Hypertrofia vs. Hyperplasia

Introduction

Me tiedämme, että lihakset kasvavat ”hypertrofian” kautta. Mutta on myös tämä hienolta kuulostava prosessi nimeltä ”hyperplasia”, jota ympäröi kiistojen tornado. Tämä on yksi niistä aiheista, joihin saamme tonneittain kysymyksiä, joten kannattaa käyttää aikaa omistaa sille kokonainen artikkeli ja selvittää jäljellä olevat epäselvyydet.

Ensimmäinen asia, joka on ymmärrettävä, on ero hypertrofian ja hyperplasian välillä ja ajatus luurankolihasten hyperplasiasta vs. muunlainen hyperplasia kehossa. Hypertrofia on yksinkertaisesti lihassyiden halkaisijan kasvua – tämä voidaan saavuttaa kasvattamalla supistuvien proteiinien kokoa tai lisäämällä lihassolun neste- ja entsyymipitoisuutta (4,15). Toisaalta hyperplasia on lihassyiden määrän lisääntymistä (4,15). Lihassyiden määrän lisääntyminen kasvattaa lihaksen kokonaispoikkipinta-alaa samalla tavalla kuin yksittäisten kuitujen koon kasvattaminen. Ulkoisesti hypertrofia ja hyperplasia näyttäisivät esteettisesti hyvin samankaltaisilta.

Hyperplasiaa voi esiintyä myös muissa kehon kudoksissa. Tällöin hyperplasia voi saada hieman huonon maineen, sillä hallitsematon solujen lisääntyminen liittyy usein kasvainten kasvuun (11). Luustolihaksen hyperplasialla ei ole yhteyttä kasvaimiin, joten pidä tämä mielessä, jos teet lisätutkimuksia aiheesta ja törmäät kasvainten kasvuun liittyviin hälyttäviin löydöksiin.

Onko lihaksen hyperplasia myytti?

Lyhyesti sanottuna ei; luustolihaksen hyperplasia ei ole myytti. Jotkut uskovat, että sitä ei tapahdu ihmisillä, koska meillä ei todellakaan ole vankkaa näyttöä sen esiintymisestä kontrolloidun vastusharjoitteluprotokollan aikana. Todisteet ihmisestä puuttuvat varmasti, mutta meillä on lukemattomia todisteita hyperplasian esiintymisestä linnuilla (2,3), hiirillä (20), kissoilla (10) ja jopa kaloilla (13).

Prosessit, joiden kautta nämä hyperplasiatapaukset ovat syntyneet, eroavat myös suuresti toisistaan, mikä tekee hyperplasiasta vieläkin mielenkiintoisemman aiheen. Monissa lintututkimuksissa, joissa hyperplasiaa esiintyi, lintujen siipiin ripustettiin painoja naurettavan pitkiksi ajoiksi (2,3). Tämä ei oikeastaan edusta ihmisen normaalia harjoitteluprotokollaa, mutta päinvastoin myös kissoilla, jotka harrastivat omanlaistaan kissojen vastusharjoittelua, esiintyi hyperplasiaa (10). Ei, kissat eivät painaneet penkkipunnerrusta tai kyykkyjä, mutta niiden protokolla sisälsi samanlaisia lihasaktivaatiosekvenssejä kuin ihmisen normaali harjoittelujakso. Aiemmin mainituilla hiirillä ilmeni liikakasvua sen jälkeen, kun tutkijat pystyivät vähentämään niiden myostatiinipitoisuutta (20), joka on proteiini, joka liittyy lihasten kasvun rajoittamiseen. Ja mainitsemillamme kaloilla hyperplasia tapahtui yksinkertaisesti niiden kasvaessa murrosiässä (13).

On selvää, että hyperplasiaa voi esiintyä monilla eri menetelmillä, mutta silti kysymys on edelleen: esiintyykö sitä ihmisillä? Keskustellaanpa.

