Liebe Leserinnen und Leser, Liebe PEAK-Kundinnen und Kunden,
in der Sportlerszene hat jeder schon einmal von Testosteron und seiner tragenden Rolle beim Thema Muskelaufbau gehört. Die Supplementbranche versucht ja beinahe krampfhaft, neue Mittel und Wege zu finden, körpereigene Konzentrationen an freiem Testosteron zu erhöhen, um damit den Anwendern ein schnelleres Muskelwachstum zu ermöglichen. Auch von Wachstumshormon war sicher das ein oder andere Mal schon die Rede, da es entscheidend an der nächtlichen Regeneration mitunter des Muskelapparates und in diesem Zuge an der Inszenierung der Proteinsynthese beteiligt ist.
Wer von Ihnen hat aber schon mal etwas von IGF-1 oder MGF und in diesem Zusammenhang von Nuclei und Satellitenzellen gehört? Sie gelten inzwischen bei Kennern der Szene als die wahren Initiatoren für Muskelwachstum. Lassen Sie uns heute einmal einen Blick auf dieses Thema werfen und das Ganze gleich mit ein paar praktischen Tipps verbinden, um das Aufkommen an Wachstumsfaktoren zu maximieren.
Viel Spaß
IGF
IGF ist die Abkürzung für sog. „insulin-like-growth-factors“, insulinähnliche Wachstumsfaktoren die in Ihrer Struktur dem Insulin sehr ähnlich sind. Sie sind in das Wachstum und die Differenzierung von Zellen involviert und werden sowohl in den Leberzellen als auch in anderen Geweben gebildet. IGF dienen den Körperzellen zur Kommunikation mit ihrer Umgebung (IGF-Achse). Das komplette System setzt sich aus Membranrezeptoren (IGF1R, IGF2R), Bindungsproteinen (IGFBP 1-6) und einigen spezifischen Enzymen den sog. IBFBP-assoziierten Proteasen zusammen.
Fazit
IGF verfügen über ein eigenes Verteilersystem, eigene Rezeptoren und machen genau das nachdem sie benannt wurden, sie initiieren Wachstum
IGF-1
IGF-1 sind die für Sportler interessanten Abkömmlinge der IGF. Sie werden in der Leber hauptsächlich über die Stimulation von Wachstumshormon, aber auch in den Muskelzellen selbst (hier in den Unterarten IGF-1Ea, IGF-1Eb und IGF-1Ec) gebildet. IGF-Rezeptoren sind an den meisten Zelltypen nachweisbar. Entsprechend hoch ist auch der Einfluss von IGF-1 auf den gesamten Körper. Oben genannte Bindungsproteine transportieren IGF-1 über das Blut durch den Körper. Das an IGFBP-3 gebundene IGF-1 scheint anabole Wirkungen zu unterstützen, während an IGFBP-1 gebundenes IGF-1 diese unterbindet.
Seine Wirkung auf die Muskelzelle vermitteln IGF-1 über eine Besetzung von Rezeptoren, die eine wahre Kaskade an Signalen und Prozessen innerhalb der Zelle auslösen und mitunter eine Erhöhung der Muskelproteinsynthese initiieren. Dockt IGF-1 an seinem Rezeptor an, führt dies außerdem zusätzlich zu einer Hemmung des Muskelproteinabbaus. Diese beiden Eigenschaften lassen sich mit einem Wort zusammenfassen: MUSKELAUFBAU. Studien bestätigen den signifikanten Einfluss einer transgenen Überexpression an IGF-1 auf Regenerations- und Reparaturprozesse. Zum Einfluss von IGF-1 auf die Bildung von Satellitenzellen kommen wir später noch zu sprechen.
Anmerkung
Natürlich vermittelt IGF-1 diese Wirkung auch auf andere Gewebsarten, an denen entsprechende Rezeptoren vorhanden sind, hier soll es jedoch spezifisch um die Wirkung auf die Skelettmuskulatur gehen
Fazit
IGF-1 sorgen für eine gesteigerte Proteinsynthese, jedoch nicht spezifisch, sondern an einer Vielzahl von Geweben. IGF-1 sind nachweislich auch an der Muskelproteinsynthese beteiligt und fördern die Gewebsregeneration
MGF
Eigenschaften und Wirkung
Der IGF-1Ec Untertyp ist besser bekannt als MGF (Mechano-Growth-Faktor). Er besitzt schon eine zweifelhafte Dominanz in der Dopingszene. Auf natürlichem Wege wird er in Muskeln als Reaktion auf mechanischen Stress gebildet. Es wird vermutet, dass auch die zirkulierende Menge an Testosteron und GH im Blut die Bildung von MGF beeinflussen.
