Az izom számos alkotóelemből áll, melyek mindegyike feltétele az izomépülésnek. Az izomsejt fő részei a szarkoplazma és a miofibrillum. A szarkoplazma számos fehérje, enzim és hormon láncolatából áll, valamint a mitokondriumból, ahol az energia termelődik és raktározódik. A miofibrillum két összehúzó fehérjéje az aktin és miozin, amelyek az izom összehúzódását produkálják. Az izomsejtek körül találhatók a szatellit sejtek, amelyek védő funkciót látnak el.
Az izmok az edzésre vagy más intenzív igénybevételre hipertrófiával, vagyis megvastagodással reagálnak.
Izom-hipertrófia
Intenzív edzés következtében a miofibrillumok sérülnek. Itt kiszivárognak kulcsfontosságú aminosavak, például a hydroxyprolin. Ekkor az olyan hormonok, mint az FGF, IGF1 és IGF2 szintén kiszöknek a sejtből. Az IGF hormonok közvetlen üzenetet továbbítanak a szatellit sejteknek, amelyek a sejt védelmére sietnek. A szatellit sejtek összeolvadnak a miofibrillumokkal, ami által egy nagyobb sejt jön létre, nagyobb harántcsíkoltsággal, vagyis az izom növekszik.
Az izom-hipertrófia tehát nem azonos a pumpáltsággal, amellyel sokan keverik. Mindezek a folyamatok elengedhetetlen részei az izomnövekedésnek, és látni fogjuk, hogy mindegyik kihat a másikra.
Fehérjeszintézis
A fehérje felépítése anabolikus állapotban jön létre, ami azt jelenti, hogy a szervezet szisztematikusan épít és tárol nitrogént a növekedéshez például pubertás idején, gyermekkorban stb. Katabolikus állapot pedig akkor keletkezik, amikor a szervezet lebontja a szöveteket és negatív nitrogén-egyensúly alakul ki. Antikatabolikus állapot pedig az, amikor a hormonok és más biokémiai jelenségek megelőzik a szövetek lebontását, ami egyébként bekövetkezne. És ez nem ugyanaz, mint az anabolikus állapot. A fehérje felhalmozódása csak akkor fordul elő, ha a nettó fehérjemennyiség több mint a lebontott fehérje.
Tehát az izomfehérje is függ a fehérjeszintézis és lebontás egyensúlyától. Az izomban bekövetkező fehérjeszintézis módosítható különböző ingerekkel: ilyenek az aminosav elérhetősége és az edzés. Ezek egymással összefüggésben vannak és hatnak a katabolikus és anabolikus állapot egyensúlyára.
A hipertrófia, vagyis izomnövekedés eléréséhez a fehérjéknek nemcsak edzés után, hanem bármikor rendelkezésre kell állniuk, hiszen a regeneráció 24 órás folyamat, ami a mikrosérülések begyógyulását jelenti. A tápanyagok bevitele és megfelelő időzítése rendkívül fontos, hogy a fehérjeszintézist - amivel a szervezet kompenzálja a fehérje lebontását - biztosítsuk.
A súlyzós edzés tehát fehérjeszintézist tesz lehetővé, ehhez azonban megfelelő mennyiségű fehérje szükséges a megfelelő időpontban.
A pumpálás
Az izomnövekedést befolyásoló tényezők közül fontos a 'pumpáltság' (hiperanémia), vagyis a fokozott vérellátás az adott izomban. Tudományos kutatások bizonyították, hogy a megfelelő véráram hiánya korlátozza az izomnövekedés lehetőségeit.
Edzés során a tápanyagszállítás és a fáradás során keletkező méreganyagok elszállítása mind fontos feladat, amelyeket nagyobb véráramnál hatékonyabban lehet megvalósítani.
Súlyzós edzés hatására megnő a vénák kapacitása és a kapillárisok tágulása, ezek pedig nagyobb véráramot tesznek lehetővé. Némely hormonok és biokémiai tényezők kulcsfontosságú szerepet játszanak ebben a folyamatban. Ilyenek a VEGF (vascular endothelial growth factor / endothelialis növekedési faktor), NO2 (nitrogén dioxid) és IGF1.
VEGF
A VEGF edzés hatására keletkezik és megnöveli a myoglobin mennyiségét. Ez azért fontos, mert a myoglobin szállítja az oxigént az izomszövetbe, javítva annak oxigénellátását.
NO2 és izom-hiperanémia
Az NO2 az izomnövekedést azáltal befolyásolja, hogy direkt és indirekt hatással van a véráram növekedésére és számos más, az izomnövekedésben szerepet játszó tényezőre. A bőséges NO2 megnövekedett VEGF-et is eredményez.
A nitrogén oxid hírvivő molekula, amely befolyásolja az izomerőt, kontrollálja a test nátriumtartalmát és a testfolyadék homeosztázisát. A nitrogén oxid az egyik elsődleges tényező az izom-hiperanémia fenntartásában, tehát nemcsak a pumpáltságért felelős, de annak fenntartásáért is. Mivel a véráramban is megtalálható, így nemcsak az adott izomnál okoz vérbőséget, értágulást, hanem gyakorlatilag a teljes testben.
Edzés hatására testünk NO2 szintje emelkedik, ami tágítja az ereket és fokozza a glükózfelvételt. Az NO2 közvetlen hatással van a szatellit sejtek aktivitására is. A fokozott véráramlás hatására hatékonyabb a tápanyagok szállítása, amelyek így gyorsabban elérik célállomásukat és hozzájárulnak a növekedéshez.
IGF1
Az IGF1, azaz inzulinszerű növekedési faktor jól ismert az erősportokban. Szerepet játszik a szatellit sejtek aktiválásában is, ami az izom-hipertrófia alapja. A növekedési hormonhoz hasonló hatásokat produkál, befolyásolja a fehérjeszintézist. Egyszerre anabolikus és antikatabolikus hatású.
Az NO2 és az IGF1 nagyszerűen együttműködnek a szatellit sejtek aktiválásában, az izom regenerációjában és növekedésében. Kutatások szerint az IGF1 egy NO2-függő mechanizmus útján képes az izmok véráramának fokozására.
