Styrke, del 1

Den maksimale kraftutviklingen hos individuelle muskler (ytre faktorer)
Samordning av muskelaktiviteten fra sentralnervesystemet (sentrale faktorer). Man kan skille mellom to aspekter av nevrologisk samspill: Intramuskulær koordinasjon og intermuskulær koordinasjon. I denne delen komer vi til å se nærmere på de ytre faktorene, der muskelstørrelsen ansees å være den viktigste faktoren.

Kroppsstrukturen
Kroppene våre er bygd rundt et skjelett, som utgjør ca. 20% av kroppsvekten vår. Skjelettet på sin side er bygd opp av omtrent 200 knokler, som er forbundet med hverandre via uleddete sammenføyninger og ledd (et ledd er mer bevegelig enn en sammenføyning). Det finnes forskjellige typer ledd, men uansett utforming holdes alle sammen av muskler, leddbånd og ligamenter. Leddbånd og ligamenter tillater stor bevegelsesfrihet i leddene - det er altså våre ca. 300 skjelettmuskler som utgjør den viktigste stabiliserende faktoren. Disse musklene, som utgjør ca. 40-50% av kroppsvekten vår, består alle av en muskelbuk, en utspringssene og en festesene. Når muskelen kontraheres, nærmer muskelfestee seg hverandre og kraften som oppstår overføres til beinet via disse senene.

Skjelettmuskulaturens oppbygning
Det er et velkjent faktum at muskler med stort tversnitt utvikler større kraft enn muskler med mindre tverrsnitt. Dette er uavhengig av muskelens lengde. Gjennom tung styrketrening øker muskelens tverrsnitt, som dermed medfører en økning i maksimal styrke.

Skjelettmuskulaturen er bygd opp av et antall lange, sylindriske muskelceller, såkalte fibre. Hver muskelfiber er i sin tur bygd opp av et stort antall parallelle myofibriller. Myofibrillene inneholder filamenter, som består av to tverrstripet arrangerte proteiner - det tynne proteinet aktin, og det noe tykkere proteinet myosin. Det er disse proteinene som gir muskulaturen sin tverrstripete karakter.Hvert myosinfilament omsluttes av seks aktinfilamenter, og hver sammenhengende enhet av aktin- og myosinprotein kalles for sarkomer. Myosinfilamentene inneholder små hoder, som stikker ut mot aktinfilamentene som små kroker. Når aktin og myosin påvirkes av et elektrisk signal, kobles de sammen og utfører en bevegelse i forhold til hverandre, en såkalt glidefilamentmekanisme. Når tilstrekkelig mange av disse proteinene beveger seg, trekker til slutt hele muskelfiberen seg sammen når en bevegelse utføres.

Bevegelsen mellom aktin- og myosinfilamentene forklarer hvorfor den muskulære kraften er avhengig av den lengden muskelen har før den kontraheres. Den optimale lengden for muskulær kontraksjon er hvilelengden (eller noe over), ettersom alle myosinhodene i denne posisjonen kan kobles sammen med aktinfilamentene, hvilket medfører maksimal avspenning. Når muskelens lengde er kortere enn hvilelengden (med andre ord delvis kontrahert), reduseres sammentrekningskraften. I en forkortet muskel overlapper aktin- og myosinfilamentene allerede til en viss grad, hvilket etterlater færre ledige myosinhoder til å dra i aktinffilamentene. Jo færre tilgjengelige myosinhoder, desto mindre spenning og kraft produseres. Når en muskel er strukket utover sin hvilelengde er også kraftpotensialet lite, ettersom aktinfilamentene er for langt unna myosinhodene til å kunne kobles sammen i noe større antall. Altså, sammentrekningskraften reduseres når muskelens lengde enten er kortere eller lengre enn sin hvilelengde. For å utvikle optimal kraft, bør kontraksjonen begynne når leddenes vinkel er omtrent 110 til 120 grader.

Den motoriske enheten
Hver enkelt motoriske nervecelle (motonevron) som trenger inn i en muskel, kan stimulere alt fra en til flere tusen muskelfibre. Alle muskelfibre som aktiveres av et enkelt motonevron reagerer sammen - de kontraherer og slapper av samtidig. Et enkelt motonevron, sammen med de muskelfibrene som det aktiverer, kalles for en motorisk enhet. Når et motonevron stimuleres, sprer enten nervesignalet seg til alle muskelfibrene i den motoriske enheten, eller så sprer de seg ikke i det hele tatt. Dette er loven om alt eller ingenting, hvilket betyr at en svak impuls fører til samme kontraksjon av den motoriske enheten som en sterkere impuls.

Denne loven om alt eller ingenting gjelder ikke for muskelen som en helhet. Mens alle muskelfibrene i en motorisk enhet svarer på stimulering fra et motonevron, aktiveres ikke ale motoriske enheter under en muskelkontraksjon. Antallet motoriske enheter som aktiveres under en kontraksjon, avhenger av motstanden som muskelen arbeider mot, hvilket har en direkte sammenheng med kraften som produseres. Om motstanden er liten, vil bare en liten andel motoriske enheter aktiveres og styrken i kontraksjonen vil være liten. Er motstanden derimot ekstremt høy, kommer nesten alle motoriske enheter til å aktiveres, hvilket resulterer i maksimal kraftutvikling. Ettersom en muskels motoriske enheter aktiveres i en sekvensiell ordning, er den eneste måten å trene hele muskelen på å utsette den for maksimale belastninger, slik at alle motoriske enheter benyttes for å kontrahere muskelen.

