​mTOR, entrenamiento de fuerza hipertrófico y timing de nutrientes

mTOR, entrenamiento de fuerza hipertrófico y timing de nutrientes

Jorge Roig (noviembre 2017)

El entrenamiento de la fuerza de tipo hipertrófico, asociado la ingestión suficiente de proteínas y aminoácidos, asegura no solo que el músculo crezca, también que el turnover proteico esté garantizado y en su debido equilibrio, de manera de sostener la masa muscular que se posee. Esta deseada renovación diaria de proteínas, así como el desarrollo del tejido muscular, son posibles por la actividad aumentada del complejo mTOR.
La proteína mencionada anteriormente tiene dos subunidades que ofrecen respuestas diferentes. Así, la señalización de la identificada como mTORC1 está asociada al aumento de la síntesis proteica. Ella es justamente la que es inhibida por el antibiótico rapamicina en su función anabólica, acción que le ha dado el nombre a la mTOR (Mammalian target of Rapamycin). La otra subunidad conocida como mTORC2 es insensible a la rapamicina.
Distintas caracterizaciones tienen ambas subunidades, como que están localizadas en diferentes compartimientos subcelulares, pero también que responden a estímulos distintos. La mTORC1, por caso, es sensible además a hormonas anabólicas como la insulina, así como al aminoácido leucina, especialmente y al entrenamiento de fuerza de tipo hipertrófico.
Varios aspectos son interesantes de tener en cuenta a la luz de las investigaciones actuales. Entre ellos, el que el suministro de aminoácidos (AA), sea por vía intravenosa como oral, incrementa la tasa de síntesis proteica después del ejercicio de fuerza (Borsheim E, Tipton KD, Wolf SE, Wolfe RR. Essential amino acids and muscle protein recovery from resistance exercise. American journal of physiology. Endocrinology and metabolism. 2002). Respecto de esto último es de destacar que justamente este momento del post ejercicio se ve como muy oportuno, debido a que es coincidente con la incrementada fosforilación de las proteínas dentro de la cascada de señalización de la mTOR por entrenamiento de fuerza (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 (Oxf) 2011). Y asociado a lo anterior, también por el aporte extra de leucina, lo que acaba por documentar una potenciada síntesis proteica (Dreyer HC, et al. Leucine-enriched essential amino acid and carbohydrate ingestion following resistance exercise enhances mTOR signaling and protein synthesis in human muscle. American journal of physiology. Endocrinology and metabolism. 2008).
Si bien hay evidencia que la activación de la mTOR se mantiene hasta 24hs luego del ejercicio de fuerza (Biolo G, et al. An abundant supply of amino acids enhances the metabolic effect of exercise on muscle protein. The American journal of physiology. 1997), algunas observaciones han dado luz a consideraciones nada despreciables y para tener en cuenta. Así y sobre ello, se ha observado que mTOR se desplaza al lisosoma, paso central para lograr la activación completa de la síntesis proteica, en presencia de AA en el post esfuerzo, Pero la ausencia de ellos da como resultado la disociación de mTOR de dicha organela, lo que hace que permanezca inactiva . En conjunto, estos estudios sugerirían que la vinculación de mTOR con el lisosoma es un evento fundamental para iniciar la síntesis de proteínas, ya que su aproximación a dicha organela se asocia a la desvinculación de dos proteínas de efecto inhibitorio de la síntesis proteica cuando están próximas. Ellas son la STC2 y la Rheb. Este proceso, aun no claramente comprendido pero del cual no obstante se ha conocido bastante, ha logrado dar evidencia de que la proteína AKT, de reconocida doble acción anabólica y sensibilizadora de los GLUT4, estimula la fosforilación de TSC2 conduciéndola a su inactivación (Manning BD, et al. Identification of the tuberous sclerosis complex-2 tumor suppressor gene product tuberin as a target of the phosphoinositide 3-kinase/akt pathway. Molecular cell. 2002), lo que a su vez posibilita la disociación de Rheb-TSC2, garantizando así el vínculo entre Rheb y mTOR (Tee AR, et al. Tuberous sclerosis complex gene products, Tuberin and Hamartin, control mTOR signaling by acting as a GTPase-activating protein complex toward Rheb. Current biology: CB. 2003). Al presente, al menos, las investigaciones sugerirían que la aproximación de mTOR con el lisosoma es un evento central para iniciar la síntesis de proteína celular, y este proceso acontece inmediatamente de finalizado el entrenamiento de fuerza.
En un muy reciente trabajo de julio del presente año, Song y colegas evaluaron el efecto que podría tener el consumo de proteínas y carbohidratos en el post ejercicio de fuerza, dentro de la hora posterior al mismo, especialmente asociado esto a la aproximación cuantitativa de la mTOR a la superficie de los lisosomas, con el objeto de interactuar con la proteína Rheb y estimular así la síntesis proteica. Interesantemente ellos verificaron que en sujetos que consumían proteínas y carbohidratos en el post entrenamiento de fuerza triplicaban la estimulación de la vía anabólica representada por la señalización de la proteína S6K1 al comparar un grupo control con el grupo alimentado a la hora posterior al entrenamiento. Interesantemente también observaron que la separación de TSC2 de Rheb, paso fundamental para que se inicie el anabolismo proteico, acontece luego de finalizado el entrenamiento de fuerza. Para afirmar aun más estos fenómenos, otro factor regulador positivo de la síntesis proteica, conocido como eIF3F, se lo observa fuertemente asociado a mTOR luego de entrenamiento de fuerza seguido por alimentación suministrada una hora después de la ingesta de nutrimentos, lo que sugiere que este factor es sensible a la nutrición posterior al ejercicio (Zong Z et al, Resistance exercise initiates mechanistic target of rapamycin (mTOR) translocation and protein complex co-localisation in human skeletal muscle, Sci Rep. 2017).
Al menos hasta el presente, varias cuestiones han sido vinculadas a la posibilidad de que acontezca la síntesis proteica luego de un entrenamiento específico de fuerza que busque una potenciada tasa metabólica. Así, la translocación de mTOR al hacia el lisosoma sería el evento de activación clave en respuesta al ejercicio para iniciar la señalización anabólica. También, que el consumo de un bolo de proteínas con carbohidratos mejoraría la respuesta sintética de proteína muscular, tal como o han documentado Moore y colegas (Moore DR, et al. Differential stimulation of myofibrillar and sarcoplasmic protein synthesis with protein ingestion at rest and after resistance exercise. The Journal of physiology. 2009). Y no poco importante acá, es que la localización próxima de mTOR y eIF3F ocurre rápidamente después del ejercicio, lo que concuerda con la respuesta al entrenamiento de fuerza para optimizar la captación de aminoácidos y la síntesis de proteína muscular al inicio de la recuperación frente al aporte de nutrimentos (Dreyer HC, et al. Resistance exercise increases AMPK activity and reduces 4E-BP1 phosphorylation and protein synthesis in human skeletal muscle. The Journal of physiology. 2006)Mientras tanto y quizás por una ambición protagónica, aun existen aquellos que siguen jugando al “me parece o yo creo”, amparados en los sesgos de información, viendo si le pueden hacer un tacle a la ciencia para ganar ese espacio que la biología no otorga por exceso ni por defecto. Solo por evidencia.