Ze světa vědy: "No pain, no gain" opravdu platí?

"No pain, no gain", tato fráze je pravidelným návštěvníkům posiloven dobře známa. Často si cvičenci myslí, že čím větší svalová bolest po tréninku, tím lepší byl proběhlý trénink a tím pádem mohou očekávat lepší výsledky. Je to však pravda? Opravdu je svalové poškození klíčové pro nárůst svalové hmoty?

Tréninkem způsobené svalové poškození

Tréninkem způsobené svalové poškození (EIMD - exercise-induced muscle damage) je charakterizováno symptomy, které se projevují jak okamžitě, tak po dobu až ~14 dní po úvodním cvičení.⁹ Jedná se o poškození, které je spuštěno, když daný jedinec započne s novým typem cvičení, je spojováno především s excentrickou kontrakcí, tedy s kontrahováním svalstva v jeho prodloužené poloze (například dopad nohy při běhu, negativní fáze pohybu při dřepu, spouštění činky na hrudník při bench-pressu apod.).¹² Koncentrická a izometrická kontrakce rovněž přispívají k EIMD, ovšem menší mírou nežli složka excentrická.¹⁰

Bylo popsáno několik možných mechanismů vzniku EIMD, ovšem nejpravděpodobnějším je mechanické zatížení svalu v průběhu cvičení.⁹ Závažnost EIMD je ovlivněna typem, intenzitou a délkou tréninku, ale i náchylností daného jedince k poškozujícímu stimulu, která může být způsobena například genetickou predispozicí.^5,9,10

Jaké jsou symptomy EIMD?^9,10,12 Lze je rozdělit na ty, které můžeme posoudit subjektivně:

• snížená schopnost generovat sílu
• zvýšená tuhost a otok
• opožděná svalová bolest (DOMS - delayed onset muscle soreness)

Dále na ty, které se posuzují objektivně, například pomocí krevního odběru či odběru tkáně (biopsie):

• zvýšení hladin zánětlivých markerů
• zvýšení rozpadu svalových bílkovin
• zvýšení hladiny kreatin kinázy
• mikroskopické strukturální změny svalových vláken

Je EIMD stimulem pro svalovou hypertrofii?

Možná role EIMD jako stimulu pro svalovou hypertrofii je předmětem debaty již po více než dvě dekády. EIMD je častokrát dáváno do spojitosti se svalovou hypertrofií. Některé studie například naznačují, že excentrická fáze pohybu či excentrický trénink může mít větší efekt na hypertrofii nežli jiný způsob pohybu, není doposud stanoven příčinný vztah spojující EIMD a hypertrofii.¹⁰ Po počátečním poškození svalu jsou aktivovány růstové mechanismy, které umožňují zvýšení syntézy proteinů, které alespoň částečně umožňují opravu dané tkáně.²

Vzhledem k tomu, že spojitost mezi počátečním zvýšením syntézy proteinů a chronickou svalovou hypertrofií chybí, počáteční zvýšení syntézy proteinů může sloužit z větší části pouze pro remodelaci a opravu poškozené tkáně. Je nutné zmínit, že těžká forma EIMD nepřináší žádný benefit pro svalovou hypertrofii, ale spíše ji utlumuje, může opozdit regeneraci funkce dané tkáně, případně navodit nekompletní uzdravení tkáně.^4,6 Dalším aspektem hovořícím proti EIMD jako faktoru způsobujícímu hypertrofii je ten, že k EIMD dochází rovněž u cvičení, které obvykle nestimulují svalovou hypertrofii. K EIMD dochází například u vytrvalostní aktivity s excentrickou fází pohybu - např. maraton, ale svalové poškození v tomto případě nezpůsobuje svalovou hypertrofii, oproti tomu může docházet ke snižování velikosti svalstva.¹¹

Dalším pojítkem mezi EIMD a svalovou hypertrofií mohou být satelitní buňky (slouží jako regenerační rezerva svalových vláken). Satelitní buňky jsou kmenovými buňkami kosterního svalstva a mohou skrze fúzi přidávat jádra kosternímu svalstvu po odporovém tréninku.¹² Ačkoliv mohou být satelitní buňky aktivovány i cvičením, které nenavozuje EIMD, jejich aktivace je po svalovém poškození vyšší. Tato zvýšená aktivace ovšem může být za účelem opravy svalstva, nikoliv za účelem hypertrofie.³ Souhrnně studie uvádějí, že satelitní buňky jsou nezbytné pro maximální svalovou hypertrofii, ovšem není známo, zdali je EIMD nezbytné v dlouhodobém horizontu pro proliferaci satelitních buněk a následné spuštění procesu svalové hypertrofie.¹²

Přes absenci korelace mezi hodnotami MPS po odporovém tréninku v průběhu prvních tréninkových jednotek je zřejmé, že MPS v potréninkovém období později v rámci tréninkového zatížení koreluje s mírou svalové hypertrofie (vysoká míra MPS v pokročilé fázi tréninkového cyklu je spojena s vyšší mírou svalové hypertrofie).¹ Obvykle také nedochází ke znatelnému EIMD u trénovaných jedinců, kteří podstupují odporový trénink, a to z důvodu fenoménu nazvaného anglicky repeated bout effect (RBE),¹² volně přeloženo jako efekt opakovaného tréninku.

