Homem fazendo agachamento com barra

Qual é a relação entre a força e o volume muscular?

O artigo explica, por exemplo, por que o levantador de força médio é 61% mais forte que o fisiculturista comum com o mesmo volume muscular.

Certamente você viu essa foto na academia: um cara musculoso fazendo agachamentos com uma barra de 200 libras, ofegando e fazendo um pequeno número de repetições. Então um cara com pernas muito menos massivas trabalha com a mesma barra, mas facilmente faz mais repetições.

Um padrão semelhante pode ser repetido no banco ou no suporte. Sim, e fomos ensinados no curso de biologia escolar: a força muscular depende da área da seção transversal (grosso modo – da espessura), mas a ciência mostra que essa é uma forte simplificação e esse não é o caso.

A área da seção transversal do músculo.

Como exemplo, veja como um sujeito de 85 kg pressiona 205 kg do peito:

No entanto, caras muito mais massivos não conseguem se aproximar de tais indicadores no supino.

Ou aqui está a aparência de um atleta de 17 anos, Jason Lopez, que pesa cerca de 77 kg e agacha com uma barra de 265 kg:

A resposta é simples: muitos outros fatores além do volume muscular afetam a força.

O homem médio pesa cerca de 80 kg. Se uma pessoa não é treinada, cerca de 40% do seu peso corporal é músculo esquelético ou cerca de 32 kg. Apesar do crescimento muscular ser muito dependente da genética, em média, um homem é capaz de aumentar sua massa muscular em 50% em 10 anos de treinamento, ou seja, adicionar mais 16 músculos aos seus 32 kg.

Provavelmente, 7-8 kg de músculo desse aumento serão adicionados ao primeiro ano de treinamento físico, outros 2-3 kg – pelos próximos dois anos e os 5-6 kg restantes – por 7-8 anos de treinamento físico. Esta é uma imagem típica do crescimento muscular. Com um aumento na massa muscular de cerca de 50%, a força muscular aumentará 2-4 vezes.

Grosso modo, se no primeiro dia de treinamento uma pessoa puder levantar um peso de 10 a 15 kg para o bíceps, então esse resultado poderá aumentar para 20 a 30 kg.

Com um agachamento: se na primeira sessão de treinamento você agachou com uma barra de 50 kg, esse peso pode crescer até 200 kg. Não se trata de dados científicos, apenas por exemplo – como os indicadores de energia podem crescer. 

Ao levantar o bíceps, a força pode aumentar em cerca de 2 vezes e o peso nos agachamentos – em 4 vezes. Mas, ao mesmo tempo, o volume muscular aumentou apenas 50%. Ou seja , acontece que, em comparação com o crescimento da massa, a força cresce 4-8 vezes mais.

Obviamente, a massa muscular é importante para a força, mas talvez não seja decisiva. Vamos examinar os principais fatores que afetam a força e a massa.

Fibras musculares

Como os estudos mostram: quanto maior o tamanho da fibra muscular, maior sua força.

Este gráfico mostra uma clara relação entre o tamanho das fibras musculares e sua força:

Como a força (escala vertical) depende do tamanho das fibras musculares (escala horizontal). Estudo:  De Gilliver, 2009 .

No entanto, se a força absoluta tende a crescer com um grande volume de fibras musculares, a força relativa (força em relação ao tamanho) – pelo contrário – diminui .

Vamos ver por que isso acontece.

Existe um indicador para determinar a força das fibras musculares em relação ao seu volume – “tensão específica” (nós a traduziremos como “força específica”). Para fazer isso, divida a força máxima pela área da seção transversal:

Fibras musculares: a força específica das fibras do fisiculturista é 62% menor que os levantadores

Portanto, o fato é que a força específica depende muito do tipo de fibras musculares .

No presente estudo,  os investigadores descobriram que  a força específica das fibras musculares dos profissionais bodybuilders por tanto como 62% menor do que a de levantadores profissionais .

Ou seja, relativamente falando, os músculos do levantador de força médio são 62% mais fortes que os músculos do fisiculturista comum com o mesmo volume.

Além disso, as fibras musculares dos fisiculturistas também são mais fracas em 41% do que as pessoas não treinadas, com base em sua área transversal. Ou seja, com base em um centímetro quadrado de espessura, os músculos dos fisiculturistas são mais fracos do que aqueles que não treinaram (mas, em geral, os fisiculturistas, é claro, são mais fortes devido ao volume total do músculo).

