Spieren vormen het leeuwendeel van je lichaamsgewicht en zijn verantwoordelijk voor elke beweging in je lijf. Er bestaan drie soorten spierweefsel: hartspierweefsel, dat uitsluitend in het hart voorkomt, glad spierweefsel, dat onder andere in je darmen, bloedvaten en luchtwegen voorkomt, en tot slot (dwars)gestreept spierweefsel, dat hoofdzakelijk in je skeletspieren voorkomt. Dit artikel gaat over je skeletspieren en dus over dwarsgestreept spierweefsel.

Elke skeletspier bestaat uit een groot aantal spiervezels of spiercellen. Deze cellen worden gescheiden door bindweefsel dat bloedvaten en zenuwen bevat. We onderscheiden, in hoofdlijnen, twee soorten spiervezel: type I en type II. Deze worden ook wel ’trage’ respectievelijk ‘snelle’ spiervezels genoemd, als verwijzing naar de snelheid waarmee ze samentrekken. Elke spier bevat zowel type I- als type II-vezels. De precieze samenstelling kan enorm variëren van mens tot mens.

Myofibrillen, sarcomeren en myofilamenten

Elke spier bestaat uit bundels spiervezels. Elke spiervezel bestaat weer uit een groot aantal kleine draadjes, ‘strengen’, die myofibrillen worden genoemd. Deze bevinden zich naast elkaar, als de strengen van een touw vóór het gevlochten is. Zoomen we in, dan zien we dat één zo’n draadje uit een aaneenschakeling van sarcomeren bestaat. Een sarcomeer bevat weer een aantal nog kleinere draadjes, de myofilamenten.

Myofilamenten bestaan uit twee filamenten: een dikker filament gemaakt van het eiwit myosine en een dunner filament gemaakt van het eiwit actine. Deze dikke en dunne filamenten zorgen samen, volgens de gangbare theorie althans, door over elkaar te schuiven voor de concentrische en excentrische contractie van een spier. Dit samentrekken zorgt voor beweging. Een spiervezel weet dat hij moet samentrekken door een signaal van een zenuwcel. De verhouding zenuwcel-spiervezels kan variëren van 1:1 tot 1:100. De zenuwcel plus de spiervezel(s) die hij bedient worden samen een motorische eenheid genoemd.

Mitochondria

Om samen te trekken hebben de spieren energie nodig. Deze energie wordt geproduceerd door de mitochondria (enkelvoud mitochondrion). Deze ‘energiecentrales’ zijn strategisch gelegen naast de spiercellen. Mitochondria produceren adenosinetrifosfaat (ATP), de eenheid van chemische energie. De voorraad ATP is echter gering en genoeg voor slechts enkele seconden maximale spierarbeid. De snelste manier om deze voorraad aan te vullen, is door afbraak van creatinefosfaat. Hoe meer creatinefosfaat, hoe meer (potentiële) energie dus. Daarom nemen veel krachtsporters het supplement creatine, dat in het lichaam grotendeels wordt omgezet in creatinefosfaat.

Spiervezeltypen

Zoals eerder gezegd, zijn er twee typen spiervezels: type I en II. Dit onderscheid wordt gemaakt op basis van hun kleur, aantal mitochondria en de snelheid waarmee ze samentrekken. De precieze samenstelling van type I- en type II-spiervezels verschilt enorm van mens tot mens.

Type I-spiervezels zijn rood, wat komt door hun hoge zuurstofgehalte, bevatten veel mitochondria en zijn dus bestand tegen vermoeiing. Dit type spiervezel is verantwoordelijk voor aerobe inspanningen zoals biatlon en wielrennen. Type II-spiervezels zijn wit, groter en circa vijf keer sterker dan type I-spiervezels, maar eerder vermoeid. Dit type spiervezel is verantwoordelijk voor anaerobe inspanningen zoals korte sprints en gewichtheffen. Wit spierweefsel trekt sneller samen dan rood spierweefsel. Type I-spiervezels worden dan ook ’trage’ en Type II-spiervezels ‘snelle’ spiervezels genoemd.

Type II-spiervezels worden nog verder onderverdeeld in ten minste twee subtypen: IIa en IIb. Het type IIa vertoont overeenkomsten met zowel type I als type IIb en wordt in hogere concentraties aangetroffen in duursporters. Het type IIb is een supersnelle vezel, ongeveer twee keer krachtiger dan het type IIa en tien keer krachtiger dan het type I.

