Prof. Jorge Luis Roig

Entrenamiento de fuerza e insuficiencia cardíaca

por Prof. Jorge Luis Roig | 4 de Sep de 2024 | Blogs

Cuando la fuerza muscular cuida al corazón enfermoSi algo ha sido combatido casi impiadosamente, es el entrenamiento de fuerza en los individuos que padecen alguna enfermedad cardiocirculatoria (PCC). Desde la hipertensión a la insuficiencia cardíaca, así como muchas otras que afectan al corazón, directa o indirectamente, han sido literalmente desplazadas de la lista donde el entrenamiento de fuerza tiene especial cabida. Sin embargo al presente la mirada de la ciencia no solo es diferente, también se podría decir que es opuesta, porque entrenar la masa muscular se observa como una prioridad, tal como seguidamente lo veremos.Para comenzar debe recordarse que la insuficiencia cardíaca (IC) es una enfermedad caracterizada por la incapacidad del corazón para cumplir satisfactoriamente su función, esto es, bombear la suficiente cantidad de sangre a todo el organismo y recibir del mismo lo necesario para cumplir el ciclo convenientemente. De esta manera, lo que él entrega está garantizado por lo que recibe, siempre y cuando esté realmente saludable.De manera de ir penetrando en el problema, se sabe que las personas que padecen IC presentan discapacidad física, lo que se aprecia ya en las limitaciones para realizar actividades de la vida diaria. Interesantemente, varios estudios han documentado que la musculatura esquelética se muestra con alteraciones que disminuyen no solo la capacidad de trabajo físico, también aumentan la morbi-mortalidad en estos pacientes (Strassburg S, Springer J, Anker SD. Muscle wasting in cardiac cachexia. Int J Biochem Cell Biol. 2005).Recientemente Toth y colaboradores han documentado que la fuerza, la velocidad y la potencia se encuentran disminuidas en personas que padecen IC (Toth MJ, Shaw AO, Miller MS, Vanburen P, Lewinter MM, Maughan D, Ades PA. Reduced knee extensor function in heart failure is not explained by inactivity. Int J Cardiol. 2010b). Y esto es todo un detalle, porque tener restringidas estas capacidades no hacen más que empeorar la problemática ya que cada vez hay menos aptitud para concretar satisfactoriamente incluso las cuestiones la vida diaria. Siendo así, mal puede pretenderse que algo mejore a nivel de aptitudes si el agotamiento temprano será un factor limitativo para intentar cualquier progreso por entrenamiento de los sistemas. De esta manera, y tal cual advierten muchos investigadores, las restricciones en la función contráctil del músculo esquelético en los pacientes con IC pueden contribuir a la discapacidad física y disminuir su calidad de vida (Ploutz-Snyder LL, et al. Functionally relevant thresholds of quadriceps femoris strength. J Gerontol. 2002).Entre las evidencias que han sido informadas recientemente, quizás las alteraciones en las proteínas contráctiles miofibrilares en los individuos que padecen IC estén entre las que menos se han destacado pero que merecen un espacio de exclusiva consideración, como se verá seguidamente. Así por caso, se ha observado la reducción de miosina y también disminución en la cinética de los puentes cruzados del complejo actina-miosina (Miller MS, et al. Chronic heart failure decreases cross-bridge kinetics in single skeletal muscle fibers from humans. J Physiol. 2010). Así, y tal como lo afirma Savage y su equipo, esta condición en quienes padece IC reduce obligadamente la aptitud del músculo en su capacidad para generar fuerza y potencia, todo lo cual impacta negativamente contribuyendo a la discapacidad física (Savage PD, et al. Effect of resistance training on physical disability in chronic heart failure. Med Sci Sports Exer. 2011). El mismo autor resalta incluso que el entrenamiento de fuerza en personas con IC genera una mejora de dicha capacidad y reduce la discapacidad física, algo que también antes había advertido Spruit y colegas (Spruit MA, et al. Effects of moderate-to-high intensity resistance training in patients with chronic heart failure. Heart. 2009).Otro punto de apoyo al entrenamiento de fuerza es que si bien numerosos estudios documentan la eficacia y la mejora cardiovascular asociada al ejercicio aeróbico en pacientes estables con IC sistólica, diversos trabajos advierten que el entrenamiento aeróbico por sí solo no puede abordar de manera óptima la pérdida de fuerza muscular, la disminución funcional a la cual esta merma conduce y, finalmente, la discapacidad progresiva que se produce (Volaklis KA, Tokmakidis SP. Resistance exercise training in patients with heart failure. Sports Med. 2005).Quizás los frenos que ha recibido la puesta en práctica de entrenamientos de fuerza muscular, se basen en la preocupación que existe en cuanto a que este modelo de ejercitación puede potenciar la remodelación ventricular izquierda y de esta manera empeorar el estado hemodinámico en pacientes con IC. Sin embargo las guías más recientes recomiendan ejercicios de fuerza como un modo de entrenamiento seguro y eficaz, potenciando los beneficios que el ejercicio aeróbico puede brindar (Williams MA, et al. American Heart Association Council on Clinical Cardiology; American Heart Association Council on Nutrition, Physical Activity, and Metabolism. Resistance exercise in individuals with and without cardiovascular disease: 2007 update: a scientific statement from the American Heart Association Council on Clinical Cardiology and Council on Nutrition, Physical Activity, and Metabolism. Circulation. 2007).Lamentablemente, y tal como lo señalan diversos autores (Chiarantini D, et al.; Card Fail. 2010; Afilalo J, et al. Am J Cardiol. 2009), el manejo de la IC tradicionalmente se enfocó más en reducir la progresión de la enfermedad que en estrategias para atenuar la discapacidad física y funcional. Ya esto también lo destaqué en un artículo reciente respecto de la Diabetes, donde se aprecia una tarea profesional desde la Medicina más direccionada a controlar la glucemia que el deterioro muscular grave de estos pacientes. Y este descuido también tiene sus implicancias negativas a nivel de la IC, porque no considerar las limitaciones físicas y funcionales que padecen los sujetos que la presentan afecta linealmente la independencia en estos, y con ello el impacto de la patología es aun mayor. Y no menos importante, tal como lo refiere Bergman y colegas, es tener presente que debido a que muchas tareas domésticas dependen esencialmente de la fuerza, evaluarla debidamente puede reflejar más exactamente la capacidad de realizar estas tareas rutinarias y luego actuar para mejorarla (Bergman H, et al. Frailty: an emerging research and clinical paradigm—issues and controversies. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2007). Y todo esto, además, porque existe una perturbación de vías hormonales específicas, incluyendo las que involucran al IGF-1 y al IGFB-5 (Proteína 5 de unión al factor de crecimiento similar a la insulina), que probablemente afectan al metabolismo muscular y también su regeneración. En este aspecto, y para tener una consideración muy especial, es sabido que en la IC crónica se observa una transformación de las isoformas de cadena pesada de miosina del músculo esquelético (MHC) de la forma MHC I (fibras contracción lenta) a la forma MHC IIa e IIb (x) (fibras contracción rápida). Este cambio para los pacientes con IC, donde se pasa a incrementar las fibras glucolíticas rápidas, conlleva un problema no menor, porque ello resultará en una disminución de la resistencia muscular y un incremento en la fatiga rápida generando mayor estrés físico y limitaciones en el rendimiento diario y, con ello, caída de la capacidad física general. Para reflexionar…

