Muskelstoffwechsel ist ein allgemeiner Begriff, der verwendet wird, um die komplexen biochemischen Reaktionen zu beschreiben, die an der Muskelfunktion und -entwicklung beteiligt sind. Der Körper nimmt Nährstoffe auf, um Energie bereitzustellen, die von verschiedenen Körpersystemen abgebaut werden muss, um Zellen zu replizieren, Abfallstoffe zu entfernen, Infektionen zu bekämpfen und andere lebensnotwendige Prozesse durchzuführen. In Bezug auf die Muskeln müssen verschiedene Aminosäuren, Kohlenhydrate und Lipide entweder abgebaut werden, um sie als Energie zu nutzen, oder von den Muskelzellen hergestellt werden, um gesunde Muskelmasse aufzubauen. Zusammenfassend werden diese Prozesse als Muskelstoffwechsel bezeichnet.
Der Mensch hat drei verschiedene Arten von Muskelsystemen: Herz-, Glatt- und Skelettmuskeln. Jedes dieser Muskelsysteme dient einem anderen Zweck und hat daher leicht unterschiedliche Anforderungen an Funktion und Entwicklung. Diskussionen über den Muskelstoffwechsel beziehen sich jedoch am häufigsten auf das Skelettmuskelsystem. Skelettmuskeln sind an Knochen befestigt und für die Fortbewegung verantwortlich. Der Aufbau von Skelettmuskelmasse wird als Muskelanabolismus bezeichnet, während der Verlust von Muskelmasse als Muskelkatabolismus bezeichnet wird.
Um die Prozesse des Muskelstoffwechsels genauer zu verstehen, ist es zunächst notwendig, die allgemeinen Prinzipien des Stoffwechsels zu verstehen. Kurz gesagt, wenn ein Individuum Nahrung zu sich nimmt, verwendet der Körper eine Reihe von Enzymen, um Nahrung in verschiedene chemische Bestandteile zu zerlegen und sie durch Stoffwechselwege zu leiten. Diese Stoffwechselwege ähneln Autobahnen, die rohe chemische Komponenten zur weiteren Verarbeitung in jedes Körpersystem bringen. Sobald jedes System diese Rohchemikalien erhält, wählt es bestimmte Moleküle aus, die als Energie verwendet werden, während andere Moleküle verwendet werden, um neue Chemikalien oder neue Zellen zu erzeugen. Katabolismus bezieht sich auf den Abbau von Molekülen, um Energie freizusetzen, während sich Anabolismus auf die Verwendung von Molekülen als Bausteine bezieht.
Alle Muskeln, einschließlich Skelett-, Herz- und glatter Muskulatur, verwenden eine Form des Muskelstoffwechsels, um Energie freizusetzen, neue Muskelzellen zu bilden und Abfallstoffe oder Giftstoffe zu entfernen. Bei Skelettmuskeln variieren der spezifische Prozess und die in jedem Prozess verwendeten Biochemikalien. Welche Chemikalien verwendet werden und welche Schritte erforderlich sind, hängt von der Art der Muskelfaser ab und davon, ob die Muskelmasse zu- oder abnimmt.
Die Zunahme der Skelettmuskelmasse erfordert beispielsweise die Zugabe von mehr Muskelzellen, um jede Faser zu verdicken oder mehr Muskelfasern zu entwickeln. Um dies zu erreichen, müssen die einzelnen Muskelzellen durch körperliche Aktivität und verschiedene biochemische Reaktionen Myostatin abbauen und Zytokin erhöhen, die Hormone, die für die Regulierung des Muskelwachstums verantwortlich sind. Darüber hinaus werden Aminosäuren, Kohlenhydrate und Lipide zur Energiegewinnung und als Bausteine verwendet, um mehr Muskelzellen zu produzieren. Alternativ, wenn Myostatin zunimmt, Zytokin abnimmt oder wenn nicht genügend Kohlenhydrate, Aminosäuren oder Lipide vorhanden sind, funktioniert der Muskelstoffwechsel umgekehrt, um die Muskelfasern zu verdünnen oder zu reduzieren.