Muskelanatomi och muskelkontraktion

Muskelanatomi handlar om hur en muskel är uppbyggd, från det vi ser på utsidan till de små proteinerna som gör att muskeln spänner sig. En muskelaktion är muskelns förmåga att dra ihop sig. Vi kommer att gå igenom vad som krävs för att musklerna ska kunna göra just detta.  

Anatomi

Det finns olika typer av muskler, i denna kurs fokuserar vi på de så kallade skelettmusklerna som vi med fri vilja kan kontrahera och som gör att vi till exempel kan lyfta våra armar. 

Skelettmuskler fäster in i skelettet på två eller flera ställen via senor. Dessa "ställen" kallas ursprung och fäste, där exempelvis lårmuskeln har sitt ursprung från höften och fäster in nedanför knäskålen.  En muskel är alltifrån någon centimeter till några decimeter långa. Muskeln består i detalj av muskelfiberbuntar, vilka är en grupp av 10–100 muskelfibrer. Varje muskelfiber innehåller i sin tur cirka 1 000 kontraktila trådar, alltså trådar som kan dra sig samma. Dessa kallas myofibriller. Myofibrillerna är uppbyggda av aktin och myosin, två proteiner vilka är grunden för all muskelaktion. När hjärnan skickar impulser till muskeln drar aktinet och myosinet ihop sig över varandra, vilket gör att hela muskeln spänner sig. 

Två typer av muskelfibrer 

Det finns två typer av muskelfibrer, typ I som kallas för långsamma muskelfibrer och typ II som kallas för snabba muskelfibrer. Typ II muskelfibrer kan delas in i IIa och IIb. Egenskaperna för typ IIa och typ IIb skiljer sig något åt men denna kurs kommer inte att gå in på dessa skillnader något djupare. Typ I kontraheras långsamt och är uthålliga, medan typ II kontraheras snabbt och tröttas ut snabbt. Typ I rekryteras därför till störst del vid arbete som kräver uthållighet, till exempel vid långdistanslopp. Typ II rekryteras vid explosiva övningar, exempelvis hopp. 

Hur många procent av varje muskelfibertyp vi har varierar från person till person, både via arvsanlag men också genom träning. Aktiva som har högre procent av typ II är ofta bättre i idrotter som kräver explosivitet. Sammansättningen varierar också från muskel till muskel. Generellt består musklerna av 50 % typ 1 och 50 % av typ II, men vadmuskeln är ett exempel på muskel som till största del innehåller typ I. Eftersom flera grenar inom gymnastiken kräver explosivitet kan vi anta att många aktiva har en stor andel muskelfibrer av typ II. Hos en otränad person ligger många muskelfibrer typ II och ”vilar”, men med träning lär sig kroppen att aktivera dessa vilande fibrer. Vid kontinuerlig explosiv träning kan typ I muskelfibrer omvandlas till typ II muskelfibrer. En aktiv har därför med tiden dels lärt musklerna att rekrytera typ II, dels förmodligen omvandlat några procentenheter typ I till typ II muskelfibrer. 

Muskelaktion

För att en muskelaktion ska ske krävs två saker: nervimpulser och energi, där nervimpulsen är den första faktorn som behövs. En nervimpuls är en signal som hjärnan skickar till musklerna så att de kontraheras, drar ihop sig. Nervimpulsen skickas från hjärnan till musklerna och gör att proteinerna i muskelfibrerna dras ihop över varandra. Det i sin tur gör att muskelfibrerna förkortas och muskeln spänns.  

Nervimpulsen bestämmer en muskelaktions styrka, snabbhet och duration (varaktighet) och är grunden till varje fysisk och motorisk rörelse. Längre fram i kursen kommer vi att se att många träningsrelaterade förbättringar beror på att nervimpulserna blir mer effektiva. 

Nervimpulsen skickas med nerver som löper från hjärnan (1), passerar ryggmärgen (2) och ut till musklerna (3). 

Den andra faktorn som behövs för att en muskelaktion ska ske är energi. Vid en muskelaktion utnyttjas kemisk energi, vilket i korthet innebär att energi frigörs vid brytning av bindningar av ett kemiskt ämne. Musklerna använder sig av ämnet AdenosinTriFosfat (ATP) som spjälkas ned till ADP + P + energi. Det finns inte så mycket ATP lagrat i våra muskler. Däremot kan vi bilda ATP väldigt snabbt från kreatinfosfat och glykogen, som finns lagrade i depåer inne i musklerna. ATP kan också bildas genom fett. 

