NUTRICION Y RESPUESTA MOLECULAR AL ENTRENAMIENTO DE FUERZA

Spor| Sc|erce Ec|are (2014} \o|. 27, |o. 123, 141PUNTOS CLAVELas ganancias en fuerza y masa muscular pueden mejorarse al optimizar la nutricin.Tanto el entrenamiento de fuerza como ingerir una comida rica en aminocidos resulta en un aumento en la sntesis de protenas.El incremento en la sntesis de protenas en ambos casos depende de una protein-cinasa llamada el objetivo de rapamicina en clulas de mamfero (mTOR, por sus siglas en ingls).El entrenamiento de fuerza y el consumo de aminocidos (comer) activan mTOR en diferentes formas. Como resultado, cuando ambos se llevan a cabo juntos, los efectos se suman y resultan en un efecto mayor que el entrenamiento de fuerza o el consumo de aminocidos por s solos.Las protenas que resultan en un rpido y prolongado (~1 hora) incremento del aminocido leucina en la sangre llevan al mximo la activacin de mTOR y el aumento en la sntesis de protena muscular y de la fuerza.Se presenta una estrategia nutricional sencilla que puede usarse para llevar al mximo la respuesta de adaptacin al entrenamiento de fuerza.INTRODUCCINPor miles de aos, hemos entendido el principio bsico de sobrecargar al msculo para incrementar la fuerza. El primer ejemplo de este principio fueMilodeCroton.MiloeraungranjeroyunluchadorOlmpico.Al iniciodecadaciclodeentrenamientoolmpico,elegaunbecerrode sumanadayrealizabasusejerciciosmatutinosconelbecerrosobre sus hombros. As mientras el becerro creca, la fuerza de Milo tambin iba en aumento. Cuando los Juegos Olmpicos llegaban, se deca que cargaba al toro ya completamente desarrollado sobre sus hombros al estadio, lo lanzaba al suelo y se lo coma. Esta fbula es una ilustracin de que lo que ahora conocemos ha cambiado muy poco en 2500 aos: para aumentar la fuerza necesitamos realizar ejercicio de fuerza y luego consumir protena de alta calidad. A los largo de los ltimos 2000 aos, se ha realizado una gran cantidad de progreso en el entendimiento de cmo el entrenamiento de fuerza y la nutricin trabajan juntos para incrementar la masa muscular y la fuerza. EsteartculodeSportsScienceExchangerevisaresainformacine ilustrar cmo utilizarla para mejorar la adaptacin al entrenamiento.RESPUESTA MOLECULAR AL ENTRENAMIENTOEncadamodelocientficodehipertrofiamuscular,desderatonesaratas, conejos, pollos y, finalmente a humanos, la primera respuesta a una sesin de entrenamiento de fuerza es un incremento en la sntesis de protena. Si el incremento en la sntesis de protena es mayor que el incremento en la degradacin muscular, el msculo se har ms grande y fuerte con el tiempo.Durantelaltimadcada,losfisilogosmolecularesdelejerciciohan demostrado que el regulador individual ms importante de este incremento inducidoporelentrenamientoenlasntesisdeprotenamuscularesel objetivo de rapamicina en clulas de mamferos, o mTOR. Si se da a los seres humanos el inmunosupresor de la rapamicina (bloquea mTOR) antes de realizar su entrenamiento de fuerza, no hay un aumento en la sntesis deprotena(Drummondetal.,2009).EstodemuestraquemTORes necesario para el aumento en la sntesis de protena muscular despus del ejercicio de fuerza. En apoyo a la importancia de mTOR, la fosforilacin de la protena S6K (un marcador de la actividad de mTOR) 30 minutos despus del entrenamiento de fuerza es el mejor predictor del aumento de la masa muscular y de la fuerza que un atleta lograr (Figura 1, Terzis et al ., 2008). A pesar de que detrs del crecimiento muscular hay ms que la activacin de mTOR, los entrenadores y atletas deben estar tratando de aumentar la actividad de mTOR tanto como sea posible.SilaactivacindemTOResunaclaveparaaumentarlafuerza, entonces el conocimiento de cmo activar al mximo esta enzima es importante para optimizar nuestro entrenamiento. Para ello, entender qu activa o desactiva a mTOR es primordial, y a partir de una serie de excelentes estudios cientficos, esto se est volviendo ms claro.!"