Als een spier samentrekt, worden de spiervezeltypen in een bepaalde volgorde gerekruteerd. Allereerst de type I-spiervezels en pas dan type IIa respectievelijk IIb. Het type IIb-spiervezels wordt pas gerekruteerd bij zéér zware belastingen (vanaf 90% van je maximale capaciteit). Als je dus nooit zwaar traint, verwaarloos je je sterkste spiervezels.

Samenstelling spiervezeltypen in verschillende sporters

Wereldtoppers in sporten waarin explosiviteit en kracht een rol spelen, zoals sprinten, kogelstoten, gewichtheffen en powerliften, hebben een groter aandeel type II-spiervezels dan wereldtoppers in duursporten, die op hun beurt een groter aandeel type I-spiervezels hebben. De samenstelling spiervezels is (zeer waarschijnlijk) genetisch bepaald en daarmee is ook de aanleg om succesvol te zijn in een bepaald type sport.

Concentrische en excentrische contractie

Wanneer een spier tijdens het samentrekken verkort, noemen we dat concentrische contractie. Een voorbeeld hiervan is het verkorten van de biceps tijdens de opwaartse fase van biceps curls. Wanneer een spier tijdens het samentrekken verkort, noemen we dat excentrische contractie, bijvoorbeeld diezelfde biceps tijdens het laten zakken van het gewicht.

In tegenstelling tot bijvoorbeeld hardlopen, waarbij er enkel sprake is van excentrische contractie, is er bij het trainen met gewichten sprake van zowel concentrische als excentrische contractie.

Tijdens excentrische spiersamentrekkingen wordt minder ATP verbruikt en worden minder spiervezels aangesproken dan tijdens concentrische spiersamentrekkingen, wat ervoor zorgt dat in de spiervezels díé worden gerekruteerd bijna twee keer zo hard moeten werken. Pijn en stijfheid in de spieren ten gevolge van activiteit zijn dan ook merendeels het gevolg van deze excentrische contractie.

Hypertrofie

Weerstandstraining of gewichtstraining resulteert in een toename van de spiermassa doordat de spiervezels in omvang (niet in aantallen) toenemen. Dit wordt hypertrofie of spiergroei genoemd. We onderscheiden twee soorten hypertrofie: myofibrillaire hypertrofie en sarcoplasmatische hypertrofie.

Myofibrillaire hypertrofie is een toename van het aantal myofilamenten, de draadjes die zorgen voor spiercontractie. Deze vorm van hypertrofie wordt behalve met spiergroei geassocieerd met een toename in spierkracht. Deze spiermassa wordt daarom ook wel functionele spiermassa genoemd. Sarcoplasmatische hypertrofie is een toename van sarcoplasma (celvocht, slordig gezegd). Deze vorm van hypertrofie wordt niet geassocieerd met een toename in spierkracht en de spiermassa wordt dan ook wel niet-functionele spiermassa genoemd.

Hypertrofie stimuleren

Hypertrofie wordt zoals gezegd gestimuleerd door weerstandstraining, mits er sprake is van voldoende trainingsintensiteit en trainingsvolume.

Myofibrillaire hypertrofie wordt gestimuleerd door een relatief hoge trainingsintensiteit en (ergo) laag trainingsvolume – vier tot zes herhalingen aan 80-90% van je maximum. Sarcoplasmatische hypertrofie wordt gestimuleerd door een relatief hoog trainingsvolume en lage trainingsintensiteit – tien tot twaalf herhalingen aan 70-80%. Er moet worden opgemerkt dat myofibrillaire en sarcoplasmatische hypertrofie zelden volledig onafhankelijk van elkaar plaatsvinden.

In principe levert sarcoplasmatische hypertrofie de grootste bijdrage aan de totale spiergroei. Maximale hypertrofie wordt echter bereikt door zowel myofibrillaire als sarcoplasmatische hypertrofie te stimuleren. Dat wil zeggen, door te variëren in trainingsintensiteit en trainingsvolume. Over hoe exact maximale hypertrofie bereikt wordt, lopen de meningen van wetenschappers, trainers en andere experts enorm uiteen. Onze mening is dat er, door de unieke samenstelling spiervezels in elk mens en door tal van andere individuele eigenschappen, waarschijnlijk meerdere wegen naar Rome leiden.