Det snabbaste sättet att bilda ATP är genom kreatinfosfat, men det kan också gå snabbt genom glukos. När energi behövs för att bilda ATP spjälkas glukosenheter från glykogen, som är den typ av kolhydrat som finns lagrad inne i musklerna. När ATP bildas snabbt genom kreatinfosfat eller glukos bildas det utan syre, alltså anaerobt. 

ATP kan också bildas med glukos på ett långsammare och mer ekonomiskt sätt som sker med tillgång till syre, alltså aerobt. Ekonomiskt betyder att fler ATP kan bildas per glukos-enhet och att mjölksyra inte bildas. Alla dessa processer sker lokalt i den muskel som arbetar. Eftersom den anaeroba bildningen av ATP är den energikälla som används vid explosiva moment är det också den anaeroba bildningen av ATP som vi vill förbättra hos aktiva inom gymnastiken. 

Uthållighet, styrka och explosivitet 

Uthållighet, styrka och explosivitet är tre olika sätt som vi kan träna på. Vi tränar då antingen främst det aeroba eller det anaeroba systemet i kroppen.  

Uthållighet är förmågan att utföra ett måttligt tungt arbete under lång tid, exempelvis springa en längre sträcka i medelhögt tempo. Uthållighet kan delas in i två delar: lokal uthållighet och central uthållighet. Den centrala uthålligheten, som ofta kallas för kondition, handlar om lungkapacitet och hjärtats förmåga att pumpa runt blodet i kroppen. Den lokala uthålligheten handlar i stället om hur väl en muskel kan ta upp syret som finns i blodet. 

Styrka är musklernas förmåga att bemästra ett motstånd genom att utveckla kraft. Styrka kan delas in i maximal styrka, snabbstyrka och uthållighetstyrka. 

• Maximal styrka är den maximala kraften en muskel kan generera under en aktion, ej tidsbestämt. Detta kallas också för 1 repetition max (1RM). 

• Snabbstyrka är musklernas förmåga att bemästra ett motstånd med hög hastighet. 

• Uthållighetstyrka är musklernas förmåga att utstå trötthet (fatigue) vid en aktivitet som kräver att mycket kraft utvecklas. 

1RM bicepscurl är alltså den tyngsta vikt som du kan utföra en bicepscurl med. 10RM bicepscurl är den tyngsta vikt som du kan utföra 10 repetitioner av bicepscurl med. Klarar du att göra 11 repetitioner med samma vikt är detta alltså ditt 11RM. 

Explosivitet är förmågan att producera hög kraft snabbt, exempelvis vid starten av en volt. Ju mer kraft som kan produceras vid starten, desto fler volter kan i teorin utföras. 

För att förstå hur de aeroba och anaeroba systemen används vid de olika typerna av träning behöver vi först gå igenom begreppet fatigue, eller trötthet som det också kallas. 

Fatigue 

Fatigue betyder trötthet eller utmattning, och innebär att muskeln eller kroppens förmåga att utföra en typ av aktivitet försämras drastiskt. Muskelfatigue kan göra att muskeln blir svagare, att tekniken försämras och/eller en upplevelse av mental trötthet. Muskelfatigue uppstår när någon del i den kontraktila processen misslyckas. Varför muskelfatigue uppstår är komplext, men ett enkelt svar är att det sker när muskelns energidepåer är uttömda. Det finns alltså inte längre något kreatinfosfat eller glykogen lokalt i muskeln som kan användas för att skapa energi. Detta betyder att ATP inte kan bildas och att muskeln därför inte kan aktiveras. Resonemanget kring fatigue har betydelse då du tränar uthållighet, styrka och explosivitet. Det handlar exempelvis om antal repetitioner och vilan mellan dem. 

Träna uthållighet 

Uthållighetsträning kan tränas på många olika sätt, exempelvis genom löpning, cykling, simning, eller någon annan typ av träning, där den aktive tränar under längre tid med medelhög intensitet. Generellt bör passets duration, varaktighet, uppgå till minst 20 minuter för att träningen ska ge effekt. För förbättrad kondition bör intensiteten vara sådan att det är svårt att hålla en konversation.  

Vid uthållighetsträning används främst glukos med syre som energikälla för att bilda ATP. Det gör att fler ATP-molekyler per glukosenhet kan bildas, vilket gör att det tar lång tid innan glukoslagren börjar tömmas. Hur lång tid det tar innan glukoslagren töms beror dels på hur tränad den aktive är, dels hur högt tempo den aktive håller. En tumregel är att glukoslagren töms mellan två och tre timmar efter träning med låg till medelhög intensitet. 

