung berücksichtig werden.
Sprungleistung:
Im Vergleich zum bilateralen Sprungtraining zeigt unilaterales Sprungtraining größere Effekte, da die kleinere Unterstützungsfläche eine höhere Co-Aktivierung der stabilisierenden Muskeln erzeugt. Auch in EMG-Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass unilaterales Sprungtraining eine 10 – 25% höhere Muskelaktivierung ergeben und die „Rate of Force Development“ (RFD) verbessern, was dem einbeinigen Sprung zugute kommt. Da beim unilateralen Sprungtraining das Körpergewicht von einem Bein bewegt werden muss, kommt auf diese Muskeln eine höhere Last zu, was zu höherer Kraftentwicklung und neuromuskulärer Anpassung führt. Zusammengefasst kann gesagt werden, dass unilaterales Widerstandstraining ein bilaterales Training bei der Verbesserung unilateraler Sprungleistungen aufgrund höherer Stabilitätsanforderungen und spezifischer neuromuskulärer Anpassungen übertrifft. Dennoch hat bilaterales Training Vorteile bei kürzeren Bewegungszeiten und höheren Maximalkräften.
Change of Direction (COD) & Speed Performance:
Die Verbesserung der Fähigkeit für Richtungswechsel (COD) scheint mit unilateralem Widerstandstraining besser zu funktionieren. Auch der Fokus auf exzentrische Belastungen ist sinnvoll, da sie die exzentrische Bremskraft verbessern. Das wiederum verkürzt die Bodenreaktionszeit bzw. die Zeit beim Abbremsen und führt zu einem schnelleren COD. Diese Faktoren und auch die erhöhte elastische Kraft der Muskeln und des Bindegewebes, führen zu besseren Leistungen bei der Richtungsänderung.
Zwischen unilateralen und bilateralen Widerstandstrainingsmethoden gibt es keine signifikanten Unterschiede bei der Verbesserung der Geschwindigkeit. Minimale Vorteile konnten für die lineare Sprintgeschwindigkeit durch bilaterales Training erzielt werden. Studien zeigen hierzu auch eine starke Korrelation von der Kraft bei Kniebeugen mit der Spintleistung. Zusammengefasst kann gesagt werden, dass unilaterales Training sich aufgrund spezifischerer neuromuskulärer Anpassungen und größerer Stabilitätsanforderungen besser für das Training der COD eignet. Bilaterales Training bietet Vorteile aufgrund seiner Fähigkeit, die Kraftentwicklung in kurzer Zeit zu maximieren. Wie so oft ist eine Kombination der Methoden in Abstimmung mit der Zielsetzung sinnvoll.
Langzeit krafttrainierte muskeln haben mehr fasern, mehr myofibrillen und die filamente sind dichter gepackt als bei untrainierten
Long-term resistance trained human muscles have more fibers, more myofibrils, and tighter myofilament packing than untrained. Maeo et al., 2024
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Key Facts
- Krafttraining (über einen langen Zeitraum) führt zu signifikant größeren Muskeln (40 - 80%)
- ... mehr Muskelfasern (Muskelfasern sind ebenso um 20-60% größer) und mehr Myofibrillen
- ... einer dichteren Packung der Myofilamente im Vergleich zu Untrainierten
- ... LRT (Longterm Resistance Training) führt zu weitreichenden Anpassungen in der Muskelstruktur die eine höhere Muskelkraft und Leistungsfähigkeit mit sich bringt.
Background:
Mehr Muskelmasse ist gleichbedeutend mit mehr Kraft und Leistungssfähigkeit in Bezug auf sportliche Leistung, aber auch hinsichtlich der Gesundheit. Die Größe eines einzelnen Muskels wird grundsätzlich über die Anzahl und Größe der Muskelfasern und deren Untereinheiten (Myofibrillen –> Myofilamente) bestimmt. Das Muskelwachstum (=Hypertrophie) entsteht als Antwort auf einen mechanischen Reiz (functional Oberload) dem der Muskel über einen längeren Zeitraum ausgesetzt wird. [1?] Zahlreiche Studien haben ergeben, dass Langzeit-Krafttrainierte (LRT) größere Muskeln besitzen als Untrainierte (+-40 – 80%) und auch deren Muskelfasern im Vergleich größer sind. (+-20% – 60%) [2?]
