Zvýšení počtu aktivovaných motorických jednotek je sice jednou z možností, jak zvýšit produkci síly, ale rozhodně není jedinou a ve skutečnosti má velmi málo společného se zvýšením maximální síly.

Objasníme si roli nervového systému při produkci maximální síly a naučíme se s ním za tímto účelem manipulovat.

Seznamte se se svým nervovým systémem

Abychom pochopili, jak náš nervový systém pracuje, budeme muset absolvovat malou přednášku z oblasti základní fyziologie a anatomie nervového systému. Vím, že to pro někoho mohou být poněkud odstrašující nebo nudná témata, ale pokuste se alespoň část z následujících kapitol vstřebat.

První věc, kterou byste měli vědět, je to, že neaktivujete svalová vlákna. Aktivujete motorické jednotky. Motorická jednotka se skládá z motorického neuronu a svalových vláken, které inervuje. Všechna těla motorických neuronů se nacházejí v předních rozích míšních.

Odtud směřují nervové výběžky (axony) k jednotlivým svalovým vláknům. Je-li motorická jednotka aktivována, jsou aktivována všechna svalová vlákna spojená s daným motorickým neuronem. To znamená, že pokud v motorické jednotce není jen jedno svalové vlákno spojené s motorickým neuronem (což je případ, který zatím nebyl u lidí prokázán), není možné nezávisle aktivovat jednotlivá svalová vlákna.

Motorická jednotka je základním funkčním prvkem nervové soustavy, což je důležité si zapamatovat a pochopit. Zvládli jste to? Fajn, přejdeme k trochu komplexnějším věcem.

Většina motorických signálů vzniká v motorické kůře (kůra = kortex), přenáší se níže kortikospinálními drahami a pokračuje na motorické neurony v předních rozích míšních. Motoneuron pak zasílá zprávu svalovým vláknům a podněcuje jejich aktivaci.

Krátce o svalové kontrakci

Pravděpodobně jste zaregistrovali, že používám termín „aktivace“ svalových vláken, nikoliv jejich kontrakce. Proč? Většina lidí si pod termínem „kontrakce“ automaticky představí zkrácení svalu. Svaly ale mohou být aktivovány (kontrahovány) a mohou tedy vyvíjet sílu zkrácením (koncentricky), prodloužením (excentricky), nebo beze změny jejich délky (izometricky). Během pohybu se dokonce mohou svalová vlákna zkracovat, zatímco celková délka svalu se prodlužuje.

Diskuse o paradoxech svalové kontrakce již patří mimo rámec našeho tématu, ale chtěl jsem tento bod zmínit z jednoho důvodu. Nemusíme totiž nezbytně vědět, k jakému typu svalové kontrakce během určitého pohybu dochází. Důležité je, že nezávisle na typu kontrakce jsou svalová vlákna aktivována a produkují sílu.

Rovnováha mezi nabuzením a utlumením

A jsme zpět u hlavního tématu. Nyní již máte základní představu, jakým způsobem funguje spojení mozku a svalů a můžeme rozvést diskusi o možnostech nervové adaptace.

Obecně nervový systém neustále balancuje mezi nabuzením (excitací) a útlumem (inhibicí), aby dosáhl žádaných výsledků. Zvýšené nabuzení motoneuronů v motorické části kůry mozkové a v míše bylo zaznamenáno v průběhu tréninku. (1, 2) Je-li neuron více nabuzen, každý jím vyslaný signál se setká s větší odezvou.

Pro vysvětlení použijeme jednoduchý příklad s nervovými stimuly (NS). Řekněme, že 5 NS zasáhne motorický neuron v míše. Daný neuron posléze těchto 5 NS odešle dále do svalu. Po několika týdnech tréninku vzrušivost (excitabilita) neuronu vzroste. Nyní 5 NS, které dorazí do motorického neuronu prostřednictvím sestupných drah (z motorické části kůry mozkové), pokračuje dále do svalu jako 8 NS. Více stimulů znamená větší produkci síly!

Další možný způsob adaptace je snížení úrovně utlumení z Renshawových buněk (interneuronů), Golgiho šlachového tělíska a dalších receptorů. Myšlenka zvýšení produkce síly díky snížení úrovně utlumení je podobná jako u výše uvedeného příkladu, nicméně si ji ještě krátce vysvětlíme.

