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Publicación2019-01-10T10:45:29-03:00
​mTOR y síntesis proteica asociada al ejercicio y a la ingestión de proteínas. La hermosa biología que se pierden algunos por no mirar por la ventana anabólica.

​mTOR y síntesis proteica asociada al ejercicio y a la ingestión de proteínas. La hermosa biología que se pierden algunos por no mirar por la ventana anabólica.

Abril 2020 por Jorge Roig

Es conocido que el sostenimiento de la masa muscular depende sustancialmente de un fino equilibrio entre la síntesis proteica y la degradación de este macronutriente en el referido tejido. Diariamente acontece un mecanismo de renovación proteica (protein turnover) en todo nuestro organismo, el que obviamente también se da en nuestros músculos. En este punto es importante considerar que la actividad contráctil favorece la pérdida más o menos importante de proteínas, la que está en línea con el nivel de exigencia al cual se lo someta al músculo. Pero debe tenerse presente acá que el ejercicio también tiene la potestad de estimular la síntesis proteica, lo que acontece al finalizar el estímulo actuante y en respuesta a la degradación de las mismas como producto del esfuerzo concretado. Sobre este proceso pondremos acá la atención.

Para comenzar, vale considerar que el equilibrio entre lo degradado y lo que debería reconstruirse a nivel proteico depende sustancialmente de cuanto se logre estimular a la proteína mTOR (su grado de fosforilación), ya que ella tiene no solo la facultad de activar el anabolismo proteico sino también la de limitar el catabolismo de las proteínas. Ambos procesos dependen de las vías de señalización con las que se integra la mTOR, entre las que hay moléculas de activación del anabolismo proteico, de encendido catabólico del referido macronutriente y además de ciertas mioquinas que también generan esas reacciones. Al presente hay suficiente evidencia de que la mTOR, de la que existe dos complejos denominados mTORC1 y mTORC2, es estimulada tanto por el ejercicio de fuerza como por la ingesta de aminoácidos (Dickinson JM, et al. Mammalian target of rapamycin complex 1 activation is required for the stimulation of human skeletal muscle protein synthesis by essential amino acids. The Journal of nutrition. 2011).

Diversos trabajos han mostrado que el aporte de aminoácidos exógenos aumenta la tasa de síntesis proteica muscular inmediatamente después del ejercicio, lo que tiene coincidencia con la fosforilación de varias proteínas vinculadas a la señalización de la mTOR. En este momento se observa una incrementada actividad traduccional de las proteínas (Moore DR, et al. Resistance exercise enhances mTOR and MAPK signalling in human muscle over that seen at rest after bolus protein ingestion. Acta Physiol (Oxf) 2011).

Para lograr comprender como se desencadena la activación de la síntesis proteica y por qué hay momentos óptimos de ésta como lo es al finalizar el ejercicio de fuerza, es bueno recordar que la mTOR debe desplazarse hacia unas estructuras denominadas lisosomas (LS), organelas portadoras de poderosas enzimas digestivas en su interior. En estado basal, la mTOR se mantiene alejada de los LS como producto de la fuerte unión que existe en un complejo constituido por dos moléculas denominadas TSC1 y TSC2. Cuando TSC1/TCS2 están unidos, el resultado es la incomunicación entre la mTOR y el LS, por lo que habrá que mantenerlos separados para que se concrete la aproximación deseada y que se inicie así la señalización anabólica. Tanto el entrenamiento de fuerza como la ingesta de aminoácidos, lo que se define como estimulación mitógena, favorecen la disociación del complejo antes mencionado y con ello la aproximación de la mTOR al LS (Sancak Y, et al. Ragulator-Rag complex targets mTORC1 to the lysosomal surface and is necessary for its activation by amino acids. Cell. 2010). Sin embargo la ausencia de aminoácidos produce la no vinculación de mTOR con una molécula central en el proceso anabólico, la conocida como Rheb, que garantiza el vínculo de mTOR con el LS y que la condición de reposo del músculo restringe esta respuesta, tal como Inoki y su equipo lo demostraron hace casi dos décadas (Inoki K, et al. Rheb GTPase is a direct target of TSC2 GAP activity and regulates mTOR signaling. Genes & development. 2003).

