La Endocrinología del Crecimiento Muscular El camino a la comprensión anabólica debe incluir una comprensión biológica de lo que realmente implica el crecimiento muscular. A menudo simplificado por el término ‘síntesis de proteínas’, el crecimiento muscular es en realidad un proceso muy complejo que involucra mucho más que la construcción de proteínas a partir de los aminoácidos. La hipertrofia muscular, el término científico correcto para la forma en que los humanos adultos construimos el músculo esquelético, en realidad requiere la fusión de nuevas células (llamadas células satélite) con las fibras musculares existentes. Desde el descubrimiento de las células satélite en 1961, se ha llevado a cabo una gran cantidad de investigaciones sobre los mecanismos de la hipertrofia muscular. Los científicos han llegado a comprender que, a diferencia de las células musculares normales, estas células satélite pueden ser regeneradas durante la vida adulta. Además, no sirven como unidades funcionales propias, sino que proporcionan algunos de los componentes necesarios para reparar y reconstruir las células musculares dañadas. Estas células satélite normalmente están inactivas, y se depositan en pequeñas hendiduras en la superficie externa de las fibras musculares, esperando que algo las active. Una lesión o trauma proporcionarán el estímulo necesario para activar las células satélite. Una vez activadas, comenzarán a dividirse, multiplicarse y formarse en mioblastos (los mioblastos son esencialmente células donantes que expresan genes miogénicos). Esta etapa de hipertrofia a menudo se denomina proliferación de células satélite. Los mioblastos se fusionarán con las fibras musculares existentes, donando sus núcleos. Esta etapa del proceso generalmente se llama diferenciación. Las células del músculo esquelético son multinucleadas, lo que significa que poseen muchos núcleos. El aumento del número de núcleos permite a la célula regular más citoplasma, lo que le permite producir más actina y miosina, las dos proteínas contráctiles dominantes en el músculo esquelético. Esto aumenta el tamaño total de la célula y el contenido de proteína de la célula muscular. Incidentalmente, la cantidad de núcleos en relación con el área transversal también ayuda a determinar el tipo de fibra de la célula, a saber, de contracción lenta (aeróbica) o de contracción rápida (anaeróbica) 332 333. Es importante tener en cuenta que no estamos aumentando el número de células musculares con hipertrofia muscular. Solo estamos aumentando el tamaño de las células y el contenido de proteínas, a pesar de que estamos utilizando células satélite para ayudar a lograr esto. Es posible que los mioblastos se fusionen y realmente formen nuevas fibras musculares. Esto se llama hiperplasia muscular, y equivale al crecimiento legítimo del nuevo tejido muscular. Sin embargo, este no es el principal mecanismo de crecimiento muscular en la vida adulta. La Cadena Anabólica Ahora que sabemos de qué se trata realmente la hipertrofia muscular, veamos el estímulo anabólico y la regulación continua. El siguiente es un resumen de la cadena de hormonas y factores de crecimiento que median el crecimiento muscular, desde el inicio del daño hasta la recuperación final, reparación y crecimiento. En aras de la organización, los he presentado en lo que considero son tres fases lógicas de acción. Estas no son definiciones científicamente aceptadas. Además, podríamos continuar profundizando más y más en cada uno de los diversos compuestos, mensajeros, proteínas de unión y receptores involucrados en esta intrincada e increíble actividad biológica. Creo que el texto incluido demostrará el proceso del anabolismo muscular de una manera muy tangible, sin demasiada información innecesaria. Cada una de las áreas clave de esta sección puede investigarse más a fondo para obtener más detalles si está interesado. Para uno tan inclinado, las referencias médicas en las notas al final serían un excelente lugar donde comenzar. Desencadenante Todos entendemos que el entrenamiento con pesas es fundamental para el crecimiento del tejido muscular. Hasta la fecha, no se ha