COACH LOGIN
Spierpomp

De betekenis en werking van spierpomp

WEEKAANBIEDINGEN
BODY EN FITSHOP

“The pump”, of “spierpomp” is het bekende spier-vergrotende effect door spieren die zich volzuigen met bloed tijdens een training. Is dit effect slechts tijdelijk of draagt het ook bij aan spiergroei op langere termijn?

De spierpomp

Wat is nu exact die “pomp” waar bodybuilders altijd zo verlekkerd over praten? In “Pumping Iron” vertelt Arnold Schwarzenegger dat hij dag en nacht klaarkomt. Niet omdat hij zoveel groepies achter zich aan had lopen en ook niet omdat ik het over de X-rated versie heb, genaamd “Pumping Irene”. Hij zegt dit omdat het gevoel van “the pump” volgens hem te vergelijken is met een orgasme. Hoewel hij daarvan later heeft aangegeven dat het een beetje was aangedikt voor de documentaire is “de pomp” hetgeen miljoenen sportschoolleden dagelijks als doel stellen in de sportschool.

Maar wat is die “pomp”, of “spierpomp” nu exact? Slechts een tijdelijk effect van toegenomen bloedtoevoer naar de spier? Een tijdelijke en motiverende blik op de toekomst wanneer je na het trainen in de spiegel kijkt en denkt: “Damn, ik zie er goed uit. Zo gaat het goed!”. Of juist een misleidende en demotiverende factor wanneer je de volgende ochtend in de spiegel kijkt en niets meer van dat effect terug ziet?

De “pomp” is dit alles én meer. In dit artikel zal ik ingaan op wat nu exact “de pomp” veroorzaakt én wat de effecten hiervan zijn op langere termijn.

Wat veroorzaakt de spierpomp?

De pomp heeft te maken met verschillen in de vochtbalans zowel in als buiten cellen, veroorzaakt door een specifiek type training [1,2]. Wanneer spiervezels hard worden aangespannen, vind er compressie plaats van de aders die bloed afvoeren. De slagaders die bloed aanvoeren echter, blijven openstaan. Zie het als een ballon met een tuinslang die water aanvoert en een tuinslang aan de andere kant die dezelfde hoeveelheid afvoert. Als je de afvoerende slang dichtknijpt terwijl de aanvoerende slang open blijft staan, zal de hoeveelheid water in de ballon toenemen en zal deze opzwellen.

oorzaak spierpomp

Zo eenvoudig is het echter niet. Het bloed dat via de slagader naar de spiercel wordt gebracht, komt hier uiteindelijk aan via de kleinere haarvaten. Door de druk in de spiercel lekt plasma door kleine openingen in de haarvaten naar buiten waar het in de ruimten tussen de cellen beland (interstitium). Dit zorgt er weer voor dat er zoveel vocht in deze ruimten ontstaat waardoor een deel weer terug wordt gepompt in de reeds gevulde spiercellen. De spiercel wordt dus met overmatig veel bloed gevuld (reactieve hyperemie) [3].

This enhanced reperfusion results in a phenomenon commonly referred to by sports scientists as “cellular swelling” and by bodybuilders as “the pump,” whereby muscles become engorged with blood.

-B.J. Schoenfeld,  Auckland University of Technology

Verschillende factoren voor spiergroei

k heb mezelf aangeleerd alleen ‘s ochtends in de spiegel te kijken, vlak na opstaan. Dan zie ik mezelf zoals ik er echt uitzie. De meesten willen juist, direct na de training kijken wanneer de spieren zijn volgepompt en ze er veel indrukwekkender uitzien dan normaal. Wat beter werkt voor je motivatie, is persoonlijk.  Vooral wanneer je begint met trainen, kan de pomp ontzettend motiverend zijn. Het is alsof je direct resultaat ziet van je training wat erg stimulerend werkt om de volgende dag opnieuw te gaan trainen, vooral wanneer het effect de volgende ochtend verdwenen is. De valkuil bij beginnelingen is dan echter dat ze dezelfde spiergroep(en) de volgende dag opnieuw trainen om weer die pomp te zien (meestal borst en biceps). Dit gaat dan natuurlijk ten koste van het herstel van de vorige dag en daarmee ten koste van de echte groei.

