Hvorfor virker træning bedre for nogen end for andre?

Vi ved det godt og har alle oplevet det: Nogle skal bare løbe 3 ture for at komme i god kondition, andre skal nærmeste bare kigge efter en vægt for at eksplodere. Udover at der er enorme forskelle i folks udgangspunkt, er der også store forskelle i hvor voldsomt vi reagerer på træning og denne forskel har fascineret både idrætsfolk og forskere i lang tid, men først i de seneste år er vi begyndt at kunne slå hul på denne historie.

Responder/non-responder i udholdenhedstræning
Et af de første studier, hvor man begyndte at undersøge dette var HERITAGE studiet, hvor man blandt andet undersøgte hvordan forsøgsdeltagerne (omkring 500 mænd og kvinder) reagerede på et hårdt kredsløbstræningsprogram. Man fandt konsekvent omkring 5% af forsøgspersonerne ikke reagerede på træningen, samt at blandt dem der reagerede særligt godt, så det ud til at forskellene mellem deres fremgang i Vo2max blev større og større, altså at forskellen mellem de gode respondere var større end mellem de middelmådige. Dette udgjorde et vigtigt indspark til diskussionen omkring respondere og non-respondere.Eftersom man ville forvente, at det for det meste vedkommende er genetisk betinget hvem der responderer godt, er det i øvrigt værd at bemærke at formen på kurverne er som man ville forvente af en egenskab der er styret af mange gener.

Figur 1 – Her ser man ændringen i iltoptagelse stillet op i rækkefølge efter graden af ændring i iltoptagelse, så dem der har forbedret sig mindst er først og dem der har forbedret sig mest er sidst. De fire forskellige grafer repræsenterer de fire forskellige centre der indgik i HERITAGE studiet.

Der er kommet ret mange publikationer ud af HERITAGE studiet og man har også senere undersøgt forekomsten af enkelte genpolymorfismer blandt forsøgspersonerne og hvorvidt de så ud til at følges med en god eller dårlig evne til at respondere på udholdenhedstræning (genpolymorfisme = naturligt forekommende mutation i arveanlæggene, som påvirker funktionen af et bestemt gen).

Responder/non-responder i styrketræning
Der har desværre ikke været tilsvarende detaljerede undersøgelser for evnen til at reagere på styrketræning før sidste år (2006), hvor der i American journal of Physiology er blevet publiceret et responder/non-responder-studie på styrketræning (petrella et al 2006), omend af et noget mindre omfang. Der har været en del studier, hvor man har kigget på enkelte genpolymorfismers betydning, men netop studie dette prøver på at være en smule mere forklarende.

Man lod i forsøget 4 grupper udføre tung progressiv styrketræning af underkroppen 3 gange om ugen i 16 uger. Grupperne var ældre mænd, yngre mænd, ældre kvinder og yngre kvinder. Formålet med at bruge disse forskellige grupper er at man på forhånd ved, at de vil repræsentere et kontinuum fra nogen der reagerer meget (unge mænd) til nogen der reagerer dårligt (gamle kvinder). Efter træningen kunne man opdele forsøgspersonerne i responderne, som havde haft gennemsnitligt 40% (!) hypertrofi, og non-responderne, som gennemsnitligt havde haft 9,7% hypertrofi.

Man målte før studiets begyndelse og efter de 16 ugers træning det gennemsnitlige muskelfiberareal, antallet af cellekerner (myonuclei) per muskelfiber samt antallet af satellit celler, samt nogle af de parametre, man ved har betydning for evnen til at skabe muskelvækst:

• Ekspression af vækstfaktorerne
• a. IGF1
• b. MGF

• Hormonerne
• a. IGF1 samt dets bindings proteiner IGFBP1 og IGFBP3
• b. Total/frit testosteron, samt det bindingsprotein SHBG
• c. Androstenedione, en precursor i den endogene produktion af testosteron

Før man kan kommentere på deres fund, må man tale lidt om hvordan muskler vokser. Når muskler vokser er der flere processer på spil. En af dem er, at aktiviteten af generne for muskelproteinerne stiger, men en anden er at satellitceller aktiveres og integreres i muskelfibrene. Det er blevet en populær teori, at når der er et hypertrofistimulus til stede, så forsøger musklen i første omgang at akkommodere det ved at øge ekspressionen af de kontraktile proteiner som udgør det meste af musklen og først når der er brug for ”meget” hypertrofi aktiveres satellitcellerne og indbygges efterfølgende i muskelfibrene, hvor de bliver til cellekerner.