Mitocondrias en la degradación y formación de ácidos grasos

por Prof. Jorge Luis Roig | 4 de Sep de 2024 | Blogs

Mitocondrias en la degradación y formación de ácidos grasosDe estimulaciones e inhibiciones en simultáneo. Cuando se piensa “contranatura”, y se equivocan.Jorge Roig (septiembre 2017)La doble membrana mitocondrial es un desafío a vencer por varios solutos, mucho de los cuales logran el cometido por la colaboración de transportadores u otros mecanismos de lanzadera. Los ácidos grasos (AG) están entre los que pujan por entrar y varios de sus subproductos mitocondriales se encuentran entre aquellos que deben salir.Cuando de incluirse en la mitocondria (MIT) se trata, existen los denominados transportadores de carnitina/acilcarnitina (CACT) que son quienes aseguran que los AG lleguen al interior mitocondrial para que se concrete la beta-oxidación. Así, el gran propósito de los AG es formar citrato, por condensación de oxaloacetato con acetil-CoA, para que este garantice que el ciclo de Krebs concrete sus reacciones y se resintetice ATP. Considerar lo anterior es tan importante como comprender la realidad de la reacciones cuando los sistemas entran en funcionamiento, como veremos seguidamente. En primer lugar, es menester tener claramente comprendido lo que parece casi una obviedad advertir, como es el hecho de que las reacciones de síntesis y degradación utilizan caminos tan diferentes como opuestos a la hora de funcionar, de manera que se regulan en forma inversa y por ello si uno actúa, el otro se inhibe. De esta forma, si se instala un catabolismo de las grasas, la vía es en un sentido y las enzimas son específicas y tienen un mecanismo de acción diferenciado. En ese caso, los CACT están plenamente activos y, además las vías opuestas serán inhibidas. Para el caso puntual, si estas se encuentran participando en procesos degradativos, las antagónicas o anabólicas estarán limitadas en su tarea, como veremos. Así, el llamado transportador de citrato o CiC es quien participa en la síntesis de AG al aportar este metabolito al citoplasma pero, ante el catabolismo de las grasas, se desactiva, y la vía anabólica no funciona. Vale decir, los transportadores mitocondriales (MC) tienen la facultad de regularse mutuamente. De esta manera facilitan que la síntesis y la oxidación de ácidos grasos se concreten en diferentes momentos. Así entonces, cuando hay catabolismo se inhibe el anabolismo y si esté se está llevando a cabo, la degradación de AG se interrumpe. Inteligencia y lógica biológica, tan solo eso.Si se analizan en un sentido más básico los acontecimientos a partir de la MIT en su vínculo con las grasas, podemos ver que la organela participa claramente en dos fenómenos antagónicos en las reacciones que la involucra, y justamente por ello deben actuar separadamente, inhibiéndose uno cuando el otro actúa. Así, la formación de AG citosólico generado a partir de la MIT implica que el citrato allí creado, en un estado energético satisfactorio, reaccione inhibiendo a la PFK con lo que limita la glucólisis, activa a la acetil-CoA-Carboxilasa (ACC), y también se escinda luego en sus constituyentes, el oxalacetato y el acetil-CoA, reacción en la que participa la enzima citrato-liasa. De esta manera, los acetil-CoA surgidos se condensan por medio de la ACC dando lugar a la formación de malonil-CoA. Y este paso es el que parece que no ha quedado claro en varios profesionales. Porque el malonil-CoA no solo es el precursor de palmitato, una grasa de 16 carbonos, y por ello plenamente lipogénico en su función, sino que también es inhibidor de la enzima CPT1, presente en la membrana mitocondrial externa y limitadora del ingreso de los AG a la mitocondria, mostrándose por ello antilipolítico. Así entonces, la elevación de las concentraciones de citrato producen, directa o indirectamente lo siguiente:1) Inhibición de la PFK y con ello de la glucolisis (acción antiglucolítica extramitocondrial )2) Activación de la ACC (acción antilipolítica extramitocondrial)3) formación de malonil-CoA (acción lipogénica extramitocondrial)4) aporte de acetil-CoA para la formación de AG (acción lipogénica extramitocondrial)5) inhibición de la CPT1 (inhibición de la degradación de grasas intramitocondrial)Como se aprecia, la MT tiene la capacidad de degradar AG y también de formarlos, por lo que es una organela comprometida con la beta-oxidación (no con la lipólisis) y también con la lipogénesis. Y acá merece resaltarse esto último, o sea, que ella no está vinculada con la lipólisis, en ningún paso se involucra directa ni indirectamente. Solo lo está con los productos degradativos de la partición de un AG en el carbono beta, es decir, con la formación de acetil-CoA (proceso intramitocondrial) y la vinculación con este a nivel del oxalo-acetato en el interior de la MT para formar citrato a partir de la condensación de los dos metabolitos anteriormente mencionados. Este último proceso, como se ve, es totalmente intramitocondrial, mientras que la lipólisis es extramitocondrial y por ello, prescinde de la MT. Y si analizamos el paso de la formación de un ácido graso a nivel del citoplasma de la célula y teniendo como origen el citrato que sale de la referida organela, también vemos que el proceso es extramitocondrial. Así entonces, la lipogénesis a partir del citrato no compromete a la MT y la lipólisis tampoco la involucra. En todo caso, acepta intermediarios y libera precursores de las grasas. Y todo esto, además, estimulando una vía pero necesariamente inhibiendo la antagónica. Es imposible pensar, además, que se estimula la vía lipolítica y se frena la glucolítica, especialmente porque en todos los casos la tasa energética es ampliamente deferente, siendo la capacidad de resíntesis de ATP por la vía glucolítica mucho más elevada que la beta-oxidativa. Ello implica decir que la velocidad de resíntesis no solo será distinta, también acontecerá en fibras funcionalmente incomparables, porque la intensidad del esfuerzo genera reclutamientos específicos.Llegado aquí, merece considerarse también que no es un dato a despreciar la doble potencia inhibitoria, indirecta, que tiene la formación de citrato, dado que así como frena a la PFK, también limita la acción de la CPT1. De esta manera es fácil observar que la misma MIT utiliza una suerte de mensajero, el citrato, advirtiendo el estado energético de la célula. Cuando él comienza a formarse suficientemente y migra al citoplasma desde el interior mitocondrial, señal de elevada reserva energética, frena la glucólisis (vía limitación de la PFK) y también la beta-oxidación al limitar la incorporación de AG bloqueando la CPT1, como se señaló. En este estado al conocimiento actual, solamente la imaginación humana puede proponer funcionamientos bioquímicos y energéticos “contranatura”. Lo mismo se ha planteado al afirmar que las vías de la mTOR y la AMPK pueden actuar en simultáneo, y también en la misma línea de afirmaciones y sin fundamento que la biología avale, se ha llegado a afirmar la existencia de una glucólisis aeróbica y otra anaeróbica, de producción de ácido láctico y lactato como una misma cosa, y que el Método Intermitente adelgaza, fundamentándose en unas reacciones bioquímicas que la evidencia actual no muestra al respecto.

