Cómo aprovechar el poder anabólico del volumen celular

El entrenamiento intenso activa la síntesis de proteínas, pero sólo si se cuenta con la nutrición adecuada para apoyarla. Si lees el artículo que John Meadows y yo escribimos titulado Maximizar la síntesis proteica, o si has leído algo de lo que T Nation ha estado diciendo sobre el tema durante años, es probable que estés familiarizado con el concepto de “la ventana anabólica” y la importancia de la nutrición peri-entrenamiento.

Lo que sucede a nivel celular en las horas posteriores al entrenamiento predice ganancias a largo plazo. Aproveche esta “ventana anabólica” y crecerá como nunca antes. Constantemente lo pierdo, y, bueno, buena suerte.

La clave está en conseguir los macronutrientes adecuados en los momentos adecuados, pero las macros son sólo una parte del panorama general. Un aspecto importante, aunque a menudo pasado por alto, de la síntesis de proteínas musculares es el volumen celular. El volumen celular no es sólo cosmético; es el principal impulsor del transporte de aminoácidos, también trabaja entre bastidores para activar la síntesis de proteínas y suprimir su degradación.

Volumen de la celda: El Eslabón Perdido

Un músculo completo/voluminoso es un músculo anabólico. Aunque hemos sabido durante más de 20 años que la hinchazón celular inhibe la descomposición de proteínas y estimula la síntesis de proteínas en ciertas células (1-3), hasta hace poco, el mecanismo que vinculaba el volumen celular con la síntesis de proteínas era un misterio.

Lo que sabemos ahora es que la síntesis de proteínas está controlada por la enzima mTOR, que es activada por el estrés mecánico, los factores de crecimiento y la leucina.

Aunque los tres son importantes para el estímulo de entrenamiento, la señalización mTOR también depende del volumen celular(4) Esto es especialmente importante en el músculo esquelético, donde la voluminización celular activa la síntesis de glucógeno y proteínas e inhibe la descomposición de proteínas(5, 6)

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El gran avance científico que condujo a la conexión entre el volumen celular y la síntesis de proteínas ocurrió en 2005, cuando un grupo de científicos descubrió que se necesita más que leucina para activar mTOR – la glutamina también es necesaria(7)

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Esto me sorprendió. Aunque la glutamina se considera un aminoácido “condicionalmente esencial” que limita la descomposición de proteínas durante un traumatismo o estrés severo, nunca se había relacionado con la activación de mTOR.

La glutamina era necesaria para la captación de leucina y la volumización celular, ambas necesarias para activar la síntesis de proteínas. Los autores demostraron que el agotamiento de la glutamina celular no sólo resulta en una reducción del volumen celular, sino que también reduce la capacidad de la leucina para activar la síntesis de proteínas(7)

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Este descubrimiento fue enorme, porque proporcionó un vínculo directo entre la glutamina, la volumización celular y la síntesis de proteínas. Por primera vez, se demostró que la glutamina es necesaria para la activación de la síntesis de proteínas por la leucina.

Lecciones de este estudio:

  • La glutamina es necesaria para que la leucina tenga acceso a la célula para activar la síntesis de proteínas.
  • La volumización celular inducida por la glutamina es necesaria para activar el mTOR y la síntesis de proteínas.

Aunque este estudio sugirió que la glutamina es una pieza muy importante del rompecabezas que vincula el volumen celular y la síntesis de proteínas, el mecanismo exacto no se resolvió hasta 2009, cuando Nicklin et al. descubrieron que la exportación de glutamina está acoplada a la importación de leucina y a la activación de mTOR(8)

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Para introducir la leucina en la célula, hay un período inicial de “carga de glutamina”. Esto también atrae agua, aumentando el volumen celular. Después de la fase de “carga de glutamina”, la glutamina se exporta fuera de la celda a cambio de la importación de leucina.

Nicklin et al. también descubrieron que los niveles de glutamina celular son limitantes para la activación de la síntesis de proteínas por la leucina. Cuando las células fueron tratadas simultáneamente con glutamina y una mezcla de EAA que contenía leucina, la activación de la síntesis de proteínas se retrasó durante 60 minutos. Cuando estas mismas células estaban “precargadas” de glutamina, la síntesis de proteínas se activaba en un lapso de 1-2 minutos después de que las células recibieran leucina.

Este resultado fue importante porque explicaba el tiempo de retardo para la activación de la síntesis de proteínas por la leucina en este modelo experimental.

Lecciones de este estudio:

  • La glutamina es limitante para la activación de la leucina de la síntesis de proteínas.
  • Una célula debe ser “glutamina precargada” para importar leucina.