MGF wirkt über einen völlig anderen Weg, als die anderen IGF-1-Varianten. Es sorgt für die Aktivierung von sog. Satellitenzellen und stimuliert so die Bildung von Muskelstammzellen. Bei einer Schädigung der Muskelfaser durch Training, wandern die Satellitenzellen ins Innere der Faser und beginnen dort zu reifen. Jede dieser Satellitenzellen enthält einen Zellkern und erhöht damit die Anzahl intramuskulärer Nuclei (Zellkerne). Da die Muskelproteinsynthese von Nuclei initiiert wird, kann mehr Muskelwachstum stattfinden, je mehr Nuclei sich in ihm befinden. Ganz wichtig in diesem Zusammenhang ist es, die Aktivierung und Wirkungsweise von Satellitenzellen zu verstehen.
Fazit
Mehr Zellkerne ausgelöst durch Training und den daraus entstehenden MGF erhöhen spezifisch das anabole Potential im Muskel
Interessant
Die Anzahl an Zellkernen im Muskel beeinflusst auch den sog. Muscle-Memory-Effekt Muskelgedächtnis). Je mehr Zellkerne sich im Muskel befinden, desto eher besteht die Chance nach längeren Trainingspausen schnell wieder sein ursprüngliches Leistungsniveau zu erreichen. Muskelnuklei verschwinden bei ausbleibender Belastung nicht sofort wieder aus dem Muskel, sondern bleiben diesem erst einmal erhalten.
Exkurs Sattelitenzellen
Satellitenzellen
Die Arbeit von Satellitenzellen beeinflusst auf entscheidende Weise die muskuläre Regeneration, Muskelreparatur und auch das Muskelwachstum.
Satellitenzellen stellen (wie oben erwähnt) den Hauptpool für neue Myonuklei (Zellkerne) dar. Sie befinden sich auf der Plasmamembran von Muskelfasern. Stressreize sorgen für deren Aktivierung und einen Prozess der sich aus Proliferation, Differenzierung und Fusion zusammensetzt. Einmal aktiviert, können Satellitenzellen wie bereits genannt in die Muskelzelle einwandern und dort unterschiedliche Wirkungen vermitteln. Aktivierte Satellitenzellen werden auch als Myoblasten bezeichnet.
Fazit
Die Satellitenzelle greift aktiv ins das Geschehen des Muskelstoffwechsels ein
Beeinflussende Faktoren der Satellitenzellbildung
Die Aktivierung von Satellitenzellen wird in unserem Körper regulatorisch überwacht und durch bestimmte Faktoren ausgelöst oder gehemmt.
IGF-1
Im Falle des IGF-1 zeigen Studien lediglich dann eine Wirkung, wenn eine lokale Injektion erfolgt. Systemische Gaben lösen kein Muskelwachstum, resultierend aus einer höheren Aktivierung an Satellitenzellen, aus. Unterstützend hierzu lässt sich feststellen, dass die Produktion von IGF-1 im Muskel unabhängig vom Aufkommen an zirkulierendem Wachstumshormon stattfindet. Andere Studien belegen hingegen durchaus eine Wirkung auch des zirkulierenden IGF-1, so dass man hier noch keine eindeutige Aussage treffen kann.
Von MGF als Untertyp des IGF-1 wird ein schnellerer Wirkungseintritt, aber eine kürzere Wirkungsdauer angenommen. Er wird hauptsächlich durch mechanische Reize sezerniert. Die Wirkung in Sachen Satellitenzell-Aktivierung gilt als belegt.
Myostatin
Bei Myostatin handelt es ebenfalls um einen regulatorischen Faktor, hier allerdings mit hemmender Wirkung auf die Aktivierung von Satellitenzellen.
Krafttraining
Im Falle des Einflusses von Krafttraining zeigen einige Studien eine gesteigerte MGF-Expression im Muskel. Schon bei leicht exzentrischen Belastungen, wie Sie beim Herablaufen von einem Berg auftreten, kann es zu einer vermehrten Bildung von lokalem IGF-1 kommen. Werden Muskelfasern durch Training beschädigt, fällt die Sezernierung von lokalem IGF-1 jedoch wesentlich stärker aus. Auch auf der praktischen Seite zeigte sich in Studien in Verbindung mit Krafttraining und Ernährungsintervention, eine Steigerung der Muskelkraft mit begleitend gestiegener Expression von IGF-1 im Skelettmuskel. Auch eine Hypertrophie war zu beobachten. Plasmakonzentrationen an IGF-1 wurden durch das Training nicht verändert, es kam aber zu einer um durchschnittlich 20%-igen Verringerung der Plasmawerte bei Myostatin.
Interessant
Der anabole Effekt von Wachstumshormon ist möglicherweise auf eine Suppression von Myostatin zurück zu führen.
Fazit
Die Bildung von Satellitenzellen unterliegt hauptsächlich dem Einfluss von Krafttraining und der in diesem Zusammenhang stattfindenden erhöhten Bildung von lokalen Wachstumsfaktoren. Der Einfluss von zirkulierendem IGF-1 ist derzeit noch nicht eindeutig geklärt. Gehemmt wird die Bildung von Satellitenzellen durch Myostatin
Auswirkung aktivierter Satellitenzellen
Einmal aktiviert, begibt sich ein Teil der Satellitenzellen wieder in den Ruhestand und füllt den Satellitenzellen-Pool wieder auf. Der andere Teil durchläuft die Differenzierungsphase und fusioniert mit vorhandenen Muskelfasern, wodurch geschädigte Fasern repariert werden können. Bei Fusionen aus aktivierten und differenzierten Satellitenzellen, entstehen neue Muskelfasern. Ein Vorgang, der sich auch Hyperplasie nennt. Eine Integration in vorhandene Muskelfasern löst ein Dickenwachstum (Hypertrophie) aus.