Die Querschnittsfläche der untersuchten Muskeln in dieser Studie war bei LRT um 70% größer als bei Untrainierten (UT). Dies steht in direktem Zusammenhang mit größeren Muskelfasern (+29%), einer höheren Anzahl an Muskelfasern (+34%) und Myofibrillen (+49%). Im Gegensatz dazu sind die Myofibrillen an sich aber kleiner (-16%) sowie der Myosin – Abstand geringer (-7%). Trainierte haben also mehr Muskelfasern, die wiederum größer sind obwohl die Myofibrillen an sich kleiner zu sein scheinen und der Muskel dichter gepackt (kleinere Myosin-Abstände) ist.
Die minimale effektive Trainingsdosis, die erforderlich ist, um die maximalkraft bei zu erhöhen
The Minimum Effective Training Dose Required to Increase 1RM Strength in Resistane-Trained Men: A Systematic Review and Meta-Analysis zum Originalartikel
Key Facts
- Für Kniebeugen und Bankdrücken scheint 2-3x pro Woche ein einziger Satz von 6-12 Wiederholungen mit hoher Intensität ausreichend zu sein um eine Kraftsteigerung zu erzielen
- Die minimale effektive Dosis kann eine Steigerung (wenn auch suboptimal) des 1RM bei Kniebeugen und Bankdrücken erzielen
- Für das Kreuzheben, bei Frauen und hochtrainierten Kraftathleten sind die Erkenntnisse nicht klar zu definieren
Background:
Die minimale effektive Trainingsdosis für Kraftzuwächse – Was ist das absolute Minimum?
Maximalkraft (1RM) ist ein entscheidender Faktor für sportliche Leistung und allgemeine Fitness. Doch wie wenig Training ist tatsächlich nötig, um die 1RM-Kraft messbar zu steigern? Diese Frage wurde in einer systematischen Übersicht mit Meta-Analyse von Androulakis-Korakakis et al. (2020) untersucht.
Hintergrund: Warum ist Maximalkraft so wichtig?
- Erhöhte Muskelkraft verbessert die sportliche Leistung.
- Weniger Verletzungsrisiken und bessere allgemeine Gesundheit.
- Mehrgelenk-Übungen wie Kniebeuge, Bankdrücken und Kreuzheben sind besonders effizient.
Methodik: So wurde die Studie durchgeführt
Die Forscher führten eine systematische Literaturanalyse durch und werteten die Ergebnisse aus 6 Studien mit insgesamt rund 180 trainierten Männern aus.
Einschlusskriterien:
- Nur Studien mit trainierten Männern (>1 Jahr Krafttraining).
- Mindestens eine Powerlift-Übung (Kniebeuge, Bankdrücken oder Kreuzheben).
- Vergleich von Training mit nur 1 Arbeitssatz pro Übung vs. höherem Volumen.
Ergebnisse: Was ist das Minimum für 1RM-Zuwächse?
Die Analyse ergab, dass bereits sehr geringe Trainingsvolumina signifikante Kraftzuwächse ermöglichen:
- 1 Satz Kniebeuge pro Woche: +10 kg 1RM-Steigerung in 10 Wochen.
- 1 Satz Kniebeuge 2x/Woche: +16 kg in 6 Wochen.
- Bankdrücken 1 Satz 3x/Woche: +8 kg 1RM-Gewinn.
Die Meta-Analyse zeigte im Durchschnitt eine **+12,1 kg** Verbesserung der 1RM (95 % Konfidenzintervall: 8,2–16,0 kg).
Praktische Anwendung: Wer profitiert davon?
Powerlifting & Kraftsport
In Deload-Phasen oder bei begrenzter Trainingszeit kann ein Minimalprogramm 1 Satz pro Übung ausreichen, um Kraft zu erhalten oder leicht zu steigern.
Teamsportler
Mannschaftssportler können mit geringem Krafttrainingsaufwand ihre Maximalkraft erhalten, während sie sich auf Technik und Ausdauer konzentrieren.
Freizeitsportler
Wer wenig Zeit für Krafttraining hat, kann mit nur 1 Satz pro Übung, 2–3x pro Woche messbare Fortschritte erzielen.
Einschränkungen der Studie
- Untersucht wurden nur Männer – keine Daten für Frauen.
- Keine Daten für hochtrainierte Athleten (z. B. Powerlifting-Wettkämpfer).
