Maximaler Muskelaufbau in 25 bis 50 Sekunden

Die Aktivierung der mTOR-Kettenreaktion für maximale Muskelmasse

Die beiden wichtigsten natürlichen Stimuli, um maximales Muskelwachstum zu generieren sind mechanische Spannungsbelastung (mechanical loading/tension) und metabolische Erschöpfung (metabolic stress). Beide Stimulationsarten führen zum selben Ergebnis, nämlich einer Steigerung der Muskel-Protein-Synthese (MPS), die dafür sorgt, dass zusätzliches Muskelgewebe aufgebaut wird.

Eine Steigerung der MPS ist letztendlich der einzige Weg, zusätzliche Muskelmasse aufzubauen. Auch anabole Steroide führen zu einer Steigerung der MPS, eben auf pharmazeutischem Weg, der jedoch mehr Nebenwirkungen birgt, als dass er langfristigen Nutzen bringen würde.

Zum Glück lässt sich der Körper auch auf natürliche Weise so stimulieren und reizen, dass er darauf mit einer Steigerung der MPS reagiert. Die beiden Primärstimuli mechanische Spannung und metabolische Erschöpfung arbeiten auf unterschiedliche Weise und lösen verschiedene zelluläre und molekulare Kettenreaktionen aus, die letztendlich beide dazu führen, dass die MPS gesteigert wird.

Muskelaufbau auf natürliche Weise stimulieren

Bei mechanischer Spannungsbelastung werden die Muskelfasern durch relativ hohe, äußere Krafteinwirkungen, in der Regel in Form von schweren Gewichten belastet, wodurch diese gedehnt und verformt werden. Durch diese Dehnung und Verformung werden die Muskelfasern so gereizt, dass der Körper darauf mit einer Steigerung der MPS und dem Aufbau zusätzlicher Muskelmasse reagiert.

Beim Training mit metabolischer Erschöpfung kommt es durch relativ hohe Belastungszeiten (TUT) pro Satz zu einem akuten Sauerstoffmangel im Inneren der Muskelfasern, weshalb diese gezwungen sind, die zur Kontraktion benötigte Energie (ATP) ohne Sauerstoff mit Hilfe der „anaeroben Glykolyse“ herzustellen. Dadurch kommt es zu einer massiven Bildung von Laktat (Milchsäure) und anderen „sauren“ Stoffwechselabbauprodukten. Diese akute Übersäuerung in den Muskelfasern regt den Körper ebenfalls stark an, die MPS zu steigern.

Beide Varianten stellen die Extreme eines Belastungsspektrums dar, innerhalb dessen sich effektives Muskelaufbautraining abspielen sollte. Beide Extreme schließen sich ab einem gewissen Grad gegenseitig aus: Sind die Gewichte sehr schwer, lassen sich damit keine hohen Belastungszeiten, sprich viele Wiederholungen pro Satz erzielen. Die lokale Milchsäurebildung fällt bei schwerem Krafttraining dementsprechend gering aus, dafür sorgen die hohen Gewichte allerdings für eine optimale Spannungsbelastung.

Sätze mit hohen Wiederholungszahlen und langen Belastungszeiten sorgen für eine massive Laktatbildung und Übersäuerung, können aber wiederum nur mit relativ leichten Gewichten ausgeführt werden, die keine hohe Spannungsbelastung erzeugen. Aber auch das ist in diesem Fall nicht weiter tragisch, da der Hypertrophieimpuls hier durch die Übersäuerung gesetzt wird.

Wir können also schwer oder lang trainieren, beides zugleich geht nicht, aber es gibt ein optimales Mittelmaß, in dem sich eine hohe Spannungsbelastung und eine anständige Belastungsdauer treffen.

Die mTOR-Kettenreaktion für maximale Hypertrophie

Mechanische Spannung und metabolische Erschöpfung triggern unterschiedliche molekulare Hypertrophieauslöser. Man kann sich dies wie eine Kettenreaktion vorstellen, ähnlich wie beim Domino. An dem einen Ende einer langen Reihe von Dominosteinen befindet sich der Impuls „Mechanische Spannung“, der die Kettenreaktion in Gang setzen bzw. die Dominosteine zum Fallen bringen kann. Am anderen Ende kann die Kettenreaktion durch den Impuls „Metabolische Erschöpfung“ in Gang gesetzt werden. In beiden Fällen werden unterschiedliche Botenstoffe, Hormone, Enzyme usw. aktiviert, die dann letztendlich zu einer Steigerung der MPS führen.