Mecanismos moleculares de la sarcopenia

por Prof. Jorge Luis Roig | 4 de Sep de 2024 | Blogs

Otro golpe fuerte de la Ciencia directo al conocimiento de los que no entiendenJorge Roig (septiembre 2017)La importancia del tejido muscular está siendo cada vez más destacada dado el protagonismo que tiene en la salud. De hecho, el estudio más relevante sobre la masa muscular se ha centrado en los últimos años en la comprensión de cómo se sostiene ella a partir del estudio de las proteínas que la conforman y, especialmente, de qué manera es posible mantener su proteostasis, esto es, el equilibrio entre los procesos de síntesis y degradación proteica. Está claro el objetivo más importante, sostenerla en el tiempo evitando su pérdida.Como bien se conoce, hay un turnover diario de proteínas de suerte que las que se pierden por diferentes causas, son repuestas (si se las ingiere y/o el sistema de síntesis funciona debidamente), de manera que no se entre en un desequilibrio negativo y por ello aconteciendo un catabolismo que supere a la síntesis de las mismas. Si lo anterior pasara, la pérdida de tejido sería inevitable y el destino final será la sarcopenia.Relativamente a esto último, es necesario comprender que la síntesis suficiente de proteínas no pasa tan solo por la ingesta de este macronutriente en la dieta diaria, sino también por la señalización de las correspondientes moléculas anabólicas. Así, al ingerir proteínas en la dieta hay una liberación de insulina, hormona anabólica que estimula la hipertrofia muscular al favorecer también la secreción de IGF-1, el que a su vez señaliza la vía PI3K-Akt-mTOR. Junto a esto, y de gran importancia, además se estimula la proliferación de células satélites, al tiempo que suprime la degradación de las mismas (Cassano M, et al. Cellular mechanisms and local progenitor activation to regulate skeletal muscle mass. J Muscle Res Cell Motil. 2009). Y aquí, la supresión de la degradación es de enorme consideración por lo que posteriormente se verá.Buscar las causas de la sarcopenia conduce a la consideración de varios aspectos a tener en cuenta, algunos de los cuales se expresan seguidamente. Por ejemplo, hay suficiente evidencia que el envejecimiento se asocia a la activación de una familia de proteínas de función catabólica, las calpaínas. Estas tienen capacidad para escindir las proteínas miofibrilares y de esa manera destruir sarcómeros. De hecho se conoce que en situaciones de ayuno y/o falta de energía, ellas se activan. Al presente hay un fuerte apoyo a que la degradación proteica presente en las personas de edad avanzada tiene su centro, especialmente, en la acción de las calpaínas, tal como lo describe McMullen y su equipo de investigación (McMullen CA, et al. Age-related changes of cell death pathways in rat extraocular muscle. Exp Gerontol. 2009)También el papel que tienen las células satélites en la salud muscular está siendo bastante estudiado en los últimos años. Ello porque hay evidencia que con el envejecimiento su número se reduce debido, probablemente, a una menor capacidad regenerativa de las mismas (Garcia-Prat L, et al. Functional dysregulation of stem cells during aging: a focus on skeletal muscle stem cells. FEBS J. 2013). Otra condición que se valora en su acción negativa sobre la fibra muscular, es la que refiere a las conocidas especies reactivas de oxígeno o ROS. Estas son normalmente producidas por diferentes enzimas, pero además, son el subproducto de la fosforilación oxidativa mitocondrial. En estado de normalidad, existe un control sobre la formación de estos ROS de manera de mantener a la célula en equilibrio gracias a varias enzimas antioxidantes. Pero estas se reducen con el avance de la edad, lo que acaba por romper la homeostasis. Llegado a este desequilibrio, propio del envejecimiento, se observa allí una alteración en la función mitocondrial, generando un impacto altamente negativo sobre las reacciones que acontecen en dicha organela.A pesar de conocerse que otras modificaciones locales también potencian los trastornos (inflamación crónica de bajo grado con elevadas cantidad de FNT e IL-6, por ejemplo), es muy importante señalar ahora lo que se da como de gran valor en cuanto a intervenciones cuando de situación de sarcopenia se trata.Entre las ejercitaciones capaces de generar cambios deseables en la fibra muscular, el entrenamiento de fuerza asociado a la ingesta de proteínas se ha documentado como un excelente recurso para mejorar tanto la masa muscular como la fuerza en sujetos sarcopénicos (Martone AM, et al. Treating sarcopenia in older and oldest old. Curr Pharm Des. 2015). En este aspecto, se acepta que esta modalidad de ejercicio logra las mejoras aumentando el área transversal de la fibra, incrementando la síntesis proteica a partir de la fuerte activación de la mTOR (Moore DR, et al. Resistance exercise enhances mTOR and MAPK signalling in human muscle over that seen at rest after bolus protein ingestion. Acta Physiol. 2011), así como el número de miofibrillas. Y no menos importante también,, es que se demostró que la fuerza induce IGF-1 y reprime la miostatina, todo lo cual conduce a la hipertrofia muscular. (Ruas JL, et al. A PGC-1a isoform induced by resistance training regulates skeletal muscle hypertrophy. Cell. 2012).Sobre esto último, varios trabajos de investigación en los últimos años se han expresado al respecto, muy especialmente entre los resultados que se observan cuando se asocia entrenamiento de fuerza e ingesta proteica en los adultos mayores. En este sentido, Martone y su equipo de trabajo (Martone AM, et al. Treating sarcopenia in older and oldest ol d. Curr Pharm Des. 2015) y también (Borst SE. Interventions for sarcopenia and muscle weakness in older people. Age Ageing. 2004), dieron evidencia que el entrenamiento de fuerza en combinación con una intervención nutricional proteica mejoraron significativamente la masa muscular y la fuerza en las personas mayores. Y en cuanto a cómo ello acontecía, Moore y colegas afirman que el entrenamiento de fuerza mejora la masa muscular y la capacidad de realizar fuerza, aumentando el área transversal de la fibra así como la síntesis de proteínas, lo que acontece mediante la activación de la vía mTOR (Moore DR, et al. Resistance exercise enhances mTOR and MAPK signalling in human muscle over that seen at rest after bolus protein ingestion. Acta Physiol. 2011). En línea con estos descubrimientos, también Atherton brinda un aporte sustancioso al documentar que el este tipo de ejercitaciones mejoran la masa muscular y la fuerza incrementando el área transversal de la fibra, asociándose a esto una acrecentada síntesis de proteínas mediante la activación de la vía mTOR (Atherton PJ, Smith K. Muscle protein synthesis in response to nutrition and exercise. J Physiol. 2012)Conocer cuál es la respuesta ante la estimulación de la mTOR, y cuál es la que se produce por activación de la AMPK frente a tipos bien definido de ejercicios, es la guía que genera la toma de decisiones a la hora de elegir actividades frente a la sarcopenia y/o ante lo que es mejor ofrecer al adulto mayor. El resto es improvisación, o seguir jugando a prueba y error con quien pierde masa muscular. Para Reflexionar…

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Entrenamiento de fuerza y perdida de grasa corporal. Cómo explica la ciencia lo que no puede acontecer

