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Nutrición y la respuesta molecular al ejercicio de fuerza

PUNTOS CLAVE

  • Las ganancias en fuerza y masa muscular pueden mejorarse al optimizar la nutrición.
  • Tanto el entrenamiento de fuerza como ingerir una comida rica en aminoácidos resulta en un aumento en la síntesis de proteínas.
  • El incremento en la síntesis de proteínas en ambos casos depende de una proteína denominada mTOR.
  • El entrenamiento de fuerza y el consumo de aminoácidos (comer) activan la 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 aminoácidos por sí solos.
  • Las proteínas que resultan en un rápido y prolongado (~1 hora) incremento del aminoácido leucina en la sangre llevan al máximo la activación de mTOR y el aumento en la síntesis de proteína muscular y de la fuerza.
  • Presentaré una estrategia nutricional sencilla que puede usarse para llevar al máximo la respuesta de adaptación al entrenamiento de fuerza.

INTRODUCCIÓN

Por miles de años, hemos entendido el principio básico de sobrecargar al músculo para incrementar la fuerza. El primer ejemplo de este principio fue Milo de Croton. Milo era un granjero y un luchador Olímpico. Al inicio de cada ciclo de entrenamiento olímpico, elegía un becerro de su manada y realizaba sus ejercicios matutinos con el becerro sobre sus hombros. Así mientras el becerro crecía, la fuerza de Milo también iba en aumento. Cuando los Juegos Olímpicos llegaban, se decía que cargaba al toro ya completamente desarrollado sobre sus hombros al estadio, lo lanzaba al suelo y se lo comía. Esta fábula es una ilustración de que lo que ahora conocemos ha cambiado muy poco en 2500 años: para aumentar la fuerza necesitamos realizar ejercicio de fuerza y luego consumir proteína de alta calidad.

A lo largo de los últimos 2000 años, se ha realizado una gran cantidad de progreso en el entendimiento de cómo el entrenamiento de fuerza y la nutrición trabajan juntos para incrementar la masa muscular y la fuerza. Este artículo de Sports Science Exchange revisará esa información e ilustrará cómo utilizarla para mejorar la adaptación al entrenamiento.

RESPUESTA MOLECULAR AL ENTRENAMIENTO

En cada modelo científico de hipertrofia muscular, desde ratones a ratas, conejos, pollos y, finalmente a humanos, la primera respuesta a una sesión de entrenamiento de fuerza es un incremento en la síntesis de proteína. Si el incremento en la síntesis de proteína es mayor que el incremento en la degradación muscular, el músculo se hará más grande y fuerte con el tiempo, lo que se denomina como una adaptación muscular.

Durante la última década, los fisiólogos moleculares del ejercicio han demostrado que el regulador individual más importante de este incremento inducido por el entrenamiento en la síntesis de proteína muscular es la mTOR. Si se da a los seres humanos un inmunosupresor de la mTOR (bloquea mTOR) antes de realizar su entrenamiento de fuerza, no hay un aumento en la síntesis de proteína (Drummond et al., 2009). Esto demuestra que mTOR es necesario para el aumento en la síntesis de proteína muscular después del ejercicio de fuerza. En apoyo a la importancia de mTOR, la fosforilación de la proteína S6K (un marcador de la actividad de mTOR) 30 minutos después del entrenamiento de fuerza es el mejor predictor del aumento de la masa muscular y de la fuerza que un atleta logrará (Figura 1, Terzis et al ., 2008). A pesar de que detrás del crecimiento muscular hay más que la activación de mTOR, los entrenadores y atletas deben estar tratando de aumentar la actividad de mTOR tanto como sea posible.

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Si la activación de mTOR es una clave para aumentar la fuerza, entonces el conocimiento de cómo activar al máximo esta enzima es importante para optimizar nuestro entrenamiento. Para ello, entender qué activa o desactiva a mTOR es primordial, y a partir de una serie de excelentes estudios científicos, esto se está volviendo más claro. Esto, hace años no estaba tan claro, pero por suerte ahora,  se está estudiando de todas las formas posibles.