No presente estudo foram comparadas as diferentes fibras musculares e descobriram que a fibra muscular mais forte é de 3 vezes mais forte do que o mais fraco com a mesma espessura – é uma diferença muito grande. 

As fibras musculares crescem mais rapidamente na área transversal do que na força

Portanto, ambos os estudos mostraram que, com o aumento do tamanho das fibras musculares, sua força para espessura diminui . Ou seja , eles crescem em tamanho mais do que em força .

A dependência é a seguinte: ao dobrar a área da seção transversal de um músculo, sua força cresce apenas 41%, e não 2 vezes .

Nesse sentido, o diâmetro da fibra está melhor correlacionado com a força da fibra muscular , e não com a área transversal (faça essa correção nos livros didáticos de biologia da escola!)

No final, os cientistas reduziram todos os indicadores para esse cronograma:

Horizontal: um aumento na área transversal do músculo. A linha azul é o aumento do diâmetro, a linha vermelha é o aumento geral da força, a linha amarela é o aumento da força específica (quanta força aumenta com o aumento da área de seção transversal).

A conclusão que pode ser tirada: com o aumento do volume muscular, a força também cresce, no entanto, um aumento no tamanho do músculo (isto é, área da seção transversal) supera um aumento na força . Estes são indicadores médios coletados de vários estudos e, em alguns estudos, os dados variam.

Por exemplo,  neste estudo, durante 12 semanas de treinamento em indivíduos experimentais, a área transversal dos músculos aumentou em média 30%, mas a força específica não mudou (ou seja, lemos nas entrelinhas, a força também aumentou em cerca de 30%).

Os resultados deste estudo são semelhantes: a área transversal do músculo aumentou em 28-45% nos participantes após 12 semanas de treinamento, mas a força específica não mudou.

Por outro lado, esses dois estudos ( um e dois ) mostraram um aumento na força muscular específica na ausência de crescimento muscular em volume. Ou seja, a força aumentou, mas o volume não aumentou e, graças a essa combinação, verifica-se que a força específica aumentou.

Em todos esses quatro estudos, a força aumentou em comparação com o diâmetro muscular, mas em comparação com a área transversal, a força aumentou apenas se as fibras musculares não crescessem.

Então, vamos resumir o tópico importante com fibras musculares:

  • As pessoas são muito diferentes no número de fibras musculares de um tipo ou de outro . Lembre-se: a força específica das fibras musculares nos levantadores (treinadores de força) é, em média, 61% maior que os fisiculturistas (treinadores de volume). Grosso modo, com o mesmo músculo em volume, os músculos levantadores são, em média, mais fortes em 61%.
  • As fibras musculares mais fracas são 3 vezes mais fracas que as mais fortes . Seu número em cada pessoa é determinado geneticamente. Isso significa que, hipoteticamente, a diferença máxima possível na força muscular do mesmo volume é até 3 vezes diferente.
  • A força específica (força por centímetro quadrado da seção transversal) nem sempre aumenta com o treinamento . O fato é que a área transversal dos músculos cresce em média mais rápido que a força.

Local de fixação muscular

Um fator importante na força é como os músculos estão ligados aos ossos e ao comprimento dos membros. Como você se lembra do curso de física da escola, quanto maior a alavanca, mais fácil é levantar pesos.

Do ponto de vista dos músculos – quanto mais ele é preso da articulação, mais eficiente ele pode dobrá-lo.

Se você aplicar força no ponto A, precisará de muito mais força para levantar o mesmo peso em comparação com o ponto B.

Assim, quanto mais o músculo estiver conectado (e quanto menor o membro) – maior a alavanca e mais peso você poderá levantar. Isso explica em parte porque alguns caras razoavelmente magros conseguem levantar muito mais do que alguns especialmente volumosos.

Por exemplo, este estudo diz que a diferença de força, dependendo do local de fixação muscular na articulação do joelho em diferentes pessoas, é de 16 a 25%. Aqui está a sorte da genética.

Além disso, com o crescimento muscular em volume, o momento da força  aumenta: isso ocorre porque, com o crescimento muscular em volume, o “ângulo de ataque” muda um pouco e isso explica em parte o fato de que a força cresce mais rápido que o volume.

O mais importante é a conclusão: a última imagem, que demonstra como, com o aumento da espessura muscular (área da seção transversal), o ângulo de aplicação da força muda, o que significa que fica mais fácil mover a alavanca para músculos mais volumosos.