Näyttöä hyperplasiasta ihmisillä

On sanomattakin selvää, että näyttöä hyperplasiasta ihmisillä ei varmasti ole. Käymme tässä kohta läpi, miksi näin on, mutta nyt käydään läpi, mitä olemme nähneet viime vuosikymmeninä.

Monissa tutkimuksissa on verrattu korkeatasoisia kehonrakentajia istumatyötä tekeviin tai vapaa-ajan aktiviteetteja harrastaviin yksilöihin sen selvittämiseksi, onko hyperplasialla merkitystä äärimmäisessä lihaskasvussa. Ja näemme todisteita siitä, että näissä kehonrakentajissa on huomattavasti enemmän lihassäikeitä kuin istumatyötä tekevissä kollegoissaan (8,16,18). Ongelmana tässä tutkimuksessa on se, että emme voi sanoa varmasti, oliko kehonrakennusharjoittelun ärsyke ensisijainen syy lihassyiden lisääntyneeseen määrään vai ei. On toki perusteltua, että korkeatasoisella kehonrakentajalla olisi geneettinen taipumus lihaksen rakentamiseen, ja yksi näistä geneettisistä ”huijauskoodeista” voisi yksinkertaisesti olla korkeampi lihassyiden lähtötaso (15).

Näemme yhden tutkimuksen, jossa ”harjoittelu”-ärsyke saattoi selittää kuitujen lukumäärän lisääntymisen. Tässä nimenomaisessa tutkimuksessa tutkittiin vasemman- ja oikeanpuoleista tibialis anterior -lihasta (sääriluun etuosa) nuorilla miehillä. Tutkimuksessa havaittiin, että ei-dominoivan puolen tibialis anterior -lihaksen poikkipinta-ala oli johdonmukaisesti suurempi kuin dominoivan puolen, mutta yksittäisten lihassäikeiden koko näiden kahden lihaksen välillä oli samanlainen. Näin ollen paras selitys tälle kokonaiskoon erolle olisi ollut lisääntynyt kuitujen lukumäärä. Kirjoittajat ehdottavat, että ei-dominoiva tibialis anterior sai suuremman päivittäisen työmäärän kuin dominoiva puoli muutamasta eri syystä, mutta tämä on yksi skenaario, jossa ”ärsyke” olisi voinut saada aikaan lihassäikeiden lukumäärän lisääntymisen (21).

Meillä on siis jonkin verran näyttöä hyperplasian esiintymisestä ihmisillä. Se, onko hyperplasia yksinkertaisesti luonnollinen ”lahja” eliitille vai ei, odottaa selvittämistä, mutta nyt keskustellaan siitä, miksi hyperplasiaa saattaa esiintyä.

Miten hyperplasiaa esiintyy?

Ennen kuin ymmärrämme, miten hyperplasiaa saattaa esiintyä, on syytä keskustella siitä, miten voimme mitata sitä. Kuvittelet varmasti jonkun hienon tietokoneen analysoivan lihasbiopsian ja sylkevän ulos numeroita. Mutta ei, se ei ole niin siistiä. Jos selaat viitteitä läpi, huomaat, että monet näistä tutkimuksista tehtiin 1970-luvun lopulta 1990-luvulle. Todennäköisesti nuoren jatko-opiskelijan oli tehtävä likainen työ eli kirjaimellisesti laskettava lihassäikeitä käsin ansaitakseen paikkansa laboratoriossa. Hienot tietokoneet eivät tuolloin juurikaan auttaneet, joten graduntekijät ottivat päävastuun tästä vastuusta.