Det forklares ved, at hver cellekerne kun kan understøtte en vis volumen muskelfiber og at når dette volumen begynder at nærme sig grænsen, kommer satellitcellerne i spil. Denne teori benævnes ”ceiling theory” blandt muskelbiologer. Dette “loft” er i litteraturen foreslået at være ved omkring 25% hypertrofi og svarer til at hver cellekerne kan understøtte omkring 2000 µm2 muskel (i et tværsnit).

Tabel 1– Ændringer i fibertværsnitsareal, antallet af satellitceller og antal cellekerner per muskelfiber. (* = Statistisk forskelligt fra værdien før træning)

I det nærværende forsøg observerede man en stigning i mængden af satellitceller både blandt responderne og non-responderne, men stigningen i antallet af cellekerner per fiber var langt større i responderne. Dette var ledsaget af en noget større effekt på ekspression af vækstfaktorerne IGF og MGF af akut træning i responderne.

I publikationen, hvor dette præsenteres, fremstilles det som om at evnen til at indbygge satellitceller i muskelfibrene generelt er hæmmet eller fraværende i non-respondere, fordi der observeres en stigning i antallet af satellitceller, som der altså kun ser ud til at blive indbygget hos responderne. Virkeligheden er aldrig så simpel som vi gerne ser den, så det er nok meget tvivlsomt om svaret er så simpelt, men det er under alle omstændigheder en interessant betragtning at evnen til at integrere satellitceller kunne være en begrænsende faktor i evnen til at gro muskler

Perspektiver
Det er næsten logisk, at der må være mange faktorer der tilsammen bestemmer hvor gode vi er til at reagere på træning, lige meget om det er vægttræning eller udholdenhedstræning. Der findes efterhånden mange studier hvor man har undersøgt af effekten af enkelte genpolymorfismer på evnen til at reagere på træning. På den måde er der efterhånden 50-100 kendte genpolymorfismer, som vides at være forbundet med den individuelle responstærskel til forskellige former for træning (Rankinen et al 2006).

Efterhånden kender man nok af disse studier til at man i princippet kunne lave et meget stort forsøg hvor man ved hjælp af statistiske værktøjer kan begynde at lave kvalificerede gæt på hvor stor en del af den observerede variation der kan forklares ved de kendte polymorfismer. Som det ser ud nu forklarer polymorfismerne kun enkeltvis ganske få procent hver især. Hvis man lægger dem alle sammen er der dog en god sandsynlighed for, at man ville kunne forklare en rimeligt stor fraktion af den observerede variation mellem respondere og non-respondere, måske så meget som 50-70 %. Et sådant forsøg er dog nok ikke lige på trapperne, da det ville være uhyre kostbart i forhold til værdien af den viden man ville få ud af det.

Skrevet af Anders Nedergaard, cand. scient. 30 sep. 2007

Referencer
Efficacy of myonuclear addition may explain differential myofiber growth among resistance-trained young and older men and women
Petrella JK, Kim JS, Cross JM, Kosek DJ, Bamman MM.
Am J Physiol Endocrinol Metab. 2006 Nov;291(5):E937-46. Epub 2006 Jun 13

HERITAGE studiets hjemmeside

Familial aggregation of VO(2max) response to exercise training: results from the HERITAGE Family Study
Bouchard C, An P, Rice T, Skinner JS, Wilmore JH, Gagnon J, Pérusse L, Leon AS, Rao DC.
J Appl Physiol. 1999 Sep;87(3):1003-8.

The human gene map for performance and health-related fitness phenotypes: the 2005 update.
Rankinen T, Bray MS, Hagberg JM, Pérusse L, Roth SM, Wolfarth B, Bouchard C.
Med Sci Sports Exerc. 2006 Nov;38(11):1863-88.