Die Proteinkinase mTOR ist ein solcher Botenstoff, der die anabole Kettenreaktion in Gang setzt und eine Steigerung der MPS auslöst. Wenn es um die Stimulation von maximaler Hypertrophie geht, ist mTOR sozusagen der „Biggest Player“ und verursacht die mächtigste Steigerung der MPS.

Von allen bekannten Botenstoffen ist mTOR mittlerweile am besten erforscht und durch die gezielte Aktivierung der mTOR-Kettenreaktion können wir sichergehen, dass unser Training auch definitiv Muskelwachstum stimuliert.

Dann müssen nur noch die beiden Faktoren Ernährung und Regeneration stimmen und dem Aufbau maximaler Muskelmasse auf natürliche Weise steht nichts mehr im Wege!

Die Aktivierung von mTOR

Training mit hoher mechanischer Spannungsbelastung führt zu einer massiven Dehnung und Verformung der belasteten Muskelfasern. Diese Impulse werden von den „Mechanosensoren“ registriert. Als Mechanosensoren fungieren unter anderem bestimmte spezifische Proteinstrukturen, wie z. B. Integrin, die sich in den elastischen Elementen der Muskelzelle und im Zellskelett befinden.

Die Mechanosensoren funktionieren ähnlich wie Messfühler, die ab einem bestimmten Grad an Verformung und Dehnung aktiviert werden. Die Mechanosensoren lösen dann wie auf Knopfdruck eine anabole Kettenreaktion aus, die am Ende eine Steigerung der MPS bewirken.

Die Aktivierung der Proteinkinase mTOR zählt, wie bereits erwähnt, zu den mächtigsten Hypertrophieauslösern überhaupt. Die Aktivierung von mTOR führt zur Phosphorylisierung von Aminosäuren und löst dadurch eine starke anabole Kettenreaktion aus.

Besonders erwähnenswert ist hier die Phosphorylisierung und Aktivierung der „70-kDa Ribosomal Protein S6 Kinase 1“ (p70(S6k1), die ungefähr vier bis sechs Stunden nach einer effektiven Reizung der Muskelfasern durch mechanische Spannung im Blut nachgewiesen werden kann und als sicherer Garant für die Stimulation von Langzeithypertrophie gilt.

Für die Aktivierung von mTOR im Training gilt es folgende Aspekte zu beachten:

1. Hohe mechanische Spannungsbelastung

Für die Aktivierung von mTOR ist eine relativ hohe mechanische Spannungsbelastung notwendig. Gewichte, mit denen man höchstens 1 bis 8 Wiederholungen ausführen kann, sind dazu ideal geeignet. Wer gerne mit Prozentwerten, basierend auf dem Maximalgewicht arbeitet, sollte sich an einer Trainingsintensität zwischen 70 und 90 % orientieren.

Die mTOR-Kettenreaktion ist der Hauptauslöser für das Dickenwachstum des Muskelfaserquerschnitts bei Powerliftern, Gewichthebern, Strongmen und Bodybuildern, die mit schweren Gewichten im Bereich von 3 – 6 bzw. 5 – 8 Wiederholungen pro Satz trainieren. Es kommt dadurch zu einer dichten massiven Muskulatur und einer Steigerung der Maximalkraft.

2. Metabolische Erschöpfung vermeiden

Hier haben wir ein Beispiel, wie sich die beiden Stimulationsarten gegenseitig in die Quere kommen können. Eine starke metabolische Erschöpfung und ein hoher Cortisolspiegel verhindern die Aktivierung von mTOR bzw. blockieren dessen Wirkung, wenn es bereits zu einer Aktivierung kam.

Wer also zu viel des Guten tut und zu lange oder zu viel trainiert, verhindert damit, dass mTOR die anabole Kettenreaktion auslösen kann. Wer nach der Aktivierung von mTOR durch schweres Krafttraining noch zu viel metabolische Erschöpfung stimuliert, z. B. durch „Pumpsätze“ oder lakatbildende „Finisher“, der macht damit im Prinzip alles wieder zunichte.

Auch zu lange Trainingseinheiten, zu hohes Trainingsvolumen, zu lange Belastungszeiten pro Satz und letztendlich zu viel Stress allgemein blockieren die anabole Wirkung von mTOR.

3. Nicht länger als eine Stunde intensiv trainieren

Intensive Trainingseinheiten, die länger als eine Stunde dauern oder zu viele verschiedene Übungen und Sätze beinhalten, in denen man dann noch bis zum Muskelversagen trainiert, führen zu einer massiven Cortisolproduktion. Cortisol ist eine kataboles Hormon, das die MPS senkt, den Abbau von Muskelgewebe beschleunigt, zu einem Abbau von Knochenmasse führt und zudem noch die Einlagerung von Körperfett und Wasser fördert.