Den centrala uthålligheten förbättras genom att träna en längre tid med hög puls och den lokala uthålligheten förbättras genom att träna med flera kortare intervaller med kort vila emellan. Det är viktigt att träna både central och lokal uthållighet för att minska risken för skador och för att de aktiva ska kunna behålla fokus under längre tid. En god uthållighet gör att de aktiva kan träna hårdare och längre, påskyndar kroppens läkningsförmåga och gynnar återhämtningen så att det går att träna för fullt igen efter kortare tid. 

Träna styrka 

Styrka tränas när mellan en och 15 repetitioner utförs. Maxstyrka tränas bäst med så tunga vikter att den aktive endast kan utföra mellan en och sex repetitioner. Vid 15 eller fler repetitioner övergår muskeln till att träna uthållighetsstyrka. Vid snabbstyrka ska inte vikten vara riktigt lika hög, utan bör ligga mellan 40 och 70 % av 1RM. Innan du låter de aktiva börja träna styrka med tunga vikter, är det viktigt att de kan utföra övningarna med bra teknik. Det gäller framför allt barn. Att utföra övningar med god teknik är viktigt för att minska risken för skador. För barn kan det räcka med att träna med kroppen som motstånd och det främsta målet bör till en början vara att få bättre kroppskontroll. Med tiden kan mer vikt läggas på. Värt att notera är att de flesta resultat kan nås med submaximala vikter, det vill säga de aktiva behöver inte nå 1RM för att bli starkare. Först när den aktives teknik är bra och mognadsgraden tillräcklig kan det vara aktuellt att testa sina 1RM i olika övningar. 

Träna explosivitet

Explosivitet tränas med korta intervaller om fyra till åtta repetitioner och med lång vila mellan seten. Kreatinfosfat är den främsta energikällan vid explosivitetsträning, och dess depåer töms efter ungefär tio sekunders maximal aktivitet. När muskelns kreatinfosfatdepåer tömts, fylls de på igen under vila, mellan repetitionerna, seten eller de olika övningarna. Hur lång vila som krävs för att fylla på de olika energilagren, kommer vi att gå igenom i avsnittet Återhämtning.

På vilket sätt skapar musklerna ATP beroende på träningstyp? 

Lite förenklat kan vi säga att kreatinfosfat främst används vid explosiv träning, att glukos utan syre främst används vid styrketräning och glukos med syre främst används vid uthållighetsträning. I verkligheten är det mer komplext än så, eftersom alla sätt att bilda ATP utnyttjas mer eller mindre vid alla typer av aktiviteter. För dig som ledare är det bra att ha koll på hur olika typer av träning utnyttjar olika typer av energivägar, eftersom du ska ta hänsyn till vad det är du vill att de aktiva ska bli bättre på när du skapar träningsplaneringen. 

Vid uthållighetsträning tränas främst muskelfibrer typ I och vid explosivitetsträning tränas främst typ II. Detta är viktigt att tänka på i din planering av träningen, eftersom du kan välja övningar som ger den effekt som du vill åstadkomma med träningen, eller eliminera övningar som inte ger de resultat du har som mål. Bra val av övningar gör att de aktiva kan träna smart istället för mer, vilket i längden kan minska risken för överbelastningsskador. Tabellen nedan är en översikt över de olika energikällorna, när de används samt för- och nackdelar med dessa. 

Koncentrisk, excentrisk och isometrisk aktivering

Du har nu läst om vad som krävs för att en muskelkontraktion ska kunna ske och om att muskler kan tränas på olika sätt. Muskler kan också aktiveras på tre olika sätt: genom koncentrisk, excentrisk och isometrisk aktivering. För dig som ledare är det viktigt att veta att muskler kan aktiveras på olika sätt, eftersom du då kan lägga upp träningen specifikt för den muskelaktivering som är prioritet. Med kunskapen om de tre olika typerna av aktivering kan du också förstå varför en aktiv inte klarar av en viss rörelse, genom att analysera var i rörelsen problemet finns, och därmed vilken aktionstyp den aktive inte klarar av. Efter en sådan analys kan du tillsammans med den aktive jobba vidare med rörelsen, vilket bidrar till den aktives utveckling. 