A capacidade do sistema nervoso de ativar mais fibras

Outro fator na força muscular, independentemente do volume, é a  capacidade do sistema nervoso central (sistema nervoso central) de ativar o maior número possível de fibras musculares para contrair (e relaxar as fibras são antagonistas).

Grosso modo, a capacidade de transmitir o sinal certo às fibras musculares da maneira mais eficiente possível é a tensão de algumas e o relaxamento de outras fibras. 

Você provavelmente já ouviu falar que na vida comum somos capazes de transmitir aos músculos apenas uma certa força normal, mas em um momento crítico a força pode crescer muitas vezes. Nesse local, geralmente são dados exemplos de como uma pessoa levanta um carro para salvar a vida de um ente querido (e existem, de fato, alguns exemplos).

No entanto, estudos científicos ainda não foram capazes de provar isso completamente.

Os cientistas compararam a força da contração muscular “voluntária” e, com a ajuda da estimulação elétrica, alcançaram ainda mais – 100% de tensão de todas as fibras musculares.

Como resultado, verificou-se que as contrações “voluntárias” representam cerca de 90-95% da força contrátil máxima possível alcançada pela eletroestimulação ( não está claro qual erro e efeito tais condições “estimulantes” tiveram nos músculos antagonistas, que precisam ser relaxados para obter mais força. força – aprox. Zozhnik ).

Os cientistas e o autor do texto concluem: é possível que algumas pessoas possam aumentar significativamente a força treinando a transmissão de sinais cerebrais aos músculos, mas a maioria das pessoas não é capaz de aumentar significativamente a força apenas melhorando a capacidade de ativar mais fibras.

Força muscular normalizada (MLG)

A força contrátil máxima do músculo depende do volume do músculo, cuja força consiste nas fibras musculares, na “arquitetura” do músculo, grosso modo, em todos os fatores que indicamos acima.

Segundo a pesquisa, o volume muscular é responsável por aproximadamente 50% da diferença de força entre pessoas diferentes.

Outros 10-20% da diferença de força são explicados por fatores “arquitetônicos”, como o local de fixação, o comprimento da fáscia.

Os demais fatores responsáveis ​​pelos 30-40% restantes da diferença de força não dependem do tamanho do músculo .

Para considerar esses fatores, é importante introduzir o conceito de força muscular normalizada (NSM) – essa é a força do músculo em comparação à sua área de seção transversal. Grosso modo, quão forte é um músculo comparado ao seu tamanho .

A maioria dos estudos (mas não todos ) mostra que o NSM cresce com o treinamento. Mas, ao mesmo tempo, como examinamos acima (na seção sobre gravidade específica), o crescimento do volume por si só não oferece essa oportunidade, o que significa que o crescimento da força é garantido não apenas pelo crescimento do volume, pela passagem aprimorada dos sinais musculares, mas por outros fatores (o mesmo responsáveis ​​pelos restantes 30-40% da diferença de força).

Quais são esses fatores?

Melhorando a qualidade do tecido conjuntivo

Um desses fatores é que, com o aumento da aptidão, a qualidade do tecido conjuntivo, que transfere o esforço dos músculos para os ossos, melhora . Com um aumento na qualidade do tecido conjuntivo, a maior parte do esforço é transferida para o esqueleto, o que significa que a força cresce com o mesmo volume (ou seja, a força normalizada cresce).

De acordo com o estudo, até 80% da força das fibras musculares é transmitida aos tecidos circundantes, que conectam as fibras musculares à fáscia usando várias proteínas importantes (endomísio, perimísio, epimísio e outras). Essa força é transmitida aos tendões, aumentando a força total transmitida dos músculos ao esqueleto.

No presente estudo , por exemplo, mostra-se que para exercer o HCM (força muscular em toda a área da secção transversal) foi 23% maior do que a potência específica das fibras musculares  (resistência das fibras musculares pela área da secção transversal das fibras).

E APÓS o treinamento, o NSM (força específica de todo o músculo) foi 36% maior (força específica das fibras musculares). Isso significa que a força de todo o músculo durante o treinamento cresce melhor que a força da soma de todas as fibras musculares .

Os cientistas atribuem isso ao crescimento do tecido conjuntivo, permitindo uma transmissão mais eficiente da força das fibras para os ossos.

Acima e abaixo, os tendões são mostrados esquematicamente – entre eles está a fibra muscular. Com o crescimento da aptidão (figura à direita), o tecido conjuntivo ao redor das fibras musculares também aumenta, o número e a qualidade das articulações, permitindo uma transferência mais eficiente do esforço da fibra muscular para os tendões.