On siis helppo nähdä, että yksinkertaiset laskuvirheet voivat selittää pienet erot harjoittelua edeltävissä ja sen jälkeisissä kuitumäärissä. Tämä on ongelma myös silloin, kun tarkastellaan tietynlaista lihashypertrofiaa, jota kutsutaan pitkittäishypertrofiaksi. Tiedämme aiemmasta, että lihaskuitu voi kasvaa kasvattamalla sen supistuvien proteiinien tai solunsisäisen tilan kokoa, mutta lihaskuitu voi kasvaa myös pituussuunnassa lisäämällä lisää supistuvia yksiköitä sarjaan. Näitä uusia supistumiskykyisiä yksiköitä voi olla vaikea erottaa vanhoista ja/tai mahdollisista uusista lihassyistä, mikä edustaa hankalaa skenaariota, kun lihassyitä yritetään laskea käsin (22).

Nyt kun tämä on nyt pois tieltä, keskustellaanpa siitä, miksi hyperplasiaa voi tapahtua. Kannattaa tutustua Muscle Memory -artikkeliin (täällä), mutta tiedämme, että yksi tapa, jolla lihaskuitu voi kokea hypertrofiaa, on satelliittisolujen aktivoituminen. Tämä prosessi on mahdollisesti välttämätön Nuclear Domain Theory -teorian vuoksi. Nuclear Domain Theory -teorian mukaan solun ydin voi hallita vain rajallista osaa solutilasta (7). Siksi lihaskuidun kasvaakseen sen olisi lisättävä lisää ytimiä, jotta kunkin ytimen ydinalue säilyisi. Kova harjoittelu voi signaloida satelliittisoluille, että ne lahjoittavat ytimiään lihassolulle, jotta tämä prosessi olisi mahdollinen (12).

Mitä nyt tapahtuisi, jos lihaksen kasvattamista ei enää pystyttäisi jatkamaan lisäämällä ytimiä lihakseen? Ei ole varmaa, vähenevätkö satelliittisolut vai onko lihassolun sisältämien ytimien määrälle biologinen raja, mutta lopulta voi olla olemassa skenaario, jossa myonukleaaristen solujen lisääminen ei voi enää edistää kasvua. Mitä tapahtuu, jos saavutetaan tämä teoreettinen kasvun raja, mutta jatketaan harjoittelua ja stimuloidaan lihasta kasvamaan? Kuidun on jakauduttava ja muodostettava kaksi uutta kuitua (9) hypertrofisen prosessin käynnistämiseksi uudelleen. Tämä teoria herätti tutkijoiden keskuudessa jokseenkin ”kana ja muna” – väittelyn – onko hypertrofian tapahduttava ennen hyperplasiaa vai voivatko ne tapahtua samanaikaisesti?

Monet tutkijat ovat yhdistäneet satelliittisolujen aktivoitumisen ja lihaksen hyperplasian tämän teorian vuoksi (1,5,9). On kuitenkin syytä ymmärtää, että yllä olevan kappaleen teoreettinen aikajakso vaatisi vuosikymmeniä kovaa harjoittelua, jotta kuitujen jakautuminen lopulta tapahtuisi. Sikäli kuin tiedämme, sydänlihaksen lisäyksellä ja lihaksen hypertrofialla ei ole määriteltyä rajaa sille, milloin lihaksen on halkaistava jatkaakseen kasvun tarpeen tukemista. Epäilen, että tätä tapausta ei koskaan näytetä tutkimuksessa, koska mikään tutkimus ei kestä niin kauan tai aiheuta tarpeeksi kovaa harjoitusärsykettä, jotta tämä todella tapahtuisi.

Muutamissa pitkittäistutkimuksissa on tutkittu kuitujen lukumäärää spesifisenä muuttujana harjoitteluprotokollan jälkeen, mutta yhdessäkään tutkimuksessa ei ole oikeastaan havaittu suoraa lihassyiden lukumäärän kasvua (6,19). Nämä havainnot saivat yhden katsauksen väittämään, että todisteet ihmisillä esiintyvästä hyperplasiasta ovat ”niukat” (6), ja toisen toteamaan, että jos hyperplasiaa esiintyy, sen osuus on luultavasti vain noin 5 % siitä lihasten kokonaiskoon kasvusta, jonka näemme harjoitusprotokollissa (15). Tuo viimeinen väite näyttää varmasti pitävän paikkansa, sillä joissakin tutkimuksissa, jotka osoittavat lihaksen poikkipinta-alan kasvaneen, ei aina pystytä selittämään tätä eroa pelkästään yksittäisten kuitujen koon kasvulla (8,19) – pienet lisäykset kuitujen määrässä voivat varmasti vaikuttaa voiton lisääntymiseen, mutta niillä ei luultavasti ole merkittävää merkitystä eivätkä ne näy tilastollisesti erilaisina kuin lähtötilanteen tasot – varsinkaan tutkimuksissa, jotka kestävät vain muutamia kuukausia.