Koncentrisk muskelaktivering 

Den muskelaktivering du förmodligen tänker på först, är den koncentriska aktiveringen. Koncentrisk betyder att muskeln förkortas. En muskel aktiveras koncentriskt i alla rörelser som sker då vi förflyttar kroppen eller en vikt, uppåt. Biceps jobbar exempelvis koncentriskt när en vikt lyfts i en bicepscurl och främre lårmuskulaturen jobbar koncentriskt när vi reser oss upp från sittande. 

Excentrisk muskelaktivering

Det andra sättet för en muskel att aktivera sig är excentrisk muskelaktivering. Excentrisk betyder att muskeln förlängs. Musklerna jobbar excentriskt vid alla rörelser där kroppen eller en vikt förflyttas nedåt. Biceps jobbar excentriskt när vikten vid en bicepscurl sänks ner och benmuskulaturen jobbar excentriskt när vi går nerför i en trappa. Att sänka sig ner från en pull-up är också excentriskt arbete, vilket också kan benämnas som en negativ repetition. 

Isometrisk muskelaktivering

Det tredje sättet för en muskel att aktivera sig är genom isometrisk, eller statisk, muskelaktivering. Isometrisk betyder att muskeln varken förlängs eller förkortas, utan behåller samma längd samtidigt som den aktiveras. Detta benämns oftast som statisk träning. Isometrisk muskelaktivering sker exempelvis vid plankan eller jägarvila. 

En muskel behöver alltså inte förkortas när den aktiveras, utan kan även generera kraft när den förlängs eller bibehåller samma längd. 

Maxstyrka vid muskelns olika aktionstyper 

Maxstyrkan är inte densamma vid alla aktionstyper. Muskeln genererar minst kraft vid koncentrisk muskelaktivering, mer kraft vid isometrisk muskelaktivering och mest kraft vid excentrisk muskelaktivering. 

Eftersom muskeln är starkast vid excentrisk muskelaktivering, är det lätt att tro att excentrisk träning är den viktigaste träningen. Det stämmer inte riktigt, eftersom det är mer slitsamt för muskeln att träna excentriskt och det främst är den excentriska fasen som ger träningsvärk. Dessutom behöver de olika typerna av muskelaktivering tränas för att de aktiva ska utvecklas vidare i sin träning. Detta kan du läsa mer om vid specificitetsprincipen i avsnittet De allmänna träningsprinciperna. 

Du som ledare behöver tänka på att det går att generera olika mycket kraft beroende på vilken typ av muskelaktivering som utförs, när en aktiv inte klarar en specifik övning. Du kan då dela upp övningen och låta den aktive utföra övningen excentriskt eller göra vissa faser av övningen isometriskt. Ett sätt att bryta ned en pull-up, är att utföra den med fokus på excentriskt eller isometriskt arbete, där den aktive kan hoppa upp i räcket och sedan sänka sig ned långsamt till raka armar (excentriskt arbete), eller hålla statiskt några sekunder i tre olika positioner av en pull-up (isometriskt arbete).

Isokinetisk och plyometrisk träning

Att musklerna kan aktiveras på olika sätt och tränas på olika sätt, är bra för dig som ledare att känna till. Exempel på andra begrepp och variationer av träning som är bra att känna till är isokinetisk och plyometrisk träning. 

Vad är isokinetisk träning?

Isokinetisk träning innebär att hastigheten i en övning är konstant genom hela rörelsebanan. Vi är olika starka i olika delar av rörelser, vilket gör att motståndet måste variera för att det ska kunna kallas isokinetisk träning. Den här typen av träning kan vara bra att använda när en aktiv har otillräcklig styrka. Träningen ska efterlikna hastighet och kontraktion av en specifik rörelse eller en viss svårighetsgrad av en övning. Isokinetisk träning är också bra att använda för att få in variation i träningen eller om en aktiv nått en platå och utvecklingskurvan planat ut. 

Det lättaste sättet att träna isokinetiskt är genom att en kompis eller du som ledare assisterar vid träningen. På så sätt kan motståndet, som den som assisterar lägger på, varieras under hela rörelsen. För den aktive ska motståndet kännas lika tungt genom hela rörelsen. Anta att du vill att de aktiva ska stärka baksida lår med isokinetisk styrketräning. En aktiv kan då lägga sig på mage med knäna böjda till 90 grader. Kompisen sätter sig bakom smalbenen och lägger händerna på den aktives hälsenor. Den aktive som ligger ned jobbar sedan koncentriskt med baksida lår genom att föra fötterna mot rumpan medan kompisen håller ett varierat motstånd genom hela rörelsen, så att hastigheten blir densamma genom hela rörelsen. 