inventado ninguna píldora que diga ‘siéntate en tu trasero y ponte enorme y magnificente’. La razón es que se producen varios cambios en los tejidos musculares locales durante un entrenamiento intenso que son vitales para el proceso de crecimiento. Sin estos cambios tempranos, el crecimiento es difícil, si no imposible, de estimular. Así que para nuestros propósitos, comenzaremos aquí. El entrenamiento es el ‘desencadenante’ en el proceso anabólico. Más específicamente, es el daño celular localizado que produce el entrenamiento con pesas lo que primero nos hará recorrer el camino del anabolismo. El cuerpo responderá reparando este daño, y en el proceso tratará de adaptarse haciéndose más fuerte. El crecimiento muscular es siempre un proceso circular, con un paso atrás (daño), siendo necesario para dar pasos adelantes para avanzar. Fase I: Respuesta Inicial La Fase de Respuesta Inicial cubre aquellos cambios en la química muscular que comienzan de inmediato, durante el entrenamiento, lo que sentará las bases para una posterior reparación y crecimiento. En muchos aspectos, la Fase de Respuesta Inicial controlará la magnitud potencial de otras señales a seguir. En el proceso anabólico, esta fase se clasifica por la liberación del ácido araquidónico de las células musculares y la formación de mensajeros activos que incluyen a las prostaglandinas, citoquinas, leucotrienos y prostaciclinas. Esto comienza con una descomposición de la capa externa de fosfolípidos de las células musculares, la que se inicia por el trastorno celular del ejercicio dañino334. Las fosfolipasas se liberan en respuesta a este trauma, que causa que se liberen algunos de los fosfolípidos almacenados en la capa externa de las células musculares. La parte excéntrica del movimiento del ejercicio es de particular importancia aquí, pues es la parte ‘negativa’ del
levantamiento de pesas, puesto que es aquí donde el músculo se estira bajo resistencia. La cantidad de ácido araquidónico liberado, que es un lípido bioactivo central en el proceso anabólico, controlará en gran medida lo que ocurre durante esta fase. El ácido araquidónico se convierte localmente e inmediatamente a través de enzimas, en varios productos finales anabólicos activos, el más notable de los cuales, en términos de crecimiento muscular son las prostaglandinas, que se producen por interacción con las enzimas ciclooxigenasas. Estas prostaglandinas (PGE 2 y PGF 2α principalmente) controlarán gran parte de la fase siguiente, identificada aquí como la fase de Cebado Localizado de Tejidos. Además, la prostaglandina PGE 2 trabajará para aumentar los niveles locales de óxido nítrico, que también es una molécula activa en el proceso anabólico. Tiene acciones tales como la dilatación de los vasos sanguíneos (para aumentar el flujo de nutrientes y hormonas a los músculos) y el aumento de la producción de HGF (factor de crecimiento de hepatocitos) para la activación de células satélite. El ácido araquidónico también contribuye a la inflamación y a la señalización del dolor, y su liberación juega un papel integral en el dolor que sigue a un entrenamiento productivo. La intensidad de entrenamiento y la densidad relativa del ácido araquidónico en la capa de fosfolípidos (la disponibilidad del ácido araquidónico es en última instancia el paso limitante de la velocidad en la formación de prostaglandinas anabólicas) determinará qué cantidad de este potente lípido puede liberarse durante el ejercicio. La cantidad de ácido araquidónico almacenado en el tejido del músculo esquelético también se encuentra en un estado de flujo constante. Una serie de factores están involucrados en su regulación, los más notables son la ingesta dietética y la utilización diaria. El entrenamiento de resistencia regular agota las reservas de ácido araquidónico, reemplazándolo con otros ácidos grasos más abundantes337. Con menos ácido araquidónico disponible, la capacidad de respuesta del sistema de prostaglandinas para el ejercicio regular comienza a disminuir338. ¿Alguna vez se ha preguntado por qué estaba tan dolorido cuando comienza a entrenar por primera vez o después de tomarse un largo