#$%&%'! ) *+ $,-.",-#+ /0*,&"*+$ +* ,!#$,!+/%,!#0 1, 2",$3+ Keith Baar | Depar tamento de Fisiologa y Biologa de la Membrana | Universidad de California Davis (CA) | Estados Unidos de Amrica$$E #123 42001 03 05 06 0Aumento en S6KThr389 (AU)Aumento en 1 RM en sentadilla (%)40 20531r=0.84Figura1.LarelacinentrelaactividaddemTORylasgananciasenfuerza.Laactividad demTOR(medidaaldeterminarlafosforilacinThr389deS6K)30minutosdespusdel entrenamiento de fuerza est directamente relacionado con el incremento en la fuerza en sentadilla despus de 14 semanas de entrenamiento. Esto sugiere que la actividad de mTOR juega un papel en el crecimiento muscular. Adaptado de (Terzis, et al., 2008). Spor| Sc|erce Ec|are (2014} \o|. 27, |o. 123, 142Alprincipio,secreaquelanicamaneradeaumentarlaactividad demTOReraatravsdefactoresdecrecimientocomoelfactorde crecimientoinsulnicotipo1(IGF-1).Dosresultadosapoyaronesto:1) tanto la insulina como el IGF-1 aumentaron la actividad de mTOR y esto result en un aumento en la sntesis de protenas (Coleman et al, 1995), y 2) despus del ejercicio de fuerza hubo un aumento en la produccin de IGF-1 en el msculo (McKoy et al., 1999). A partir de estos datos, se crea que el ejercicio de fuerza aumentaba la produccin de IGF-1 y esto conduca al aumento de la sntesis de protenas. Ahora sabemos que esto era incorrecto y que mTOR se activa directamente por la carga mecnica sobreelmsculoyqueelIGF-1juegaunpapelmuypequeoenel incremento en la masa muscular inducido por la carga (Philp et al., 2011).Perolacargaenunmsculonoeslanicacosaqueconduceala activacindemTOR.Aunqueesciertoquemientrasmspesadasea lacargaqueunapersonalevanta,mayorserlaactivacindemTOR (BaaryEsser,1999;.Terzisetal,2010),ahorasehaceevidenteque hay algo ms. Cuando se levanta un peso ms ligero y el flujo de sangre al msculo est restringido (Fujita et al., 2007) o se levanta cualquier peso hasta la falla muscular (Mitchell et al., 2012), la actividad de mTOR y la sntesis de protenas se activan. Por lo tanto, ahora se cree que la actividad de mTOR se aumenta al mximo por los ejercicios de fuerza realizados al fallo muscular. Hay dos tipos de fallos en el entrenamiento defuerza.Elfallopositivo,cuandounatletayanopuedelevantarun peso,yelfallonegativo,cuandoelentrenadorlevantaelpesoporel atleta para que l lo baje y ya no pueden frenar el peso mientras baja.NUTRICIN PARA LLEVAR EL ENTRENAMIENTO AL MXIMOPero el aumento de la actividad de mTOR levantando pesos pesados no es suficiente. Si un atleta entrena en un estado de ayuno, el aumento en la actividad de mTOR y en la sntesis de protenas no es ptima. De hecho, en estado de ayuno, el balance de protena (sntesis de protena menosladegradacindeprotena)permanecenegativodespusdel entrenamiento(Figura2).ConelfindeactivaralmximoamTORy a la sntesis de protenas y llevar al msculo a un balance positivo de protenas no slo necesitamos la activacin mecnica, sino tambin el consumo de aminocidos.Los aminocidos sirven para dos propsitos en el msculo. El primero es para suministrar los bloques necesarios para sintetizar nuevas protenas yelsegundoesparaproporcionarundisparadordesealizacinque activa mTOR. Apesardequetodoslosaminocidossonnecesariosparasintetizar nuevasprotenas,slounaesnecesarioparaactivarmTOR.Este aminocidonicoeselaminocidodecadenaramificadaleucina. Laraznporlaquelaleucinaestanimportanteesquelasclulas