Krafttraining verletzt unsere Muskeln – und aktiviert ihr eigenes Reparatursystem

Krafttraining macht Muskeln stärker, indem es sie zunächst leicht beschädigt. Bei hoher Belastung geraten winzige Bereiche im Inneren der Muskelfasern aus ihrer Ordnung. Einzelne Bauteile verformen sich oder funktionieren nicht mehr richtig. Der Körper beginnt sofort mit der Reparatur. Er erkennt beschädigte Teile, baut sie ab und ersetzt sie durch neues Material. Mit einer Zerrung oder einem Muskelfaserriss haben diese mikroskopisch kleinen Schäden jedoch nichts zu tun.

Ein Forschungsteam der Universitäten Hildesheim, Bonn und Freiburg hat diesen Ablauf im menschlichen Oberschenkel untersucht. Die Ergebnisse erschienen jüngst in Nature Communications. Acht gesunde und körperlich aktive Erwachsene nahmen teil. Sie waren im Durchschnitt 24 Jahre alt. Unter ihnen waren sieben Männer und eine Frau. Vor Beginn hatten alle mindestens vier Wochen auf Krafttraining für die Beine verzichtet.

Wie Krafttraining die Muskelreparatur sofort startet

Die erste Trainingseinheit fiel bewusst besonders hart aus. Die Teilnehmer absolvierten Beinpresse, Beinstrecken und Sprünge. Zusätzlich gingen sie viele Treppenstufen hinab. Die Belastung umfasste etwa doppelt so viele Muskelbewegungen wie das spätere reguläre Training. Eine Stunde danach entnahm das Team Gewebe aus dem äußeren Oberschenkelmuskel.

In den Proben fanden sich kleine Schäden an den Strukturen, die den Muskel zusammenziehen und dadurch Kraft erzeugen. Gleichzeitig sammelten sich dort verschiedene Schutz- und Reparaturstoffe: Einige erkannten verformte Bestandteile. Andere hielten sie fest und verhinderten, dass beschädigte Teile verklumpten.

Studienautor Pitter Huesgen von der Universität Freiburg erklärt: „Unsere Analyseverfahren haben es uns erlaubt, Muskelproteine zu identifizieren, die nach einem Krafttraining an den kontraktilen Apparat binden und dort ihre Schutz- und Reparaturaktivität entfalten.“

Regelmäßiges Training schützt überraschend früh

Nach dem ersten Belastungstest trainierte die Gruppe sechs Wochen lang zweimal pro Woche. Insgesamt absolvierte sie zwölf Einheiten. Danach fanden sich deutlich weniger beschädigte Bereiche in den Muskelfasern. Zugleich stieg die Kraft der Teilnehmer. Ihre Muskeln ermüdeten bei einer erneuten Belastung weniger schnell.

Die Muskelfasern selbst waren nach sechs Wochen jedoch noch nicht messbar gewachsen. Der Körper hatte sie trotzdem bereits besser auf hohe Belastungen vorbereitet. Die Muskelreparatur durch Krafttraining verbessert damit offenbar zuerst die Widerstandsfähigkeit. Sichtbarer Muskelaufbau folgt möglicherweise erst später. Der Effekt ist aus dem Sport bekannt: Eine ungewohnte Übung verursacht beim ersten Mal oft starken Muskelkater. Bei späteren Wiederholungen fällt die Reaktion meist schwächer aus.

Die Zelle entsorgt beschädigte Teile

Das Reparatursystem arbeitet ähnlich wie eine kontrollierte Müllabfuhr. Zuerst erkennen spezielle Helfer beschädigte Stellen. Danach markieren sie nicht mehr brauchbare Bestandteile. Die Zelle umschließt diese Teile, zerlegt sie und verwertet einzelne Bausteine erneut. Anschließend kann sie die Lücken mit neuen Muskelbestandteilen füllen.