De vraag is echter of die spierpomp zelf echt slechts een tijdelijk effect was terwijl de echte resultaten kleiner en vertraagd zullen zijn. Er is door onderzoek van de afgelopen jaren aanleiding te denken dat de pomp zelf ook bijdraagt aan (echte) spiergroei op termijn.

Praten we over spiergroei dan praten we over hypertrofie dat het resultaat is van de balans tussen nieuwe proteïnen die worden aangemaakt in de spieren uit aminozuren enerzijds en reeds bestaande proteïnen in de spier die worden afgebroken in losse aminozuren. Kort gezegd, de balans tussen eiwitsynthese en afbraak van proteïne [1,6]. Deze balans wordt door diverse zaken beïnvloed zoals mechanische stress en spierschade [3].

Er zijn veel onderzoeken gevoerd die tonen dat mechanische stress de belangrijkste speler is in hypertrofie [7-11].Simpelweg met zware gewichten trainen dus, die zo’n groot mogelijk stress vormen op de spieren. De onderzoeken die het belang hiervan aantonen deden dit onder andere door te werken in situaties waarin de invloed van belangrijke spierbouwende hormonen werd uitgeschakeld en toch spiergroei werd aangetoond. Als dit echter het einde van het verhaal was dat mocht je je afvragen waarom je niet slechts 1 of enkele herhalingen met een zo zwaar mogelijk gewicht moet doen,  zoals powerlifters en strongmen dat gewend zijn.

In een eerder artikel schreef ik al over de discussies tussen Arnold Schwarzenegger en Mike Mentzer. Mike Mentzer richtte zich met name op mechanische stress door zo zwaar mogelijk te trainen, terwijl Arnold voor meer herhalingen en dus meer spierpomp ging.

Effect van spierzwellen op spiergroei

spiergroei-door-spierzwelling-169x300Naast mechanische stress blijkt spierzwelling ook een belangrijke rol in spiergroei te spelen [12]. Het zwellen van de spiercel is op zichzelf namelijk al een regulator van bepaalde functies van de cel [13,14]. Het zwellen van de spier stimuleert bijvoorbeeld proteïnesynthese en verlaagt de afbraak van proteïne [15-18]. Vooral de snelle spiervezels (een spiervezel is een cel) zijn gevoelig voor de veranderingen in vochtbalans [4]. Hierin ligt mogelijk een (deel van de verklaring) waarom snelle spiervezels zich meer lenen voor groei dan langzame spiervezels [19,20,21,22].

Water-transport-kanalen: AQP4

Deze snelle spiervezels bevatten namelijk een hoge concentratie van “water-transport-kanalen” genaamd aquaporin-4 (AQP4)[1]. Deze kanalen vergemakkelijken het transport van plasma naar deze spiervezels [4]. Het effect van deze water-transport-kanalen werd o.a. aangetoond in een onderzoek waarbij ze werden uitgeschakeld in ratten en er (een kleine mate) van spieratrofie optrad (spierafbraak) [24]. De ratten moesten echter rennen in een rad voor het onderzoek. De ratten met uitgeschakeld AQP4 renden minder ver dan de ratten met actief AQP4 waardoor onduidelijk is of de afname in spiermassa veroorzaakt is door de kleinere afstand die gerend werd of door het uitschakelen van de AQP4 zelf.

Groei als bescherming tegen zwelling

De exacte werking is nog onbekend, maar vermoed wordt dat de spiergroei veroorzaakt door spierzwelling een manier is om de cel te beschermen tegen schade (afb.1). De druk op de celwanden zou herkend worden als een gevaar wat zorgt voor een signaal dat in de cel zorgt voor processen die de cel versterken [3,23]. Eén van deze processen is de aanmaak van meer proteïne in de spieren.

Betere aanvoer van aminozuren door hyperhydratie

Andere onderzoekers wijzen op verbeterde aanvoer van aminozuren door het verhoogde vochtgehalte van een opgepompte spier. Glutamine blijkt bijvoorbeeld beter aangevoerd te worden wanneer een cel over meer vocht beschikt [25].