Estos resultados finalmente arrojan algo de luz sobre la maquinaria celular que regula el transporte de aminoácidos, y cómo está acoplado al control de la síntesis de proteínas.

Sin embargo, este trabajo debe interpretarse con cierto grado de cautela. Una advertencia importante para estos estudios fue que se realizaron in vitro (es decir, en cultivos celulares) donde la regulación o síntesis de proteínas es mucho más simple. Las células musculares son capaces de producir glutamina a medida que se necesita a partir de otros aminoácidos, y el “agotamiento de la glutamina” en este modelo de cultivo celular no es representativo de situaciones más fisiológicas in vivo.

Las altas tasas de síntesis de proteínas no se pueden mantener indefinidamente en el tejido muscular con o sin suplementación de glutamina. Sin embargo, la glutamina puede ser utilizada para apoyar estratégicamente la síntesis de proteínas optimizando la voluminización celular durante el período de post-entrenamiento.

pulldowns

Transporte Activo Terciario (TAT): Cómo la Leucina entra a la Célula

Las células están muy ocupadas, y hay muchos canales de iones y proteínas transportadoras que regulan el tráfico de entrada y salida de la célula. Hay dos clases de transportadores de aminoácidos en particular que son importantes aquí: los transportadores de aminoácidos “System L” y “System A” son los más estrechamente vinculados a la señalización mTOR y a la síntesis de proteínas(8-10)

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La actividad de los transportadores System A y System L está acoplada, lo que permite que la leucina y los otros BCAAs sean absorbidos en la célula(11) Los transportadores System L son responsables de la afluencia de leucina y los otros BCAAs a cambio del efluente de glutamina.

Sin embargo, los transportadores del Sistema A funcionan a través de un mecanismo diferente, en el que la glutamina está acoplada a la absorción de sodio(12, 13) El acoplamiento entre la absorción de sodio y los transportadores de aminoácidos del Sistema L/Sistema A se denomina Transporte Activo Terciario (TAT). Es el TAT el que finalmente conduce la leucina dentro de la célula, lo que conduce a la activación del mTOR y a la síntesis de proteínas(11)

Puede ver cómo funciona el TAT en la siguiente figura:

TAT

Primero, una bomba ligada a una membrana llamada bomba sodio-potasio ATPasa (Na+/K+ ATPasa, roja en la figura de arriba) usa energía de ATP para mover el sodio fuera de la célula, contra su gradiente de concentración.

La mayor concentración de sodio fuera de la célula está acoplada a la importación de glutamina por el transportador del Sistema A (amarillo en la figura). La afluencia de glutamina y sodio en la célula también atrae agua adicional, causando que la célula se hinche. Esto pone a la célula en un estado anabólico, preparando la maquinaria de síntesis de proteínas para su activación.

Cuando la glutamina se acumula a niveles suficientemente altos dentro de la célula, se activan los transportadores del Sistema L (azul en la figura), que transporta la glutamina fuera de la célula a cambio de la absorción de leucina. La entrada de leucina en la célula es el desencadenante de la síntesis de proteínas.

Aunque esta ha sido una gran lección de bioquímica hasta ahora, el descubrimiento del TAT no sólo es importante para los biólogos celulares. Ahora que sabemos cómo el volumen celular está acoplado al transporte de aminoácidos y a la síntesis de proteínas, podemos diseñar varias estrategias nutricionales para maximizar el proceso cuando sea necesario – durante el período crítico de post-entrenamiento.

Estrategia #1: Hidratarse

La síntesis de proteínas es totalmente dependiente de la hidratación celular – si usted está un poco deshidratado, la capacidad de recuperarse de un entrenamiento intenso está totalmente comprometida. Conseguir mucha agua es algo obvio aquí, pero el agua sola no es suficiente.

Los electrolitos como el sodio, el potasio, el cloruro y el fosfato también funcionan como “osmolitos” porque atraen agua a la célula. Después de una intensa sesión de entrenamiento, necesitamos agua, aminoácidos y electrolitos para maximizar el proceso de volumización celular que impulsa la síntesis de proteínas.

El sodio, el magnesio, el calcio, el potasio, el fosfato y el cloruro (por nombrar algunos) son importantes aquí. A un nivel mínimo (a menos que lo esté haciendo bajo la supervisión de su médico), no rehúya el sodio antes o después del entrenamiento. Si usted está agotado de sodio, su bomba de entrenamiento será casi inexistente, y el sodio es necesario para la absorción de glutamina.

Para eliminar las conjeturas, Surge® Workout Fuel y Plazma™are han sido diseñados con relaciones electrolíticas ideales para soportar el volumen de las celdas y la síntesis de proteínas.