Wer maximale Muskelmasse aufbauen will, sollte seine Cortisolausschüttung im Zaum halten und sich auf die Aktivierung von mTOR konzentrieren. Auch Dauerstress, zu wenig Schlaf, zu viele Reizstoffe, wie Koffein und Nikotin, Neonbeleuchtung, zu lange Fastenphasen und dauerhaft zu wenig Kohlenhydrate und essentielle Aminosäuren fördern ebenfalls die Cortisolausschüttung.

4. Maximale Satzdauer/TUT: 50 Sekunden

Das ist der entscheidende Punkt, an dem sich die Spreu von Weizen trennt: mTOR schaltet nach ungefähr einer Minute dauerhafter Belastung ab. Der wichtigste Punkt beim Training ist, darauf zu achten, dass die einzelnen Sätze nicht länger als 60 Sekunden dauern, wenn man von der anabolen Wirkung von mTOR profitieren will (bei Sätzen mit metabolischer Erschöpfung zur maximalen Laktatbildung ist das anders, hier dauern die Sätze oft deutlich länger als eine Minute).

Ich persönlich würde sogar höchstens 50 Sekunden TUT empfehlen, sicher ist sicher. Die Trainingsgewichte sollten so gewählt werden, dass die Belastungsdauer pro Satz zwischen 25-50 Sekunden ist.

5. Essentielle Aminosäuren

Neben dem Training mit hoher mechanischer Spannung führt auch die Einnahme an essentiellen Aminosäuren, insbesondere an BCAA und Leucin zu einer Aktivierung von mTOR. Die anabole Wirkung des zielgerichteten Trainings lässt sich durch die optimale Dosierung von Aminosäuren zum richtigen Zeitpunkt stabilisieren und steigern. Ein dauerhafter Mangel an essentiellen Aminosäuren und Leucin kann dagegen wiederum katabol, also Muskelmasse abbauend wirken.

Mehr über die optimale Aktivierung von mTOR und weitere natürliche Methoden zum Aufbau maximaler Muskelmasse auf natürliche Weise erfährst Du in meinem demnächst erscheinenden Buch zum Thema Naturalbodybuilding und natürlichen Muskelaufbau.

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Studien und Quellen:

• McGlory, C., & Phillips, S. M. (2014). Assessing the regulation of skeletal muscle plasticity in response to protein ingestion and resistance exercise: recent developments. Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care, 17(5), 412-417.[Citation]