- Langzeiteffekte über mehrere Monate unklar.
Fazit: Lohnt sich Minimaltraining?
Die Studie zeigt: Auch mit "minimalem Aufwand" lassen sich messbare Kraftzuwächse erzielen. Wer jedoch maximale Ergebnisse will, sollte langfristig ein höheres Trainingsvolumen nutzen.
Quellen:
- Androulakis-Korakakis, P. et al. (2020). The Minimum Effective Training Dose Required to Increase 1RM Strength in Resistance-Trained Men: A Systematic Review and Meta-Analysis. Sports Medicine, 50(4), 751–765. DOI: 10.1007/s40279-019-01236-0
Effektivität von Krafttraining in bezug auf kraft und hypertrophie. muskelversagen oder kein muskelversagen?
Effects of resistance training performed to repetition failure or non-failure on muscular strength and hypertrophie: a systematic review and meta-analysis. Grgic et al. 2022
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Key Facts
- Training ohne Muskelversagen (speziell bei hochintensivem Krafttraining (60-80% 1RM) führt zu gleichen Ergebnissen in Bezug auf Muskelaufbau und Kraftsteigerung wie bei Training bis zum Muskelversagen
- Muskelversagen scheint bei niederschwelligerem Training (<60% 1RM) wichtiger zu sein um Anpassungsprozesse einzuleiten
Background:
Basierend auf Hennemans Rekrutierungsprinzip, werden motorische Einheiten ansteigend nach ihrer Kraftproduktion aktiviert. Kleine motorische Einheiten bzw. langsame Typ 1 Fasern, bilden hierbei den Beginn, um die Last zu bewältigen. Wenn die niederschwelligen motorischen Einheiten ermüden, werden höherschwellige Einheiten (Typ 2 Fasern) miteinbezogen um die Kraftproduktion aufrecht zu erhalten. Deshalb wurde oft angenommen, dass Training bis zu momentanem Muskelversagen nötig ist um möglichst alle motorischen Einheiten zu reizen und Muskelkraft und -masse zu steigern.
Darum wurde in der Untersuchung von Grgic et al. analysiert, ob Training bis zum Muskelversagen bessere Ergebnisse liefert im Vergleich zu Training ohne Muskelversagen.
Muskelversagen or not?
Die Ergebnisse der Meta-Analyse zeigen, dass Training zum Muskelversagen ähnliche/gleiche Ergebnisse in Bezug auf Muskelaufbau und Kraftsteigerung liefert, wie Training das nicht zum Muskelversagen durchgeführt wird.
Speziell in Bezug auf die Steigerung der Kraft, scheint Muskelversagen nicht notwendig zu sein, wenn mit ausreichend hohen Intensitäten gearbeitet wird. Bei Lasten im Bereich 60 – 90% des 1RM werden höherschwellige motorische Einheiten bereits zu Beginn der Bewegung aktiviert, weshalb Muskelversagen hier ebenso nicht notwendig zu sein scheint. Speziell wenn man bedenkt, dass hohe Kraftleistungen ein gut regeneriertes ZNS (Zentralnervensystem) bedürfen, ist diese Tatsache interessant für den Trainingsprozess. So kann eine zu höhe Ermüdung und Belastung für das ZNS vermieden werden um schneller zu regenerieren und den nächsten Trainingsreiz früher setzen zu können.
Muskelversagen könnte wiederum größere Bedeutung bei Training mit niedrigeren Lasten haben um einen überschwelligen Reiz zu generieren. [3?]
überblick zu Strukturellen Anpassungen der Muskulatur durch mechanische belastung
Identifying the structural adaptions that drive the mechanical load-induced growth of skeletal muscle: a scoping review
Key Facts
- ?
Background:
Widerstandstraining ist eine bewährte Methode, um mechanisch induziertes Muskelwachstum zu fördern. Studien zeigen, dass Menschen durch Widerstandstraining innerhalb von 8–16 Wochen eine Erhöhung der Muskelmasse um 5–20 % erreichen können und auch in Tiermodellen wurden ähnliche Ergebnisse erzielt, bei denen menschliches Training simuliert wurde. Die ultrastrukturellen Mechanismen die diesen Anpassungen zugrunde liegen sind immer noch nicht vollständig verstanden und wurden im Review von Jorgensen et al. tiefergreifend beleuchtet.