Repeated bout effect (efekt opakovaného tréninku)

Tréninková progrese je provázena útlumem svalového poškození po kumulujících se tréninkových jednotkách.⁸ Kosterní svalstvo se adaptuje na EIMD způsobem, aby bylo ochráněno před následujícím poškozujícím stimulem (další tréninkovou jednotkou). Účinnost protektivního efektu může být ovlivněna mnoha faktory (intenzita, počet svalových kontrakcí, svalová délka, věk, pohlaví), zajímavostí je, že při jednostranném zatížení (například trénink bicepsu jen jedné končetiny) dochází k protektivnímu efektu i u druhé končetiny (kontralaterální strana), která procvičena nebyla, ačkoliv je tento efekt trochu nižší, nežli je tomu u procvičeného svalu (ipsilaterální strana), jak je patrné z grafu níže.⁷ Zkoumána zde byla míra protektivního efektu na maximální volní kontrakci (MVC), opožděnou svalovou bolest (DOMS) a hladinu kreatin kinázy, enzymu, který je markerem poškození svalů.

Zdroj: převzato z Hyldahl et al. (2017)

Další grafy znázorňují ochranný efekt RBE zaznamenaný pomocí snížení poškození Z-disků (linie ohraničující jednotlivé sarkomery, které jsou základní funkční jednotkou svalových vláken). Z grafů je patrné, že v průběhu času (v rámci grafů rozdíl mezi 1., 2. a 3. týdnem) dochází jak ke zmenšení celkové oblasti, kde dochází k poškození, tak ke snížení počtu jednotlivých svalových vláken, která vykazovala známky poškození.⁴

Zdroj: převzato z Damas et al. (2016)

Obdobně i u dalších ukazatelů signalizujících svalové poškození dochází v rámci opakovaného tréninku ke snížení míry výskytu, viz tabulka s daty ze studie z roku 2016.

Zdroj: převzato a upraveno dle Damas et al. (2016)

Co lze z hodnot v tabulce vyčíst? U maximální volní kontrakce došlo v prvním týdnu při měření po 24 a 48 hodinách k procentuálním poklesu téměř o čtvrtinu dané hodnoty (zjednodušeně lze říci, že pokud jedinec zvládnul na začátku vyvinout sílu 500 N, při dalších měřeních to bylo pouze ~390 N). Další dva týdny již byl pokles svalové síly minimální (max. 5,6 %). Co se týče svalové bolesti, i zde byl citelný nárůst hodnoty v prvním týdnu, oproti tomu další dva týdny již byla reportovaná svalová bolest minimální.

Je zřetelné, že v případě osob navyklých na trénink a trénovaných jedinců dochází díky repeated bout effectu k postupnému útlumu EIMD.

Je tedy EIMD stimulem potřebným pro svalovou hypertrofii, nebo není?

Ačkoliv se nezdá, že by svalové poškození vysvětlovalo nebo podporovalo svalovou hypertrofii při odporovém tréninku, je potřeba v budoucnu zjistit, zdali je svalové poškození nezbytné pro podporu budoucích přírůstku svalové hmoty (skrze počáteční remodelaci tkáně). Je ovšem prokázáno, že DOMS či zvýšení kreatin kinázy v krvi nejsou potřebné pro svalovou hypertrofii.³ Přestože se nezdá, že by počáteční poškození svalové tkáně narušilo svalovou hypertrofii navozenou týdny odporového tréninku, svalové poškození nevysvětluje ani nezesiluje hypertrofii svalových vláken, tudíž by nemělo být považováno za určující faktor hypertrofie produkované odporovým tréninkem.³

Po jak dlouhé době odporového tréninku lze očekávat první reálný nárůst hmoty kosterního svalstva? Přesný počet tréninkových jednotek pro dosažení hypertrofie je pořád předmětem debaty. Damas, Libardi, & Ugrinowitsch (2018) na základě dostupné evidence vyvozují následovné závěry:

• Zvýšení průřezu svalových vláken objevující se po ~4 tréninkových jednotkách je způsobeno především svalovým otokem.