Estrategia #2: Carga de glutamina

La absorción de glutamina en la célula causa la volumización celular, preparando las células musculares para la síntesis de proteínas. Como se mencionó anteriormente, un músculo completo/voluminoso es un músculo anabólico. Además de impulsar el transporte de aminoácidos, la volumización celular también aumenta la síntesis de glucógeno e inhibe la descomposición de proteínas(4-6)

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La síntesis de proteínas es suprimida por el agotamiento de la glutamina, lo que tiene enormes implicaciones para los atletas de entrenamiento duro. Tras una intensa sesión de entrenamiento, se produce una respuesta inflamatoria que permite a las células inmunitarias transitar hacia el tejido muscular destrozado para iniciar el proceso de reparación y reconstrucción(14)

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La glutamina es absorbida tan rápidamente por las células inmunitarias que se considera el “combustible del sistema inmunitario”(15) No es de extrañar que se haya demostrado que el entrenamiento intenso causa la disminución de la glutamina en plasma(16-18)

Por esta razón, las necesidades de glutamina aumentan en el período posterior al entrenamiento, en el que la respuesta inmunitaria local puede estar compitiendo por la disponibilidad de glutamina en las células musculares principales para la captación de aminoácidos y la síntesis de proteínas.

La precarga de células con glutamina también puede reducir potencialmente el “retardo” asociado con la activación de la leucina en la síntesis de proteínas. Si aún no lo está haciendo, tome 10-15g de glutamina o péptidos de glutamina inmediatamente después del entrenamiento. Debido a que los BCAA son otro sustrato favorito para la síntesis de glutamina muscular, y también se ha demostrado que aumentan la producción de glutamina muscular (19-21), los BCAA y la leucina también son útiles durante el período de preentrenamiento para ayudar a maximizar la producción endógena de glutamina.

Nota del editor: El protocolo completo de Plamza/MAG-10, con su preentrenamiento, entrenamiento y nutrición después del entrenamiento, cumple con las recomendaciones del autor para cargar los músculos con BCAA y leucina.

Estrategia #3: Cebar la bomba

Recientemente, se ha descubierto que el consumo de EAAs aumenta la expresión de los transportadores de aminoácidos del Sistema A y del Sistema L.(9) Es importante destacar que esto ocurre en el “nivel post-transcripcional”, es decir, en el nivel de síntesis de proteínas, donde los mRNAs existentes se traducen en proteínas.

Contraste esto con la expresión de proteínas ” denovo ” – donde puede llevar 16 o más horas sintetizar, procesar y transportar nuevos ARNm – la activación post-transcripcional de la síntesis de proteínas puede ocurrir en minutos a horas, permitiendo a las células aumentar rápidamente el nivel de proteínas particulares cuando sea necesario.

De repente tenemos más incentivos para tener un sólido plan de nutrición peri-entrenamiento en su lugar – la ingesta de EAA durante los períodos de pre y peri-entrenamiento paga un gran post-entrenamiento al aumentar la expresión de los transportadores de aminoácidos, preparando la célula para la máxima absorción de aminoácidos y la activación de la síntesis de proteínas.

Los aislados o hidrolizados de proteínas de rápida absorción como Mag-10® Protein Pulsing Protocol™ o Plazma™ durante los períodos de pre y peri-entrenamiento son ideales aquí.

Estrategia #4: La Conexión de la Insulina

La insulina es la hormona más anabólica del cuerpo. Además de activar directamente la síntesis de proteínas, la insulina también aumenta la translocación de los transportadores de aminoácidos del Sistema A a la membrana celular(22)

Esto significa que la insulina hace que se desplieguen más transportadores del Sistema A en la membrana celular, listos para introducir más glutamina en la célula. Más glutamina conduce a un mayor volumen celular, lo que lleva más leucina a la célula, lo que finalmente conduce a una mayor síntesis de proteínas.

Mientras que los EAAs aumentan la expresión de los transportadores AA, es la señal de insulina la que permite que se muestren en la superficie de la célula, listos para transportar nuevos aminoácidos a la célula.

Esta es otra razón por la que los carbohidratos antes y después del entrenamiento son una buena idea a menos que usted esté en modo de pérdida de grasa extrema: la insulina aumenta la capacidad de transporte de aminoácidos celulares.

Estrategia #5: Aminoácidos que Potencian la Insulina

Los carbohidratos aumentan los niveles de insulina, pero también se pueden utilizar ciertos aminoácidos para potenciar la liberación de insulina. La glutamina es un potente activador de las hormonas “incretinas”, que hacen que las células productoras de insulina del páncreas sean más sensibles a la glucosa,(23) además, la glicina potencia la liberación de insulina a través de un mecanismo diferente.