Dieser Vorgang heißt Autophagie. Der Begriff bedeutet vereinfacht, dass eine Zelle eigene beschädigte Teile abbaut. Dabei handelt es sich nicht um einen wahllosen Abbruch. Das System sucht gezielt nach Strukturen, die durch die hohe Belastung verformt wurden. „Das macht den Weg frei für eine Reparatur der Muskeln und eine Anpassung an das Krafttraining“, erklärt Jörg Höhfeld von der Universität Bonn.

Drei Wochen Pause schwächen den Schutz

Nach der sechswöchigen Trainingsphase legten die Teilnehmer eine Pause von 21 Tagen ein. In dieser Zeit absolvierten sie kein Krafttraining. Danach sank ihre maximale Kraft wieder in Richtung des Ausgangswerts. Die Muskeln ermüdeten schneller. Bei einer erneuten Hochbelastung entstanden zudem wieder ähnlich viele mikroskopische Schäden wie zu Beginn.

Die Anpassung bleibt demnach nicht unbegrenzt bestehen. Regelmäßiges Training hält das Schutz- und Reparatursystem offenbar in Bereitschaft. Ohne neue Belastungsreize schwächt sich dieser Zustand innerhalb weniger Wochen ab. Die Autoren fassen den Befund daher folgendermaßen zusammen: „Wiederholte Belastung löst schützende Anpassungen aus, die strukturelle Schäden mindern.“

Kleine Teilnehmerzahl begrenzt die Ergebnisse

Für die ausführliche Auswertung der Muskelbestandteile nutzte das Team am Ende die Daten von sechs Männern. Die einzige Frau hatte etwa dreimal weniger beschädigte Muskelfasern als die männlichen Teilnehmer. Ein weiterer Mann besaß ungewöhnlich viele schnell zuckende Muskelfasern. Beide Datensätze flossen nicht in die vertiefte Analyse ein.

Die Ergebnisse lassen sich daher nicht ohne Weiteres auf Frauen, ältere Menschen oder Patienten übertragen. Auch der genaue Reparaturweg stammt teilweise aus Versuchen mit Muskelzellen von Mäusen. Dort blockierte das Team einzelne Bestandteile des Reparatursystems. Daraufhin funktionierte die Entsorgung beschädigter Muskelteile schlechter.

Mehr Muskelschaden bedeutet nicht mehr Muskelwachstum

Aus den Ergebnissen folgt nicht, dass möglichst starke Muskelschäden den Muskelaufbau beschleunigen. Nach sechs Wochen waren die untersuchten Muskelfasern nicht messbar größer. Die Arbeit belegt vor allem, wie Muskeln hohe Belastungen verarbeiten und sich gegen weitere Schäden schützen.

Auch ein besonders starker Muskelkater ist kein Beweis für erfolgreiches Training. Er weist vor allem auf eine ungewohnte oder sehr hohe Belastung hin. Mitautor Sebastian Gehlert von der Universität Hildesheim resümiert: „Wir sehen nun, wie sich Trainingsintensität und Trainingsdauer auf das Reparatursystem und die Schädigung der Muskelfasern auswirken.“ Für Training und Rehabilitation eröffnet das die Möglichkeit, Belastungen gezielter zu dosieren und unnötig starke Muskelschäden zu vermeiden.

Kurz zusammengefasst:

• Krafttraining verursacht winzige Schäden in den Muskelfasern, die der Körper gezielt abbaut und durch neue Bestandteile ersetzt.
• Regelmäßiges Training macht die Muskulatur widerstandsfähiger, noch bevor ein sichtbares Muskelwachstum einsetzt.
• Schon drei Wochen ohne Krafttraining können einen Teil dieses Schutzes wieder abschwächen.

Übrigens: Wer die Muskelreparatur regelmäßig anstoßen möchte, braucht dafür keine stundenlangen Workouts – laut DKFZ reichen schon 40 bis 60 intensive Minuten Krafttraining pro Woche. Kurze Einheiten können dabei alle großen Muskelgruppen erreichen. Mehr dazu in unserem Artikel.

Bild: © Volker Lannert, Universität Bonn