Hipertrofi

Son yapılan bilimsel araştırmalar, kas lifi türlerini, çoğunlukla, miyozin ağır zincir izoformuna (MHC) göre daha fazla çeşitlere ayırmaktadır; bu sınıflamalardan yaygın olarak kullanılanlar arasında, Tip I, Tip IIa ve Tip IIx gösterilmektedir. Ancak her ne kadar bu sınıflama yaygın olarak kullanılmasına rağmen, bu sınıflamanın iskelet kası sınıflaması açısından yetersiz kalacağı düşünülmektedir.

Kuvvet egzersizi yapan profesyoneller veya rekreatif açıdan egzersiz yapanların odaklandıkları konuların başında hipertrofi konusu gelmektedir. Bu bağlamda, konuşulması ve tartışılması gereken sorunsal hipertrofik yanıtın nasıl maksimize edileceği paradigmasıdır. İskelet kası hipertrofisi, literatür açısından büyük oranda açıklanmaya çalışılmasına rağmen her geçen gün hipertrofik yanıtı oluşturan muhtemel mekanizmalar açıklanmaya çalışılmaktadır. Bu bağlamda, iskelet kas hipertrofisini etkileyen birçok faktörü anlamak için, vücudun egzersiz stresine nasıl tepki verdiği ve adaptasyon süreçlerini irdelemek son derece önemlidir. İskelet kas hipertrofisi yanıtını çözümleyebilmek için, nöromüsküler sistemin yapısı ve işlevini ve ayrıca direnç egzersizleri sonrası endokrin, parakrin ve otokrin sistemlerin tepki ve adaptasyonlarını anlamak oldukça yararlı olacaktır. Bu sistemler her ne kadar birbirinde ayrı ayrı ele alınsa da, hepsi birbirine bağlı ve birbirleriyle olan etkileşimleri yağsız doku büyümesini optimize eden temel faktörler olarak düşünülmektedir. Kas hipertrofisinin karmaşık yönleriyle ilgili detaylı bir tartışma için nöromüsküler sistem ve özellikle de sinirler ve kasların güç meydana getiren ve insan hareketiyle sonuçlanan etkileşimin anlaşılması gerekmektedir.

İskelet Kası Yapısı ve İşlevini Anlamak

Fonksiyonel açıdan bakıldığında, her bir iskelet kası genellikle tek bir yapı olarak düşünülebilir. Fakat kasın yapısı oldukça karmaşıktır. İskelet kasları, iç içe geçmiş (birbirini saran) bağ doku katmanlarıyla çevrilidir. İskelet kaslarının tamamını kaplayan dış tabaka epimisyum olarak adlandırılır; bütün kasın içinde perimisyum içine gömülü fasikül (kas demetleri) adında küçük lif demetleri vardır; fasiküllerin içinde endomisyum kılıflarıyla kaplı ayrı kas hücreleri (yani lifler) bulunur. Liflerin sayıları, kulak zarının küçük kaslarının içindeki yüzlercesinden gastroknemius gibi büyük kasların içindeki bir milyonu aşan sayılar arasında değişebilmektedir. Diğer hücre tiplerinin aksine, iskelet kası çok çekirdeklidir (diğer bir deyişle birçok çekirdek içerir) ve bu da gerektiğinde irileşmek/büyümek için protein üretme/sentezleme yeteneği olduğu anlamına gelmektedir. İskelet kası, bir elektron mikroskopu altında incelendiğinde çizgili olarak görülmektedir. Bu çizgili görünümün aslı, kas liflerinin (miyofibrillerin) temel işlevsel birimleri olan sarkomerlerin yığılmasından/istiflenmesinden kaynaklanır. Her bir kas lifinin içinde, birbirine uçtan uca birleşmiş birçok sarkomerden oluşan yüzlerce hatta binlerce miyofibril (kas lifi) bulunmasıdır. Miyofibriller kas kasılmasından sorumlu iki ana protein filameni içerir: aktin (ince filament) ve miyozin (kalın filament). Kaslar sinir sistemi tarafından sinirlerle donatılmıştır. Kassal hareketlerle ilişkili her bir sinir hücresi motor nöron olarak adlandırılır. Motor nöronlar üç bölgeden oluşur: hücre gövdesi, akson ve dendritler. Bir hareketi gerçekleştirme kararı alındığında, aksonlar sinir uyarılarını hücre gövdesinden kas liflerine iletirler ve bunun sonucunda kas kasılması gerçekleşmektedir. Toplu olarak, her bir motor nöron ve innerve ettiği (sinirle donattığı) tüm liflere motor ünitesi denir. Bir motor ünitesi innerve olduğunda (sinirle donatıldığında), bu motor ünitenin tüm lifleri kasılır.