Aunque los carbohidratos posteriores al entrenamiento por sí solos aumentarán los niveles de insulina, la combinación de estos aminoácidos potenciadores de la insulina con carbohidratos sobrealimentará su páncreas para lograr una mayor liberación de insulina. Aunque es bueno mantener los niveles de insulina en el lado inferior la mayor parte del tiempo, el aumento de los niveles de insulina en el período de peri-entrenamiento maximiza el transporte de aminoácidos, el volumen celular y la síntesis de proteínas, a la vez que suprime la descomposición de proteínas.

Estrategia #6: Proteja la producción de lactato con beta-alanina

El tipo de entrenamiento anaeróbico intenso que se necesita para construir cargas de músculo de calidad conduce a una producción considerable de lactato, disminuyendo el pH muscular. Esto lleva a la fatiga y debilidad muscular temprana, pero también ciertos transportadores de aminoácidos, incluyendo el Sistema A, son inhibidos por un pH bajo(13)

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Cuando el pH muscular es bajo, la absorción de aminoácidos se reduce, lo que suprime la activación de la síntesis de proteínas por mTOR(24) También se ha demostrado que la inhibición de los transportadores de aminoácidos del Sistema A por su bajo pH aumenta la descomposición de proteínas(25)

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Aquí es donde la beta-alanina entra en juego. El aumento de los niveles de carnosina muscular actúa como un amortiguador de ácido natural, extendiendo el umbral anaeróbico al limitar la disminución del pH muscular por el entrenamiento.

La beta-alanina tiene otra función importante: ayudar a mantener la síntesis de proteínas y ponerla en línea más rápidamente después de un entrenamiento intenso, previniendo la atenuación del transporte de aminoácidos.

Para aumentar los niveles de carnosina muscular, tome dos tabletas de Beta-7™ tres veces al día.

Conclusión

Durante las sesiones de entrenamiento intenso, se reduce la síntesis de proteínas y se activa la degradación de las mismas. Esto es inevitable para cualquier levantador de entrenamiento duro. Sin embargo, la medida en que podamos minimizar los efectos catabólicos del entrenamiento y la rapidez con la que podamos volver al “modo anabólico” durante el período posterior al entrenamiento determina en última instancia la eficacia con la que nos recuperaremos y creceremos.

La sincronización de los macronutrientes es importante, pero es un medio para alcanzar un fin. El volumen celular es el principal impulsor del transporte de aminoácidos y de la síntesis de proteínas. Al comprender cómo se produce el transporte de aminoácidos y cómo se regula por el volumen celular, podemos conseguir más leucina en las células musculares destrozadas más rápidamente, lo que atiza el fuego anabólico y, en última instancia, conduce a mejores ganancias.

Las estrategias anteriores son efectivas, prácticas y se basan en las últimas investigaciones científicas. Utilícelos como plantilla para llevar su progreso de entrenamiento al siguiente nivel.

Espero sus preguntas sobre el LiveSpill!