descanso? ¿O por qué esos primeros entrenamientos tendieron a ser mucho más productivos que los más tardíos, donde luchas para notar incluso un dolor moderado? Gran parte de eso está directamente relacionado con las reservas de ácido araquidónico. Cuanto más ácido araquidónico tenga, más fácil será liberarlo durante el entrenamiento, y viceversa. Afortunadamente, los niveles se pueden aumentar con la intervención dietética (para obtener más información, consulte el perfil de ácido araquidónico). Fase II: Cebado Localizado de Tejidos La fase II se caracteriza por un aumento localizado en la expresión del factor de crecimiento y de la sensibilidad del tejido a las hormonas anabólicas. Aquellos que siempre se han preguntado por qué las drogas anabólicas no funcionan sin entrenamiento encontrarán una buena explicación aquí. En pocas palabras, sus músculos deben estar preparados para las acciones de estas drogas primero. Una manera en que el cuerpo logra esto es aumentando la densidad de ciertos receptores en esos músculos específicos (fibras realmente) donde necesita iniciar la reparación. Esto incluye, entre otros, los receptores de andrógenos, IGF-1, MGF e insulina. El daño muscular inducido por el estiramiento y la respuesta de la Fase I son los desencadenantes principales aquí. La regulación de la densidad del receptor es importante porque evita que las hormonas anabólicas estimulen el crecimiento del tejido en áreas del cuerpo que no lo requieren. La densidad del receptor puede, por lo tanto, ser una fuerza reguladora tan fuerte sobre la actividad farmacológica de los fármacos anabólicos como los niveles séricos de los propios fármacos.
Para ponerlo en perspectiva, debemos recordar que hay dos componentes separados que interactúan antes de que se envíe cualquier mensaje a una célula muscular diciéndole que aumente el crecimiento. Tenemos una hormona o factor de crecimiento por un lado, como la testosterona, IGF-1, MGF o insulina, y su receptor correspondiente por el otro. La inyección de fármacos anabólicos exógenos facilita una mayor unión al receptor y la señalización anabólica al proporcionar más hormonas / factores de crecimiento mensajeros (obviamente). Cuantas más hormonas o factores de crecimiento tenga alrededor de la célula, más unión y activación tendrán los receptores a sus sitios. No podemos olvidar, sin embargo, que tener más sitios receptores (en lugar de más hormonas) también puede facilitar el proceso. Más receptores significan que las hormonas o los factores de crecimiento existentes los encontrarán más rápido. Una unión más rápida significa que el mensaje anabólico se enviará más rápidamente, y una vez completado, es más probable que el mensajero anabólico encuentre otro sitio receptor (para enviar otro mensaje) antes de que sea degradado por enzimas. Todo se trata de la cantidad de señal que se pueda enviar en un período de tiempo dado, y ambos lados de la ecuación son igualmente importantes para determinar esto. Si bien, por un lado, tenemos un aumento de la sensibilidad del tejido a las hormonas anabólicas y a los factores de crecimiento, también es vital durante la fase de Cebado Localizado de Tejidos, un aumento en la expresión localizada de ciertos factores de crecimiento vitales. Los que incluyen a IGF-1, MGF, FGF, HGF, TNF, IL-1 e IL-6. Estos compuestos serán liberados, y trabajarán juntos sobre las fibras musculares dañadas existentes y las células satélite, en una especie de gran sinfonía de anabolismo muscular, con cada uno jugando su propio papel vital en el proceso. En muchos casos, las acciones de un compuesto apoyarán al otro, ya sea mejorando sus niveles, suprimiendo las proteínas de unión de restricción, o apoyando su señalización a través de mecanismos entrelazados. Una hoja de ruta detallada para todas estas interacciones iría muy bien más allá del alcance de este libro y, de hecho, aún no se ha entendido completamente hasta la ciencia. Sin embargo, en nuestra revisión de la Fase III se proporciona una descripción general de lo que sucede con cada compuesto en sí. Fase III: Reparación Sus tejidos musculares locales se ceban durante las Fases