Meer hulp van satelietcellen

In een artikel over de tweedelige werking van spiergeheugen legde ik al uit dat spiergroei onder andere kan gebeuren doordat zogenaamde satelietcellen in de omgeving van spiercellen hun celkern kunnen afgeven aan de spiercel. Door de extra celkern is de cel in staat meer proteïne aan te maken. Onderzoek naar de werking van creatine (een bekende osmoliet die vocht trekt naar de spieren) heeft verbeterde rekrutering van deze (celkernen van) satellietcellen aangetoond. Een beetje zoals als bij de ratten is het echter niet duidelijk of dit komt door de verhoogde hydratatie door creatine of door verhoogde trainingsintensiteit (en dus hogere mechanische stress) door creatine [26-31].

Wordt vervolgd: “Spierpomp tijdens trainen”

Nu je de theorie kent, zal ik in het vervolg over de spierpomp ingaan op de praktijk. Hoe profiteer je het meeste van de spierpomp tijdens trainen? Of beter gezegd: Hoe veroorzaak je de grootste spierpomp tijdens trainen?

Referenties

  1. Schoenfeld, Brad J. MSc, CSCS, CSPS, NSCA-CPT; Contreras, Bret MA. The Muscle Pump: Potential Mechanisms and Applications for Enhancing Hypertrophic Adaptations. Strength & Conditioning Journal: Post Author Corrections: December 23, 2013
  2. Sjogaard G. Water and electrolyte fluxes during exercise and their relation to muscle fatigue. Acta Physiol Scand Suppl 556:129–136, 1986
  3. Schoenfeld BJ. The mechanisms of muscle hypertrophy and their application to resistance training. J Strength Cond Res 24: 2857–2872, 2010
  4. Frigeri A, Nicchia GP, Verbavatz JM, Valenti G, and Svelto M. Expression of aquaporin-4 in fast-twitch fibers of mammalian skeletal muscle. J Clin Invest
    102: 695–703, 1998.
  5. Sjogaard G, Adams RP, and Saltin B. Water and ion shifts in skeletal muscle of humans with intense dynamic knee extension. Am J Physiol 248: R190–R196, 1985.
  6. Tipton KD, Wolfe RR.Exercise, protein metabolism, and muscle growth.Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2001 Mar;11(1):109-32.
  7. Hornberger TA, Stuppard R, Conley KE, Fedele MJ, Fiorotto ML, Chin ER, and Esser KA. Mechanical stimuli regulate rapamycin-sensitive signalling by a phosphoinositide 3-kinase-, protein kinase B- and growth factor-independent mechanism. Biochem J 380: 795–804,2004.
  8. Miyazaki M, McCarthy JJ, Fedele MJ, and Esser KA. Early activation of mTORC1 signalling in response to mechanical overload is independent of phosphoinositide
    3-kinase/Akt signalling. J Physiol 589: 1831–1846, 2011.
  9. Spangenburg EE, Le Roith D, Ward CW, and Bodine SC. A functional insulin-like growth factor receptor is not necessary for load-induced skeletal muscle hypertrophy.
    J Physiol 586: 283–291, 2008.
  10. Vandenburgh H and Kaufman S. In vitro model for stretch-induced hypertrophy of skeletal muscle. Science 203: 265–268, 1979.
  11. Witkowski S, Lovering RM, and Spangenburg EE. High-frequency electrically stimulated skeletal muscle contractions increase p70s6k phosphorylation independent of known IGF-I sensitive signaling pathways. FEBS Lett 584: 2891–2895, 2010.
  12. Schoenfeld BJ. Potential mechanisms for a role of metabolic stress in hypertrophic adaptations to resistance training. Sports Med 43: 179–194, 2013.
  13. Haussinger D. The role of cellular hydration in the regulation of cell function. Biochem J 313: 697–710, 1996.
  14. Haussinger D, Lang F, and Gerok W. Regulation of cell function by the cellular hydration state. Am J Physiol 267: E343–E355, 1994.
