Sarcomerogénesis ¿En qué quedamos?

Breve introducción

El entrenamiento excéntrico tiene beneficios para el desarrollo de la fuerza, potencia y velocidad (Douglas, 2017). Es capaz de mejorar algunas funciones mecánicas más que otras modalidades (por ej concéntrico e isométrico) (Franchi, 2017). A su vez, se han encontrado mayores longitudes fasciculares en aquellos programas de entrenamiento que han que han estimulado lo suficiente la fase excéntrica de un movimiento (Lieber, 1993; Presland, 2018). A esta adaptación se la ha vinculado a la protección muscular durante el subsiguiente daño muscular inducido por el ejercicio (EIMD) como así también a una reducción en el riesgo de lesión de la musculatura implicada, sin embargo, los mecanismos que están detrás de los cambios en la longitud fascicular aún no están claros.

Está comprobado que el ejercicio Curl Nordico para isquiotibiales (NHE) genera cambios en la longitud fascicular (Ribeiro Alvares, 2018). Sin embargo, los cambios macroscópicos y microscópicos que contribuyen al incremento en la longitud fascicular son poco entendidos. La principal hipótesis es que la acción excéntrica repetitiva genera una adición de sarcómeros en serie (sarcomerogénesis) en la fibra muscular y así permite reducir la probabilidad de un sobreestiramiento del músculo en la próxima carga excéntrica (Morgan, 2020).

En este sentido, el trabajo publicado por Pincheira (2022) y colaboradores valoró in vivo los cambios en la longitud del fascículo y del sarcómero en la porción larga del bíceps femoral (BFlh) en respuesta al entrenamiento excéntrico y así determinó si los cambios en la longitud fascicular estaban asociados a una modificación en los sarcómeros.

Para empezar..

En este estudio participaron 10 sujetos (7 hombres y 3 mujeres) sin experiencia en entrenamiento con NHE. El programa de entrenamiento tuvo una duración de 3 semanas, ya que estudios previos han demostrado que cortos períodos de tiempo son suficientes para generar cambios en la longitud fascicular del BFlh en sujetos no entrenados (Presland, 2018).Tal como se observa en la tabla 1, los sujetos realizaron un total de 9 entrenamientos durante 3 semanas.

Tabla 1. Entrenamiento con Curl Nordico (NHE). Variables de intervención (Pincheira, 2022)

Se recolectaron imágenes de fascículos y sarcómeros in vivo del BFlh en dos regiones (central y distal) utilizando micro-endoscopia y ultrasonido de 3D (Figura 1). Luego se estimó la longitud y número de sarcómeros, como así también la longitud de los fascículos pre y post entrenamiento excéntrico.

Figura 1. Se observa configuración experimental para analizar la porción larga del biceps femoral (BFlh) y la medición de sarcómero. (A) La región de exploración por ultrasonido está definida entre 40% y 80% de la distancia medida desde la tuberosidad isquiática a la parte superior de la rótula. Las estimaciones de la longitud de los sarcómeros se realizaron al 50% y 70% de la misma distancia. (B) Recopilación de imágenes de ultrasonografía 3D del BFlh. C) Un plano 2D extraído de la recopilación de imágenes. (D) Una imagen del BFlh extraída del plano 2D con la región central y distal indicadas por el cuadro de puntos. Un fascículo muscular se muestra por la línea continua amarilla definida con 6 puntos. La sonda de aguja para imágenes de sarcómero se muestra en los lugares de inserción (Pincheira, 2022).

Interacción Fascículo y Sarcómero

Luego de un programa de entrenamiento excéntrico (9 sesiones durante 3 semanas). Se vio un incremento en la longitud fascicular del BFlh (Figura 2). En este estudio, el incremento en la longitud fascicular se vio en la porción distal (y no en la región central) del músculo. En tanto el incremento en la longitud del sarcómero se dio en la porción distal del músculo.

Figura 2. Adaptaciones arquitectónicas de la porcion larga del bíceps femoral a nivel grupal. (A) Las longitudes de los fascículos, (B) las longitudes de los sarcómeros y (C) los números de los sarcómeros.Se distinguen los datos para la porcion central y distal del músculo pre y post entrenamiento . Cada color representa a un participante. Se utilizan líneas de puntos para denotar participantes femeninas. Se presenta el promedio de todos los participantes en negro. (Pincheira, 2022).