Al principio, se creía que la única manera de aumentar la actividad de mTOR era a través de factores de crecimiento como el factor de crecimiento insulínico tipo 1 (IGF-1). Dos resultados apoyaron esto:

1) tanto la insulina como el IGF-1 aumentaron la actividad de mTOR y esto resultó en un aumento en la síntesis de proteínas (Coleman et al, 1995),

2) después del ejercicio de fuerza hubo un aumento en la producción de IGF-1 en el músculo (McKoy et al., 1999).

A partir de estos datos, se creía que el ejercicio de fuerza aumentaba la producción de IGF-1 y esto conducía al aumento de la síntesis de proteínas. Ahora sabemos que esto era incorrecto y que mTOR se activa directamente por la carga mecánica sobre el músculo (osea la masa a levantar) y que el IGF-1 juega un papel muy pequeño en el incremento en la masa muscular inducido por la carga (Philp et al., 2011).

Pero la carga en un músculo no es la única cosa que conduce a la activación de mTOR. Aunque es cierto que mientras más pesada sea la carga que una persona levanta, mayor será la activación de mTOR (Baar y Esser, 1999;. Terzis et al, 2010), ahora se hace evidente que hay algo más. Cuando se levanta un peso más ligero y el flujo de sangre al músculo está restringido (Fujita et al., 2007) o se levanta cualquier peso hasta el fallo muscular (Mitchell et al., 2012), la actividad de mTOR y la síntesis de proteínas se activan. Por lo tanto, ahora se cree que la actividad de mTOR también se aumenta al máximo por los ejercicios de fuerza realizados al fallo muscular. Hay dos tipos de fallos en el entrenamiento de fuerza.

El fallo positivo, cuando un atleta ya no puede levantar un peso, pero consigue levantarlo.

El fallo negativo, cuando el entrenador levanta el peso por el atleta para que él lo baje (es decir, como un entrenamiento excéntrico) el entrenador levanta el peso, y el atleta aguanta el movimiento excentrico o negativo.

Pues en el fallo positivo, es donde se observa mas activación de la mTOR.

NUTRICIÓN PARA LLEVAR EL ENTRENAMIENTO AL MÁXIMO

El aumento de la actividad de mTOR levantando pesos pesados ​​no es suficiente. Por ejemplo, Si un atleta entrena en un estado de ayuno, el aumento en la actividad de mTOR y en la síntesis de proteínas no es óptima. De hecho, en estado de ayuno, el balance de proteína (síntesis de proteína menos la degradación de proteína) permanece negativo después del entrenamiento (Figura 2). Con el fin de activar al máximo a mTOR y a la síntesis de proteínas y llevar al músculo a un balance positivo de proteínas no sólo necesitamos la activación mecánica, sino también el consumo de aminoácidos.

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Los aminoácidos sirven para dos propósitos en el músculo. El primero es para suministrar los bloques necesarios para sintetizar nuevas proteínas y el segundo es para proporcionar un disparador de señalización que activa mTOR.

A pesar de que todos los aminoácidos son necesarios para sintetizar nuevas proteínas, sólo una es necesario para activar mTOR. Este aminoácido único es el aminoácido de cadena ramificada leucina. La razón por la que la leucina es tan importante es que las células musculares contienen un sensor para detectar los niveles de leucina. Este sensor de aminoácidos activa mTOR a través de una colección de proteínas de transporte llamadas las proteínas Rag, las cuales llevan a mTOR junto con su activador Rheb. Por lo tanto, cuando la leucina entra en las células musculares, activa a las  proteínas Rag y traslada mTOR a Rheb, y esto a su vez activa mTOR, aumenta la síntesis de proteínas y hace músculos más grandes y más fuertes.

