Wie funktioniert der Muskelaufbau des Körpers?

Einen muskulösen Körper zu haben, der auch in Bikini und Badehose gut aussieht, ist das Ziel vieler Menschen. Durch regelmäßiges Training, gezielte Ernährung und richtig angesetzte Regenerationsphasen kann jeder seinen Traumkörper formen. Um den Körper beim Muskelaufbau optimal zu unterstützen, ist das Wissen von Vorteil, wie und warum Muskelwachstum im Körper auf natürliche Weise funktioniert.

Der menschliche Körper besteht aus rund 650 Muskeln, die sich in die glatte und quergestreifte Muskulatur einteilen lassen. Die glatte Muskulatur umschließt verschiedene Hohlorgane und Gefäße, wie zum Beispiel Speise- und Luftröhre, Verdauungsorgane, Blase und Blutgefäße. Sie ist also für lebenswichtige Vorgänge wie Atmung, Blutkreislauf und Verdauung zuständig und kann nicht bewusst gesteuert und damit auch nicht trainiert werden.

Bei der so genannten Hypertrophie, dem gezielten Aufbau von Muskeln, werden lediglich die quergestreiften Muskeln angesprochen. Zu diesen gehört die Skelettmuskulatur, deren Muskeln am Skelett befestigt und für die aktive Steuerung des Bewegungsapparats verantwortlich sind, und der Herzmuskel. Obwohl dieser nicht willentlich gesteuert werden kann, kann er trainiert werden und damit wachsen.

Die Skelettmuskulatur besteht aus Bündeln von Muskelfasern, deren Dicke bei Beanspruchung vergrößert werden kann. Werden die Muskelfasern dicker, kommt es zu einer Vergrößerung der Muskelmasse und einem Zuwachs an Kraft.

Das Zusammenspiel von roten und weißen Muskelfasern

Bei den Muskelfasern werden rote und weiße Muskelfasern unterschieden, die verschiedene Funktionen ausüben. Während die weißen Muskelfasern sehr schnell kontrahieren und viel Kraft ausüben, jedoch schnell ermüden, haben die roten Muskelfasern deutlich weniger Kraft, können diese jedoch länger ausüben und sind nach Ermüdung schneller wieder einsatzbereit. Die weißen Muskelfasern, auch „fast-twitch“ („schnell zuckend“) oder „phasisch“ genannt, sind für Kraft und Schnelligkeit zuständig und überwiegend in der Brust, den Armen und Beinen zu finden. Die roten Muskelfasern, auch „slow-twitch“ („langsam zuckend“) oder „tonisch“ genannt, üben in erster Linie stabilisierende Funktionen aus und bilden vor allem die Bauch-, Rücken- und Nackenmuskulatur. Die roten Muskeln, die für Schnellkraft zuständig sind, sind für Muskelaufbau-Training eher empfänglich als die weißen Muskelfasern.

Die Verteilung von roten und weißen Muskelfasern in der Muskulatur ist genetisch bedingt, kann jedoch bedingt durch Training beeinflusst werden. Weiße Muskelfasern können durch Ausdauertraining in rote „Ausdauer“-Muskelfasern umgewandelt werden, umgekehrt funktioniert dies jedoch nicht.

Chemische Vorgänge beim Muskelaufbau

Die Skelettmuskeln sind an den Knochen befestigt und können über Impulse, die über die Nerven vom Gehirn an den Muskel geschickt werden, durch Beugen und Strecken bewegt werden. Um die Kontraktion des Muskels zu ermöglichen, ist in erster Linie ATP (Adenosintriphosphat) nötig, das aus KrP (Kreatinphosphat) und Elektrolyten gewonnen wird, die in der Zellflüssigkeit der Muskelzellen (Myofibrillen) enthalten sind. ATP wird zum Großteil in den Mitochondrien, den „Kraftwerken“ einer jeder Zelle, hergestellt. Je mehr der Muskel belastet wird, desto mehr wird der Körper dazu angeregt, neue Myofibrillen – und damit neue ATP-Quellen – zu bilden und der Muskel wächst. Mehr Myofibrillen können mehr Arbeit leisten, haben dadurch mehr Kraft und das Heben eines Gewichts wird als weniger anstrengend empfunden.

