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Das Trainingsziel Muskelaufbau(Hypertrophie) ist nicht nur fürBodybuilder, die diese Thematik

ja bereits im Namen führen, interes-sant. Diese Ausrichtung des Trainingsist nicht nur dort relevant, wo es umden exzessiven Muskelzuwachs geht,sondern im Grunde bei jedem Men-schen, vor allem demjenigen im fortge-schrittenen Alter.

Die Muskulatur ist zwingend aufTrainingsreize angewiesen, um ihreMasse zu erhalten bzw. zu steigern undnicht Gefahr zu laufen, sich zurückzu-bilden – auch dann, wenn im frühenErwachsenenalter die natürliche,physiologische Wachstums- bzw. Ent-wicklungsphase abgeschlossen ist.Fehlen diese Reize („stimuli“), drohtschlimmstenfalls Sarkopenie, alsoMuskelverlust.

Egal nun, ob extremer oder lediglichmoderater Muskelaufbau, vielleichtsogar nur Muskelerhalt, beabsichtigtist – immer sind die zugrunde liegen-den Mechanismen von Bedeutung, dieden Muskelzuwachs erklären können.

Basierend darauf sind es dann für dieTrainingspraxis die dazu passendenTrainingsempfehlungen bzw. die erfolg-versprechende Trainingsmethodik.

Die hierzu vorliegenden traditionel-len Erkenntnisse werden jedoch immerwieder einmal hinterfragt, was nun inder F&G von unterschiedlichen Seitenbeleuchtet werden soll.

Die Frage lautet dabei: Was gibt esNeues zum Thema Muskel-Hypertro-phie?

Grundsätzliches zur MuskelmasseDie Muskelmasse, die bei Männern ca.40 % und bei Frauen ca. 35 % des Kör-pergewichts ausmacht, wird durch diestetig ablaufenden, sehr komplexenProzesse von Proteinsynthese und Pro-teinabbau täglich aufs Neue ausbalan-ciert bzw. reguliert, also durch stetigenAuf- und Abbau der im Wesentlichenaus Eiweißen bestehenden Grundsubs-tanz der Muskelfasern. Das sind insbe-sondere die für die Muskelkontraktionrelevanten Aktin-, Myosin- und Titinfi-

lamente; daneben aber auch dieEiweiße im Mitochondrium (dem „Zell-kraftwerk“) und in der Zellflüssigkeit(Sarkoplasma).

Dieser Prozess des „protein turno-ver“ erfolgt, auf den gesamten Orga-nismus berechnet, in einer Größen -ordnung von ca. 5,7 g / kg / Tag; dieei gentliche „Proteinsynthese“ beträgtetwa 3 g / kg / Tag.

Dafür ist zunächst eine ausreichendeProteinversorgung über die Nahrung inHöhe von mindestens 0,8 g / kg / Tag,bei Trainierenden eher 1,2 g / kg / Tag,erforderlich (und damit eine nahrungsbedingte ‚Hyperaminoazidä-mie’), die selbst schon bezüglichMenge, Zu sammensetzung und Auf-nahmezeit der einzelnen Proteineeinen wichtigen, vorübergehenden Stimulus für die Proteinsynthese imMuskel darstellt.

Allerdings werden überzählige Pro-teine nicht gespeichert, sondern i.d.R.zu Kohlenhydraten oder Fetten umge-wandelt (vgl. Poortmans & Carpentier,2016).

Muskelaufbau-Training

Welche Trainingsmethode ist am effektivsten?

Der Hypertrophie-Reiz für die Muskulatur resultiert aus regelmäßigen Widerstandsübungen,also dem Krafttraining. Aber welche Trainingsmethodik ist für das Muskelwachstum die effek-tivste – wenige Wiederholungen mit großem Gewicht oder viele mit leichterem Gewicht? Gibt esunterschiedliche Empfehlungen für Anfänger und Trainierte? Prof. Dr. Theodor Stemper bringtfür F&G den aktuellen Stand der Wissenschaft zum Thema Muskel-Hypertrophie auf den Punkt.