Pokud 5 NS opustí motorické centrum, je možné, že vzhledem k určité formě utlumení dorazí do motorického neuronu pouze 3 NS. Tento útlum, který nastává ještě předtím, než signál dorazí do motorického neuronu se nazývá presynaptická inhibice. Jejím snížením můžeme pomocí tréninku dosáhnout toho, že k motorickému neuronu dorazí 4 NS. To je sice velmi zjednodušený pohled na metodu inhibice, ovšem pro naše účely toto vysvětlení postačí.

Stále dáváte pozor?

Toto vysvětlení je důležité, protože objasňuje základní mechanismus přenosu a výměny vzruchů v nervové soustavě. Přiblížíme si, jak vypadá komplex této výměny impulsů v praxi na příkladu Renshawových buněk.

Renshawovy buňky jsou míšní interneurony. Když motorický neuron vyšle signál do svalu, vyšle zároveň signál i do Renshawových buněk. Renshawovy buňky se na základě tohoto podnětu spojí s daným motorickým neuronem a utlumí ho. Tato zpětná inhibice probíhá jinými cestami než presynaptická inhibice.

Ale proč dochází k tomuto na první pohled nelogickému efektu? Funkce Renshawových buněk umožňuje rychlé změny v nervové signalizaci. Pokud motorický neuron vyšle signál, který je příliš silný pro splnění daného úkolu, Renshawovy buňky mohou velmi rychle upravit jeho kvantitu. To je mnohem rychlejší způsob než čekat, až mozek vyhodnotí situaci a vyšle nový signál.

Kvalita a kvantita signálů vycházejících z motorických neuronů je závislá také na senzorických vjemech z receptorů v kůži, kloubech, šlachách a ve vestibulárním ústrojí, ale tuto diskusi necháme také na jindy.

Tolik k základnímu úvodu do funkcí nervového sytému. Pokud je tedy naším cílem maximální produkce síly, budeme usilovat o maximální nabuzení a minimální utlumení.

Rozlišení svalové síly

Většinu z Vás bude pravděpodobně mnohem více zajímat, jak nervový systém vytváří, rozděluje a řídí svalovou sílu. Existuje pět hlavních způsobů, jakým toho nervový systém může dosáhnout:

• 1. nábor motorických jednotek
• 2. rychlost kódování
• 3. synchronizace motorických jednotek
• 4. zdvojená aktivace
• 5. změny v aktivaci antagonistů

Nábor motorických jednotek

Už víme, že není možné aktivovat jednotlivá svalová vlákna, ale pouze motorické jednotky. Ty jsou aktivovány podle velmi specifického vzoru, od nejmenších po největší (3, 4), v závislosti na velikosti buňky řídícího neuronu. (5, 6) To znamená, že větší motorické jednotky mají vyšší úroveň prahu aktivace. Zároveň to také znamená, že větší motorické jednotky nemohou být aktivovány, dokud nejsou aktivovány malé. Motorické jednotky s vysokým prahem aktivace (MVP) nejsou zapojeny, dokud úkol nevyžaduje použití větší síly, než jaké jsou schopny jednotky s nízkým prahem aktivace (MNP). Jinými slovy, MVP jsou zapojeny až tehdy, pokud již pracují MNP s maximální intenzitou. Z toho vyplývá, že trénink s použitím vysoké intenzity vede k adaptaci MNP i MVP. Trénink s použitím nízké intenzity pouze k adaptaci MNP. Pokud je naším cílem maximální produkce síly prostřednictvím nervové adaptace, není trénink s nízkou intenzitou příliš logickým řešením.

Menší motorické jednotky produkují méně síly, ale jsou odolnější vůči únavě. Větší motorické jednotky produkují více síly, ale mnohem snáze se unaví. Některé z Vás pravděpodobně při přečtení této definice napadne ihned myšlenka rychlých a pomalých svalových vláken. Před pár lety bych s uvedeným souhlasil, ale výsledky současných výzkumů ukazují jiné závěry. Při záměně impulsů do rychlých a pomalých svalových vláken dochází k tomu, že pomalá svalová vlákna produkují více síly a rychlá svalová vlákna naopak méně síly. (7, 8) To pravděpodobně poněkud zneklidní všechny fyziology, ale skutečně to vypadá, že schopnost jednotlivých svalových vláken produkovat sílu je primárně závislá na nervovém impulsu!