Fazit
Je nach Konstellation, kommt es durch die Aktivierung von Satellitenzellen zur Reparatur, Hypertrophie oder sogar Hyperplasie im jeweiligen Muskel
MGF und Doping
MGF stehen schon seit einiger Zeit auf dem Dopingindex, da natürlich auch die Sportlerszene sich des Potentials eines derartigen Wachstumsfaktors durchaus bewusst ist. IGF-1 ist ja bereits seit längerem eine beliebte Substanz, die als Ersatz oder in Kombination mit Wachstumshormon und in Verbindung mit anabolen Steroiden wie Testosteron gestackt wird. Das Problem mit der Einnahme derartiger Substanzen ist jedoch das wie oben genannt, zum einen Auswirkungen durch IGF-1 auf die Aktivierung von Satellitenzellen bei systemischer Gabe nicht eindeutig belegt sind. Als wahrscheinlich gilt, dass IGF-1 seinen muskelanabolen Einfluss eher durch die beschriebenen Effekte auf die Muskelproteinsynthese sowie auf die Regeneration vermittelt. Zum anderen ist es mit systemischer Gabe eben nicht möglich ist, spezifisch nur das Wachstum der Skelettmuskulatur anzuregen.
Intramuskuläre Injektionen von MGF versprechen zumindest in der Theorie hier die Lösung, da die Wirkung eben nur auf die Skelettmuskulatur bzw. sogar auf einen bestimmten Muskel beschränkt werden kann und die vermehrte Bildung von Zellkernen belegt ist. Im Prinzip ist die Injektion das, was man eigentlich über ein schweres Krafttraining hervor ruft nur (wie im Doping üblich) werden sicher weitaus höhere Mengen verwendet, wie sie auf physiologischem Wege entstehen.
Fazit
Zumindest in der Theorie sollte die exogene Verabreichung von MGF die anabole Kapazität eines Muskels enorm erhöhen, da der limitierende Faktor von Muskelwachstum immer die Anzahl an Nuclei darstellt und damit genau dieser Faktor angegangen wird.
Zusammenfassung
Die Welt der Wachstumsfaktoren ist eine sehr interessante. Wenngleich der heutige Artikel viel Theorie enthielt, lassen sich Bezüge zur Praxis dennoch eindeutig herstellen. Wie der Name schon sagt, geht es bei hauptsächlich um die Vermittlung von Wachstum.
IGF-1 als eine der Wachstumsfaktorenvariante aus der IGF-Gruppe, sorgen für eine verstärkte Muskelproteinsynthese, hemmen den Proteinabbau und verbessern die Regenerationsfähigkeit der beeinflussten Gewebe. Im Falle des Skelettmuskels sorgen IGF-1 also für Muskelaufbau.
Eine ausschließlich im Skelettmuskel gebildete Unterart von IGF-1, das sog. MGF fördert das Muskelwachstum auf einem anderen Weg, indem es für die Aktivierung sogenannter Satellitenzellen sorgt. Satellitenzellen beeinflussen sowohl Aufbau- als auch Reparaturprozesse der Muskelfaser, indem Sie nach deren Ausreifung mit bestehenden Fasern fusionieren und so je nach Art der Fusion Muskelfasern reparieren, ein Dickenwachstum fördern oder sogar für Zuwachs an Muskelfasern sorgen. Mehr Muskelfasern bedeuten mehr Muskelzellkerne und hierin liegt das große Potential von MGF, da die Anzahl vorhandener Muskelzellkerne in der Muskelfaser als limitierender Faktor für Muskelwachstum angesehen werden kann. Inwieweit auch im Blut zirkulierendes IGF-1 diese Wirkung vermitteln kann, ist bis dato nicht eindeutig geklärt.
In der Praxis lässt sich beobachten, dass Krafttraining zu einer Erhöhung von intramuskulärem IGF-1 und MGF führt. Plasmakonzentrationen bei IGF-1 steigen - vermittelt durch ein Krafttraining - nur bedingt an, es kommt allerdings zu einer Reduzierung des Plasma-Aufkommens an Myostatin, einem Protein, welches dafür bekannt ist, den Muskelaufbau zu hemmen.
Mit welchen Trainingsmaßnahmen man das Aufkommen an Wachstumsfaktoren maximieren kann, werde ich in Teil 2 berichten.
Bis dahin verbleibe ich mit den besten Wünschen
Ihr
Holger Gugg
www.body-coaches.de
Quellen
Satellitenzellaktivierung beim Krafttraining – Dt ZSfSM Jahrgang 58 Nr. 1 2007