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Wie entsteht Hypertrophie?Der langfristig wirksame Hypertrophie-Reiz für die Muskulatur ist aber inerster Linie belastungs- bzw. trainings-abhängig bzw. -bedingt. Er ist dasResultat regelmäßiger Widerstands-übungen bzw. des „Krafttrainings“.

Der Prozess der Hypertrophie derMuskelfasern selbst ist dann dasErgebnis eines Zusammentreffenseiner positiven Muskelprotein-Syn-these mit der Addition von sog. Satelli-tenzellen zu den Muskelfasern. Einepositive Muskelprotein-Synthese mitfolgender Hypertrophie des Muskelswird immer dann erreicht, wenn dieBildungsrate neuer Muskeleiweiße,also die Proteinsynthese, die Rate(Menge) des immer gleichzeitig ablau-fenden Muskelzellabbaus, also denProteinabbau, übersteigt. Umgekehrtist gut nachvollziehbar, dass das Über-wiegen des Zellabbaus zur Atrophieder Skelettmuskeln führen muss (vgl.dazu u. a. Phillips, 2014; Poortmanns &Carpentier, 2016).

Der Proteinab- und -aufbau kanndurch einen direkten oder indirektenBlick in die Form und Funktion derMuskulatur überprüft werden. Die dortablaufenden Prozesse werden somitvor allem mithilfe von stabiler Isoto-pen-Markierung von Aminosäuren,bildgebenden Verfahren (z.B. MRT oderCT), Blutanalysen (vor allem auchdurch Vergleich des arteriellen mitdem venösen Blut im Muskel)oder/und Muskelbiopsien (‚Muskelpro-ben’) erfasst und berechnet.

Training zur MuskelhypertrophieDa in unserer modernen Zivilisationzunehmend die alltags- und berufsbe-dingten Wachstumsreize für die Mus-kulatur fehlen, gewinnt das gezielte Fit-nesstraining dafür eine immer größereBedeutung. Für das Ziel ‚Muskelauf-bau’ (also Hypertrophie durch Protein-synthese) sind zur Beschreibung desTrainings, jeweils mit Rücksicht auf dasAusgangsniveau eines Trainierenden,die typischen, bekannten Belastungs-normative relevant, also n Trainingshäufigkeit,n Belastungsumfang (meistens errech-

net in Kilogramm (kg) oder Tonnen(t), und zwar aus Übungsanzahlx Sätze/Serien x Wiederholungszahlx ‚Gewicht’/Last), sowie die jeweilige

n Reizdauer (i.d.R. Wiederholungszahl)und

n Reizintensität (in kg).Die letzten beiden werden richtiger-

weise in den letzten Jahren immer stär-ker unter dem Aspekt der „Zeit unter(An-)Spannung“ (‚time under tension’)und des maximalen oder submaxima-

len „Wiederholungsmaximums“ (WM;engl. repetition maximum, RM)“ disku-tiert (vgl. dazu z. B. Burd et al., 2012;Morton et al., 2016).

Intensität, Sätze, WiederholungenKlassisch gilt für das Hypertrophie-Training die weit verbreitete Annahme,dass hoch intensive Belastungen(„high-load contractions“) mit > 70%des 1 WM (repetition maximum, RM)den größten Nutzen hinsichtlichHypertrophie versprechen. Der klassi-schen Annahme zufolge, wird dies ambesten in Form eines Mehrsatz-Trai-nings mit dabei möglicher mittlererWiederholungszahl von 8–12 erschöp-fenden Wiederholungen je Satz trai-niert (vgl. Ratamess et al., 2009).Dieser Auffassung liegen vor allemzwei „Traditionen“ zugrunde:Einerseits die legendären Studien zuden zahlreichen Kombinationen vonSätzen und Wiederholungszahlen, dieBerger in den 60er Jahren durchgeführthatte. Aus diesen ging, indirekt überden ermittelten Kraftzuwachs ermittelt,vermeintlich dieses klare Ergebnis her-vor – wohl wissend, dass neben derHypertrophie vor allem zu Trainingsbe-ginn und bei höchsten Belastungsin-tensitäten auch eine verbesserte inter-und intramuskuläre Koordination fürden Kraftzuwachs verantwortlich sind.