Referencias

  1. Haussinger D, Hallbrucker C, vom DS, Decker S, Schweizer U, Lang F, et al. volumen celular es un determinante importante del control de la proteólisis en el hígado. FEBS Lett 1991;283:70-2.
  2. Haussinger D, Hallbrucker C, vom DS, Lang F, Gerok W. La hinchazón celular inhibe la proteólisis en el hígado de rata perfundido. Biochem J 1990;272:239-42.
  3. Stoll B, Gerok W, Lang F, Haussinger D. Volumen de células hepáticas y síntesis de proteínas. Biochem J 1992;287 ( Pt 1):217-22.
  4. Schliess F, Richter L, vom DS, Haussinger D. Hidratación celular y señalización dependiente de mTOR. Acta Physiol (Oxf) 2006;187:223-9.
  5. Bajo SY, Rennie MJ, Taylor PM. Implicación de las integrinas y del citoesqueleto en la modulación de la síntesis de glucógeno del músculo esquelético por cambios en el volumen celular. FEBS Lett 1997;417:101-3.
  6. Bajo SY, Rennie MJ, Taylor PM. Elementos de señalización implicados en las respuestas de transporte de aminoácidos a la alteración del volumen de las células musculares. FASEB J 1997;11:1111-7.
  7. Fumarola C, La MS, Guidotti GG. Señalización de aminoácidos a través de la ruta de rapamicina (mTOR) en mamíferos: Papel de la glutamina y de la contracción celular. J Cell Physiol 2005;204:155-65.
  8. Nicklin P, Bergman P, Zhang B, Triantafellow E, Wang H, Nyfeler B, et al. el transporte bidireccional de aminoácidos regula el mTOR y la autofagia. Celda 2009;136:521-34.
  9. Drummond MJ, Glynn EL, Fry CS, Timmerman KL, Volpi E, Rasmussen BB. Un aumento en la disponibilidad de aminoácidos esenciales aumenta la expresión del transportador de aminoácidos en el músculo esquelético humano. Am J Physiol Endocrinol Metab 2010;298:E1011-E1018.
  10. Heublein S, Kazi S, Ogmundsdottir MH, Attwood EV, Kala S, Boyd CA, et al. Los transportadores de aminoácidos asistidos por protones son reguladores conservados de la proliferación y de la activación mTORC1 dependiente de aminoácidos. Oncogene 2010;29:4068-79.
  11. Baird FE, Bett KJ, MacLean C, Tee AR, Hundal HS, Taylor PM. Transporte activo terciario de aminoácidos reconstituidos por coexpresión de transportadores del Sistema A y L en ovocitos de Xenopus. Am J Physiol Endocrinol Metab 2009;297:E822-E829.
  12. Hundal HS, Taylor PM. Transceptores de aminoácidos: guardianes del intercambio de nutrientes y reguladores de la señalización de nutrientes. Am J Physiol Endocrinol Metab 2009;296:E603-E613.
  13. Hyde R, Taylor PM, Hundal HS. Transportadores de aminoácidos: funciones en la detección y señalización de aminoácidos en células animales. Biochem J 2003;373:1-18.
  14. Newsholme EA, Calder PC. El papel propuesto de la glutamina en algunas células del sistema inmunológico y las consecuencias especulativas para todo el animal. Nutrición 1997;13:728-30.
  15. Ardawi MS, Newsholme EA. Actividades máximas de algunas enzimas de la glicólisis, el ciclo del ácido tricarboxílico y las vías de utilización del cuerpo de la cetona y la glutamina en los linfocitos de la rata. Biochem J 1982;208:743-8.
  16. Agostini F, Biolo G. Efecto de la actividad física sobre el metabolismo de la glutamina. Curr Opin Clin Nutr Metab Care 2010;13:58-64.
  17. Miles MP, Naukam RJ, Hackney AC, Clarkson PM. Fluctuaciones de leucocitos y glutamina en la sangre después del ejercicio excéntrico. Int J Sports Med 1999;20:322-7.
  18. Walsh NP, Blannin AK, Clark AM, Cook L, Robson PJ, Gleeson M. The effects of high-intensity intermittent exercise on the plasma concentrations of glutamine and organic acids. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 1998;77:434-8.
  19. Darmaun D, Just B, Messing B, Rongier M, Thuillier F, Koziet J, et al. metabolismo de la glutamina en hombres adultos sanos: respuesta a la alimentación enteral e intravenosa. Am J Clin Nutr 1994;59:1395-402.
  20. Biolo G, De CM, Dal M, V, Lorenzon S, Antonione R, Ciocchi B, et al. respuesta de la proteína muscular y la cinética de la glutamina a los aminoácidos enriquecidos de cadena ramificada en pacientes de cuidados intensivos después de la cirugía de cáncer radical. Nutrición 2006;22:475-82.
  21. Darmaun D, Dechelotte P. Role of leucine as a precursor of glutamine alpha-amino nitrogen in vivo in humans. Am J Physiol 1991;260:E326-E329.
  22. Hyde R, Peyrollier K, Hundal HS La insulina promueve el reclutamiento de la superficie celular del sistema SAT2/ATA2, un transportador de aminoácidos de un compartimento endosómico en las células musculares esqueléticas. J Biol Chem 2002;277:13628-34.
  23. Vilsboll T, Holst JJ. Incretinas, secreción de insulina y diabetes mellitus tipo 2. Diabetologia 2004;47:357-66.
  24. Evans K, Nasim Z, Brown J, Butler H, Kauser S, Varoqui H, et al. La bomba de glutamina SNAT2 con sensor de acidosis determina los niveles de aminoácidos y la diana mamífera de rapamicina que indica la síntesis de proteínas en las células musculares L6. J Am Soc Nephrol 2007;18:1426-36.
  25. Evans K, Nasim Z, Brown J, Clapp E, Amin A, Yang B, et al. la inhibición de SNAT2 por acidosis metabólica mejora la proteólisis en el músculo esquelético. J Am Soc Nephrol 2008;19:2119-29.

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