Strukturelle Grundlagen menschlicher Muskeln:
Die Struktur der Skelettmuskulatur folgt einer hierarchischen Organisation, die auf drei Ebenen betrachtet werden kann:
Makroskopisch: Muskeln sind über Sehnen mit Knochen verbunden und bestehen aus Bündeln von Fasern (Faszikel), die von Bindegewebsschichten wie Epimysium und Perimysium umgeben sind.
Mikroskopisch: Einzelne Muskelfasern (Myofibrillen) sind von Endomysium und interstitiellen Zellen umgeben, darunter Fibroblasten und Satellitenzellen, die eine Schlüsselrolle in der Muskelregeneration spielen.
Ultrastrukturell: Myofibrillen bestehen aus Sarkomeren, die durch das Gleiten von Aktin- und Myosinfilamenten Kraft erzeugen. Die optimale Länge der Sarkomere ist für die maximale Kraftproduktion entscheidend.
Darüber hinaus variiert die Funktion der Muskelfasern je nach Typ:
- Langsam-oxidative Fasern (Typ I): Für ausdauernde Aktivitäten.
- Schnell-glykolytische Fasern (Typ IIA/IIX): Für schnelle, explosive Bewegungen.
Wie Muskeln auf mechanische Belastung wachsen:
Das Wachstum der Skelettmuskulatur kann durch Längenzuwachs oder eine Zunahme des Querschnittsbereichs (CSA) erfolgen, wobei letzteres dominanter ist.
Längenzuwachs (Longitudinales Wachstum):
Hauptsächlich in der Jugend, aber auch bei Erwachsenen durch chronische Dehnung oder exzentrische BelastungenRadiales Wachstum (CSA-Zunahme):
Krafttraining erhöht den CSA typischerweise um 5–30 %, ohne die Muskellänge zu verändern.
Der CSA-Anstieg ist nicht gleichmäßig über den Muskel verteilt; er ist in der Mitte am größten.
Regionale Unterschiede in der Wachstumsantwort sind ein bedeutendes, oft übersehenes Merkmal.
Wie Muskelfaszikeln zum Muskelwachstum beitragen
Muskelfaszikeln spielen eine Schlüsselrolle im mechanisch induzierten Muskelwachstum, das sich hauptsächlich durch eine Zunahme des Querschnittsbereichs (CSA) äußert. Dies kann auf zwei Arten geschehen:
- Längenzuwachs: Verlängerung der Faszikeln, typischerweise mit einer durchschnittlichen Zunahme von ~12% nach regelmäßigem Training.
- Radiales Wachstum: Vergrößerung des Faszikeldurchmessers, oft begleitet von einer Zunahme des Pennationswinkels (im Schnitt um 13,5%).
Wie mechanische Belastung die Länge der Myofasern beeinflusst
Mechanische Belastung, insbesondere in extremen Modellen, kann zu einem deutlichen longitudinalen Wachstum der Myofasern führen. Zum Beispiel verlängerte sich die Myofaserlänge bei Quails unter Belastung um 24 % und bei Ratten um 19 %. Neuere Studien deuten darauf hin, dass auch realistischere Modelle, wie hochintensives Intervalltraining, eine Verlängerung der Myofasern (bis zu 9 %) bewirken können.
Während extreme Belastungsmodelle gut dokumentiert sind, gibt es nur wenige Untersuchungen zu physiologisch relevanten Szenarien. Diese ersten Hinweise sind vielversprechend, aber weitere Studien sind notwendig, um die Mechanismen und das Ausmaß des longitudinalen Wachstums zu verstehen.
Wie Faszikeln radial wachsen
Das radiale Wachstum von Muskelfaszikeln – eine wesentliche Anpassung an mechanische Belastung – erfolgt hauptsächlich durch:
- Hypertrophie: Vergrößerung des Querschnittsbereichs bestehender Myofasern.
- Hyperplasie: Erhöhung der Myofaseranzahl durch Spaltung oder Neubildung.
Diese Mechanismen sind intensiv erforscht, da sie entscheidend für das Muskelwachstum und die Anpassung an Training sind.