por Prof. Jorge Luis Roig | 28 de Ago de 2024 | Blogs

Es frecuente escuchar la afirmación de que hacer entrenamiento de fuerza (EF) genera pérdida de grasa en el sentido estricto del concepto “adelgazamiento”. Mucha gente por ello también acaba por entrenar esta capacidad, con ese propósito. Sin embargo, afirmar que genera pérdida de tejido adiposo impone al menos en buena medida ir contranatura desde la fisiología molecular y, no menos, conflictuar con la energética muscular. Seguidamente y en función a estos aspectos, se verán tópicos que hacen a lo que se conoce al presente sobre la utilización de macronutrientes energéticos cuando se realizan EF, con especial énfasis en territorios moleculares.En los últimos años ha tomado mucha fuerza el estudio de vías moleculares que documentan algunos fenómenos con bastante claridad y certeza. Así por caso, la AMPK y algunas de sus isoformas, como veremos, tienen un rol central en la metabolización de las grasas en el músculo y por ello merecen ser conocidas suficientemente.Entre las moléculas señalizadas por la AMPK, la PGC-1α está siendo muy estudiada por el impacto que tiene su activación a nivel muscular. Se sabe por ejemplo que esta señalización desencadena la biogénesis mitocondrial y la angiogénesis en esfuerzos submáximos, un descubrimiento de importancia por las implicancias que ello tiene tanto en aspectos del entrenamiento como de la salud. Sin embargo, esto que se ve como una respuesta propia de ejercicios de tipo endurance (EE), se manifiesta diferente con EF. A este respecto, a pesar de que en esta última forma de intervenciones hay también activación de la AMPK, las adaptaciones generadas en la fosforilación oxidativa con esta modalidad están sustancialmente silenciadas en comparación con el EE. En concreto, no hay adaptaciones en el territorio metabólico que compromete al sistema mitocondrial (Groennebaek T, Vissing K. Impact of resistance training on skeletal muscle mitochondrial biogenesis, content, and function. Front. Physiol. 2017).Uno de los descubrimientos que ha permitido echar luz sobre algunas contradicciones que surgen en ciertas investigaciones y se multiplican en los que la leemos, es haberse observado que entre las distintas isoformas que se encuentran en la PGC-1α, la PGC-1α1 y la PGC-1α4 funcionan con diferencias muy importantes dentro del tejido muscular, las que provocan respuestas muy disímiles. Esto implica advertir que no se puede sostener el concepto PGC-1α aislado y que el mismo sea aplicado indistintamente, por cuanto ciertas ejercitaciones señalizan PGC-1α1 y otros lo hacen sobre la PGC-1α4. Veamos algunas cuestiones sobre esto.El EE, por ejemplo, aumenta la expresión del gen PGC-1α1 promoviendo un fenotipo oxidativo (Agudelo LZ, et al. Skeletal muscle PGC-1α1 reroutes kynurenine metabolism to increase energy efficiency and fatigue-resistance. Nat. Commun. 2019). Sin embargo el EF aumenta la expresión del gen PGC-1α4, promoviendo la hipertrofia muscular (Ruas JL, et al. A PGC-1α isoform induced by resistance training regulates skeletal muscle hypertrophy. Cell. 2012). Una de las cuestiones que pareciera no tenerse en consideración es que el EF reclama un suministro rápido de ATP al músculo durante el esfuerzo y de la resíntesis del mismo. Desde esta premisa, esta reacción químico-energética no puede ser satisfecha por la fosforilación oxidativa, básicamente porque ella involucra múltiples pasos metabólicos donde están comprometidos el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones. Y en estas condiciones, además deberá haber una cantidad de oxígeno suficiente llegando a las mitocondrias para aceptar los H+ que se liberan en las reacciones. Ya había sido documentado que una sola sesión de EF aumenta la tasa de utilización de energía en el músculo esquelético a través de una mayor glucogenólisis y degradación de fosfágenos (Tesch PA, et al. Muscle metabolism during intense, heavy-resistance exercise. Eur. J. Appl Physiol. Occup. Physiol. 1986). Al respecto, y quizás como una fuerte evidencia de la participación de la glucólisis en estas formas de ejercitación, se sabe que el lactato plasmático se eleva rápidamente después de un EF agudo, tal y como lo documenta Rogatzki y colegas (Rogatzki MJ, et al. Lactate is always the end product of glycolysis. Front. Neurosci. 2015).Se mencionó anteriormente que la señalización de la PGC-1α4 estaba implicada en la hipertrofia muscular. En este punto, también se dio evidencia que el EF genera un incremento sustancial de dicha isoforma, pero no de la PGC-1α1 que como se dijo se activa con EE. Evidentemente y por lo expresado, las adaptaciones que se producen responderían al tipo de PGC-1α activada. En todo esto, merece también ser considerado el aporte de Robinson y su equipo de trabajo, quienes sostienen que mientras que PGC-1α1 estimula un fenotipo oxidativo, PGC-1α4 no se asocia con grandes incrementos en el metabolismo oxidativo (Robinson MM, et al. Enhanced protein translation underlies improved metabolic and physical adaptations to different exercise training modes in young and old humans. Cell Metab. 2017). Así siendo, es evidente que diferentes formas de ejercicios impulsarían procesos divergentes, provocando la expresión específica de la isoforma de la proteína PGC-1α en el músculo que trabaja. Resulta oportuno también destacar que el EF no aumenta los genes asociados al metabolismo de las grasas y la fosforilación oxidativa, algo sí observable con EE tipo HIIT, quien también se ha visto que incrementa las proteínas de la cadena transportadora de electrones.Hasta acá y por lo observado, al presente hay suficiente evidencia experimental que respalda la hipótesis de que PGC-1α4 es un regulador clave del suministro de energía a través de la glucólisis, siendo esta una vía metabólica totalmente independiente del oxígeno para proporcionar rápidamente ATP, garantizando así intensas contracciones musculares durante el EF (Hargreaves M, Spriet LL. Skeletal muscle energy metabolism during exercise. Nat. Metab. 2020). Se afirma además que la activación de la vía glucolítica ocurre al mismo tiempo que aumenta la expresión de la proteína PGC-1α4, pero esta sobreexpresión paralelamente no aumentó el consumo de oxígeno celular.En virtud a lo documentado, la PGC-1α4 estimula la vía glucolítica para satisfacer las necesidades de ATP durante el EF, y ello debido a la alta demanda de energía en función al tipo de contracción muscular enérgica que acontece en los EF. De esta manera, la fosfocreatina y la glucólisis satisfacen el ATP necesario mucho más rápido que la fosforilación oxidativa durante esta modalidad de esfuerzos.

El producto final de la glucólisis. Una lectura a revisar para salir de la confusión instalada