  15. Grant AC, Gow IF, Zammit VA, and Shennan DB. Regulation of protein synthesis in lactating rat mammary tissue by cell volume. Biochim Biophys Acta
    1475: 39–46, 2000.
  16. Millar ID, Barber MC, Lomax MA, Travers MT, and Shennan DB. Mammary protein synthesis is acutely regulated by the cellular hydration state. Biochem
    Biophys Res Commun 230: 351–355, 1997.
  17. Stoll BA and Secreto G. Prenatal influences and breast cancer. Lancet 340: 1478, 1992.
  18. Lang F, Busch GL, Ritter M, Volkl H, Waldegger S, Gulbins E, and Haussinger D. Functional significance of cell volume regulatory mechanisms.Physiol Rev 78: 247–306, 1998.
  19. Aagaard P, Andersen JL, Dyhre-Poulsen P, Leffers AM, Wagner A, Magnusson SP, Halkjaer-Kristensen J, and Simonsen EB. A mechanism for increased contractile
    strength of human pennate muscle in response to strength training: Changes in muscle architecture. J Physiol 534:613–623, 2001.
  20. Adams G and Bamman MM. Characterization and regulation of mechanical loadinginduced compensatory muscle hypertrophy. Compr Physiol 2: 2829–2870, 2012.
  21. Kosek DJ, Kim JS, Petrella JK, Cross JM,and Bamman MM. Efficacy of 3 days/wk resistance training on myofiber hypertrophy and myogenic mechanisms in young vs.
    older adults. J Appl Physiol 101: 531–544,2006
  22.  Staron RS, Malicky ES, Leonardi MJ,Falkel JE, Hagerman FC, and Dudley GA.Muscle hypertrophy and fast fiber type conversions in heavy resistance-trained women. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 60: 71–79, 1990.
  23. Lang F. Mechanisms and significance of cell volume regulation. J Am Coll Nutr 26: 613S–623S, 2007.
  24. Basco D, Blaauw B, Pisani F, Sparaneo A, Nicchia GP, Mola MG, Reggiani C, Svelto M, and Frigeri A. AQP4-dependent water transport plays a functional role in exercise-induced skeletal muscle adaptations. PLoS One 8: e58712, 2013.
  25. Low SY, Rennie MJ, and Taylor PM.Signaling elements involved in amino acid transport responses to altered muscle cell volume. FASEB J 11: 1111–1117, 1997
  26. Dangott B, Schultz E, and Mozdziak PE. Dietary creatine monohydrate supplementation increases satellite cell mitotic activity during compensatory hypertrophy. Int J Sports Med 21: 13–16,2000.
  27. Philippou A, Halapas A, Maridaki M, and Koutsilieris M. Type I insulin-like growth factor receptor signaling in skeletal muscle regeneration and hypertrophy. J Musculoskelet Neuronal Interact 7: 208–218, 2007.
  28. Zammit PS. All muscle satellite cells are equal, but are some more equal than others? J Cell Sci 121: 2975–2982, 2008.
  29. Olsen S, Aagaard P, Kadi F, Tufekovic G, Verney J, Olesen JL, Suetta C, and Kjaer M. Creatine supplementation augments the increase in satellite cell and myonuclei
    number in human skeletal muscle induced by strength training. J Physiol 573: 525–534, 2006.
  30. Vierck JL, Icenoggle DL, Bucci L, and Dodson MV. The effects of ergogenic compounds on myogenic satellite cells. Med Sci Sports Exerc 35: 769–776, 2003.
  31. Willoughby DS and Rosene JM. Effects of oral creatine and resistance training on myogenic regulatory factor expression. Med Sci Sports Exerc 35: 923–929, 2003.
WEEKAANBIEDINGEN
BODY EN FITSHOP

Over Kenneth Nwosu

Kenneth Nwosu is gecertificeerd fitness-docent, natural bodybuilder en docent Ryukyu Kobujutsu (Japanse Krijgskunst). Als hoofdredacteur van FITsociety schrijft hij uitvoerig over alles met betrekking tot fitness, bodybuilding, voeding en supplementen.

Plaats een reactie