I y II. Durante la Fase III, las hormonas y los factores de crecimiento se ponen a trabajar para terminar el trabajo. Categorizamos esta fase como una de acción anabólica en curso, acción mediada por los efectos combinados de muchas hormonas anabólicas y factores de crecimiento, los que incluyen a los andrógenos, insulina, IGF-1, IGF-2, MGF, FGF, HGF, TNF, IL-1 y IL-6. Este es el momento en que la reparación y la hipertrofia se producen físicamente en los músculos, y cada compuesto jugará un papel intrincado en el proceso. No debemos olvidar, sin embargo, que todo lo que condujo a este punto (las acciones en la Fase I y II) aún están determinando qué tan fuerte será la respuesta de crecimiento, a través de la modificación de la densidad de los receptores y la expresión de hormonas / factores de crecimiento. Aquí seguiremos muy de cerca las acciones individuales de los componentes anabólicos. Durante la tercera fase, la reparación y el crecimiento de los tejidos se finalizarán con la ayuda de las siguientes hormonas y factores de crecimiento. Factor de Crecimiento de Hepatocitos (HGF): El HGF es un factor de crecimiento de unión a heparina que reside en la superficie externa de las células no lesionadas. Tras la lesión, migra a las células satélite donde desencadena su activación e ingreso al ciclo celular339, la expresión de HGF se regula mediante la liberación de óxido nítrico340, el que a su vez se estimula con la lesión para ayudar también en el flujo de nutrientes y hormonas al área. La PGE2 desempeña un papel fundamental en la síntesis de óxido nítrico y en la liberación de HGF341. Andrógenos: Los andrógenos (las hormonas que imitan los esteroides anabolizantes / androgénicos) son fuertes promotores de la tasa de síntesis de proteínas en el tejido muscular esquelético. También se sabe que estimulan la expresión local de IGF-1, por lo que los efectos de estas hormonas se extienden al ciclo celular satélite (quizás explicando por qué son tan fuertes estimuladores del crecimiento muscular). También es de notar que el ácido araquidónico aumenta la densidad del receptor de andrógenos en el tejido del músculo esquelético. Esto ayuda a unir aún más los enlaces bioquímicos entre la respuesta de Fase I y Fase II. Factor de Crecimiento Tipo Insulina 1 (IGF-1): El IGF-I es una hormona similar a la insulina con marcados efectos anabólicos. Debido a su nombre, también tiene algunos efectos similares a la insulina. El IGF-1 aumenta la síntesis de proteínas y apoya la proliferación y la diferenciación de las células satélite. Se sabe que la prostaglandina PGF 2α regula fuertemente la expresión del receptor IGF-I local342 343. También se cree que la PGE 2 desempeña un papel en el aumento de la síntesis local de IGF1344. Factor de Crecimiento Tipo Insulina II (IGF-II): El IGF-Il es un segundo factor de crecimiento similar a la insulina que desempeña un papel en la proliferación de células satélite. A diferencia del IGF-I, la expresión de IGF-Il no parece aumentar drásticamente en respuesta al entrenamiento345. Factor de Mecano-Crecimiento (MGF): El Factor MecanoCrecimiento es una variante recientemente descubierta de Factor de Crecimiento Tipo Insulina I. Este factor de crecimiento se produce durante una secuencia alternativa de empalme de la proteína IGF, y juega un papel importante en apoyo a la proliferación de mioblastos. La expresión de MGF, como muchos de los factores de crecimiento discutidos aquí, está fuertemente regulada en el tejido muscular en respuesta al estímulo de estiramiento346. Factor de Crecimiento de Fibroblastos (FGF): El FGF es en realidad una familia de factores de crecimiento, con nueve isoformas diferentes (de la FGF-1 a la FGF-9). La función completa que juega el FGF en la hipertrofia muscular en la adultez no es entendido completamente, sin embargo, se cree que es un fuerte proliferador de células satélite, sirviendo a expandir su población347. Los FGF también pueden desempeñar un papel en la diferenciación celular. Como con muchos factores de crecimiento, la regulación aumentada de la expresión de FGF es proporcional al grado de daño tisular348. El FGF-2 y FGF-4 