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Si la leucina juega un papel importante en la activación de mTOR, entonces nutricionalmente es importante entender cómo diferentes fuentes de proteínas afectan la cantidad de leucina entregada al músculo. Un trabajo del laboratorio de Stuart Phillips (Tang et al., 2009) ha demostrado que se libera más leucina en la sangre y que la concentración de leucina se mantiene más alta por un período de tiempo más largo cuando un atleta consume suero de leche en comparación con soja o caseína (Figura 3).

Como se esperaría a partir de lo que se ha discutido hasta ahora, los niveles más elevados de leucina resultaron en un aumento significativamente mayor en la síntesis de proteína muscular tanto en reposo como después del ejercicio de fuerza (Figura 4). Aun más importante, los investigadores dieron seguimiento a estos individuos a lo largo del entrenamiento y ahora han demostrado que los atletas que tomarón un suplemento de suero de leche después de que entrenarón o una solución de aminoácidos durante el entrenamiento, también tuvieron el mayor aumento de la masa muscular (Tang et al., 2009)

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La leucina no puede entrar en el músculo sin un transportador. El principal transportador de leucina en el músculo esquelético es el transportador de aminoácidos tipo L, LAT1 (también conocido como SLC7A5). Con el fin de aumentar la actividad de mTOR y la síntesis de proteínas LAT1 necesita aumentar en la membrana plasmática. La evidencia actual sugiere que inmediatamente después de entrenamiento de fuerza, aumenta LAT1 en la membrana durante un corto período 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). Estos hechos podrían explicar dos cosas: 1) porqué tomar aminoácidos inmediatamente después del ejercicio de fuerza es la forma más eficaz para aumentar la síntesis de proteína muscular (más LAT1 en la membrana para tomar leucina, Esmarck et al., 2001), y 2) porqué el consumo de alimentos ricos en aminoácidos tiene un mayor efecto sobre la síntesis de proteína muscular durante 24 h después de una sesión pesada de pesas ​​(más RNAm que se puede utilizar para aumentar LAT1 y la captación de leucina, Burd et al., 2011).

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RECOMENDACIONES BASADAS EN LA CIENCIA PARA EL ENTRENAMIENTO PARA OPTIMIZAR LA ACTIVACIÓN DE mTOR Y LAS GANANCIAS DE FUERZA

Teniendo toda esta información junta, se pueden idear un plan sencillo para aumentar la actividad de mTOR, la síntesis de proteína y la fuerza muscular (Figura 5).

1. Para llevar al máximo las ganancias de fuerza, los atletas deben trabajar en umbrales altos, obviamente, para que haya un estres metabólico. También seria conveniente llevar al atleta al fallo positivo (es decir, no técnico), esto se puede hacer usando una serie o más de cada ejercicio, en la ultima serie. Esta es la razón por la que las ganancias de fuerza obtenidas usando una serie son iguales que las de múltiples series. (Mitchell et al., 2012).

2. Después del ejercicio de fuerza, consumir una fuente de proteína absorbible rica en el aminoácido leucina. Algunos ejemplos de estos tipos de alimentos son los productos lácteos (específicamente por el componente de suero de leche) y los huevos. La obtención de leucina rápidamente en la sangre toma ventaja del elevado contenido de LAT1 en la membrana posterior al ejercicio..

3. En las 24 h posteriores al ejercicio de fuerza, comer alimentos que contienen 20 g de aminoácidos ricos en leucina en la primera hora de la mañana y luego cada 3-4 h durante todo el día. de 20 a 28 gramos de aminoácidos activan al máximo la síntesis de proteínas en los jóvenes , no hay que ser estrcitos, solo hay que saber que la alimentación es primordial para la adaptación y la mejora de la fuerza del atleta. (Moore et al., 2009). Numerosos estudios, que aquellas personas que reparten de forma homogénea la cantidad de proteína a consumir durante el día tienen una mayor síntesis proteica que aquellas que meten la mayor parte de las proteínas en una solacomida. Para que me entendáis, si una persona debe consumir 180g de proteína en 4 comidas, la síntesis proteica será mayor haciendo 4 comidas de 45g de proteína que 2 comidas de 30g y 1 comida de 120g. No obstante, se ha demostrado que las personas que meten el 80% de su proteína en una sola comida  no pierden masa muscular(8).