A idéia de que, com o aumento da aptidão física, melhora a qualidade das fibras que transmitem a força (e a figura acima) é retirada de um estudo de 1989  e, até agora, é principalmente uma teoria.

No entanto, há um estudo de 2010 apoiando essa posição. No decorrer deste estudo, com indicadores inalterados das fibras musculares (força específica, força de pico), a força total de todo o músculo aumentou em média 17% (mas com uma ampla disseminação em pessoas diferentes: de 6% a 28%).

Antropometria como fator de força

Além de todos os fatores listados de força muscular, a antropometria geral do corpo também afeta a quantidade de força emitida e a eficiência com que essa força pode ser transmitida quando as articulações são dobradas (além disso, independentemente do momento de força das articulações individuais).

Veja o agachamento com barra, por exemplo. Situação hipotética: 2 pessoas igualmente treinadas, com músculos do mesmo tamanho e composição de fibras, identicamente ligados aos ossos. 

Se, ao mesmo tempo, o quadril de uma pessoa for 20% mais longo que o de uma pessoa B, então uma pessoa B hipoteticamente deverá se agachar com um peso de 20% a mais .

No entanto, na realidade, tudo não acontece muito, devido ao fato de que quando o comprimento dos ossos muda, o local da fixação muscular muda proporcionalmente.

Assim, se o quadril de uma pessoa é 20% mais longo, o local de fixação do músculo ao osso do quadril (tamanho da alavanca) também é proporcional – 20% a mais -, o que significa que o comprimento da coxa é compensado pelo ganho na fixação do músculo mais longe da articulação. Mas isso é uma média . Na realidade, os dados antropométricos, é claro, variam de pessoa para pessoa.

Por exemplo, há uma observação de que levantadores de força com uma canela mais longa e uma coxa mais curta tendem a agachar-se mais fortemente do que aqueles que têm uma coxa mais longa em relação à canela . Uma observação semelhante se aplica ao comprimento do ombro e ao supino do peito.

Independentemente de todos os outros fatores, a antropometria do corpo faz ajustes em vigor; no entanto, a medição desse fator é difícil, pois é difícil separá-lo dos outros.

Especificidade do treinamento

Você está ciente da especificidade do treinamento: o que você treina está melhorando. A ciência diz que a especificidade funciona em uma ampla gama de aspectos do treinamento. Uma parte significativa desse efeito funciona devido ao fato de o sistema nervoso aprender a fazer determinados movimentos com mais eficiência.

Aqui está um exemplo simples. Este  estudo é  frequentemente usado como exemplo para ilustrar o princípio da especificidade:

  • Grupo 1 treinado com um peso de 30% das 13:00  – 3 repetições por falha muscular.
  • O grupo 2 treinou com um peso de 80% das 13h – e fez apenas 1 repetição antes da insuficiência muscular.
  • O grupo 3 treinou com um peso de 80% das 13:00 – 3 repetições antes da falha muscular.

A maior melhora na força foi esperada pelo grupo 3 – treinamento com peso pesado e 3 séries de exercícios.

Porém, quando no final do estudo, entre todos os grupos, foi verificado o número máximo de repetições com peso de 30% da 13:00, o grupo que treinou com 30% da 13:00 apresentou o melhor resultado. Dessa forma, ao verificar o peso máximo para 13h, os resultados melhoraram melhor para quem treinou com 80% das 13h.

Outro detalhe interessante neste estudo: quando começaram a verificar como os resultados em força estática mudavam (não foram treinados em nenhum dos três grupos), os resultados no crescimento desse indicador foram os mesmos, uma vez que os três grupos não treinaram especificamente esse indicador de força.

Com o crescimento da experiência e o refinamento da tecnologia, um aumento na força está associado. Além disso, em exercícios complexos de múltiplas articulações, nos quais grandes grupos musculares estão envolvidos, o efeito do treinamento é maior do que nos músculos pequenos.

O autor deste texto melhorou o agachamento desde o início do treinamento 5 vezes, e o peso no tríceps aumentou apenas 2 vezes.

Este gráfico mostra como, com um aumento no número de repetições (escala horizontal), a proporção de erros no exercício diminui. Fonte:  Tanaka, 2009 .

A relação entre o crescimento da força e o volume muscular

Se você chegar a essas linhas, já sabe que a força dos músculos é afetada não apenas pelo tamanho (que são responsáveis ​​por apenas metade do aumento da força).