parecen ser los representantes más prolíficos de esta familia en el tejido muscular maduro. Insulina: Además de tener cierta capacidad para aumentar la síntesis de proteínas e inhibir la degradación de proteínas, la insulina es la principal hormona transportadora de nutrientes del organismo. Las acciones de la insulina permiten que las células transporten glucosa y aminoácidos a través de la membrana plasmática. La expresión del receptor de insulina está fuertemente aumentado después del ejercicio traumático, a fin de proporcionar una nutrición más inmediata al área afectada. Esta regulación positiva ha estado estrechamente relacionada con la prostaglandina PGE 2349 350. Citoquinas (IL-1, IL-6, TNF): Las citocinas son un grupo de compuestos inmunomoduladores, aunque en el contexto de esta sección nos referimos vagamente a ellas como factores de crecimiento. Las citocinas IL se llaman interleucinas, y TNF es la abreviatura de Factor de Necrosis Tumoral. Entre otras cosas, se sabe que las citoquinas estimulan la migración de linfocitos, neutrófilos, monocitos y otras células de curación a un sitio de daño tisular, para ayudar en la reparación celular. Ayudan de muchas otras maneras también, como ayudar en la eliminación de las células dañadas y regular ciertas respuestas inflamatorias, incluida la producción de algunas prostaglandinas. Se sabe que las prostaglandinas desempeñan un papel importante en la expresión de las tres citoquinas mencionadas aquí351 352, sin embargo, pueden no ser el único estímulo. Otras vías del metabolismo del ácido araquidónico también pueden estar involucradas. Prostaglandinas: Si bien estas son las principales sustancias químicas reaccionarias iniciales, las prostaglandinas continúan desempeñando un papel en todo el proceso de construcción muscular (incluida la Fase III). Esto incluye su apoyo a la proliferación de receptores hormonales, la mejora de las tasas de síntesis de proteínas y una intensificación de la señalización anabólica de la IGF-1 a través de una vía compartida (PI3K)353. Estrógenos: Aunque no se destacan específicamente en este esquema, los estrógenos también juegan un papel menor en el proceso anabólico. Esto incluye ayudar a aumentar la densidad del receptor de andrógenos en ciertos tejidos (aunque quizás no en el músculo esquelético), estimular el eje GH / IGF-1 y mejorar la utilización de la glucosa para el crecimiento y la reparación del tejido. Juntándolo Todo De modo que, en pocas palabras, es lo que está sucediendo dentro de tu cuerpo desde el momento en que levantas un peso hasta el momento en que se reparan tus músculos, más fuertes y listos para más. Si lo anterior te parece confuso, debería. El hecho es que todo el proceso de crecimiento muscular ha confundido a los científicos durante décadas, e indudablemente
lo hará durante más décadas. Todavía tenemos un gran camino por recorrer antes de poder explicar completamente cómo es que la hipertrofia muscular ocurre en los humanos. Pero como pueden ver, también hemos recorrido una gran distancia. A mediados de la década de 1960, los científicos recién comenzaron a aprender que el músculo crece con la ayuda de células satélite. Más de cuarenta años después, hemos identificado y estamos experimentando con docenas de factores de crecimiento desconocidos en aquel entonces. Hoy es un mundo nuevo y, a pesar de no tener todas las respuestas, sabemos lo suficiente para mejorar el rendimiento humano de muchas maneras nuevas y emocionantes. Pero por favor no confunda la intención de esta sección. No está aquí para darte un mapa de ruta funcional de todo el proceso anabólico, o para guiarte en el último programa de polifarmacia. Está aquí simplemente para abrir tu mente a la verdadera complejidad del anabolismo. Cuando comenzamos a ver el crecimiento muscular desde sus diversos ángulos y complejidades, comenzamos a ver nuestras propias oportunidades potenciales para una explotación exitosa. Cuántas de estas oportunidades actúas dependerá de tus propios objetivos e intereses. Pero no importa cuánto o qué tan poco apliques esta información, espero que te sientas mejor equipado al tenerla.