Wie erfolgt die Energiebereitstellung in der Muskulatur?

Die Energiebereitstellung, der so genannten Metabolismus erfolgt in der Muskulatur aller Säugetiere durch den Abbau von energiereichen Substanzen aller Art, die blitzschnell in ATP umgewandelt werden. ATP wird weiter in ADP (Adenosindiphosphat) gespalten. Die dabei entstehende chemische Energie wird in mechanische Energie und Wärme umgewandelt und der Muskel kontrahiert. Der Vorrat an ATP in den Muskelzellen reicht am Beginn der Belastung jedoch nur für 1-2 Sekunden, also höchstens 3 Muskelkontraktionen aus.

1) Kreatinphosphat: Belastung bis zu 10 Sekunden

Ist das ATP verbraucht, kommt Kreatinphosphat ins Spiel, welches sich mit ADP wieder zu ATP und Phosphat verbindet. Der Kreatinphosphat-Speicher in den Muskelzellen ist wesentlich größer als der ATP-Speicher, reicht aber auch nur etwa 10 Sekunden. Ist der Kreatinphosphat-Speicher geleert, kann er nach Ende der Belastung rasch wieder aufgefüllt werden, vorausgesetzt, es ist genug energiereiche Substanz vorhanden.

2) Glykogen anaerob: Belastung bis zu 1 Minute

Die nächste Quelle, auf die der Muskel für die Energiegewinnung zugreift ist die Glucose, der Traubenzucker. Glucose wird in Form von Glykogen aus Kohlenhydraten zur Verfügung gestellt und direkt in der Muskulatur oder im Blut als Blutzucker gespeichert. In den ersten 20-40 Sekunden an intensiver Belastung erfolgt die Energiebereitstellung „anaerob“ im Zytoplasma, das heißt ohne die Verwendung von Sauerstoff. Bei der Umwandlung von Glucose in ATP entsteht allerdings nach der ersten Anstrengung Milchsäure (Laktat), welches den Muskel mit der Zeit übersäuert (die Laktat-Werte steigen). Um dies zu verhindern schaltet der Muskel nach etwa einer Minute auf den aeroben Energiestoffwechsel um.

3) Glykogen aerob: Belastung bis zu 90 Minuten

Bei Belastungen von über einer Minute erfolgt die Energiebereitstellung „aerob“ in den Mitochondrien unter Einsatz von Sauerstoff. Dabei werden Glucose und Sauerstoff in Wasser, Kohlendioxid und Energie umgewandelt. Aus dem aneoroben Energiestoffwechsel wird etwa 15mal so viel ATP gewonnen, wie aus dem aeroben, die chemische Reaktion dauert jedoch länger. Dennoch hält der Muskel auf diese Weise auch unter starker Belastung bis zu 90 Minuten lang durch. Die Energiegewinnung aus Glucose erfolgt bei hoher Belastung und viel schneller als über den Fettstoffwechsel.

4) Fette aerob: Stundenlange Ausdauer-Belastungen

Um die Belastung der Muskeln über mehrere Stunden zu ermöglichen (z.B. Marathon), ist der Fettstoffwechsel nötig. Hier wird in den Mitochondrien ebenfalls unter Einsatz von Sauerstoff statt Glykogen Fett in Wasser, Kohlendioxid und Energie gespalten. Bei niedriger Belastungsintensität (z.B. moderates Joggen) wird die Energie aus dem Fettstoffwechsel gewonnen. Diese Form der Energiegewinnung ist sehr langsam, die Glykogen-anaerobe Form ist etwa 10mal so schnell und daher nicht für Sprints oder Schnellkrafttraining geeignet. Nach etwa 20 Minuten Ausdauertraining erfolgt die Fettverbrennung nicht mehr über den Umweg von Glykogen, sondern es werden direkt Fettsäuren verbrannt.