Önemli not:Eğer bir kası uyaran bir motor nöron varsa doğal olarak ilgili kasın tamamı bir noktadan uyarılmış olacaktır. Başka bir ifadeyle bir motor nöronun uyardığı kasları, farklı eğim veya ekipman tercihi ile sergilemek o kasın farklı bölümlerini geliştirme potansiyeli açısından oldukça zayıf bir metodolojidir. Bu bağlamda, bir kasın hipertrofik yanıtını etkileyen unsur büyük olasılıkla aktiviteye katılan kas fiber oranı ile ilişkili olacaktır. Yani geliştirilmek istenen kas için hedef/amaç, ilgili kasın aktivite sırasında daha fazla uyarılmasını sağlamaktır.

İspatlanamayan Gerçek: Kayan Filamentler Teorisi

Çok enteresan şekilde, bugün hala teori olarak kabul edilmesine rağmen bir hareketin, “kayan filamentler teorisine”göre gerçekleştiği kabul edilmektedir. Literatür incelendiğinde, bu teori ilginç bir şekilde iki farklı bilim insanı tarafından aynı yıl açıklanmaya çalışılmıştır. Oldukça enterasan gibi gelebilir ama, kayan filamentler teorisini ortaya atan bilim insanlarının soyadlarının Huxley olması da son derece ilginç bir tesadüf olarak göze çarpmaktadır. Ayrıca belki inanması güç olabilir ama tesadüfler bununla da sınırlı kalmamaktadır. Her iki Huxley 1954 yılında bu teori açıklayan yazılarını Dünyanın en önemli dergileri arasında sayılan Nature’ a göndermiş ve Nature tarafından 1954 yılında birkaç ay arayla her iki makale de yayımlanmıştır. Bu yönü ile kayan filamentler teorisinin tarihi oldukça ilgi çekicidir. Tekrar kayan filametler teorisine dönecek olursak, muhtemel kasılma potansiyelinin rasyonel açıklaması, güç uygulamak için bir ihtiyaç ortaya çıktığında, bir aksiyon potansiyeli, sinir aksonundan aşağıya, nörotransmiter asetilkolinin sinaptik boşluk boyunca salınır ve en sonunda da kas lifinin plazmalemmasına bağlanarak nöromüsküler kavşağa gider. Bu süreç sonunda, kas hücreleri depolarize olur ve sarkoplazmik retikulumdan kalsiyum salınmasına zemin hazırlanmış olur. Daha sonra salınan kalsiyum troponine bağlanarak tropomiyozinin aktin bağlantı yerlerinden hareket etmesine ve böylece miyozin başlarının bağlanma alanlarının açılmasına neden olmaktadır. Sürecin devamında, kas kasılmasını sağlamak için yeterli ATP (adenozin trifosfat) olduğunu varsaydığımızda, globüler (küre şeklindeki) miyozin başları açıkta bulunan aktin bölgelerine bağlanır, ince filamanları içeriye doğru çeker, ve ardından yeni bir döngüye başlatmak için aktin filamanları boyunca daha ilerideki bir bağlanma alanına tekrar bağlanarak senkronize şeklinde süreci sürdürürler. Bu aktin ve miyozin arasındaki sürekli çekme ve bırakma (salıverme) senkronizasyonu, çapraz köprü döngüsü olarak bilinir ve tekrar eden güç çıktıları (vuruşları) sonucunda sarkomerin boyunda kısalmalara neden olurlar.