4. Consumir 30-40 g de proteína rica en leucina justo antes de ir a dormir. Comer antes de acostarse mejora la síntesis de proteínas durante el sueño y mantiene un equilibrio positivo de proteína durante la noche (Res et al. , 2012). (Leer articulo anterior sobre esto aqui)

El programa anterior es probable que lleve al máximo las ganancias de fuerza. Este artículo se ha centrado en el papel de mTOR en la ganancia de fuerza, pero este no es el único factor importante. La masa muscular también se ve influenciada por el inhibidor de crecimiento miostatina del cual he hablado mucho aqui en el blog, el regulador transcripcional Notch y el número de células satélite en el músculo. Sin embargo, cómo estos factores afectan el tamaño del músculo y la fuerza y ​​si se ven afectadas por la nutrición es más incierto

About the author

Alejandro Ocaña

Soy Alejandro Ocaña, estudie en la NSCA para Preparador Físico CSCS. El principal lema de la NSCA es “Bridging the gap between science and application” (reduciendo la distancia entre la ciencia y su aplicación), su compromiso es el de contribuir a que la labor de entrenadores/preparadores físicos se ajuste lo máximo posible a los avances científicos y a los últimos estándares de calidad y seguridad. Posteriormente, me he especializado en Nutrición clínica/deportiva. Gracias a Athletes Performance, al Máster en Alto Rendimiento del Comité Olímpico Español y a la maestría de nutrición clínica deportiva, pude perfeccionar y ampliar mis conocimientos sobre nutrición y distintas metodologías de entreno. Durante toda mi vida me ha encantado el deporte, he practicado de todo tipo, Pádel, Tenis, Rugby, hubo una época que me dio por el Boxeo y el Taekwondo, luego Natación, pero empecé a disfrutar del deporte y de alto rendimiento con la Gimnasia deportiva, a la que me estuve dedicando durante varios años con gran entusiasmo. A día de hoy, me dedico a Crossfit ® de manera profesional, a la vez que sigo ampliando mis conocimientos.

2 Comments

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    • Gracias por dejar tu comentario Alba.

      Respecto al tema de la beta alanina:

      Claro que si, la beta alanina es una ayuda ergogénica de categoría 1A, esto quiere decir, que tiene una gran evidencia científica respecto a sus efectos favorables en el performance del ser humano al ser una sustancia buffer, (lee el articulo si quieres) http://athleticperformance.me/2015/02/08/buffers-y-su-papel-en-la-preparacion-de-los-atletas/. Como te decia, al seruna sustancia buffers , aumentan los depósitos de carnosina intrauscular, uno de los mecanisos intrinsicos que tenemos para gestionar la iper acidosis, pero mi opinión es que se nota en deportes de alta competición en los que la acidosis es mayor. Actualmente hay buena evidencia de que la carnosina del músculo puede incrementarse sustancialmente (40-50%) después de la suplementación prolongada con ß-alanina (~3–6 g de ß-alanina por día durante 4–8 semanas; Derave et al., 2010; Harris et al. 2006). Además, la pérdida subsecuente de carnosina del músculo esquelético después de la suplementación con ß-alanina es muy lenta, con estudios que sugieren que puede llevar de 10-15 semanas para regresar a los niveles basales después de la interrupción de una suplementación exitosa (Baguet et al., 2009; Stellingwerff et al., 2012). La suplementación con ß-alanina en dosis mayores a 10 mg/kg MC puede llevar a un periodo corto de parestesia (adormecimiento y una sensación de hormigueo en la piel

      la dosis estipulada según la ciencia hasta ahora es de (3-6 g/día) no solo en actividades de alta intensidad en las que la acidosis puede ser un limitante (ej. natación), sino también en deportes de resistencia aeróbica. Al igual que otros “alcalinizantes” su prescripción no está indicada en el periodo de entrenamiento, sino en la competición.

      Espero haberte ayudado Alba!

      Un saludo