Miten aiheuttaa hyperplasiaa

Nyt meidän on keskusteltava väistämättömästä kysymyksestä, joka monilla ihmisillä on: miten voin aiheuttaa hyperplasiaa omassa harjoittelussani? Yllä olevan kappaleen mukaan sinun täytyy treenata todella pitkään, jotta hyperplasiaa syntyisi. Kaikenlaiset merkittävät voitot vievät pitkän aikaa, joten älä koskaan vähättele harjoittelun pitkäjänteisyyden merkitystä, kun mietit voittoja.

Nyt kun tarkastellaan mahdollisia akuutteja harjoittelustrategioita hyperplasian indusoimiseksi, on helppo huomata, että eläinkokeissa suurimmat lihassyiden lukumäärän lisäykset eläinkokeissa saatiin aikaan äärimmäisellä mekaanisella ylikuormituksella pitkillä lihaksen pituuksilla (14). Voit päätellä tämän omalle harjoittelullesi lisäämällä siihen strategioita, kuten painotetut venytykset, Intraset-venytykset ja jopa venytys-taukojaksot.

Painotetut venytykset ovat menetelmä, jossa suoritat tietyn venytyksen pitämällä painoja. Helppo esimerkki on rintakehän venyttely – suorita vain käsipainoilla rintaflye suurimpaan mahdolliseen liikealueeseen, jonka kestät, ja pidä se asento mahdollisimman pitkään.

Intraset-venyttely on samankaltainen protokolla, jossa kuitenkin suoritat normaalin rintaflye-sarjan, teet heti sen jälkeen jonkinlaisen rintakehän venytyksen n. 30 sekunnin ajaksi, jonka jälkeen palaat takaisin flye-sarjaan niin pian kuin mahdollista. Toista tätä noin 3-4 sarjaa ja olet paahtunut sen päätteeksi.

Venyttely-taukojumppa on leikki painotetusta venyttelystä, mutta suoritat itse asiassa toistoja. Esimerkissämme rinta flye, suorittaisit rinta flye suurimmalle liikelaajuudelle, jonka pystyt saavuttamaan, pitäisit sen noin 5 sekunnin ajan ja palaisit sitten takaisin yläasentoon. Yritä saada syvempi venytys jokaisella yksittäisellä toistolla ja suorita nämä 4-6 sarjan sarjoissa, koska haluat mennä niin raskaaksi kuin mahdollista maksimoidaksesi sekä venytyksen että mekaanisen ylikuormituksen.

Nyt on syytä huomauttaa, että edellä mainittuja strategioita ei voi käyttää jokaiseen yksittäiseen niveleen. Kaikki nivelet eivät voi käydä läpi riittävän suurta liikelaajuutta, joka saa lihaksen venymään äärimmäisen pitkäksi (17). Olkapää on yksi niistä nivelistä, jotka voivat, joten olkanivelen ympärillä tapahtuvat liikkeet ovat hyviä vaihtoehtoja venytyspohjaiseen harjoitteluun. Lat-harjoitukset ja rintaharjoitteet ovat helpoimmin saavutettavissa näillä strategioilla, varsinkin jos ylävartalo on kireä, kuten monet kehonrakentajat ovat. Myös hamstringit voivat reagoida jonkin verran hyvin tämäntyyppiseen harjoitteluun, mutta en suosittele tätä menetelmää kaikille, sillä monilla ihmisillä ei ole tarpeeksi alaselän voimaa tai harjoittelukokemusta, jotta he voisivat turvallisesti suorittaa tämäntyyppistä harjoittelua hamstringeille. Jos olet valmis siihen, venytys-tauko toistoja alijäämäisillä jäykän jalan deadlifteillä on ehdoton tappaja hamstringeille.