Hypertrophie der Myofasern: Ein Schlüssel zum Muskelwachstum
Das radiale Wachstum von Myofasern, bekannt als Hypertrophie, ist der zentrale Mechanismus für muskuläre Anpassungen an mechanische Belastung. Studien zeigen, dass:
Menschliches Widerstandstraining:
Führt zu einer 10–35%igen Zunahme des Myofaser-CSAs innerhalb von 8–16 Wochen.Tiermodelle:
Mäuse: 30% CSA-Zunahme im Bizeps brachii nach 25 Tagen Training.
Katzen: 21–32% CSA-Zunahme nach 41 Wochen Training.Extreme Belastungsmodelle:
Beeindruckende 142%ige CSA-Zunahme bei Beschwerungsgewichten innerhalb von 16 Tagen.
Hypertrophie bleibt einer der beeindruckendsten und effizientesten Mechanismen, um die Anpassung der Muskulatur an Widerstandstraining zu fördern. Die Forschung zeigt, dass das Potenzial für Muskelwachstum enorm ist – von moderatem Training bis hin zu extremen Belastungsmodellen.
Myofaser-Splitting: Ein kleiner Beitrag zum Muskelwachstum
Das „Splitting“ von Myofasern, also die Spaltung oder Verzweigung einzelner Muskelfasern, wurde bei mechanischer Belastung beobachtet, bleibt jedoch ein seltenes Phänomen. Studien zeigen:
Mechanische Belastung:
- Bei Wachteln stieg die Häufigkeit gespaltenen Myofasern von 0,25 % auf 5,25 %.
- Ähnliche Beobachtungen wurden bei Ratten und Powerliftern gemacht.
Geringer Beitrag:
- Der Anteil gespaltenen Myofasern bleibt in den meisten Studien unter 2 %, selbst bei signifikantem Muskelwachstum.
- Keine Hinweise auf eine Zunahme der Gesamtanzahl der Myofasern durch Splitting.
Das Myofaser-Splitting ist zwar ein faszinierendes Konzept, spielt jedoch nur eine untergeordnete Rolle im mechanisch induzierten Muskelwachstum. Wesentlichere Anpassungen wie Hypertrophie dominieren den Wachstumsprozess.
Myofaser-Splitting: Ein kleiner Beitrag zum Muskelwachstum
Das „Splitting“ von Myofasern, also die Spaltung oder Verzweigung einzelner Muskelfasern, wurde bei mechanischer Belastung beobachtet, bleibt jedoch ein seltenes Phänomen. Studien zeigen:
Mechanische Belastung:
- Bei Wachteln stieg die Häufigkeit gespaltenen Myofasern von 0,25 % auf 5,25 %.
- Ähnliche Beobachtungen wurden bei Ratten und Powerliftern gemacht.
Geringer Beitrag:
- Der Anteil gespaltenen Myofasern bleibt in den meisten Studien unter 2 %, selbst bei signifikantem Muskelwachstum.
- Keine Hinweise auf eine Zunahme der Gesamtanzahl der Myofasern durch Splitting.
Das Myofaser-Splitting ist zwar ein faszinierendes Konzept, spielt jedoch nur eine untergeordnete Rolle im mechanisch induzierten Muskelwachstum. Wesentlichere Anpassungen wie Hypertrophie dominieren den Wachstumsprozess.
Wie mechanische Belastung die Länge der Myofasern auf ultrastruktureller Ebene beeinflusst
Mechanische Belastung kann das longitudinale Wachstum von Myofasern durch die serielle Addition neuer Sarkomere fördern. Wichtige Erkenntnisse:
Mechanismus des Wachstums:
- Die Addition neuer Sarkomere ermöglicht eine Verlängerung der Myofasern, ohne die optimale Sarkomerlänge (~2,5 µm) zu beeinträchtigen.
Forschungsergebnisse:
- Studien zeigen eine Zunahme der Sarkomerenanzahl um 23–27 % innerhalb weniger Tage mechanischer Belastung (z. B. durch Dehnung oder Tenotomie).
Ort des Wachstums:
- Neue Sarkomere werden wahrscheinlich an den Enden der Myofibrillen hinzugefügt, obwohl diese Theorie weiter untersucht werden muss.
Das longitudinale Wachstum durch neue Sarkomere ist ein schneller und effizienter Prozess, der eine zentrale Rolle bei der Anpassung der Muskeln an Belastung spielt.