por Prof. Jorge Luis Roig | 28 de Ago de 2024 | Blogs

Hace ya 10 años publicaba un artículo en el cual cuestionaba los términos aeróbico y anaeróbico (Roig JL. Aeróbico-Anaeróbico. Dos términos para erradicar del vocabulario asociado al ejercicio. https://jorgeroig.info, 2012). Sin el ánimo acá de retornar sobre aquel análisis, sí lo haré en este artículo sobre el mismo macronutriente, la glucosa, pero esta vez poniendo un punto central bajo análisis, el que refiere al producto final glucolítico. Y es aquí donde los dos trabajos se aproximan, porque ambos involucran reacciones metabólicas cuyo producto final ha sido muy estudiado pero no debidamente interpretado.El punto central del análisis es el producto final glucolítico, ya que se ha afirmado que si había oxígeno la glucólisis terminaba en piruvato (PV) (o ácido pirúvico-AP-, según la fuente y el error instalado en ella) o bien en lactato-LA- (o ácido láctico -AL-para no pocos multiplicadores de la bioquímica energética del ejercicio).Con el propósito de aclarar que la responsable de la formación de LA (en verdad de ácido láctico para aquel momento de la investigación) era la privación de oxígeno (O2), una variable excelente para intentar echar algo de luz en las interpretaciones respecto de la glucólisis y su producto final es la presión parcial de oxígeno intracelular (PO2). Esta mostró una fosforilación oxidativa limitada de O2 a valores de ≈0,5 Torr, condición definida como disoxia (Connett R., et al. Defining hypoxia: a systems view of VO2, glycolysis, energetics, and intracellular PO2. J. Appl. Physiol. 1990). No pocos trabajos mostraron también una salida de LA en forma importante con valores de hasta 5 Torr, lo que evidentemente mostraba que allí había O2 suficiente y a pesar de ello el LA se generaba y salía del músculo.A inicios de este siglo, Brooks propuso que el LA se producía todo el tiempo en células y tejidos completamente oxigenados, independientemente de la PO2 que se midiera (Brooks G. A. Intra-and extra-cellular lactate shuttles. Med. Sci. Sports. Exerc. 2000).Otro punto de alto valor para interpretar el compuesto final glucolítico está representado por la acción de dos enzimas de esta reacción, la LDH y la PDH. La primera de estas lleva la reacción de PV a LT, en tanto que la segunda favorece la conversión de PV a acetil CoA, paso previo para el ingreso al ciclo de Krebs. Analizando la constante de equilibrio, que expresa la relación entre reactivos (PV) y productos (LA para el caso) de la reacción química, la misma está muy favorecida hacia el LA en un orden de (1,62 × 10 11 M −1 ) (Lambeth M. J., Kushmerick M. J.. A computational model for glycogenolysis in skeletal muscle. Ann. Biomed. Eng. 2002). Y esta es una observación central para comprender justamente por qué es siempre más rápida la formación de LA respecto de PV. Se puede simplificar lo expresado diciendo que la LDH es muchísimo más rápida para transformar el PV en LA de lo que lo es la PDH para formar acetil CoA. De acuerdo a lo anterior, es posible comprender que cada vez que la glucólisis está activa, sea cual fuere la PO2 celular, el LA se estará formando en una proporción mucho mayor que el PV. Y algo más para considerar es la cantidad que pueda producirse y acumularse de este metabolito, porque el incremento en la concentración de LA puede presentarse alterada por condiciones como la misma PO2, la tasa metabólica glucolítica, la cantidad y calidad de mitocondrias presentes, y la concentración local de transportadores de lactato (MCT), entre otros factores.Una cuestión que también ha llevado a la confusión en cuanto a la producción y concentración de LA es su destino al formarse, ya que este tiene la opción de salir de la célula muscular a la sangre pero también la de incorporarse a la mitocondria para oxidarse. De esta manera, podría pensarse equivocadamente que su producción es baja pero en verdad lo que pasa es su doble destino. Para ingresar a la mitocondria el LA se convierte en PV y luego seguirá las reacciones normales que involucran a este metabolito para resintetizar ATP en la referida organela. Y acá vale considerar además otro punto central, como es el de la cantidad de mitocondrias que el músculo posea. Y esto porque si la actividad glucolítica aumenta, aun con alta presencia de O2 , si la red mitocondrial celular es insuficiente para captar el PV que se va formando, el incremento de LA es una consecuencia inevitable sobre la de PV (Pellerin L., Magistretti P. J. Sweet sixteen for ANLS. J. Cereb. Blood Flow Metab. 32 2011).En síntesis de lo anterior, puede afirmarse que si la actividad de la LDH aumenta y/o la función mitocondrial disminuye de tal manera que se favorece la intensidad de la glucólisis sobre la oxidación, lo esperable será un desequilibrio entre la producción de LA y la oxidación de PV, lo que resultará en una elevación de la concentración de LA así como la de su salida a sangre y su notable aumento en esta.Es evidente, al estado actual del conocimiento, que el tema del incremento de la concentración de LA no necesariamente es un déficit de O2, porque el aumento en el pool mitocondrial ha documentado que para el mismo nivel de esfuerzo su valor final medido disminuye. Pero también, que la formación de este es siempre superior a la de PV toda vez que la enzima responsable de la reacción, la LDH, es mucho más rápida que la PDH y por ello se forma siempre más LA que PV. De esta manera, seguir argumentando que esfuerzos donde la intensidad de los mismos es igual o inferior al VO2max y por arriba del umbral de LA, zona definida antiguamente como de alto componente anaeróbico, no solo es un error desde la analítica metabólica energética en cuanto a lo que realmente acontece, también acaba por asociar entrenamientos a procesos que no se dan y por lo tanto los objetivos buscados no se compadecen con los deseables de conquistar.

Envejecimiento humano y lipotoxicidad muscular

por Prof. Jorge Luis Roig | 28 de Ago de 2024 | Blogs

El transito hacia la ancianidad implica, inexorablemente, el deterioro de prácticamente todos los sistemas corporales, lo que involucra necesariamente la reducción de las prestaciones biológicas normales de los órganos en lo que hace a sus funciones.Observando al músculo, es abundante la información que destaca que en las etapas finales de la vida es observable el deterioro tanto cuantitativo como cualitativo del mismo, fenómeno definido como sarcopenia (Goodpaster BH, et al. The loss of skeletal muscle strength, mass, and quality in older adults: the health, aging and body composition study. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2006).De reparar es que la pérdida de masa muscular por envejecimiento muestra en quien la padece un incremento en la adiposidad en todo el organismo, pero también en el mismo tejido muscular. Esta situación se asocia, como refiere Newman, de forma significativa e independiente con una disminución del rendimiento físico, pero también a un mayor riesgo de discapacidad, hospitalizaciones y mortalidad en personas de edad avanzada (Newman AB, et al. Strength and muscle quality in a well-functioning cohort of older adults: the Health, Aging and Body Composition study. J Am Geriatr Soc. 2003).Si bien es fácilmente verificable que se aprecia ese incremento de depósitos grasos en varias partes del cuerpo con el envejecimiento, también el aumento de grasa acontece en el músculo esquelético, como se dijo. Y en este punto, en los últimos años se viene analizando el impacto que podría tener esta acumulación de grasa sobre la función misma de la masa muscular.Como bien se conoce, existen básicamente dos tipos de fibras musculares, las llamadas lentas (ST), con un perfil metabólico definido como mixto por metabolizar tanto glucosa como ácidos grasos, y las rápidas (FT2), reconocidas también como glucolíticas en función a la utilización de glucosa como recurso energético primario. Esta particularidad de cada una está vinculada a las características contráctiles que poseen, siendo unas alcanzadas por disparos de motoneuronas lentas y las otras por las rápidas, garantizándoles así funciones específicas. En este punto es oportuno tener presente que el envejecimiento muestra la pérdida de las FT2, conservándose las ST (Zhang L, et al. Fiber type-specific immunostaining of the Na+, K+-ATPase subunit isoforms in skeletal muscle: age-associated differential changes. Biochim Biophys Acta. 2006).Respecto a la acumulación de lípidos en las fibras musculares durante el envejecimiento, hay evidencia que la mayor cantidad de grasas se concentra en las FT2, sosteniéndose que esto puede ser causado por la limitación de la maquinaria metabólica oxidativa que estas presentan, lo que no les permite lidiar con el exceso de lípidos que le invaden.El ciclo normal de la liberación de ácidos grasos (AG) desde un triglicérido (TG) involucra también a la lipogénesis por reesterificación de los referidos AG. Respecto de estos dos eventos, se advierte que cuando la hidrólisis de los TG prevalece sobre la neoformación del TG se produce una liberación neta de ácidos grasos libres (AGL), lo que puede provocar el almacenamiento ectópico de TG y ello generar la susceptibilidad al estrés por lípidos. Esta condición es potencialmente citotóxica provocando así la llamada lipotoxicidad (Tchkonia T, et al. Current views of the fat cell as an endocrine cell: lipotoxicity. In: Bray GA, Ryan DH, editors. Overweight and the metabolic syndrome. Boston: Springer US; 2006).Uno de los impactos menos deseados de la lipotoxicidad es cómo esta situación afecta en el envejecimiento. Al respecto, se sabe que los adipocitos tienen sus células progenitoras conocidas como preadipocitos. Estos tienen la capacidad de liberar proteínas que se unen a AG de manera que los mismos sean contenidos como TG. Este es un recurso de excelencia para evitar que queden libres y favorezcan así la lipotoxicidad (Sepe A, et al. Aging and regional differences in fat cell progenitors – a mini-review. Gerontology. 2011). Hoy se conoce que esta condición citotóxica afecta incluso a los preadipocitos, lo que fuerza a que ellos se renueven muy rápidamente y de por vida. Infelizmente el envejecimiento conlleva el agotamiento de estas células progenitoras, al tiempo que los adipocitos se vuelven cada vez más vulnerables a los efectos lipotóxicos de los ácidos grasos (Guo W, et al. Aging results in paradoxical susceptibility of fat cell progenitors to lipotoxicity. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2007). El resultado de estos fenómenos no solo conducen al estrés celular y por ello a su incapacidad metabólica, sino también a la señalización de citocinas proinflamatorias. De esta manera, estos procesos acaban por dar como resultado, junto al agotamiento de la reserva de progenitores de preadipocitos, un cambio a un estado proinflamatorio permanente (Cinti S, Mitchell G, Barbatelli G, Murano I, Ceresi E, Faloia E, et al. Adipocyte death defines macrophage localization and function in adipose tissue of obese mice and humans. J Lipid Res. 2005).Entre las alteraciones que pueden notarse en las fibras por la acumulación de grasas, se documenta un cambio en el modelo fibrilar que afecta incluso al tipo de contracción. Y ello porque la estructura de los sarcómeros puede mostrar alteraciones en las isoformas de proteínas del músculo esquelético, como la cadena pesada de miosina, en la troponina, α-actinina y desmina. Esto ha llegado incluso a observarse con una alimentación rica en grasas, lo que ha mostrado no solo un cambio del tipo FT2 glucolítico hacia el tipo ST sino también un transformación en la expresión de la isoforma de troponina T de rápida a lenta (Ciapaite J, et al. Fiber-type-specific sensitivities and phenotypic adaptations to dietary fat overload differentially impact fast- versus slow-twitch muscle contractile function in C57BL/6J mice. J Nutr Biochem. 2015).Hay evidencia también que la lipotoxicidad afecta la integridad estructural del sarcómero, la fibra misma y la unión neuromuscular, lo que resulta en una mayor rigidez muscular aumentando así la susceptibilidad a lesiones en las FT2, con una producción de fuerza deteriorada. Así y como consecuencia de la lipotoxicidad, se termina apreciando el deterioro de la integridad de las FT2 y sus sarcómeros. Esto, finalmente, contribuye a la disfunción y atrofia muscular que se observa con el envejecimiento.