• Phillips, S. M. (2009). Sirolimus and mTORC1: centre stage in the story of what makes muscles bigger?. The Journal of physiology, 587(7), 1371-1371.[PubMed]
• Bodine SC, Stitt TN, Gonzalez M, Kline WO, Stover GL, Bauerlein R, Zlotchenko E, Scrimgeour A, Lawrence JC, Glass DJ, Yancopoulos GD (2001). Akt/mTOR pathway is a crucial regulator of skeletal muscle hypertrophy and can prevent muscle atrophy in vivo. Nat Cell Biol. 2001;3:1014–1019. [PubMed]
• Goodman, C. A., Frey, J. W., Mabrey, D. M., Jacobs, B. L., Lincoln, H. C., You, J. S., & Hornberger, T. A. (2011). The role of skeletal muscle mTOR in the regulation of mechanical load-induced growth. The Journal of Physiology, 589(22), 5485-5501.[PubMed]
• Drummond Micah J., Christopher S Fry, Erin L Glynn, Hans C Dreyer, Shaheen Dhanani, Kyle L Timmerman, Elena Volpi, Blake B Rasmussen. Rapamycin administration in humans blocks the contraction-induced increase in skeletal muscle protein synthesis J Physiol. 2009 Apr 1; 587(Pt 7): 1535–1546. Published online 2009 Jan 29. doi: 10.1113/jphysiol.2008.163816 PMCID: PMC2678224
• Gebauer F, Hentze MW. Nat Rev Mol Cell Biol. Molecular mechanisms of translational control. 2004 Oct;5(10):827-35. PMID: 15459663 DOI: 10.1038/nrm1488
• Proud CG. Signalling to translation: how signal transduction pathways control the protein synthetic machinery. Biochem J. 2007;403:217–234. [PubMed]
• Mahoney SJ, Dempsey JM, Blenis J. Chapter 2: Cell Signaling in Protein Synthesis Ribosome Biogenesis and Translation Initiation and Elongation. Prog Mol Biol Transl Sci. 2009;90C:53–107. [PubMed]
• Marcotte, G. R., West, D. W., & Baar, K. (2014). The Molecular Basis for Load-Induced Skeletal Muscle Hypertrophy. Calcified tissue international, 1-15.[Citation]
• Kumar V, Atherton P, Smith K, Rennie MJ. J Appl Physiol (1985). Human muscle protein synthesis and breakdown during and after exercise. 2009 Jun;106(6):2026-39. doi: 10.1152/japplphysiol.91481.2008. Epub 2009 Jan 22. PMID: 19164770 DOI: 10.1152/japplphysiol.91481.2008
• Loenneke JP, Loprinzi PD, Murphy CH, Phillips SM. Per meal dose and frequency of protein consumption is associated with lean mass and muscle performance. Clin Nutr. 2016 Apr 7. pii: S0261-5614(16)30018-8. doi: 10.1016/j.clnu.2016.04.002. [Epub ahead of print]
• Schlegel W, Raimann A, Halbauer D, Scharmer D, Sagmeister S, Wessner B, et al. (2013) Insulin-Like Growth Factor I (IGF-1) Ec/Mechano Growth Factor – A Splice Variant of IGF-1 within the Growth Plate. PLoS ONE 8(10): e76133. doi:10.1371/journal.pone.0076133
• Geoffrey Goldspink (2005). Mechanical Signals, IGF-I Gene Splicing, and Muscle Adaptation. Physiology Published 14 July 2005 Vol. 20 no. 4, 232-238 DOI: 10.1152/physiol.00004.2005
• McKoy G, Ashley W, Mander J, Yang SY, Williams N, Russell B, Goldspink G. (1999) Expression of insulin growth factor-1 splice variants and structural genes in rabbit skeletal muscle induced by stretch and stimulation. J Physiol. 1999 Apr 15; 516 ( Pt 2)():583-92.
• Inoki K, Zhu T, Guan KL. (2003) TSC2 mediates cellular energy response to control cell growth and survival. Cell. 2003;115:577–590. doi: 10.1016/S0092-8674(03)00929-2. [PubMed]
• Baar K, Esser K. Phosphorylation of p70(S6k) correlates with increased skeletal muscle mass following resistance exercise. Am J Physiol. 1999;276:C120–127. [PubMed]
• Mayhew, D. L., Kim, J. S., Cross, J. M., Ferrando, A. A., & Bamman, M. M. (2009). Translational signaling responses preceding resistance training-mediated myofiber hypertrophy in young and old humans. Journal of Applied Physiology, 107(5), 1655-1662.[PubMed]
• Mitchell, C. J., Churchward-Venne, T. A., Bellamy, L., Parise, G., Baker, S. K., & Phillips, S. M. (2013). Muscular and systemic correlates of resistance training-induced muscle hypertrophy. PloS one, 8(10), e78636 [PubMed]
• Terzis G, Georgiadis G, Stratakos G, Vogiatzis I, Kavouras S, Manta P, Mascher H, Blomstrand E. Resistance exercise-induced increase in muscle mass correlates with p70S6 kinase phosphorylation in human subjects. Eur J Appl Physiol. 2008 Jan;102(2):145-52. Epub 2007 Sep 14.
• Pende M, Um SH, Mieulet V, Sticker M, Goss VL, Mestan J, Mueller M, Fumagalli S, Kozma SC, Thomas G. S6K1(-/-)/S6K2(-/-) mice exhibit perinatal lethality and rapamycin-sensitive 5′-terminal oligopyrimidine mRNA translation and reveal a mitogen-activated protein kinase-dependent S6 kinase pathway. Mol Cell Biol. 2004;24:3112–3124. [PMC free article] [PubMed]
• Andrew Philp, D. Lee Hamilton, Keith Baar. Signals mediating skeletal muscle remodeling by resistance exercise: PI3-kinase independent activation of mTORC1. Journal of Applied Physiology Published 1 February 2011 Vol. 110 no. 2, 561-568 DOI:10.1152/japplphysiol.00941.2010
• Baar K, Torgan CE, Kraus WE, Esser K. Autocrine phosphorylation of p70(S6k) in response to acute stretch in myotubes. Mol Cell Biol Res Commun. 2000 Aug; 4(2):76-80.
• Hornberger TA, Chu WK, Mak YW, Hsiung JW, Huang SA, Chien S. The role of phospholipase D and phosphatidic acid in the mechanical activation of mTOR signaling in skeletal muscle. Proc Natl Acad Sci U S A. 2006 Mar 21; 103(12):4741-6.