Rychlost kódování

Rychlost kódování jednoduše popisuje frekvenci zapojení motorické jednotky. Jakmile je motorická jednotka aktivována, pracuje s rostoucí frekvencí, aby zvýšila produkci síly. Když dosáhne maximální frekvence, jsou zapojeny další motorické jednotky.

Synchronizace motorických jednotek

Tento zajímavý jev zatím nebyl dostatečně vědecky prozkoumán a zdokumentován. V podstatě jde o situaci, kdy jsou dvě motorické jednotky aktivovány ve stejnou chvíli, nebo s velmi malou prodlevou (méně než několik milisekund). Výsledkem je výrazný nárůst produkce síly, kdy další impulsy využijí výhody již nastalé svalové kontrakce.

Jedna studie prokázala větší synchronizaci u trénovaných silových sportovců než u zkušených hudebníků (testována byla dominantní i nedominantní ruka) a netrénovaných jedinců (dominantní ruka). (9) Bylo by logické, že trénink vede k větší celkové synchronizaci. Zatímco další výzkumy v této oblasti chybí, jiná studie ukázala, že 12 týdnů dynamického tréninku nevedlo ke zvýšené synchronizaci motorických jednotek. (10)

Je možné, že někteří lidé mají jednoduše přirozeně větší úroveň synchronizace a jsou tím předurčeni k silovému tréninku díky schopnosti produkovat více síly, ale nejsem tímto argumentem zcela přesvědčen. Změny synchronizace vlivem tréninku si rozhodně žádají další zkoumání.

Zdvojená aktivace

Zdvojená aktivace znamená aktivaci motorické jednotky s menší prodlevou, než je obvyklé. Například pokud je motorická jednotka standardně aktivována každých 15 milisekund a poté dvakrát v průběhu tří milisekund, je to považováno za zdvojenou aktivaci (ZA). ZA produkují více síly, díky využití již zvýšené svalové tenze a také díky zvýšenému množství dostupného vápníku.

Po ZA obvykle následuje delší prodleva před další aktivací. (11) I přes tuto následnou prodlouženou dobu bez aktivace dochází k větší produkci síly, a to i poté, co po ZA následuje obvyklý vzorec aktivace. Výzkum prokázal zvýšený výskyt ZA při balistických svalových kontrakcích (kontrakce prováděné maximální rychlostí) v porovnání s pomalými kontrakcemi a prokázal také nárůst jejich výskytu při balistickém tréninku. To podporuje myšlenku, že jde o efektivní strategii pro zvýšení produkce síly. (10)

Změna v aktivitě antagonistů

Tato myšlenka je poměrně přímá. Pokud například chcete udělat bicepsovým zdvih, usilujete o maximální aktivaci bicepsu a zároveň minimální aktivaci tricepsu.

Opět můžeme uvést příklad s nervovými stimuly. Pokud biceps produkuje 15 NS, aby provedl flexi v lokti, a triceps produkuje 5 NS, výsledný efekt bude 10 NS pro flexi v lokti. Pokud snížíme aktivitu extenzoru v lokti na 2 NS, bude výsledný efekt 13 NS pro flexi v lokti, což pochopitelně znamená vyšší zvednutou zátěž!

Existuje výzkum, který prokázal, že trénink vede ke snížení aktivity antagonistů. (12) Zároveň bych zdůraznil, že určitá aktivita antagonistů je nezbytná pro stabilitu kloubů. Velmi dobrým příkladem jsou například svaly v oblasti kolene. Síla kvadricepsu vede k posunu holenní kosti vpřed. Přední křížový vaz brání nadměrnému pohybu v tomto směru a určitá úroveň svalového napětí v hamstringu pomáhá zmírnit napětí v křížovém vazu a udržuje tak Vaše kolena zdravá.

V druhém dílu tohoto článku si povíme, jak probudit nervový systém k aktivaci maximální síly.