Lif Tipleri Açısından Hipertrofik Yanıt Optimizasyonu

Literatür açısından kas lifleri temel düzeyde iki ana lif grubuna ayrılmaktadır: Bunlar Tip I ve Tip II’ dir. Genellikle yavaş kasılan lifler olarak adlandırılan Tip I lifleri, yorulmaya karşı dirençlidir ve bundan dolayı lokal kas dayanıklılığı gerektiren hareketler için oldukça elverişlidir. Ancak, bu liflerin maksimum gerime ulaşma potansiyelleri zaman alır (yaklaşık 110 ms) bu da maksimal kuvvet üretme kabiliyetlerini kısıtlı olmasına neden olmaktadır. Başka bir ifadeyle, tip I liflerinin fonksiyonel yeteneğini açıklamak için, maraton sporcusunun yüksek hızlara çıkamamasına rağmen ulaştığı hızı en uzun süre devam ettirebilme potansiyeli gösterilebilir. Hızlı kasılan lifler olarak da bilinen Tip II lifleri, Tip I’i tamamlayan liflerdir. Maksimum gerime Tip I liflerinin yarısından daha az bir zamanda (sadece 50 ms) ulaşırlar ve bu da onları güç (ya da kuvvet) gerektiren hareketler için oldukça avantajlı bir duruma getirmektedir. Ancak, tip II kas lifleri bu yüksek gerim üretme potansiyellerine rağmen çabuk yorulurlar bu nedenle de, yüksek kas dayanıklılığı gerektiren hareketleri yapma kapasiteleri sınırlıdır. Bir diğer bakış açısıyla, sprinterlerin birim zamanda en yüksek hıza erişme potansiyelleri olmasına rağmen bu potansiyellerini çok uzun süre (6-10 sn) devam ettiremezler. Yukarıda açıklanan her iki kas fiberinin sahip olduğu bu farklı potansiyellerin histokimyasal açıdan neden oluştuğu sorusuna yanıt olarak, elektron mikroskopunda hızlı kasılan lifler beyaz görüntüsü, yavaş kasılan lifler ise içerisindeki yüksek miyoglobin ve kılcal damarlardan dolayı kırmızı görüntüsü ile açıklanmaktadır. Bu noktada iskelet kas fiberinin bu renk farklılığının ne anlama geldiği çoğu zaman yanlış anlaşılmakta veya karıştırılmaktadır. Bu bağlamada, elektron mikroskobunda beyaz görülen (miyoglobin ve kılcal damar yoğunluğunun az olması nedeniyle beyaz görünüyor) tip II liflerin en önemli potansiyelinin aktine bağlanma çözülme hızlarının çok yüksek olması düşünülmektedir. Tip I liflerinin ise yüksek miyoglobin ve kılcal damar (kırmızı görünmesinin temel nedeni olarak düşünülmektedir) içeriğine sahip olması, ayrıca tip I liflerinin tip II liflerine göre daha yüksek düzeyde oksidatif (enerjinin büyük oranda yağ asitlerinden sağlanması ve yorgunluk oluşumunun ötelenmesi) kapasiteye sahip olması gösterilmektedir.

Son yapılan bilimsel araştırmalar, kas lifi türlerini, çoğunlukla, miyozin ağır zincir izoformuna (MHC) göre daha fazla çeşitlere ayırmaktadır; bu sınıflamalardan yaygın olarak kullanılanlar arasında, Tip I, Tip IIa ve Tip IIx gösterilmektedir. Ancak her ne kadar bu sınıflama yaygın olarak kullanılmasına rağmen, bu sınıflamanın iskelet kası sınıflaması açısından yetersiz kalacağı düşünülmektedir. Bundan dolayı, yetişkin memeli iskelet kasının miyozin ağır zincir açısından izoformların sınıflaması için ana kas fiber türlerini, temel (saf) ve hibrid olarak iki başlık altında kategorize edilmektedir. Ana kas fiber türlerinin sınıflanması 4 başlık altında kategorize edilmektedir.

Yavaş kasılan I/ MHCIb,Tip IIA / MHCIIa,Tip IIX / MHCIId,x,Tip IIB / MHCIIb

Literatürde bu dört ana (saf) kas fiberi ile etkileşim içerisinde olan bazı hibrid kas fiber türleri de kategorize edilmiştir. Bu temel kas fiberlerin izoformları özellikle MHC baskın olma durumuna göre sınıflandırılmıştır (Pette ve Staron, 1990; Schiaffino ve Reggiani 1996). Hibrid kas fiber sınıflaması olarak (Pette ve Staron, 2000):

Tip I/IIA/IC (MHCIb> MHCIIa)Tip IIA/I/IIC (MHCIIa > MHCIb)Tip IIAD (MHCIIa > MHCIId)Tip IIDA (MHCIId > MHCIIa)Tip IIDB (MHCIId > MHCIIb)Tip IIBD (MHCIIb > MHCIId)