Andererseits ist es das „Größenprin-zip“ von Hennemann (1957), das eben-falls unzählige Male in diesemZusammenhang zitiert wurde. Das„Größenprinzip“ ist auch als Rekrutie-rungsprinzip der Motoneurone bekanntund wurde in der Regel fälschlich nurauf die Höhe der äußeren statt derintramuskulären Belastung bezogen.

Beide Annahmen wurden besondersvon Carpinelli (2008) ausführlich kom-mentiert – und dahingehend korrigiert,dass die „heavier-is-better“ Empfeh-lung so nicht begründet werden kann(vgl. dazu auch Burd et al., 2010).

Daher kann es nicht verwundern,dass anders geartete Trainingsregime,mit anderen als den bekannten Trai-ningsempfehlungen, die in der Praxisdurch „Versuch und Irrtum“ ausprobiertwurden, ebenfalls schon erfolgreich imlangfristigen Aufbau von Muskelmasseeingesetzt wurden.

Bleibt nun noch die Beantwortung derFrage, ob es dafür auch wissenschaft -liche Belege und Erklärungen gibt.

Intensität und ProteinsyntheseSchon Carpinelli (2008) führt in seinerLiteraturübersicht 20 Studien auf, diemit unterschiedlichen Belastungsin-tensitäten zwischen 30 und 90 % des

1 RM bzw. 2 bis 25 RM vergleichbareKraft- und Muskelzuwächse erzielten.Das gilt seiner Analyse zufolge im Übri-gen selbst für viele Studien von Berger,die aber trotzdem häufig als Beleg fürein bestimmtes Trainingsregime ange-führt werden, und zwar im Idealfall3 Sätze mit 6 Wiederholungen. (vgl.dazu R.A. Berger (2003) noch selbst: „... with three sets and six reps resultingin the greatest improvement“).

Hinsichtlich des Kraftgewinns istbesonders die bei Carpinelli (2008)erwähnte Zwillings-Studie von Graves etal. (1999) interessant: Diese konntenach 10 Trainingswochen mit je zweiTrainingseinheiten pro Woche keineUnterschiede im Kraftgewinn zwischenProgrammen mit 7–10 RM und 15–20RM (+13.2 % bzw. +12.8 %) nachweisen.

Und auch die bei Carpinelli zitierteUntersuchung von Campos et al.(2002), in der bei untrainierten Män-nern der Effekt eines Trainings mit4 Sätzen à 3–5 RM im Vergleich zu3 Sätzen à 9–11 RM verglichen wurde,zeigte zwar erwartungsgemäß einenetwas höheren Kraftzuwachs bei derintensiver trainierenden Gruppe, über-raschender Weise aber keinen Hyper-trophie-Unterschied zwischen den bei-den Programmen.

Sind „high-load“ und „low-load“ ähnlich effizient?Eine erste Studie, die als Erklärungdazu vorgestellt werden kann, beschäf-tigt sich mit dem Einfluss der Belas-tungsintensität auf die Proteinsynthese.

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Burd et al. (2010) weisen bereits zuAnfang ihres Artikels darauf hin, dassKumar et al. bereits 2008 darstellenkonnten, dass schon bei 60 % des 1 RMdie Proteinsynthese der Muskelfibrillenmaximal stimuliert wird, und dass siesich bei höheren Belastungen (75 bis 90%) nicht weiter steigern lässt. Zudemzeigen sie auf, dass in mehreren Stu-dien, in denen der Blutzufluss des Mus-kels mittels angelegter Manschettenunterbrochen wurde, sogar bei nochdeutlich geringeren Intensitäten einestarke Erhöhung der Muskelprotein-Synthese eintrat, z.T. schon bei 20 % des1 RM. Ihrer Auffassung nach ist dahernicht die Höhe der Belastungsintensitätentscheidend, sondern die jeweilsgewollte (willentlich herbeigeführte)Muskelerschöpfung bei jeder Belastung(„ ... that the exercise was performeduntil volitional fatigue (failure)“).