Radiales Wachstum der Myofasern: Mechanismen und Erkenntnisse
Das radiale Wachstum von Myofasern, auch als Hypertrophie bekannt, wird durch mechanische Belastung ausgelöst und ist einer der Hauptmechanismen des Muskelwachstums. Dabei spielen folgende Punkte eine zentrale Rolle:
Spezifische Spannung:
- Zeigt, ob das Wachstum proportional zwischen kraftgenerierenden (z. B. Myofilamente) und nicht-kraftgenerierenden Elementen (z. B. Mitochondrien) erfolgt.
Forschungsergebnisse:
- Die meisten Studien zeigen, dass die spezifische Spannung entweder konstant bleibt oder leicht ansteigt, was auf eine proportionale Zunahme beider Elemente hindeutet.
Diskussion:
- Einige Forscher vermuten, dass nicht-kraftgenerierende Elemente eine größere Rolle spielen könnten als bisher angenommen.
Das Verständnis der spezifischen Spannung und ihrer Auswirkungen hilft, die Mechanismen der Myofaserhypertrophie besser zu verstehen und Trainingsstrategien gezielt zu optimieren.
Sarkoplasmatische Hypertrophie: Mythos oder Realität?
Die Theorie, dass Bodybuilder überproportional von sarkoplasmatischer Hypertrophie profitieren, wurde vielfach diskutiert. Studien zeigen jedoch:
- Methodische Einschränkungen: Die meisten Studien haben kleine Stichproben, methodische Schwächen oder wurden von Anabolika-Nutzern beeinflusst.
- Langzeitbeweise: Hypertrophierte Myofasern behalten ihre spezifische Spannung, was auf ein proportioniertes Wachstum kraft- und nicht-kraftgenerierender Elemente hinweist.
- Bedeutung im Muskelwachstum: Die Evidenz spricht dagegen, dass sarkoplasmatische Hypertrophie einen großen Beitrag zum Muskelwachstum leistet.
Bodybuilder erreichen ihre Muskelmasse eher durch eine ausgewogene Hypertrophie, bei der sowohl Myofibrillen als auch unterstützende Elemente wachsen, anstatt durch eine unverhältnismäßige Zunahme sarkoplasmatischer Strukturen.
Das Modell des Myofibrillen-Splittings: Theorie und offene Fragen
Dr. Goldspinks Modell erklärt, wie die Anzahl der Myofibrillen während des Muskelwachstums zunehmen könnte. Allerdings bleibt das Modell umstritten:
Ungeklärte Mechanismen:
- Keine direkten Beweise für die Spaltung von Myofibrillen in Tochterstrukturen.
- Unklare Mechanik hinter dem „Brechen“ der Z-Scheiben durch radiale Kräfte.
Unvollständige Erklärung:
- Der Zusammenhang zwischen Myofibrillendurchmesser und Myofasergröße ist nicht vollständig abgedeckt.
Obwohl das Modell wissenschaftlich fundiert ist, bedarf es weiterer Forschung, um seine Gültigkeit zu bestätigen und Lücken zu schließen. Es bleibt ein wichtiger Ausgangspunkt für die Diskussion über Myofibrillenwachstum und -anpassung.
Neue Technologien revolutionieren die Untersuchung des Muskelwachstums
Die Elektronenmikroskopie-Autoradiographie war lange Zeit eine zentrale Methode zur Untersuchung von Proteinsynthese in Myofasern, zeigte jedoch deutliche Einschränkungen bei der Untersuchung feiner Strukturen wie Myofibrillen. Neue Ansätze wie Immunelektronenmikroskopie und click-chemische Technologien haben die Auflösung drastisch verbessert:
- Bisherige Auflösung: 130–300 nm (für Myofibrillen mit nur 850 nm Durchmesser unzureichend).
- Neue Technologien:
- Immunansätze: Auflösung bis zu 20 nm.
- Fortschrittliche Methoden: Präzision unter 7 nm.
Diese Technologien ermöglichen es, entscheidende Fragen zum Prozess der Myofibrillenhypertrophie zu beantworten und eröffnen neue Möglichkeiten, die Mechanismen des Muskelwachstums auf molekularer Ebene zu entschlüsseln.
Myofibrillen-Hyperplasie: Potenzial im Muskelwachstum?