Nesse caso, seria interessante examinar estudos onde todos esses fatores estão resumidos e que, em última análise, respondem à pergunta: quanto crescimento muscular em volume dá crescimento em força? Surpreendentemente, existem muito poucos estudos desse tipo.

Para iniciantes, é interessante olhar para este estudo recente , onde os cientistas encontraram uma conexão muito fraca entre o aumento no volume do quadríceps e a força no leg press após 5-6 meses de treinamento (homens e mulheres não treinados de 19 a 78 anos) .

Aqui está a aparência dos resultados:

Cada ponto é o resultado de uma pessoa específica. Horizontal: crescimento da força muscular, vertical – crescimento do tamanho do músculo. Em média, ambos cresceram, mas a matemática mostra uma conexão fraca entre esses parâmetros.

Outro estudo de 9 semanas descobriu que a relação entre crescimento de volume e força muscular depende de como as medidas são tomadas. 

No entanto, com qualquer método de medição, este estudo também mostrou uma conexão muito fraca entre o crescimento da força muscular e o volume: de 2% a 24% do aumento da força muscular foi explicado por um aumento no volume.

Outro estudo mostrou uma relação após 12 semanas de treinamento – o crescimento muscular deu uma correlação de 23 a 27% com o crescimento da força.

O autor conseguiu encontrar apenas 2 estudos semelhantes com atletas experientes.

Em este estudo  envolveu pessoas que tinham pelo menos 6 meses de experiência em treinamento e que foram capazes de espremer a mama pelo menos postar seu peso. Após 12 semanas de treinamento e pesquisa, foi encontrada uma relação mais clara entre o aumento do volume muscular e sua força.

O aumento da massa muscular magra explicou 35% do aumento da força nos agachamentos com barra e 46% do aumento da força no supino.

O segundo estudo com atletas experientes levou um período de observação muito mais longo – 2 anos. E por um período tão longo, a correlação entre o crescimento da massa muscular e a força foi mais pronunciada: 48-77% do aumento da força em diferentes exercícios foi explicado por um aumento na massa muscular.

Verticalmente em todos os gráficos mostra% de aumento na massa muscular magra. Melhoria horizontal da força em vários exercícios.

Se você combinar os resultados de todos esses estudos em uma imagem, poderá identificar os seguintes padrões:

  • Entre pessoas não treinadas, o crescimento de massa e força se correlaciona fracamente.
  • Quanto mais pessoas treinadas se tornam, mais estável é a conexão entre crescimento em volume e força.
  • Para atletas de elite com vasta experiência, a correlação atinge 65-90%, ou seja, um aumento no volume muscular gera 65-90% do aumento na força. Dados:  Brechue e Abe .

Uma curiosa relação entre o peso dos campeões no levantamento de força (escala horizontal) e o peso recorde do projétil (escala vertical):

Fonte:  artigo de 1956 de Lietzke .

O autor também reduziu a relação entre o crescimento da força e a massa muscular de todos os estudos mencionados:

No início do treinamento, a força cresce mais rápido que o volume

Muitos estudos mostram que, nas primeiras 4-6 semanas, o aumento da massa muscular é próximo de zero, mas a força começa a aumentar desde o primeiro dia de treinamento .

Aqui está um gráfico visual deste estudo :

Preste atenção aos círculos pretos (força muscular) e triângulos (volume muscular). Horizontal: tempo em meses.

Como pode ser visto no gráfico, após os primeiros 2 meses de treinamento, o volume cresceu apenas 5% e a força – 15%. Mas, nos meses seguintes, o aumento da massa muscular e da força foram idênticos – ambos aumentaram cerca de 5% ao mês.

É o efeito do rápido crescimento da força e do fraco crescimento da massa nos primeiros 1-2 meses que explica por que a conexão entre o crescimento do volume e da força nos não treinados quase não foi observada nos estudos descritos acima.

O autor também conclui que a correlação entre ganho e força muscular para uma pessoa em particular pode ser rastreada mais claramente do que a mesma correlação para um grupo de pessoas . 

O ponto aqui é que muitos fatores multidirecionais atuam no aumento da força e há uma grande contribuição da genética. Para um grande grupo de pessoas (que são consideradas em pesquisas), a correlação é mais fraca que a de uma pessoa específica.

A menos que especificamente seus músculos com crescimento em peso de 5% mais forte em 10%, é provável que, se seus músculos se tornará ainda maior do que 5%, então a força de que você será adicionado, também, por cerca de 10%. Porque essa correlação é ideal para você.

Fontes:
Mens Health
Body Building
Muscle and Performance
Mens Journal
Coach Mag

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