Ortalama olarak, insan iskelet kası yaklaşık eşit miktarlarda Tip I ve Tip II lifi içermektedir. Ancak, lif tipi yüzdelerine göre bireylerarası büyük bir değişkenlik olduğu unutulmamalıdır. Elit sprinterlerin kuadrisepslerinin çoğunlukla Tip II liflerinden oluşurken, elit aerobik atletlerin ise çoğunlukla Tip I liflerinden oluştuğu saptanmıştır. Dahası, bazı kaslar açısından durum oldukça ilginç şekilde belirli lif türlerine daha yüksek yüzdeyle sahip olma eğilimi şeklindedir. Bu paradoksal durumun daha iyi anlaşılması için dayanıklılık odaklı olan soleus (kası) ortalama olarak %80’den fazla Tip I lifi içermesine rağmen; daha fazla güç odaklı triseps braki ise yaklaşık %60 oranında Tip II lifine sahiptir. Birçok uzman Tip II liflerinin Tip I liflerinden doğal olarak daha büyük olduğunu iddia etmektedir. Ancak, kadınlarda genellikle Tip I’in Tip IIa’dan daha fazla kesit alanı gösterdiğine dair kanıtlar da vardır. Araştırmalar, lif türünden ziyade, bir lifin oksidatif özelliklerinin kasın hacmini/büyüklüğünü etkilediğini göstermektedir. Spesifik olarak, glikolitik Tip IIx liflerinin kesit alanı daha oksidatif olan Tip I ve Tip IIa liflerine göre önemli ölçüde daha büyüktür. Tip I kas liflerinin hipertrofi için sınırlı bir kapasiteye sahip olduğu ve aynı zamanda oksidatif kapasiteyi arttırdığı önermesine dayanarak daha küçük olan yüksek oksidatif miyofiberlerin evrimsel bir tasarım hatası olduğu düşünülmektedir. Bu evrimsel hatanın, tip I kas fiberi metabolizmasında bulunan proteinler (mitokondriyal proteinler) ile yapısal (miyofibril) proteinler arasındaki birleşimin/sentezin her iki tarafında bulunan sinyal yolakları arasındaki etkileşimden ya da ilgili kas proteinlerinin bozulmasıyla meydana gelen, devir hızı rekabetinden kaynaklandığı hipoteziyle tutarlıdır.

Bir diğer sıkça önerilen varsayıma göre, egzersize bağlı kas büyümesinden esas olarak Tip II lifler sorumludur önermesi oldukça paradoksaldır. Bu durum, çoğunlukla sistematik direnç çalışmasından/antrenmanından sonra Tip II liflerinin Tip I liflerine göre daha çok büyüdüklerini gösteren çalışmalara dayanmaktadır. Bir bütün olarak literatür incelendiğinde, her ne kadar önem arz eden bireylerarası değişkenliğin lif türüne özgü hipertrofik adaptasyon kapsamında/boyutunda olduğu görülse de, Tip II liflerinin büyüme/gelişme kapasitelerinin Tip I’ inkine göre yaklaşık %50 daha fazla olduğunu iddia edilmektedir. Ayrıca, ağır direnç egzersizinden sonra öncelikli olarak yavaş kasılan soleus kasına göre (Tip I’de ~80% ) öncelikli olarak hızlı kasılan vastus lateralis kasında kas protein sentezinin çok daha yüksek orana (Tip II liflerinde ~50% – 60%) çıktığına dair kanıtlar mevcuttur. Bu tür bulgulardan anlam çıkarıp yorumlarken, bu konu üzerine yapılan çalışmaların büyük çoğunluğunda yüksek yük kullanıldığı ve bunun da potansiyel olarak sonuçların hızlı kasılan liflerin lehine sapma (yanılttığı) potansiyeli oldupu göz önünde bulundurulmalıdır. Hipertrofik yanıt optimizasyonu veya maksimizasyonu hala gizemini korumaktadır. Bilimsel toplum açısından hipertrofik yanıt mekanizmaları tartışılmaya ve araştırılmaya devam edecektir. Ne bildiğimiz değil ne bilmediğimiz gerçeği ile yüzleşen türümüzün bu konu üzerinde gidecek daha çok uzun yolu olduğu kanaatindeyim. Ayrıca, profesyonel yarışmacı olmayan kişiler için planlı, programlı ve yapılandırılmış her türlü direnç antrenmanının optimal kas hipertrofisi yanıtı oluşturacağı önermesi oldukça güçlüdür. Bundan dolayı, hipertrofik yanıt optimizasyonu için anahtar cümle, egzersiz profesyonelleri ve katılımcılarının haftalık egzersiz gereksinimini farklı egzersiz modaliteleri, yoğunlukları, tekrar ve set sayılarına içeren geniş bir antrenman spektrumu içinde yapmaları gerekmektedir.


kaynak:


Doç.Dr. Muhammed Emin TURAN

https://www.turkiyefitnessdergisi.com/hipertrofi-paradigmasi/


Study Music Mix- HipHop Relax Mode
00:00 / 47:05

© 2020, Spor Bilimi Makale B.E. tarafından kurulmuştur. Tüm Hakları Saklıdır.