Sarcopenia y género. Un proceso que se inicia mucho antes que en las etapas geriátricas.

por Prof. Jorge Luis Roig | 28 de Ago de 2024 | Blogs

La pérdida de masa muscular y fuerza, definida como sarcopenia, al presente está vista como una enfermedad reconocida en la Clasificación Internacional de Enfermedades (ICD-10: M62.84). También se la observa como un proceso de deterioro del músculo que se inicia en edades bastante más tempranas a la que se lo ha diagnosticado habitualmente, que normalmente ha sido en la vejez. Al respecto se expresan Cruz‐Jentoft y colegas, advirtiendo que la disminución de la masa muscular comienza a partir de los 40 años o incluso antes, afirmando además que su calidad funcional es un predictor importante de la mortalidad (Cruz‐Jentoft AJ, et al. Sarcopenia: revised European consensus on definition and diagnosis. Age Ageing 2019).Los criterios más comúnmente utilizados para definir la sarcopenia son la fuerza de agarre baja (low hand grip), la masa muscular reducida y la velocidad de marcha lenta, siendo todos estos fuertes predictores independientes de morbilidad y mortalidad no solo en la vejez sino también en poblaciones de mediana edad.Considerar en la actualidad como un problema de salud de relevancia a la sarcopenia aparece de importancia primaria, especialmente porque se aprecia un sensible aumento de las poblaciones que envejecen, lo que expresa una expectativa de vida aumentada. Pero esta situación incrementará el número de personas que corren un mayor riesgo de desarrollar enfermedades no transmisibles según la OMS (www.who.int/features/factfiles/ageing/en/World Health Organization, 2017).Una de las cuestiones de relevancia que merecen ser consideradas al analizar el concepto general de sarcopenia es tanto la gravedad que ella puede representar como la edad a la que comienza. De esta manera, se distingue en función a lo anterior entre una sarcopenia primaria relacionada con la edad y otra sarcopenia secundaria. La sarcopenia se diagnostica como primaria cuando no existen otras causas específicas, salvo el envejecimiento mismo. La sarcopenia secundaria ocurre sin otros factores, como malignidad o insuficiencia orgánica, que son evidentes más por el envejecimiento. La prevalencia de la sarcopenia secundaria se presenta en mucho mayor número de personas que la sarcopenia primaria, advirtiéndose que la nutrición y el ejercicio pueden ser los mejores recursos para combatirla.Características bien reconocidas de esta patología son la disfunción mitocondrial, la regresión neuromuscular, una producción insuficiente de hormonas anabólicas o una sensibilidad reducida a las mismas, anomalías en la diferenciación de las células satélite así como en la mantención de su cantidad, y la anorexia del envejecimiento (Narici M.V., Maffulli N. Sarcopenia: Characteristics, mechanisms and functional significance. Br. Med. Bull. 2010).La preservación de la masa muscular está determinada por el equilibrio entre la tasa de síntesis de proteínas y la proteólisis, siendo reguladores positivos del crecimiento muscular la hormona de crecimiento, el factor de crecimiento similar a la insulina 1 (IGF-1), la insulina y las hormonas sexuales (Romanick M, et al. Murine models of atrophy, cachexia, and sarcopenia in skeletal muscle. Biochim Biophys Acta 2013). Es para destacarse acá que los diferentes mecanismos que se disparan en la pérdida de masa muscular se manifiestan con la disminución del tamaño muscular, especialmente de las fibras tipo IIx y también con un cambio de fibras tipo II a tipo I (Wang Y, Pessin JE. Mechanisms for fiber-type specificity of skeletal muscle atrophy. Curr Opin Clin Nutr Metab Care 2013).En cuanto a la aptitud metabólica del músculo que envejece, se observa disfunción mitocondrial, infiltración de adipocitos, así como también alteración de las propiedades de las células satélite (reducción de su número y/o activación), especialmente en las fibras tipo II (Verdijk LB, et al. Satellite cell content is specifically reduced in type II skeletal muscle fibers in the elderly. Am J Physiol Endocrinol Metab 2007). Esto, finalmente, acaba por mostrar una capacidad regenerativa disminuida de los músculos envejecidos.Analizando la pérdida de masa muscular según el sexo, las mujeres experimentan una pérdida de la misma a edades más jóvenes, normalmente asociada también a una disminución importante de las hormonas sexuales, las que se definen como relevantes para el mantenimiento de los músculos. En este contexto, ellas podrían ser más susceptibles a experimentar sarcopenia a una edad temprana según lo manifiestan diversos investigadores. Pero también en este aspecto de análisis, los hombres tienen una mayor disminución de la masa músculo-esquelética con el avance de la edad (M. Tieland, et al. Skeletal muscle performance and ageing, Journal of cachexia sarcopenia and muscle, 2018). Para destacar en lo que a particularidades que se dan en el sexo femenino y que impacta en la masa muscular, es el advenimiento de la menopausia, caracterizada por varios cambios hormonales, especialmente a nivel estrogénico, ya que al inicio de la menopausia los niveles de estrógeno descienden hasta aproximadamente el 50% de los premenopáusicos (Burger H.G., et al. A review of hormonal changes during the menopausal transition: Focus on findings from the Melbourne Women’s Midlife Health Project. Hum. Reprod. Update. 2007). Todas estas alteraciones generan la pérdida de unidades motoras de tipo II, pero además de acumulación de triglicéridos intramusculares, fenómenos estos relacionados con el riesgo de sarcopenia (Messier V., et al. Menopause and sarcopenia: A potential role for sex hormones. Maturitas. 2011).Relativamente a lo anterior, un interesante trabajo de investigación cruzado aleatorizado, doble ciego, concretado por Sørensen y su equipo, dio evidencia de que la terapia de reemplazo hormonal en mujeres posmenopáusicas logró aumentar la masa muscular (Sørensen M.B., Rosenfalck A.M., Højgaard L., Ottesen B. Obesity and sarcopenia after menopause are reversed by sex hormone replacement therapy. Obes. Res. 2001).Sin dudas que considerar la sarcopenia merece mucho más que ceñirse a una etapa de la vida, esto es, en la geriátrica. Porque incluso el advenimiento se anticipa según el sexo que se considere, como se ha destacado en las mujeres, por una dependencia hormonal que tiene el sostenimiento de la debida masa muscular también en ellas, y ello aunque otras variables estén debidamente controladas.