Una proteína de importancia en el proceso de inactivación del complejo TSC1/TSC2 es la AKT, la que inhibe a TSC2. Justamente ella responde a hormonas anabólicas como la insulina y a factores de crecimiento como el IGF-1, los que además activan por esa vía la señalización del transportador muscular de glucosa, el GLUT4. Así, no solamente se activa el anabolismo proteico sino también la resíntesis de glucógeno muscular en forma concomitante. Es de resaltarse que la AKT se asocia a la mTOR y ella a su vez a la proteína quinasa S6K1, la que ha mostrado una potenciada actividad a la hora posterior a la ingestión de aminoácidos así como al entrenamiento de la fuerza. Incluso más aun a ambos estímulos mitógenos juntos, esto es, fuerza más ingesta de esos nutrientes, llegando a un valor superior en 6 veces respecto a lo acontecido en un grupo control (Song, Z., et al. Resistance exercise initiates mechanistic target of rapamycin (mTOR) translocation and protein complex co-localisation in human skeletal muscle. Sci Rep., 2017). Otras de las cuestiones relevantes para ver lo que acontece con la mTOR luego del ejercicio es que la misma sufre un desplazamiento significativo hacia las regiones cercanas al endotelio de los capilares sanguíneos, lo cual invita a pensar las razones de tal dislocación en razón de lo que estos traen hacia el músculo activo, como es el caso de los aminoácidos y la glucosa circulante, especialmente porque este incremento se vio en los sujetos sometidos a entrenamiento y aporte de aminoácidos pero no en el grupo control.

Lo cierto y tal como lo señala Burd y su equipo, la actividad de la mTORC1 aumenta durante el período posterior al ejercicio y con ingestión de nutrientes, como por ejemplo, de aminoácidos, aunque también lo hace con ejercicio de fuerza solamente (Burd NA, et al. Exercise training and protein metabolism: influences of contraction, protein intake, and sex-based differences. Journal of applied physiology. 2009). Y en este punto también, el bloqueo por parte de la rapamicina de la mTOR impide los aumentos de la síntesis proteica mediados por el ejercicio de fuerza, lo que indica que dicha proteína es necesaria para activar el anabolismo proteico muscular en humanos.

Se ha documentado también un hecho no menor y que resalta ciertos riesgos del ayuno, como lo es el documentarse que la disociación de la mTOR del lisosoma se ha observado en condiciones de ausencia de aminoácidos, mostrando ello un escenario que reflejaría aun más el ayuno crónico, lo que podría iniciar una respuesta autofágica, tal como lo señalan Korolchuk y colegas (Korolchuk VI, et al. Lysosomal positioning coordinates cellular nutrient responses. Nature cell biology. 2011).

Recientemente también varios trabajos han mostrado como un batido de proteínas y carbohidratos seguido al entrenamiento de fuerza mejoró sensiblemente la respuesta anabólica sintética por fuerte estimulación de la mTOR. Así por ejemplo, Dreyer y colegas advierten que la activación de la vía de señalización de la mTOR desempeña un papel en la mayor síntesis de proteínas musculares cuando el ejercicio de fuerza es seguido por la ingestión de aminoácidos esenciales y carbohidratos (Dreyer HC, et al. Leucine-enriched essential amino acid and carbohydrate ingestion following resistance exercise enhances mTOR signaling and protein synthesis in human muscle. American journal of physiology. Endocrinology and metabolism. 2008). Y Moore y colaboradores señalan en este aspecto que el ejercicio de fuerza estimula rápidamente y mantiene la síntesis de proteína miofibrilar después de una ingestión proteica (Moore DR, et al. Differential stimulation of myofibrillar and sarcoplasmic protein synthesis with protein ingestion at rest and after resistance exercise. The Journal of physiology. 2009).

Como se puede apreciar, quienes niegan la ventana anabólica al menos deberán poder explicar los resultados de las investigaciones citadas, las que han utilizado técnicas de alta complejidad para identificar, medir, cuantificar, señalizar y seguir las mencionadas moléculas vinculadas al metabolismo de las proteínas.