Isokinetisk träning går inte att uppnå med vikter eller gummiband eftersom muskeln är olika stark i olika delar av rörelseomfånget. Gummibandet och vikten ger ett lättare motstånd i början av rörelseomfånget som ökar under hela rörelsen. En muskel är generellt svagare ju mer förkortad den är. 

Plyometrisk träning 

Plyometrisk träning innebär en snabb stretch följt av en direkt snabb kontraktion av samma muskler. Ett exempel är att direkt efter ett nedhopp från en låda göra ett vertikalhopp eller att sträcka ut armen snabbt bakåt innan ett kast. Vid plyometrisk träning används något som kallas ”stretch-shortening-cycle”, vilket innebär att muskeln och muskelsenorna först förlängs och lagrar energi likt ett gummiband, och sedan förkortas och kan använda denna lagrade energi. Tar vi exemplet med det vertikala hoppet direkt efter ett nedhopp från låda, så stretchas hälsenan ut vid landningen från nedhoppet. Energin som lagras, tillsammans med aktiva muskler, gör att det efterföljande vertikalhoppet kommer att bli högre än om endast ett vertikalhopp direkt från marken hade utförts. 

Inom gymnastiken är plyometriska övningar vanliga och därför något som de flesta aktiva, tids nog, kommer att behöva träna på. Plyometrisk träning är en typ av explosiv träning som hjälper till att stärka senorna, men som också är en slitsam träningsform. Av den anledningen bör aktiva vara vana vid styrke- och uthållighetsträning innan du lägger in plyometrisk träning i planeringen. När de aktiva är redo, är det bra att dra ner på mängden styrke- och/eller uthållighetsträning för att minska risken för skador. Det är viktigt att du som ledare är extra uppmärksam på smärta och/eller försämrad prestationsförmåga hos de aktiva när ni genomför plyometrisk träning, just för att kunna upptäcka skador i god tid. 

I filmen nedan får du veta mer om plyometrisk träning, hur det kan se ut och vad du som ledare ska tänka på när du planerar för, och genomför, plyometrisk träning med de aktiva. 

Muskler och dess respons på träning

När vi tränar blir vi oftast bättre på det vi tränar. Men varför är det så? Vad händer i musklerna som gör att prestationsförmågan ökar? I början blir vi bättre på grund av neurala anpassningar, vilket betyder att de nervimpulser som skickas effektiviseras. De effektiviseras dels för att de rekryterar fler muskelfibrer, dels för att de rekryterar de muskelfibrer som är bäst lämpade för just den övning som utförs. Förenklat blir vi bättre på att skicka signaler till fler muskelfibrer och till rätt muskelgrupper. Detta gäller all typ av träning och gör att vi exempelvis blir starkare och snabbare. 

En nybörjare som börjar styrketräna kan bli starkare väldigt snabbt, trots att det tar tid att öka musklernas tvärsnittsarea. Den ökade styrkan hos en nybörjare beror till störst del på dessa neurala anpassningar. De neurala anpassningarna som sker vid styrketräning hjälper också musklerna att aktiveras snabbare. Musklerna blir alltså mer explosiva. 

Strukturella förändringar i muskeln av träning 

Vid styrketräning ökar antalet myofibriller i muskelfibrerna, vilket leder till hypertrofi. Hypertrofi betyder att muskeln blir större − muskelns tvärsnittsarea ökar. Styrke- och uthållighetsträning ökar volymen och sammansättningen av energidepåerna, alltså kreatinfosfat- och glukosdepåerna inne i musklerna. Uthållighetsträning gör att det bildas kapillärer i musklerna, vilket gör att blod (och därmed syre) kan transporteras snabbare in i muskeln. Vid explosiv träning, eller plyometrisk träning, ökar och förbättras nervimpulserna till musklerna. Detta gör att rekryteringen av muskelfibrer typ II blir bättre, men det leder inte till hypertrofi. 

Funktionella förändringar i muskeln av träning

Förändringar som sker i musklerna beror på vilken typ av träning som utförts. Uthållighetsträning förbättrar muskelns förmåga att ta upp glukos. Det gör att muskeln kan bilda ATP på ett effektivare och snabbare sätt. När ATP bildas mer effektivt och snabbare minskar också muskelns fatigue, vilket gör att muskelns kapacitet och uthållighet ökar. Motorisk träning, alltså ”skicklighetsträning”, leder till bättre koordination av musklerna. Med motorisk träning kan därför både styrka och skicklighet förbättras.