• Až po 8 - 12 tréninkových jednotkách lze zaznamenat reálnou svalovou hypertrofii.

• ~18 tréninkových jednotek v průběhu 6 - 10 týdnů je zřejmě schopno vyvolat významnou míru hypertrofie.

Koncept "no pain, no gain" tedy v praxi pravdivý není, jelikož "gain" (svalová hypertrofie) může nastat i bez "pain" (DOMS), a data naznačuji, že právě ve chvíli, kdy v rámci tréninkového programu dochází k útlumu "pain", začíná "gain", tedy zvýšení svalové hmoty.

Použité zdroje:
1. Brook, M. S., Wilkinson, D. J., Mitchell, W. K., Lund, J. N., Szewczyk, N. J., Greenhaff, P. L., … Atherton, P. J. (2015). Skeletal muscle hypertrophy adaptations predominate in the early stages of resistance exercise training, matching deuterium oxide-derived measures of muscle protein synthesis and mechanistic target of rapamycin complex 1 signaling. FASEB Journal: Official Publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology, 29(11), 4485-4496. https://doi.org/10.1096/fj.15-273755
2. Damas, F., Libardi, C. A., & Ugrinowitsch, C. (2018). The development of skeletal muscle hypertrophy through resistance training: The role of muscle damage and muscle protein synthesis. European Journal of Applied Physiology, 118(3), 485-500. https://doi.org/10.1007/s00421-017-3792-9
3. Damas, F., Libardi, C. A., Ugrinowitsch, C., Vechin, F. C., Lixandrão, M. E., Snijders, T., … Phillips, S. M. (2018). Early- and later-phases satellite cell responses and myonuclear content with resistance training in young men. PloS One, 13(1), e0191039. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0191039
4. Damas, F., Phillips, S. M., Libardi, C. A., Vechin, F. C., Lixandrão, M. E., Jannig, P. R., … Ugrinowitsch, C. (2016). Resistance training‐induced changes in integrated myofibrillar protein synthesis are related to hypertrophy only after attenuation of muscle damage. The Journal of Physiology, 594(18), 5209-5222. https://doi.org/10.1113/JP272472
5. Del Coso, J., Hiam, D., Houweling, P., Pérez, L. M., Eynon, N., & Lucía, A. (2019). More than a ‘speed gene’: ACTN3 R577X genotype, trainability, muscle damage, and the risk for injuries. European Journal of Applied Physiology, 119(1), 49-60. https://doi.org/10.1007/s00421-018-4010-0
6. Foley, J. M., Jayaraman, R. C., Prior, B. M., Pivarnik, J. M., & Meyer, R. A. (1999). MR measurements of muscle damage and adaptation after eccentric exercise. Journal of Applied Physiology, 87(6), 2311-2318. https://doi.org/10.1152/jappl.1999.87.6.2311
7. Hyldahl, R. D., Chen, T. C., & Nosaka, K. (2017). Mechanisms and Mediators of the Skeletal Muscle Repeated Bout Effect. Exercise and Sport Sciences Reviews, 45(1), 24-33. https://doi.org/10.1249/JES.0000000000000095
8. Keefe, G., & Wright, C. (2016). An intricate balance of muscle damage and protein synthesis: The key players in skeletal muscle hypertrophy following resistance training. The Journal of Physiology, 594(24), 7157-7158. https://doi.org/10.1113/JP273235
9. Owens, D. J., Twist, C., Cobley, J. N., Howatson, G., & Close, G. L. (2019). Exercise-induced muscle damage: What is it, what causes it and what are the nutritional solutions? European Journal of Sport Science, 19(1), 71-85. https://doi.org/10.1080/17461391.2018.1505957
10. Schoenfeld, B. J. (2012). Does Exercise-Induced Muscle Damage Play a Role in Skeletal Muscle Hypertrophy? The Journal of Strength & Conditioning Research, 26(5), 1441-1453. https://doi.org/10.1519/JSC.0b013e31824f207e
11. Trappe, T. A., Carroll, C. C., Dickinson, J. M., LeMoine, J. K., Haus, J. M., Sullivan, B. E., … Hollon, C. J. (2011). Influence of acetaminophen and ibuprofen on skeletal muscle adaptations to resistance exercise in older adults. American Journal of Physiology - Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 300(3), R655-R662. https://doi.org/10.1152/ajpregu.00611.2010
12. Wackerhage, H., Schoenfeld, B. J., Hamilton, D. L., Lehti, M., & Hulmi, J. J. (2018). Stimuli and sensors that initiate skeletal muscle hypertrophy following resistance exercise. Journal of Applied Physiology, 126(1), 30-43. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00685.2018