Análisis y control del rendimiento deportivo. Atko Viru

2.2. Efectos de los diversos tipos de entrenamiento sobre la hipertrofia de las fibras musculares. FT= contracción rápida; ST= contracción lenta.

      Los cambios de las estructuras celulares posibilitan una mejora del rendimiento tanto de la célula como de todos los órganos, así como del cuerpo en general. No obstante, esta posibilidad de mejora depende de la energía disponible y la presencia de otras condiciones necesarias para la contracción muscular y demás manifestaciones funcionales. Son de vital importancia las enzimas que catalizan los procesos bioquímicos, que hacen posible la función o aseguran la liberación de energía para la propia función, y la resíntesis de los compuestos ricos en energía utilizados. El aumento de la actividad de estas enzimas es una típica respuesta inducida por el entrenamiento y que, según parece, depende de la naturaleza de los ejercicios utilizados (para una revisión, véase Saltin y Gollnick, 1983; Viru, 1995).

      La composición constante de iones en el medio celular y sus rápidos intercambios son condiciones esenciales para las actividades de la vida normal. Los intercambios iónicos entre los líquidos intra y extracelulares inician la acción de una célula, y cada ciclo funcional debe terminar con cambios iónicos en la dirección opuesta. Por una parte, estos intercambios dependen de la diferencia de concentración iónica en los medios intra y extracelulares. Por otra parte, los intercambios iónicos, que restablecen las condiciones basales, deben llevarse a cabo contra gradiente iónico (de baja concentración a alta concentración), de manera que el proceso consume energía. Este proceso se lleva a cabo mediante la intervención de las bombas iónicas existentes en las membranas celulares (figura 2.4). El entrenamiento aumenta el número de estas bombas, hecho que ha sido demostrado en los seres humanos mediante estudios sobre biopsias (Klitgaard y Clausen, 1989; McKenna et al., 1993).

      Figura 2.3. Efecto específico del entrenamiento de resistencia en las mitocondrias de las fibras musculares.

      Una mayor intensidad o duración de las actividades celulares hace necesaria la intervención de una ayuda externa, es decir, habrá que suministrar una mayor cantidad de oxígeno y la célula necesitará una aportación adicional de sustratos para la oxidación. La sangre se carga de oxígeno procedente de los alvéolos pulmonares y de los sustratos contenidos en el hígado, el tejido adiposo y otros tejidos. En los vasos capilares arteriales, el plasma sanguíneo se filtra hacia el líquido intersticial (líquido extracelular en los tejidos) y conduce hacia las células el oxígeno y los sustratos que necesitan. En los vasos capilares venosos, el plasma sanguíneo se reabsorbe hacia los vasos recogiendo los productos de desecho de la actividad celular y transportándolos hacia los órganos específicos para su posterior transformación metabólica o eliminación como productos finales de la degradación metabólica.

      La mejora del rendimiento de los deportistas se basa, en primer lugar, en los cambios acontecidos en la estructura y las capacidades metabólicas de las fibras musculares esqueléticas. La mejora del metabolismo en las fibras musculares necesita la colaboración de diversos órganos, de manera que la capacidad funcional de todos los órganos implicados también tiene que mejorar. La mejora también se da en la coordinación integral con la actividad del organismo y en el control de la actividad de los sistemas, órganos, tejidos y células que intervienen. En consecuencia, la adaptación celular inducida por el entrenamiento afecta a las células miocárdicas, hepáticas, renales, neuronales, endocrinas y muchas otras.

      Figura 2.4. Intercambio iónico al inicio y al final de la acción funcional de una célula.