Når en nerveimpuls stimulerer en motorisk enhet, svarer den med raskt å trekke seg sammen, dvs. en veldig rask kontraksjon, hvoretter den slapper av igjen. Om en annen impuls når den motoriske enheten før den rekker å slappe av, slås de to sammentrekningene sammen og bygger sammen opp en kraftigere kontraksjon. Det totale antall motoriske enheter som aktiveres, kommer an på motstanden som muskelen utsettes for. Ved middels tung motstand trekker kun enkelte motoriske enheter seg sammen, mens andre hviler, hvilket fører til en mellomstor kraftutvikling. Ved maksimal motstand aktiveres samtlige muskelfibre synkronisert, hvilket fører til maksimal kraftutvikling. Dette er en av årsakene til at tung belastning fører til bedre styrkeøkninger.

Kraftutviklingen i en muskel er ikke bare avhengig av antall aktiverte motoriske enheter under en kontraksjon, men også av antall muskelfibre i hver motoriske enhet. Jo flere fibre i en motorisk enhet, desto større kraftutvikling. Antall fibre kan variere fra 50 til 500, med et gjennomsnitt på 200. Det er den genetiske faktoren som avgjør antall fibre, f. eks. har kvinner generelt mindre muskelstyrke enn menn på grunn av at de har fære muskelfibre. Dette forklarer hvorfor visse mennesker øker i styrke og muskelstørrelse raskere og lettere enn andre. Genetikk er en viktig faktor for framgang, men det er ikke den eneste. Uansett genetiske forutsetninger så kan hvem som helst gjennom intensiv trening og bra kosthold gjøre utrolige framskritt når det gjelder styrke og muskelstørrelse.

Muskelfier, oppbygning

Ulike muskelfibertyper
Alle motoriske enheter oppfører seg på samme måten, men det samme kan man ikke si om muskelfibrene. De kan nemlig ha ulike biokjemiske (metabolske) funksjoner. Ulike muskelfibre har ulike egenskaer og en persons potensiale for å utvikle kraft kommer an på sammensetningen av muskelfibre i musklene. Grovt sett kan man dele inn fibertypene i raske og langsomme fibre. Mer inngående ser fibertypefordelingen slik ut:

Type 1-fibre: Langsomme fibre med stor utholdenhet og lav kraftutvikling. Størst andel i lår- og leggmuskulatur. Vekstpotensialet er lite. Aktiveres først og fremst av aerob og lavintensiv trening, f. eks. rask gange.

Type 2a-fibre: raske fibre med lav utholdenhet og høy kraftutvikling. Størst andel i armens bøyemuskulatur, f. eks. biceps brachii. Vekstpotensialet er stort. Aktiveres først og fremst av eksplosiv trening, som f. eks. styrketrening. Kan arbeide både aerobt og anaerobt.

Type 2b-fibre: Raske fibre med veldig lav utholdenhet og høy kraftutvikling. Størst andel i armens strekkemuskulatur, triceps brachii. Vekstpotensialet er ganske stort. Aktiveres først og fremst av høyeksplosiv trening, f. eks. sprint og tung styrketrening.

Type 2c-fibre: Overgangsfibre

Kontraksjonshastigheten varierer mellom 40 og 48 millisekunder (ms) for raske muskelfibre og fra 90 til 110 ms for langsomme muskelfibre. Type 1-fibre har liten størrelse på motoriske enheter, høyt aerobt enzyminnhold og fettinhold, samt lavt glykogeninnhold og kreatinfosfatinnhold. Type 2a og 2b-fibre har stor respektive meget stor størrelse på de motoriske enhetene, ganske lavt respektive lavt aerobt enzyminnhold, lavt fettinnhold, samt høye nivåer av glykogen og kreatinfosfat. Som man skjønner er det en fordel å ha meng type 2a- og 2b-fibre om man vil utføre eksplosive, kraftfulle øvelser, der utholdenhet ikke er så viktig.Fibertypefordelingen har derfor en meget viktig rolle innen styrketrening og bodybuilding. En muskel med en høy andel raske fibre er kapabel til både raskere og mer kraftfulle kontraksjoner. Styrkeløftere, kast- og kraftidrettsfolk har derfor vanligvis en større andel av type 2-fibre enn de som egner seg til utholdenhetsidretter. Antallet raske og langsomme muskelfibre er relativt jevnt fordelt og kan ikke påvirkes i nevneverdig grad gjennom trening.

Aktiveringen av muskelfibre er belastningsavhengig. Under middels- og lavintensiv aktivitet er de langsomme type 1-fibrene arbeidshestene. Ettersom belastningen økes, aktiveres flere og flere raske type 2-fibre. Fordelingen av fibertyper kan variere, både innen samme muskel og mellom ulike muskler. Vanligvis har armene en høyere andel raske muskelfibre sammenlignet med beina, som har mest langsomme fibre (beina utsettes jo hele tiden for lavintensiv trening, gjennom spaserturer og lignende, der utholdenheten er viktigst).

I neste del kommer vi til å gå igjennom musklenes ulike funksjoner, ulike typer av muskelkontraksjoner og hvordan muskelen tilpasser seg tung trening. Dessuten kommer vi til å ta en titt på sentralnervesystemet og dets viktige rolle for styrkeprestasjoner.