Ihre Studie (siehe Tabelle), die sieauf Basis dieser Erkenntnis durchge-führt und interpretiert haben, bestä-tigte dann nicht nur diese Annahme –sie stellte sogar das Training mit nie-driger Intensität und höherer Wieder-holungszahl als noch vorteilhafter her-aus, als das intensivere Training. Diesjedoch nur, wenn es, wie das intensiveProgramm auch, bis zur gewolltenMuskelerschöpfung durchgehaltenwurde, die dann allerdings selbstver-ständlich erst deutlich später eintrat(längere „time under tension“, s. Tab.).

Außerdem stellte sich heraus, dassprinzipiell zwar alle drei Trainingsvarian-ten zu einer erhöhten Gesamt-Protein-synthese im Muskel zu den Zeitpunkten4 und 24 Stunden nach der Belastungführten, die jedoch bei 30FAIL am höch-sten und bei 30WM am geringsten aus-fiel. Bezüglich der Muskelfibrillen-Hypertrophie hielt der Effekt jedoch nurbei 30FAIL auch noch nach 24 h an (199% über dem Ruhewert). Zusätzlichwaren auch wesentliche Proteine, diefür den anabolen, also den muskelauf-bauenden Signalweg entscheidend sind(z.B. mTOR-Kaskade, Erk 1/2), durch30FAIL stärker als durch die beidenanderen Varianten noch mehrere Stun-den nach Belastung erhöht.

Gleiche Regeln für Trainierteund Untrainierte?Diese Befunde an Untrainierten konn-ten Mitarbeiter der gleichen Arbeits-gruppe aus Kanada kürzlich auch fürbereits Trainierte bestätigen, obwohldiese wegen ihrer zahlreichen Trai-ningsjahre schon hoch adaptiert waren(Morton et al., 2016).

In einer dafür durchgeführten Studieabsolvierten zwei Gruppen 4 Mal proWoche über 12 Wochen entweder einHR-Programm (high repetition mit 3 x25 Wiederholungen und geringemGewicht von 30–50 % des 1 RM) oderLR-Programm (3 x 8–12 Wdh. mit75–90% von 1 RM). Das Training wardieses Mal nicht als Laborexperimentmit einbeinigem Beinstrecken ange-legt, sondern sehr praxisnah undbestand aus einem typischen Split-Programm mit „Supersets“. Parallelzum Training wurde mit zweimal täg-licher Aufnahme von je 30 g Molken-protein die Eiweißzufuhr gesichert.

Das Ergebnis entsprach dem bereitsoben skizzierten: Training bis zurgewollten Muskelermüdung stellte sichauch hier als das entscheidende Krite-rium für Hypertrophie heraus, unab-hängig von der Wiederholungszahl.

Die Autoren machen zudem klar, dassweder EMG-Analysen noch die Mes-sung der Hormonkonzentration un -mittelbar nach Belastung, die in ande-ren Studien oft zum Nachweis vonEffekten eingesetzt werden, verläss licheKriterien zur Beurteilung der trai nings -bedingten Muskelhypertrophie sind.

Take Home Messagen Training bis zur gewollten (willent-

lichen) Muskelerschöpfung ist die ent-scheidende Belastungsgröße für diefolgende Hypertrophie des Muskels.

n Die motorischen Einheiten einesMuskels können in einem großenSpektrum zwischen 30 –90 % des1 RM ausreichend erschöpfend akti-viert werden, was sich als entschei-dend für die Muskelhypertrophieherausgestellt hat.

n Trainingsprogramme für bereits Trai-nierte, zumal mit dem primären ZielKraftzuwachs, können im oberenIntensitätsbereich angesetzt werden.