La valoración in vivo de la longitud del fascículo y del sarcómero permitió estimar el número de sarcómeros en serie por fascículo. Esto dio cuenta que no hubo una adición de sarcómeros en serie. Aparentemente este sería el primer estudio en mostrar que el entrenamiento excéntrico (3 semanas de NHE) no induce cambios vinculados a la adición de sarcómeros en serie en humanos.

Por otro lado, el incremento en la longitud del fascículo que se vio en este estudio y en otros (Presland, 2018) lo que podría ser consecuencia de cambios a nivel de los elementos no contráctiles.Por ejemplo, los componentes de la matriz extracelular relacionados a la compliancia de la fibra muscular (Tenascina C) y la transmisión de fuerza a los sarcomeros (Colageno XII) se adaptan rápidamente al entrenamiento excéntrico (Mackey, 2016). Otro argumento que intenta explicar el incremento en la longitud del sarcómero y el fascículo, podrían ser cambios a nivel del stiffness de la titina o la interacción de la titina con la actina posterior al entrenamiento excéntrico (Nishikawa, 2018).

Recientemente, se hizo una análisis de los descubrimientos de Pincheiera y col. en el que se plantea la posibilidad que el tiempo de entrenamiento empleado en este estudio no fue suficiente para observar sarcómerogénesis y que el incremento en la longitud del sarcómero podría preceder la adición de sarcómeros en serie (Herzog, 2022)

Por último, parece ser que hoy la evidencia pone en cuestionamiento un mecanismo adaptativo del incremento de la longitud fascicular concebido durante muchos años. Aparentemente la interacción fascículo-sarcómero es aún más compleja que la simple adición de sarcómeros en serie. Probablemente en este juego adaptativo, tengan algún tipo de rol otras estructuras tales como, la matriz extracelular, el tendón, y ciertos componentes no contráctiles del sarcómero.

Referencias

1. Behm, D. G., Granacher, U., Warneke, K., Aragão-Santos, J. C., Da Silva-Grigoletto, M. E., & Konrad, A. (2023). Minimalist Training: Is Lower Dosage or Intensity Resistance Training Effective to Improve Physical Fitness? A Narrative Review. Sports medicine (Auckland, N.Z.), 10.1007/s40279-023-01949-3. Advance online publication. https://doi.org/10.1007/s40279-023-01949-3

1. Douglas, J., Pearson, S., Ross, A., & McGuigan, M. (2017). Chronic Adaptations to Eccentric Training: A Systematic Review. Sports medicine (Auckland, N.Z.), 47(5), 917–941. https://doi.org/10.1007/s40279-016-0628-4

1. Franchi, M. V., Reeves, N. D., & Narici, M. V. (2017). Skeletal Muscle Remodeling in Response to Eccentric vs. Concentric Loading: Morphological, Molecular, and Metabolic Adaptations. Frontiers in physiology, 8, 447. https://doi.org/10.3389/fphys.2017.00447

1. Lieber, R. L., & Fridén, J. (1993). Muscle damage is not a function of muscle force but active muscle strain. Journal of applied physiology (Bethesda, Md. : 1985), 74(2), 520–526. https://doi.org/10.1152/jappl.1993.74.2.520

1. Presland, J. D., Timmins, R. G., Bourne, M. N., Williams, M. D., & Opar, D. A. (2018). The effect of Nordic hamstring exercise training volume on biceps femoris long head architectural adaptation. Scandinavian journal of medicine & science in sports, 28(7), 1775–1783. https://doi.org/10.1111/sms.13085

1. Ribeiro-Alvares, J. B., Marques, V. B., Vaz, M. A., & Baroni, B. M. (2018). Four Weeks of Nordic Hamstring Exercise Reduce Muscle Injury Risk Factors in Young Adults. Journal of strength and conditioning research, 32(5), 1254–1262. https://doi.org/10.1519/JSC.0000000000001975

1. Mackey, A. L., & Kjaer, M. (2017). Connective tissue regeneration in skeletal muscle after eccentric contraction-induced injury. Journal of applied physiology (Bethesda, Md. : 1985), 122(3), 533–540. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00577.2016

1. Nishikawa, K. C., Lindstedt, S. L., & LaStayo, P. C. (2018). Basic science and clinical use of eccentric contractions: History and uncertainties. Journal of sport and health science, 7(3), 265–274. https://doi.org/10.1016/j.jshs.2018.06.002

1. Herzog, W., & Fontana, H. B. (2022). Does eccentric exercise stimulate sarcomerogenesis?. Journal of sport and health science, 11(1), 40–42. https://doi.org/10.1016/j.jshs.2021.10.001