Envejecimiento y sarcopenia. Una mirada especial a las mitocondrias en el deterioro muscular

por Prof. Jorge Luis Roig | 28 de Ago de 2024 | Blogs

El envejecimiento está asociado al deterioro de los tejidos y de diferentes sistemas del organismo, proceso que tiene sus implicancias también a nivel de la masa muscular. El avance de la edad impone, entre otras afectaciones, la reducción tanto del volumen como de la función del músculo, lo que acaba en una condición definida como sarcopenia.Observando la pérdida de la masa muscular a lo largo de la vida, el fenotipo sarcopénico muestra una reducción cuali-cuantitativa de la misma, la que se manifiesta con la reducción de un tipo fibrilar específico, una alteración en la producción y diferenciación de células satélite, un incremento en la acumulación de la grasa intramuscular y una limitación en el proceso de la síntesis proteica. Analizando las causas que generan este deterioro muscular tan perturbador, Lenk y colegas advierten que entre los factores que favorecen el desencadenamiento de la pérdida de músculo están las alteraciones en las mitocondrias, tanto en la estructura de ellas como en su función, pero también destacan el impacto de moléculas proinflamatorias, una activación de las vías proteolíticas, así como de las que favorecen la apoptosis (Lenk K, et al. Skeletal muscle wasting in cachexia and sarcopenia: molecular pathophysiology and impact of exercise training. J Cachexia Sarcopenia Muscle 2010).Analizando a las mitocondrias en el envejecimiento, se sabe que se presenta una biogénesis mitocondrial alterada así como una ineficiencia energética mitocondrial. También hay mitofagia y proceso de fisión aumentadas, contribuyendo ello a la debilidad muscular y atrofia. El envejecimiento del músculo y su rendimiento funcional disminuido encuentran razones en el deterioro mitocondrial que acontece en el tránsito hacia la vejez. Hechos como una velocidad de marcha más lenta, signo clínico reconocido como uno de los parámetros de la sarcopenia, se correlaciona con una alterado rendimiento mitocondrial (Coen PM, et al. Skeletal muscle mitochondrial energetics are associated with maximal aerobic capacity and walking speed in older adults. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2013) En estas condiciones es posible observar una reducción del ADN mitocondrial (mtDNA) así como del ARN mensajero (mARN), todo lo cual además se asocia a una disminución en la producción de ATP y al consumo de oxígeno reducido ( Johnson ML, et al. Skeletal muscle aging and the mitochondrion. Trends Endocrinol Metab 2013). En esta falla mucho tiene que ver la alteración a la baja que presentan los complejos I y IV de la cadena transportadora de electrones.Es conocido que además de las modificaciones funcionales que presentan las mitocondrias con el envejecimiento muscular, la densidad de ellas se reduce, por lo que no solo está afectado el rendimiento sino también el número de las mismas. Es oportuno destacar aquí que la disminución de la función mitocondrial resulta también de la inactividad física, siendo por ello que ejercitarse debidamente puede ser una manera de recuperar en parte esta cualidad.El ejercicio planificado en intensidad, volumen y dosis adecuadas está considerado como la herramienta más eficaz para atenuar tanto la pérdida de la masa muscular como la fuerza (Scott D, et al. The epidemiology of sarcopenia in community living older adults: what role does lifestyle play? J Cachexia Sarcopenia Muscle 2011). Los ejercicios han mostrado diversos beneficios, entre los cuales se hayan los que estimulan las vías que participan en el recambio mitocondrial. Así por ejemplo, hay evidencia de que aquellos que activan la PGC-1α incrementan tanto el contenido de las referidas organelas como su calidad funcional al modular la fusión/fisión mitocondrial y la mitofagia (Soriano FX, et al. Evidence for a mitochondrial regulatory pathway defined by peroxisome proliferator‐activated receptor‐gamma coactivator‐1alpha, estrogen‐related receptor‐alpha, and mitofusin Diabetes 2006). En este punto, es menester aclarar también que una isoforma de la PGC-1α, la PGC-1α 4 controla el deterioro de la masa muscular a través de la inducción de IGF1. De esta manera puede afirmarse que la PGC-1α está involucrada en la biogénesis mitocondrial a través de esta isoforma, y del mantenimiento y eventual crecimiento de la masa muscular por medio de la PGC-1α 4 (Ruas JL, et al. A PGC‐1alpha isoform induced by resistance training regulates skeletal muscle hypertrophy. Cell 2012).La acumulación de grasas a nivel muscular tiene efectos altamente perjudiciales para el rendimiento funcional de dicho tejido. Es conocido que ella se deposita ectópicamente cuando el depósito a nivel del adipocito alcanza su límite. Esto es, cuando se excede la capacidad de almacenamiento de triglicéridos en las células grasas los lípidos se ubicarán ectópicamente en el músculo esquelético, pero también lo hacen en los cardiocitos, en los hepatocitos y en las células beta pancreáticas. De esta manera, cuando se presenta la disfunción mitocondrial los ácidos grasos no podrán ser debidamente oxidados siendo el resultado su acumulación en diferentes estructuras.Se conoce además que la acumulación de lípidos en distintos órganos y tejidos, como lo que acontece en el músculo, puede causar efectos tóxicos como resistencia a la insulina y complicaciones cardiovasculares (Unger RH, et al., Lipid homeostasis, lipotoxicity and the metabolic syndrome. Biochim Biophys Acta 2010). La incapacidad manifiesta que produce esta llamada lipotoxicidad favorece la acumulación de grasa corporal, lo que finalmente puede mostrar una condición de obesidad. En esta situación se sabe que hay un desempeño deficiente de las mitocondrias en el tejido adiposo blanco, así como una longitud de los telómeros inversamente asociada con la obesidad, lo que finalmente expresa una reducida expectativa de vida (Lee M, et al., Inverse association between adiposity and telomere length: the Fels Longitudinal Study. Am J Hum Biol 2011). Además, y tal como lo expresa Pietilainen, el contenido mitocondrial se aprecia reducido en sujetos obesos (Pietilainen KH, et al. Global transcript profiles of fat in monozygotic twins discordant for BMI: pathways behind acquired obesity. PLoS Med 2008).Como se ha podido ver en esta apretada síntesis, una disminución en el contenido mitocondrial y en su alterada función juegan un papel importante en el envejecimiento del músculo esquelético, lo que necesariamente contribuye al desarrollo de sarcopenia, siendo su atención temprana por el ejercicio quizás la más eficaz de las propuestas terapéuticas no farmacológicas y con efectos altamente favorables sobre otros órganos y sistemas orgánicos.Para reflexionar…