n Untrainierte, Anfänger und vor allemältere Personen profitieren dagegenauch von einem Trainingsprogrammmit 30–50 % Intensität, dessen Sätzejeweils bis zum (annähernden) Mus-kelversagen durchgeführt werden(i.d.R. ca. 25 zügige Wdh. bzw.45 Sekunden Belastungsdauer), wo -mit auf für die Gelenke und dasWeichteilgewebe schonende Weisedem Muskelschwund (Sarkopenie)effektiv vorgebeugt werden kann.

n Der „anabole Widerstand“, der fürden alternden Muskel diskutiertwird, lässt sich offenbar besserdurch eine Erhöhung des Belas-tungsumfangs durchbrechen, waszusätzlich für HR-Programmespricht.

n Längerfristig sollten die Prinzipiender Periodisierung beachtet und Pro-gramme entsprechend der Voraus-setzungen aber auch der Wünscheder Trainierenden variiert werden.

Prof. Dr. Theodor Stemper

Literatur

Berger, B.A. (2003). Response to “Berger in retrospect:effect of varied weight training programmes on strength”.Br J Sports Med, 37, 372–373. Burd, N.A., West, D.W.D., Staples, A.W., Atherton, P.J.,Baker, J.M. et al. (2010). Low-Load High Volume ResistanceExercise Stimulates Muscle Protein Synthesis More ThanHigh-Load Low Volume Resistance Exercise in Young Men.PLoS ONE 5 (8): e12033.doi:10.1371/journal.pone.0012033 Carpinelli, R.N. (2008). The Size Principle and a critical ana-lysis oft he unsubstantiated heavier-is better recommenda-tion for resistance training. J Exerc Sci Fit, 6 (2), 67–86.Ratamess, N.A., Alvar, B.A., Evetoch, T.K., Housh, T.J., Kibler, W.B. et al. (2009). American College of Sports Medi-cine position stand. Progression models in resistance trai-ning for healthy adults. Med Sci Sports Exerc, 41: 687–708. Henneman, E. (1957) Relation between size of neurons andtheir susceptibility to discharge. Science, 126, 1345–1347.Morton, R.W., Oikawa, S.Y., Wavell, C. G., Mazara, N.McGlory, C. et al. (2016). Neither load nor systemic hormo-nes determine resistance training-mediated hypertrophy orstrength gains in resistance-trained young men. J ApplPhysiol (1985), 121 (1), 129-38. doi: 10.1152/japplphy-siol.00154.2016.Phillips, S. M. (2014). A brief review of critical processes inexercise-induced muscular hypertrophy. Sport Med, 44, 71–77. doi: 10.1007/s40279-014- 0152-3.Poortmans, J.R. & Carpentier, A. (2016). Protein metabolismand physical training: any need for amino acid supplementa-tion? Nutrire, 41, 21. DOI 10.1186/s41110-016-0022-x.

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Tabelle: Belastungsnormative des einbeinigen Trainingsprogramms mit 4 Sätzen mit 1 sec con -1 sec exc (Beinstrecker) (Burd et al., 2010, S. 5)

90FAIL* 30WM* 30FAIL*1. Last / Wdh. (kg) 82 +/- 5 28 +/- 4 28 +/- 32. Wiederholungen 5 +/- 2 14 +/- 5 24 +/- 13. Gesamt-Last (1. x 2.)(kg)a 710 +/- 30.0 632 +/- 28.4 1073 +/- 69.94. „Time under tension“ (s)a 16.3 +/- 1.1 27.1 +/- 1.85 43.3 +/- 1.9

aMittelwerte der 4 Sätze*(90FAIL): 90 % von repetition maximum (1RM) bis zur gewollten Erschöpfung *(30WM): 30 % von 1 RM, Gesamt-Last wie bei 90%FAIL *(30FAIL): 30 % von 1vRM, Wdh. bis zur gewollten Erschöpfung

Prof. Dr. Theodor StemperSportwissenschaftler an derBergischen Universität Wup-pertal, 1. StellvertretenderVorsitzender des Bundes-verbandes Gesundheits -studios Deutschland e.V.(BVGSD) und Ausbildungs-direktor des DFAV e.V.

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