Kohlenhydrate sind im Training für den Muskelaufbau wichtig für kurzfristige Belastungen, Fette sind wichtig für ausdauernde Belastungen bis zu mehreren Stunden. 

Wie passieren Kraft- und Muskelaufbau durch Training?

Die Skelettmuskulatur passt sich an die Anforderungen an, die an sie gestellt werden. Wird ein Muskel beim gezielten Muskelaufbau-Training bis zur Erschöpfung beansprucht und dies über einen längeren Zeitraum, wird der Muskel verstärkt bzw. die Muskelmasse vergrößert, um bei der nächsten Belastung die nötige Kraft aufbringen zu können. Das optimale Krafttraining für den schnellen Muskelaufbau liegt bei 5 bis 8 Wiederholungen mit dem Gewicht der maximalen Auslastung, also jenem Gewicht, nach dem der Muskel erschöpft ist und daher keine Wiederholung mehr möglich ist.

Damit ein Muskel mit Wachstum reagiert, muss er nach der letzten Anstrengung erschöpft sein!

Auf die vollständige Erschöpfung reagieren die Muskelzellen mit Stress und weiters mit dem Aufbau der Muskulatur (Anabolismus = Aufbau von Stoffen), um für die nächste Belastung besser gerüstet zu sein. Dies passiert NACH der Belastung und nur dann, wenn ausreichend Proteine vorhanden sind, die in den Muskel eingelagert werden können und ihn somit wachsen lassen. Neben der Vermehrung der Muskelzellen wird auch die Anzahl der Mitochondrien erhöht, um noch mehr und schneller ATP bereitstellen zu können. Je nach Training entwickelt der Körper mehr Kraft (Sprinten, Werfen, etc.), mehr Kraftausdauer (Rennradfahren, Rudern, Schwimmen, etc.) oder größere Muskeln (Bodybuilding).

Muskeldefinition und Bodybuilding

Die meisten Menschen wollen durch den Muskelaufbau ihren Körper formen und ästhetisch gestalten. Beim Ziel der Muskeldefinition geht es nicht nur rein darum, die Muskeln zu vergrößern, sondern auch darum, die richtigen Muskeln aufzubauen und durch einen geringen Fettanteil hervortreten zu lassen. Dies kann in den meisten Fällen nur im Zusammenhang mit gezielter Ernährung für den Muskelaufbau erreicht werden. Um rasch sichtbare Ergebnisse zu erhalten, kann der Einsatz von Nahrungsergänzungsmitteln zum Muskelaufbau sinnvoll sein. Bei der Nahrungsergänzung werden gezielt Eiweiß, Spurenelemente und Mineralien zugeführt, die das Muskelwachstum nach dem Training unterstützen. Diese können jedoch nicht allein für den Muskelaufbau verantwortlich sein. Auch wenn es die Industrie der Nahrungsergänzungsmittel oft anders verspricht:

Nachhaltiger und vor allem gesunder Muskelaufbau kann nur in Verbindung mit Training und der richtigen Ernährung erfolgen und durch Nahrungsergänzungsmittel zum Muskelaufbau maximal unterstützt werden.

Richtig eingesetzt kann Nahrungsergänzung die Trainingsintensität erhöhen und in puncto Muskelaufbau und Muskeldefinition zu rascher sichtbaren Ergebnissen führen. Beim Bodybuilding werden auf diese Weise extreme Ergebnisse von Muskelaufbau und -definition erzielt. Allerdings steht Bodybuilding im Verruf, des Öfteren mit unerlaubten Mitteln (Doping) zu arbeiten. Um das Risiko einer Einnahme von Doping-Mitteln zu minimieren, sollten für den Muskelaufbau nur Nahrungsergänzungsmittel verwendet werden, die auf der Kölner Liste verzeichnet sind.