muscularescontienenunsensorparadetectarlosnivelesdeleucina. Este sensor de aminocidos activa mTOR a travs de una coleccin de protenas de transporte llamadas las protenas Rag, las cuales llevan a mTOR junto con su activador Rheb. Por lo tanto, cuando la leucina entra en las clulas musculares, activa a las protenas Rag y traslada mTOR a Rheb, y esto a su vez activa mTOR, aumenta la sntesis de protenas y hace msculos ms grandes y fuertes.VSilaleucinajuegaunpapelimportanteenlaactivacindemTOR, entonces nutricionalmente es importante entender cmo diferentes fuentesdeprotenasafectanlacantidaddeleucinaentregadaal msculo.UntrabajodellaboratoriodeStuartPhillips( Tangetal., 2009) ha demostrado que se libera ms leucina en la sangre y que laconcentracindeleucinasemantienemsaltaporunperodo de tiempo ms largo cuando un atleta consume suero de leche en comparacin con soya o casena (Figura 3). Comoseesperaraapartirdeloquesehadiscutidohastaahora, losnivelesmselevadosdeleucinaresultaronenunaumento significativamentemayorenlasntesisdeprotenamusculartanto en reposo como despus del ejercicio de fuerza (Figura 4). Aun ms importante, los investigadores dieron seguimiento a estos individuos a lo largo del entrenamiento y ahora han demostrado que los atletas que tomaron un suplemento de suero de leche justo despus de que entrenaron tambin tuvieron el mayor aumento de la masa muscular ( Tang et al., 2009).Sntesis Degradacin1501000Nmol Phe/min/100ml Placebo!50!BalanceMezcla de aaAa esencialesFigura 2. Los aminocidos (aa) esenciales se requieren para un balance positivo de protena. Elefectodeconsumirunplaceboounabebidaquecontienetodoslosaminocidos,o solamentelosaminocidosesenciales(aa)yargininasobrelasntesisdeprotena,la degradacindeprotenayelbalancenetodeprotenadespusdeejerciciodefuerzaen estado de ayuno. El eje y es una medida de la tasa de sntesis o degradacin de protena, y el balance resultante. Adaptado de (Tipton et al., 1999).Phe = fenilalaninaT|empo [m|nutos}$uero de |eche$oya0asena0 300.000.050.100.150 90 120 150 180Leuc|na [nmo| m|)Figura 3. Concentracin de leucina en sangre despus de beber una cantidad isonitrogenosa de suero, soya o casena. Beber una solucin de protena de suero resulta en un aumento mayor, ms rpido y prolongado en la concentracin de leucina en sangre. Adaptado de (Tang et al., 2009).Spor| Sc|erce Ec|are (2014} \o|. 27, |o. 123, 143Laleucinanopuedeentrarenelmsculosinuntransportador.El principaltransportadordeleucinaenelmsculoesquelticoesel transportadordeaminocidostipoL,LAT1(tambinconocidocomo SLC7A5).ConelfindeaumentarlaactividaddemTORylasntesis de protenas LAT1 necesita aumentar en la membrana plasmtica. La evidencia actual sugiere que inmediatamente despus del entrenamiento defuerza,aumentaLAT1enlamembranaduranteuncortoperodo de tiempo (~90 min). Sin embargo, el RNAm de LAT1 permanece alto durante al menos 24 h (Churchward-Venne et al, 2012;. y Baar et al, no publicado).Estoshechospodranexplicardoscosas:1)porqutomar aminocidos inmediatamente despus del ejercicio de fuerza es la forma ms eficaz para aumentar la sntesis de protena muscular (ms LAT1 en la membrana para tomar leucina, Esmarck et al., 2001), y 2) porqu el consumo de alimentos ricos en aminocidos tiene un mayor efecto sobre lasntesisdeprotenamusculardurante24hdespusdeunasesin pesada de pesas (ms RNAm que se puede utilizar para aumentar LAT1 y la captacin de leucina, Burd et al., 2011).RECOMENDACIONES BASADAS EN LA CIENCIA PARA EL ENTRENAMIENTO PARA OPTIMIZAR LA ACTIVACIN DE MTOR Y LAS GANANCIAS DE FUERZATeniendo toda esta informacin junta, se puede idear un plan