Viimeisenä mutta ei vähäisimpänä, nilkkanivel on toinen nivel, jota vastaan voidaan hyökätä näillä strategioilla vasikoiden kasvun lisäämiseksi (17). Nilkka voi saavuttaa melko paljon dorsifleksiota (varpaat tulevat ylöspäin), mikä voi venyttää molempia pohjelihaksia suuresti. Lisää painotettuja venytyksiä ja venytys-tauko toistoja nähdäksesi, voiko tämä tehdä eron jälkeenjääneisiin vasikoihisi.

Johtopäätös

Johtopäätöksenä voidaan todeta, että hyperplasialla ei näytä olevan suurta merkitystä lihasten kokonaiskasvussa. Kuten edellä mainitussa katsauksessa todetaan, sen osuus saattaa olla noin 5 % kokonaiskoon kasvusta (15). Erityisten harjoittelustrategioiden omaksumisen hyperplasian aikaansaamiseksi pitäisi siis olla vain noin 5 prosenttia kokonaisharjoittelusta. Venytys-taukojaksot ovat helppo tapa lisätä niitä, kun harjoittelet kiireisellä kuntosalilla, ja sinun olisi hyvä suorittaa niitä noin 4 sarjaa lihasryhmää kohti viikossa, jotta voisit helposti kattaa tuon 5 prosentin kiintiön. Voit luultavasti lisätä ylimääräisiä sarjoja vasikoille, jos sinulla on vaikeuksia saada ne kasvamaan.

Me emme vieläkään tiedä, onko hyperplasia eristäytynyt geneettisesti elitistisille kehonrakentajille keskuudessamme, mutta erilaisten harjoittelumenetelmien lisääminen rutiineihisi voi silti olla loistava keino luoda uutta kasvua, vaikkei se tapahtuisikaan hyperplasian kautta. Normaali harjoittelu lyhyellä aikavälillä ei todennäköisesti aiheuta hyperplasiaa. Sinun on treenattava hyvin pitkään ja hyödynnettävä harjoituksia, jotka tarjoavat valtavan kuorman maksimaalisesti venytetyssä asennossa kyseiselle harjoittelemallesi lihakselle.