Das Konzept der Myofibrillen-Hyperplasie, also die Zunahme der Myofibrillenanzahl pro Myofaser, ist in der Forschung noch unzureichend untersucht. Während für Skelettmuskeln keine direkten Beweise vorliegen, deuten Studien am Herzen darauf hin, dass mechanische Überbelastung diesen Effekt auslösen könnte:
Herzstudien:
- Rattenherzen zeigten eine 70 % Zunahme der Myofibrillenanzahl pro Kardiomyozyt nach Aortenverengung.
- Ähnliche Ergebnisse wurden in hypertrophierten menschlichen Herzen beobachtet.
Untersuchungen an Skelettmuskeln:
- Bisher gibt es keine Studien, die klar belegen, dass mechanische Belastung die Myofibrillenanzahl in Skelettmuskeln erhöht.
Die Forschung zu diesem Thema steht noch am Anfang, aber Studien am Herzen bieten vielversprechende Hinweise darauf, dass Myofibrillen-Hyperplasie ein möglicher Mechanismus des Muskelwachstums sein könnte.
Das Modell des Myofibrillen-Expansionszyklus: Wie Myofasern radial wachsen
Das mechanisch induzierte Wachstum von Myofasern wird durch eine proportionale Zunahme kraftgenerierender (z. B. Myofibrillen) und nicht-kraftgenerierender Elemente vermittelt. Die Myofibrillen machen etwa 80 % des Myofaser-CSA aus und sind der Haupttreiber des radialen Wachstums.
Schlüsselprozess: Der Myofibrillen-Expansionszyklus
- Hypertrophie der Myofibrillen: Neue Myofilamente lagern sich an der Peripherie an, wodurch die Myofibrillen wachsen.
- Spaltung: Erreichen die Myofibrillen eine kritische Größe, teilen sie sich in kleinere Tochter-Myofibrillen.
- Wiederholung: Der Zyklus wiederholt sich und fördert so das Wachstum der Myofasern.
Dieses Modell kombiniert alte Hypothesen mit modernen Erkenntnissen und bietet eine spannende Grundlage für zukünftige Forschung. Mit aktuellen Technologien können die Mechanismen hinter dem Myofibrillenwachstum endlich entschlüsselt werden – ein wichtiger Schritt für das Verständnis der Muskelbiologie.
Obwohl einige Anpassungen (z. B. radiales Wachstum der Myofasern) gut untersucht sind, bleibt vieles unklar. Konzepte, die als „Standardwissen“ gelten (z. B. serielle Addition von Sarkomeren), haben oft schwache empirische Grundlage. Zukünftige Forschung mit modernen Technologien ist entscheidend, um diese grundlegenden Fragen zu beantworten und unser Verständnis von Muskelwachstum zu vertiefen.
Quellen - Literaturhinweise
- 1.) The mechanisms of muscle hypertrophy and their application to resistance training
- 2.) Are the Hypertrophic Adaptations to High and Low-Load Resistance Training Muscle Fiber Type Specific?
- 3.) Reduction in hybrid single muscle fiber proportions with resistance training in humans
- 4.) Use it or lose it: multiscale skeletal muscle adaptation to mechanical stimuli
- 5.) Comparing thigh muscle cross-sectional area and squat strength among national class Olympic weightlifters, power lifters, and bodybuilders
- 6.) The Role of Fiber Types in Muscle Hypertrophy Implications for Loading Strategies
- 7.) Sarcoplasmic Hypertrophy in Skeletal Muscle: A Scientific “Unicorn” or Resistance Training Adaptation?
- 8.) Skeletal Muscle Fiber Adaptations Following Resistance Training Using Repetition Maximums or Relative Intensity
- 9.) Architectural Changes of the Biceps Femoris Long Head after Concentric or Eccentric Training
- 10.) Frequency: The Overlooked Resistance Training Variable for Inducing Muscle Hypertrophy?
- 11.) The Effect of Weekly Set Volume on Strength Gain: A Meta-Analysis
- 12.) Effect of Resistance Training Frequency on Gains in Muscular Strength: A Systematic Review and Meta-Analysis
- 1?) Mechanisms of mechanical overload-induced skeletal muscle hypertrophy: current understanding and future directions
- 2?) Identifying the Structural Adaptations that Drive the Mechanical Load-Induced Growth of Skeletal Muscle: A Scoping Review
- 3?) Does training to failure maximize muscle hypertrophy?