Síntesis adaptativa de proteínas

      Existe un mecanismo intracelular que une la función celular con la actividad del aparato genético celular (Meerson, 1965). A través de este mecanismo, un intenso funcionamiento de las estructuras celulares incrementa la síntesis de las proteínas especialmente relacionadas con la manifestación funcional (p. ej.: contracción muscular, síntesis y secreción de hormonas). Estas proteínas son (1) «material de construcción» para la renovación y el crecimiento de las estructuras proteicas que realizan la actividad funcional y (2) proteínas enzimáticas que catalizan las vías metabólicas más importantes haciendo posible la actividad funcional. Como resultado, (1) se desarrollan las estructuras celulares implicadas y (2) la actividad enzimática aumenta al aumentar el número de moléculas de enzimas. De esta manera, la síntesis relacionada asegura el efecto adaptativo, y el proceso generalizado recibe el nombre de «síntesis adaptativa de proteínas».

      Existe la hipótesis (Viru, 1984, 1994b) de que los ejercicios de entrenamiento provocan una acumulación de metabolitos que inducirían específicamente la síntesis adaptativa de proteínas estructurales y enzimáticas relacionadas con las estructuras celulares y vías metabólicas más activas. Entre los cambios hormonales inducidos por la sesión de entrenamiento se encuentran los que amplifican el efecto inductor de los metabolitos. Probablemente, es necesaria la influencia hormonal para elevar el índice de la síntesis proteica por encima de lo necesario para la renovación normal de proteínas estructurales y enzimáticas. Por tanto, se consigue el efecto adaptativo: las estructuras se desarrollan y la cantidad de moléculas de enzimas aumenta (figura 2.5).

      Diversos resultados han confirmado el aumento del índice de la síntesis proteica en los músculos durante la hipertrofia (Hamosh et al., 1967; Goldberg, 1968; para una revisión, véase Poortmans, 1975), además de un incremento simultáneo del contenido de ARN (Millward et al., 1973). El aumento de la actividad del genoma ha sido indicada por las elevadas cantidades de polimerasa ADN-dependiente (Sobel y Kaufman, 1970; Rogozkin y Fedkoren, 1979) y amino-acil-ARN-sintasa (Rogozkin, 1976), unos resultados que no sólo aparecen en el entrenamiento de fuerza sino también en el de resistencia. La consecuencia principal del aumento de la actividad del genoma es la producción de ARNm específico en respuesta a la acción inductora (la fase de transcripción de la síntesis proteica). El ARNm contiene información sobre la estructura de la proteína que tiene que ser sintetizada. Tras los ejercicios de entrenamiento (Wong y Booth, 1990a, 1990b) y durante el entrenamiento (Marone et al., 1994, para una revisión véase Essig, 1996; Carson, 1997), se ha descubierto que existe una producción de diversas especies de ARNm.

      En realidad, el aumento de la actividad inducida en la síntesis proteica está controlado no sólo en cuanto se refieren a transcripción, sino también a los niveles de control de la traslación y postraslación (figura 2.6). El control de la transcripción ha sido evidenciado por un incremento de la α-actina del ARN y un control de la traslación mediante un incremento del ARN total. La existencia del control postraslación se supone por el menor incremento del contenido proteico en comparación con un aumento del ARNm.

      Figura 2.5. Síntesis adaptativa de proteínas provocada por los ejercicios de entrenamiento.

      La contribución del control postraslación indica el significado de la degradación proteica durante la adaptación inducida por el entrenamiento. Se ha afirmado que el rápido crecimiento del músculo esquelético coincide con la rápida degradación de las proteínas (Waterlow, 1984). El proceso de degradación, junto con el de síntesis, constituye la renovación de las proteínas totales. Cuando se añade un peso al ala de un pollo, aparece un incremento del 140% del contenido proteico del músculo dorsal ancho anterior de contracción lenta (Laurent et al., 1978). Se ha calculado que sólo el 20% del incremento en el índice de síntesis proteica interviene en el crecimiento neto del músculo, mientras que el 80% restante contribuye al incremento de la producción total de proteínas. En la hipertrofia de los músculos de contracción rápida, la proporción del incremento de síntesis proteica que contribuye a la sustitución normal de las estructuras proteicas consumidas es todavía mayor (hasta el 91%). En el crecimiento muscular real sólo interviene el 9% del incremento de la síntesis proteica (Millward, 1980). Así pues, la mayoría