sencillo paraaumentarlaactividaddemTOR,lasntesisdeprotenayla fuerza muscular (Figura 5).1.Para llevar al mximo las ganancias de fuerza, los atletas deben levantar pesas pesadas hasta la falla. Esto se puede hacer usando una serie o ms de cada ejercicio. Si se utiliza una serie, el atleta necesitaestarlevantandoel100%desu8RMhastaelfallo. Cadaserieadicionalaadepocoalaumentofinaldelafuerza ya que por cada serie extra, el porcentaje de 8RM disminuye y el fallo slo se logra en la serie final. Esta es la razn por la que las ganancias de fuerza obtenidas usando una serie son iguales que las de mltiples series. (Mitchell et al., 2012).2.Inmediatamentedespusdelejerciciodefuerza,consumiruna fuente de protena rpidamente absorbible rica en el aminocido leucina.Algunosejemplosdeestostiposdealimentossonlos productos lcteos (especficamente por el componente de suero deleche)yloshuevos.Laobtencindeleucinarpidamente en la sangre toma ventaja del elevado contenido de LAT1 en la membrana posterior al ejercicio. 3.Enlas24hposterioresalejerciciodefuerza,comeralimentos que contienen 20 g de aminocidos ricos en leucina en la primera hora de la maana y luego cada 3-4 h durante todo el da. Veinte gramos de aminocidos activan al mximo la sntesis de protenas en los jvenes (Moore et al., 2009).4.Consumir 30-40 g de protena rica en leucina justo antes de ir a dormir. Comer antes de acostarse mejora la sntesis de protenas duranteelsueoymantieneunequilibriopositivodeprotena durante la noche (Res et al. , 2012).Elprogramaanterioresprobablequellevealmximolasganancias defuerza.EsteartculosehacentradoenelpapeldemTORen lagananciadefuerza,peroestenoeselnicofactorimportante. Lamasamusculartambinseveinfluenciadaporelinhibidorde crecimiento miostatina, el regulador transcripcional Notch y el nmero de clulas satlite en el msculo. Sin embargo, cmo estos factores afectan el tamao del msculo y la fuerza y si se ven afectadas por la nutricin es ms incierto.Suero de leche Casena0.150.100FSR (%/h)Reposo0.050.20SoyaEjercicio de fuerza!!!!!Figura 4. Efecto del consumo de una bebida que contiene casena, soya o suero de leche sobre la sntesis de protena (FSR, tasa sinttica fraccional por sus siglas en ingls) en reposo y posterior al ejercicio de fuerza. Adaptado de (Tang et al., 2009)Figura 5. Esquema que muestra la activacin de mTOR posterior al ejercicio de fuerza. Primero, el ejercicio de fuerza activa un mecanorreceptor desconocido que fosforila y mueve al inhibidor de mTOR (el complejo de esclerosis tuberosa, TSC2)lejosdelactivadordelmTOR(Rheb).Segundo,losaminocidosdela dietaseabsorbenatravsdelostransportadoresdentrodelmsculo.Estos aminocidos activan la familia Rag de pequeas protenas G. Las protenas Rag atrapan fsicamente a mTOR, a travs de su raptor pareja de unin, y lo mueven aRheb.Tercero,cuandomTORestjuntoconunaformaactivadeRhebse enciendeypuedeactivarlasntesisdeprotenas.Poresto,cuandounatleta hace ejercicio de fuerza seguido del consumo de protena, hay ms actividad de mTOR y de la sntesis de protenas.Spor| Sc|erce Ec|are (2014} \o|. 27, |o. 123, 144REFERENCIAS8aar K & Eer K. (1999}. P|op|or]|a||or ol p70(So|} corre|a|e W||| |rcreaed |e|e|a| ruc|e ra lo||oW|r re||arce eerc|e. Ar J P|]|o| 27o, C120 127.8urd |A, we| Cw, Voore CR, A||er|or PJ, S|ap|e Aw, Pr|or T, Tar JE, Rerr|e VJ, 8a|er SK & P|||||p SV. (2011}. Er|arced ar|ro ac|d er|||v||] ol r]ol|or|||ar pro|e|r ]r||e| per|| lor up |o 24 | al|er re||arce eerc|e |r ]our rer. T|e Jourra| ol ru|r|||or 141, 5o8573.C|urc|Ward\erreTA,8urd|A,V||c|e||CJ,we|Cw,P|||pA,Varco||e0R,8a|erSK,8aarK & P|||||p SV. (2012}. 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