1. Abernethy, P. J., Jürimäe, J., Logan, P. A., Taylor, A. W., & Thayer, R. E. (1994). Luustolihaksen akuutti ja krooninen vaste kestävyysharjoittelulle. Sports Medicine, 17(1), 22-38.
2. Antonio, J., & Gonyea, W. J. (1993a). Luustolihaksen progressiivinen venytysylikuormitus johtaa hypertrofiaan ennen hyperplasiaa. Journal of Applied Physiology, 75(3), 1263-1271.
3. Antonio, J., & Gonyea, W. J. (1993b). Lihassyiden hypertrofian ja hyperplasian rooli ajoittain venytetyssä lintulihaksessa. Journal of Applied Physiology, 74(4), 1893-1898.
4. Antonio, J., & Gonyea, W. J. (1993c). Luustolihaksen kuitujen hyperplasia. Medicine and Science in Sports and Exercise, 25(12), 1333-1345.
5. Appell, H. J., Forsberg, S., & Hollmann, W. (1988). Satelliittisolujen aktivoituminen ihmisen luurankolihaksessa harjoittelun jälkeen: todisteita lihassyiden uusmuodostuksesta. International Journal of Sports Medicine, 9(04), 297-299.
6. Bandy, W. D., Lovelace-Chandler, V., & McKitrick-Bandy, B. (1990). Luustolihaksen sopeutuminen vastusharjoitteluun. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy, 12(6), 248-255.
7. Bazgir, B., Fathi, R., Valojerdi, M. R., Mozdziak, P., & Asgari, A. (2017). Satelliittisolujen osuus harjoituksen välittämässä lihasten hypertrofiassa ja korjauksessa. Cell Journal, 18(4), 473.
8. D’antona, G., Lanfranconi, F., Pellegrino, M. A., Brocca, L., Adami, R., Rossi, R., … & Bottinelli, R. (2006). Luustolihaksen hypertrofia sekä luustolihaskuitujen rakenne ja toiminta miespuolisilla kehonrakentajilla. The Journal of Physiology, 570(3), 611-627.
9. Gonyea, W. J. (1980). Lihassyiden jakautuminen treenatuilla ja treenaamattomilla eläimillä. Exercise and Sport Sciences Reviews, 8(1), 19-40.
10. Gonyea, W., Ericson, G. C., & Bonde-Petersen, F. (1977). Painonnostoharjoituksen aiheuttama luurankolihaksen kuitujen jakautuminen kissoilla. Acta Physiologica Scandinavica, 99(1), 105-109.
11. Goss, R. J. (1966). Hypertrofia versus hyperplasia. Science, 153(3744), 1615-1620.
12. Gundersen, K. (2016). Lihasmuisti ja lihasten atrofian ja hypertrofian uusi solumalli. Journal of Experimental Biology, 219(2), 235-242.
13. Higgins, P. J., & Thorpe, J. E. (1990). Hyperplasia ja hypertrofia luurankolihaksen kasvussa nuorten merilohien, Salmo salar L. Journal of Fish Biology, 37(4), 505-519.
14. Kelley, G. (1996). Mekaaninen ylikuormitus ja luurankolihaksen kuitujen hyperplasia: meta-analyysi. Journal of Applied Physiology, 81(4), 1584-1588.
15. Kraemer, W. J., Duncan, N. D., & Volek, J. S. (1998). Vastuskestävyysharjoittelu ja huippu-urheilijat: mukautukset ja ohjelmaharkinta. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy, 28(2), 110-119.
16. Larsson, L., & Tesch, P. A. (1986). Motoristen yksiköiden kuitutiheys äärimmäisen hypertrofisissa luurankolihaksissa ihmisellä. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 55(2), 130-136.
17. Macdougall, J. D. (2003). Hypertrofia ja hyperplasia. In: Strength and power in sport, 252. Wiley-Blackwell. Hoboken, NJ.
18. MacDougall, J. D., Sale, D. G., Alway, S. E., & Sutton, J. R. (1984). Lihassyiden lukumäärä biceps brachii:ssa kehonrakentajilla ja kontrollihenkilöillä. Journal of Applied Physiology, 57(5), 1399-1403.
19. McCall, G. E., Byrnes, W. C., Dickinson, A., Pattany, P. M., & Fleck, S. J. (1996). Lihassyiden hypertrofia, hyperplasia ja kapillaaritiheys yliopistomiehillä kestävyysharjoittelun jälkeen. Journal of Applied Physiology, 81(5), 2004-2012.
20. Nishi, M., Yasue, A., Nishimatu, S., Nohno, T., Yamaoka, T., Itakura, M., … & Noji, S. (2002). Missense-mutaatio myostatiini aiheuttaa hyperplasiaa ilman hypertrofiaa hiiren lihaksessa. Biochemical and Biophysical Research Communications, 293(1), 247-251.
21. Sjöström, M., Lexell, J., Eriksson, A., & Taylor, C. C. (1991). Todisteet kuitujen liikakasvusta terveiden nuorten miesten ihmisen luurankolihaksissa? European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 62(5), 301-304.
22. Taylor, N. A., & Wilkinson, J. G. (1986). Exercise-Induced Skeletal Muscle Growth Hypertrophy or Hyperplasia? Sports Medicine, 3(3), 190-200.

.