Die molekulare Antwort der Skelettmuskulatur auf Krafttraining

http://www.dgsp.de/_downloads/allgemein/uebersicht_adams_0310.pdf

Die dynamische Anpassungsfähigkeit der Skelettmuskulatur umfasst Veränderungen
der metabolischen, strukturellen und kontraktilen Proteine, über die sich
das Muskelgewebe an die jeweiligen funktionellen Erfordernisse anpasst.
Einige Mechanismen, welche die Muskeladaptation regulieren, sind intrinsischer
Art und weitgehend unabhängig von zentralen/zirkulierenden Faktoren.
Das Ziel von spezifischen Trainingsprogrammen ist die optimale Aktivierung dieser
intrinsischen Mechanismen. Das Training zur Verbesserung der muskulären
Ausdauer zielt beispielsweise auf Anpassungen in den zellulären Subsystemen ab,
welche die Verfügbarkeit und Utilisation von Energiesubstraten regulieren. Zelluläre
Veränderungen, die auf eine beginnende Hypertrophie hinweisen, sind innerhalb
von Minuten bis zu Stunden nach einer Krafttrainingseinheit nachweisbar.
Davon betroffen sind sowohl Veränderungen in der Produktion und/oder Akkumulation
der myogenen Messenger RNA´s als auch die erhöhte Aktivität in
Signalwegen mit pro-anabolen Effekten wie beispielsweise die Regulation der
Protein- Translation. Aufeinanderfolgende Trainingseinheiten bewirken die Summation
dieser Akutantworten, die wiederum zu funktionell bedeutsamen zellulären
Adaptationen führen. Neben der Regulation der myogenen mRNA-Produktion
(Translation) gibt es weitere regulative Elemente, welche die Schritte zwischen
Transkription und Translation modulieren. Diese umfassen proteinbindende
mRNA und nicht kodierende RNA (e.g. microRNA) welche die Menge und Translations-
Aktivität der spezifischen mRNA regulieren. Wichtig für die Adaptation des
Skelettmuskels sind auch die Muskelvorläuferzellen, sogenannte Satellitenzellen.
Im speziellen Fall der Skelettmuskelhypertrophie ist evident, dass bestimmte belastungssensitive
Veränderungen in der myogenen Genexpression mit der Aktivierung
dieser Zellen verbunden sind. Ein tieferes Verständnis für die Sensitivität
und die zeitliche Antwort dieser anabolen regulativen Mechanismen liefert dem
Fachmann hilfreiche Erkenntnisse über die erforderlichen Trainingsstimuli, die
zur Optimierung funktioneller Outcomes und damit zu einer verbesserten Leistungsfähigkeit
führen.

Skeletal muscle has a high degree of dynamic plasticity involving constant changes
in the mix of metabolic, structural and contractile proteins which adapt this tissue
to functional demands. Many mechanisms which regulate muscle adaptation are
intrinsic to the muscles; i.e., relatively independent of central/ circulating regulatory
factors. The aim of deliberate programs of training are the optimized activation of
these intrinsic mechanisms. For example, training to improve muscle endurance
targets adaptation in cellular sub-systems that regulate energy substrate selection
and utilization. Training to improve muscle force targets subsystems that increase
myofibrillar protein content. This latter case will be the focus of the current
presentation. Cellular changes indicative of a nascent hypertrophy response can
be detected within minutes to hours following a single bout resistance exercise.
This includes changes in the production and/or accumulation of myogenic
messenger RNA as well as increased flux in signaling pathways with known proanabolic
effects such as the regulation of protein translation. Subsequent training
sessions result in the summation of these acute responses leading to functionally
relevant cellular adaptation. In addition to the regulation of myogenic mRNA
production (transcription) there are regulatory elements that modulate steps
between transcription and translation. These include mRNA binding proteins and
non-coding RNA (e.g., microRNA) which regulate the abundance and translational
activity of specific mRNAs. An additional area of interest in skeletal muscle
adaptation has been the role of ancillary cell types such as satellite cells. In the
specific case of skeletal muscle hypertrophy, it is clear that a number of the loading
sensitive changes in myogenic gene expression are related to the mobilization of
these cells. An understanding of the sensitivity and temporal responses of these
anabolic regulatory mechanisms will provide practitioners with useful insights on
the training stimuli necessary to optimize functional outcomes thereby improving
performance.