Almacenamiento y vaciamiento del glucógeno muscular

por Prof. Jorge Luis Roig | 28 de Ago de 2024 | Blogs

Las reservas energéticas de glucosa (GCS) bajo la forma de glucógeno (GCG) en nuestro organismo tienen como principal propósito dos razones, el garantizar el funcionamiento de nuestro cerebro al aportarle permanentemente energía, y también darles a los músculos la posibilidad de que concreten las respuestas contráctiles a cualquier intensidad al que se los exija.Si bien es cierto que nuestro organismo puede valerse de otros recursos energéticos, la GCS ha dado evidencia suficiente de ser imprescindible para la vida. Prueba de ello son las vías metabólicas que la hacen neoformarse a partir de subproductos como el glicerol y aminoácidos, por ejemplo, frente a la escasés de nutrientes.El GCG muscular está constituido por partículas que se liberan como moléculas de GCS ,y cuyo único destino es degradarse en reacciones oxígeno-independientes en el sarcoplasma de la célula muscular. Se las llama a estas, incorrectamente a mi juicio, anaeróbicas (en oposición a aeróbicas). Al respecto he publicado dicho parecer hace ya una década (https://jorgeroig.info/publicaciones?q=aerobico-anaer%C3%B3bico).Un aspecto importante de considerar es que la velocidad de degradación del GCG depende directamente de la intensidad del esfuerzo. De esta manera, la caída de la reserva glucogénica no necesariamente depende de un volumen significativo de ejercicio, porque tan solo 10 repeticiones máximas de 30 segundos con pausa breve de recuperación puede generar vaciamiento glucogénico. En el otro extremo del rendimiento, un atleta que realiza sus entrenamientos con un muy alto volumen también experimentará una depleción de sus reservas glucogénicas musculares a pesar de haber estado su glucólisis concretándose en forma lenta.En lo que refiere al depósito del GCG en la célula muscular, este ocupa alrededor del 2% de la misma, en tanto que alcanza un 5% del de los hepatocitos (Guyton AC, Hall JE.. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology. New York: Saunders/Elsevier; 201). En lo que hace al tamaño de las partículas de GCG, las de los hepatocitos es 10 veces mayor al de las de la fibra muscular, sabiéndose también que cada una de estas partículas de GCG contiene 50 mil moléculas de GCS (Adeva-Andany MM, et al., Glycogen metabolism in humans. BBA Clin. 2016).Analizando la cantidad diaria que se debe consumir para poder concretar el llenado muscular de GCG, se estima que la ingesta está entre los 8 y 12g/kg peso corporal y por día (Burke LM, et al. Post-exercise muscle glycogen resynthesis in humans. J Appl Physiol. 2017).Considerar el gasto de ATP muscular en diferentes intensidades de ejercicio implica comprender que para ciertos esfuerzos este compuesto macroérgico deberá estar presente previo al mismo en cierta cantidad en el músculo. Pero también que una maquinaria metabólica de resíntesis debe reponerlo a medida que se va gastando. Para estos fines se produce la oxidación de los ácidos grasos que llegan por el torrente sanguíneo y desde las reservas de triglicéridos intramusculares, así como de la GCS suministrada también por la sangre y de las de glucógeno intramusculares.En este punto, la maquinaria de reposición debe responder satisfactoriamente, dado que cada célula muscular contiene aproximadamente mil millones de moléculas de ATP, las cuales se utilizan y resintetizan cada 2 minutos.Otra consideración especial es que en ejercicios muy exigentes, lo que refiere en verdad a la alta intensidad metabólica, la resíntesis de ATP puede aumentar 1000 veces para satisfacer las demandas (Meyer RA, et al. The metabolic systems: control of ATP synthesis in skeletal muscle. In: Farrell PA, Joyner MJ, Caiozzo VJ, ed. ACSM’s Advanced Exercise Physiology. 2nd ed.Philadelphia, PA: Wolters Kluwer; 2012).Un necesario aporte para la reflexión de los que defienden a ultranza ciertas formas de dietas restrictivas, especialmente la cetogénica, debiera ser la de conocerse que en esfuerzos superiores al 60 % del VO 2 máx., coincidente con el territorio del umbral de lactato en personas desentrenadas y del 75% VO 2 máx. para tal umbral en deportistas, se reclutan las fibras denominadas rápidas o glucolíticas, lo que incrementa la dependencia de la GCS como fuente de combustible predominante o único, tanto de la que proviene de la sangre como de la que se aporta desde el GCG muscular (Hawley JA, Leckey JJ. Carbohydrate dependence during prolonged, intense endurance exercise. Sports Med. 2015). Y para reafirmar en la misma línea de ciertas propuestas de dietas restrictivas como la mencionada, el requerimiento constante de glucosa del cerebro es el factor principal subyacente respecto de la cantidad de carbohidratos (CHO) recomendada de consumir, la que es de 130 g/día ( Institute of Medicine. Dietary carbohydrates, sugars and starches. In: Dietary Reference Intakes for Energy, Carbohydrates, Fiber, Fat, Fatty Acids, Cholesterol, Protein, and Amino Acids. Washington, DC: National Academies Press; 2005). No está en cuestión, por supuesto, que luego de algunos días el cerebro se adapta perfectamente al consumo energético de cuerpos cetónicos, pero los músculos no tienen adaptación a la carencia de GCS frente a las altas demandas energéticas en la unidad de tiempo. Consecuentemente el rendimiento a esos niveles de estrés contráctil sucumbe y cae el rendimiento.Aportando un poco más sobre lo imprescindible del aporte de CHO para las pruebas, está documentado que comenzar el ejercicio con amplias reservas de GCG muscular contribuye a mejorar el rendimiento. Y no menos importante es el hecho de que la restauración de los depósitos de GCG es esencial para la plena recuperación así como también para poder sostener la capacidad de ejercicio subsiguiente (Thomas TD, et al. Nutrition and athletic performance. Med Sci Sports Exerc. 2016).Otra información para tener en cuenta es que a pesar de que el tejido muscular es el mayor depósito de GCG del organismo (alrededor de 400g) y el hígado contener tan solo el 25% de lo presente en el músculo, el responsable de mantener la glucemia en un valor normal es el órgano citado, dado que en él está la enzima glucógeno fosforilasa responsable de defosforilar a la glucosa de manera de que pueda ser liberada a la sangre.Relativamente al GCG hepático, debe considerarse que cuando sus reservas se deprimen, como acontece cuando el músculo aumenta la captura de GCS sanguínea durante el ejercicio y el hígado no logra compensar, se desencadena una gluconeogénesis produciéndose con ello la formación de GCS a partir de aminoácidos y glicerol. Bajo esta situación el aporte de GCS exógena protege las reservas brindando así un doble resguardo de los depósitos glucogénicos, el hepático como se mencionó, pero también el contenido de este azúcar en las fibras musculares tipo II (De Bock K. et al., Fiber type-specific muscle glycogen sparing due to carbohyrate intake befor and during exercise. J Appl Physiol. 2007).Finalmente acá, pero a sabiendas que hay mucho para aportar respecto del GCG, es oportuno comentar que la reposición de CHO post ejercicio tiene 2 fases, una rápida que se extiende por un tiempo de entre 30 y 40 minutos y que no es dependiente de la insulina y una segunda, que sí depende de esta hormona, la que ocurre a un ritmo más lento. En esta parte, la suplementación periódica post ejercicio con CHO favorece la supercompensación de las reservas de GCG y que incluso puede mantenerse durante varios días si se siguen aportando cantidades crecientes de CHO en la alimentación.

Prof. Jorge Luis Roig

Entrenamiento de fuerza e insuficiencia cardíaca

Mitocondrias en la degradación y formación de ácidos grasos

Mecanismos moleculares de la sarcopenia

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El producto final de la glucólisis. Una lectura a revisar para salir de la confusión instalada

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