Comenzamos una serie de 3-4 post en las que iremos profundizando en el papel de la proteína en la práctica deportiva. En este primer capítulo intentamos sentar las bases para comprender el rol del metabolismo de aminoácidos y proteínas en el músculo.

Introducción

El metabolismo de las proteínas en el músculo esquelético funciona bajo un mecanismo dinámico entre la síntesis de proteínas de musculares (SPM) y la ruptura de proteínas musculares (RPM). En situación de ayuno, el ratio de RPM es superior a SPM, en rangos que se estiman si sitúan en 0.08-0.1%h-1 para RPM y 0.03-0.07%h-1 para SPM (1), provocando un balance proteico negativo. Este escenario catabólico se revierte tras la ingesta de proteína, en la que SPM se superior a RPM, dando lugar a una situación de balance proteico positivo.

La carga mecánica muscular asociada al ejercicio estimula el recambio proteico, aspecto que se ve reflejado en un incremento tanto de la síntesis como de la ruptura de las proteínas musculares. Debemos tener en cuenta que el ejercicio incrementa la RPM, dando lugar a situaciones de balance proteico negativo, que deben ser paliadas mediante la ingesta proteica, por ejemplo, el consumo de proteína dietética en pre-entreno, incrementará la SPM para un periodo que puede rondar las 24 horas (2).

Metabolismo proteico debido al entrenamiento

Las adaptaciones fisiológicas al entrenamiento dependen del tipo de ejercicio ejecutado. Para el desarrollo de esta parte diferenciamos entre ejercicio anaeróbico y aeróbico, ambos conceptos a menudo mal interpretados. En no pocas ocasiones se piensa que anaeróbico hace referencia al entrenamiento en ausencia de O2, sin embargo, en este escenario también podemos encontrarnos con rutas glucolíticas y que serán tipologías de entrenamiento que incluiremos dentro del concepto anaeróbico.

Incluimos en nuestra clasificación como ejercicio anaeróbico:

a) Esfuerzos explosivos: tendrán una duración máxima de 6 segundos.

b) Ejercicios de altas intensidad: desde los 6 segundos a 1 minuto de duración.

c) Ejercicios de resistencia de alta intensidad: superior a 1 minuto.

En entrenamiento aeróbico o endurance, que dependerá de los siguientes supuestos:

a) Un suministro de energía duradero y económico.

b) Pueda existir una adecuada recuperación post entreno.

c) Un consumo máximo de oxígeno (VO2max) que no supere el 70%.

Ambos términos han despertado históricamente mucho interés y no decae con el paso de los años el uso de los mismos. Como anécdota, siempre he tenido la sensación de que aeróbico se impone a la modalidad anaeróbica en la búsqueda de información por parte de los usuarios, algo que he podido comprobar usando Google Trends.

Hidratos de carbono (CHO) y lípidos serán en los dos escenarios descritos los sustratos energéticos preferentes. Proteínas y aminoácidos (AAs), aunque no tendrán como principal función ser “combustible” también participarán en este proceso energético.

Un ejemplo lo encontramos en el proceso de transaminación de aminoácidos de cadena ramificada (AACR), que pueden proveer de esqueletos de carbono en la intermediación del Ciclo de Krebs (3).

Una visión general del metabolismo que siguen los aminoácidos en el músculo lo tenemos en el siguiente esquema:

Algunos aminoácidos son metabolizados en el músculo y capaces de generar carbono y nitrógeno para la síntesis de glutamina. Glutamato, aspartato y asparagina procedentes de la rotura de proteínas musculares y la glutamina captada desde el pool en plasma son metabolizados en el músculo y usados para la síntesis de novo de glutamina y alanina.

1. El carbono de la alanina proviene de la glucosa sanguínea y del glucógeno muscular.
2. El grupo alfa amino de la alanina es donado por los seis AAs de nuevo.
3. Parte de la alanina y glutamina son directamente generados por la rotura de proteínas musculares.
4. El carbono procedente de la proteína y AAs son exportados desde el músculo en forma de glutamina.

Además de participar en el ciclo de Krebs, los AAs también suministrar cetoácidos para la descarboxilación en la mitocondria para mantener los niveles de NADH, con el AA alanina capaz de transaminación reversible a piruvato y por lo tanto con potencial para la producción de ATP.

Que los AAs son fuente energética, aunque limitada, durante el ejercicio es algo que podemos apreciar por ejemplo, observando el incremento de la actividad del vomplejo deshidrogenasa de alfa-cetoácidos de cadena ramificada (es un complejo de enzimas de múltiples subunidades estructurales localizado en la membrana interior mitocondrial. La enzima es miembro de la familia de complejos de deshidrogenasas mitocondriales de α-cetoácidos donde se incluye la piruvato deshidrogenasa y la Alfa-cetoglutarato deshidrogenasa, enzimas claves que operan en el Ciclo de Krebs), o el incremento del ratio de oxidación de leucina durante el ejercicio.

La contribución de AAs como energia al entrenamiento dependerá de dos factores principalmente: duración e intensidad. El incremento en la utilización de los AAs durante el ejercicio parece ser que sea provocado por una reducción en la disponibilidad de otros sustratos, por ejemplo, la ingesta de glucosa durante el ejercicio provoca una reducción en el ratio de oxidación de leucina. También el estado físico del sujeto influirá en este proceso, pues personas con buena forma física se ha visto que tienen niveles reducidos de oxidación de leucina.

En cualquier caso, el porcentaje de aporte como sustrato energético de los AAs durante el ejercicio no supera el 20%.

Abreviaturas

SPM = síntesis de proteínas musculares

RPM = ruptura de proteínas musculares

CHO = hidratos de carbono

AAs = aminoácidos

AACR = aminoácidos de cadena ramificada

Fuentes

(1) Atherton PJ, Smith K. Muscle protein synthesis in response to nutrition and exercise. The Journal of Physiology. 2012;590(Pt 5):1049-1057.

(2) Miller BF, Olesen JL, Hansen M, et al. Coordinated collagen and muscle protein synthesis in human patella tendon and quadriceps muscle after exercise. The Journal of Physiology. 2005;567(Pt 3):1021-1033.

(3) Wagenmakers, A.J.M. (1998) Muscle amino acid metabolism at rest and during exercise: role in human physiology and metabolism. Exerc. Sport Sci. Rev. 26: 287–314