​Glutamina, leucina y arginina en su acción sobre la mTOR

Cuando la sinergia de 3 aminoácidos es mucho más que la de 1 en su protagonismo

Jorge Roig (mayo 2017)

La comprensión de los procesos que llevan a la hipertrofia de la célula muscular es una preocupación que invade tanto al mundo del entrenamiento deportivo como al de la salud. Y en ambos territorios dicha inquietud en conocer cómo acontecen los fenómenos aparece no solo frente a la necesidad de estimular el crecimiento de la masa muscular sino también cuando de evitar su pérdida se trata.

Es conocido que el crecimiento del músculo es el resultado de la integración de señales extracelulares con las intracelulares, lo que está regulado en la célula por el complejo mTOR, conociéndose al presente que, de diferente manera, tanto la glutamina (GTM), la arginina (AGN), como la leucina (LEU) participan de este proceso.

Para recordar es que el complejo mTOR está integrado por mTORC1 y mTORC2, siendo el primero el que se encuentra directamente asociado al crecimiento celular. Y en este punto, también merece ser considerado que ciertas patologías como la diabetes tipo 2 muestra a la mTORC1 en un estado de desregulación, lo que implica advertir entonces que su acción estará fuertemente limitada (Laplante M, Sabatini DM. MTOR signaling in growth control and disease. Cell. 2012).

Si sobre algo se ha avanzado bastante en la función anabólica de los aminoácidos, es en la tarea que algunos desarrollan al operar sobre la mTORC1. Así por ejemplo, la actuación anabólica de la LEU está bien establecida, y recientemente ha sido comprobado que también la AGN tiene esa tarea, la que acaba incluso por tener un efecto aditivo al suministrarse en forma simultánea con la LCN. Incluso ha sido documentado que la privación conjunta de LEU Y AGN también accionan con efecto agregado en la inhibición de la mTORC1. Pero además la integración de la GTM en este pack aminoacídico es fundamental porque ella es decisiva en el proceso de inclusión de la LEU a la célula, tal como lo documentan Nicklin y colaboradores (Nicklin P, et al. Bidirectional transport of amino acids regulates mTOR and autophagy. Cell. 2009).

Cuando se analiza el protagonismo de la GTM sobre la mTORC1, se admite que la particular sensibilidad que este complejo tiene a compuestos nitrogenados sea la razón de su preferencia respecto de la GTM, ya que se lo reconoce a este como un aminoácido (AA) de esas características.

Resulta de sumo provecho el haberse dado evidencia de que la caída en los niveles de GTM en la célula acaba por inactivar a la mTOR. Y esta información se debe analizar desde la aceptación de que el músculo esquelético representa el sitio de mayor concentración de GTM del cuerpo (Mittendorfer B, et al. Whole body and skeletal muscle glutamine metabolism in healthy subjects. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2001)

Respecto de lo anterior, hay que considerar acá que el tejido muscular necesita de la mTORC1 para desarrollarse (Ohanna M, et al. Atrophy of S6K1(-/-) skeletal muscle cells reveals distinct mTOR effectors for cell cycle and size control. Nat. Cell Biol. 2005), todo lo cual obliga a pensar el vínculo íntimo que existe entre las concentraciones iniciales de GTM, la mTORC1 y el crecimiento del tejido muscular a la hora de buscar la hipertrofia del referido tejido. Y de igual manera a detenerse en estos fenómenos al momento de elaborar estrategias para evitar perderlo.

La afirmación surgente de diferentes investigaciones respecto a que la GTM es limitante de la velocidad de activación de la mTORC1 por parte de los aminoácidos esenciales (EAA) y por factores de crecimiento, es toda una revelación que merece ser analizada detenidamente. Y esto muy especialmente porque desde ciertas patologías graves puede observarse cómo las células tumorales, por ejemplo, consumen altas cantidades de GTM llevando a las personas al padecimiento de caquexia, estado en el cual se presenta la forma más grave de sarcopenia. Así, es posible imaginar un fuerte vínculo entre la reducción de los niveles de GTM y la limitación en la hipertrofia, pero también en el favorecimiento de un estado muscular atrófico en distintas condiciones. De esta manera, la mTORC1 se ve como un importante regulador del tamaño del miocito y, finalmente, de la masa muscular toda, y ello viéndose tanto en estados normales como en sujetos padecientes de enfermedades (Shaw RJ, Cantley LC. Ras, PI(3)K and mTOR signalling controls tumour cell growth. Nature. 2006); (Ohanna M, et al. Atrophy of S6K1(-/-) skeletal muscle cells reveals distinct mTOR effectors for cell cycle and size control. Nat. Cell Biol. 2005). De esta manera, la actividad del referido complejo bien puede depender de las concentraciones intra y extracelulares de GTM, las que obedecerán al control que de la misma se tenga en un momento dado. Porque es bien conocido que ciertas magnitudes de esfuerzo provocan enormes pérdidas de la GLT endógena, y si ella aparece finalmente deprimida, su impacto sobre la mTORC1 estará definitivamente limitado, lo que afectará al proceso de resíntesis proteica que depende de la referida proteína quinasa y, con ello, la recuperación del esfuerzo pero también del tejido muscular.

Es sabido que un requisito previo para que las hormonas puedan actuar sobre la mTORC1 tiene que ver con el establecimiento de un ambiente fuertemente aminoacídico en el interior celular. Así, y de haber suficientes AA en el interior celular, el complejo mTORC1 se activará ante la correspondiente señalización hormonal o por factores anabólicos, lo que no acontecerá si los AA no están presentes en cantidad suficiente. Y en esta particular condición, la AGN ha sido también observada como un AA de singular protagonismo en la activación del complejo mTORC1 (Wang S, et al. Lysosomal amino acid transporter SLC38A9 signals arginine sufficiency to mTORC1. Science. 2015).

Respecto a lo anterior, hay evidencia que a pesar de que la AGN sola no tiene un efecto sobre la mTORC1, su asociación a la LEU y a la GTM acaba por representar al conjunto de AA como los principales contribuyentes a la activación ácido-dependiente del complejo (Carrol B, et al. Control of TSC2-Rheb signaling axis by arginine regulates mTORC1 activity, eLIFE 2016)

De lo expuesto, al menos es posible asegurar que la hipertrofia del músculo, así como la limitación en su involución como tejido, depende de que ciertos aminoácidos estén presentes. De ellos depende linealmente la activación del complejo mTORC1. Y justo acá, merece reconocerse, que la vía de señalización del complejo mTORC1 acaba por afectar favorablemente la síntesis de proteínas ligadas al sarcómero, y no justamente a las de la AMPK. De esta manera, también tendrá que garantizarse que aun estando el ambiente aminoacídico optimizado, no menos cierto es que solo el entrenamiento de fuerza es capaz de satisfacer la respuesta anabólica que garantice el crecimiento del músculo, porque la contracción muscular enérgica es también activadora del complejo referido.

Y de esto no hay conocimientos encontrados, porque vasta ver a los fondistas y los halterofilistas y las diferencias ni siquiera merecen comentarios. El modelo de entrenamiento habla por ellos.